DE3315479C2

DE3315479C2 -

Info

Publication number: DE3315479C2
Application number: DE3315479A
Authority: DE
Inventors: Alpo Pori Fi Tuomi
Original assignee: Rauma Repola Oy
Current assignee: Repola Oy
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1987-10-08
Also published as: SE8302828L; FI821811A; FI67894B; SE8302828D0; SE462805B; FI67894C; ATA160083A; AT382651B; DE3315479A1; FI821811A0; US4529479A; CA1204560A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Faserstoff in mehreren Bleichstufen durch Verwendung von zwei oder mehreren Bleichchemikalien, wobei die Bleichchemikalien nacheinander so in den Stoff geleitet werden, daß sie die in der vorangehenden Stufe verwendeten Chemikalien aus dem Stoff verdrängen, und die zu verdrängenden Chemikalien auf die Stoffbahn geleitet werden, immer wenn diese auf der Filterfläche des Trommelfilters ist, wobei die in der ersten Stelle der Trommel verwendeten, zu verdrängenden Chemikalien in der folgenden Stelle der Trommel verdrängt werden.

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem oder mehreren Bleichtürmen für die verschiedenen Bleichstufen.

Bei einem heute allgemein verwendeten Bleichverfahren, bei dem das Bleichen in mehreren Stufen mittels zwei oder mehrerer Bleichchemikalien durchgeführt wird, z. B. durch Verwendung von Chlor und Chloroxid, dann von Alkali, dann erneut von Chlordioxid, danach von Alkali und wieder von Chlordioxid (CD - E - D - E - D), werden in jeder Bleichstufe verschiedene Reaktionstürme eingesetzt, in denen die dem Stoff zugemischten Chemikalien mit dem Lignin des Stoffes reagieren. Zwischen den verschiedenen Bleichstufen wird der Stoff in Trommelfiltern gewaschen. Diese sind einstufige Saugfilter.

Bei diesem bekannten Verfahren treten folgende Nachteile auf:

- Viele Vorrichtungen sind erforderlich, was große Gebäude sowie hohe Investitionskosten verursacht.
- Die von verschiedenen Bleichstufen kommenden sauren und alkalischen Filtrate werden miteinander gemischt.
- Verschiedene Stufen erzeugen große Mengen Restgase, die zu behandeln sind.
- Die Apparatur hat einen hohen Dampfverbrauch sowie eine schlechte Wärmeökonomie.
- Wegen des niedrigen Druckes in den Saugfiltern kann eine Temperatur von höchstens etwa 80°C erreicht werden, da die Flüssigkeiten bei höherer Temperatur zu sieden beginnen.

Es ist bekannt, daß es möglich ist, die Reaktionszeiten, insbesondere die bei der Alkalibehandlung, durch gleichmäßige Verdrängung der in der Stoffbahn befindlichen Flüssigkeit mit der Chemikalienlösung der folgenden Stufe anstatt durch Mischung, zu verkürzen. Außerdem ist es bekannt, daß die Reaktionszeit bei der Alkalibehandlung durch Temperaturerhöhung kürzer wird.

Die Anwendung eines vielstufigen Druckfilters für Faserstoffwaschen ist bekannt. Beispielsweise wird in den SF-PS 46 534 und 49 330 ein zweistufiges Druckfilter beschrieben. Das Druckfilter weist einen Trog auf, in dem die Trommel, teilweise in den Faserstoff eintauchend, rotiert. Der Oberteil der Filtertrommel liegt in einer unterhalb des Troges befindlichen Druckzelle, wo der Druck höher ist als innerhalb der Trommel. Auf der Außenfläche der Trommel wird eine gleichmäßige Stoffbahn eingedickt, die mit aus Spritzrohren austretender Waschflüssigkeit gewaschen wird. Die Waschflüssigkeit gelangt in das Innere der Filtertrommel, die mit einer Flüssigkeitssammelvorrichtung ausgerüstet ist. Die Anwendung einer einteiligen Flüssigkeitssammelvorrichtung bedeutet ein zweistufiges Druckfilter. Falls die Flüssigkeitssammelvorrichtung z. B. in zwei Teile unterteilt wird, arbeitet das Druckfilter in drei Stufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 3. Der Unteranspruch 2 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens.

Die Anwendung eines mehrstufigen Trommelfilters beim Bleichen ermöglicht sowohl eine Alkalibehandlung durch ein Verdrängungsverfahren, eine Trennung der sauren und alkalischen Filtrate als auch ein gutes Waschen im selben Druckfilter, wobei auch die herkömmlichen Alkalitürme unnötig werden.

Besondere Vorteile bei der Anwendung mehrstufiger Druckfilter, verglichen mit der bisherigen Praxis, sind die folgenden:

- Alkalitürme sind unnötig.
- Weniger Bedarf an getrennten Waschvorrichtungen u. dgl.
- Niedrigniveauanordnung, weil kein Fallrohr für Druckfilter erforderlich ist.
- Ersparnisse an Gebäude- und Investitionskosten infolge der obigen Sachen.
- Besserer Wärmehaushalt wegen der geschlossenen Gaskreisläufe und der Möglichkeit, die Druckfilter zu isolieren.
- Einfache Gasbehandlung dank der geschlossenen Gaskreisläufe.
- Möglichkeit der Anwendung höherer Temperaturen, wobei das Druckfilter auch bei Siedetemperatur arbeiten kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einem dreistufigen Druckfilter,

Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einem zweistufigen Druckfilter

und Fig. 3 einen dreistufigen Druckfilter.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist die Vorrichtung drei dreistufige Druckfilter 1, 2 und 3 auf, die nach einem Chlorierungsturm 4 und Chlordioxidtürmen 5 und 6 angeordnet sind.

Die Drehrichtung der Trommeln in den in der Zeichnung gezeigten Druckfiltern verläuft von links nach rechts. In jeder Trommel ist eine Flüssigkeitssammelvorrichtung 34, die in zwei Teile geteilt ist, vorgesehen. In der ersten Stufe 23 des ersten Druckfilters 1 sind Spritzrohre vorgesehen, aus denen Flüssigkeit auf die auf der Trommelfläche befindliche Stoffbahn gespritzt werden kann. In der ersten Stufe ist ein Rohr vorgesehen, das die aus der Stoffbahn in die Trommel eintretende Flüssigkeit zum Abteil 25 eines Filtratbehälters leitet. In der zweiten Stufe 32 des Druckfilters sind ebenfalls Spritzrohre zum Spritzen von Flüssigkeit auf die Stoffbahn vorgesehen. In der zweiten Stufe wird die verdrängte Flüssigkeit zum ersten Teil der Flüssigkeitssammelvorrichtung 34 geleitet, der über ein Rohr mit dem Abteil 27 des Filtratbehälters verbunden ist. Auch in der dritten Stufe 33 des Druckfilters 1 sind Spritzrohre vorgesehen. In der dritten Stufe wird die verdrängte Flüssigkeit zum zweiten Teil der Flüssigkeitssammelvorrichtung 34 geleitet, der mit dem Abteil 26 des Filtratbehälters verbunden ist.

Die Druckfilter 2 und 3 besitzen einen dem Druckfilter 1 entsprechenden Aufbau. In dem Druckfilter 2 zugeordneten Filtratbehälter sind Abteile 18, 17 und 19, und im dem Druckfilter zugeordneten Filtratbehälter sind Abteile 9, 8 und 10 vorgesehen.

Die Funktion der Vorrichtung nach Fig. 1 ist die folgende: In den Druckfiltern verwendetes Waschwasser oder Filtrat gelangt im Gegenstrom zum zu bleichenden Stoff von einem Druckfilter zum nächsten.

Reines Waschwasser 7 wird zur dritten Waschstufe des letzten Druckfilters 3 geleitet. Es verdrängt aus der sich an der Trommelfläche befindlichen Stoffbahn die darin enthaltene, in der vorangehenden Waschstufe 11 des gleichen Druckfilters 3 zugesetzte Flüssigkeit, die zum Abteil 8 des Filtratbehälters geleitet sowie von dort zur zweiten Waschstufe 11 zugesetzte Flüssigkeit verdrängt auch die der Stoffbahn in der ersten Stufe 12 zugesetzte Flüssigkeit, die zum Abteil 9 des Filtratbehälters geleitet wird.

Das Filtrat wird weiters vom Abteil 9 zur ersten Stufe 12 des Druckfilters 3 gepumpt, wo es aus der Stoffbahn die Flüssigkeit verdrängt, die im vom letzteren Chlordioxidturm 6 kommenden und bei 13 in das Druckfilter 3 eingespeisten Stoff enthalten ist. Die mit aus dem bei 13 eingespeisten Stoff im Druckfilter 3 abgetrennte Flüssigkeit sowie die in der ersten Waschstufe 12 verdrängte Flüssigkeit werden aus dem Inneren der Filtertrommel zum Abteil 10 des Filtratbehälters geleitet.

So ist ein wirksames dreistufiges Waschen des im Chlordioxidturm 6 behandelten Stoffes auf eine beim Waschen von ungebleichtem Stoff bekannte Weise ausgeführt worden.

Dank der beschriebenen Vorgangsweise ist der mit Chlordioxid behandelte Stoff mit der geringstmöglichen Menge an Frischwasser reingewaschen worden.

Das stärkste bzw. sauerste Filtrat wird vom Abteil 10 des Filtratbehälters zur letzten Waschstufe 14 des vorangehenden Druckfilters 2 geleitet, wo es die in der Stoffbahn befindliche Flüssigkeit verdrängt und dann zusammen mit dem Stoff zum Chlordioxidturm 6 gelangt.

Chlordioxidlösung wird über eine Leitung 15 dem Stoff und über eine im Boden des Chlordioxidturmes 6 befindliche Mischvorrichtung auf für Bleichanlagen bekannte Weise zugesetzt.

In der zweiten Stufe des Druckfilters 2 wird reines Wasser 16 zugeführt, das in der letzten Stufe verdrängt und in das Abteil 17 des Filtratbehälters geleitet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die dritte (saure) Stufe sehr wirksam von der ersten (alkalischen) Stufe zu trennen. Das durch reines Wasser 16 verdrängte alkalische Filtrat wird in das Abteil 18 des Filtratbehälters geleitet.

Das alkalische Filtrat wird in der früher erwähnten Alkaliverdrängungsstufe in der ersten Stufe 20 des mehrstufigen Druckfilters 2 verwendet.

Dem Filtrat wird Alkali (NaOH) 21 zugesetzt und damit der pH-Wert des Filtrates auf einen für die alkalische Auslaugungsbehandlung geeigneten Wert eingestellt.

Die Flüssigkeit, die im Druckfilter 2 aus der vom ersten Chlordioxidturm 5 kommenden Stoffbahn abgetrennt wurde, sowie die in der Alkaliverdrängungsstufe aus der Stoffbahn verdrängte Flüssigkeit, werden in das Abteil 19 des Filtratbehälters geleitet. Diese Flüssigkeit stammt vorwiegend von der Chlordioxid-Behandlung im Chlordioxidturm 5 und ist sauer. Im Filtratbehälter des Druckfilters 2 stehen somit zur Verfügung:

- Alkalisches Filtrat im Abteil 18,
- beinahe neutrales Filtrat im Abteil 17,
- saures Filtrat im Abteil 19.

Zum ersten mehrstufigen Druckfilter 1 kommt der im Chlorierungsturm 4 behandelte Stoff 31. Aus der auf der Trommel gebildeten Stoffbahn wird Flüssigkeit verdrängt, wie dies oben beschrieben wurde. Dies erfolgt in der ersten Stufe des Druckfilters 1 mit alkalischer Lauge 23, der für die Einstellung des pH-Wertes Alkali (NaOH) 24 zugesetzt wird. Die von der Stoffbahn abgetrennte, in der ersten Stufe verdrängte Flüssigkeit wird vom Inneren der Trommel in das Abteil 25 des Filtratbehälters geleitet.

Die in der Stoffbahn befindliche alkalische Lauge wird in der zweiten Waschstufe 32 des Druckfilters 1 mit vom Abteil 17 des dem Druckfilter 2 zugeordneten Filtratbehälters stammendem, annähernd neutralem Filtrat verdrängt. Die so verdrängte, alkalische Lauge wird in das Abteil 27 des Filtratbehälters geleitet. In der letzten Stufe 33 des ersten Druckfilters 1 wird die Waschlauge der zweiten Stufe mit vom Abteil 19 des Filtratbehälters des Druckfilters 2 stammender saurer Lauge verdrängt, die zusammen mit der Stoffbahn zur ersten Chlordioxid-Behandlung im Chlordioxidturm 5 gelangt. Chlordioxidlösung 28 wird dem Stoff in einer Mischeinrichtung im Boden des Chlordioxidturmes 5 auf für Bleichanlagen bekannte Weise zugesetzt.

Vor dem Chlorierungsturm 4 werden über Rohre 29 und 30 zugeführte Chlor- und Chlordioxid-Chemikalien dem Stoff auf für Bleichanlagen bekannte Weise zugemischt.

Die Temperaturregelung kann leicht, z. B. mit in Waschfiltratrohren montierten Wärmeaustauschern ausgeführt werden.

Die Vorrichtung umfaßt auch die erforderlichen Pumpen und Ventile, die aber nicht näher beschrieben sind. Weiters sind in der Vorrichtung Rohrstutzen vorgesehen, mit denen es möglich ist, einen Teil des von der ersten Stufe eines der Druckfilter zum Filtratbehälter geleiteten Filtrats dem zu einem Druckfilter zu leitenden Stoff zuzusetzen und/oder dem entsprechenden Abteil des Filtratbehälters des vorangehenden Waschfilters zuzuleiten. Ein Teil des Filtrats wird vom Filtratbehälter des ersten Druckfilters zum Abfluß geleitet.

Eine andere Ausführungsform mit mehrstufigen Druckfiltern zeigt Fig. 2, in der zweistufige Druckfilter verwendet werden. Bei Verwendung zweistufiger Druckfilter, die eine einteilige Flüssigkeitssammelvorrichtung 34 haben, sind auch die sich an die Druckfilter anschließenden Filtratbehälter zweiteilig. Der übrige Aufbau der Vorrichtung von Fig. 2 entspricht im Prinzip dem bei Verwendung dreistufiger Druckfilter.

Chlorierter Stoff 31 kommt aus dem Chlorierungsturm 4 zum ersten Druckfilter 1, in dem sich der Stoff auf der Trommel zu einer gleichmäßigen Stoffbahn eindickt. Die erste Stufe 23 des zweistufigen Druckfilters 1 wird als eine Alkali-Verdrängungs-Waschstufe verwendet, wobei als Verdrängungsflüssigkeit die in der zweiten Stufe 32 gesammelte Flüssigkeit verwendet wird und der pH-Wert durch Zusetzen einer Alkalilösung 24 (NaOH) auf einen zur Alkalibehandlung geeigneten Wert eingestellt wird. Durch die Verdrängungs- Alkalibehandlung wird die herkömmliche Waschapparatur der Chlorierungsstufe und der Alkaliturm ersetzt.

In der zweiten Stufe 32 des zweistufigen Druckfilters 1 wird mit vom Druckfilter 2 nach der folgenden Chlordioxid-Bleichstufe 5 kommender Waschflüssigkeit gewaschen, so daß in den ersten Waschvorgängen alkalisches Filtrat und in den übrigen saures Filtrat verwendet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die sauren und alkalischen Filtrate des mehrstufigen Druckfilters voneinander so weit wie möglich getrennt zu halten.

Auch die andere Alkalistufe ist in der ersten Stufe des Druckfilters bei der Ausführungsform mit einem zweistufigen Druckfilter durch eine Alkali-Verdrängungs-Waschstufe ersetzt.

Beispiel

Im folgenden werden typische Prozeßwerte in verschiedenen Bleichstufen angegeben, wobei Sulfatstoff mit einer Kappazahl von etwa 35 behandelt wird.

1. Chlorierung/Chlordioxidbehandlung
Stoffdichte3% Temperatur+30°C Cl₂5,0% vom Stoff in aktivem Cl₂ ClO₂1,0% vom Stoff in aktivem Cl₂ Reaktionszeit30 min.

2. Erste Alkaliverdrängungsstufe
Stoffdichte12% Temperatur80°C pH11 3. Erste Chlordioxidstufe
Stoffdichte10% Temperatur70°C ClO₂2,8% vom Stoff in aktivem Cl₂ Reaktionszeit120 min.

4. Zweite Alkaliverdrängungsstufe wie in Punkt 2
5. Zweite Chlordioxidstufe
Stoffdichte10% Temperatur70°C ClO₂0,8% vom Stoff in aktivem Cl₂ Reaktionszeit120 min.

6. Schlußwaschen
Vor dem Pumpen des Stoffes zum Vorratsturm wird der pH-Wert, falls erforderlich, mit SO₂ eingestellt, wobei ein geeigneter pH-Wert bei etwa 5,0 liegt.
Typische Konzentrationen der Chemikalienlösungen
NaOHca. 100 g/l, T = 20°C ClO₂ca. 4-8 g/l, T = 5-10°C.

In Abänderung der beschriebenen Ausführungsformen kann die oben angeführte Bleichchemikalienkombination C/D-E-D-E-D beispielsweise auch durch eine andere Kombination ersetzt werden. Anstatt der Druckfilter können auch andere Trommelfilter verwendet werden. Die Verdrängung kann auch in einer anderen Stufe des Druckfilters erfolgen.

Fig. 3 zeigt einen 3stufigen Druckfilter mit einer ersten Stufe 50, einer zweiten Stufe 51 und einer dritten Stufe 52.

Der Pfeil 53 kennzeichnet den Einlaß des zu filternden Stoffes und der Pfeil 54 den Auslaß. Durch den Auslaß 55 wird die Flüssigkeit abgelassen.

Claims

1. Verfahren zum Bleichen von Faserstofen in mehreren Bleichstufen durch Verwendung von zwei oder mehreren Bleichchemikalien (E), wobei die Bleichchemikalien (E) in Aufeinanderfolge so in den Stoff geleitet werden, daß diese die in der vorangehenden Stufe verwendeten Chemikalien (C/D, D) vom Stoff verdrängen und wobei die zu verdrängenden Chemikalien (E) auf die Stoffbahn geleitet werden, immer wenn diese auf der Filterfläche des Trommelfilters (1, 2) ist, wobei die in der ersten Stelle der Trommel verwendeten, zu verdrängenden Chemikalien (E) in der folgenden Stelle der Trommel verdrängt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein 2- oder mehrstufiger Trommelfilter versehen mit einer 1- oder mehrteiligen, innerhalb der Trommel angebrachten Flüssigkeitssammelvorrichtung eingesetzt wird und die in der folgenden Stufe des Waschfilters verdrängte Bleichchemikalienflüssigkeit völlig oder teilweise zur vorangehenden Stufe zurückgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Waschfilter (1, 2) eingesetzt werden und die in der ersten Stufe des Waschfilters (2) verdrängte Bleichchemikalienflüssigkeit völlig oder teilweise zur letzten Stufe des vorangehenden Waschfilters (1) geleitet wird, wo sie als Verdrängungsflüssigkeit verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in der es ein oder mehrere nacheinander stehende Bleichtürme (4, 5) für verschiedene Bleichstufen gibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein 2- oder mehrstufiges Trommelfilter (1, 2) nach einem oder mehreren Bleichtürmen (4, 5) angebracht ist, und der ersten Stufe des Trommelfilters eine Bleichchemikalienleitung (24, 21) so angeschlossen ist, daß die Bleichchemikalien (E) auf die an der Filterfläche des Waschfilters liegende Stoffbahn geleitet werden, und daß mit der an die erste Stufe angeschlossenen Chemikalienleitung (24, 21) eine von der folgenden Stufe kommende Leitung für verdrängte Chemikalien (27, 18) vereinigt ist.