DE3315479C2 - - Google Patents
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-
- D—TEXTILES; PAPER
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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.
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.
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.
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.
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.
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 (3)
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.
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