DE3333219A1 - Verfahren zum bleichen von celluloseenthaltendem material - Google Patents

Verfahren zum bleichen von celluloseenthaltendem material

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
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Description

333321'
Svenska Cellulosa Aktiebolaget SCA Stockholm / Schweden
Verfahren zum Bleichen von celluloseenthaltendem Material
Beschreibung
Die- Erfindung betrifft eine Methode beim Bleichen von in hoher Ausbeute hergestellten Cellulosepulpen. Diese Methode bezieht sich genauer gesagt auf das Bleichen mit Hilfe von Peroxiden.
Es ist seit langem bekannt, mechanische Pulpen durch Peroxide zu bleichen. Im Prinzip wird das Bleichen durchgeführt, indem das in einer Raffinationsvorrichtung oder in einer Mahlvorrichtung zerfaserte Holzrohmaterial im Anschluß an eine mögliche Klassierung und Entwässerung in einer einzigen Stufe durch '..Zusatz- verschiedener Bleichchemikalien gebleicht wird. Das Bleichen wird in speziellen Bleichtürmen durchgeführt, in denen die Pulpe kontinuierlich zusammen mit zugesetzten Chemikalien berfördert wird, die umgesetzt werden mit und/oder zur Auflösung führen von Komponenten, die zu einer dunklen Färbung der Pulpe Anlaß geben. Es erwies sich bei diesem Typ des Bleichens als vorteilhaft und in zahlreichen Fällen als erforderlich, die BleiGhchemikalien in relativ großem Überschuß zuzusetzen. Um die Breichmethode konkurrenzfähig zu machen und Verunreinigungen des Rezipienten zu vermeiden, die eine Emission der Bleichablauge beinhalten würde, wurde es als notwendig erachtet/: die nach der Bleichstufe abgepreßte Ablauge wieder zu verwenden. Eine derartige Wiederverwendung wird bewirkt, indem die Ablauge zu der Bleichstufe nach Ergänzung mit frischen Chemikalien recyclisiert wird.
. Die rBleichchemikalien bestehen primär aus Wasserstoffperoxid oder anderen Peroxiden unci Alkali. Die Mengen von beiden der-
selben werden entsprechend dem jeweiligen Pulpentyp eingestellt. Es erwies sich als notwendig, zusätzlich auch bestimmte Silicate zuzugeben, um das Peroxid zu stabilisieren, das anderenfalls rasch zerfällt. Dieser Zusatz ist nicht problemlos, insbesondere im Hinblick auf die Verkrustung bzw. Belagbildung, die er in den Verdampfungsvorrichtungen verursachen kann, die zum Verdampfen der in dem Bleichabschnitt verwendeten Ablauge verwendet werden.
Wird das Holzrohmaterial in Form von Chips bzw. Spänen oder Klötzen in der Raffinationsvorrichtung oder der Vermahlungsvorrichtung zerfasert, dringen unvermeidlich bestimmte Verunreinigungen in die Pulpe ein. Unter diesen Verunreinigungen sind Schwermetalle wie Eisen und Mangan, da sie die Pulpe verfärben und den Peroxidabbau katalysieren, unangenehm. Zur Lösung dieses Problems hielt man es für erforderlich, bestimmte Komplexbildner z.B. EDTA zu der Bleichflüssigkeit zuzugeben.
Die Bleichflüssigkeit mit den angegebenen Komponenten wird in einem speziellen Chemikalienbehälter zubereitet und zusammen mit der Pulpe dem Bleichturm,wie vorstehend angegeben, zugeführt.
Diese Methode umfaßt, wie erwähnt, das Problem, daß ein hoher Überschuß an Chemikalien erforderlich ist, um eine ausreichende Menge Chemikalien während des gesamten Reaktionsprozesses zur Verfügung zu haben. Trotz der Verwendung großer Überschüsse erwies es sich aufgrund des hohen Verbrauchs zu Beginn der Bleichstufe als schwierig, eine ausreichende Menge, insbesondere an Peroxid und Alkali, bei der Endphase der Bleichstufe zur Verfügung zu haben.
Gemäß einem früher empfohlenen Peroxidbleichverfahren werden die Bleichchemikalien direkt in die Raffinationsvorrichtung ' zugegeben, in der das Holzrohmaterial in Form von Spänen mechanisch zerfasert wird. Es wurde auch empfohlen, dieses Bleichen in zwei aufeinanderfolgenden Raffinationsstufen
durchzuführen.
Es kann ferner erwähnt werden, daß es bereits empfohlen worden ist, das Holzrohmaterial geeigneterweise in Form von Spänen mit peroxidenthaltenden Flüssigkeiten vorzubehandeln, wobei diese Behandlung vor der Zerfaserung der Späne zur Pulpe durchgeführt wird und wobei die Behandlungsflüssigkeit an verschiedenen Stellen zugeführt werden kann. Die Späne per se können auch mit anderen Chemikalien, z.B. Sulfiten, vorbehandelt werden, um bestimmte für jede Chemikalie spezifische Wirkungen zu erzielen. Derartige Vorbehandlungen liegen jedoch außerhalb des Bereichs der Erfindung und werden daher vorliegend nicht abgehandelt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das vorstehende Problem eines Überschusses an Chemikalien zu Beginn der Bleichstufe und das Problem, das durch den raschen Verbrauch von Chemikalien bei Beginn der Stufe entsteht und dazu führt, daß eine zu geringe Menge, insbesondere an Peroxid und Alkali, während der Endphase der Stufe verfügbar ist, zu lösen. Diese Probleme werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Peroxid und Alkaliprofil so gleichmäßig als möglich während der gesamten Bleichstufe auf einem dem jeweiligen Pulpentyp angepaßten Niveau aufrechterhalten wird. Hierbei ist es möglich, das Bleichen in einer einzigen Stufe durchzuführen.
In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Bedeutung des Ausdruckes "Stufe" im Auge zu behalten. Beim Bleichen, beispielsweise von chemischen Pulpen, wird das Bleichen, gewöhnlich in einer Vielzahl von Stufen durchgeführt. Vier bis sechs Stufen sind nicht unüblich und in den meisten Fällen werden verschiedene Bleichmittel in jeder Stufe eingesetzt. Zwischen den jeweiligen Stufen wird ein Auswaschen und/oder eine Extraktion der während der vorangehenden Bleichstufe gelösten Komponenten durchgeführt. Im Fall einer chemischen Pulpe bezieht sich dies hauptsächlich auf Lignin. Es erwies sich jedoch als interessant, die Bedingungen in jeder ftufe, beispielsweise mit Hilfe ver-
schiedener Bleichmittel zu variieren. Eine derartige Aufteilung einer einzelnen Stufe wird mit "Phasen" bezeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft die Aufteilung der Peroxidstufe in verschiedene Phasen.
Erfindungsgemäß wird das Bleichen in zwei oder mehreren Phasen durchgeführt, wobei das Entwässern und/oder der Chemikalienzusatz zwischen zumindest zwei der Phasen durchgeführt wird.
Das Bleichen kann in einer einzigen Stufe erfolgen. Die Entwässerung wird vorzugsweise mit Hilfe von Schneckenpressen bewirkt.
Vor dem Bleichen wird die Pulpe mit Hilfe einer Walzenpresse auf einen Trockengehalt von zumindest 40% entwässert. H-O» wird vorzugsweise als Peroxid eingesetzt und NaOH als Alkali.
Gemäß einer speziellen wichtigen Ausführungsform wird das Abwasser aus der Entwässerung in einem Gegenstrom Phase für Phase in das System eingeführt und der pH-Wert in der Bleichflüssigkeit vor jeder Phase erhöht, um ein pH-Profil zu erhalten, das für den jeweiligen Pulpentyp optimal ist.
Die Erfindung wird eingehender anhand einer Ausführungsform und in bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, worin
Figur 1 ein Fließschema für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt und
Figur 2 schematisch zwei Diagramme des pH-Werts bzw. des und Peroxidgehalts in Abhängigkeit von der Reaktions-Figur 3 dauer zeigen.
In Figur 1 wird die Pulpe aus einer Raffinations- und/oder Klassierungsstufe durch eine Leitung (1) einer Walzenpresse (2) zugeführt, in der die Pulpe auf ein Trockengehalt von 45-50% entwässert wird. Die entwässerte Pulpe wird aus der Walzenpresse
einem Chemikalienmischer (3a) vom herkömmlichen Typ zugeführt, in den die Bleichchemikalien zugegeben werden.
Die Chemikalien werden dem Mischer über die Leitung (5) aus einem Mischgefäß (nicht gezeigt) zugeführt. Zur Verdünnung der Pulpe wird Abwasser verwendet, das dem Mischer über Leitung (6) in der nachstehend beschriebenen Weise zugeführt wird. Aus dem Mischer (3a) wird die Pulpe in ein erstes Reaktionsgefäß (4a) und von dem Boden des Turms einer Schneckenpresse (7), in der die Pulpe entwässert wird, zugeführt. Um die Entnahme aus dem Turm zu erleichtern, wird eine geringe Menge Abwasser dem Boden des Turms über Leitung (8) zugeführt.
Die Pulpe wird dann zu der nächsten Phase in der Bleichstufe geleitet, die in einem Reaktionsgefäß (4b) ausgeführt wird. Die durch die Leitung (9) zugeführten Bleichchemikalien und die Pulpe aus der Schneckenpresse (7) werden in der gleichen Weise wie bei der ersten Phase in einem Mischer (3b) gemischt.
Die Bleichflüssigkeit war dem Mischer (3b) über einer Leitung (10) mit Hilfe einer Pumpe (11) aus einem Abwasserbehälter (6c) zugeführt worden. Eine zusätzliche Phase kann in entsprechender Weise in dem Reaktionsgefäß (4c) durchgeführt werden.
Aus dem Bleichturm (4c) in der letzten Phase wird die Pulpe am Boden des Turms mit Hilfe einer Pumpe (24), vorzugsweise nach Verdünnung mit Abwasser, entnommen und einer Walzenpresse (14) zugeführt, in der die Pulpe entwässert wird, die dann weiter einer Einengung und Trocknung oder einer Papierherstellungsmaschine zugeleitet wird.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Recyclisierung und die Verwertung des aus den verschiedenen Verfahrensstufen stammenden Abwassers. Das Prinzip besteht darin, daß das Abwasser/Schwarzlauge,die in jeder Phase abgepreßt werden, getrennt gesammelt und Phase für Phase in einem aufeinanderfolgenden Gegenstrom zu dem Verfahren recyclisiert
werden.
Die in der Walzenpresse (14) aus der letztendlich gebleichten Pulpe abgepreßte Lauge, die noch eine bestimmte Menge an unverbrauchten Chemikalien enthält, wird so in dem Abwasserbehälter (6d) gesammelt, aus der sie teilweise über die Leitung (17) mit Hilfe der Pumpe (16) dem Chemikalienmischer (3c) zugeführt wird, in dem die Chemikalien für die Phase 4c hergestellt werden und teilweise über die Leitung (18) und (10) mit Hilfe der Pumpe (11) dem Chemikalienmischer (3b).
Die Ablauge aus der Presse (15) wird nach der Phase 4b in dem Behälter (6c) gesammelt. Diese Ablauge wird in einer entsprechenden Weise, teilweise für die Herstellung der Chemikalien in dem Mischer (3b), zu dem sie über die Pumpe (11) und die Leitung (10) geführt wird und teilweise in dem Mischer (3a) durch Leitung (19) und über die Pumpe (12) und Leitung (6), verwertet.
Die Ablauge aus der ersten Phase 4a wird in dem Behälter (6b) gesammelt und zur Herstellung der Bleichflüssigkeit für die erste Phase 4a in dem Chemikalienmischer (3a) verwertet, der das Abwasser über die Leitung (6) durch die Pumpe (12) zugeführt wird. Ein Teil der Ablauge aus dem Behälter (6b) kann zusammen mit der aus der Walzenpresse (2) abgepreßten Lauge zu der Walzenpresse durch die Leitung (28) recyclisiert werden. Der Hauptanteil des aus der Presse (2) in dem Behälter (6c) gesammelten Abwassers wurde in einer vorhergehenden Raffinations- und/oder Klassierungsstufe (nicht gezeigt) verwendet. Um den für die Erfindung wesentlichen Effekt, nämlich die Aufrechterhaltung eines hohen Grades an Gleichmäßigkeit des Bleichchemikalienprofils während der gesamten Bleichstufe, insbesondere einen gleichmäßigen Peroxidgehalt und pH-Wert,zu erreichen, ist es zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Prinzip des Gegenstroms des Abwassers wichtig, daß zusätzliche Chemikalien zwischen zumindest zwei der Phasen in der Stufe zugeführt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird gezeigt, daß
— Q _
die durch die Leitung (28) zugeführte und Peroxid, Alkali, Komplexbildner und möglicherweise Silicate enthaltende Bleichflüssigkeit nicht nur dem System über die Leitung (5) zu dem Chemikalienmischer (3a) zugeführt wird, sondern auch über die Leitungen (9) und (21) zu dem Mischer (3b) bzw. (3c), wo die Pulpe auch mit unverbrauchten Chemikalien aus den Ablaugen, wie vorstehend beschrieben, zugeführt wird.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Methode kann das System in einem sehr hohen Ausmaß geschlossen sein und gleichzeitig kann das Bleichen ohne die Verwendung von Silicaten durchgeführt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs des erfindungsgemäßen Konzepts variiert werden.

Claims (11)

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE Case 3253 Patentansprüche
1. Verfahren von in hoher Ausbeute hergestellten Cellulosepulpen durch Peroxide, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen in zwei oder mehreren Phasen unter Entwässerung und chemischem Zusatz zwischen zumindest zwei der Phasen durchgeführt wird, wobei die Entwässerung zwischen den Phasen bis auf einen Trockengehalt von zumindest 20%, vorzugsweise 25-4 5%, durchgeführt wird, daß der pH-Wert und/oder die Peroxidkonzentration in der Bleichflüssigkeit vor jeder Phase zur Erzielung eines optimalen Peroxid- und/oder pH-Profils für den jeweiligen Pulpentyp eingestellt wird, und daß nach beendetem Bleichen die Pulpe auf einen Trockengehalt von zumindest 40%, vorzugsweise 45-50%, geeigneterweise mit Hilfe einer Walzenpresse entwässert wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Entwässerung mit Hilfe einer Schneckenpresse durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "'las Bleichen in einer einzigen Stufe durchgeführt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulpensuspension vor dem Bleichen auf einen Trockengehalt von zumindest 40%, vorzugsweise 45-50%, mit Hilfe einer Walzenpresse entwässert wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Bleichchemikalien, wie Peroxide, z.B. H3O3, Alkali, z.B. NaOH, komplexbildende Substanzen usw. der Pulpe vor der jeweiligen Phase zugegeben werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Bleichchemikalien einem für jede Phase vorgesehenen Chemikalienbehälter (2) zugegeben werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Chemikalien in einer derartigen Menge vor einer jeden Phase zugegeben werden, daß der pH- und Peroxidgehalt in der Pulpe die Anfangswerte, d.h. die von der Pulpe in der Anfangsphase gezeigten Werte erreicht.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichabwasser aus der Entwässerung im 'Gegenstrom aus einer Phase nach der anderen dem System zurückgeführt wird, vorzugsweise, daß das Abwasser aus einer Phase zusammen mit den Bleichchemikalien der vorhergehenden Stufe zurückgeführt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert vor einer jeden Phase auf zumindest 7, vorzugsweise auf zumindest 8, erhöht wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen in drei Phasen durchgeführt wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rückwasser aus der Entwässerung vor der Bleichstufe der Refining- bzw. Raffinations- und/oder Klassierungsstufe rückgeführt wird.
DE3333219A 1982-09-14 1983-09-14 Verfahren zum Bleichen von Hochausbeute-Zellstoffpulpen mittels Peroxiden unter Recyclisierung der Ablaugen Expired DE3333219C2 (de)

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