DE4039294C2 - Verfahren zum Bleichen von Cellulosebrei - Google Patents
Verfahren zum Bleichen von CellulosebreiInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Cellulosebrei
bzw. Pulpe aus Cellulosefasermaterial bei der Herstellung chemischer
Pulpe, bei welchem die ankommende Pulpe kontinuierlich in eine
Bleichlinie eingeführt und mit mehreren Chlordioxid und Ozon
enthaltenden Bleichmitteln gebleicht wird.
Chlor ist eines der Bleichmittel, die am häufigsten zum Bleichen von
Pulpe aus Cellulosefasermaterial, insbesondere chemischer Pulpe,
verwendet werden. Chlor, das chlorinierte organische Verbindungen
bildet, ist aber als umweltschädlich anzusehen, so daß ein
zunehmender Widerstand gegen die Verwendung von Chlor vorhanden
ist. Dies hat zu geringeren Grenzwerten für die Emission von
chlorinierten organischen Substanzen, gemessen als kg adsorbierbares
organisches Halogen (AOX) pro Tonne Pulpe geführt. Bis zum
Jahrhundertwechsel wird wahrscheinlich eine Menge von 1,0 bis 2,0 kg
AOX pro Tonne Trockenpulpe von den Umweltschutzbehörden zugelassen
werden. Später, oder, wenn es technisch durchführbar ist,
möglicherweise auch früher, wird man mit Mengen von unterhalb
1,0 kg AOX pro Tonne Pulpe rechnen müssen.
Eine Anzahl verschiedener Verfahren sind vorgeschlagen worden, um
die zunehmend strengeren Anforderungen bezüglich der Verwendung von
Chlor zu erfüllen, wie Verringerung des Ligningehaltes in der Pulpe
vor dem Bleichen mit Chlor durch verlängertes Aufschließen und durch
Ausführung einer anfänglichen Delignifikation mit Sauerstoffgas.
Andere Verfahren umfassen die Verringerung der zugesetzten
Chlormenge oder den Ersatz von Chlor durch Chlordioxid.
Es ist auch bekannt, daß vom Umweltgesichtspunkt her Ozon viel
besser ist als die kommerziell verwendeten Bleichmittel Chlor und
Chlordioxid zum Bleichen von Cellulosebrei bzw. Pulpe. Mit Rücksicht
auf die hohen Qualitätsanforderungen, die an die Pulpe gestellt
werden, insbesondere Helligkeit, Reinheit und Festigkeit, ist es
gegenwärtig nicht möglich, Chlordioxid vollständig wegzulassen. Die
kommerzielle Verwendung von Ozon ist bisher nicht möglich gewesen,
und zwar aufgrund der hohen Kosten für die Herstellung von Ozon und
der beträchtlich geringeren selektiven Natur von Ozon, wenn übliche
Bleichverfahren angewendet werden. Mit "geringer Selektivität" ist
gemeint, daß zusätzlich zur Entfernung von Lignin das Ozon auch die
Cellulose merklich abbaut. Die Kappa-Zahl einer Pulpe ist ein Maß des
Ligningehaltes, während ihre Viskosität ein Maß der mittleren
Kettenlänge der Cellulose und ein Anzeichen für ihre Festigkeit ist.
Für eine gebleichte Nadelholz-Pulpe mit einer Helligkeit von 90 ISO
und guten Festigkeitseigenschaften sollte die Viskosität oberhalb 800
SCAN-Einheiten (dm3/kg) betragen.
Wenn eine mit Sauerstoffgas gebleichte Pulpe weiter mit Chlordioxid
und/oder Chlor gebleicht wird, sind vier oder fünf getrennte Stufen
für die gebleichte Pulpe erforderlich, um eine Helligkeit zu erreichen,
die die Marktanforderung erfüllt, d. h. etwa 90 ISO. Mit "getrennte
Stufen" ist gemeint, daß jede der Stufen von einem Waschen der Pulpe
eingeschlossen ist. Die Einrichtung zum Waschen der Pulpe erfordert
aber die höchste Kapitalinvestition in einer Bleichanlage.
Es ist ein Verfahren zum Bleichen einer Kraftpulpe aus
Cellulosematerial zur Herstellung von Papier unter Verwendung
einer Bleichzone mit nicht mehr als vier Stufen bekannt
(US-PS 49 59 124), wobei in der ersten Stufe mit Chlordioxid
gebleicht wird und in der zweiten Stufe mit Ozon gebleicht wird,
wobei die Pulpe unmittelbar von der Chlordioxid-Bleichstufe zur
Ozon-Bleichstufe ohne eine dazwischen liegende Extraktionsstufe
gefördert wird.
Es ist auch ein Verfahren zum Bleichen einer Cellulose-Pulpe
bekannt (EP-A 03 97 308), bei welchem die Pulpe mit Ozon in
Form einer schaumartigen Mischung in einem Konsistenzbereich von
5-25% gebleicht wird.
Nach weiteren bekannten Verfahren (SOTELAND et al.,
"Environmentally Acceptable Bleaching ..." in FI-Z: Paperi ja
Puu, 1987, Nr. 10, S. 832-838; GERMGÅRD, Ulf et al., "Ozone
prebleaching and its influence ..." in FI-Z: Paperi ja Puu,
1986, Nr. 4, S. 307-311) werden anstelle von Chlorgas Sauerstoff
und Ozon verwendet, wobei das abschließende Bleichen mit
Kombinationen aus Chlordioxid und Hyperchlorit oder Peroxid in
verschiedener Reihenfolge bewirkt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum
Bleichen von Pulpe aus Cellulosefasermaterial, das das adsorbierbare
organische Halogen beträchtlich reduziert und das im Hinblick auf die
bisher verwendeten Bleichprozesse wirksamer ist.
Durch die Erfindung soll auch ein verbessertes Verfahren zum Bleichen
von Pulpe aus Cellulosefasermaterial geschaffen werden, welches die
Verwendung von Chlor und Chlordioxid verringert.
Ferner soll durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum
Bleichen von Pulpe aus Cellulosefasermaterial geschaffen werden, bei
welchem eine geringere Anzahl von Bleichstufen verwendet wird, um
eine gebleichte Pulpe mit marktgerechter Helligkeit und Festigkeit zu
erhalten.
Ferner soll durch die Erfindung auch die Selektivität der
Delignifikation erhöht werden, so daß eine ausreichend hohe Viskosität
nach der Ozonbehandlung erreicht werden kann, so daß die Pulpe
zusätzlichen getrennten Bleichstufen unterworfen werden kann, um eine
marktgerechte Helligkeit zu erreichen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit dem eingangs
genannten Verfahren dadurch gelöst, daß die Pulpe in ein und
derselben Stufe zuerst mit Chlordioxid und anschließend mit Ozon
gebleicht wird, daß Chlordioxid und Ozon jeweils an wenigstens einer
Stelle in der Bleichlinie an voneinander getrennten Stellen zugesetzt
werden und daß diese ein und dieselbe Stufe frei ist von einem
Zwischenwaschen zwischen den Stellen für den Zusatz von Chlordioxid
und Ozon.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird Ozon an
mehreren Stellen in der Bleichlinie dieser ein und derselben Stufe
zugesetzt, wobei zweckmäßig Ozon an einer hinter der letzten von
mehreren getrennten Stellen für den Zusatz von Chlordioxid liegenden
zweiten Stelle zugesetzt wird.
Zweckmäßigerweise wird das Ozon zugesetzt, wenn 10 bis 90% des
Chlordioxids reagiert haben.
Das Ozon kann mittels eines 2 bis 13 Gewichts-% Ozon enthaltenden
Trägergases zugesetzt werden.
Vorzugsweise wird die Pulpe bei über 1 bar Überdruck behandelt.
Das aufeinanderfolgende Bleichen mit Chlordioxid und Ozon wird
vorteilhaft bei einer Temperatur von 25°C bis 70°C, vorzugsweise 45 bis
65°C, ausgeführt.
Den Behandlungen mit Chlordioxid und Ozon können eine oder zwei
Alkali-Extraktionen folgen, von denen wenigstens eine mit Sauerstoffgas
und/oder Wasserstoffsuperoxid verstärkt ist, wobei vorzugsweise die
Alkaliextraktion in Aufeinanderfolge mit Chlordioxid- und
Ozon-Behandlungen ohne Zwischenwaschen ausgeführt wird oder die
Alkaliextraktion in einer einem Waschen folgenden getrennten Stufe
ausgeführt wird.
Die Pulpe kann abschließend in einer Stufe oder in mehreren Stufen
mit Chlordioxid gebleicht werden.
Vorzugsweise wird eine durch Sauerstoff delignifizierte Pulpe
zugeführt, die nach einem modifizierten Verfahren oder nach einem
Standard-Verfahren kontinuierlich aufgeschlossen wurde. Vorzugsweise
wird eine Pulpe mittlerer Konsistenz von 6-15% eingesetzt und
behandelt. Die Pulpe kann aber auch mit Ozon behandelt sein.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 schematisch eine Bleichanlage zur Durchführung einer
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 eine andere Bleichanlage zur Durchführung einer zweiten
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in Fig. 1 gezeigte Bleichanlage enthält einen Versorgungstank 1,
einen Entspannungstank 2, einen ersten Aufwärtsstrom-Bleichturm 3 mit
Diffusor-Wascheinrichtung am Oberteil, ein Fallrohr 4 und einen
zweiten Aufwärtsstrom-Bleichturm 5 mit Diffusor-Wascheinrichtung am
Oberteil. Pulpe mit mittlerer Konsistenz (etwa 6 bis 15%) wird von
dem Versorgungstank 1 über eine Leitung 6 zum Entspannungstank 2
und dann vom Entspannungstank 2 über die Leitung 7 zum Bleichturm
3 gefördert. Der Bleichturm 3 ist über eine Leitung 8 mit dem Fallrohr
4 verbunden, und es ist das Fallrohr 4
mit dem Boden des
Bleichturmes 5 über eine Leitung 9 verbunden,
die eine nahe dem Fallrohr 4 angeordnete geeignete Pumpe 10 enthält.
Die gebleichte Pulpe wird vom Oberteil des
Bleichturmes 5 über eine Leitung 11 entfernt. Waschflüssigkeit wird
dem Oberteil der Bleichtürme 3 und 5 über Leitungen 12 bzw. 13
zugeführt. Trägergas, wie Sauerstoffgas, Stickstoffgas oder Mischungen
daraus, wird vom Oberteil des Entspannungstanks 2 über eine Leitung
14 entfernt und zu einer geeigneten Einrichtung für eine mögliche
Wiedergewinnung geleitet.
Die Pulpe wird vom Versorgungstank 1 über eine am Boden des Tanks
angeordnete Austragvorrichtung 15 und vom Entspannungstank 2 über
eine am Boden des Tanks angeordnete ähnliche Austragvorrichtung 16
zugeführt. Die Austragvorrichtungen 15, 16 sind speziell für das
Austragen von Pulpe mit mittlerer Konsistenz konstruiert. Ferner
enthält die Leitung 6 zwei Mischer 17, 18, die einer hinter dem
anderen angeordnet sind, d. h. Vorrichtungen zum homogenen Mischen
von Behandlungsmittel in die durchströmende Pulpe. Der Mischer 17 ist
mit dem stromabwärts angeordneten Mischer 18 mit Hilfe eines
Leitungsteiles 6a vorbestimmter Länge verbunden. Ein ähnlicher
Mischer 19 ist in der Leitung 7 angeordnet, die von dem
Entspannungstank 2 zum ersten Bleichturm 3 führt. Jeder Mischer
17, 18, 19 enthält eine Verflüssigungsvorrichtung, um sicherzustellen,
daß die verschiedenen Behandlungsmittel kräftig und homogen in die
Pulpe eingemischt werden. Ein solcher intensiver Mischer kann
vorteilhafterweise ein handelsüblicher Mischer sein, der
speziell so konstruiert ist, daß er eine hochwirksame Mischung von
Behandlungsmittel in Pulpe mittlerer Konsistenz bewirkt.
Nahe dem Auslaß vom Versorgungstank 1 wird, wenn erforderlich, ein
Ansäuerungsmittel, wie Schwefelsäure, über eine Leitung 20 zugesetzt,
um die Pulpe auf einen Wert unterhalb pH 5, z. B. pH 2 bis 4,
anzusäuern. Chlordioxid wird über eine Leitung 21 dem ersten Mischer
mit hoher Mischwirkung zugeführt, während ein Ozon enthaltendes
Trägergas über eine Leitung 22 zum folgenden zweiten Mischer 18 mit
hoher Mischwirkung zugeführt wird. Ein alkalihaltiges Mittel, wie
Natriumhydroxid, wird über eine Leitung 23 dem Auslaß des
Entspannungstanks 2 zugesetzt, und es kann auch Sauerstoffgas an
der gleichen Stelle über eine Leitung 24 zugesetzt werden, wenn dies
gewünscht wird. Ferner ist eine Leitung 25 mit dem dritten Mischer 19
mit hoher Mischwirkung verbunden, um Wasserstoffsuperoxid
zuzuführen, und es ist eine weitere Leitung 26 mit dem Mischer 19
verbunden, mit der Hochdruckdampf der Pulpe zugeführt wird. Am
Auslaß des Fallrohres 4 ist die Pumpe 10 mit einer Leitung 27 für die
Zuführung von Chlordioxid versehen. Ein Reaktionsgefäß 28 ist
zweckmäßig in dem Leitungsteil 6b zwischen dem zweiten Mischer 18 und
dem Entspannungstank 2 vorgesehen, wobei das Gefäß und der
Leitungsteil 6b so dimensioniert sind, daß die Verweilzeit der
hindurchströmenden Pulpe etwa 0,1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 0,5
bis 5 Minuten, beträgt. Wenn der Leitungsteil 6b ausreichend lang
ist, um es der Pulpe zu ermöglichen, darin während der erforderlichen
Verweilzeit zu verbleiben, kann das Reaktionsgefäß 28 auch
weggelassen werden.
Die auf einem pH-Wert von beispielsweise 4 angesäuerte Pulpe wird in
dem ersten Mischer 17 mit Chlordioxid homogen gemischt und wird
dann nach einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode mit Ozon
enthaltendem Trägergas gemischt. Diese kurze Zeitperiode kann von 10
Sekunden bis zu mehreren Minuten, z. B. 10 Minuten,
betragen. Es ist zweckmäßig, daß 10% bis zu 99% des Chlordioxids
mit der Pulpe reagiert hat, bevor Ozon in gasförmiger Form zugesetzt
wird. Bei der derzeitigen Technologie für die Produktion von Ozon
kann das Trägergas etwa 2 bis 13 Gewichts-% Ozon enthalten, jedoch sollte es
bei besseren Herstellungsverfahren in der Zukunft möglich
sein, den Ozonanteil bis auf 20 Gewichts-% zu erhöhen. Die
zugeführte Ozonmenge kann durch die Wahl eines geeigneten
Gasdruckes dadurch kontrolliert werden, daß, je höher der Druck des
in die Pulpe eingemischten Gases ist, um so mehr Ozon
eingemischt wird. Da von dem Trägergas nichts verbraucht
wird, wird dieses durch die Leitung 14 für eine mögliche
Wiedergewinnung entfernt. Nach dem Entspannungstank 2 wird Natrium
hydroxid zugesetzt, um die Pulpe zu neutralisieren und den pH-Wert
auf bis zu 11 bis 12 zu erhöhen. Eine geringe Menge an Sauerstoffgas
kann möglicherweise zugesetzt werden, um die leicht oxidierten
Verbindungen in der Pulpe zu oxidieren, so daß das Wasserstoff
superoxid wirksamer verwendet wird. Eine geringe Menge des
letztgenannten Bleichmittels wird bei einem Mischer 19 zugesetzt. Es
kann auch Hochdruckdampf in ausreichender Menge zugesetzt werden,
um die Temperatur der Pulpe auf etwa 60 bis 90°C zu erhöhen. Bis zu
dieser Stelle, an der Hochdruckdampf zugesetzt wird, und insbesondere
vor dem Entspannungstank 2 wird die Temperatur der Pulpe eingestellt
auf ein verhältnismäßig niedriges Niveau von etwa 25 bis 70°C,
vorzugsweise 45 bis 65°C. Eine durch Sauerstoffgas und Superoxid
verstärkte Alkali-Extraktion findet unmittelbar nach den verschiedenen
Zusätzen nach dem Entspannungstank 2 bis zu der
Wascheinrichtung in dem Bleichturm 3 statt und wird somit am Oberteil
des Bleichturmes 3 dadurch unterbrochen, daß die Pulpe mit einer
Waschflüssigkeit gewaschen wird. Die gewaschene Pulpe wird dann in
dem Bleichturm 5 mit Chlordioxid gebleicht, wobei diese Verbindung in
vorbestimmter Menge an der stromaufwärts gelegenen Pumpe 10
zugesetzt wird. Das beschriebene Bleichverfahren besteht somit aus
einer Bleichfolge mit nur zwei Bleichstufen mit einer Waschstufe
zwischen ihnen, die im oberen Teil des Bleichturmes 3 ausgeführt
wird. Die Bleichfolge wird somit folgendermaßen dargestellt:
(DZEOP)D.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Bleichanlage, die in bezug auf die in
Fig. 1 dargestellte Bleichanlage dadurch ergänzt worden ist, daß sie
eine Waschstufe zwischen der Ozonbehandlung und der Akali-Extraktion
ausführt. Die Teile und Elemente, die in den beiden Figuren im
wesentlichen gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen
und müssen deshalb nicht weiter erläutert werden. Wie in Fig. 2 zu
sehen, ist die Austragvorrichtung 16 des Entspannungstanks 2 mit
einer Leitung 29 versehen, die mit einer Diffusor-Waschvorrichtung 30
verbunden ist. Die Leitung 29 enthält eine Pumpe 31, welche Pulpe
mittlerer Konsistenz der Waschvorrichtung 30 zuführt, welcher
Waschflüssigkeit über eine Leitung 32 zugeführt wird. Die Pulpe wird
von einer Leitung 33 von der Waschvorrichtung 30 zu einem Fallrohr
34 geführt, das mit dem Boden des Bleichturmes 3 über eine Leitung 7
verbunden ist. Die Leitung 7 enthält eine geeignete Pumpe 35, die
nahe dem Fallrohr 34 angeordnet ist. Die beiden Leitungen 23, 24, die
mit der Pumpe 35 verbunden sind, führen dieser ein alkalisches
Mittel, wie Natriumhydroxid, bzw. Sauerstoffgas zu, wenn dies
erwünscht ist. Die Leitung 7 enthält auch einen Mischer 19 mit hoher
Mischwirkung. Der Mischer besitzt eine Leitung 25 für die Zufuhr von
Wasserstoffsuperoxid und eine Leitung 26 für die Zufuhr von Dampf
zur Pulpe, wenn dies gewünscht wird. In der wahlweisen Ausführung
des Bleichprozesses nach der Erfindung, der unter Verwendung der
Bleichanlage nach Fig. 2 ausgeführt wird, ist somit eine Waschstufe
vor dem Alkali-Zusatz eingeführt. Die Bleichfolge besteht somit aus
drei Bleichstufen, d. h. ( DZ) ( EOP) D. Diese Ausführung erfordert höhere
Investitionskosten, jedoch ist der Verbrauch an Natriumhydroxid
geringer als bei der zuerst beschriebenen Ausführung.
Das folgende Beispiel illustriert die Erfindung (Test 1) weiter und zeigt ihre
unerwarteten Ergebnisse in bezug auf zwei Vergleichstests (Test 2 und Test 3), die unter
gleichen Bedingungen ausgeführt wurden.
Drei Tests von Bleichprozessen wurden durch Simulierung einer Bleich
anlage im Loboratoriumsmaßstab im wesentlichen gemäß Fig. 1
durchgeführt, jedoch ergänzt für eine Behandlung mit Chlordioxid in
einer weiteren abschließenden Bleichstufe. In Test 1 wurde jedoch kein
Chlordioxid bei dem ersten Mischer (der umgangen wurde) zugesetzt.
Im Test 3 wurde die erste Chlordioxidbehandlung als eine übliche
Vorbleichstufe ausgeführt.
Eine Standard-Sulfat-Nadelholzpulpe wurde für die Tests verwendet,
wobei die Pulpe mit Sauerstoffgas gebleicht und in üblicher Weise
gewaschen worden ist. Die in den Versorgungstank 1 eingeführte
Sulfatpulpe hatte eine Kappa-Zahl von 18, eine Viskosität von
1020 dm3/kg und eine Konsistenz von 10%. Diese Konsistenz wurde
während des Bleichprozesses in allen drei Tests aufrechterhalten.
Drei Tests wurden gemäß den folgenden Bleichfolgen ausgeführt:
Die erste Bleichstufe mit Chlordioxid (D) in Test 3 wurde, wie
angegeben, in üblicher Weise bei einem pH-Wert von 3 bis 4, einer
Temperatur von 60°C und während einer Periode von 60 Minuten
ausgeführt, und sie wurde gefolgt von einer Waschstufe und einer
Bleichstufe mit Alkali-Extraktion, verstärkt durch Sauerstoffgas und
Superoxid (EOP). Die Sulfat-Pulpe hatte die gleiche Konsistenz (10%)
wie in den oben genannten anderen beiden Tests.
In den Ozonbehandlungen gemäß Test 1 und Test 2 betrug die
Temperatur der vom Versorgungstank zugeführten Sulfat-Pulpe in
beiden Fällen 28°C. In Test 1 wurde die Pulpe in der ersten Stufe
kräftig mit Chlordioxid gemischt (DZEOP), und zwar gemäß der
vorliegenden Erfindung. Das Ozon enthaltende Trägergas wurde bei
einem Druck von 4,8 bar zugeführt. Der pH-Wert der Sulfatpulpe lag
zwischen 3,5 und 4 und wurde durch den Zusatz von Schwefelsäure am
Ausgang vom Versorgungstank 1 kontrolliert. Die Ozonbehandlung
erfolgte während einer Zeitdauer von 5 Minuten, und sie wurde
unterbrochen durch den Zusatz von Alkali, wenn im wesentlichen alles
Ozon Zeit gehabt hatte zu reagieren. Im Test 1 wurde Ozon zugesetzt,
nachdem 95% des Chlordioxids entsprechend einer Zeitperiode von 20
Sekunden zwischen den beiden Zusätzen verbraucht worden ist.
Die durch Sauerstoffgas und Superoxid verstärkte Alkali-Extraktion
wurde in allen drei Tests bei einer Temperatur von 70°C und während
einer Zeitdauer von 60 Minuten ausgeführt, während welcher Zeit der
Druck von 3 bar auf Atmosphärendruck reduziert wurde. Die Alkali-
Extraktion wurde durch den Zusatz von Waschflüssigkeit zum oberen
Teil des Bleichturmes 3 unterbrochen, und es wurden dann zwei
Chlordioxid verwendende Bleichstufen bei der vorher eingestellten
Temperatur von 70°C während einer Zeitdauer von 180 Minuten in
jedem Falle ausgeführt, und zwar in gleicher Weise für alle drei
Tests.
Die Dosierung von verschiedenen Chemikalien, der End-pH-Wert bei den
Alkali-Extraktionen und die Teil- und Endergebnisse der drei Tests
ergeben sich aus der folgenden Tabelle. In der Tabelle und in dem
Rest der Beschreibung bedeuten die Buchstaben ADMT
"Luft-Trocken-Metrische-Tonne", d. h. Tonne an lufttrockener Pulpe und
AOX "adsorbierbare organische Halogene".
Aus der Tabelle ergibt sich, daß eine vierstufige Bleichfolge D(EOP)DD
gemäß Test 3 einen Zusatz von Chlordioxid , errechnet als aktives
Chlor, in einer Menge von 85 kg/ADMT Pulpe erfordert, um eine
Helligkeit von etwa 90 ISO zu erreichen. Die Menge an AOX im Auslaß
der Bleichstufe betrug 1,5 kg/ADMT.
Es ergibt sich auch, daß eine dreistufige Bleichfolge (ZEOP) DD gemäß
Test 2 mit einer anfänglichen Ozonbehandlung in der ersten Stufe und
einem Gesamtzusatz von Chlordioxid, errechnet als aktives Chlor, von
55 kg/ADMT Pulpe eine sogar geringere Helligkeit (88,9 ISO) ergibt,
und insbesondere liegt die Viskosität auf einem unannehmbar niedrigen
Niveau, was zu geringen Festigkeitseigenschaften führt. Aufgrund
dieser niedrigen Werte war es nicht von Interesse, AOX zu messen.
Schließlich zeigt die Tabelle, daß eine dreistufige Bleichfolge
(DZEOP)DD gemäß Test 1 (die Erfindung) mit einer folgenden
Ozonbehandlung in der ersten Stufe in unmittelbarer Verbindung mit
dem kontinuierlichen Zusatz von Chlordioxid überraschend zu einem
hohen Helligkeitsniveau und einer Viskosität innerhalb der
annehmbaren Grenze (über 800 dm3/kg) führt. Die Selektivität der
Delignifikation ist somit verbessert worden. Es wird auch bemerkt,
daß Test 1 zu einer überraschend niedrigen Menge an AOX von etwa
0,1 kg/ADMT führt. Die Gründe für dieses extrem günstige Ergebnis im
Hinblick auf die Umwelt sind nicht vollständig verständlich, aber eine
mögliche Erklärung mag darin bestehen, daß das Ozon einen größeren
Teil der Menge an AOX abbaut, die anfänglich in der
Chlordioxidbehandlung gebildet worden ist.
In dem oben beschriebenen Beispiel wurde eine durch Sauerstoff
delignifizierte Nadelholz-Sulfatpulpe verwendet, die kontinuierlich
entsprechend einem Standard-Verfahren aufgeschlossen worden ist und
die somit zwei getrennte Chlordioxid-Stufen erfordert. Für eine durch
Sauerstoff delignifizierte Nadelholz-Sulfatpulpe, die gemäß einem mit
MCC (Modified Continuous Cooking) bezeichneten abgewandelten Kochprozeß
kontinuierlich aufgeschlossen worden ist und die eine Kappa-Zahl von
12 bis 14 und eine Viskosität von 1000 bis 1100 dm3/kg hatte, ist es
üblicherweise ausreichend, nur eine abschließende Bleichstufe mit
Chlordioxid auszuführen, um eine marktgerechte Helligkeit zu
erreichen. Aus Laubholz präparierte Pulpe ist auch verwendbar. Die
Erfindung kann selbstverständlich auch auf Sulfat-Pulpen oder Sulfit-
Pulpen, die nicht durch Sauerstoff delignifiziert worden sind,
angewendet werden.
Claims (18)
1. Verfahren zum Bleichen einer Pulpe aus Cellulosefasermaterial bei
der Herstellung chemischer Pulpe, bei welchem die ankommende
Pulpe kontinuierlich in eine Bleichlinie eingeführt und mit
mehreren Chlordioxid und Ozon enthaltenden Bleichmitteln
gebleicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pulpe in ein und derselben Stufe durch Chlordioxid und
anschließend mit Ozon gebleicht wird, daß Chlordioxid und Ozon
jeweils an wenigstens einer Stelle in der Bleichlinie an
voneinander getrennten Stellen zugesetzt werden und daß diese
ein und dieselbe Stufe frei ist von einem Zwischenwaschen
zwischen den Stellen für den Zusatz von Chlordioxid und Ozon.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Ozon an mehreren Stellen in der Bleichlinie dieser ein und
derselben Stufe zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Ozon an einer hinter der letzten von mehreren getrennten Stellen
für den Zusatz von Chlordioxid liegenden zweiten Stelle zugesetzt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ozon zugesetzt wird, wenn 10 bis 99%
des Chlordioxids reagiert haben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Ozon mittels eines 2 bis 13 Gewichts-% Ozon
enthaltenden Trägergases zugesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulpe bei über 1 bar Überdruck
behandelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das aufeinanderfolgende Bleichen mit
Chlordioxid und Ozon bei einer Temperatur von
25 bis 70°C, vorzugsweise 45 bis 65°C, ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß den Behandlungen mit Chlordioxid und Ozon
eine oder zwei Alkaliextraktionen folgen, von denen wenigstens
eine mit Sauerstoffgas und/oder Wasserstoffsuperoxid verstärkt
ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Alkaliextraktion in Aufeinanderfolge mit den Chlordioxid- und
Ozon-Behandlungen ohne Zwischenwaschen ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Alkaliextraktion in einer einem Waschen folgenden getrennten
Stufe ausgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulpe abschließend in einer Stufe oder
in mehreren Stufen mit Chlordioxid gebleicht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine durch Sauerstoff delignifizierte Pulpe
zugeführt wird, die nach einem modifizierten Verfahren oder nach
einem Standard-Verfahren kontinuierlich aufgeschlossen wurde.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulpe einer mittleren Konsistenz von
6 bis 15% eingesetzt und behandelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Chlordioxid in der ein und derselben
Stufe in einer Menge von 5 bis 30 kg pro Tonne an lufttrockener
Pulpe, berechnet als aktives Chlor, zugesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß Ozon in einer Menge von 1 bis 20 kg pro
Tonne lufttrockener Pulpe, vorzugsweise 3 bis 10 kg pro Tonne
lufttrockener Pulpe, zugesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
Chlordioxid für das Abschlußbleichen in einer Menge von 10 bis
50 kg pro Tonne lufttrockener Pulpe, vorzugsweise 15 bis 35 kg
pro Tonne lufttrockener Pulpe, berechnet als aktives Chlor,
zugesetzt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulpe, wenn sie der ein und derselben
Stufe zugeführt wird,
auf einen Wert unterhalb pH 5
angesäuert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulpe mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert
von 2 bis 4 angesäuert wird.
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