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Verfahren zur Regenerierung der Braunlauge und des Kalkschlammes der
Natroncellulosefabrikation In den Natroncellulosefabriken war bisher die Regenerierung
der Braunlauge mit Schwierigkeiten und Unannehmlichkeiten verbunden, insbesondere
war der als Abfallprodukt zurückbleibende Kalkschlamm insofern sehr unangenehm,
als er auf Schlammteiche abgelassen werden mußte, die viel Raum erfordern.
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Eine Verbesserung in den bisherigen Verfahren zur Regenerierung der
Braunlauge muß daher davon ausgehen, den Kalkschlamm nach Möglichkeit zu verwerten.
An sich ist es schon bekannt, kohlensauren Kalk mit pulverförmigem Brennstoff zu
mischen, und es ist auch schon vorgeschlagen, die Ablaugen der Natronzellstoffabrikation
einzudampfen und unter Zusatz von Kalkstein und Kohle zu glühen.
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Das vorliegende Verfahren geht nun ebenfalls von der Regenerierung
des Kalkschlammes durch feinkörnigen Brennstoff, wie Sägespäne, Grieß oder Staubkohle,
aus. Dieses Gemisch wird zusammen mit der eingedickten Braunlauge in einem Sodaofen
geglüht. Die gesonderte Reduktion des Glaubersalzes im Reduzierofen ist bei gleichzeitiger
Anwesenheit von CaCO3 unbedingt erforderlich, da sonst kein Na: S entstehen könnte,
welches ein wesentlicher Bestandteil der Lauge im Sulfatverfahren ist.
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Würde man Kalkschlamm, Brenngut und Schmelzgut (eingetrocknete Braunlauge)
in den Sodaofen eintragen, so ergäbe sich eine Reaktion, die sämtliches Na, S zerstören
würde. Der Sodaprozeß nach L e b 1 a n c verläuft in drei Stufen.
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i. 2 Na Cl -f- HZSO4@2 HCl + Na, SO"
2. Na= SO, + 2 C
- Nag S -f- 2 C02, 3. Nag S -(- Ca C03 - Ca S -j- Nag C03. Der zweite Prozeß spielt
sich also in jedem Ofen der Celluloseindustrie ab, wenn Glaubersalz Na.
SO, eingeworfen wird. Der dritte Prozeß dagegen kommt für die Celluloseindustrie
nicht in Betracht. Es ist daher ausgeschlossen, gleichzeitig an ein Reduzieren von
Na:S04 und Kalkbrennen zu denken. Es muß daher gemäß der Erfindung die Reduktion
des Glaubersalzes in einem besonderen Ofen vorgenommen werden. Diese getrennte Reduktion
ist als Fortschritt für die Laugenbereitung anzusprechen, mit Rücksicht darauf,
daß die Menge an Nag S in der Kocherlauge eine Funktion für die Konsistenz der Papiere
ist.
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Gemäß der Erfindung wird die erforderliche Menge von Na, S in einem
besonderen Ofen, dem Re duzierofen, hergestellt, welcher nur die Aufgabe hat, käufliches
Glaubersalz (Na., SO,)
im Beisein von Kohlenstoff, der in Form von
Inkrusten bzw. Sägespänen beigegeben wird, zu Na2S zu reduzieren. Hier liegt dann
also ein chemischer Prozeß vor, welcher allein für sich besteht, so daß man in der
Lage ist, ihn
mit jeden Bedingungen zu umgeben, welche zur Erreichung
exakter Resultate erforderlich sind.
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Es wird demgemäß das neue Verfahren so gehandhabt, daß im Kalk-Soda-Ofen
bei einer Temperatur von i soo bis 1300' gearbeitet wird. Hierbei wird erreicht:
i. die Brennung des CaCO3 Schlaiiimes zu Ca O, z. die Umwandlung des in der Braunlauge.
enthaltenen Na, S zu Nag CO..
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Hierbei wird also das Natrium, welches der wesentlichste Bestandteil
ist, an Kohlensäure gebunden und wiedergewonnen, während man auf den Schwefel verzichtet,
welcher in das Calcium des CaCO3 übergeht. Es muß zwar nach dem neuen Verfahren
Schwefel in Form von Nag S bzw. Nag S04 eingeführt werden, doch ist es auf diese
Weise möglich, den Prozeß wärmewirtschaftlich und in bezug auf Alkaliverluste einwandfrei
zu gestalten.
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3. die Regenerierung dei Soda aus der Schwarzlauge.
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In dem gesonderten Reduzierofen wird mit einer Temperatur von 8oo
bis goo° gearbeitet und hierbei Na. S gebildet, das man restlos fast in der theoretisch
anfallenden Menge aus dem Ofen zieht, um es der Natronlauge zuzuteilen. Hierdurch
werden die hohen Sulfatverluste des heutigen Verfahrens vermieden.
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Es wäre aber auch folgender Ausweg denkbar, wenn man die Aufstellung
eines besonderen Reduzierofens scheut. Man kann dann den Gang im Sodaofen derart
in der Kalkbeschickung unterbrechen, daß man die etwa täglich erforderliche Menge
an Na2S vorarbeitet und dann erst die Kalkbeschickung mit Kalkschlamm beginnt. Bei
großen Betrieben könnte ein Sodaofen allein für die Reduktion verwendet werden,
während in dem anderen Ofen in der vorgeschriebenen Weise Kalkschlamm und Braunlauge
gleichzeitig verarbeitet werden.
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Bei der Konzentration der Braunlauge scheiden sich gewöhnlich klumpenförinige
Gebilde, die sogenannten lnkrusten, aus, die mit der konzentrierten Lauge herausbefördert
werden. Diese Substanzen, die in der Hauptsache Kohlenstoffe enthalten, sind sehr
gut brennbar und "erden daher als Brennstoff in dem Schmelzofen verwendet. Man kann
sie auch zur Reduktion des Glaubersalzes benutzen. Durch geeignete Vorrichtungen,
z. B. Siebe, ist die Trennung der Inkrusten von der Lauge leicht möglich. Das beschriebene
Verfahren würde etwa in folgender Weise ausgeführt werden: Der alte, bereits luftgetrocknete
Kalkschlamm wird aus dein Schlammteich abgebaut, mit Braunlauge (Dick- oder Dünnlauge)
angefeuchtet und dann in einer Mischinaschine, Kolleggängen o. dgl. mit der genügenden
Menge feinkörnigen Brennstoffes, Sägespänen oder Kohlenstaub, letzterer mÖglichst
ascherein, vereinigt und hierauf dem Sodaofen am besten selbsttätig und fortlaufend
zugeführt. Die entstehende Schmelze wird in Wasser oder verdünnter Frischlauge gelöst,
so daß eine beliebige Konzentration erzielt werden kann. Durch eine rasche Analyse
kann das Verhältnis zwischen Natriumcarbonat und Natriumhydroxyd jeweils ermittelt
und geringe Mengen von Kalk oder käuflicher Soda zum notwendigen Ausgleich zugesetzt
werden. Nach der Auslaugung wird der Schlamm wieder zur Lufttrocknung auf den Schlammteich
gepumpt. Die ausgeschiedenen Inkrusten werden im richtigen Verhältnis mit Glaubersalz
vermengt und dem Reduzierofen, der z. B. mit einem der Sodaöfen in Zugverbindung
steht, zugeführt. In einem Mischer erfolgt dann der Zusatz des # Natriumsulfids
zur Lauge. Diese ist dann gebrauchsfertig. Bei Neuschlamm wird zweckmäßig der Schlamm
durch einen Zellenfilter zur Trocknung geschickt. Da sich der Schlamm im Kreislauf
fortwährend in seiner Menge verringert, so können die fehlenden Mengen aus den Schlammteichen
ersetzt werden.
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Dieses Verfahren hat folgende Vorteile: i. unmittelbare Eigenverwertung
des Kalkschlammes.
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s. Vermeidung der bisher unvermeidlichen Alkaliverluste bei Abgabe
des Schlammes auf die Schlammteiche.
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3. Durch einfache Auflösung des breiigen Gemenges von Na,COü . (Natriumca.rbonat)
und CaO (gebrannter Kalk) wird der Auflöser gleichzeitig zum Mischer. Dadurch tritt
eine Verringerung an Arbeitslöhnen ein.
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4... Der im Ofen gebrannte Kalk kommt in heißem Zustand in die Auflöser.
Jede Zuführung von Wärme zur Beschleunigung des Kaustizierens, durch welches das
Carbonat wieder in Lauge umgewandelt -wird, wird in Zukunft vermieden. Außerdem
kann man die Speiselauge auf eine hohe Temperatur einstellen, wodurch der Verbrauch
an Frischdampf während des Kochprozesses verringert wird.
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5. Durch Zusatz einer ganz bestimmten Menge von Nag S aus dem Reduzierofen
erhält man eine konstante Zusammensetzung der Frischlauge und dadurch ein gleichmäßiges
Arbeitsprodukt aus der Cellulose.
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6. Die Feuergase, die bei der Verarbeitung von Kalkschlamm und Brenngut
entstehen und bisher bei dem Kalköfen v erlorengingen. werden wiedergewonnen, weil
dieser Prozeß i jetzt mit der Regenerierung der Lauge verbunden ist: und die Wärmemenge
kann daher
zur Eindickung der Braunlauge verwendet werden.
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7. Kohlendioxyd, welches beim Brennvorgang ausgetrieben wird, wirkt
auf die Lauge derart ein, daß aus ihr ein gewisser Prozentsatz von Inkrusten ausgeschieden
wird. Diese abgeschiedenen Inkrusten; welche aktive Kohle darstellen, werden als
Reduktionsmittel zur Beschickung des neuen Reduzierofens.herangezogen.
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B. Bisher erforderten -die ständigen Alkaliverluste, die einerseits
beim Waschprozeß auftraten. andererseits durch die Schlammteiche bedingt wurden,
einen ständigen Zusatz neuer Alkalisubstanz in Form von Natriumcarbonat Na, C03.
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Beim neuen Verfahren bleibt nur der erste Verlust bestehen. Die Sodamengen
können durch Zuteilung von äquivalenten Mengen Glaubersalz Nag S04 in dem kombinierten
Ofen erzeugt werden. Die Verwendung von teurer Soda kommt dadurch in Fortfall.