EP0258352B1 - Hochtemperatur-hochkonsistenz-schnellbleiche - Google Patents

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EP0258352B1
EP0258352B1 EP87901454A EP87901454A EP0258352B1 EP 0258352 B1 EP0258352 B1 EP 0258352B1 EP 87901454 A EP87901454 A EP 87901454A EP 87901454 A EP87901454 A EP 87901454A EP 0258352 B1 EP0258352 B1 EP 0258352B1
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EP
European Patent Office
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bleaching
disperser
rapid
consistency
chemicals
Prior art date
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EP87901454A
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English (en)
French (fr)
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EP0258352A1 (de
Inventor
Wolfgang Matzke
Harald Selder
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Sulzer Escher Wyss GmbH
Original Assignee
Sulzer Escher Wyss GmbH
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Publication date
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Application filed by Sulzer Escher Wyss GmbH filed Critical Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority to AT87901454T priority Critical patent/ATE53082T1/de
Publication of EP0258352A1 publication Critical patent/EP0258352A1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • 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
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14—Disintegrating in mills
    • D21B1/16—Disintegrating in mills in the presence of chemical agents

Definitions

  • the invention relates to the high-temperature, high-consistency rapid bleaching of pulp obtained from waste paper for the production of paper, the bleaching chemicals being added to the fabric immediately before a mixing operation.
  • the subject matter of the invention further relates to an oxidizing peroxide bleach, as well as to a reducing bleach made with dithionite as bleaching agent.
  • a method common today e.g. worked with the dithionite as a bleaching agent in such a way that a thin substance suspension with a 5% (weight) substance content is heated to 60 ° C. and this material is mixed with 1-2% dithionite in a twin-shaft mixer. This mixture is transferred to a bleaching tower in which there is an upward flow and where the bleaching material remains for over 60 minutes.
  • dithionite as a bleaching agent is the so-called MC, i.e. Medium consistency method in which a consistency of 15% (weight) fiber is used. In this case too, 1-2% dithionite is added to the material.
  • the MC pump that mixes the bleach quickly and well. Nevertheless, with this method, an air extraction must be ensured, for which purpose the MC pump is set up so that an air extraction takes place at the same time during the mixing process. Since this is a reducing bleaching process, it is necessary to work without the presence of air, which would otherwise cause the bleaching agent to be decomposed by oxygen. In this case too, the bleached material will have a temperature of about 60 ° C and the bleaching time will be about 60 minutes. Because of the higher concentration, a slightly smaller bleaching tower can be used with this method than was necessary with the previously mentioned thin material method.
  • a bleaching process can also be carried out in refiners.
  • US-A-3,467,574 offers a possibility of bleaching so-called chips from cellulose production with the aid of a refiner treatment.
  • the mixing effect of a refiner is not sufficient for high demands.
  • the French FR-A-1 239 047 shows a device which looks similar to the known disperser, but the bleaching process described there is significantly different, e.g. due to the low temperature of 40 ° to 60 ° C not comparable to a high temperature high consistency quick bleach.
  • the response times should be shortened. It should be worked in a consistency of over 15%.
  • This object is achieved in that the bleaching chemicals are added to the substance immediately after the thickened fiber material has been heated, that the mixing process is carried out in a high-speed, short-term intensive mixer of the type of a disperser in which the mixture is passed through many narrow spaces Slots of the disperger set are forced, whereby the material is simultaneously subjected to strong shear and impact loads, and the mixing process takes place within three seconds.
  • the high consistency of the fabric saves a great deal of thermal effort.
  • the disperger is particularly well suited for this task as an intensive, short-term bleaching mixer, because here the material is positively guided through many narrow slots under simultaneous strong shear and impact loads. This kneading brings the active chemical extremely quickly into the immediate vicinity of the fiber, where the chemical diffusion into the interior of the fiber then begins and takes place quickly.
  • a disperser is used as the mixer because two process tasks are then carried out in one device: by mixing the use of the bleaching chemicals and by simultaneously dispersing the substance, rendering contaminants harmless, which occurs when processing Waste paper is necessary.
  • the high consistency means an increase in the concentration of bleaching chemicals, i.e. according to the law of mass action also an increase in the bleaching product.
  • interfering constituents of the fiber e.g. Heavy metal ions, which cause the bleach to decompose, naturally also have to be expected to concentrate these disruptive components if the consistency of the fabric to be processed is increased.
  • Appropriate measures e.g. through the so-called complexation, i.e. Addition of complexing agents to be counteracted.
  • Another advantage of this method is that it is possible to work at a temperature of, for example, 95 ° C., which is also required for hot dispersion to render the abovementioned impurities harmless, so that no additional heating of the fiber material is required.
  • a temperature of, for example, 95 ° C. which is also required for hot dispersion to render the abovementioned impurities harmless, so that no additional heating of the fiber material is required.
  • the dispersing temperature which should also be the bleaching temperature, must not be so high that this leads to excessive decomposition of the bleaching agent. This is achieved by - as mentioned above - working in a pressure-free area below 100 ° C.
  • the bleaching reaction rate is very high, e.g. 80-90% of the bleaching effect can be achieved in an effective bleaching time of 1 minute or less.
  • the reaction is practically complete after 5 minutes. This leads to the fact that instead of a larger bleaching tower for a dwell time of 60 minutes, a much smaller buffer tank can be used due to the high reaction speed. This must be dimensioned for a maximum of 15 minutes. Because of the rapid bleaching agent mixing in a period of approx. 1 second and because of the short and equal bleaching time, no measures are required to displace the air, as was the case in the past. Such a reducing process can also be carried out in the presence of air. There is no significant decomposition of the bleaching agent, so that the achievable white gain for a given bleaching agent use is only slightly below or equal to that of a complex conventional bleaching method.
  • the mentioned combination of dispersion and bleaching effects can save a separate bleaching stage, since the bleaching effect of the process takes place simultaneously with the dispersion step.
  • the fibrous material 1 which was prepared for the production of paper from waste paper, comes into a tearing screw apparatus 2, in which the screw is driven by a motor 3.
  • the material is transferred to a heating apparatus 4, the screw of which is driven by a motor 5 and which is heated via a steam line 6.
  • the pulp is heated to approx. 95 ° C in this apparatus.
  • the heated pulp falls into an input shaft 7 of a fast-running short-term intensive mixer, in this case it is the disperser 11, that is to say the bleaching agent is already added to the thickened and heated fiber pulp in the input shaft 7 Bleaching chemicals through a line 8, which mün in the input shaft 7 det, admitted.
  • the mixing process then begins directly in the area of a screw conveyor 21, which is accommodated in a housing 10 of the disperser 11 and is driven by a motor 9.
  • This screw 21 conveys the material into the chamber 20 of the disperser, in which it is flung radially outwards, so that it comes into the teeth of the stator 18 or the rotor 17 of the disperser and leaves the disperser after this passage.
  • This mixing-dispersing process takes less than 1 second.
  • the material is positively guided over the screw 21, through the chamber 20, and through the toothing of the rotor 17 and the stator 18, it being between the teeth and when passing through the slots, which can be seen particularly well in FIG. 3 between the teeth , subjected to strong shear, impact and kneading stresses.
  • the disperger set at lightning speed in less than 1 second.
  • the dispersed mixture is transferred from the disperser 11 into a buffer tank 14, in which the bleaching process is ended.
  • the bleached material is carried away as finished material through a line 15 for further processing. No special measures need to be taken to keep air away from the material.
  • the tank 14 is also opened to the atmosphere by a vent 16.
  • a mixture of wood-containing and wood-free waste paper was processed in a test center in a pulper at 15% consistency and 50 ° C with the addition of 0.2% complexing agent DTPA, 0.4% sodium hydroxide NaOH, 2% water glass and 0.5% hydrogen peroxide H 2 0 2 resolved.
  • the fabric was washed on the Variosplit washer (R).
  • the white content R 457 of the starting material was increased from 60.5 to 64.3% MgO.
  • the fabric density of the washed fabric was 8.5%.
  • This fibrous material was diluted to 3.3% consistency, mixed with a further 0.7% sodium hydroxide NaOH and 0.1% complexing agent DTPA and then thickened to 25.7% consistency by means of a screen press. Its white content R 457 was now 65.9% MgO. After passing through a heating screw with a heating time of 5 minutes and a disperser - in each case without the addition of bleaching chemicals - the fabric temperature was 95 ° C, the fabric density 23% and the white content R 457 64.1% MgO.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Hochtemperatur-Hochkonsistenz-Schnellbleiche von aus Altpapier gewonnenem Faserstoff zur Herstellung von Papier, wobei die Bleich-Chemikalien dem Stoff unmittelbar vor einem Mischvorgang zugegeben werden.
  • Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich weiter auf eine oxidierende Peroxid-Bleiche, wie auch auf eine reduzierende, mit Dithionit als Bleichmittel vorgenommene Bleiche.
  • Beide erwähnten Bleiche-Arten sind heute üblicherweise lange dauernde, temperaturaufwendige Prozesse, zu deren Durchführung auch aufwendige Bauten, beispielsweise hohe Bleichtürme als Reaktionsgefässe gebaut werden müssen, da der Bleichvorgang über eine Zeit von 1-2 Stunden dauert.
  • Nach einer heute üblichen Methode wird z.B. mit dem Dithionit als Bleichmittel so gearbeitet, daß eine Dünnstoff-Suspension mit 5-%igem (Gewicht) Stoffanteil auf 60°C aufgewärmt wird und diesem Material in einem DoppelwellenMischer 1-2% Dithionit beigemischt werden. Dieses Gemisch wird in einen Bleichturm überführt, in welchem ein Aufwärtsstrom herrscht und wo das Material zur Bleiche über 60 Minuten lang bleibt.
  • Eine andere, mit Dithionit als Bleichmittel bekannte Methode ist die sogenannte MC, d.h. Medium Consistency Methode, bei welcher mit einer Stoffdichte von 15% (Gewicht) Faser gearbeitet wird. Auch in diesem Falle werden 1-2% Dithionit dem Material zugemischt. Als Mischer dient eine Mischer-Pumpe, die sogenannte
  • MC-Pumpe, die schnell und gut das Bleichmittel untermischt. Trotzdem muß bei dieser Methode für einen Luftabzug gesorgt werden, wozu die MC-Pumpe so eingerichtet ist, daß bei dem Mischvorgang gleichzeitig ein Luftabzug erfolgt. Da es sich hier um eine reduzierende Bleiche handelt, muß ohne Anwesenheit der Luft gearbeitet werden, die sonst eine Zersetzung des Bleichmittels durch Sauerstoff verursachen würde. Auch in diesem Fall wird das mit Bleichmittel versetzte Material eine Temperatur von ca. 60°C aufweisen, und die Bleichzeit wird ca. 60 Minuten betragen. Wegen der höheren Konzentration kann bei dieser Methode ein wenig kleinerer Bleichturm verwendet werden, als dies bei der vorher erwähnten Dünnstoff-Methode notwendig war.
  • Was die oxidierende Bleiche mit Peroxidzusatz betrifft, wurde bereits bei einer 15-30%igen Stoffdichte gearbeitet. Die Chemikalien wurden der Suspension in einem langsam laufenden Disperger beigemischt.
  • Die reduzierende Dithionit-Bleiche bei Stoffdichten über 15% wurde noch nicht verwirklicht. Es gibt eine US-A-2,963,395, in welcher für eine Dithionit-Bleiche Stoffdichten von 20-50% und Temperaturen von 38-110°C vorgeschlagen werden. Allerdings muß dabei die Luft weitgehend entfernt, und es muß mit einem luftdichten Reaktionsbehälter gearbeitet werden.
  • Man wußte also, daß bei den Versuchen über eine Hochtemperatur-Hochkonsistenz -Schnellbleiche mit Dithionit als Bleichmittel eben das Entfernen bzw. Fernhalten der Luft notwendig war, was trotz aufwendiger Mittel schwierig erreichbar war, wobei die Aufwendungen die zu erwartenden Ersparnisse übertrafen.
  • Auch in Refinern läßt sich ein Bleichverfahren durchführen. So zeigt z.B. die US-A-3,467,574 eine Möglichkeit, sogenannte Chips aus der Zellstoffherstellung mit Hilfe einer Refinerbehandlung zu bleichen. Die Mischwirkung eines Refiners ist jedoch für hohe Ansprüche nicht ausreichend.
  • Das Verfahren ist auch chemisch sehr aufwendig und damit teuer.
  • Die französische FR-A-1 239 047 zeigt zwar eine Vorrichtung, welche äußerlich dem an sich bekannten Disperger ähnlich sieht, das dort beschriebene Bleichverfahren ist aber wesentlich anders, z.B. wegen der niedrigen Temperatur von 40° bis 60°C nicht mit einer Hochtemperatur-Hochkonsistenz Schnellbleiche vergleichbar.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Vorrichtung, eine Hochtemperatur-Hochkonsistenz -Schnellbleiche zu realisieren, bei der bei ungefähr gleichen Ergebnissen, gegenüber den bisherigen Bleichmethoden Einsparungen erzielbar sind. Die Reaktionszeiten sollen verkürzt werden. Es soll in einem Stoffdichtebereich über 15% gearbeitet werden.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bleich-Chemikalien dem Stoff unmittelbar nach einem Aufheizen des eingedickten Faserstoffes zugegeben werden, daß der Mischvorgang in einem schnellaufenden Kurzzeit-Intensiv-Mischer von der Art eines Dispergers vorgenommen wird, in welchem das Gemisch durch viele enge Schlitze der Dispergergarnitur zwangsgeführt wird, wobei das Material gleichzeitig starker Scher- und Prallbeanspruchung ausgesetzt wird, und der Mischvorgang innerhalb von drei Sekunden erfolgt.
  • Als besonders vorteilhaft wurde gefunden, wenn der Mischvorgang möglichst innerhalb einer Sekunde erfolgt.
  • Bei der reduzierenden Dithionit-Bleiche hat sich überraschenderweise gezeigt, daß, wenn man in diesem Hochtemperatur-Hochkonsistenz-Bereich arbeitet, bei der intensiven und extrem kurzzeitigen Untermischung des reduzierenden Bleichmittels und wegen der hohen Reaktionsgeschwindigkeit des Bleichmittels keine besonderen Maßnahmen zur Verdrängung von Luft bzw. Sauerstoff mehr notwendig sind, die bisher für unabdingbar gehalten wurden.
  • Durch die Hochkonsistenz des Stoffes wird ein größerer thermischer Aufwand erspart.
  • Aus der Literatur ist bekannt, daß man bei der Dithionitbleiche nur eine geringe Aktivierungsenergie benötigt, so daß der Diffusionsvorgang für die Bleichreaktion geschwindigkeitsbestimmend wird.
  • Es wurde erkannt, daß wegen der intensiven und extrem kurzzeitigen Untermischung des reduzierenden Bleichmittels die Bleichreaktion an den Fasern früher einsetzt, bevor das sauerstoffempfindliche Bleichmittel eine Möglichkeit hat, für eine schädliche Zeitdauer mit Luft in Kontakt zu kommen.
  • Für diese Aufgabe als Intensiv-Kurzzeit-Bleichmischer eignet sich der Disperger besonders hervorragend, weil hier der Stoff beim Mischen zwangsgeführt wird durch viele enge Schlitze unter gleichzeitig starker Scher- und Prallbeanspruchung. Durch dieses Kneten wird die wirksame Chemikalie äußerst schnell in unmittelbare Nähe der Faser gebracht, wo dann gleichzeitig die Diffusion der Chemikalie in das Faserinnere beginnt und schnell erfolgt.
  • Es ist ein weiterer Vorteil dieser Methode, daß dabei als Mischer ein Disperger verwendet wird, weil dann in einem Gerät zwei Verfahrensaufgaben erledigt werden: Durch Mischen der Einsatz der Bleich-Chemikalien und durch gleichzeitiges Dispergieren des Stoffes das Unschädlichmachen von Verunreinigungen, was bei Verarbeitung von Altpapier notwendig ist.
  • Mit dem Einsatz von Dispergern als Bleichmischer wird die bisherige Grenze der Bleichstoffdichten von ca. 15-18% auf etwa 30% und darüber angehoben, wodurch eine Reihe von reaktionskinetischen, energetischen und kombinatorischen Vorteilen entsteht.
  • Die hohe Stoffdichte bedeutet eine Erhöhung der Konzentration an Bleich-Chemikalien, d.h. nach dem Massenwirkungsgesetz auch eine Erhöhung des Bleichproduktes. Bei Vorhandensein von störenden Bestandteilen des Faserstoffes, z.B. Schwermetall-lonen, die eine Zersetzung des Bleichmittelts hervorrufen, muss man naturgemäss auch mit einer Aufkonzentration dieser störenden Bestandteile rechnen, wenn die Stoffdichte des zu verarbeitenden Stoffes erhöht wird. Dem muss durch geeignete Massnahmen, z.B. durch die sogenannte Komplexierung, d.h. Zugabe von Komplexbildnern entgegengetreten werden.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist, dass mit einer Temperatur von beispielsweise 95°C gearbeitet werden kann, die auch für die Heissdispergierung zur Unschädlichmachung der erwähnten Verunreinigungen erforderlich ist, so dass keine zusätzliche Erwärmung des Faserstoffes erforderlich wird. Dies muss als entscheidender Vorteil angesehen werden, da die thermischen Kosten bei der Dithionit-Bleiche stark ins Gewicht fallen. Es ist selbstverständlich, dass die Dispergertemperatur, die auch gleichzeitig Bleichtemperatur sein soll, nicht so hoch werden darf, dass dies zu einer übermässigen Zersetzung des Bleichmittels führt. Dies wird dadurch erreicht, dass - wie oben erwähnt - im drucklosen Bereich unter 100°C gearbeitet wird.
  • Als ein weiterer Erfolg wird die Einsparung eines grösseren Dünnstoff- oder MC-Bleichturmes mit der entsprechenden Pumpenausrüstung geschätzt werden.
  • Die erwähnte Kombination von Dispergierungs-und Bleicheffekten führt zur Ersparnis eines sonst für einen dieser Effekte notwendigen Apparates.
  • Die vorgeschlagene Methode bringt voll die Vorteile einer Dithionit-Bleiche zur Geltung Es sind fol-gende Merkmale, die die Dithionit-Bleiche auszeichnen:
    • Ihre niedrige Aktivierungsenergie, d.h. der Reaktionsablauf ist weitgehend durch die Diffusion des Bleichmittels in die Faser bestimmt und weniger, bzw. überhaupt nicht durch katalytische, dissoziative und konzentrative Vorgänge.
  • Die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Bleiche ist sehr hoch, z.B. können 80-90% des Bleicheffektes in einer effektiven Bleichzeit von 1 Minute oder weniger erreicht werden. Nach 5 Minuten ist die Reaktion praktisch abgeschlossen. Das führt eben dazu, dass statt eines grösseren Bleichturmes für 60 Minuten Verweilzeit ein wesentlich kleinerer Pufferbehälter wegen der hohen Reaktionsgeschwindigkeit verwendet werden kann. Dieser muss höchstens für 15 Minuten Verweilzeit dimensioniert werden. Wegen der schnellen Bleichmitteleinmischung im Zeitraum von ca. 1 Sekunde und wegen der kurzen und gleich einsetzenden Bleichdauer sind keine Massnahmen zur Verdrängung der Luft, wie es früher der Fall war, notwendig. So kann auch ein solcher reduzierender Prozess bei Anwesenheit von Luft geführtwerden. Dabei kommt es zu keiner wesentlichen Zersetzung des Bleichmittels, so dass der erzielbare Weissgewinn bei gegebenem Bleichmitteleinsatz nur geringfügig unter oder gleich dem einer aufwendigen konventionellen Bleichmethode liegt.
  • Durch die erwähnte Kombination von Dispergierungsund Bleicheffekten kann eine separate Bleichstufe erspart werden, da der Bleicheffekt des Prozesses gleichzeitig mit dem Dispergierungsschritt erfolgt.
  • Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand eines Zeichnungsblattes und der Beschreibung von Anwendungsbeispielen näher erklärt.
  • In dem Zeichnungsblatt zeigen:
    • Figur 1 schematisch eine Anlage zur Durchführung der erfindungsgemässen Schnellbleiche,
    • Figur 2 einen partiellen Längsschnitt durch einen Disperger,
    • Figur 3 einen photographischen Blick in einen geöffneten Disperger.
  • Der Faserstoff 1, der zur Herstellung von Papier aus Altpapier aufbereitet wurde, kommt in einen Zerreiss-Schnecke-Apparat 2, in welchem die Schnecke mittels eines Motors 3 angetrieben wird. Der Stoff wird in einen Heiz-Apparat 4 überführt, dessen Schnecke mittels eines Motors 5 angetrieben wird und der über eine Dampfleitung 6 beheizt wird. In diesem Apparat wird der Faserstoff auf ca. 95°C aufgeheizt. Unmittelbar nach Verlassen des Apparats 4 fällt der aufgeheizte Faserstoff in einen Eingabeschacht 7 eines schnell laufenden Kurzzeit-Intensiv-Mischers, in diesem Fall handelt es sich um den Disperger 11, d.h. bereits in dem Eingabeschacht 7 wird dem eingedickten und aufgeheizten Faserstoff das Bleichmittel, die Bleich-Chemikalien durch eine Leitung 8, welche in den Eingabeschacht 7 mündet, zugegeben. Der Mischvorgang beginnt dann unmittelbar im Bereich einer Förderschnecke 21, welche in einem Gehäuse 10 des Dispergers 11 untergebracht ist und von einem Motor 9 angetrieben wird. Diese Schnecke 21 fördert das Material in die Kammer 20 des Dispergers, in welcher es radial auswärts zerschleudert wird, so dass es in die Verzahnung des Stators 18 bzw, des Rotors 17 des Dispergers kommt und nach diesem Durchgang den Disperger verlässt. Dieser Misch-Dispergier-Vorgang erfolgt in einer Zeit kürzer als 1 Sekunde. Das Material wird über die Schnecke 21, durch die Kammer 20, und durch die Verzahnung des Rotors 17 und des Stators 18 zwangsgeführt, wobei es zwischen den Zähnen und beim Durchgang durch die Schlitze, die besonders in Figur 3 zwischen den Zähnen gut zu sehen sind, starken Scher-, Prall- und Knetbeanspruchungen unterzogen wird. Bei diesem Durchgang durch die beschriebene Disperger-Garnitur erfolgt nicht nur das Beimischen des Bleichmittels zu dem zu bleichenden Stoff, wodurch der Bleichvorgang einsetzt, sondern auch der Dispergierungsschritt, bei welchem die Unschädlichmachung von Verunreinigungen, z.B. Latexkleber erfolgt. Die bekannte Anordnung des Stators 18 und des Rotors 17 sowie ihre Verzahnung ist den Figuren 2 und 3 besonders gut entnehmbar. Dort ist auch ein Teil der Schnecke 21 zu sehen, die in die Kammer 20 das Gemisch hineindrückt. Der Rotor 17 ist von einer Welle 19 getragen und angetrieben, welche in einem Gehäuse 12 des Dispergers gelagert ist. Diese Welle 19 ist von einem Motor 13 angetrieben. Die Drehzahl des Rotors liegt relativ hoch. Je nach dem Durchmesser des Rotors liegt die Drehzahl zwischen 1000-3600 Umdrehungen pro Minute. Dies bedingt den blitzschnellen Durchgang des Materials durch die Disperger-Garnitur in einer Zeit kürzer als 1 Sekunde. Das dispergierte Gemisch wird von dem Disperger 11 in einen Puffertank 14 überführt, in welchem der Bleichvorgang beendet wird. Das gebleichte Material wird als Fertigstoff durch eine Leitung 15 zur weiteren Verarbeitung weggeführt. Es müssen keine besonderen Massnahmen zum Fernhalten von Luft von dem Material vorgenommen werden. So ist auch der Tank 14 gegen die Atmosphäre geöffnet und zwar durch eine Entlüftung 16.
    • I. Beispiel für eine reduzierende Bleiche, die Dithionit-Bleiche.
  • Eine Mischung von vorwiegend holzfreiem, teilweise gestrichenem und gefärbtem Altpapier wurde in einer Pilotanlage bei 6% Stoffdichte und 45°C ohne Zugabe von Chemikalien aufgelöst. Nach einer Dickstoffreinigung mit anschliessender Sortierung wurde der Stoff mittels eines Variosplit-Wäschers (R) gewaschen. Die Stoffdichte des gewaschenen Stoffes betrug 7,6% und sein Weissgehalt R457 54,2% MgO.
  • Nach Verdünnung auf 4,4% wurde in einer Siebpresse auf 30,6% Stoffdichte eingedickt. Der Weissgehalt R457 betrug jetzt 54,7% MgO. Nach Durchlaufen eines Dispergers ohne Bleich-Chemikalien, wobei der Stoff vorher in einer Heizschnecke auf 95°C aufgewärmt wurde, wurde ein Weissgehalt R457 von 52,6% MgO gemessen.
  • Im entsprechenden Bleichversuch wurden im Ein-gabeschacht des Dispergers nach der Heizschnecke in den aufgeheizten Stoff 1% NatriumDithionit Na2S204 und 0,25% Komplexbildner DTPA als verdünnte Lösung mit Hilfe einer Düse versprüht. Direkt anschliessend wurde der Faserstoff in den Disperger eingespeist. Nach Durchlauf des Materials durch die Disperger-Garnitur wurde eine Probe genommen, von. welcher nach verschiedenen Verweildauern die Weissgehalte R457 bestimmt wurden. Es wurden folgende Weissgehalte R457 gemessen:
    • Beim Nullpunkt 61,3% MgO
    • Nach 5 Minuten 63,4% MgO
    • Nach 15 Minuten 63,5% MgO
    • Nach 30 Minuten 63,9% MgO
  • Mit der reduzierenden Hochkonsistenz-Hochtemperatur-Schnellbleiche unter Benutzung eines Dispergers als Intensiv-Kurzzeit-Bleichmischers konnte somit eine Anhebung des Weissgehaltes R457 um mehr als 11 Weisspunkte erzielt werden.
    • 11. Beispiel für eine oxidierende Hochkonsistenz-Hochtemperatur-Bleiche, die Peroxid-Bleiche.
  • Eine Mischung von holzhaltigem und holzfreiem Altpapier wurde im Technikum in einem Stofflöser bei 15% Stoffdichte und 50°C unter Zugabe von 0,2% Komplexbildner DTPA, 0,4% Natriumhydroxid NaOH, 2% Wasserglas und 0,5% Wasserstoffperoxid H202 aufgelöst. Nach einer Dickstoffreinigung und Sortierung wurde der Stoff auf dem Variosplit-Wäscher (R) gewaschen. Dabei wurde der Weissgehalt R457 des Ausgangsstoffes von 60,5 auf 64,3% MgO gesteigert. Die Stoffdichte des gewaschenen Stoffes betrug 8,5%.
  • Dieser Faserstoff wurde auf 3,3% Stoffdichte verdünnt, mit weiteren 0,7% Natriumhydroxid NaOH und 0,1% Komplexbildner DTPA versetzt und anschliessend mittels einer Siebpresse auf 25,7% Stoffdichte eingedickt. Sein Weissgehalt R457 lag jetzt bei 65,9% MgO. Nach Durchlaufen einer Heizschnecke mit 5 Minuten Heizdauer sowie eines Dispergers - jeweils ohne Zugabe von Bleich-Chemikalien - betrugen die Stofftemperatur 95°C, die Stoffdichte 23% und der Weissgehalt R457 64,1% MgO.
  • Im Versuch mit Zugabe von Bleich-Chemikalien wurden im Eingabeschacht vor dem Disperger in den aufgeheizten Stoff weitere 1 % Wasserstoffperoxid H202 als verdünnte Lösung mit Hilfe einer Düse versprüht. Nach Passieren der Disperger-Garnituren wurden nach verschiedenen Verweildauern Proben genommen und die Weissgehalte R457 gemessen. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:
    • beim Nullpunkt 65,6% MgO
    • nach 5 Min. Bleichdauer 65,9% MgO
    • nach 15 Min. Bleichdauer 67,0% MgO.
    • nach 30 Min. Bleichdauer 68,2% MgO
    • nach 60 Min. Bleichdauer 68,2% MgO
    • Obwohl also der Faserstoff bereits mit Peroxid im Stofflöser vorgebleicht war, konnte hier mit der oxidierenden Hochtemperatur-Hochkonsistenz-Bleiche unter Benutzung eines Dispergers als Intensiv-Kurzzeit-Bleichmischer eine weitere Steigerung des Weissgehaltes R457 um 4,1 Weisspunkte von 64,1 auf 68,2% MgO erzielt werden.

Claims (12)

1. Hochtemperatur-Hochkonsistenz-Schnellbleiche von aus Altpapier gewonnenem Faserstoff zur Herstellung von Papier, wobei die Bleich-Chemikalien dem Stoff unmittelbar vor einem Mischvorgang zugegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleich-Chemikalien dem Stoff unmittelbar nach einem Aufheizen des eingedickten Faserstoffes zugegeben werden, daß der Mischvorgang in einem schnellaufenden Kurzzeit-Intensiv-Mischer (11) von der Art eines Dispergers vorgenommen wird, in welchem das Gemisch durch viele enge Schlitze der Dispergergarnitur (17, 18) zwangsgeführt wird, wobei das Material gleichzeitig starker Scher- und Prallbeanspruchung ausgesetzt wird, und der Mischvorgang innerhalb von drei Sekunden erfolgt.
2. Schnellbleiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischvorgang innerhalb von 1 Sekunde, erfolgt.
3. Schnellbleiche nach Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleich-Chemikalien (8) in den Eingabeschacht des Dispergers (11) vor die Transportschnecke (21) des Dispergers hineingespritzt werden.
4. Schnellbleiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Mischvorgang in dem Disperger vorausgehende Aufheizen des Faserstoffes bis zu der Temperatur vorgenommen wird, welche auch für eine Heißdispergierung zur Zerkleinerung und Unschädlichmachung von Verunreinigungen notwendig ist.
5. Schnellbleiche nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stoff (1) Peroxid-Bleich-Chemikalien zu einer Peroxid-Bleiche beigemischt werden.
6. Bleiche nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stoff Dithionit-Bleich-Chemikalien zur Durchführung einer reduzierenden Bleiche beigemischt werden.
7. Schnellbleiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Temperaturbereich von 40-110° gearbeitet wird.
8. Schnellbleiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Temperaturbereich von 95°C gearbeitet wird.
9. Schnellbleiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stoffdichtebereich von 20 -50%(Gewicht) gearbeitet wird.
10. Schnellbleiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Stoffdichtebereich von 30% (Gewicht) gearbeitet wird.
11. Schnellbleiche nach AnsPruch 6, gekennzeichnet durch eine Bleichdauer von weniger als 15 Minuten, und dadurch, daß dem Disperger (11) ein Puffertank (14) nachgeschaltet ist, dessen Volumen dieser Bleichdauer entspricht, und der zu der Atmosphäre entlüftet ist (16).
12. Schnellbleiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zersetzung des Bleichmittels durch die bei hoher Stoffdichte angereicherten störenden Bestandteile mittels Zugabe von Komplexbildnern entgegengewirkt wird.
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