EP1891266B1 - Method for treating non-woven fibrous materials and bleaching device - Google Patents

Method for treating non-woven fibrous materials and bleaching device Download PDF

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EP1891266B1
EP1891266B1 EP06763710.8A EP06763710A EP1891266B1 EP 1891266 B1 EP1891266 B1 EP 1891266B1 EP 06763710 A EP06763710 A EP 06763710A EP 1891266 B1 EP1891266 B1 EP 1891266B1
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EP
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suspension
electrode
plasma
bleaching
generated
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EP06763710.8A
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German (de)
French (fr)
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EP1891266A1 (en
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Helmut Figalist
Werner Hartmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-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
    • D21C9/001Modification of pulp properties
    • D21C9/007Modification of pulp properties by mechanical or physical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-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
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04Physical treatment, e.g. heating, irradiating

Definitions

  • the invention is in the field of industrial treatment of fibrous materials.
  • the invention relates to a device for bleaching unwoven fibrous materials in a suspension, in particular as pulp or pulp, in or on a given by boundary walls treatment volume, wherein in / by the treatment volume, the suspension is fillable or flowable.
  • the invention relates to a method for treating unwoven fibers in a suspension, in particular as pulp or pulp, preferably for the operation of the bleaching apparatus according to the invention.
  • FR 2 711 680 A1 describes a bleaching process for a fiber web using an electrically generated plasma.
  • One goal in the treatment of unwoven pulps is the bleaching of the pulps.
  • bleaching pulp for example, it is u.a. an objective to remove the lignin contained in the pulp or to destroy certain "colored" molecular groups.
  • This type of treatment preferably leads to a higher degree of whiteness of the pulp.
  • Today's bleaching processes are based on the chemical treatment of the fibrous material. Typical bleaching chemicals are Chlorine, chlorine dioxide, sulphurous acids, extraction with caustic soda, oxygen, hydrogen peroxide and ozone. Depending on the method used, alkaline or acidic ambient conditions are required. Modern bleaching processes often utilize various bleaching stages employing various bleaching chemicals, each bleaching stage typically consisting of a mixing unit and a subsequent reaction tower. In these processes, some highly toxic (chlorine dioxide) or highly corrosive acids, alkalis or reagents must be transported in large quantities, stored and also worked up or disposed of after the end of the process.
  • Effectiveness of the bleaching process generally depends on the proper concentration of certain reagents in a fibrous suspension.
  • the effectiveness of the bleaching process depends very much on the concentration of a perhydroxide (HOO - ).
  • a reaction rate depends inter alia on a pH and a temperature of the suspension.
  • a typical value for the temperature is e.g. 60 ° C to 70 ° C and a typical value for a pH is about 10.5.
  • the pH is usually controlled by the addition of additional chemicals such as sodium hydroxide or sodium silicate. Some methods use pressure and higher temperatures to reduce a necessary residence time in, for example, a reaction tower.
  • a significant cost factor in a bleaching process depends to a large extent on the type and amount of chemicals used and their further treatment, such as a separation or disposal.
  • the invention has for its object to provide an apparatus and a method to reduce the use of chemicals in the bleaching of unwoven fibers.
  • the object is based on the above-mentioned device according to the invention by a solved with a first Electrode connected high voltage pulse generator with which in the treatment volume and / or in the immediate vicinity of a plasma can be generated. Since the process of plasma generation in the bleaching apparatus is well controllable and has short reaction times, an easy-to-control, improved bleaching process is obtained in a bleaching apparatus.
  • the plasma is generated at a distance of ⁇ 20 cm, preferably ⁇ 10 cm, preferably ⁇ 5 cm, from the treatment volume.
  • the direct treatment of the fibers, preferably pulp fibers, with - preferably cold - plasma generated in the suspension certain radicals. These radicals result in bleaching chemical reactions.
  • the bleaching apparatus for fibrous materials is suitable for the production of paper, paperboard or cardboard and / or the fibrous materials can be fed to such a production process as process material.
  • the treatment volume is suitable for filling or flowing through the suspension, preferably a starting material in paper, paperboard or paperboard production, in particular a pulp to be bleached or a pulp to be bleached.
  • a starting material in paper, paperboard or paperboard production in particular a pulp to be bleached or a pulp to be bleached.
  • At least one second electrode for plasma generation is present.
  • the plasma generated can be used or the generated gas discharge can be applied specifically to the suspension or in the suspension.
  • a further gradient of the bleaching result is achieved in that at least one of the electrodes is arranged in such a way that it comes into contact with the suspension when the suspension is filled in or flows through the treatment volume.
  • At least one of the electrodes is arranged such that the plasma is generated, preferably for the most part, in a surface-near volume below or above the surface of the filled suspension.
  • the electrodes are formed flat, wherein in particular the second electrode is at least partially submersed in the suspension and / or the first electrode is arranged parallel to the second electrode outside the suspension.
  • the already mentioned diffusing of, for example, radicals into the suspension takes place in this way even more efficiently.
  • Such an arrangement preferably causes a hybrid discharge.
  • the electrodes are formed flat, wherein the first electrode and the second electrode are arranged parallel to each other in the near-surface region of the suspension.
  • the plasma is applied in an advantageous manner, for example in the near-surface region of a bleaching tub, by means of a planarized electrode system. If the suspension flows, preferably during papermaking, onto a sieve and is thus distributed over a wide area, a bleaching device with a surface-configured electrode system can be advantageously used.
  • a boundary wall of the treatment volume is prepared as an electrode.
  • the plasma or the gas discharge can also be applied to the entire surface, which forms the suspension in the treatment volume.
  • the device can be designed such that the treatment volume is designed as a pipeline, in particular as a connecting element, for the transport of the suspension.
  • a device for transporting the suspension can thus be advantageously used both as a transport device and as a bleaching device.
  • At least one electrode is designed as a plate.
  • the electrodes are arranged as at least two opposing, preferably mutually parallel, plates.
  • At least one electrode is designed as a wire.
  • At least one electrode is designed as a wire mesh, in particular as a wire mesh.
  • the bleaching device can be prepared in such a way that at least one electrode is designed as a grid, in particular as an arrangement of right-angled or obliquely crossing round bars and / or flat bars, preferably in the form of a sieve.
  • the electrodes are at least two opposing, preferably arranged parallel to each other, arranged grid.
  • the electrode arrangement can be used with advantage for a two-sided application of plasma to the suspension curtain.
  • At least one electrode has one or more tips. It is known that particularly high field strengths occur at electrodes with tips, which can be used here in an advantageous manner for plasma formation.
  • At least one electrode is preferably designed as a tube.
  • a discharge opening of the bleaching apparatus expediently opens into the pipe.
  • the suspension in particular the fibers or pulps contained therein, can be bleached by means of the electrode designed as a tube.
  • the bleaching device has a means for injecting gas, in particular air or oxygen, preferably pure oxygen or oxygen with, for example, noble gas as the carrier gas, into the treatment volume.
  • gas in particular air or oxygen, preferably pure oxygen or oxygen with, for example, noble gas as the carrier gas
  • the means for injecting gas finest "gas bubbles" are present in the discharge area. With the help of these "gas bubbles" can be generated in a particularly advantageous manner radicals which dissolve quickly and well distributed in the suspension.
  • the suspension or a dilution water to be added with, preferably non-thermal, large-area plasma brought under contact at least atmospheric pressure the plasma generated in the immediate vicinity of the suspension or the dilution water or in the suspension or in the dilution water or in the immediate vicinity of the suspension or of the dilution water, a gas discharge, in particular a corona discharge, is generated under at least atmospheric pressure.
  • the direct treatment of the suspension or of the dilution water, in particular pulp fibers, with "cold plasma” generates radicals in the suspension or in the dilution water. These radicals trigger bleaching chemical reactions in the suspension or in the fibers.
  • the plasma is generated at a distance of ⁇ 20 cm, preferably ⁇ 10 cm, preferably ⁇ 5 cm from the suspension. To achieve a good bleaching result, it is advantageous to generate the plasma in the immediate vicinity of the suspension.
  • the suspension is suitable for the production of paper, cardboard or cardboard.
  • a preferably deposited suspension may be used as a moist or wet leaf.
  • the wet or wet sheet is treated with plasma.
  • high-voltage pulses having a duration of less than 10 ⁇ s are generated between electrodes to produce the plasma or the gas discharge.
  • the use of such short high voltage single pulses has been found to be particularly advantageous, whereas the use of radio frequency (RF) or microwave pulses or high voltage single pulses of more than 10 ⁇ s duration is far less efficient.
  • RF radio frequency
  • the plasma or the gas discharge is preferably applied to the suspension before and / or during the formation of the leaves, in particular when passing through or via a sieve device. It is advantageous here that the plasma or the gas discharge is applied at different locations within a papermaking process.
  • the suspension is brought into contact with the plasma on both sides or treated by means of the gas discharge.
  • the plasma or the gas discharge is used for bleaching the suspension, the pulp or the pulp, in particular in a digester, in a bleaching container or in a conduit.
  • the suspension, the pulp or pulp is brought into contact with at least one electrode for generating the plasma or the gas discharge.
  • the plasma or the gas discharge is generated in the suspension.
  • the largest part of the pulse energy is converted into heat.
  • the method is applied to various types or states of suspensions.
  • the content of carrier liquid, in particular water, in the suspension is in the range between 40% and 99.9%, preferably in the range between 80% and 98% and in particular in the range between 85% and 98%.
  • radicals are generated in the plasma or by means of the gas discharge, which act on the fibers. These radicals trigger bleaching chemical reactions that either replace bleach chemicals or greatly reduce their consumption.
  • suspensions it is particularly preferred and expedient for different states of suspensions to be used in a paper, board or paperboard production process, in particular at different process stages, for radicals of different types or compositions.
  • Possible process stages especially in a papermaking process, can be: cooking, painting, bleaching, sifting, pressing.
  • the suspension can be treated with plasma or a gas discharge.
  • screening which is the precursor to sheet formation in a papermaking process, the suspension is preferably treated with a different type of radical than used in cooking.
  • the suspension is exposed within a process stage in a paper or paperboard manufacturing process radicals of different nature or composition, preferably sequentially in time.
  • an optimal treatment result is achieved step by step.
  • Ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), hydroxyl radicals (OH), HO 2 and / or HO 2 - are preferably generated as radicals.
  • H 2 O 2 as an OH radical source in addition, non-radical reaction pathways are possible.
  • Adducts of nucleophiles and H 2 O 2 which are stronger oxidizing agents than the hydrogen peroxide itself, are preferably formed.
  • the plasma or the gas discharge is applied in such a way that as radicals increased ozone (O 3 ) and / or hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is formed.
  • the plasma or the gas discharge is preferably applied during sieving and / or in / in the areal distributed suspension or pulp or pulp or in the forming or formed, still unpressed sheet in such a way that as radicals increased hydroxyl radicals, HO 2 and / or HO 2 - is formed.
  • a generation rate of the radicals and / or the composition of the radicals generated be controlled by influencing an amplitude, a pulse duration and / or a pulse repetition rate of the high voltage pulses. Since the concentration of radicals generated by an electrical process and thus very well controlled in real time, such a method is very economical and can be readjusted within a very short time for different treatment outcomes.
  • a concentration of the generated radicals is measured to control and regulate the rate of generation and / or the type of radicals generated.
  • a property of the suspension preferably a quality property, in particular its opacity, gloss, whiteness, fluorescence or color point, is measured to control and regulate the rate of production or the composition of the radicals produced.
  • a feedback message is obtained which allows optimal control of the treatment process.
  • the repetition rate of the high-voltage pulses at constant amplitude is preferably changed in order to influence the generation rate.
  • a further increase in the treatment result, in particular a bleaching result, is achieved by enriching the suspension, the pulp, or the pulp, preferably with oxygen, for bleaching in the plasma-exposed area.
  • a high-voltage pulse duration of less than 100 ns is used in the suspension, in the pulp or in the pulp, preferably for bleaching.
  • the electrode system of a bleaching device is arranged completely inside the suspension, it is very advantageous to work with small high-voltage pulse durations due to the high conductivity of the suspension.
  • a high-voltage amplitude corresponding to at least twice the value, preferably at least three times the value, of a corona threshold voltage the electrodes are applied.
  • a DC corona discharge is generated to generate the plasma or the corona discharge and the DC voltage corona discharge superimposed on the high voltage pulses.
  • the superposition of the high voltage pulses on a DC voltage has the particular advantage that the high-energy high-voltage pulses can start from a very high energy level.
  • a pulse repetition rate between 10 Hz and 5 kHz, in particular from the range of 10 Hz to 10 kHz, is used.
  • the power coupling of electrical energy into the plasma is controlled predominantly via the regulation of amplitude, pulse duration and pulse repetition rate of the superposed high-voltage pulses.
  • high-voltage pulses having a duration of less than 3 ⁇ s, preferably less than 1 ⁇ s, preferably less than 500 ns, are used.
  • a DC voltage of such height is used that a stable DC corona discharge is formed in the plasma only in conjunction with superposed high-voltage pulses.
  • the DC voltage used is below the voltage for stable operation without high-voltage pulse superimposition.
  • the total amplitude used (DC voltage + pulse amplitude) is above the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
  • the total amplitude used corresponds to two to five times the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
  • the amplitude of the high voltage pulses is between 10% and 1000% of the DC voltage used.
  • a further increase in a treatment result or a bleaching process is preferably achieved by generating a gas flow perpendicular to the electrode arrangement.
  • Impurities formed in the suspension by organic dyes, biocatalytic substances and / or microorganisms and / or other biological material are reduced.
  • Impurities in the sense of the invention are, for example, dissolved organic substances which are undesirable in the suspension or generally in a water system of a bleaching apparatus or a papermaking plant. Such and other contaminants often cause dewatering deterioration, leading to unfavorable sheet formation and lower opticity.
  • a reaction of the impurities with chemical aids can lead to the formation of undesired deposits. These deposits can eventually lead to spots and holes in the paper at a papermaking facility.
  • Colored impurities are caused by the dyes used for example in today's printing process, which are largely water-soluble.
  • High solubility in water of the dyes used, especially when using recycled paper as starting material, means that even in a flotation process, the dyes can not be completely eliminated.
  • water-soluble red dyes are responsible for the water becoming a reddish tint which transfers to the final product, preferably a paper.
  • a high desired whiteness for example in the production of white papers, can not be achieved with colored water.
  • an increased increase of the microorganisms contained in the water is generally observed. For example, the dissolved oxygen present in the water is rapidly consumed and this can lead to the formation of anerobic conditions in the water.
  • microorganisms can then multiply rapidly and metabolic products of these microorganisms, for example, lead to strong odor in the form of hydrogen sulfide and / or organic acids or yeasts and bacteria.
  • metabolic products of the anerobic microorganisms corrosion of plant parts.
  • cause are in particular microorganisms which, inter alia, carbohydrate-splitting enzymes, such as the enzyme cellulase with which the cellulose present in the preferably paper-making process is decomposed as a fiber base and serves as a decomposed, short-chain carbohydrate as food for the microorganisms.
  • carbohydrate-splitting enzymes such as the enzyme cellulase with which the cellulose present in the preferably paper-making process is decomposed as a fiber base and serves as a decomposed, short-chain carbohydrate as food for the microorganisms.
  • a biocatalytic substance is understood to mean, for example, a chemical interaction between a protein and other particles (molecules, ions, protons, electrons) during which the nature of these particles changes.
  • the generated radicals have a favorable effect on the reduction of the impurities and the addition of complementary dyes or biocides can be limited or prevented.
  • adhesive impurities are reduced.
  • dissolved and very finely divided "stickies" from the waste paper pass into the papermaking plant.
  • "Stickies” is a term for small hotmelt or adhesive contaminants, which later appear as mistakes in the paper or in cardboard as, for example, disturbing stains.
  • the water used for this purpose is heavily contaminated.
  • the adhesive contaminants in a pulp or fiber suspension as an intermediate and in the general circulation waters of a papermaking machine tend to deposit on, for example, papermachine clothing such as felting and screening, as well as on cylinders and rollers.
  • the dilution water is additionally treated with the plasma or the gas discharge before the dilution water is added to the suspension.
  • the treatment of the dilution water with cold plasma or a gas discharge triggers chemical reactions in the dilution water or in the stock suspension formed with the dilution water, which already at an early stage, for example in a bleacher upstream stock preparation plant, the quality properties of the suspension to be used later improve significantly.
  • the dilution water thus treated can be used in addition to the bleaching of the pulps also for reducing impurities.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a complex papermaking plant 1, as used in today's paper mills. Their construction and the combination of different aggregates are determined by the type of paper, cardboard and paperboard types to be produced as well as the raw materials used.
  • the papermaking plant 1 has a spatial extent of about 10 m in width and about 120 m in length.
  • the papermaking plant produces up to 1400 m of paper per minute 27. It only takes a few seconds from the first impingement of the suspension or the pulp 39 on the screening device 9 to the finished paper 27, which is finally rolled up in a reel 15. Diluted with water at a ratio of 1: 100, the fibers 30 (see FIG. 2 ) applied together with excipients on the sieve 9 with the sieve 10.
  • the fibers are deposited on the screen 10 side by side and on each other.
  • the white water 23 can drain or be sucked off by means of several suction chamber regions 24.
  • a uniform fiber composite which is further dehydrated by mechanical pressure in a press device 11 and with the aid of steam heat.
  • the entire papermaking process is essentially subdivided into the areas of stock preparation, paper machine, finishing and equipment.
  • Waste paper and, as a rule, also pulp reach the paper mill in dry form, while wood pulp is normally produced in the same factory and pumped into the material center 3 as a fiber / water mixture, ie a suspension of unvarnished pulp.
  • Waste paper and pulp 30 (see FIG. 2 ) are also added with the addition of water in a fiber trough 35 (FIG. FIG. 2 ) dissolved.
  • Non-paper components are discharged via various sorting aggregates (not shown here). In the fabric center 3, depending on the desired type of paper, the mixture of different raw materials. Fillers and auxiliaries are also added here to improve paper quality and increase productivity.
  • the headbox 7 of the papermaking plant 1 distributes the pulp suspension uniformly over the entire wire width.
  • the paper web 27 still contains about 80% water.
  • Another dewatering process is carried out by mechanical pressure in the press device 11.
  • the paper web 27 is guided by means of an absorbent endless felt cloth between rolls of steel, granite or hard rubber and thereby dehydrated.
  • the white water 23 taken up by the suction chamber region 24 is fed to a sorter 5 in part and returned to another part to a fabric scavenger 17.
  • the press device 11 is followed by a drying system 13.
  • the remaining residual water is evaporated in the drying plant 13.
  • Slalom-like, the paper web 27 passes through several steam-heated drying cylinders. In the end, the paper 27 has a residual moisture of a few percent.
  • the water vapor formed in the drying plant 13 is sucked off and passed into a heat recovery system, not shown.
  • a first electrode 43 is arranged below the sieve device 9 and a second electrode 44 is arranged above the sieve device 9 between the headbox 7 and the starting region of the sieve device 9.
  • the electrodes 43 and 44 are arranged such that the surface-distributed fiber suspension 39 extends between them. So that a large-area plasma under atmospheric pressure in the immediate vicinity of the fiber suspension 39 can be produced for the treatment of the fiber suspension 39, the electrodes 43 and 44 are connected to a high-voltage pulse generator 46. With the aid of this high-voltage pulse generator 46, a large-volume plasma with a large cross section and with high power density is produced between the electrodes 43 and 44.
  • a plasma density is homogeneously distributed over the treatment area which is covered by the electrodes 43 and 44.
  • this large-volume plasma with high power density is produced by superimposing intensive, short-lasting high-voltage pulses having a high pulse repetition rate of 1 kHz on a DC corona discharge.
  • a very homogeneous, large-volume plasma with a high power density produced without the plasma constrictions known in DC corona discharges.
  • oxygen with argon as carrier gas is optionally introduced into the treatment space between the electrodes 43 and 44 via a gas distributor 81.
  • Hydroxyl radicals are particularly advantageously produced with the aid of the oxygen-argon mixture. Hydroxyl radicals are particularly aggressive and oxidizing, thereby a bleaching effect is achieved at the only a few seconds in the treatment area between the electrodes 43 and 44 lingering fiber suspension.
  • an electrode system 47, 48 in the press device 11 generates a large-area plasma for the treatment of the paper web 27.
  • the first electrode 47 in the press apparatus 11 is designed as a semicircular grid electrode. Due to the semicircular configuration of the electrode 47, it can follow the course of the paper web over a transport roller 12.
  • the second electrode 48 in the press device 11 is configured as a plate electrode and arranged such that the transport roller 12 can be guided between the electrodes 47 and 48.
  • the plasma treatment area is optionally also supplied via the gas distributor 81 with the gas line 80 with an oxygen-argon mixture here.
  • the pressing process compacts the paper structure, a strength increases and a surface quality is decisively influenced.
  • the molecular structure of the paper surface is further altered.
  • the strength of the paper 27 is increased and printability improved.
  • a streamer is a special form of a linearly moving plasma cloud or a developing discharge channel that forms due to the excited high external field strength. An assembly of such streamer takes place within less than 10 ns and merges very quickly into a thermal breakdown channel.
  • the aforementioned arrangements of the electrode systems, with the paper web 27 between the electrodes used for streamer discharge, is particularly advantageous, as the paper 27 thereby partially acts as a dielectric barrier, thereby suppressing the transition from the streamer puncture.
  • FIG. 2 shows a bleaching device 38 according to the invention with a second embodiment.
  • a raw material 30, in particular pulp is conveyed via a conveyor belt 33 into a fiber trough 35.
  • the raw material 30 is mixed with water and pumped via a pipeline 36 into a bleaching trough 37.
  • a first electrode 43 'and a second electrode 44' are each designed as a circular-area grid electrode.
  • the first electrode 43 ' is arranged in the gas space of the pulp fiber suspension 39 filled in the bleaching trough 37.
  • the second electrode 44 ' is arranged inside the bleaching trough 37 and is thus completely covered by the pulp fiber suspension 39.
  • a large-area cold plasma is generated by means of the high-voltage pulse generator 46.
  • the radical OH in the suspension 39 is preferably, O, O 3 produced. These radicals trigger a bleaching chemical reaction.
  • the high voltage pulse generator 46 is operated to generate high voltage pulses of 1 ⁇ s duration between the electrodes 43 'and 44'.
  • One for the generation of radicals and ozone in the pulp fiber suspension necessary DC voltage is approximately at some 10 kV to 100 kV.
  • the high voltage pulses are superimposed on the DC voltage to form a total amplitude of a few 10 kV to over 100 kV.
  • the radicals are generated in situ. Thus, large total amounts of radicals can be introduced into the suspension 39.
  • the radicals are also very finely distributed in the suspension generated, so that the previous effort required to mix chemicals with the suspension can be reduced.
  • an oxygen-argon mixture which has been treated in a gas distributor 81, is introduced into the bleaching trough 37 via a gas line 80.
  • FIG. 3 shows as a third embodiment, a sectional view of a bleaching vessel.
  • a high voltage electrode 50 is arranged in the middle of the bleaching vessel.
  • the outer jacket of the bleaching vessel is prepared as a counterelectrode 51.
  • a pulp fiber suspension 39 In the bleaching vessel is a pulp fiber suspension 39.
  • a streamer 53 is shown between the electrodes 50 and 51. Radicals 59 are generated in streamers by the collision of energetic electrons with water molecules or suspension molecules, thereby dissociating or exciting them. Upon dissociation, radicals 59 are immediately released, while upon excitation by a subsequent radiant transition, UV light is generated. This generated UV light in turn reacts with water molecules and dissociates them.
  • Bleaching vessel shown can also be used as a device for the passage of the suspension 39.
  • the device is not designed as a bleaching vessel, but as a kind of tubular reactor, ie without a bottom. With this tube reactor, a passage of the suspension can be carried out with simultaneous plasma generation.
  • these radicals 59 and oxidants 57 directly attack the high-molecular-weight dyes and destroy them to such an extent that the color effect of the molecules is eliminated.
  • Microorganisms which release, for example, carbohydrate-cleaved enzymes such as the enzyme cellulase, with which the cellulose in the suspension 39 is decomposed as a fiber base and serves as a decomposed, short-chain carbohydrate for the microorganisms, are also inhibited or completely destroyed.
  • the microorganisms are killed, minimizing cellulase production.
  • a simultaneous degradation of a catalase can build up in addition to the radicals and a H 2 O 2 concentration. This in turn contributes to the direct cellulase degradation as well as to the sterilization of the microorganisms produced by the cellulase.
  • FIG. 4 the voltage curve of the high voltage pulses used is shown.
  • the abscissa shows the time in ms and the ordinate the voltage in kV.
  • the units are chosen arbitrarily.
  • a level of about 100 kV DC voltage coincides with the abscissa shown.
  • the illustrated pulse voltage is thus superimposed on the DC voltage.
  • the result is a total amplitude of about 500 kV.
  • the pulses 66 and 67 have a pulse width 62 of less than 1 ⁇ s, wherein the individual pulses 66, 67 have a high rising edge with a rise time 64 and a less steeply sloping edge.
  • the pulse repetition time 63 is typically between 10 ⁇ s and 100 ms.
  • the individual pulses 66, 67 have such a total amplitude that a predefined energy density is achieved beyond the predetermined direct voltage.
  • the pulse rise time 64 is usually short compared to the pulse drop time.
  • FIG. 5 to FIG. 10 show further examples of electrode systems for generating corona discharges in preferably aqueous media, in particular for alternative use in the aforementioned embodiments.
  • a plate-and-plate arrangement of a first plate 70a as an electrode and a second plate 70b as an electrode is illustrated.
  • the first plate 70a and the second plate 70b are arranged parallel to each other.
  • the first plate 70a forms the high voltage electrode and is connected to the high voltage pulse generator 46 via a high voltage cable.
  • the second plate 70b forms the counter electrode and is connected as a grounded electrode to the high voltage pulse generator 46 in connection.
  • FIG. 6 A corresponding arrangement with specially flat plate electrodes is in FIG. 6 shown. Again there are two solid plate electrodes 70a and 70c at a fixed distance with a high voltage electrode 71 in the middle. In this plate-wire plate assembly, the high voltage electrode 71 executed as a solid wire and connected to the high voltage output of the high voltage pulse generator 46. The grounded plates 70a, 70c are also in communication with the high voltage pulse generator.
  • FIG. 7 shows a wire-tube arrangement as an electrode system.
  • a high-voltage electrode 71 projects centrally into a cylindrical electrode 72.
  • the high voltage electrode 71 is made as a solid wire and connected to the high voltage pulse generator 46.
  • the cylindrical electrode 72 which is preferably configured as a wire mesh, is grounded and communicates with the high voltage pulse generator 46.
  • FIG. 8 shows a tip-plate assembly as an electrode system.
  • the example three tips 73 are connected via a high voltage line to the high voltage pulse generator 46.
  • the tips 73 are arranged at right angles to a grounded plate electrode 74.
  • the distance of the tip electrodes 73 to the plate electrode 74 is adjustable and thus can be adapted for different process conditions.
  • FIG. 9 shows an electrode system assembly comprising 3 plates 70a, 70d and 70e.
  • the first plate 70a which is connected as a high-voltage electrode to the high-voltage pulse generator 46, is arranged centrally between two solid plates 70d and 70e.
  • the plates 70a and 70b are connected via a plate connector 70f. Since the plate 70d as a grounded counter electrode is in communication with the high voltage pulse generator 46, the plate 70e above the plate connector 70f also functions as a grounded counter electrode.
  • FIG. 10 shows an electrode system as a grid-grid arrangement. Analogous to FIG. 5 Here, a first grid 75a and a second grid 75b are parallel to each other.
  • the first grid 75a forms the high voltage electrode and is with the high voltage pulse generator 46 connected.
  • the second grid 75b forms the grounded counter electrode and communicates with the high voltage pulse generator 46.
  • FIG. 11 A hybrid discharge in which an electrode 75a is entirely outside a pulp 39 to be bleached and a second electrode 76b is wholly or partially immersed in the pulp 39 is shown in FIG. 11 generated.
  • the electrode 76a is designed as a grid electrode and is connected to the high-voltage pulse generator 46.
  • the grounded counter-electrode 76b is also designed as a grid electrode.
  • a first charge cloud 68a is formed.
  • the chemically active substances can enter the suspension 39 and eliminate unwanted impurities in addition to the bleaching effect.
  • charge clouds 68b, 68c are preferably formed at locations with locally increased field strength.
  • the charge clouds 68a, 68b, 68c release in the suspension 39 radicals, such as O, OH, HOO, but above all strong oxidants such as ozone and / or H 2 O 2 .
  • these chemically active substances destroy microorganisms such as bacteria and yeasts with high efficiency.
  • FIG. 12 is shown as another embodiment, a bleaching tub with a vessel wall 77 in a plan view.
  • a plate or grid arrangement with curved surfaces for adaptation to the vessel walls or use of the vessel walls is used as the electrode.
  • a multiple wire electrode 79 is considered a concentric electrode, arranged following the course of the vessel wall 77 and communicates with the high voltage pulse generator 46 in connection. It faces two counterelectrodes: on the one hand the vessel wall 77 and on the other hand a plate electrode 78.
  • the high voltage electrode 79 is arranged without contact between the vessel wall 77 and the plate electrode 78.
  • the vessel wall 77 and the plate electrode 78 are electrically conductively connected to each other and thus form the grounded counterelectrodes which are in communication with the high voltage pulse generator 46.
  • a high-voltage electrode 50 comprises a plurality of electrically connected rod electrodes and is arranged in the near-surface gas space of the pulp 39 such that their rods are parallel to the surface.
  • a grounded counter electrode 51 is designed as a solid plate and arranged in distributed over the entire surface equidistant distances to the high voltage electrode 50.
  • 39 charge clouds develop at the boundary layer between air and suspension, as indicated for example by the charge clouds 68d and 68e.
  • the charge clouds also ensure penetration of the chemically active substances into the suspension 39.
  • the suspension 39 is guided in this case in an upwardly open suspension channel 37a.
  • the wall of the suspension channel 37a is additionally connected to the counterelectrode 51.
  • FIG. 14 shows in a last embodiment, a pulsed corona discharge system in an aqueous solution or pulp 39.
  • the electrode system is analogous to FIG. 3 formed as a coaxial wire tube electrode system.
  • the high voltage electrode 50 is arranged coaxially with the counter electrode 51 forming the vessel wall.
  • finest gas bubbles are introduced into the discharge area via a gas line 80 by means of a gas distributor 81 initiated.
  • gas bubbles 82 and 83 are preferably formed to FIG. 3 explained streamers. Owing to the streamer discharges, oxidants 57 are formed. Thus, certain radicals are generated in the suspension.
  • FIG. 15 shows a schematic representation of a stock preparation plant 1a.
  • a dissolver 90 fibrous materials are suspended in an aqueous binder at the beginning of the stock preparation process.
  • the dissolution device 90 is connected to a chemical addition device 91 via a piping system. Further, the piping between the dissolver 90 and the chemical addition device 91 is connected to a first dilution water inlet 26a.
  • the chemical addition device 91 is connected to a first purification stage 92 via a pipe system.
  • the first cleaning stage 92 is further connected to a flotation stage 93 via a pipe system. Between the first purification stage 92 and the flotation stage 93, a second dilution water inlet 26b is arranged.
  • a second purification stage 94 connects to the flotation stage 93 via a piping system. From the second purification stage 94, the suspension or pulp also passes through a piping system in a thickening device 95.
  • the thickening device 95 is connected via a piping system with a bleaching container 96 in connection. From the bleaching container 96, the suspension or pulp 39 is pumped into a chest 97. From the bin 97, the treated fibrous materials or pulp 39 are available for further processing.
  • the chemical addition device 5 may add various chemical adjuncts, i.a. Bleaching agents supplementing a plasma bleaching effect.
  • dilution water 26 is added at locations 26a and 26b.
  • material resolution of fibrous materials in the dissolution apparatus 3 is preferably carried out with a consistency of up to 17%.
  • the suspension of fibrous materials for the subsequent chemical addition device 91 and the first purification stage 92 with the dilution water 26 at the dilution water inlet 26a is diluted to about 5.8 to 6%.
  • the dilution water 26 is treated at the first dilution water inlet 19a by means of a first plasma reactor 23a with a cold plasma or a gas discharge.
  • a first plasma reactor 23a By treating the dilution water 26 before the actual dilution point at which the dilution water 26 is mixed with the suspension in the pipeline system, certain radicals are generated in the dilution water 26 (OH - , HOO - , O, O 3 ). These radicals, which pass through the dilution water 26 into the stock suspension, trigger bleaching chemical reactions in the stock suspension at the beginning of the stock preparation process. Also, they can mask or eliminate sticky contaminants of the pulps. These bleaching chemical reactions or radicals act directly on the fibrous materials and thus provide the desired bleaching result.
  • the stock suspension is diluted to approximately 1 to 1.3% by a second dilution water feed 26b. Also at the point 26b, the dilution water 26 is treated via a second plasma reactor 23b before being mixed with the suspension with a cold plasma or a gas discharge.
  • the plasma reactors 98a and 98b are preferably arranged directly in the vicinity of the respective feed points of the dilution water 26, in particular at a distance such that the remaining pipe length to the feed point is preferably a few meters, preferably about 50 cm, in particular only a few cm.
  • the stock suspension 39 After passing through the second cleaning stage 94, the stock suspension 39 is thickened with a consistency of about 1% in a thickening device 13.
  • a further treatment with a kneading disperger, for the reduction of, for example, residual color particles, can optionally be used at this point.
  • FIG. 16 shows one of the two in a first embodiment example FIG. 15 known plasma reactors 98a and 98b in a sectional view.
  • the plasma reactor 23 a is prepared in such a way that an unhindered flow through the dilution water 26 is made possible.
  • the dilution water 26 falls or flows - preferably as a free water jet in the flow direction S - through a gap, which is given by two spaced-apart electrodes 43 "and 44".
  • the first electrode 43 " is connected via a high-voltage line to a high-voltage pulse generator 46.
  • a corona discharge or a gas discharge between the two electrodes 43" and 44 ", the second electrode 44 is also connected to the high-voltage pulse generator 46 via a high-voltage line

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Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der industriellen Behandlung von faserigen Materialien.The invention is in the field of industrial treatment of fibrous materials.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bleichen unverwobener Faserstoffe in einer Suspension, insbesondere als Pulpe oder Faserbrei, in einem oder an einem durch Begrenzungswände gegebenen Behandlungsvolumen, wobei in / durch das Behandlungsvolumen die Suspension einfüllbar oder durchfließbar ist.The invention relates to a device for bleaching unwoven fibrous materials in a suspension, in particular as pulp or pulp, in or on a given by boundary walls treatment volume, wherein in / by the treatment volume, the suspension is fillable or flowable.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung unverwobener Faserstoffe in einer Suspension, insbesondere als Pulpe oder Faserbrei, vorzugsweise zum Betrieb der Bleichvorrichtung nach der Erfindung.Furthermore, the invention relates to a method for treating unwoven fibers in a suspension, in particular as pulp or pulp, preferably for the operation of the bleaching apparatus according to the invention.

Aus S. Ihara, T, Miichi, S. Satoh und C. Yamabe, "Ozone generation by a discharge in bubbled water", Digest of Technical Papers 12th IEEE International Pulsed Power Conference, 1999 , ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wasserreinigung bekannt.Out S. Ihara, T, Miichi, S. Satoh and C. Yamabe, "Ozone Generation by a Discharge in bubbled water", Digest of Technical Papers 12th IEEE International Pulsed Power Conference, 1999 , a method and apparatus for water purification is known.

Aus WO2004/10189 A1 ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Papier oder verbundenen Fasern mit Plasma bekannt. FR 2 711 680 A1 beschreibt einen Bleichprozess für eine Faserbahn mit Hilfe eines elektrisch erzeugtes Plasma.Out WO2004 / 10189 A1 For example, a method of surface treating paper or bonded fibers with plasma is known. FR 2 711 680 A1 describes a bleaching process for a fiber web using an electrically generated plasma.

Ein Ziel bei der Behandlung unverwobener Faserstoffe ist das Bleichen der Faserstoffe. Beim Bleichen von beispielsweise Zellstoff ist es u.a. ein Ziel, das in dem Zellstoff enthaltene Lignin zu entfernen oder bestimmte "farbige" Molekülgruppen zu zerstören. Diese Art der Behandlung führt vorzugsweise zu einem höheren Weißegrad des Zellstoffs.One goal in the treatment of unwoven pulps is the bleaching of the pulps. When bleaching pulp, for example, it is u.a. an objective to remove the lignin contained in the pulp or to destroy certain "colored" molecular groups. This type of treatment preferably leads to a higher degree of whiteness of the pulp.

Heutige Bleichverfahren beruhen auf der chemischen Behandlung des fasrigen Materials. Typische Bleichchemikalien sind Chlor, Chlordioxyd, schweflige Säuren, Extraktion mit Natronlauge, Sauerstoff, Wasserstoffperoxyd und Ozon. Abhängig von der verwendeten Methode sind alkalische oder saure Umgebungsbedingungen gefordert. Moderne Bleichverfahren nutzen häufig verschiedenen Bleichstufen, in denen verschiedene Bleichchemikalien zum Einsatz kommen, wobei jede Bleichstufe typischerweise aus einer Mischeinheit und einem nachfolgenden Reaktionsturm besteht. Bei diesen Verfahren müssen die zum Teil hochgiftigen (Chlordioxyd) oder stark ätzenden Säuren, Laugen oder Reagenzien in großer Menge transportiert, gelagert und nach Ablauf des Prozesses auch wieder aufgearbeitet bzw. entsorgt werden.Today's bleaching processes are based on the chemical treatment of the fibrous material. Typical bleaching chemicals are Chlorine, chlorine dioxide, sulphurous acids, extraction with caustic soda, oxygen, hydrogen peroxide and ozone. Depending on the method used, alkaline or acidic ambient conditions are required. Modern bleaching processes often utilize various bleaching stages employing various bleaching chemicals, each bleaching stage typically consisting of a mixing unit and a subsequent reaction tower. In these processes, some highly toxic (chlorine dioxide) or highly corrosive acids, alkalis or reagents must be transported in large quantities, stored and also worked up or disposed of after the end of the process.

Eine Effektivität des Bleichprozesses hängt im Allgemeinen von der richtigen Konzentration gewisser Reagenzien in einer faserigen Suspension ab. Bei einer Peroxydbleiche hängt die Effektivität des Bleichprozesses ganz entscheidend von der Konzentration eines Perhydroxid (HOO-) ab.Effectiveness of the bleaching process generally depends on the proper concentration of certain reagents in a fibrous suspension. For a peroxide bleach, the effectiveness of the bleaching process depends very much on the concentration of a perhydroxide (HOO - ).

Eine Reaktionsrate hängt unter anderem von einem pH-Wert und einer Temperatur der Suspension ab. Ein typischer Wert für die Temperatur ist z.B. 60°C bis 70°C und ein typischer Wert für einen pH-Wert liegt bei ca. 10,5. Der pH-Wert wird in der Regel über die Zugabe zusätzlicher Chemikalien wie Natriumhydroxid oder Natriumsilikat gesteuert. Einige Verfahren benutzen Druck und höhere Temperaturen um eine notwendige Verweilzeit in beispielsweise einem Reaktionsturm zu reduzieren. Ein wesentlicher Kostenfaktor bei einem Bleichverfahren hängt zu einem großen Teil von der Art und der Menge der eingesetzten Chemikalien sowie deren Weiterbehandlung, wie einer Abtrennung oder einer Entsorgung, ab.A reaction rate depends inter alia on a pH and a temperature of the suspension. A typical value for the temperature is e.g. 60 ° C to 70 ° C and a typical value for a pH is about 10.5. The pH is usually controlled by the addition of additional chemicals such as sodium hydroxide or sodium silicate. Some methods use pressure and higher temperatures to reduce a necessary residence time in, for example, a reaction tower. A significant cost factor in a bleaching process depends to a large extent on the type and amount of chemicals used and their further treatment, such as a separation or disposal.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um den Einsatz von Chemikalien beim Bleichen von unverwobenen Faserstoffen zu vermindern.
Die Aufgabe wird bezogen auf die eingangs genannte Vorrichtung gemäß der Erfindung gelöst durch einen mit einer ersten Elektrode verbundenen Hochspannungsimpulsgenerator, mit welchem im Behandlungsvolumen und/oder in dessen unmittelbarer Umgebung ein Plasma erzeugbar ist. Da der Prozess der Plasmaerzeugung in der Bleichvorrichtung gut steuerbar ist und kurze Reaktionszeiten besitzt, erhält man ein einfach zu regelndes, verbessertes Bleichverfahren in einer Bleichvorrichtung.
The invention has for its object to provide an apparatus and a method to reduce the use of chemicals in the bleaching of unwoven fibers.
The object is based on the above-mentioned device according to the invention by a solved with a first Electrode connected high voltage pulse generator with which in the treatment volume and / or in the immediate vicinity of a plasma can be generated. Since the process of plasma generation in the bleaching apparatus is well controllable and has short reaction times, an easy-to-control, improved bleaching process is obtained in a bleaching apparatus.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Plasma in einem Abstand von < 20 cm, vorzugsweise < 10 cm, vorzugsweise < 5 cm, vom Behandlungsvolumen erzeugt. Durch die direkte Behandlung der Faserstoffe, vorzugsweise Zellstofffasern, mit - vorzugsweise kaltem - Plasma werden in der Suspension bestimmte Radikale erzeugt. Diese Radikale haben bleichende chemische Reaktionen zur Folge.In a preferred embodiment, the plasma is generated at a distance of <20 cm, preferably <10 cm, preferably <5 cm, from the treatment volume. The direct treatment of the fibers, preferably pulp fibers, with - preferably cold - plasma generated in the suspension certain radicals. These radicals result in bleaching chemical reactions.

Mit zusätzlichem Vorteil ist die Bleichvorrichtung für Faserstoffe für die Herstellung von Papier, Pappe oder Karton geeignet und/oder die Faserstoffe sind einem solchen Herstellungsprozess als Prozessgut zuführbar.With additional advantage, the bleaching apparatus for fibrous materials is suitable for the production of paper, paperboard or cardboard and / or the fibrous materials can be fed to such a production process as process material.

Zweckmäßig ist ferner, dass das Behandlungsvolumen zum Einfüllen bzw. Durchfließen der Suspension, vorzugsweise eines Ausgangsmaterials bei der Papier-, Pappe- bzw. Kartonherstellung, insbesondere einer zu bleichenden Pulpe oder eines zu bleichenden Faserbreis, geeignet ist. Durch ein Einfüllen bzw. Durchfließen der Suspension durch das Behandlungsvolumen lässt sich der Bleichprozess bereits während einer automatisierten Einfüllphase der Suspension starten. Auch die Zeit des Durchfließens bzw. Weiterfließens zu einem nächsten Prozessschritt kann für den Bleichprozess genutzt und somit eine effektive Bleichzeit stark herabgesetzt werden.It is also expedient that the treatment volume is suitable for filling or flowing through the suspension, preferably a starting material in paper, paperboard or paperboard production, in particular a pulp to be bleached or a pulp to be bleached. By filling or flowing through the suspension through the treatment volume, the bleaching process can already be started during an automated filling phase of the suspension. Also, the time of flowing or flowing on to a next process step can be used for the bleaching process and thus an effective bleaching time can be greatly reduced.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist, dass mindestens eine zweite Elektrode zur Plasmaerzeugung vorhanden ist. Durch das gezielte Vorsehen einer zweiten Elektrode an für den Bleichprozess vorteilhaften Orten kann das erzeugte Plasma bzw. die erzeugte Gasentladung gezielt auf die Suspension oder in der Suspension appliziert werden.Another preferred embodiment is that at least one second electrode for plasma generation is present. By selectively providing a second electrode at locations which are advantageous for the bleaching process, the plasma generated can be used or the generated gas discharge can be applied specifically to the suspension or in the suspension.

Eine weitere Steigung des Bleichergebnisses wird dadurch erzielt, dass wenigstens eine der Elektroden derart angeordnet ist, dass sie bei in das Behandlungsvolumen eingefüllter oder darin durchfließender Suspension mit der Suspension in Berührung kommt.A further gradient of the bleaching result is achieved in that at least one of the electrodes is arranged in such a way that it comes into contact with the suspension when the suspension is filled in or flows through the treatment volume.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens eine der Elektroden derart angeordnet, dass das Plasma, vorzugsweise größtenteils, in einem oberflächennahen Volumen unter oder über der Oberfläche der eingefüllten Suspension erzeugt wird. Durch eine - vorzugsweise gepulste - Entladung im oberflächennahen Gasbereich der Suspension, insbesondere Pulpe, zwischen einem Elektrodensystem können in der Gasentladung erzeugte Radikale durch Diffusion gut in die Suspension gelangen.In a further preferred embodiment, at least one of the electrodes is arranged such that the plasma is generated, preferably for the most part, in a surface-near volume below or above the surface of the filled suspension. By a - preferably pulsed - discharge in the near-surface gas region of the suspension, in particular pulp, between an electrode system, radicals generated in the gas discharge can easily enter the suspension by diffusion.

Mit weiterem Vorteil sind die Elektroden flächig ausgebildet, wobei insbesondere die zweite Elektrode zumindest teilweise in der Suspension eintauchbar ist und/oder die erste Elektrode parallel zur zweiten Elektrode außerhalb der Suspension angeordnet ist. Das bereits erwähnte Diffundieren von beispielsweise Radikalen in die Suspension geschieht auf diese Weise noch effizienter. Durch eine solche Anordnung wird vorzugsweise eine hybride Entladung hervorgerufen.With further advantage, the electrodes are formed flat, wherein in particular the second electrode is at least partially submersed in the suspension and / or the first electrode is arranged parallel to the second electrode outside the suspension. The already mentioned diffusing of, for example, radicals into the suspension takes place in this way even more efficiently. Such an arrangement preferably causes a hybrid discharge.

Zweckmäßig ist außerdem, dass die Elektroden flächig ausgebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode parallel zueinander im oberflächennahen Bereich der Suspension angeordnet sind. Durch ein flächig ausgestaltetes Elektrodensystem wird das Plasma auf vorteilhafte Weise, beispielsweise im oberflächennahen Bereich eines Bleichbottichs, appliziert. Fließt die Suspension, vorzugsweise bei der Papierherstellung, auf ein Sieb und ist somit flächig verteilt, so kann eine Bleichvorrichtung mit einem flächig ausgestalteten Elektrodensystem mit Vorteil angewendet werden.It is also expedient that the electrodes are formed flat, wherein the first electrode and the second electrode are arranged parallel to each other in the near-surface region of the suspension. The plasma is applied in an advantageous manner, for example in the near-surface region of a bleaching tub, by means of a planarized electrode system. If the suspension flows, preferably during papermaking, onto a sieve and is thus distributed over a wide area, a bleaching device with a surface-configured electrode system can be advantageously used.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist eine Begrenzungswand des Behandlungsvolumens als Elektrode hergerichtet. Durch diese Art der Vorrichtung kann das Plasma bzw. die Gasentladung auch auf die gesamte Oberfläche, welche die Suspension in dem Behandlungsvolumen bildet, appliziert werden.According to a further embodiment feature, a boundary wall of the treatment volume is prepared as an electrode. By this type of device, the plasma or the gas discharge can also be applied to the entire surface, which forms the suspension in the treatment volume.

Weiterhin kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass das Behandlungsvolumen als eine Rohrleitung, insbesondere als Verbindungselement, für den Transport der Suspension ausgestaltet ist. Eine Einrichtung zum Transport der Suspension kann somit auf vorteilhafte Weise sowohl als Transport- als auch als Bleichvorrichtung genutzt werden.Furthermore, the device can be designed such that the treatment volume is designed as a pipeline, in particular as a connecting element, for the transport of the suspension. A device for transporting the suspension can thus be advantageously used both as a transport device and as a bleaching device.

Bei einer vorrichtungsgemäßen Ausgestaltung des Elektrodensystems ist vorzugsweise mindestens eine Elektrode als Platte ausgestaltet.In a device according to the invention of the electrode system, preferably at least one electrode is designed as a plate.

Insbesondere sind die Elektroden als mindestens zwei gegenüberstehende, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende, Platten angeordnet.In particular, the electrodes are arranged as at least two opposing, preferably mutually parallel, plates.

Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der Bleichvorrichtung ist mindestens eine Elektrode als Draht ausgestaltet.According to a further embodiment of the bleaching device, at least one electrode is designed as a wire.

Weiterhin ist zweckmäßig, dass mindestens eine Elektrode als ein Drahtgeflecht, insbesondere als ein Drahtgitter ausgestaltet ist.Furthermore, it is expedient that at least one electrode is designed as a wire mesh, in particular as a wire mesh.

Weiterhin kann die Bleichvorrichtung derart hergerichtet sein, dass mindestens eine Elektrode als ein Gitter, insbesondere als eine Anordnung von sich rechtswinklig oder schräg kreuzenden Rundstäben und / oder Flachleisten, vorzugsweise in Form eines Siebes, ausgestaltet ist.Furthermore, the bleaching device can be prepared in such a way that at least one electrode is designed as a grid, in particular as an arrangement of right-angled or obliquely crossing round bars and / or flat bars, preferably in the form of a sieve.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Elektroden als mindestens zwei gegenüberstehende, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende, Gitter angeordnet. Bei einer fließenden Suspension, insbesondere ein herabfallender Vorhang aus Suspension, kann die Elektrodenanordnung mit Vorteil für ein beidseitiges Applizieren von Plasma auf den Suspensions-Vorhang genutzt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the electrodes are at least two opposing, preferably arranged parallel to each other, arranged grid. In a flowing suspension, in particular a falling curtain of suspension, the electrode arrangement can be used with advantage for a two-sided application of plasma to the suspension curtain.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Bleichvorrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Elektrode eine oder mehrere Spitzen auf. Es ist bekannt, dass an Elektroden mit Spitzen besonders hohe Feldstärken auftreten, welche hier auf vorteilhafte Weise zur Plasmabildung genutzt werden können.In a further preferred embodiment of the bleaching device, preferably at least one electrode has one or more tips. It is known that particularly high field strengths occur at electrodes with tips, which can be used here in an advantageous manner for plasma formation.

In einer anderen Ausgestaltungsvariante der Bleichvorrichtung ist vorzugsweise mindestens eine Elektrode als ein Rohr ausgestaltet. Beispielsweise mündet eine Ablassöffnung der Bleichvorrichtung zweckmäßiger Weise in das Rohr. Während des Durchfließens oder des Abfließens der Suspension durch das Rohr kann mittels der als Rohr ausgestalteten Elektrode die Suspension, insbesondere die darin enthaltenen Faser- oder Zellstoffe, gebleicht werden.In another embodiment variant of the bleaching apparatus, at least one electrode is preferably designed as a tube. For example, a discharge opening of the bleaching apparatus expediently opens into the pipe. During the flow through or the outflow of the suspension through the tube, the suspension, in particular the fibers or pulps contained therein, can be bleached by means of the electrode designed as a tube.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungsmerkmale der Bleichvorrichtung, insbesondere der Elektrodenanordnungen der Bleichvorrichtung, sind durch die Patentansprüche 20 - 22 wiedergegeben.Further preferred design features of the bleaching apparatus, in particular the electrode arrangements of the bleaching apparatus, are represented by the claims 20-22.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weißt die Bleichvorrichtung ein Mittel zum Injizieren von Gas, insbesondere Luft oder Sauerstoff, vorzugsweise reinem Sauerstoff oder Sauerstoff mit beispielsweise Edelgas als Trägergas, in das Behandlungsvolumen auf. Durch diese vorteilhafte Anordnung werden, vorzugsweise fein verteilte Luftblasen oder Sauerstoff oder Sauerstoff mit einem Trägergas wie z.B. Argon, in die Suspension eingeströmt. Mittels des Mittels zum Injizieren von Gas sind im Entladungsbereich feinste "Gasperlen" vorhanden. Mit Hilfe dieser "Gasperlen" können auf besonders vorteilhafte Art und Weise Radikale erzeugt werden, welche sich schnell und gut verteilt in der Suspension lösen.In a further preferred embodiment of the invention, the bleaching device has a means for injecting gas, in particular air or oxygen, preferably pure oxygen or oxygen with, for example, noble gas as the carrier gas, into the treatment volume. By this advantageous arrangement, preferably finely divided air bubbles or oxygen or oxygen with a carrier gas such as argon, flowed into the suspension. By means of the means for injecting gas finest "gas bubbles" are present in the discharge area. With the help of these "gas bubbles" can be generated in a particularly advantageous manner radicals which dissolve quickly and well distributed in the suspension.

Nach der verfahrensseitigen Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist durch die Erfindung vorgesehen, dass die Suspension oder ein ihr zuzugebendes Verdünnungswasser mit, vorzugsweise nicht-thermischem, großflächigem Plasma unter mindestens Atmosphärendruck in Kontakt gebracht, das Plasma in unmittelbarer Nähe zur Suspension bzw. zum Verdünnungswasser erzeugt oder in der Suspension bzw. im Verdünnungswasser oder in unmittelbarer Umgebung der Suspension bzw. des Verdünnungswassers eine Gasentladung insbesondere eine Koronaentladung unter mindestens Atmosphärendruck erzeugt wird. Durch die direkte Behandlung der Suspension bzw. des Verdünnungswassers, insbesondere Zellstofffasern, mit "kaltem Plasma" werden in der Suspension bzw. im Verdünnungswasser Radikale erzeugt. Diese Radikale lösen bleichende chemische Reaktionen in der Suspension bzw. in den Faserstoffen aus.After the process-side solution of the aforementioned object is provided by the invention that the suspension or a dilution water to be added with, preferably non-thermal, large-area plasma brought under contact at least atmospheric pressure, the plasma generated in the immediate vicinity of the suspension or the dilution water or in the suspension or in the dilution water or in the immediate vicinity of the suspension or of the dilution water, a gas discharge, in particular a corona discharge, is generated under at least atmospheric pressure. The direct treatment of the suspension or of the dilution water, in particular pulp fibers, with "cold plasma" generates radicals in the suspension or in the dilution water. These radicals trigger bleaching chemical reactions in the suspension or in the fibers.

Vorteilhafterweise wird das Plasma in einem Abstand von < 20 cm, vorzugsweise < 10 cm, vorzugsweise < 5 cm, von der Suspension erzeugt. Um ein gutes Bleichergebnis zu erzielen ist es von Vorteil, das Plasma in der unmittelbaren Umgebung der Suspension zu erzeugen.Advantageously, the plasma is generated at a distance of <20 cm, preferably <10 cm, preferably <5 cm from the suspension. To achieve a good bleaching result, it is advantageous to generate the plasma in the immediate vicinity of the suspension.

Mit besonderem Vorteil, insbesondere in der Papierindustrie, ist die Suspension für die Herstellung von Papier, Pappe oder Karton geeignet.With particular advantage, especially in the paper industry, the suspension is suitable for the production of paper, cardboard or cardboard.

Eine, vorzugsweise abgelagerte, Suspension kann als ein feuchtes oder nasses Blatt verwendet werden. Mit Vorteil wird das feuchte oder nasse Blatt mit Plasma behandelt.A preferably deposited suspension may be used as a moist or wet leaf. Advantageously, the wet or wet sheet is treated with plasma.

Auf besonders vorteilhafte Weise werden zur Erzeugung des Plasmas bzw. der Gasentladung zwischen Elektroden Hochspannungsimpulse mit einer Dauer von weniger als 10 µs erzeugt. Die Verwendung von derartig kurzen Hochspannungs-Einzelimpulsen hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wogegen die Verwendung von Radiofrequenz- (RF) oder Mikrowellenimpulsen oder von Hochspannungseinzelimpulsen mit mehr als 10 µs Dauer weit weniger effizient ist.In a particularly advantageous manner, high-voltage pulses having a duration of less than 10 μs are generated between electrodes to produce the plasma or the gas discharge. The use of such short high voltage single pulses has been found to be particularly advantageous, whereas the use of radio frequency (RF) or microwave pulses or high voltage single pulses of more than 10 μs duration is far less efficient.

Vorzugsweise wird das Plasma bzw. die Gasentladung vor und/oder während der Blattbildung an die Suspension appliziert, insbesondere beim Durchlauf durch oder über eine Siebvorrichtung. Von Vorteil ist es hierbei, dass das Plasma bzw. die Gasentladung an unterschiedlichen Orten innerhalb eines Papierherstellungsprozesses angewendet wird.The plasma or the gas discharge is preferably applied to the suspension before and / or during the formation of the leaves, in particular when passing through or via a sieve device. It is advantageous here that the plasma or the gas discharge is applied at different locations within a papermaking process.

Um eine möglichst hohe Behandlungseffizienz, vorzugsweise beim Bleichen, zu erreichen, ist es von Vorteil, dass die Suspension beidseitig mit dem Plasma in Kontakt gebracht bzw. mittels der Gasentladung behandelt wird.In order to achieve the highest possible treatment efficiency, preferably when bleaching, it is advantageous that the suspension is brought into contact with the plasma on both sides or treated by means of the gas discharge.

Vorteilhafterweise wird das Plasma bzw. die Gasentladung zum Bleichen der Suspension, der Pulpe oder des Faserbreis, insbesondere in einem Kocher, in einem Bleichbehältnis oder in einer Leitung, verwendet.Advantageously, the plasma or the gas discharge is used for bleaching the suspension, the pulp or the pulp, in particular in a digester, in a bleaching container or in a conduit.

Hierbei ist es von besonderem Vorteil, dass die Suspension, die Pulpe oder Faserbrei, mit zumindest einer Elektrode zur Erzeugung des Plasmas bzw. der Gasentladung in Kontakt gebracht wird.In this case, it is of particular advantage that the suspension, the pulp or pulp, is brought into contact with at least one electrode for generating the plasma or the gas discharge.

Vorzugsweise wird das Plasma bzw. die Gasentladung in der Suspension erzeugt. Um eine mögliche Streamerentladung mit einer effizienten Radikalenerzeugung in der Suspension einzuleiten, ist es von Vorteil, das Plasma direkt in der Suspension mit kurzen Hochspannungseinzelimpulsen zu erzeugen. Bei Verwendung langer Impulse wird der größte Anteil der Impulsenergie in Wärme umgewandelt. Der Grund liegt in der hohen Leitfähigkeit der u.a. mit einer Vielzahl von Chemikalien versetzten Suspension, so dass bei Verwendung langer Impulse der größte Anteil der Impulsenergie ungenutzt bleibt. Zweckmäßigerweise wird das Verfahren auf verschiedene Arten bzw. Zustände von Suspensionen angewendet. Bei einer bevorzugten Anwendung liegt der Gehalt an Trägerflüssigkeit, insbesondere Wasser, in der Suspension im Bereich zwischen 40 % und 99,9 %, vorzugsweise im Bereich zwischen 80 % und 98 % und insbesondere im Bereich zwischen 85 % und 98 %.Preferably, the plasma or the gas discharge is generated in the suspension. To initiate a possible streamer discharge with efficient radical generation in the suspension, it is advantageous to generate the plasma directly in the suspension with short high voltage single pulses. When using long pulses, the largest part of the pulse energy is converted into heat. The reason lies in the high conductivity of the suspension, which is mixed with a variety of chemicals, so that the largest part of the pulse energy remains unused when using long pulses. Conveniently, the method is applied to various types or states of suspensions. In a preferred application, the content of carrier liquid, in particular water, in the suspension is in the range between 40% and 99.9%, preferably in the range between 80% and 98% and in particular in the range between 85% and 98%.

Auf vorteilhafte Art und Weise werden im Plasma oder mittels der Gasentladung Radikale erzeugt, die auf die Faserstoffe einwirken. Diese Radikale lösen bleichende chemische Reaktionen aus, durch die entweder Bleichchemikalien ersetzt oder deren Verbrauch stark reduziert werden können.Advantageously, radicals are generated in the plasma or by means of the gas discharge, which act on the fibers. These radicals trigger bleaching chemical reactions that either replace bleach chemicals or greatly reduce their consumption.

Besonders bevorzugt und zweckmäßig ist es, dass für verschiedene Zustände von Suspensionen in einem Papier-, Karton- oder Pappe-Herstellungsprozess insbesondere an unterschiedlichen Prozessstufen, Radikale unterschiedlicher Art oder Zusammensetzung verwendet werden. Mögliche Prozessstufen, insbesondere in einem Papierherstellungsprozess, können sein: Kochen, Malen, Bleichen, Sieben, Pressen. Mit Vorteil kann bereits beim Kochen der Ausgangsmaterialien die Suspension mit Plasma bzw. einer Gasentladung behandelt werden. Auch beim Sieben, welches bei einem Papierherstellungsprozess die Vorstufe zur Blattbildung darstellt, wird die Suspension vorzugsweise mit einer anderen Art von Radikalen, als sie beim Kochen eingesetzt wurden, behandelt.It is particularly preferred and expedient for different states of suspensions to be used in a paper, board or paperboard production process, in particular at different process stages, for radicals of different types or compositions. Possible process stages, especially in a papermaking process, can be: cooking, painting, bleaching, sifting, pressing. Advantageously, already during the cooking of the starting materials, the suspension can be treated with plasma or a gas discharge. Also in screening, which is the precursor to sheet formation in a papermaking process, the suspension is preferably treated with a different type of radical than used in cooking.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Suspension innerhalb einer Prozessstufe in einem Papier- oder Karton-Herstellungsprozess Radikalen unterschiedlicher Art oder Zusammensetzung ausgesetzt, vorzugsweise zeitlich nacheinander folgend. Mit Vorteil wird so ein optimales Behandlungsergebnis Schritt für Schritt erzielt.In a further preferred embodiment of the invention, the suspension is exposed within a process stage in a paper or paperboard manufacturing process radicals of different nature or composition, preferably sequentially in time. Advantageously, such an optimal treatment result is achieved step by step.

Vorzugsweise werden als Radikale Ozon (O3), Wasserstoffperoxyd (H2O2), Hydroxyl-Radikale (OH), HO2 und oder HO2 - erzeugt. Beim Einsatz von H2O2 als OH-Radikal-Quelle sind zusätzlich auch nicht radikalische Reaktionswege möglich. Dabei bilden sich vorzugsweise Addukte von Nucleophilen und H2O2, die stärkere Oxidationsmittel als das Wasserstoffperoxyd selbst darstellen.Ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), hydroxyl radicals (OH), HO 2 and / or HO 2 - are preferably generated as radicals. When using H 2 O 2 as an OH radical source in addition, non-radical reaction pathways are possible. there Adducts of nucleophiles and H 2 O 2 , which are stronger oxidizing agents than the hydrogen peroxide itself, are preferably formed.

Auf vorteilhafte Weise wird beim Bleichen in der Suspension oder in der Pulpe oder in dem Faserbrei das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert, dass als Radikale vermehrt Ozon (O3) und oder Wasserstoffperoxyd (H2O2) gebildet wird.Advantageously, during bleaching in the suspension or in the pulp or in the pulp, the plasma or the gas discharge is applied in such a way that as radicals increased ozone (O 3 ) and / or hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is formed.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird vorzugsweise beim Sieben und/oder in/im flächig verteilter/n Suspension oder Pulpe oder Faserbrei oder im sich bildenden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert, dass als Radikale vermehrt Hydroxyl-Radikale, HO2 und/oder HO2 - gebildet wird.In another advantageous embodiment, the plasma or the gas discharge is preferably applied during sieving and / or in / in the areal distributed suspension or pulp or pulp or in the forming or formed, still unpressed sheet in such a way that as radicals increased hydroxyl radicals, HO 2 and / or HO 2 - is formed.

Zweckmäßig ist, dass eine Erzeugungsrate der Radikale und/oder die Zusammensetzung der erzeugten Radikale durch Beeinflussung einer Amplitude, einer Impulsdauer und/oder einer Impulswiederholrate der Hochspannungsimpulse gesteuert wird. Da die Konzentration der Radikale durch einen elektrischen Prozess erzeugt und damit in Echtzeit sehr gut steuerbar ist, ist ein solches Verfahren sehr wirtschaftlich und kann innerhalb kürzester Zeit für unterschiedliche Behandlungsergebnisse nachgeregelt werden.It is expedient that a generation rate of the radicals and / or the composition of the radicals generated be controlled by influencing an amplitude, a pulse duration and / or a pulse repetition rate of the high voltage pulses. Since the concentration of radicals generated by an electrical process and thus very well controlled in real time, such a method is very economical and can be readjusted within a very short time for different treatment outcomes.

Zweckmäßig ist ferner, dass zur Steuerung und Regelung der Erzeugungsrate und/oder der Art der erzeugten Radikale eine Konzentration der erzeugten Radikale gemessen wird.It is also expedient that a concentration of the generated radicals is measured to control and regulate the rate of generation and / or the type of radicals generated.

Weiterhin ist es zweckmäßig, dass zur Steuerung und Regelung der Erzeugungsrate oder der Zusammensetzung der erzeugten Radikale eine Eigenschaft der Suspension, vorzugsweise eine Qualitätseigenschaft, insbesondere dessen Opazität, Glanz, Weiße, Fluoreszenz oder Farbpunkt, gemessen wird. Anhand der Messung der Qualitätseigenschaften erhält man eine Rückmeldung, welche es gestattet den Behandlungsprozess optimal zu steuern.Furthermore, it is expedient that a property of the suspension, preferably a quality property, in particular its opacity, gloss, whiteness, fluorescence or color point, is measured to control and regulate the rate of production or the composition of the radicals produced. On the basis of the measurement of the quality properties, a feedback message is obtained which allows optimal control of the treatment process.

Im Hinblick auf eine eingesetzte Automatisierungslösung für das Verfahren ist es von besonderem Vorteil, dass die Konzentration bzw. die Eigenschaft "online" gemessen wird.With regard to an automation solution used for the process, it is of particular advantage that the concentration or the property "online" is measured.

Um die Erzeugungsrate der Radikale zu regeln oder zu steuern wird vorzugsweise die Amplitude der Hochspannungsimpulse bei konstanter Wiederholrate verändert.In order to control or control the generation rate of the radicals, it is preferable to vary the amplitude of the high voltage pulses at a constant repetition rate.

Des Weiteren wird vorzugsweise zur Beeinflussung der Erzeugungsrate die Wiederholrate der Hochspannungsimpulse bei konstanter Amplitude verändert.Furthermore, the repetition rate of the high-voltage pulses at constant amplitude is preferably changed in order to influence the generation rate.

Eine weitere Steigerung des Behandlungsergebnisses, insbesondere eines Bleichergebnisses, wird dadurch erreicht, dass die Suspension, die Pulpe, oder der Faserbrei, vorzugsweise zum Bleichen im plasmabeaufschlagten Bereich mit Sauerstoff angereichert wird.A further increase in the treatment result, in particular a bleaching result, is achieved by enriching the suspension, the pulp, or the pulp, preferably with oxygen, for bleaching in the plasma-exposed area.

Vorteilhaft im Hinblick auf ein Behandlungsergebnis ist es ferner, dass in der Suspension, in der Pulpe oder in dem Faserbrei, vorzugsweise zum Bleichen, eine Hochspannungs-Impulsdauer von weniger als 100 ns verwendet wird. Ist beispielsweise das Elektrodensystem einer Bleichvorrichtung komplett im Inneren der Suspension angeordnet, ist es aufgrund der hohen Leitfähigkeit der Suspension sehr vorteilhaft mit kleinen Hochspannungs-Impulsdauern zu arbeiten.It is also advantageous with regard to a treatment result that a high-voltage pulse duration of less than 100 ns is used in the suspension, in the pulp or in the pulp, preferably for bleaching. For example, if the electrode system of a bleaching device is arranged completely inside the suspension, it is very advantageous to work with small high-voltage pulse durations due to the high conductivity of the suspension.

Weiterhin ist es für ein gutes Behandlungsergebnis zweckmäßig, dass flächig verteilte/r Suspension, Pulpe oder Faserbrei oder sich bildendes oder gebildetes, noch ungepresstes Blatt, insbesondere beim Sieben, im plasmabeaufschlagten Bereich von einer mit Wasserdampf angereicherten Atmosphäre umgeben wird.Furthermore, it is expedient for a good treatment result that areal distributed suspension, pulp or pulp or forming or formed, still unpressed sheet, especially in screening, in the plasma-exposed area is surrounded by a water vapor-enriched atmosphere.

Weiterhin ist es zweckmäßig, dass an flächig verteilter/m Suspension, Pulpe oder Faserbrei oder sich bildendem oder gebildeten, noch ungepresstem Blatt, insbesondere beim Sieben, eine Hochspannungs-Impulsdauer von 100 ns bis 1 µs verwendet wird.Furthermore, it is expedient that, in the case of a surface-spread suspension, pulp or pulp or a sheet which is still not pressed and which forms or is formed, in particular when sieving, a high voltage pulse duration of 100 ns to 1 μs is used.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei flächig verteilter/m Suspension, Pulpe oder Faserbrei oder sich bildendem oder gebildeten noch ungepressten Blatt, insbesondere beim Sieben, eine Hochspannungs-Amplitude entsprechend mindestens dem zweifachen Wert, vorzugsweise mindestens dem dreifachen Wert, einer Korona-Einsatzspannung an die Elektroden angelegt wird.Furthermore, it is advantageous that, in the case of a surface-spread suspension, pulp or pulp or sheet which still forms or is undeformed, in particular during screening, a high-voltage amplitude corresponding to at least twice the value, preferably at least three times the value, of a corona threshold voltage the electrodes are applied.

Vorzugsweise werden zur Erzeugung des Plasmas bzw. der Korona-Entladung eine Gleichspannungs-Korona-Entladung erzeugt und der Gleichspannungs-Korona-Entladung die Hochspannungsimpulse überlagert. Die Überlagerung der Hochspannungsimpulse auf eine Gleichspannung hat den besonderen Vorteil, dass die energiereichen Hochspannungsimpulse bereits von einem sehr hohen Energieniveau starten können.Preferably, a DC corona discharge is generated to generate the plasma or the corona discharge and the DC voltage corona discharge superimposed on the high voltage pulses. The superposition of the high voltage pulses on a DC voltage has the particular advantage that the high-energy high-voltage pulses can start from a very high energy level.

Je nach Lebensdauer oder Art oder Zusammensetzung der erzeugten Radikale ist es auch noch zweckmäßig, dass eine Impulswiederholrate zwischen 10Hz und 5kHz, insbesondere aus dem Bereich von 10Hz bis 10kHz, verwendet wird.Depending on the lifetime or type or composition of the generated radicals, it is also appropriate that a pulse repetition rate between 10 Hz and 5 kHz, in particular from the range of 10 Hz to 10 kHz, is used.

Weiterhin ist es von Vorteil, falls die Leistungseinkopplung elektrischer Energie in das Plasma vorwiegend über die Regelung von Amplitude, Impulsdauer und Impulswiederholrate der überlagerten Hochspannungsimpulse gesteuert wird.Furthermore, it is advantageous if the power coupling of electrical energy into the plasma is controlled predominantly via the regulation of amplitude, pulse duration and pulse repetition rate of the superposed high-voltage pulses.

Vorzugsweise für Suspensionen mit extrem hoher Leitfähigkeit ist es zweckmäßig, dass Hochspannungsimpulse mit einer Dauer von weniger als 3 µs, vorzugsweise von weniger als 1 µs, vorzugsweise von weniger als 500 ns, angewendet werden.Preferably, for suspensions with extremely high conductivity, it is expedient that high-voltage pulses having a duration of less than 3 μs, preferably less than 1 μs, preferably less than 500 ns, are used.

Zweckmäßig ist auch, dass ein homogenes, großvolumiges Plasma mit hoher Leistungsdichte erzeugt wird, ohne dass es zu Plasmaeinschnürungen oder Durchschlägen kommt. Durch die Erzeugung eines "stabilen" Plasmas kann die Erzeugungsrate hoch und konstant gehalten werden; kommt es hingegen zu Plasmaeinschnürungen oder Durchschlägen so sinkt die Erzeugungsrate wieder.It is also expedient that a homogeneous, large-volume plasma with high power density is produced, without resulting in plasma constrictions or punctures. By generating a "stable" plasma, the rate of generation can be kept high and constant; on the other hand, plasma constrictions occur or breakdowns, the production rate drops again.

Bevorzugt ist ferner, dass eine DC-Spannung von solcher Höhe eingesetzt wird, dass im Plasma nur in Verbindung mit überlagerten Hochspannungsimpulsen eine stabile DC-Korona-Entladung gebildet wird.It is furthermore preferred that a DC voltage of such height is used that a stable DC corona discharge is formed in the plasma only in conjunction with superposed high-voltage pulses.

Mit besonderem Vorteil liegt dabei die eingesetzte DC-Spannung unter der Spannung für einen stabilen Betrieb ohne Hochspannungs-Impulsüberlagerung.With particular advantage, the DC voltage used is below the voltage for stable operation without high-voltage pulse superimposition.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass die eingesetzte Gesamtamplitude (DC-Spannung + Impulsamplitude) über der statischen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung liegt.Furthermore, it is expedient that the total amplitude used (DC voltage + pulse amplitude) is above the static breakdown voltage of the electrode arrangement.

Zweckmäßig ist es, dass vorzugsweise für eine hohe Leistungseinkopplung die einsetzte Gesamtamplitude dem zwei- bis fünffachen der statischen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung entspricht.It is expedient that, preferably for a high power input, the total amplitude used corresponds to two to five times the static breakdown voltage of the electrode arrangement.

Für die Anwendung der vorzugsweise eingesetzten DC-Spannung ist es von weiterem Vorteil, falls die Amplitude der Hochspannungsimpulse zwischen 10 % und 1000 % der eingesetzten DC-Spannung beträgt.For the application of the preferably used DC voltage, it is of further advantage if the amplitude of the high voltage pulses is between 10% and 1000% of the DC voltage used.

Eine weitere Steigerung eines Behandlungsergebnisses oder eines Bleichprozesses wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass eine Gasströmung senkrecht zu der Elektrodenanordnung erzeugt wird.A further increase in a treatment result or a bleaching process is preferably achieved by generating a gas flow perpendicular to the electrode arrangement.

Alternativ ist es möglich, dass eine Gasströmung parallel zu der Elektrodenanordnung erzeugt wird.Alternatively, it is possible that a gas flow is generated parallel to the electrode assembly.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden durch organische Farbstoffe, biokatalytische Substanzen und/oder Mikroorganismen und/oder sonstiges biologisches Material gebildete Verunreinigungen in der Suspension reduziert. Unter Verunreinigungen im Sinne der Erfindung sind beispielsweise gelöste organische Substanzen zu verstehen, welche in der Suspension oder allgemein in einem Wassersystem einer Bleichvorrichtung oder einer Papierherstellungsanlage unerwünscht sind. Solche und weitere Verunreinigungen verursachen oft eine Verschlechterung der Entwässerung, die zu einer ungünstigen Blattbildung und einer geringeren Optizität führen. Des Weiteren kann es z.B. durch eine Reaktion der Verunreinigungen mit chemischen Hilfsmitteln zu einer Bildung von unerwünschten Ablagerungen kommen. Diese Ablagerungen können letztendlich bei einer Papierherstellungsanlage zu Flecken und Löchern im Papier führen. Farbliche Verunreinigungen werden durch die beispielsweise bei heutigen Druckverfahren eingesetzten Farbstoffe hervorgerufen, welche zum größten Teil wasserlöslich sind. Eine hohe Wasserlöslichkeit der eingesetzten Farbstoffe, insbesondere beim Einsatz von Altpapier als Ausgangsmaterial, führt dazu, dass selbst in einem Flotationsprozess die Farbstoffe nicht vollständig beseitigt werden können. Insbesondere sind wasserlösliche rote Farbstoffe dafür verantwortlich, dass das Wasser eine rötliche Tönung annimmt, welche sich auf das Endprodukt, vorzugsweise ein Papier, überträgt. Ein hoher anzustrebender Weißgrad, beispielsweise bei der Herstellung von weißen Papieren, kann bei gefärbtem Wasser nicht erreicht werden. Insbesondere unter Bedingungen eingeengter Wasserkreisläufe ist in der Regel eine verstärkte Vermehrung der im Wasser enthaltenen Mikroorganismen zu beobachten. Beispielsweise wird der im Wasser vorhandene gelöste Sauerstoff schnell verbraucht und dadurch kann es zur Entstehung von aneroben Bedingungen im Wasser kommen. Die Mikroorganismen können sich dann schnell vermehren und Stoffwechselprodukte dieser Mikroorganismen können beispielsweise zu starken Geruchsbelastungen in Form von Schwefelwasserstoff und/oder organischen Säuren oder Hefen und Bakterien führen. Darüber hinaus tritt in manchen Fällen, durch die Wirkung der oben genannten Stoffwechselprodukte der aneroben Mikroorganismen, Korrosion an Anlagenteilen auf. Ursache sind insbesondere Mikroorganismen, welche unter anderem kohlenhydratspaltende Enzyme, wie z.B. das Enzym Cellulase abgeben, mit dem, die im vorzugsweise Papierherstellungsprozess befindliches Cellulose als Fasergrundstoff zersetzt wird und als zersetztes, kurzkettiges Kohlenhydrat als Nahrung für die Mikroorganismen dient. Zur Definition von biologischem Material siehe Regel 23b, Absatz 3. EPÜ. Unter einer biokatalytischen Substanz ist, beispielsweise eine chemische Wechselwirkung zwischen einem Eiweiß und anderen Teilchen (Molekülen, Ionen, Protonen, Elektronen), in deren Verlauf sich die Beschaffenheit dieser Teilchen ändert, zu verstehen. Die erzeugten Radikale wirken sich günstig auf die Reduzierung der Verunreinigungen aus und es kann die Zugabe von Komplementärfarbstoffen oder Bioziden eingeschränkt oder verhindert werden.In an advantageous embodiment of the invention, impurities formed in the suspension by organic dyes, biocatalytic substances and / or microorganisms and / or other biological material are reduced. Impurities in the sense of the invention are, for example, dissolved organic substances which are undesirable in the suspension or generally in a water system of a bleaching apparatus or a papermaking plant. Such and other contaminants often cause dewatering deterioration, leading to unfavorable sheet formation and lower opticity. Furthermore, for example, a reaction of the impurities with chemical aids can lead to the formation of undesired deposits. These deposits can eventually lead to spots and holes in the paper at a papermaking facility. Colored impurities are caused by the dyes used for example in today's printing process, which are largely water-soluble. High solubility in water of the dyes used, especially when using recycled paper as starting material, means that even in a flotation process, the dyes can not be completely eliminated. In particular, water-soluble red dyes are responsible for the water becoming a reddish tint which transfers to the final product, preferably a paper. A high desired whiteness, for example in the production of white papers, can not be achieved with colored water. In particular, under conditions of restricted water cycles, an increased increase of the microorganisms contained in the water is generally observed. For example, the dissolved oxygen present in the water is rapidly consumed and this can lead to the formation of anerobic conditions in the water. The microorganisms can then multiply rapidly and metabolic products of these microorganisms, for example, lead to strong odor in the form of hydrogen sulfide and / or organic acids or yeasts and bacteria. In addition, in some cases, by the action of the above-mentioned metabolic products of the anerobic microorganisms, corrosion of plant parts. Cause are in particular microorganisms which, inter alia, carbohydrate-splitting enzymes, such as the enzyme cellulase with which the cellulose present in the preferably paper-making process is decomposed as a fiber base and serves as a decomposed, short-chain carbohydrate as food for the microorganisms. For the definition of biological material, see Rule 23b (3) EPC. A biocatalytic substance is understood to mean, for example, a chemical interaction between a protein and other particles (molecules, ions, protons, electrons) during which the nature of these particles changes. The generated radicals have a favorable effect on the reduction of the impurities and the addition of complementary dyes or biocides can be limited or prevented.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung werden klebende Verunreinigungen reduziert. Bei einem Recyclingvorgang von beispielsweise Altpapier als Ausgangsstoff gelangen aus dem Altpapier gelöste und feinst zerteilte "Stickies" in die Papierherstellungsanlage. "Stickies" ist eine Bezeichnung für kleine Hotmelt- oder Klebstoff-Verunreinigungen, die später als Fehler im Papier oder in Pappe als beispielsweise störende Flecken auftreten. Insbesondere bei einer Altpapieraufbereitung wird das hierzu verwendete Wasser stark verunreinigt. Die klebenden Verunreinigungen in einem Faserstoff oder einer Faser-Suspension als Zwischenprodukt und in den allgemeinen Kreislaufwässern einer Papierherstellungsanlage neigen dazu, sich beispielsweise an Papiermaschinenbespannungen, wie Filzen und Sieben, sowie an Zylindern und Walzen abzulagern. Zusätzlich führen sie im letztendlich produzierten Papier zu Fehlstellen, die beispielsweise in der Weiterverarbeitung zu Störungen führen können oder deren Gebrauchswert einschränken. Diese klebenden Verunreinigungen stellen mittlerweile eines der größten Probleme bei der Wiederverwertung von Altpapier dar. Während sogenannte Makro-Stickis mit Hilfe mechanischer Trennverfahren weitestgehend abgetrennt werden können, lassen sich sogenannte Mikro-Stickis nur sehr schwer aus der Suspension oder allgemein aus einem Wasserkreislauf entfernen. Mikro-Stickis sind so klein, dass sie auch ein Schlitzsieb mit ca. 100 µm Schlitzweite passieren können. Durch eine Behandlung der Suspension, also auch der klebenden Verunreinigungen, wird eine Oberfläche der klebenden Verunreinigungen derart verändert, dass sie ihre klebenden Eigenschaften vermindern oder gänzlich verlieren. Dadurch wird mit Vorteil vermieden, dass die Verunreinigungen sich weiterhin an beispielsweise Bespannungen, Filzen, Walzen und in einer Trockenpartie ablagern.In a further preferred embodiment of the invention, adhesive impurities are reduced. In a recycling process of, for example, waste paper as a starting material, dissolved and very finely divided "stickies" from the waste paper pass into the papermaking plant. "Stickies" is a term for small hotmelt or adhesive contaminants, which later appear as mistakes in the paper or in cardboard as, for example, disturbing stains. In particular, in a waste paper processing, the water used for this purpose is heavily contaminated. The adhesive contaminants in a pulp or fiber suspension as an intermediate and in the general circulation waters of a papermaking machine tend to deposit on, for example, papermachine clothing such as felting and screening, as well as on cylinders and rollers. In addition, they lead to defects in the paper ultimately produced, which can lead to errors in the further processing or limit their use value. These sticky impurities are now one of the biggest problems in the recycling of waste paper. While so-called macro Stickis can be largely separated using mechanical separation process, so-called micro Stickis are very difficult to remove from the suspension or generally from a water cycle. Micro stickies are so small that they can also pass through a slotted screen with a slot width of approx. 100 μm. By treating the suspension, including the adhesive contaminants, a surface of the adhesive contaminants is changed so that they reduce their adhesive properties or lose completely. As a result, it is advantageously avoided that the contaminants continue to deposit on, for example, clothing, felts, rolls and in a dryer section.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltungsform der Erfindung wird das Verdünnungswasser zusätzlich mit dem Plasma oder der Gasentladung behandelt, bevor das Verdünnungswasser der Suspension zugegeben wird. Durch die Behandlung des Verdünnungswassers mit kaltem Plasma oder einer Gasentladung werden im Verdünnungswasser bzw. in der sich mit dem Verdünnungswasser gebildeten Stoffsuspension chemische Reaktionen ausgelöst, welche bereits in einem frühen Stadium, beispielsweise in einer der Bleichvorrichtung Vorgelagerten Stoffaufbereitungsanlage, die Qualitätseigenschaften der später zu verwendeten Suspension deutlich verbessern. Das so behandelte Verdünnungswasser kann neben dem Bleichen der Faserstoffe auch zum Reduzieren von Verunreinigungen verwendet werden.In a further expedient embodiment of the invention, the dilution water is additionally treated with the plasma or the gas discharge before the dilution water is added to the suspension. The treatment of the dilution water with cold plasma or a gas discharge triggers chemical reactions in the dilution water or in the stock suspension formed with the dilution water, which already at an early stage, for example in a bleacher upstream stock preparation plant, the quality properties of the suspension to be used later improve significantly. The dilution water thus treated can be used in addition to the bleaching of the pulps also for reducing impurities.

Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Merkmale sind nur schematisiert dargestellt. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigt die

FIG 1
eine schematische Darstellung einer Papierherstellungsanlage mit einer Siebvorrichtung, einer Pressenvorrichtung und einer Veredelungs- und/oder Trockenanlage,
FIG 2
eine Bleichvorrichtung nach der Erfindung,
FIG 3
eine Darstellung (Schnitt) einer Anordnung zur Erzeugung von Radikalen in Koronaplasmen in Pulpe oder Luft: Parallelplatten- oder Rohranordnung mit Draht, dem eine gepulste Hochspannung überlagert wird,
FIG 4
eine Prinzipdarstellung von Impulsen zur Erzeugung von Radikalen in Koronaentladungen in Luft oder wässrigen Medien bei Einsatz kurzer (typisch < 1 µs) Hochspannungsimpulse mit hoher Impulswiederholrate,
FIG 5
bis FIG 10 Elektrodenanordnungen und Elektrodensysteme zur Erzeugung von Koronaentladungen: Platte-Platte-, Platte-Draht-Platte-, koaxiale Draht-Rohr-, Spitze-Platte-, Mehrfachspitzen-Platte-, Gitter-Platte (Rohr)-, Gitter-Gitter-Anordnungen,
FIG 11
eine hybride Entladung, wobei sich eine Elektrode vollständig oberhalb des Mediums auf dem Sieb befindet, wogegen die zweite Elektrode durch das Sieb selbst gebildet wird,
FIG 12
eine Platten- oder Gitteranordnung mit gekrümmten Oberflächen zur Anpassung an Gefäßwände bzw. Nutzung derselben als Elektrode, konzentrische Elektroden in Rohrform zur Nutzung der vorhandenen Verrohrung oder Türme für die Pulpe als Reaktorgefäß,
FIG 13
eine gepulste Entladung im oberflächennahen Gasraum über Stoffauflauf auf dem Sieb mit Vielfachdraht-Platte-Anordnung, und
FIG 14
ein gepulstes Koronaentladungssystem mit koaxialem Draht-Rohr, mit eingeperlten, feinstverteilten Gasblasen, so dass im Entladungsbereich feinste Gasperlen vorhanden sind und eine Streamerbildung vorwiegend in den Gasblasen abläuft,
FIG 15
eine schematische Darstellung einer Stoffaufbereitungsanlage mit Plasmareaktoren,
FIG 16
Plasmareaktor für ein Verdünnungswasser.
Preferred, but by no means limiting embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. For clarity, the drawing is not drawn to scale, and certain features are shown only schematically. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals. In detail, the shows
FIG. 1
a schematic representation of a papermaking plant with a screening device, a press device and a finishing and / or drying plant,
FIG. 2
a bleaching apparatus according to the invention,
FIG. 3
a representation (section) of an arrangement for generating radicals in corona plaques in pulp or Air: parallel plate or tube assembly with wire overlaid with pulsed high voltage,
FIG. 4
a schematic diagram of pulses for generating radicals in corona discharges in air or aqueous media using short (typically <1 μs) high voltage pulses with high pulse repetition rate,
FIG. 5
to FIG. 10 Electrode arrays and electrode systems for generating corona discharges: plate-plate, plate-wire-plate, coaxial-wire-tube, tip-plate, multi-tip-plate, grid-plate (tube), grid-grid-arrangements,
FIG. 11
a hybrid discharge, with one electrode located completely above the medium on the screen, whereas the second electrode is formed by the screen itself,
FIG. 12
a plate or grid assembly with curved surfaces for fitting to vessel walls or using same as an electrode, concentric electrodes in tube form to use the existing casing or towers for the pulp as a reactor vessel,
FIG. 13
a pulsed discharge in the near-surface gas space over headbox on the wire with multi-wire plate arrangement, and
FIG. 14
a pulsed corona discharge system with coaxial wire tube, with beaded, very finely divided gas bubbles, so that in the discharge region finest gas bubbles are present and a streamer formation takes place mainly in the gas bubbles,
FIG. 15
a schematic representation of a stock preparation plant with plasma reactors,
FIG. 16
Plasma reactor for a dilution water.

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer komplexen Papierherstellungsanlage 1, wie sie in heutigen Papierfabriken eingesetzt wird. Deren Konstruktion und die Kombination unterschiedlicher Aggregate werden von der Art der zu erzeugenden Papier-, Karton- und Pappesorten sowie der eingesetzten Rohstoffe bestimmt. Die Papierherstellungsanlage 1 hat eine räumliche Ausdehnung von ungefähr 10 m in der Breite und ungefähr 120 m in der Länge. Pro Minute produziert die Papierherstellungsanlage bis zu 1400 m Papier 27. Es dauert nur wenige Sekunden vom ersten Auftreffen der Suspension oder der Pulpe 39 auf die Siebvorrichtung 9 bis zum fertigen Papier 27, welches letztendlich in einer Aufrollung 15 aufgerollt wird. Im Verhältnis 1:100 mit Wasser verdünnt, werden die Faserstoffe 30 (siehe FIG 2) zusammen mit Hilfsstoffen auf die Siebvorrichtung 9 mit dem Sieb 10 aufgebracht. Die Fasern lagern sich auf dem Sieb 10 neben- und aufeinander ab. Das Siebwasser 23 kann mittels mehrerer Saugkammerbereiche 24 abfließen oder abgesaugt werden. Auf diese Weise entsteht ein gleichmäßiger Faserverbund, der durch mechanischen Druck in einer Pressenvorrichtung 11 und mit Hilfe von Dampfwärme weiter entwässert wird. Der gesamte Papierherstellungsprozess unterteilt sich dabei im Wesentlichen in die Bereiche Stoffaufbereitung, Papiermaschine, Veredelung und Ausrüstung. FIG. 1 shows a schematic representation of a complex papermaking plant 1, as used in today's paper mills. Their construction and the combination of different aggregates are determined by the type of paper, cardboard and paperboard types to be produced as well as the raw materials used. The papermaking plant 1 has a spatial extent of about 10 m in width and about 120 m in length. The papermaking plant produces up to 1400 m of paper per minute 27. It only takes a few seconds from the first impingement of the suspension or the pulp 39 on the screening device 9 to the finished paper 27, which is finally rolled up in a reel 15. Diluted with water at a ratio of 1: 100, the fibers 30 (see FIG. 2 ) applied together with excipients on the sieve 9 with the sieve 10. The fibers are deposited on the screen 10 side by side and on each other. The white water 23 can drain or be sucked off by means of several suction chamber regions 24. In this way, a uniform fiber composite, which is further dehydrated by mechanical pressure in a press device 11 and with the aid of steam heat. The entire papermaking process is essentially subdivided into the areas of stock preparation, paper machine, finishing and equipment.

Altpapier und in der Regel auch Zellstoff erreichen die Papierfabrik in trockener Form, während Holzstoff normalerweise im gleichen Werk erzeugt und als Faser-/Wasser-Mischung, also einer Suspension aus unverwobenen Faserstoffen, in die Stoffzentrale 3 gepumpt werden. Altpapier und Zellstoff 30 (siehe FIG 2) werden ebenfalls unter Zugabe von Wasser in einem Fasertrog 35 (FIG 2) aufgelöst. Papierfremde Bestandteile werden über verschiedene Sortieraggregate ausgeschleust (hier nicht dargestellt). In der Stoffzentrale 3 erfolgt je nach gewünschter Papiersorte die Mischung der verschiedenen Rohstoffe. Hier werden auch Füll- und Hilfsstoffe zugegeben, die der Verbesserung der Papierqualität und der Erhöhung der Produktivität dienen.Waste paper and, as a rule, also pulp reach the paper mill in dry form, while wood pulp is normally produced in the same factory and pumped into the material center 3 as a fiber / water mixture, ie a suspension of unvarnished pulp. Waste paper and pulp 30 (see FIG. 2 ) are also added with the addition of water in a fiber trough 35 (FIG. FIG. 2 ) dissolved. Non-paper components are discharged via various sorting aggregates (not shown here). In the fabric center 3, depending on the desired type of paper, the mixture of different raw materials. Fillers and auxiliaries are also added here to improve paper quality and increase productivity.

Der Stoffauflauf 7 der Papierherstellungsanlage 1 verteilt die Faserstoff-Suspension gleichmäßig über die gesamte Siebbreite. Am Ende der Siebvorrichtung 9 enthält die Papierbahn 27 noch immer ca. 80 % Wasser.The headbox 7 of the papermaking plant 1 distributes the pulp suspension uniformly over the entire wire width. At the end of the screening device 9, the paper web 27 still contains about 80% water.

Ein weiterer Entwässerungsprozess erfolgt durch mechanischen Druck in der Pressenvorrichtung 11. Dabei wird die Papierbahn 27 mittels eines saugfähigen endlosen Filztuches zwischen Walzen aus Stahl, Granit oder Hartgummi hindurchgeführt und dadurch entwässert. Das durch den Saugkammerbereich 24 aufgenommene Siebwasser 23 wird zu einem Teil zu einem Sortierer 5 zugeführt und zu einem anderen Teil zu einem Stofffänger 17 zurückgeführt. An die Pressenvorrichtung 11 schließt sich eine Trocknungsanlage 13 an. Das verbleibende Restwasser wird in der Trocknungsanlage 13 verdampft. Slalomartig durchläuft die Papierbahn 27 mehrere dampfbeheizte Trockenzylinder. Am Ende hat das Papier 27 eine Restfeuchte von wenigen Prozent. Der in der Trocknungsanlage 13 entstandene Wasserdampf wird abgesaugt und in eine nicht dargestellte Wärmerückgewinnungsanlage geführt.Another dewatering process is carried out by mechanical pressure in the press device 11. In this case, the paper web 27 is guided by means of an absorbent endless felt cloth between rolls of steel, granite or hard rubber and thereby dehydrated. The white water 23 taken up by the suction chamber region 24 is fed to a sorter 5 in part and returned to another part to a fabric scavenger 17. The press device 11 is followed by a drying system 13. The remaining residual water is evaporated in the drying plant 13. Slalom-like, the paper web 27 passes through several steam-heated drying cylinders. In the end, the paper 27 has a residual moisture of a few percent. The water vapor formed in the drying plant 13 is sucked off and passed into a heat recovery system, not shown.

Für eine Behandlung der Fasersuspension 39 nach der Erfindung sind bei einem ersten Ausführungsbeispiel zwischen dem Stoffauflauf 7 und dem Anfangsbereich der Siebvorrichtung 9 eine erste Elektrode 43 unter der Siebvorrichtung 9 und eine zweite Elektrode 44 über der Siebvorrichtung 9 angeordnet. Die Elektroden 43 und 44 sind derart angeordnet, dass die flächig verteilte Faser-Suspension 39 zwischen ihnen verläuft. Damit zur Behandlung der Faser-Suspension 39 ein großflächiges Plasma unter Atmosphärendruck in unmittelbarer Nähe zu der Faser-Suspension 39 erzeugt werden kann, sind die Elektroden 43 und 44 mit einem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Mit Hilfe dieses Hochspannungsimpulsgenerators 46 wird zwischen den Elektroden 43 und 44 ein großvolumiges Plasma mit einem großen Querschnitt und mit hoher Leistungsdichte hergestellt. Hierbei ist eine Plasmadichte homogen über den Behandlungsbereich, welcher durch die Elektroden 43 und 44 abgedeckt wird, verteilt. Erfindungsgemäß wird dieses großvolumige Plasma mit hoher Leistungsdichte dadurch erzeugt, dass einer DC-Korona-Entladung intensive, kurz andauernde Hochspannungsimpulse mit einer hohen Impulswiederholrate von 1 kHz überlagert werden. Bei dieser Betriebsweise wird ein äußerst homogenes, großvolumiges Plasma mit einer hohen Leistungsdichte erzeugt, ohne dass es zu den bei DC-Korona-Entladungen bekannten Plasmaeinschnürungen kommt.For a treatment of the fiber suspension 39 according to the invention, in a first exemplary embodiment a first electrode 43 is arranged below the sieve device 9 and a second electrode 44 is arranged above the sieve device 9 between the headbox 7 and the starting region of the sieve device 9. The electrodes 43 and 44 are arranged such that the surface-distributed fiber suspension 39 extends between them. So that a large-area plasma under atmospheric pressure in the immediate vicinity of the fiber suspension 39 can be produced for the treatment of the fiber suspension 39, the electrodes 43 and 44 are connected to a high-voltage pulse generator 46. With the aid of this high-voltage pulse generator 46, a large-volume plasma with a large cross section and with high power density is produced between the electrodes 43 and 44. Here, a plasma density is homogeneously distributed over the treatment area which is covered by the electrodes 43 and 44. According to the invention, this large-volume plasma with high power density is produced by superimposing intensive, short-lasting high-voltage pulses having a high pulse repetition rate of 1 kHz on a DC corona discharge. In this mode, a very homogeneous, large-volume plasma with a high power density produced without the plasma constrictions known in DC corona discharges.

Um die Behandlungswirkung, welche das kalte großflächige Plasma auf die Faser-Suspension ausübt, zu unterstützen, wird gegebenenfalls mittels eines Gasverteilers 81 über eine Gasleitung 80 Sauerstoff mit Argon als Trägergas in den Behandlungsraum zwischen die Elektroden 43 und 44 eingeleitet. Mit Hilfe des Sauerstoff-Argon-Gemisches werden besonders vorteilhaft Hydroxyl-Radikale erzeugt. Hydroxyl-Radikale sind als besonders aggressiv und oxidierend, dadurch wird an der nur wenige Sekunden im Behandlungsbereich zwischen den Elektroden 43 und 44 verweilenden Faser-Suspension eine bleichende Wirkung erzielt.In order to support the treatment effect which the cold large-area plasma exerts on the fiber suspension, oxygen with argon as carrier gas is optionally introduced into the treatment space between the electrodes 43 and 44 via a gas distributor 81. Hydroxyl radicals are particularly advantageously produced with the aid of the oxygen-argon mixture. Hydroxyl radicals are particularly aggressive and oxidizing, thereby a bleaching effect is achieved at the only a few seconds in the treatment area between the electrodes 43 and 44 lingering fiber suspension.

Analog zu dem zuvor beschriebenen wird mit einem Elektrodensystem 47, 48 in der Pressenvorrichtung 11 ein großflächiges Plasma zur Behandlung der Papierbahn 27 erzeugt. Die erste Elektrode 47 in der Pressenvorrichtung 11 ist als eine halbrunde Gitterelektrode ausgeführt. Durch die halbrunde Ausgestaltung der Elektrode 47 kann sie dem Papierbahnverlauf über einer Transportrolle 12 folgen. Die zweite Elektrode 48 in der Pressenvorrichtung 11 ist als eine Plattenelektrode ausgestaltet und derart angeordnet, dass die Transportrolle 12 zwischen den Elektroden 47 und 48 geführt werden kann. Um auch hier die Radikalbildung im Plasma anzuregen, wird gegebenenfalls auch hier der Plasmabehandlungsbereich über den Gasverteiler 81 mit der Gasleitung 80 mit einem Sauerstoff-Argon-Gemisch angeströmt.Analogous to that described above, an electrode system 47, 48 in the press device 11 generates a large-area plasma for the treatment of the paper web 27. The first electrode 47 in the press apparatus 11 is designed as a semicircular grid electrode. Due to the semicircular configuration of the electrode 47, it can follow the course of the paper web over a transport roller 12. The second electrode 48 in the press device 11 is configured as a plate electrode and arranged such that the transport roller 12 can be guided between the electrodes 47 and 48. In order to stimulate the formation of radicals in the plasma here as well, the plasma treatment area is optionally also supplied via the gas distributor 81 with the gas line 80 with an oxygen-argon mixture here.

Der Pressvorgang verdichtet das Papiergefüge, eine Festigkeit erhöht sich und eine Oberflächengüte wird entscheidend beeinflusst. Durch die Behandlung des gepressten Papiers mit kaltem Plasma, insbesondere mit den erzeugten Radikalen, wird die molekulare Struktur der Papieroberfläche weiter verändert. Die Festigkeit des Papiers 27 wird erhöht und eine Bedruckbarkeit verbessert.The pressing process compacts the paper structure, a strength increases and a surface quality is decisively influenced. By treating the pressed paper with cold plasma, especially with the generated radicals, the molecular structure of the paper surface is further altered. The strength of the paper 27 is increased and printability improved.

Mit den vorbenannten Elektrodenanordnungen 43 und 44 sowie 47 und 48 ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich die Papierbahn 27 zwischen Streamer-Entladungen zu führen. Ein Streamer ist eine spezielle Form einer sich linear fortbewegenden Plasmawolke oder ein in der Entwicklung befindlicher Entladungskanal, der sich aufgrund der angeregten hohen externen Feldstärke ausbildet. Ein Aufbau solcher Streamer findet innerhalb weniger 10 ns statt und geht sehr schnell in einen thermischen Durchschlagskanal über. Vorbenannte Anordnungen der Elektrodensysteme, wobei sich die Papierbahn 27 zwischen den zur Streamer-Entladung benutzten Elektroden befindet, ist besonders vorteilhaft, da das Papier 27 dadurch teilweise als eine dielektrische Barriere fungiert, wodurch sich der Übergang vom Streamerdurchschlag unterdrücken lässt.With the above-mentioned electrode arrangements 43 and 44 as well as 47 and 48, it is possible according to the inventive method to guide the paper web 27 between streamer discharges. A streamer is a special form of a linearly moving plasma cloud or a developing discharge channel that forms due to the excited high external field strength. An assembly of such streamer takes place within less than 10 ns and merges very quickly into a thermal breakdown channel. The aforementioned arrangements of the electrode systems, with the paper web 27 between the electrodes used for streamer discharge, is particularly advantageous, as the paper 27 thereby partially acts as a dielectric barrier, thereby suppressing the transition from the streamer puncture.

FIG 2 zeigt mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Bleichvorrichtung 38. Ein Rohstoff 30, insbesondere Zellstoff, wird über ein Transportband 33 in einen Fasertrog 35 befördert. Im Fasertrog 35 wird der Rohstoff 30 mit Wasser versetzt und über eine Rohrleitung 36 in einen Bleichtrog 37 gepumpt. Eine erste Elektrode 43' und eine zweite Elektrode 44' sind jeweils als eine kreisflächige Gitterelektrode ausgeführt. Die erste Elektrode 43' ist im Gasraum der in den Bleichtrog 37 eingefüllten Zellstofffaser-Suspension 39 angeordnet. Die zweite Elektrode 44' ist im Inneren des Bleichtroges 37 angeordnet und wird damit vollständig von der Zellstofffaser-Suspension 39 bedeckt. Zwischen den beiden Elektroden 43' und 44' wird mittels des Hochspannungsimpulsgenerators 46 ein großflächiges kaltes Plasma erzeugt. FIG. 2 shows a bleaching device 38 according to the invention with a second embodiment. A raw material 30, in particular pulp, is conveyed via a conveyor belt 33 into a fiber trough 35. In the fiber trough 35, the raw material 30 is mixed with water and pumped via a pipeline 36 into a bleaching trough 37. A first electrode 43 'and a second electrode 44' are each designed as a circular-area grid electrode. The first electrode 43 'is arranged in the gas space of the pulp fiber suspension 39 filled in the bleaching trough 37. The second electrode 44 'is arranged inside the bleaching trough 37 and is thus completely covered by the pulp fiber suspension 39. Between the two electrodes 43 'and 44', a large-area cold plasma is generated by means of the high-voltage pulse generator 46.

Durch eine direkte Behandlung der Zellstofffaser-Suspension 39 mit dem kalten Plasma werden in der Suspension 39 vorzugsweise die Radikale OH-, HOO-, O, O3 erzeugt. Diese Radikale lösen eine bleichende chemische Reaktion aus. Der Hochspannungsimpulsgenerator 46 wird derart betrieben, dass er Hochspannungsimpulse mit einer Dauer von 1 µs zwischen den Elektroden 43' und 44' erzeugt. Eine für die Erzeugung von Radikalen und Ozon in der Zellstofffaser-Suspension notwendige DC-Spannung liegt bei ca. bei einigen 10 kV bis 100 kV. Die Hochspannungsimpulse werden der DC-Spannung überlagert und bilden so eine Gesamtamplitude von einigen 10 kV bis über 100 kV. Durch die Behandlung der Zellstofffaser-Suspension 39 mit einer kalten elektrischen Entladung, also dem Plasma, werden die Radikale in-situ erzeugt. So können große Gesamtmengen von Radikalen in die Suspension 39 eingebracht werden. Die Radikale werden zudem feinst verteilt in der Suspension erzeugt, so dass auch der bisherige nötige Aufwand zur Mischung von Chemikalien mit der Suspension reduziert werden kann., HOO - - by direct treatment of the pulp fiber suspension 39 with the cold plasma, the radical OH in the suspension 39 is preferably, O, O 3 produced. These radicals trigger a bleaching chemical reaction. The high voltage pulse generator 46 is operated to generate high voltage pulses of 1 μs duration between the electrodes 43 'and 44'. One for the generation of radicals and ozone in the pulp fiber suspension necessary DC voltage is approximately at some 10 kV to 100 kV. The high voltage pulses are superimposed on the DC voltage to form a total amplitude of a few 10 kV to over 100 kV. By treating the pulp fiber suspension 39 with a cold electrical discharge, so the plasma, the radicals are generated in situ. Thus, large total amounts of radicals can be introduced into the suspension 39. The radicals are also very finely distributed in the suspension generated, so that the previous effort required to mix chemicals with the suspension can be reduced.

Für eine weitere Steigerung des Bleichprozesses wird in den Bleichtrog 37 über eine Gasleitung 80 ein Sauerstoff-Argon-Gemisch, welches in einem Gasverteiler 81 aufbereitet wurde, eingeleitet.For a further increase in the bleaching process, an oxygen-argon mixture, which has been treated in a gas distributor 81, is introduced into the bleaching trough 37 via a gas line 80.

FIG 3 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel eine Schnittdarstellung eines Bleichgefäßes. In der Mitte des Bleichgefäßes ist eine Hochspannungselektrode 50 angeordnet. Der Außenmantel des Bleichgefäßes ist als eine Gegenelektrode 51 hergerichtet. In dem Bleichgefäß befindet sich eine Zellstofffaser-Suspension 39. Zwischen den Elektroden 50 und 51 ist ein Streamer 53 dargestellt. Radikale 59 werden in Streamern dadurch erzeugt, dass energiereiche Elektronen mit Wassermolekülen oder Suspensionsmolekülen zusammenstoßen und diese dadurch dissoziieren oder anregen. Bei der Dissoziation werden unmittelbar Radikale 59 freigesetzt, während bei der Anregung durch einen anschließenden strahlenden Übergang UV-Licht erzeugt wird. Dieses erzeugte UV-Licht reagiert wiederum mit Wassermolekülen und dissoziiert diese. FIG. 3 shows as a third embodiment, a sectional view of a bleaching vessel. In the middle of the bleaching vessel, a high voltage electrode 50 is arranged. The outer jacket of the bleaching vessel is prepared as a counterelectrode 51. In the bleaching vessel is a pulp fiber suspension 39. Between the electrodes 50 and 51, a streamer 53 is shown. Radicals 59 are generated in streamers by the collision of energetic electrons with water molecules or suspension molecules, thereby dissociating or exciting them. Upon dissociation, radicals 59 are immediately released, while upon excitation by a subsequent radiant transition, UV light is generated. This generated UV light in turn reacts with water molecules and dissociates them.

Das in FIG 3 dargestellte Bleichgefäß kann auch als eine Vorrichtung zur Durchleitung der Suspension 39 genutzt werden. Hierzu ist die Vorrichtung nicht als Bleichgefäß ausgestaltet, sondern als eine Art Rohrreaktor, also ohne einen Boden. Mit diesem Rohrreaktor kann ein Durchleiten der Suspension bei gleichzeitiger Plasmaerzeugung erfolgen.This in FIG. 3 Bleaching vessel shown can also be used as a device for the passage of the suspension 39. For this purpose, the device is not designed as a bleaching vessel, but as a kind of tubular reactor, ie without a bottom. With this tube reactor, a passage of the suspension can be carried out with simultaneous plasma generation.

Im Hinblick auf farbliche Verunreinigungen greifen diese Radikale 59 und Oxidantien 57 direkt die hochmolekularen Farbstoffe an und zerstören diese soweit, dass die Farbwirkung der Moleküle beseitigt wird.With regard to colored impurities, these radicals 59 and oxidants 57 directly attack the high-molecular-weight dyes and destroy them to such an extent that the color effect of the molecules is eliminated.

Bezüglich mikrobiologischer Verunreinigungen werden diese durch das UV-Licht, die Radikale 59 und Oxidantien 57 angegriffen und zerstört. Durch das gleichzeitige Einwirken mehrerer solcher biozider Komponenten wird ein Synergieeffekt erzielt, der zu einer besonders effektiven Entkeimung der Suspension 39 führt. Insbesondere führt das auch zu Beginn des Vorgangs anliegende hohe elektrische Feld zu einer weiteren Synergiesteigerung durch eine Vorschädigung der biologischen Zellen durch Elektroporation der Zellwände, welche dann besonders leicht angreifbar sind durch die nachfolgend erzeugten chemisch aktiven Wirkstoffe, insbesondere die Radikale 59 und die Oxidantien 57.With regard to microbiological contaminants, these are attacked and destroyed by the UV light, the radicals 59 and oxidants 57. The simultaneous action of several such biocidal components a synergy effect is achieved, which leads to a particularly effective sterilization of the suspension 39. In particular, the high electric field also applied at the beginning of the process leads to a further increase in synergy due to pre-damage of the biological cells by electroporation of the cell walls, which are then particularly vulnerable to the subsequently generated chemically active agents, in particular the radicals 59 and the oxidants 57.

Mikroorganismen, welche beispielsweise kohlenhydratspaltene Enzyme wie das Enzym Cellulase abgeben, mit dem die in der Suspension 39 befindliche Cellulose als ein Fasergrundstoff zersetzt wird und als zersetztes, kurzkettiges Kohlenhydrat als Nahrung für die Mikroorganismen dient, werden ebenfalls gehemmt oder gänzlich zerstört. Die Mikroorganismen werden abgetötet und so die Cellulase-Erzeugung minimiert. Durch einen gleichzeitig stattfindenden Abbau einer Catalase kann sich neben den Radikalen auch eine H2O2-Konzentration aufbauen. Diese trägt wiederum zum direkten Cellulase-Abbau als auch zur Entkeimung der durch die Cellulase produzierten Mikroorganismen bei.Microorganisms which release, for example, carbohydrate-cleaved enzymes such as the enzyme cellulase, with which the cellulose in the suspension 39 is decomposed as a fiber base and serves as a decomposed, short-chain carbohydrate for the microorganisms, are also inhibited or completely destroyed. The microorganisms are killed, minimizing cellulase production. By a simultaneous degradation of a catalase can build up in addition to the radicals and a H 2 O 2 concentration. This in turn contributes to the direct cellulase degradation as well as to the sterilization of the microorganisms produced by the cellulase.

In FIG 4 ist der verwendete Spannungsverlauf der Hochspannungsimpulse dargestellt. Ein erster Impuls 66 und ein zweiter Impuls 67, mit je einer Impulsbreite 62, weisen einen Abstand von einer Pulswiederholzeit 63 auf. Auf der Abszisse ist die Zeit in ms und auf der Ordinate die Spannung in kV angegeben. Die Einheiten sind willkürlich gewählt. Ein Niveau von ca. 100 kV der DC-Spannung fällt mit der dargestellten Abszisse zusammen. Die dargestellte Impulsspannung ist also der DC-Spannung überlagert. Es entsteht eine Gesamtamplitude von ca. 500 kV. Die Impulse 66 und 67 haben eine Pulsbreite 62 von kleiner 1 µs auf, wobei die einzelnen Impulse 66, 67 eine stark ansteigende Flanke mit einer Anstiegszeit 64 und einer weniger steil abfallende Flanke aufweisen. Die Impulswiederholzeit 63 liegt typischer Weise zwischen 10 µs und 100 ms.In FIG. 4 the voltage curve of the high voltage pulses used is shown. A first pulse 66 and a second pulse 67, each having a pulse width 62, have a spacing of one pulse repetition time 63. The abscissa shows the time in ms and the ordinate the voltage in kV. The units are chosen arbitrarily. A level of about 100 kV DC voltage coincides with the abscissa shown. The illustrated pulse voltage is thus superimposed on the DC voltage. The result is a total amplitude of about 500 kV. The pulses 66 and 67 have a pulse width 62 of less than 1 μs, wherein the individual pulses 66, 67 have a high rising edge with a rise time 64 and a less steeply sloping edge. The pulse repetition time 63 is typically between 10 μs and 100 ms.

Dabei haben die einzelnen Impulse 66,67 eine solche Gesamtamplitude, dass über die vorgegebene Gleichspannung hinaus eine vorgegebene Energiedichte erreicht wird. Wie erwähnt, ist meist die Pulsanstiegszeit 64 dabei kurz im Vergleich zur Pulsabfallzeit. Durch eine solche Art der Impulse wird erreicht, dass elektrische Durchschläge, die zu räumlichen und zeitlichen Störungen in der homogenen Plasmadichteverteilung führen würden, vermieden werden.In this case, the individual pulses 66, 67 have such a total amplitude that a predefined energy density is achieved beyond the predetermined direct voltage. As mentioned, the pulse rise time 64 is usually short compared to the pulse drop time. By such a kind of pulses is achieved that electrical breakdowns that would lead to spatial and temporal disturbances in the homogeneous plasma density distribution can be avoided.

FIG 5 bis FIG 10 zeigen weitere Beispiele für Elektrodensysteme zur Erzeugung von Korona-Entladungen in vorzugsweise wässrigen Medien, insbesondere zur alternativen Verwendung bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen. In FIG 5 ist eine Platte-Platte-Anordnung von einer ersten Platte 70a als Elektrode und einer zweiten Platte 70b als Elektrode dargestellt. Die erste Platte 70a und die zweite Platte 70b sind parallel zu einander angeordnet. Die erste Platte 70a bildet die Hochspannungselektrode und ist über ein Hochspannungskabel mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Die zweite Platte 70b bildet die Gegenelektrode und steht als geerdete Elektrode mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. FIG. 5 to FIG. 10 show further examples of electrode systems for generating corona discharges in preferably aqueous media, in particular for alternative use in the aforementioned embodiments. In FIG. 5 For example, a plate-and-plate arrangement of a first plate 70a as an electrode and a second plate 70b as an electrode is illustrated. The first plate 70a and the second plate 70b are arranged parallel to each other. The first plate 70a forms the high voltage electrode and is connected to the high voltage pulse generator 46 via a high voltage cable. The second plate 70b forms the counter electrode and is connected as a grounded electrode to the high voltage pulse generator 46 in connection.

Eine entsprechende Anordnung mit speziell ebenen Plattenelektroden ist in FIG 6 dargestellt. Es sind wiederum zwei massive Plattenelektroden 70a und 70c im festen Abstand vorhanden, wobei mittig eine Hochspannungselektrode 71 verläuft. Bei dieser Platte-Draht-Platte-Anordnung ist die Hochspannungselektrode 71 als massiver Draht ausgeführt und mit dem Hochspannungsausgang des Hochspannungsimpulsgenerators 46 verbunden. Die geerdeten Platten 70a, 70c stehen ebenfalls mit dem Hochspannungsimpulsgenerator in Verbindung.A corresponding arrangement with specially flat plate electrodes is in FIG. 6 shown. Again there are two solid plate electrodes 70a and 70c at a fixed distance with a high voltage electrode 71 in the middle. In this plate-wire plate assembly, the high voltage electrode 71 executed as a solid wire and connected to the high voltage output of the high voltage pulse generator 46. The grounded plates 70a, 70c are also in communication with the high voltage pulse generator.

FIG 7 zeigt eine Draht-Rohr-Anordnung als Elektrodensystem. In eine zylinderförmige Elektrode 72 ragt mittig eine Hochspannungselektrode 71 hinein. Wie in FIG 6 ist die Hochspannungselektrode 71 als massiver Draht ausgeführt und mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Die zylinderförmige Elektrode 72, welche vorzugsweise als ein Drahtgeflecht ausgestaltet ist, ist geerdet und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. FIG. 7 shows a wire-tube arrangement as an electrode system. A high-voltage electrode 71 projects centrally into a cylindrical electrode 72. As in FIG. 6 the high voltage electrode 71 is made as a solid wire and connected to the high voltage pulse generator 46. The cylindrical electrode 72, which is preferably configured as a wire mesh, is grounded and communicates with the high voltage pulse generator 46.

FIG 8 zeigt eine Spitze-Platte-Anordnung als Elektrodensystem. Die beispielsweise drei Spitzen 73 sind über eine Hochspannungsleitung mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Die Spitzen 73 sind rechtwinklig zu einer geerdeten Plattenelektrode 74 angeordnet. Der Abstand der Spitzenelektroden 73 zu der Plattenelektrode 74 ist einstellbar und kann somit für unterschiedliche Prozessbedingungen angepasst werden. FIG. 8 shows a tip-plate assembly as an electrode system. The example, three tips 73 are connected via a high voltage line to the high voltage pulse generator 46. The tips 73 are arranged at right angles to a grounded plate electrode 74. The distance of the tip electrodes 73 to the plate electrode 74 is adjustable and thus can be adapted for different process conditions.

FIG 9 zeigt eine Elektrodensystemanordnung, welche 3 Platten 70a, 70d und 70e umfasst. Die erste Platte 70a, welche als Hochspannungselektrode mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden ist, ist mittig zwischen zwei massiven Platten 70d und 70e angeordnet. Die Platten 70a und 70b sind über einen Plattenverbinder 70f verbunden. Da die Platte 70d als geerdete Gegenelektrode mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung steht, hat die Platte 70e über dem Plattenverbinder 70f ebenfalls die Funktion einer geerdeten Gegenelektrode. FIG. 9 shows an electrode system assembly comprising 3 plates 70a, 70d and 70e. The first plate 70a, which is connected as a high-voltage electrode to the high-voltage pulse generator 46, is arranged centrally between two solid plates 70d and 70e. The plates 70a and 70b are connected via a plate connector 70f. Since the plate 70d as a grounded counter electrode is in communication with the high voltage pulse generator 46, the plate 70e above the plate connector 70f also functions as a grounded counter electrode.

FIG 10 zeigt ein Elektrodensystem als Gitter-Gitter-Anordnung. Analog zur FIG 5 stehen sich hier ein erstes Gitter 75a und ein zweites Gitter 75b parallel gegenüber. Das erste Gitter 75a bildet hierbei die Hochspannungselektrode und ist mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Das zweite Gitter 75b bildet die geerdete Gegenelektrode und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. FIG. 10 shows an electrode system as a grid-grid arrangement. Analogous to FIG. 5 Here, a first grid 75a and a second grid 75b are parallel to each other. The first grid 75a forms the high voltage electrode and is with the high voltage pulse generator 46 connected. The second grid 75b forms the grounded counter electrode and communicates with the high voltage pulse generator 46.

Allen bereits genannten Elektrodenanordnungen gemeinsam ist, dass sie anstelle der Aufschaltung von Hochspannungsimpulsen 66, 67 - wie in FIG 3 dargestellt - auch mit einer Gleichspannung, beispielsweise im Bereich von 1 V bis 10 V, insbesondere von 2 V bis 5 V, zur Erzeugung einer kontinuierlichen Elektrolyse beaufschlagt werden können.All of the above-mentioned electrode arrangements have in common that, instead of the connection of high-voltage pulses 66, 67 - as in FIG. 3 shown - can also be applied to produce a continuous electrolysis with a DC voltage, for example in the range of 1 V to 10 V, in particular from 2 V to 5 V.

Eine hybride Entladung, wobei sich eine Elektrode 75a vollständig außerhalb einer zu bleichenden Pulpe 39 befindet und eine zweite Elektrode 76b ganz oder teilweise in der Pulpe 39 eingetaucht ist, wird mit der Anordnung in FIG 11 erzeugt. Die Elektrode 76a ist bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel als eine Gitterelektrode ausgeführt und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. Auch die geerdete Gegenelektrode 76b ist als eine Gitterelektrode ausgeführt.A hybrid discharge in which an electrode 75a is entirely outside a pulp 39 to be bleached and a second electrode 76b is wholly or partially immersed in the pulp 39 is shown in FIG FIG. 11 generated. In this further embodiment, the electrode 76a is designed as a grid electrode and is connected to the high-voltage pulse generator 46. The grounded counter-electrode 76b is also designed as a grid electrode.

An der Grenzschicht zwischen Luft und Suspension 39 bildet sich eine erste Ladungswolke 68a aus. Mit Hilfe dieser Ladungswolke 68a können die chemisch aktiven Substanzen in die Suspension 39 gelangen und neben dem Bleicheffekt ungewollte Verunreinigungen beseitigen. Auch in der Suspension 39 entstehen bevorzugt an Stellen mit lokal erhöhter Feldstärke Ladungswolken 68b, 68c. Die Ladungswolken 68a, 68b, 68c setzen in der Suspension 39 Radikale, wie z.B. O, OH, HOO vor allem aber auch starke Oxidantien wie Ozon und/oder H2O2 frei. Diese chemisch aktiven Substanzen zerstören unter anderem mit hoher Effizienz Mikroorganismen wie Bakterien und Hefen.At the boundary layer between air and suspension 39, a first charge cloud 68a is formed. With the aid of this charge cloud 68a, the chemically active substances can enter the suspension 39 and eliminate unwanted impurities in addition to the bleaching effect. Also in the suspension 39, charge clouds 68b, 68c are preferably formed at locations with locally increased field strength. The charge clouds 68a, 68b, 68c release in the suspension 39 radicals, such as O, OH, HOO, but above all strong oxidants such as ozone and / or H 2 O 2 . Among other things, these chemically active substances destroy microorganisms such as bacteria and yeasts with high efficiency.

In FIG 12 ist als anderes Ausführungsbeispiel ein Bleichbottich mit einer Gefäßwand 77 in einer Draufsicht dargestellt. Für den Bleichbottich wird eine Platten- oder Gitteranordnung mit gekrümmten Oberflächen zur Anpassung an die Gefäßwände bzw. Nutzung der Gefäßwände als Elektrode verwendet. Eine Vielfachdrahtelektrode 79 ist als eine konzentrische Elektrode, dem Verlauf der Gefäßwand 77 folgend angeordnet und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. Ihr stehen zwei Gegenelektroden gegenüber: Zum einen die Gefäßwand 77 und zum anderen eine Plattenelektrode 78. Die Hochspannungselektrode 79 ist zwischen der Gefäßwand 77 und der Plattenelektrode 78 berührungsfrei angeordnet. Die Gefäßwand 77 und die Plattenelektrode 78 sind elektrisch leitend miteinander verbunden und bilden somit die geerdeten Gegenelektroden, welche mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung stehen.In FIG. 12 is shown as another embodiment, a bleaching tub with a vessel wall 77 in a plan view. For the bleaching tub, a plate or grid arrangement with curved surfaces for adaptation to the vessel walls or use of the vessel walls is used as the electrode. A multiple wire electrode 79 is considered a concentric electrode, arranged following the course of the vessel wall 77 and communicates with the high voltage pulse generator 46 in connection. It faces two counterelectrodes: on the one hand the vessel wall 77 and on the other hand a plate electrode 78. The high voltage electrode 79 is arranged without contact between the vessel wall 77 and the plate electrode 78. The vessel wall 77 and the plate electrode 78 are electrically conductively connected to each other and thus form the grounded counterelectrodes which are in communication with the high voltage pulse generator 46.

Um gepulste Entladungen im oberflächennahen Gasraum über der Pulpe 39 zu erzeugen ist in FIG 13 als weiteres Ausführungsbeispiel eine spezielle Elektrodenanordnung dargestellt. Eine Hochspannungselektrode 50 umfasst mehrere elektrisch miteinander verbundene Stabelektroden und ist im oberflächennahen Gasraum der Pulpe 39 derart angeordnet, dass ihre Stäbe parallel zur Oberfläche verlaufen. Eine geerdete Gegenelektrode 51 ist als massive Platte ausgeführt und in über die ganze Fläche verteilten äquidistanten Abständen zur Hochspannungselektrode 50 angeordnet. Auch bei dieser Elektrodenanordnung entstehen an der Grenzschicht zwischen Luft und Suspension 39 Ladungswolken, wie beispielhaft mit den Ladungswolken 68d und 68e angedeutet. Die Ladungswolken sorgen auch hier für ein Eindringen der chemisch aktiven Substanzen in die Suspension 39. Die Suspension 39 wird in diesem Fall in einem nach oben offenen Suspensionskanal 37a geführt. Die Wand des Suspensionskanals 37a ist zusätzlich mit der Gegenelektrode 51 verbunden.In order to generate pulsed discharges in the near-surface gas space above the pulp 39 is in FIG. 13 represented as a further embodiment, a special electrode arrangement. A high-voltage electrode 50 comprises a plurality of electrically connected rod electrodes and is arranged in the near-surface gas space of the pulp 39 such that their rods are parallel to the surface. A grounded counter electrode 51 is designed as a solid plate and arranged in distributed over the entire surface equidistant distances to the high voltage electrode 50. In this electrode arrangement as well, 39 charge clouds develop at the boundary layer between air and suspension, as indicated for example by the charge clouds 68d and 68e. The charge clouds also ensure penetration of the chemically active substances into the suspension 39. The suspension 39 is guided in this case in an upwardly open suspension channel 37a. The wall of the suspension channel 37a is additionally connected to the counterelectrode 51.

FIG 14 zeigt mit einem letzten Ausführungsbeispiel ein gepulstes Korona-Entladungssystem in einer wässrigen Lösung oder Pulpe 39. Das Elektrodensystem ist analog zur FIG 3 als ein Koaxialdraht-Rohrelektrodensystem ausgebildet. Die Hochspannungselektrode 50 ist koaxial zu der Gegenelektrode 51, welche die Gefäßwand bildet, angeordnet. Zur Unterstützung der bleichenden Wirkung werden über eine Gasleitung 80 mittels eines Gasverteilers 81 feinste Gasperlen in den Entladungsbereich eingeleitet. In den Gasblasen 82 und 83 bilden sich vorzugsweise die zu FIG 3 erläuterten Streamer aus. Aufgrund der Streamerentladungen entstehen Oxidanzien 57. Es werden also in der Suspension bestimmte Radikale erzeugt. FIG. 14 shows in a last embodiment, a pulsed corona discharge system in an aqueous solution or pulp 39. The electrode system is analogous to FIG. 3 formed as a coaxial wire tube electrode system. The high voltage electrode 50 is arranged coaxially with the counter electrode 51 forming the vessel wall. In order to support the bleaching effect, finest gas bubbles are introduced into the discharge area via a gas line 80 by means of a gas distributor 81 initiated. In the gas bubbles 82 and 83 are preferably formed to FIG. 3 explained streamers. Owing to the streamer discharges, oxidants 57 are formed. Thus, certain radicals are generated in the suspension.

FIG 15 zeigt eine schematische Darstellung einer Stoffaufbereitungsanlage 1a. Mit einer Auflösungsvorrichtung 90 werden zu Beginn des Stoffaufbereitungsprozesses fasrige Materialien in einem wässrigen Bindemittel suspendiert. Die Auflösungsvorrichtung 90 ist über ein Rohrsystem mit einer Chemikalienzugabevorrichtung 91 verbunden. Weiterhin ist das Rohrsystem zwischen der Auflösungsvorrichtung 90 und der Chemikalienzugabevorrichtung 91 mit einem ersten Verdünnungswasserzulauf 26a verbunden. Die Chemiezugabevorrichtung 91 ist über ein Rohrsystem mit einer ersten Reinigungsstufe 92 verbunden. Die erste Reinigungsstufe 92 ist weiterhin über ein Rohrsystem mit einer Flotationsstufe 93 verbunden. Zwischen der ersten Reinigungsstufe 92 und der Flotationsstufe 93 ist ein zweiter Verdünnungswasserzulauf 26b angeordnet. Eine zweite Reinigungsstufe 94 schließt sich, verbunden über ein Rohrleitungssystem, der Flotationsstufe 93 an. Von der zweiten Reinigungsstufe 94 gelangt die Suspension oder Pulpe ebenfalls über ein Rohrleitungssystem in eine Eindickungsvorrichtung 95. Die Eindickungsvorrichtung 95 steht über ein Rohrleitungssystem mit einem Bleichbehälter 96 in Verbindung. Aus dem Bleichbehälter 96 wird die Suspension oder Pulpe 39 in eine Bütte 97 gepumpt. Von der Bütte 97 stehen die behandelten fasrigen Materialien oder die Pulpe 39 für einen weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung. FIG. 15 shows a schematic representation of a stock preparation plant 1a. With a dissolver 90, fibrous materials are suspended in an aqueous binder at the beginning of the stock preparation process. The dissolution device 90 is connected to a chemical addition device 91 via a piping system. Further, the piping between the dissolver 90 and the chemical addition device 91 is connected to a first dilution water inlet 26a. The chemical addition device 91 is connected to a first purification stage 92 via a pipe system. The first cleaning stage 92 is further connected to a flotation stage 93 via a pipe system. Between the first purification stage 92 and the flotation stage 93, a second dilution water inlet 26b is arranged. A second purification stage 94 connects to the flotation stage 93 via a piping system. From the second purification stage 94, the suspension or pulp also passes through a piping system in a thickening device 95. The thickening device 95 is connected via a piping system with a bleaching container 96 in connection. From the bleaching container 96, the suspension or pulp 39 is pumped into a chest 97. From the bin 97, the treated fibrous materials or pulp 39 are available for further processing.

Die Chemikalienzugabevorrichtung 5 kann verschiedene chemische Hilfsstoffe zugeben, u.a. Bleichstoffe zur Ergänzung eines plasmaerzeugten Bleicheffektes.The chemical addition device 5 may add various chemical adjuncts, i.a. Bleaching agents supplementing a plasma bleaching effect.

Während die Suspension oder Pulpe 39 durch den Stoffaufbereitungsprozess gepumpt wird, wird an den Stellen 26a und 26b Verdünnungswasser 26 beigemengt. Bei der Stoffauflösung der fasrigen Materialien in der Auflösungsvorrichtung 3 wird vorzugsweise mit einer Stoffdichte von bis zu 17 % gearbeitet. Danach wird die Suspension aus fasrigen Materialien für die nachfolgende Chemikalienzugabevorrichtung 91 und die erste Reinigungsstufe 92 mit dem Verdünnungswasser 26 an dem Verdünnungswasserzulauf 26a auf ca. 5,8 bis 6 % verdünnt.As the suspension or pulp 39 is pumped through the stock preparation process, dilution water 26 is added at locations 26a and 26b. In the material resolution of fibrous materials in the dissolution apparatus 3 is preferably carried out with a consistency of up to 17%. Thereafter, the suspension of fibrous materials for the subsequent chemical addition device 91 and the first purification stage 92 with the dilution water 26 at the dilution water inlet 26a is diluted to about 5.8 to 6%.

Das Verdünnungswasser 26 wird am ersten Verdünnungswasserzulauf 19a mittels eines ersten Plasmareaktors 23a mit einem kalten Plasma bzw. einer Gasentladung behandelt. Durch die Behandlung des Verdünnungswassers 26 vor der eigentlichen Verdünnungsstelle, an der sich das Verdünnungswasser 26 mit der im Rohrleitungssystem befindlichen Suspension vermischt, werden im Verdünnungswasser 26 bestimmte Radikale erzeugt (OH-, HOO-, O, O3). Diese Radikale, welche durch das Verdünnungswasser 26 in die Stoffsuspension gelangen, lösen bereits zu Beginn des Stoffaufbereitungsprozesses bleichende chemische Reaktionen in der Stoffsuspension aus. Auch können sie klebrige Verunreinigungen der Faserstoffe maskieren oder eliminieren. Diese bleichenden chemischen Reaktionen bzw. Radikale wirken direkt auf die fasrigen Materialien und sorgen so für das gewünschte Bleichergebnis. Für die nachfolgende Flotationsstufe 93 wird zwischen der ersten Reinigungsstufe 92 und der Flotationsstufe 93 die Stoffsuspension durch einen zweiten Verdünnungswasserzulauf 26b auf ca. 1 bis 1,3 % verdünnt. Auch an der Stelle 26b wird über einen zweiten Plasmareaktor 23b das Verdünnungswasser 26 vor der Vermischung mit der Suspension mit einem kalten Plasma bzw. einer Gasentladung behandelt.The dilution water 26 is treated at the first dilution water inlet 19a by means of a first plasma reactor 23a with a cold plasma or a gas discharge. By treating the dilution water 26 before the actual dilution point at which the dilution water 26 is mixed with the suspension in the pipeline system, certain radicals are generated in the dilution water 26 (OH - , HOO - , O, O 3 ). These radicals, which pass through the dilution water 26 into the stock suspension, trigger bleaching chemical reactions in the stock suspension at the beginning of the stock preparation process. Also, they can mask or eliminate sticky contaminants of the pulps. These bleaching chemical reactions or radicals act directly on the fibrous materials and thus provide the desired bleaching result. For the subsequent flotation stage 93, between the first purification stage 92 and the flotation stage 93, the stock suspension is diluted to approximately 1 to 1.3% by a second dilution water feed 26b. Also at the point 26b, the dilution water 26 is treated via a second plasma reactor 23b before being mixed with the suspension with a cold plasma or a gas discharge.

Die Plasmareaktoren 98a und 98b sind bevorzugt unmittelbar in der Nähe der jeweiligen Einspeisungsstellen des Verdünnungswassers 26 angeordnet, insbesondere in einem Abstand, dass die verbleibende Rohrleitungslänge zur Einspeisungsstelle vorzugsweise wenige Meter, vorzugsweise um 50 cm, insbesondere nur einige cm, beträgt.The plasma reactors 98a and 98b are preferably arranged directly in the vicinity of the respective feed points of the dilution water 26, in particular at a distance such that the remaining pipe length to the feed point is preferably a few meters, preferably about 50 cm, in particular only a few cm.

Nach Passieren der zweiten Reinigungsstufe 94 wird die Stoffsuspension 39 mit einer Stoffdichte von ca. 1 % in einer Eindickungsvorrichtung 13 eingedickt. Eine weitere Behandlung mit einem Knetdisperger, zur Verkleinerung von beispielsweise Restfarbpartikeln, kann an dieser Stelle optional eingesetzt werden.After passing through the second cleaning stage 94, the stock suspension 39 is thickened with a consistency of about 1% in a thickening device 13. A further treatment with a kneading disperger, for the reduction of, for example, residual color particles, can optionally be used at this point.

FIG 16 zeigt in einem ersten Ausgestaltungsbeispiel einen der beiden aus FIG 15 bekannten Plasmareaktoren 98a und 98b in einer Schnittdarstellung. Der Plasmareaktor 23a ist derart hergerichtet, dass ein ungehinderter Durchfluss des Verdünnungswassers 26 ermöglicht ist. Das Verdünnungswasser 26 fällt oder fließt - vorzugsweise als freier Wasserstrahl in Strömungsrichtung S - durch einen Zwischenraum, welcher durch zwei in einem Abstand angeordnete Elektroden 43" und 44" gegeben ist. Die erste Elektrode 43" steht über eine Hochspannungsleitung mit einem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. Zur Erzeugung eines Plasmas, einer Koronaentladung oder einer Gasentladung zwischen den beiden Elektroden 43" und 44" steht auch die zweite Elektrode 44 über eine Hochspannungsleitung mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung. Mit dieser Anordnung ist eine simultane Erzeugung einer Reihe von unterschiedlich oxidierenden Radikalen im Verdünnungswasser 24 möglich. So können nach einer späteren innigen Vermischung mit der höher konsistenten wässrigen Suspension von fasrigen Materialien diese Fasern mit Radikalen behandelt werden. FIG. 16 shows one of the two in a first embodiment example FIG. 15 known plasma reactors 98a and 98b in a sectional view. The plasma reactor 23 a is prepared in such a way that an unhindered flow through the dilution water 26 is made possible. The dilution water 26 falls or flows - preferably as a free water jet in the flow direction S - through a gap, which is given by two spaced-apart electrodes 43 "and 44". The first electrode 43 "is connected via a high-voltage line to a high-voltage pulse generator 46. To generate a plasma, a corona discharge or a gas discharge between the two electrodes 43" and 44 ", the second electrode 44 is also connected to the high-voltage pulse generator 46 via a high-voltage line With this arrangement, it is possible to create a series of differently oxidizing radicals in the dilution water 24 simultaneously, so that after later intimate mixing with the more highly consistent aqueous suspension of fibrous materials, these fibers can be treated with free radicals.

Claims (66)

  1. Bleaching device (38) for bleaching non-woven fibrous materials in a suspension, in particular as a pulp or a fibre slurry in or at a treatment volume provided by delimiting walls, wherein the suspension can be filled into or can flow through the treatment volume, characterised by at least one first electrode (43') and a high voltage pulse generator (46) which is connected to the first electrode (43') and with which a plasma can be generated in the treatment volume and/or in the immediate vicinity thereof.
  2. Bleaching device (38) according to claim 1,
    characterised in that the plasma is generated at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, more preferably less than 5 cm from the treatment volume.
  3. Bleaching device (38) according to claim 1 or 2,
    characterised in that the fibrous materials are suitable for the manufacturing of paper, paperboard or cardboard and/or can be fed to such a manufacturing process as the processing material.
  4. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 3, characterised in that the treatment volume is suitable to be filled with or flowed through by the suspension, preferably of a starting material (30) for paper, paperboard or cardboard manufacturing, in particular a pulp (39) to be bleached or a fibre slurry to be bleached.
  5. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 4, characterised in that at least one second electrode (44') is provided for plasma generation.
  6. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 5, characterised in that at least one of the electrodes (44') is arranged such that, with suspension filled into or flowing through the treatment volume, said electrode comes into contact with the suspension.
  7. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 6, characterised in that at least one of the electrodes (43', 44') is arranged such that the plasma is generated, at least mostly, in a volume close to and below or above the surface of the filled suspension.
  8. Bleaching device (38) according to one of the claims 5 to 7, characterised in that the electrodes (43', 44') are configured planar, wherein in particular the second electrode (44') can be at least partially immersed in the suspension and/or the first electrode (43') is arranged parallel to the second electrode (44') outside the suspension.
  9. Bleaching device (38) according to one of the claims 5 to 8, characterised in that the electrodes (43', 44') are configured planar, wherein the first electrode (43') and the second electrode (44') are arranged parallel to one another in the region of the suspension close to the surface.
  10. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 9, characterised in that a delimiting wall (51) of the treatment volume is configured as an electrode.
  11. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 10, characterised in that the treatment volume is configured as a tubular conduit (36, 72, 77), in particular as a connecting element for the transport of the suspension.
  12. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 11, characterised in that at least one electrode is configured as a plate (70a, 70b).
  13. Bleaching device (38) according to claim 12, characterised in that the electrodes are arranged as at least two plates (70a, 70b) opposing one another and preferably extending parallel to one another.
  14. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 13, characterised in that at least one electrode is configured as a wire (71).
  15. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 14, characterised in that at least one electrode is configured as a wire mesh, in particular as a wire grid (75a, 75b).
  16. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 15, characterised in that at least one electrode is configured as a grid (75a, 75b), in particular as an arrangement of round rods and/or flat strips crossing one another at right angles or obliquely, preferably in the form of a sieve.
  17. Bleaching device (38) according to one of the claims 14 to 16, characterised in that the electrodes are arranged as at least two grids (75a, 75b) opposing one another and preferably extending parallel to one another.
  18. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 15, characterised in that at least one electrode has one or more spike(s) (73).
  19. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 16, characterised in that at least one electrode is configured as a tube (36, 72, 77).
  20. Bleaching device (38) according to claim 19, characterised in that the electrodes are configured as a tube (72) with a, preferably coaxial, wire (71) arranged therein.
  21. Bleaching device (38) according to one of the claims 5 to 20, characterised in that the electrodes are arranged such that a wire (71) or a grid (75a) is arranged as the second electrode between two plates (70d, 70e) electrically connected to one another by means of at least one plate connector (70f), said plates constituting the first electrode.
  22. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 21, characterised in that the at least one - preferably planar configured - electrode (78, 79) is arranged at least partially parallel to a, particularly curved, lateral surface or to a delimiting wall (77) of the treatment volume.
  23. Bleaching device (38) according to one of the claims 1 to 22, characterised by a means (81) for injecting gas, in particular air or oxygen, preferably pure oxygen or oxygen with, for example, a noble gas as the carrier gas, into the treatment volume.
  24. Method for treating non-woven fibrous materials in a suspension, in particular as a pulp or a fibre slurry, preferably for operating the bleaching device according to one of the preceding claims, characterised in that the suspension or a dilution water (26) to be added thereto is brought into contact with, preferably non-thermal, large-area plasma under at least atmospheric pressure, the plasma is generated in the immediate vicinity of the suspension or the dilution water (26) or a gas discharge, in particular a corona discharge is generated under at least atmospheric pressure in the suspension or in the dilution water (26) or in the immediate vicinity of the suspension or of the dilution water (26).
  25. Method according to claim 24,
    characterised in that the plasma is generated at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, more preferably less than 5 cm from the suspension.
  26. Method according to claim 24 or 25,
    characterised in that the suspension is suitable for the manufacturing of paper, paperboard or cardboard.
  27. Method according to one of the claims 24 to 26,
    characterised in that a moist or wet sheet is used as the suspension.
  28. Method according to one of the claims 24 to 27,
    characterised in that, in order to generate the plasma or the gas discharge, high voltage pulses (66, 67) with a duration (62) of less than 10 µs are generated between electrodes (43, 44).
  29. Method according to one of the claims 24 to 28,
    characterised in that the plasma or the gas discharge is applied to the suspension before and/or during the sheet formation, in particular during passage through or over a wire device (9).
  30. Method according to one of the claims 24 to 29,
    characterised in that the suspension is brought into contact with the plasma or is treated by means of the gas discharge on both sides.
  31. Method according to one of the claims 24 to 30,
    characterised in that the plasma or the gas discharge is used for bleaching the suspension, the pulp (39) or the fibre slurry, in particular in a boiling apparatus, in a bleaching vessel (37) or in a conduit.
  32. Method according to one of the claims 24 to 31,
    characterised in that the suspension, the pulp (39) or the fibre slurry is brought into contact with at least one electrode for generating the plasma or the gas discharge.
  33. Method according to one of the claims 24 to 32,
    characterised in that the plasma or the gas discharge is generated in the suspension.
  34. Method according to one of the claims 24 to 33,
    characterised in that the content of carrier fluid, in particular water, in the suspension is in the range between 40% and 99.9%, preferably in the range between 80% and 98% and in particular in the range between 85% and 98%.
  35. Method according to one of the claims 28 to 34,
    characterised in that radicals (59) which act upon the fibrous materials are generated in the plasma or by means of the gas discharge.
  36. Method according to claim 35,
    characterised in that radicals (59) of different types or compositions are used for different states of suspension in a paper, paperboard or cardboard manufacturing process, in particular at different processing steps.
  37. Method according to claim 35 or 36,
    characterised in that the suspension is exposed within a processing step in a paper, paperboard or cardboard manufacturing process to radicals (59) of different types or compositions, preferably chronologically one after another.
  38. Method according to one of the claims 35 to 37,
    characterised in that as the radicals (59) ozone (O3), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radicals (OH), HO2 and/or HO2 - are generated.
  39. Method according to one of the claims 35 to 38,
    characterised in that, during bleaching in the suspension or in the pulp (39) or in the fibre slurry, the plasma or the gas discharge is applied such that as the radicals (59), ozone (O3) and/or hydrogen peroxide (H2O2) are often generated.
  40. Method according to one of the claims 35 to 39,
    characterised in that, during straining and/or in the areally distributed suspension or pulp (39) or fibre slurry or in the forming or already formed, still unpressed sheet, the plasma or the gas discharge is applied such that as the radicals (59), hydroxyl (OH), HO2 and/or HO2 - are often generated.
  41. Method according to one of the claims 35 to 40,
    characterised in that a rate of generation of the radicals (59) and/or the composition of the radicals (59) generated is controlled by influencing an amplitude (U), a pulse duration (62) and/or a pulse repetition rate (63) of the high voltage pulse (66, 67).
  42. Method according to claim 41, characterised in that for controlling and regulating the generation rate and/or the type of the radicals (59) generated, a concentration of the radicals (59) generated is measured.
  43. Method according to claim 41 or 42,
    characterised in that for controlling and regulating the generation rate or the composition of the radicals (59) generated, a property of the suspension, preferably a quality property, in particular the opacity, sheen, whiteness, fluorescence or colour location thereof is measured.
  44. Method according to one of the claims 42 or 43,
    characterised in that the concentration or the property is measured "online".
  45. Method according to one of the claims 41 to 44,
    characterised in that, for regulation, the amplitude (U) of the high voltage pulses (66, 67) is adjusted at a constant repetition rate (63).
  46. Method according to one of the claims 41 to 45,
    characterised in that, for regulation, the repetition rate (63) of the high voltage pulses (66, 67) is adjusted at a constant amplitude (U).
  47. Method according to one of the claims 24 to 46,
    characterised in that the suspension, the pulp (39) or the fibre slurry is enriched with oxygen in the plasma-generating region, preferably for bleaching.
  48. Method according to one of the claims 24 to 47,
    characterised in that in the suspension, in the pulp (39) or in the fibre slurry, a high voltage pulse duration (62) of less than 100 ns is used, preferably for bleaching.
  49. Method according to one of the claims 24 to 48,
    characterised in that the areally distributed suspension, pulp (39) or fibre slurry or the forming or already formed, still unpressed sheet, is surrounded in the region to which plasma is applied by an atmosphere enriched with water vapour, particularly during straining.
  50. Method according to one of the claims 41 to 49,
    characterised in that a high voltage pulse duration (62) of between 100 ns and 1 µs is used on the areally distributed suspension, pulp (39) or fibre slurry or the forming or already formed, still unpressed sheet, particularly during straining.
  51. Method according to one of the claims 41 to 50,
    characterised in that a high voltage amplitude (U) corresponding to at least twice the value, preferably at least three times the value of a corona operating voltage is applied to the electrodes for the areally distributed suspension, pulp (39) or fibre slurry or the forming or already formed, still unpressed sheet, particularly during straining.
  52. Method according to one of the claims 41 to 51,
    characterised in that, in order to generate the plasma or the corona discharge, a direct current corona discharge is generated and the high voltage pulses (66, 67) are overlaid on the direct current corona discharge.
  53. Method according to one of the claims 41 to 52,
    characterised in that a pulse repetition rate (63) of between 10 Hz and 5 kHz, in particular between 10 Hz and 10 kHz is used.
  54. Method according to one of the claims 41 to 53,
    characterised in that the power coupling of electrical energy into the plasma is controlled primarily by means of the regulation of amplitude (U), pulse duration (62) and pulse repetition rate (63) of the overlaid high voltage pulses.
  55. Method according to one of the claims 28 to 54,
    characterised in that high voltage pulses (66, 67) with a duration (62) of less than 3 µs, preferably less than 1 µs, more preferably less than 500 ns are used.
  56. Method according to one of the claims 28 to 55,
    characterised in that a homogeneous, large-volume plasma with a high power density is generated without plasma pinching or breakdown occurring.
  57. Method according to one of the claims 28 to 56,
    characterised in that a DC voltage of a sufficient level is used such that a stable DC corona discharge is formed in the plasma only in conjunction with overlaid high voltage pulses.
  58. Method according to claim 57,
    characterised in that that the DC voltage used lies below the voltage for a stable operation without the overlaying of high voltage pulses.
  59. Method according to claim 57 or 58,
    characterised in that the total amplitude used (DC voltage + pulse amplitude) lies above the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
  60. Method according to one of the claims 57 to 59,
    characterised in that the total amplitude used corresponds to between two times and five times the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
  61. Method according to one of the claims 57 to 60,
    characterised in that the amplitude (U) of the high voltage pulses lies in the range between 10% and 1000% of the DC voltage used.
  62. Method according to one of the claims 28 to 61,
    characterised in that a gas stream is generated perpendicularly to the electrode arrangement (43, 44).
  63. Method according to one of the claims 28 to 62,
    characterised in that a gas stream is generated parallel to the electrode arrangement (43, 44).
  64. Method according to one of the claims 24 to 63,
    characterised in that impurities formed by means of organic dyes, biocatalytic substances and/or microorganisms and/or other biological material formed in the suspension are reduced.
  65. Method according to one of the claims 24 to 64,
    characterised in that adhesive impurities are reduced.
  66. Method according to claim 24,
    characterised in that the dilution water (26) is also treated with the plasma or the gas discharge before the dilution water (26) is added to the suspension.
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