FI59274C - CHLORFRI FLERSTEGSBLEKNING AV CELLULOSA - Google Patents

CHLORFRI FLERSTEGSBLEKNING AV CELLULOSA Download PDF

Info

Publication number
FI59274C
FI59274C FI69873A FI69873A FI59274C FI 59274 C FI59274 C FI 59274C FI 69873 A FI69873 A FI 69873A FI 69873 A FI69873 A FI 69873A FI 59274 C FI59274 C FI 59274C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
bleaching
cellulose
peroxide
process according
steps
Prior art date
Application number
FI69873A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI59274B (en
Inventor
Gerhard Hebbel
Horst Krueger
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2219505A external-priority patent/DE2219505C3/en
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Application granted granted Critical
Publication of FI59274B publication Critical patent/FI59274B/en
Publication of FI59274C publication Critical patent/FI59274C/en

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Slot Machines And Peripheral Devices (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

RSF*1 [B] (11)KUU,LUTUSJULKAISU C Q O 7 4 ΨΒΓΛ l J K ' UTLÄGGN I NGSSKRIFT D y ' * 1¾¾ C (45) Patentti ay Ennetty 10 07 19 JlRSF * 1 [B] (11) MONTH, LUTUS PUBLICATION C Q O 7 4 ΨΒΓΛ l J K 'UTLÄGGN I NGSSKRIFT D y' * 1¾¾ C (45) Patent ay Previously 10 07 19 Jl

Patent meddelat (51) Kv.lk?/lnfcCt.3 D 21 C 9/16 SUOM I — FI N LAND (21) P*t«nttlhik«mu* — P*t*nunieknlnf 698/73 (22) HikemlipUY* —Araöknlnpd»* 07.03.73 ' ' (23) Alkuptivi—Giltifh«t*daf (41) Tullut |ulklMkil — BllvK off«ntll| 22 10 73Patent Meddelat (51) Kv.lk?/lnfcCt.3 D 21 C 9/16 SUOM I - FI N LAND (21) P * t «nttlhik« mu * - P * t * nunieknlnf 698/73 (22) HikemlipUY * —Araöknlnpd »* 07.03.73 '' (23) Alkuptivi — Giltifh« t * daf (41) Tullut | ulklMkil - BllvK off «ntll | 22 10 73

Patentti· ja rakistarihallitiM ... ________ ._. .Patent · and RakistarihallitiM ... ________ ._. .

_ \ . (44) Nlhttvikilpanon |a kuuL|ulkal*un pvm. —_ \. (44) Date of issue: *. -

Patent· OCh reglltarstyralwo AnsBkan udagd och utl.tkHft.n puUktnd ^ gj g1 (32)(33)(31) Pyy^*«y «tuolk·»)»—Sajini priori'·* 21. Olt. 72Patent · OCh reglltarstyralwo AnsBkan udagd och utl.tkHft.n puUktnd ^ gj g1 (32) (33) (31) Pyy ^ * «y« tuolk · »)» - Sajini priori '· * 21. Olt. 72

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2219505.7 Toteennäytetty-Styrkt (71) Degussa Aktiengesellschaft, Weissfrauenstrasse 9» 6000 Frankfurt 1,Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 2219505.7 Proven-Styrkt (71) Degussa Aktiengesellschaft, Weissfrauenstrasse 9 »6000 Frankfurt 1,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Gerhard Hebbel, Traisa, Horst Kruger, Darmstadt, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7M Oy Kolster Ab (5^) Kloorivapaa selluloosan monivaihevalkaisu - Klorfri flerstegsblekning av cellulosaFederal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Gerhard Hebbel, Traisa, Horst Kruger, Darmstadt, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (7M Oy Kolster Ab (5 ^)

Kemiallisesti valmistetut selluloosat, joita saadaan esimerkiksi sul-fiittlmenetelmän tai alkaalisten natron- tai sulfaattimenetelmän avulla, sisältävät pääaineosansa selluloosan lisäksi vielä vähäisiä määriä ligniiniä, hemisellulooseja ja eräitä muita aineosia. Mainitut selluloosan lisäaineet, ennenkaikkea ligniini, aiheuttavat selluloosan tai siitä valmistettujen tuotteiden kellastumisen tai muuttumisen värillisiksi. Suuren valkoisuuden omaavien paperien tai muitten tuotteiden, joissa ei esiinny taipumusta kellastumiseen, valmistamiseksi selluloosasta on poistettava kemiallisen käsittelyn jälkeen vielä jäljelläoleva ligniini ja muut häiritsevät sivuaineet tavallisesti 3-8 vaihetta käsittävän monivaihevalkaisun avulla. Valkaisukemikaaleina käytetään nykyisin pääasiassa klooria (c), klooridioksidia (s) ja natrium- tai kalsium-hypokloriittia (H).Chemically prepared celluloses obtained, for example, by the sulphite process or by the alkaline sodium or sulphate process, contain, in addition to their main constituent cellulose, small amounts of lignin, hemicelluloses and certain other constituents. Said cellulose additives, in particular lignin, cause the cellulose or its products to turn yellow or discolor. To produce high whiteness papers or other products that do not tend to turn yellow, the lignin and other interfering by-products still remaining after chemical treatment must be removed by multi-stage bleaching, usually in 3 to 8 steps. Chlorine (c), chlorine dioxide (s) and sodium or calcium hypochlorite (H) are currently used mainly as bleaching chemicals.

Näiden lisäksi käytetään vielä vetyperoksidia (P) ja viime aikoina myös molekylääristä happea (0g). Yksittäisten valkaisuvaiheiden väliin lisätään usein alkaalinen uutos (E). (C.V.Bailey, C.V.Dence, Tappi, Bd 49 s. 9-15)·In addition to these, hydrogen peroxide (P) and, more recently, molecular oxygen (0g) are also used. An alkaline extract (E) is often added between the individual bleaching steps. (C.V.Bailey, C.V.Dence, Tappi, Bd 49 pp. 9-15) ·

Kun halutaan valmistaa täysin valkaistua selluloosaa (valkoisuusaste « 88 ia MgO) sisältää tavanmukainen valkaisusarja yhden tai kaksi alkuainekloo-ria sisältävää kloorausvaihetta sekä useimmissa tapauksissa lisäksi yhden tai kaksi hypokloriittivaihetta ja yhden tai kaksi klooridioksidivaihetta. Tällöin 2 59274 muodostuu ennenkaikkea kloorauevalhelssa, jolloin useimmiten lisätään 4-8 $ Oluita Selluloosasta laskettuna, paljon suolahappoa niin, että jätevedet sisältävät suuria määriä suolahappoa tai neutraloitaessa natriumkloridia. Pienemmässä määrässä koskee tämä myös hypokloriittivalkaisua ja klooridioksidival-kaisua.When it is desired to prepare fully bleached cellulose (whiteness <88 and MgO), a conventional bleaching series includes one or two chlorination steps containing elemental chlorine and, in most cases, an additional one or two hypochlorite steps and one or two chlorine dioxide steps. In this case, 2 59274 is formed primarily in chloroform leaching, in which case a large amount of hydrochloric acid, based on cellulose, is usually added, so that the effluent contains large amounts of hydrochloric acid or, when neutralizing, sodium chloride. To a lesser extent, this also applies to hypochlorite bleaching and chlorine dioxide bleaching.

Näiden epäorgaanisten aineiden aiheuttama saastuttaminen ja ennenkaikkea selluloosan valkaisussa liuenneet orgaaniset aineet merkitsevät jätevesien huomattavaa kuormittumista johdettaessa ne viemäriverkostoon· Tähän yhteyteen on liitettävä pyrkimys kloorivalkaisuvaiheen korvaamiseksi molekylääristä happea käyttävällä valkaisulla, jolloin tosin täytyy työskennellä paineen alaisena ja on vielä kuitenkin avoimena se, voidaanko kaikissa tapauksissa estää alkaalisen happikäsittelyn aiheuttamat lujuushä-viöt kirjallisuudessa esitettyjen lisäaineiden avulla.Contamination by these inorganic substances and, above all, organic matter dissolved in cellulose bleaching means a significant load on the effluent when discharged into the sewer system. loss of strength due to oxygen treatment with additives reported in the literature.

Kuitenkaan ei tunneta mitään menetelmää, jolloin hapen käytöllä voitaisiin korvata klooripitoisten valkaisuaineiden lisääminen.However, no method is known in which the use of oxygen could replace the addition of chlorine-containing bleaches.

Esimerkkeinä nykyisin käytettävistä valkaisumenetelmistä mainittakoon vaihejärjestelmät C/e/H, C/e/h/E/H, C/E/H/H, C/E/H/D, C/E/d/e/D, c/e/h/d/P, C/E/H/d/e/D, C/E/H/E/D ja C/E/H/d/e/H.Examples of currently used bleaching methods are the phase systems C / e / H, C / e / h / E / H, C / E / H / H, C / E / H / D, C / E / d / e / D, c / e / h / d / P, C / E / H / d / e / D, C / E / H / E / D and C / E / H / d / e / H.

Aivan viime aikoina on tutkittu myös järjestelmiä A/02/d/E/D, 02/d/e/D, A/02/d/p/d. (A-hapan esikäsittely, Og « molekyläärihappivalkaisu). (G.Rowlandson, Tappi 54, 962-967 (1971) Nr 6).More recently, systems A / 02 / d / E / D, 02 / d / e / D, A / 02 / d / p / d have also been studied. (A-acid pretreatment, Og «molecular oxygen bleaching). (G.Rowlandson, Tappi 54, 962-967 (1971) No. 6).

Käytettäessä alkaalista päätevaihetta liitetään tähän useimmiten vielä neutralointi rikkihapokkeella tai vastaavalla, jota ei kuitenkaan yleisesti lueta kuuluvaksi valkaisuvaiheisiin.When an alkaline end step is used, this is usually accompanied by neutralization with sulfuric acid or the like, which, however, is not generally considered to be part of the bleaching steps.

Kloorivaiheissa voidaan lisäksi käyttää klooridioksidia, esim. suhteessa Cl2iC102 = 10:1 tai 20:1.In addition, chlorine dioxide can be used in the chlorine steps, e.g. in a ratio of Cl 2 ClO 2 = 10: 1 or 20: 1.

Patenteissa ja julkaisuissa on esitetty peretikkahapon käyttö valkaisuaineena eellulooeapitoisen materiaalin yksivaihevalkaisussa tai monivaihevalkai-sun yhdessä vaiheessa.Patents and publications disclose the use of peracetic acid as a bleaching agent in single-stage bleaching or single-stage bleaching of precursor-containing material.

Kaikissa tähän asti tunnetuissa valkaisumenetelmissä, joissa selluloosa on valkaistava vähintäin 88 $ MgO:n tai paremminkin vähintäin 90 $ MgO:n valko isuusas tee seen, käytetään säännöllisesti vähintäin 2-3 klooripitoista valkaisuainetta sisältävää valkaisuvaihetta, myöskin silloin, kun monivaihejärjestelmään on liitetty peroksidivalkaisuvaihe.All hitherto known bleaching processes, in which cellulose must be bleached to a whiteness of at least $ 88 MgO or more preferably at least $ 90 MgO, regularly use a bleaching step containing at least 2-3 chlorine-containing bleaches, even when a peroxide bleach is added to the multi-step system.

Niistä poikkeavasti on nyt keksitty monivaiheinen menetelmä selluloosan täysvalkaisuun, jolloin voidaan luopua täydellisesti kloorin tai klooripitoisten aineiden käytöltä. Tässä valkaisumenetelmässä, jota tarvittaessa voi edeltää hapan selluloosan esikäsittely, kuten kirjallisuudessa on esitetty (P.Re-rolle, H.H.Myburgh ja A.Robert, Pulp and Paper International, Juli 1969 s.In contrast, a multi-stage process for the complete bleaching of cellulose has now been invented, in which case the use of chlorine or chlorine-containing substances can be completely dispensed with. In this bleaching process, which may be preceded if necessary by pretreatment of acidic cellulose, as described in the literature (P. Re-rolle, H. H. Myburgh and A. Robert, Pulp and Paper International, Juli 1969 p.

29-31, G. Rowlandson, Tappi 54, 962-967 (1971) n:o 6), valkaistaan selluloosa ensimmäisessä vaiheessa peroksidilla, sitten toisessa vaiheessa perhapolla ja 5 59274 kolmannessa vaiheessa vielä kerran peroksidilla.29-31, G. Rowlandson, Pin 54, 962-967 (1971) No. 6), the cellulose is bleached in the first step with peroxide, then in the second step with peracid and in the third step once more with peroxide.

Käsiteltäessä vaikeasti valkaistavaa selluloosaa tai valkaisuaineen säästämiseksi voidaan varsinaiseen koImivaihevalkaisuun liittää vielä vähintäin yksi perhappo- ja/tai peroksidivaihe. Vaikeasti valkaistava selluloosa on esimerkiksi sulfaattiselluloosa.When treating cellulose which is difficult to bleach or in order to save bleach, at least one further peracid and / or peroxide step can be added to the actual bleach step bleaching. Cellulose that is difficult to bleach is, for example, sulphate cellulose.

Osoittautui erikoisen edulliseksi antaa sarjan päättyä peroksidivaiheel-la, kuten esimerkiksi viisivaihesarjassa: l.aste vetyperoksidi. 2. vaihe per-etikkahappo, 3«vaihe vetyperoksidi, 4«vaihe peretikkahappo, 3.valhe vetyperoksidi.It proved particularly advantageous to allow the series to end with a peroxide step, such as in a five-step series: 1st degree hydrogen peroxide. 2nd step per-acetic acid, 3 «step hydrogen peroxide, 4« step peracetic acid, 3rd step hydrogen peroxide.

Koska tässä sarjassa on voitu luopua ei vain kloorista vaan myös perok-sidivalkaisuun lisätystä vesilasista, tarjoutuu mahdollisuus palauttaa yksittäis ten valkaisuvaiheiden poistovedet takaisin kiertoon niin, että lopulta muodostuu verrattain väkevä valkaisupoistoliuos, jolle suoraan voidaan suorittaa keittolipeähaihdutus ja -poltto tai kemikaalioiden talteenotto. Tämä koskee käytettäessä.NaOH:ta emäksenä peroksidivaiheissa ainakin kaikille sulfaatti-, polysulfidi-, sooda-, natron- ja natriumsulflittiselluloosamenetelmille.As this series has made it possible to dispense not only with chlorine but also with water glass added to peroxide bleaching, it is possible to recycle the effluents from the individual bleaching steps so that a relatively concentrated bleach removal solution is formed which can be directly evaporated and incinerated or recovered. This applies when using NaOH as a base in the peroxide steps for at least all sulphate, polysulphide, soda, sodium and sodium sulphite cellulose processes.

Käytettäessä muita emäksiä, kuten kalsiumhydroksldiä tai ammoniakkia, koskee tämä myös muita selluloosamenetelmiä (kalsiumbisulfiittimenetelmä, ammoniumbisulfiittimenetelmä ja magnesiumbisulfiittimenetelmä).When other bases, such as calcium hydroxide or ammonia, are used, this also applies to other cellulose processes (calcium bisulfite process, ammonium bisulfite process and magnesium bisulfite process).

Seuraavat esimerkit havainnollistavat menetelmää, jolloin prosenttimäärät tarkoittavat aina painoprosentteja laskettuna valkaisemattomasta uunikul-vasta selluloosasta.The following examples illustrate a process in which the percentages always refer to percentages by weight of unbleached oven-cellulose.

Kokeissa käytettiin 3° dH:n kovuuden omaavaa vesijohtovettä 100 g selluloosaa sisältävissä panoksissa (kuivapaino). Reaktioastioina käytettiin emaloi· tuja astioita, joita pidettiin valkaisuprosessin aikana termostaateilla säädetyissä lämpökaapeissa. Jokaisen vaiheen jälkeen pestiin selluloosa vesijohtovedellä, viimeisen vaiheen jälkeen hapotettiin SO^lla. Ilmoitetut valkoisuus-asteet määrättiin saksalaisen normaalimenetelmän mukaisesti (Zellcheming-Merkblätter) Zeiss-Elrepho-valkoisuusmittarilla käyttäen suodatinta R 46. Ai-netiheydellä ymmärretään tällöin selluloosan painoprosenttimäärää massassa. Kappaluku skandinaavisen normaalimenetelmän mukaan.Tap water with a hardness of 3 ° dH was used in the experiments in batches containing 100 g of cellulose (dry weight). As reaction vessels, enamelled vessels were used, which were kept in thermostatically controlled ovens during the bleaching process. After each step, the cellulose was washed with tap water, after the last step, it was acidified with SO 4. The reported whiteness levels were determined according to the German standard method (Zellcheming-Merkblätter) with a Zeiss-Elrepho whiteness meter using a filter R 46. The density of the material is then understood as the percentage by weight of cellulose in the pulp. Number of pieces according to the Scandinavian standard method.

Esimerkki 1Example 1

Kaleiumbisulfiittimenetelmän mukaan valmistettua kuusipuu-paperisellu-looeaa (kappaluku 15*6; valkoisuusaste valkaisemattomana 30,3 i» MgO) valkaistiin viieivaiheisessa sarjassa seuraavissa olosuhteissa: 1. vaihe 1,3 ^ HgOg, 2 ^ NaOH, 12 fan ainetiheys 63°C, 4 h 2. vaihe 0,6 peretikkahappoa, 12 fan ainetiheys, 75°C, 4 h 3. vaihe 0,75 H 02, 1,5 96 NaOH, 12 fan ainetiheys, 65°C, 4 hSpruce-pulp-pulp prepared according to the potassium bisulfite method (number of pieces 15 * 6; whiteness unbleached 30.3 l »MgO) was bleached in a five-step series under the following conditions: Step 1 1.3 ^ HgOg, 2 ^ NaOH, 12 fan density 63 ° C, 4 h Step 2 0.6 peracetic acid, 12 fan density, 75 ° C, 4 h Step 3 0.75 H 02, 1.5 96 NaOH, 12 fan density, 65 ° C, 4 h

y 2 . Qy 2. Q

4* vaihe 0,4 ψ peretikkahappoa, 12 %:n ainetiheys, 75 C, 4 h 5. vaihe 0,5 H^Og, 1,0 # NaOH, 12 fan ainetiheys, 65°C, 4 h Peretikkahappovaiheiesa oli pH:n alkuarvo 6,0.4 * step 0.4 ψ peracetic acid, 12% density, 75 C, 4 h Step 5 0.5 H 2 Og, 1.0 # NaOH, 12 fan density, 65 ° C, 4 h The peracetic acid step was pH: n initial value 6.0.

4 592744,5794

Aluksi käytettiin 40 painosta peretikkahappoliuosta. Maininnat pitoisuuksista toisessa ja neljännessä valkaisuasteessä tarkoittavat kuitenkin 100 $:sta peretikkahappoa.Initially, 40 weight percent peracetic acid solution was used. However, references to concentrations in the second and fourth bleach levels refer to $ 100 peracetic acid.

Selluloosan valkoisuusaste oli viidennen vaiheen jälkeen 91»5 i° MgO, kolmannen vaiheen jälkeen 88,9 $> MgO. Peroksidivaiheiden reaktioaikoja voidaan lyhentää oleellisesti käyttämällä korkeampia lämpötiloja, esimerkiksi kohottamalla lämpötila 100°C:een, 20 minuuttiin. Vastaava - vaikkakaan ei niin suuressa määrin, eikä niin korkeissa lämpötiloissa - koskee myös peretikkahappovai-heita.The whiteness of the cellulose after the fifth stage was 91.5 MgO, after the third stage $ 88.9> MgO. The reaction times of the peroxide steps can be substantially shortened by using higher temperatures, for example by raising the temperature to 100 ° C, for 20 minutes. The same - although not to such an extent and at such high temperatures - also applies to the peracetic acid steps.

Erikoisen edulliseksi on osoittautunut kolmivaihesarja, jossa käytetään peroksidia ensimmäisessä, peretikkahappoa toisessa ja vielä kerran peroksidia kolmannessa vaiheessa ja siitä laajennettu viisivaihesarja, jossa käytetään peretikkahappoa neljännessä ja vielä kerran peroksidia viidennessä vaiheessa, jolloin peroksidiksi on osoittautunut erikoisen edullisesti vety- tai natrium-peroksidi.A three-step series using peroxide in the first step, peracetic acid in the second step and peroxide once more in the third step and an extended five-step set using peracetic acid in the fourth step and once again peroxide in the fifth step, in which hydrogen or sodium peroxide has proved particularly advantageous, have proved particularly advantageous.

Edelleen on edullista valkaista vuorotellen alkaalisesti - peroksidivai-heissa pH: 11a 8-15 - ja happamasti - peretikkahapolla pH: 11a 4»5 - 6,5 -ttfc, vaikkakin peretikkahapolla ja muilla parhapoilla voidaan periaatteessa valkaista myös alkaalisessa väliaineessa. Peretikkahapon asemasta voidaan käyttää myös muita perhappoja, kuten perpropionihappoa tai perhiilihappoa tai niitten suoloja, peretikkahapon ollessa kuitenkin suositeltavan. Peretikkahappoa itseään voidaan lisätä ei vain tasapainoperetikkahappona vaan myös puhtaana vesi-liuoksena tai muodostaa se selluloosamassaan etikkahappoanhydridistä tai jää-etikasta ja peroksidistä kuten vetyperoksidista. Erikoisen suositeltavia ovat liuokset, joita saadaan saksalaisten patenttien 1 165 576 ja 1 170 926 mukaisesti.It is further preferred to bleach alternately alkaline - in the peroxide steps at pH 11a to 8-15 - and acidically - with peracetic acid at pH 11a to 5 to 6.5 tttc, although peracetic acid and other paracids can in principle also be bleached in an alkaline medium. Instead of peracetic acid, other peracids can be used, such as perpropionic acid or percholic acid or their salts, however, peracetic acid is preferred. Peracetic acid itself can be added not only as an equilibrium peracetic acid but also as a pure aqueous solution or formed in its cellulose pulp from acetic anhydride or glacial acetic acid and peroxide such as hydrogen peroxide. Particularly preferred are the solutions obtained according to German patents 1,165,576 and 1,170,926.

Vetyperoksidin tai jonkin muun peroksidin asemasta voitaisiin periaatteessa käyttää myös alkuainehappea noin 10 at:n osapaineessa ja esim. 100°C lämpötilassa, sillä on tunnettua, että alkaalisessa vesipitoisessa väliaineessa käytettäessä happea paineella hiilihydraattien läsnäollessa muodostuu peroksi-deja, jotka silloin voivat mahdollisesti vaikuttaa samalla tavoin valkaisevas-ti kuin etukäteen lisätty peroksidi (0,Samueleon ja L.Stolpe, Svenska Pappers-tidn. 72, 662-66 (1969). n:o 20).Instead of hydrogen peroxide or another peroxide, elemental oxygen could in principle also be used at a partial pressure of about 10 at and e.g. at 100 ° C, since it is known that when oxygen is used in an alkaline aqueous medium under pressure in the presence of carbohydrates, peroxides can then act in the same way. whitening as pre-added peroxide (0, Samueleon and L.Stolpe, Svenska Pappers-tidn. 72, 662-66 (1969). No. 20).

Tosin ovat muodostuneet peroksidipitoisuudet verrattain vähäisiä, joita ei voida tasoittaa myöskään suuren hapen paineen ja hapella suoritetussa valkaisussa tarvittavan suuren 25-55 olevan ainetiheyden avulla. Mäinkin suuria ainetiheyksiä tarvitaan happivalkaisussa ainakin silloin, kun sen tulee korvata muutoin tavanomaiset alkuainekloorla käyttävät valkaisuvaiheet.However, the peroxide concentrations formed are relatively low, which cannot be offset by the high oxygen pressure and the high density of 25-55 required for oxygen bleaching. Even high material densities are needed in oxygen bleaching, at least when it should replace the otherwise conventional bleaching steps using elemental chlorine.

Sitävastoin voidaan peroksideilla valkaista uuden menetelmän mukaan erittäin hyvin ilman painetta ja on myös mahdollista jo yksinkertaisilla laitteistoilla saavutettavilla 10-15 # olevilla ainetiheyksillä saavuttaa hyviä tulok- 5 59274 siä, jolloin lisäksi peroksidilisäykseen verrattuna tarvitaan pienempiä määriä perhappoa toisena valkaisuaineena.On the other hand, peroxides can be bleached very well without pressure according to the new method and it is also possible to obtain good results with material densities of 10-15 # already achievable with simple equipment, in addition to which smaller amounts of peracid as a second bleaching agent are required compared to peroxide addition.

Periaatteessa voitaisiin keksinnön mukainen valkaisusarja, joka alkaa peroksidivaiheella, muuttaa myös sellaiseksi, että aloitettaisiin perhappovai-heella, mutta on tarkoituksenmukaisempaa aloittaa varsinainen valkaisusarja peroksidilla suoritettavalla tehokkaalla alkaalisella käsittelyllä, jotta tarvittaisiin käyttää mahdollisimman vähän perhappoa ja valkaista siten mahdollisimman taloudellisesti.In principle, the bleaching series according to the invention, starting with the peroxide stage, could also be changed to start with the peracid stage, but it is more appropriate to start the actual bleaching series with an effective peroxide alkaline treatment to use as little peracid as possible and thus bleach as economically as possible.

Jos varsinaista valkaisuprosessia edeltää hapan esikäsittely, niin voitaisiin periaatteessa jo tässä käyttää pieniä määriä perhappoa, vaikkakin periaatteessa olisi taloudellisempaa käyttää perhappoa toisessa ja tarvittaessa myös myöhäisemmissä vaiheissa varsinaisessa valkaisuprosessissa. Hapanta käsittelyä kutsutaan kirjallisuudessa yleensä esikäsittelyksi, myös jos tällöin lähdetään rikkihapokkeesta ja siten on ennen varsinaista valkaisua pienten perhap-pomäärien läsnäollessa suoritettu käsittely ainetiheyden, lämpötilan, reaktiohan ja pH-arvon suhteen verrattavissa olosuhteissa pidettävä myös esikäsittelynä. Pienillä määrillä ymmärretään tällöin 0,25 paino-$ perhappoa laskettuna valkaistavasta selluloosasta, jolloin lisäksi voidaan käyttää muitakin happoja.If the actual bleaching process is preceded by an acid pretreatment, then in principle small amounts of peracid could already be used here, although in principle it would be more economical to use peracid in another and, if necessary, later stages in the actual bleaching process. Acidic treatment is generally referred to in the literature as pretreatment, even if it starts from sulfuric acid and thus the treatment carried out before the actual bleaching in the presence of small amounts of peracid under comparable conditions in terms of density, temperature, reaction and pH must also be regarded as pretreatment. By small amounts is meant 0.25% by weight of peracid, based on the cellulose to be bleached, in which case other acids can also be used.

Esimerkki 2Example 2

Lopuksi valkaistiin esimerkissä 1 käytettyä selluloosaa vertailtaessa uutta valkaisumenetelmää tavanomaisen menetelmän mukaisesti viidessä vaiheessa: 1. vaihe 4 $> Cl2, 3 $;n ainetiheys, 20°C, 1 h 2. vaihe (uutto) 1 $> NaOH, 14 $:n ainetiheys, 55°C, 2 h 3. vaihe 1 i» aktiivista klooria NaOClsnä, 12 #:n ainetiheys, 35°C, 2,5 h 4* vaihe 0,4 $ C102, 14 $:n ainetiheys, 70°C, 4 h 5· vaihe 0,3 aktiivista klooria NaOClsnä, 12 #:n ainetiheys, 50°C, 2,5 hFinally, the cellulose used in Example 1 was bleached in comparison with the new bleaching method according to the conventional method in five steps: Step 1 $ 4> Cl 2, $ 3 bulk density, 20 ° C, 1 h Step 2 (extraction) $ 1> NaOH, $ 14 bulk density, 55 ° C, 2 h Step 3 1 i »active chlorine as NaOCl, bulk density of 12 #, 35 ° C, 2.5 h 4 * step 0.4 $ C102, bulk density of $ 14, 70 ° C , 4 h 5 · step 0.3 active chlorine as NaOCl, density # 12 #, 50 ° C, 2.5 h

Selluloosan valkoisuusaste oli lopuksi 91# 3 i° MgO.Finally, the whiteness of the cellulose was 91 # 3 i ° MgO.

Mahdollisimman taloudellisen valkaisun saamiseksi uuden kloorivapaan valkaisun avulla tulee valkaisu suorittaa yksittäisissä vaiheissa vähintäin 10-15 $:n ainetiheyksisinä sakeina valkaisuina, so. kostean massan tulee sisältää vähintäin 10-15 paino-^ uunikuivaksi laskettua selluloosaa. Voidaan käyttää aina 35 i»· n suuruisia aine tiheyksiä.In order to obtain the most economical bleaching possible with the new chlorine-free bleaching, the bleaching must be carried out in individual steps as thick bleaches with a density of at least $ 10-15, i.e. the moist pulp should contain at least 10-15 by weight of cellulose calculated as oven dry. Material densities of up to 35 i »· n can be used.

Määrätyn valkaisutehon saavuttamiseksi on, mikäli valkaisuaine on riittävän vesiliukoinen, yleensä tarpeen sitä pienempi määrä valkaisuainetta, mitä suurempi on ainetiheys. Myös uuden menetelmän mukaan voidaan massa, kuten muita valkaisuaineita käytettäessä, jokaisen valkaisuasteen jälkeen laimentaa tai pestä laimennus- tai pesuvedellä, jolloin voidaan saada massaa, jonka ainetiheys on 4*5 io. Selluloosasta täytyy silloin mahdollisesti vielä seuraavaa val-kaisuvaihetta varten poistaa osittain vettä, kunnes ainetiheys on 10 $ tai suurempi. Tällöin saatu suodos on puolestaan käyttökelpoinen edeltävissä valkaisu-vaiheissa tai jossakin niistä laimennus- tai pesuvetenä. Samanaikaisesti voidaan 6 59274 yksittäistenvaiheidei vettä johtaa vielä osaksi kiertoon. Tämän täydellisesti kloorivapaan ja myös vesilasivapaan valkaisumenetelmän mukaan voidaan veden kulku järjestää siten, että vain ensimmäisen valkaisuvaiheen jälkeen laimentamisessa ja veden uudelleen poistossa saatu suodos suljetaan poie. Tämä suodos, joka nyt sisältää käytännöllisesti katsoen kaikki valkaisussa liuenneet orgaaniset aineet sekä valkaisukemikaalioiden reaktiotuotteet, voidaan nyt suoraan alistaa keittolipeähaihdutukseen ja -polttoon tai -uudelleenkäyttöön tai ottaa siitä kemikaaliot talteen ilman, että menetelmän vaiheita muutetaan oleellisesti.In order to achieve a certain bleaching effect, if the bleaching agent is sufficiently water-soluble, the lower the substance density, the lower the amount of bleaching agent generally required. Also according to the new method, the pulp, as with other bleaching agents, can be diluted or washed with dilution or washing water after each bleaching stage, whereby a pulp with a density of 4 * 5 io can be obtained. The cellulose may then need to be partially dewatered for the next bleaching step until the bulk density is $ 10 or greater. The filtrate thus obtained is in turn useful in the preceding bleaching steps or in one of them as dilution or washing water. At the same time, 6,59,274 individual stages of water can still be recycled. According to this completely chlorine-free and also water-glass-free bleaching method, the flow of water can be arranged so that only after the first bleaching step the filtrate obtained by dilution and re-removal of water is sealed off. This filtrate, which now contains virtually all the organic substances dissolved in the bleaching as well as the reaction products of the bleaching chemicals, can now be directly subjected to the evaporation and incineration or reuse of the cooking liquor or recovered from the chemicals without substantially changing the process steps.

Tämä on voimassa myös käytettäessä NaOH:ta peroksidiasteissa vähintäin kaikissa selluloosamenetelmissä, jotka perustuvat natriumpitoisiln keittoli-peisiin, kuten sulfaatti-, polysulfidi-, natron-, sooda-, natriumsulfIitti- ja natriumbieulfiittimenetelmlssä. Käytettäessä Ca (OH)2:ta NaOH:n tai Na2CO^:n asemesta peroksidivaiheissa on tämä voimassa myös kaleiumbisulfiittimenetelmäs-sä ja KEL käytettäessä kaikissa selluloosamenetelmissä.This is also the case when using NaOH in peroxide grades in at least all cellulose processes based on sodium-containing cooking liquors, such as sulphate, polysulphide, sodium, soda, sodium sulphite and sodium bisulphite processes. When Ca (OH) 2 is used instead of NaOH or Na2CO2 in the peroxide steps, this is also valid in the potassium bisulfite process and when KEL is used in all cellulose processes.

j Tässä on nyt nähtävissä uuden menetelmän oleellinen etu verrattuna kaikkiin toisiin tunnettuihin valkaisumenetelmiin, joissa tämä mahdollisuus jätevesien poistoon useimmissa tapauksissa el ole lainkaan ja harvoissa tapauksissa vain osaan jätevettä on toteutettavissa.j Here we can see the substantial advantage of the new method compared to all other known bleaching methods, where this possibility of wastewater removal is in most cases not possible at all and in rare cases only a part of the wastewater is feasible.

Tämä tarkoittaa, että tavallisista valkaisumenetelmistä saadaan jätevettä, joka sisältää selluloosasta liuenneita orgaanisia aineita siinä määrin, että vesistö, johon jätevedet useissa tapauksissa virtaavat kulkematta biologisen kirkastamisvaiheen kautta, kuormittuu ajan mittaan kestämättömällä tavalla biologiseen hapenkulutukseen (BHK) nähden. Tällöin on vielä otettava huomioon, että valkaisujätevesi tavallisissa valkaisumenetelmissä hiilihydraattien ja niiden hajoamistuotteiden lisäksi sisältää ennenkaikkea osittain kloorattuja ligniinin hajoamistuotteita, jotka erittäin hitaan biologisen hajaantumisen vuoksi näyttävät muodostavan vähäisemmän vaaran kuin ne itse asiassa muodostavat.This means that conventional bleaching methods produce effluent containing cellulose-dissolved organic matter to the extent that the water to which the effluent in many cases flows without passing through the biological clarification step is unsustainably loaded over time with respect to biological oxygen demand (BOD). In this case, it must also be borne in mind that, in addition to carbohydrates and their degradation products, bleaching effluents in conventional bleaching processes contain, above all, partially chlorinated lignin degradation products which, because of their very slow biodegradation, appear to pose less risk than they actually do.

Selluloosaa valkaistaessa joutuu - valkaisemattomasta selluloosasta laskettuna - noin 5-10 paino-$ orgaanisia aineita ja noin 6-12 paino-^ epäorgaanisia suoloja tai happoja jäteveteen.Bleaching of cellulose, based on unbleached cellulose, involves about 5-10% by weight of organic substances and about 6-12% by weight of inorganic salts or acids in the effluent.

Kuvatusta veden takaisinpalautuksessa ja sen kierrätyksessä voi yhden valkaisuvaiheen jälkeen tahallisesti tai tahattomasti joutua vielä jäljellä olevia määriä käyttämätöntä valkaisuaineita johonkin edeltävään valkaisuvaihee-eeen. Tällöin eivät saisi eri valkaisuaineet - peroksidi ja perhappo - vaikuttaa toisiinsa. Luonnollisesti voidaan jo etukäteen käyttää peroksidivaiheissa enemmän perokeidia ja perhappovaiheissa enemmän perhappoa.As described in the return of water and its recycling, after one bleaching step, the remaining amounts of unused bleaching agents may be intentionally or unintentionally introduced into one of the preceding bleaching steps. In this case, the different bleaching agents - peroxide and peracid - should not interact. Of course, more perokide can be used in the peroxide steps and more peracid in the peracid steps in advance.

Erikoisesti raskaitten metalli-ionien läsnäolosta aiheutuvan peryhdis-teiden hajaantumisen estämiseksi voi olla tarpeellista lisätä orgaanisia komp-leksimuodoetajia, kuten etyleenidiamiinitetraetikkahappoa, dietyleenitriamii- 7 59274 nipentaetikkahappoa tai nitrilotrietikkahappoa tai niiden suoloja tai N- ja P-vapaita kompleksinmuodostajia, kuten polyoksipolykarbonihappo ja, saksalaisen patentti-ilmoitusten P 19 04 940·2, P 19 04 941·3» P 19 42 556.0. Vesilasin käyttö voidaan myös välttää.In particular, in order to prevent the decomposition of percompounds due to the presence of heavy metal ions, it may be necessary to add organic complexing agents such as ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriamine-nipentaacetic acid or nitrilotriacetic acid or nitrilotriacetic acid, or salts thereof advertisements P 19 04 940 · 2, P 19 04 941 · 3 »P 19 42 556.0. The use of water glass can also be avoided.

Siinä tapauksessa, että uuden menetelmän mukaan muodostunut jätevesi erikseen haihdutetaan ja kuivataan tai poltetaan, eikä siis sille suoriteta keitto-lipeähaihdutueta, esiintyy vielä oleellinen etu tavanomaisiin valkaisumenetelmiin verrattuna, koska ei tarvitse pelätä klooriyhdisteiden aiheuttamaa korroosiota ja lisäksi saadaan käytännöllisesti katsoen keittosuola- ja silikaatti-vapaata tuhkaa.In the case where the effluent generated by the new process is separately evaporated and dried or incinerated and thus not subjected to cooking-lye evaporation, there is still a significant advantage over conventional bleaching methods, as there is no need to fear corrosion by chlorine compounds and virtually free salt and silicate ash.

Uusi, erikoisen ympäristöystävällinen menetelmä ei ole rajoitettu vain selluloosan ja muitten selluloosapitoisten materiaalien täysvalkaisuun vähintäin 88 io MgO valkoisuusasteeseen, vaan voidaan sitä käyttää myös selluloosan pienemmän valkoisuusasteen oeittaisvalkaisuun.The new, particularly environmentally friendly method is not limited to the complete bleaching of cellulose and other cellulosic materials to a degree of whiteness of at least 88 io MgO, but can also be used for the partial bleaching of a lower degree of whiteness of cellulose.

Menetelmää käytetään edullisesti jatkuvatoimisena.The method is preferably used continuously.

On myös edullista, että koko valkaisumenetelmässä tarvitaan 10-40-ker-tainen määrä pesu- ja laimennusvettä valkaistavasta selluloosasta laskettuna ja vastaavasti muodostuu vähäisempi määrä jätevettä. Tämä saavutetaan siten, että peroksidivaiheissa kierrätetään pesu- tai laimennusvettä. Siten voidaan johtaa pesu- tai laimennusvesi toisesta vaiheesta takaisin ensimmäiseen vaiheeseen tai kolmannesta vaiheesta toiseen tai ensimmäiseen vaiheeseen. Myös yksittäisten vaiheiden sisällä on kierto mahdollinen. Sama koskee myös peretlkka-happovaiheita tai peroksidi- ja peretikkahappovalheita.It is also preferred that the entire bleaching process requires 10-40 times the amount of wash and dilution water, based on the cellulose to be bleached, and a correspondingly smaller amount of wastewater is formed. This is achieved by circulating the wash or dilution water in the peroxide steps. Thus, the washing or dilution water can be passed from the second stage back to the first stage or from the third stage to the second or first stage. Rotation is also possible within individual steps. The same applies to peracetic acid steps or peroxide and peracetic acid steps.

Claims (8)

8 59274 Patenttivaatimukset s8 59274 Claims p 1. Monivaihemenetelmä selluloosan kloorivapaaksi valkaisemiseksl vesipitoisessa väliaineessa, tunnettu siitä , että selluloosa, mahdollisesti happaman esikäsittelyn jälkeen, valkaistaan ensimmäisessä vaiheessa epäorgaanisella tai orgaanisella peroksidilla tai hydroperokeidillä, senjälkeen toisessa vaiheessa orgaanisella perhapolla ja kolmannessa vaiheessa vielä kerran epäorgaanisella tai orgaanisella peroksidilla tai hydroperoksidilla.A multi-step process for chlorine-free bleaching of cellulose in an aqueous medium, characterized in that the cellulose, optionally after acid pretreatment, is bleached in a first step with an inorganic or organic peroxide or hydroperokide, then in a second step with an organic peracid and in a third step once more with an inorganic or organic peroxide. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytettäessä vaikeasti valkaistavaa selluloosaa, kolmivaiheiseen menetelmään liitetään vähintäin yksi perhappo- ja/tai peroksidivaihe.Process according to Claim 1, characterized in that, when cellulose which is difficult to bleach is used, at least one peracid and / or peroxide stage is added to the three-stage process. 3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen menetelmä, t u n ne t t u siitä, että sarja päättyy peroksidi- tai hydroperokeidivaiheeseen.Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the series terminates in a peroxide or hydroperokide step. 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peroksidina tai hydroperokeidina käytetään vetyperoksidia, natriumperoksl-dia ja/tai t-butyylihydroperoksidia ja perhappona käytetään peretikkahappoa, perpropionihappoa tai perhiilihappoa tai niitten suoloja.Process according to Claims 1 to 3, characterized in that hydrogen peroxide, sodium peroxide and / or t-butyl hydroperoxide are used as the peroxide or hydroperokide and peracetic acid, perpropionic acid or perchloric acid or their salts are used as the peracid. 3. Patenttivaatimuksien 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peroksidin tai hydroperoksidin määrät ovat 0,3-6,0 painot ja perhapon määrät 0,3-3*0 painokulloinkin laskettuna 100 $:n HgO^tn mukaan ja lisätystä uunikuivaksi lasketusta selluloosasta.Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the amounts of peroxide or hydroperoxide are 0.3 to 6.0 weights and the amounts of peracid are 0.3 to 3 * 0 by weight in each case, calculated on the basis of $ 100 HgO 2 and the added amount calculated as oven dry. cellulose. 6. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisu suoritetaan yksittäisissä vaiheissa 20-140°C, edullisesti 40°C valkaisuliuoksen kiehumispisteen välisessä lämpötilassa ja ulkoisen ilmakehän paineessa. 7* Patenttivaatimuksien 1-6 mukainen menetelmä, t u n ne t t u siitä, että perokeidivaiheissa valkaistaan alkaalisessa ja perhappovaiheissa happamassa väliaineessa. Θ. Patenttivaatimuksien 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koko valkaisumenetelmässä käytetään vain 10-40 kertainen määrä pesu- ja laimennusvettä ja vastaavasti muodostuu vain 10-40 kertainen määrä jätevettä selluloosasta laskettuna, jolloin pesu- ja laimennusvesi toisesta ja jokaisesta seuraavaeta valkaisuvaiheesta johdetaan edeltäviin tai jonkin edeltävistä valkaisuvaiheista uudestaan selluloosan laimentamiseksi ja pesemiseksi ja kierrätetään haluttaessa yksittäisten valkaisuvaiheiden sisällä niin, että val-kaisujäteveei kokonaisuudessaan selluloosan pesun jälkeen saadaan ensimmäisestä valkaisuvaiheesta suodoksena tiivistämällä uudestaan eelluloosaBuepsensio ennen toista valkaisuvaihetta.Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the bleaching is carried out in individual steps at a temperature between 20 and 140 ° C, preferably 40 ° C, between the boiling point of the bleaching solution and the pressure of the external atmosphere. Process according to Claims 1 to 6, characterized in that the peroxide steps are bleached in an alkaline medium and the peracid steps in an acidic medium. Θ. Process according to Claims 1 to 7, characterized in that only 10 to 40 times the amount of washing and dilution water is used in the entire bleaching process and correspondingly only 10 to 40 times the amount of waste water is formed, based on cellulose, the washing and dilution water being passed from the second or each subsequent bleaching step to the previous or re-diluting and washing the cellulose from any of the preceding bleaching steps and, if desired, recycled within the individual bleaching steps so that all of the bleach effluent after washing the cellulose is obtained from the first bleaching step as a filtrate by re-compacting the cellulose bueps suspension before the second bleaching step. 9. Patenttivaatimuksien l-θ mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisulaitoksen jätevedelle suoritetaan keittollpeähaihdutus ja -poltto tai -talteenotto.Process according to Claims 1 to 1, characterized in that the effluent from the bleaching plant is subjected to cooking evaporation and incineration or recovery.
FI69873A 1972-04-21 1973-03-07 CHLORFRI FLERSTEGSBLEKNING AV CELLULOSA FI59274C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2219505 1972-04-21
DE2219505A DE2219505C3 (en) 1972-04-21 1972-04-21 Chlorine-free multi-stage bleaching of cellulose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI59274B FI59274B (en) 1981-03-31
FI59274C true FI59274C (en) 1981-07-10

Family

ID=5842781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI69873A FI59274C (en) 1972-04-21 1973-03-07 CHLORFRI FLERSTEGSBLEKNING AV CELLULOSA

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI59274C (en)
IT (1) IT977848B (en)
NO (1) NO142003C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
IT977848B (en) 1974-09-20
FI59274B (en) 1981-03-31
NO142003C (en) 1980-06-11
NO142003B (en) 1980-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI59433B (en) TRYCKLOEST FLERSTEGSFOERFARANDE FOER KLORFATTIG BLEKNING AV CELLULOSA
FI67895B (en) BLEKNING AV LIGNOCELLULOSAMATERIAL MED PEROXIDHALTIGA BLEKMEDEL
CA2067295C (en) Process for bleaching of lignocellulose-containing material
US4661205A (en) Method of bleaching lignocellulosic material with peroxide catalyzed with a salt of a metal
US3867246A (en) Chlorine-free multiple step bleaching of cellulose
RU2039141C1 (en) Method of delignification and whitening chemically boiled lignocellulose-containing pulp
NO174354B (en) Procedure for bleaching chemically delignified lignocellulosic pulp
EP0456626B1 (en) Process for bleaching of lignocellulose-containing material
US3020197A (en) Method for production of high brightness high strength wood pulps
FI59274C (en) CHLORFRI FLERSTEGSBLEKNING AV CELLULOSA
AU607026B2 (en) Process for producing semibleached kraft pulp
NO157224B (en) PROCEDURE FOR DELIGNIFICATION OF CHEMICAL CELLULOSMASS WITH OXYGEN GAS.
FI123102B (en) Chemical pulp bleaching process
FI62361C (en) BLEKNING AV CELLULOSA MED EN AVSEVAERT REDUCERAD KLORMAENGD
KR20190104340A (en) Bleaching Method of Paper Pulp
FI126551B (en) A method for treating fluid flows at a pulp mill
FI62869B (en) FLAT CONTAINER FOR CHLORFATTED HELBLEKNING AV CELLULOSA
JPS6214678B2 (en)
CA2036173C (en) Process for the chlorine-free bleaching and delignification of cellulose
FI76136B (en) FOERFARANDE FOER BLEKNING AV NS-AQ-ELLER SAP MASS.
FI68683B (en) SAETT ATT BEHANDLA LIGNOCELLULOSAHALTIGT MATERIAL
Springer et al. USA USA
CZ297592A3 (en) Method of improving lignin splitting selectivity of a paper pulp
SE467006B (en) Bleaching chemical pulp with peroxide, with the pulp first being treated with a sequestering agent