NL8303159A - Werkwijze voor het bleken van cellulose-bevattend materiaal. - Google Patents

Description

V · * _ * SCA Development 37

Werkwijze voor het bleken van cellulose-bevattend materiaal

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bleken van cellulosepulp die vervaardigd is met een hoge concentratie. De werkwijze heeft meer in het bijzonder betrekking op bleken met behulp van peroxiden.

5 Het is sinds lang bekend om mechanisch pulp te bleken met behulp van peroxiden. In principe wordt het bleken uitgevoerd door ruw hout materiaal dat ontvezeld is in een zuiver-inrichting of maalinrichting, vervolgens eventueel wordt gefilterd en ontwaterd, wordt gebleekt in één enkele stap door toe-10 voeging van verschillende bleekchemicaliën. Het bleken wordt uitgevoerd in een speciale bleektoren, waarin de pulp continu wordt bewogen tezamen met de toegevoegde chemicaliën, die reageren met en/of het oplossen van de componenten veroorzaken, die een risico van het donker kleuren van de pulp met zich 15 meebrengen. Gevonden werd dat het bij dit type bleken voordelig is, en in veel gevallen noodzakelijk, om bleekchemicaliën in " een relatief grote overmaat toe te voegen. Teneinde de bleek-werkwijze economisch te maken en vervuiling van de omgeving te voorkomen, hetgeen een emissie van afvalbleek in water met 20 zich mee zou brengen, is het nodig gevonden het afvalwater dat uitgeperst is na de bleekstap opnieuw te gebruiken. Een dergelijk hergebruik wordt verkregen, doordat het na de bleekstap wordt aangevuld met verse chemicaliën.

De bleekchemicaliën bestaan in hoofdzaak uit water-25 stofperoxiden of andere peroxiden en alkali. De hoeveelheid van beide wordt geregeld in afhankelijkheid van het type pulp.

Het is noodzakelijk gevonden om bovendien ook bepaalde silicaten toe te^ voegen, teneinde de peroxide te stabiliseren, die anders snel disintegreett. Deze toevoeging is niet zonder 30 problemen, in het bijzonder met betrekking tot ketelsteenvorming, die kan optreden in verdampingsinrichtingen die gebruikt i worden voor het verdampen van afvalwater dat in de bleekeenheid is gebruikt.

Wanneer het ruwe houtmateriaal in de vorm van spaan-35 ders of blokjes wordt ontvezeld in de zuiverinrichting of de , - i - -:·5 * ·,* - 2 - ' maalinrichting, betreden bepaalde onzuiverheden onvermijdelijk de pulp. Van deze onzuiverheden, zoals zware metalen als ijzer en magnesium, zijn nadelig omdat zij de pulp ontkleuren en de afbraak van de peroxide katalyseren. Voor het voorkomen van 5 dit probleem is het nodig geacht bepaalde complex-vormers, bijvoorbeeld EDTA, aan de bleekvloeistof toe te voegen.

De bleekvloeistof met de genoemde componenten wordt bereid in een speciale chemische inrichting en tezamen met de pulp toegevoegd aan de bleektoren, zoals hierboven is beschre-10 ven.

Deze genoemde werkwijze heeft het probleem, dat een grote overmaat aan chemicaliën vereist is teneinde een voldoende hoeveelheid chemicaliën beschikbaar te hebben tijdens het gehele reactieproces. Ondanks het gebruik van een grote 15 overmaat is het moeilijk gevonden, tengevolge van het hoge verbruik aan het begin van de bleekstap, een voldoende hoe-veeldheid, in het bijzonder aan peroxide en alkali, beschikbaar te hebben in de laatste fase van de bleekstap.

Volgens een eerdere voorgestelde werkwijze voor het "20 bleken met peroxiden, worden de bleekchemicaliën direkt toegevoegd aan de zuiveringsinrichting, waar het ruwe houtmate-riaal in de vorm van spaanders mechanisch wordt ontvezeld. Tevens heeft men voorgesteld dit bleken in twee opeenvolgende zuiveringsstappen uit te voeren.

25 Verder kan nog worden vermeld dat voorgesteld is, om het ruwe houtmateriaal in de vorm van spaanders voor te behandelen met peroxide-bevattende vloeistoffen, welke behandeling wordt uitgevoerd voorafgaande aan het ontvezelen van de spaanders tot pulp, waarbij procesvloeistoffen kunnen wor-30 den toegevoegd op verschillende momenten. De spaanders kunnen voorbehandeld worden met andere chemicaliën, bijvoorbeeld sulfieten, teneinde bepaalde effecten te bereiken die specifiek zijn voor elke chemicalie.

Dergelijke voorbehandelingen liggen echter buiten 35 het kader van de uitvinding en zullen 'daarom niet verder worden besproken.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het hiervoor genoemde probleem van de overmaat aan chemicaliën aan het 0 ™ 1 Z '? 7-K3 ^ ·. ’ -v - 3 - begin van de bleekstap op te lossen, en het probleem dat optreedt door het snelle gebruik van chemicaliën aan het begin van deze stap, en resulteert in een te kleine hoeveelheid aan speciale peroxide en alkali die aanwezig moeten zijn in de 5 laatste fase van de stap. Deze problemen worden overeenkomstig de uitvinding opgelost doordat een peroxide en alkaliprofiel zo uniform als mogelijk behouden wordt tijdens de gehele bleekstap op een niveau dat afgestemd is op het type pulp in kwestie. Het is daardoor mogelijk het bleken in êén enkele stap uit te 10 voeren.

Het is in dit verband belangrijk de draagwijdte van de term "stap" te definiëren. Bij het bleken, bijvoorbeeld van een chemische pulp, wordt het bleken gewoonlijk uitgevoerd in een aantal stappen. Vier tot zes stappen zijn niet onge-:.15 bruikelijk, en in de meeste gevallen worden verschillende bleekagentia gebruikt in elke stap. Tussen elke stap wordt een uitwas en/of extractie van de opgeloste componenten tijdens de voorgaande bleekstap uitgevoerd. In geval van een chemische pulp heeft dit voomamenlijk betrekking op lignine. Van belang 20 werd echter gevonden om de condities in elke stap te variëren, bijvoorbeeld door middel van verschillende bleekagentia. Dergelijke verdeling van een enkele stap wordt "fase" genoemd.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een dergelijke scheiding van de peroxidestap in verschillende fasen.

25 Volgens de uitvinding wordt het bleken uitgevoerd in twee of meer fasen, waarbij het ontwateren en/of het toevoegen van chemicaliën wordt uitgevoerd tussen ten minste twee van dé fasen.

Het bleken kan worden uitgevoerd in één enkele stap.

30 Het ontwateren wordt bij voorkeur uitgevoerd door middel van wormpersen.

Voorafgaande aan het bleken wordt de pulp ontwaterd door een rolpers tot een droogstofgehalte van ten minste 40%. **2^2 wor<^t bij voorkeur gebruikt als peroxide en NaOH als alkali. 35 Volgens een voorkeursuitvoering wordt het afvalwater uit de ontwatering geleid in een tegenstroom van fase tot fase in het systeem en wordt de pH-waarde van de bleekvloeistof voor-e* ” " ” 1 ’ 'i ^ V»· -,· -V ' · “ - 4 - afgaande aan elke fase verhoogd teneinde een pH-profiel te verkrijgen die optimaal is voor het pulptype in kwestie.

De uitvinding wordt meer in detail beschreven aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de 5 bijgaande tekeningen, waarin:

Fig. 1 een stroomdiagram voor een uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding toont, en

Fig. 2 en 3 elk respektievelijk schematisch twee diagrammen van de pH waarde in het peroxidegehalte als functie 10 van de reactietijd, tonen.

In fig. 1 wordt de pulp vanaf een zuiverings- en/of zeefeenheid geleid via een leiding 1 naar een rolpers 2, waar de pulp wordt ontwaterd tot een droogstofgehalte van 45-50%.

De ontwaterde pulp wordt vanaf de rolpers naar een chemische 15 menger 3a van een op zich bekend type geleid, waarin de bleek-chemicaliën worden toegevoegd.

De chemicaliën worden toegevoegd aan de menger via de leiding 5 vanaf een mengvat (niet getekend). Voor het verdunnen van de pulp wordt afvalwater gebruikt, dat wordt 2Ό toegevoerd aan de menger via de leiding 6 op een wijze zoals die hieronder zal worden beschreven. Vanaf de menger 3a wordt de pulp overgebracht naar een eerste reactievat 4a, en vanaf de bodem van de toren naar een wormpers 7 waar de pulp wordt ontwaterd. Teneinde de afvoer vanaf de toren makkelijker te 25 maken, wordt een kleine hoeveelheid afvalwater aan de torenbodem toegevoerd via de leiding 8.

De pulp gaat vervolgens naar de volgende fase in de bleekstap die wordt uitgevoerd in een reactievat 4b. De bleek-chemicaliën die worden toegevoerd via de leiding 9 en de 30 pulp vanaf de wormpers 7 worden op dezelfde wijze als in de eerste fase in een menger 3b gemengd.

Bleekvloeistof wordt toegevoegd aan de menger 3b via een leiding 10 door een pomp 11 vanaf een afvalwaterhouder 6c. Een aanvullende fase kan worden uitgevoerd op een correspon-35 derende wijze in een reactievat 4c.

Vanaf de bleektoren 4c in de laatste fase wordt de pulp afgevoerd bij de torenbodem met behulp van een pomp 24, bij voorkeur na de verdunning met afvalwater, en wordt geleid

. ^ ^ — -T

b 0 - 5 - naar een rolpers 14, waar de pulp wordt ontwaterd, en verder geleid voor het concentreren of drogen ervan of geleid naar een papier vervaardigende machine.

Een belangrijk aspect van de werkwijze overeenkom-5 stig de uitvinding is het recirculeren en gebruiken van afvalwater dat overblijft bij de verschillende persstappen.

Het principe is, dat het afvalwater/zwarte vloeistof die in elke fase uitgeperst is, afzonderlijk wordt opgevangen en fase na fase wordt gerecirculeerd naar het proces in een 10 opeenvolgende tegenstroom.

De vloeistof die uitgeperst is in de rolpers 14 uit de uiteindelijke, gebleekte pulp, welke vloeistof nog steeds een bepaalde hoeveelheid aan niet verbruikte chemicaliën bevat, wordt dus in de afvalwaterhouder 6d verzameld, vanwaar het 15 ten dele geleid wordt via de leiding 17 door de pomp 16 naar de chemische menger 3c waar de chemicaliën door de fase 4c worden bereid, en ten dele via de leiding 18 en 10 met behulp van de pomp 11 naar de chemische menger 3b.

Het afvalwater van de pers 15 wordt verzameld na de 20 fase 4b in de houder 6c. Dit afvalwater wordt gebruikt op een corresponderende wijze, gedeeltelijk voor de bereiding van chemicaliën in de menger 3b, waarnaartoe het wordt geleid via de pomp 11 en de leiding 10, en gedeeltelijk naar de menger 3a via de leiding 19 en via de pomp 12 en de leiding 6.

25 Het afvalwater uit de eerste fase 4a wordt verzameld in de houder 6b en gebruikt voor het vervaardigen van bleek-vloeistof voor de eerste fase 4a in de chemische menger 3a, waaraan afvalwater wordt toegevoerd via de leiding 6 met behulp van de pomp 12. Een deel van het afvalwater uit de 30 houder 6b tezamen met de vloeistof die uitgeperst is met de rolpers 2, kan ook gerecirculeerd worden naar de rolpers via de leiding 28. Het belangrijkste deel van het afvalwater uit de pers 2 dat verzameld is in de houder 6c wordt gebruikt in een voorafgaande zuiverings- en/of zeefstap (niet getoond). 35 Teneinde het effekt te bereiken dat essentieel is voor de uitvinding, bijvoorbeeld voor het tijdens de gehele bleekstap handhaven van een in hoge mate uniforme graad van het bleek-chemicalieprofiel, in het bijzonder een uniform peroxidege-halte en pH waarde, is het belangrijk, naast het hiervoor 8 ” ~ 'j 7 0 W w w V 1 v . Ά- - 6 - genoemde principe van de tegenstroom voor het afvalwater, dat aanvullende chemicaliën worden toegevoerd tussen ten minste twee van de fasen in de stap. Bij het uitvoeringsvoor-beeld volgens fig. 1 wordt dit getoond doordat de bleekvloei-5 stof die toegevoerd wordt via de leiding 28 en welke peroxide, alkali, complexvormers en eventueel silicaten bevat, niet alleen wordt toegeveegd aan het systeem via de leiding 5 aan de menger 3a, maar ook via de leidingen 9 en 21 van de menger 3b en, respektievelijk 3c, waar de pulp ook wordt voorzien van 10 niet verbruikte chemicaliën van het afvalwater, zoals hierboven is beschreven.

Als gevolg van de werkwijze volgens de uitvinding kan het systeem in een verregaande mate gesloten zijn en kan tegelijkertijd het bleken worden uitgevoerd zonder gebruik te 15 maken van silicaten.

De -uitvinding is niet beperkt tot het getoonde uit-voeringsvoorbeeld, maar kan binnen het kader van de uitvin-dingsgedachte gevarieerd worden.

8c.' '

Claims (11)

1. Werkwijze voor het bleken van geconcentreerde pulpoplossingen met peroxiden, met het kenmerk, dat het bleken wordt uitgevoerd in twee of meer fasen, met het ontwateren en de chemische toevoeging tussen ten minste twee van de fases, 5 waarbij het·ontwateren tussen de fases wordt uitgevoerd tot een droog stofgehalte van ten minste 20%, bij voorkeur 25-45%/ dat de pH waarde en/of de perioxideconcentratie in de bleek-vloeistof wordt ingesteld voorafgaande aan elke fase voor het verkrijgen van een optimum peroxide en/of pH profiel van het 10 pulptype in kwestie, en dat na het voltooien van het bleken de pulp wordt ontwaterd tot een droog stofgehalte van ten minste 40%, bij voorkeur 45-50%, met behulp van een rolpers.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ontwateren wordt uit gevoerd met behulp van een wormpers.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het bleken wordt uitgevoerd in êén enkele stap.

4. Wefckwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pulpsuspensie voorafgaande aan het bleken wordt ontwaterd tot een droog stofgehalte van ten minste 40%, bij voorkeur 20 45-50%, met behulp van een rolpers.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bleekchemicaliën, zoals peroxiden, bijvoorbeeld E^C^, alkali, bijvoorbeeld NaOH, complexe vormende verbindingen, enzovoorts, worden toegevoegd aan de pulp voorafgaande aan 25 de fase in kwestie.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de bleekchemicaliën worden toegevoegd aan een chemische chest die aanwezig is voor elke fase.

7. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, 30 dat de bleekchemicaliën in een zodanige hoeveelheid voorafgaande aan elke fase worden toegevoegd, dat het pH en peroxide-gehalte in de pulp gelijk wordt aan de beginwaarden, dat wil zeggen gelijk wordt aan de waarden van de pulp in de beginfase.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 35 dat afvalbleekwater van het ontwateren wordt teruggevoerd in een tegenstroom van de ene fase naar de andere fase van het systeem, bij voorkeur dat afvalwater van de ene fase wordt o tJ V. i - ' - 8 - \ teruggestuurd tezamen met bleekchemicaliën aan de voorafgaande stap.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pH waarde voorafgaande aan elke fase wordt verhoogd 5 tot ten minste 7, bij voorkeur tot ten minste 8.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk/ dat het bleken wordt uitgevoerd in drie fasen.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afvalwater van het ontwateren voorafgaande aan de 10 bleekstap wordt teruggevoerd naar de zuiverings- en/of de filterstap. ^ ‘j 'J i -V