RO107715B1

RO107715B1 - Procedeu pentru inalbirea fara clor a celulozelor

Info

Publication number: RO107715B1
Application number: RO146180A
Authority: RO
Inventors: Herbert Sixta; Gerhard Goetzinger; Anton Hoeglinger; Peter Hendel; Wilfried Rueckl; Walter Peter; Friedrich Kurz; Alfred Schrittwieser; Manfred Schneeweisz
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1993-12-30
Also published as: FI102194B; DK0426652T3; FI102194B1; UA27098A1; EP0426652B1; NO904673L; JPH03152286A; LV10513A; ATE105599T1; GR910300078T1; CA2028788C; NO904673D0; TR24891A; BG51052A3; BR9005476A; YU204190A; ES2023623T3; LV10513B; YU47233B; HRP930459B1

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru înălbirea celulozelor, mai ales a celulozelor pentru fibre artificiale, de exemplu, a celulozelor din lemn de foioase, cu valori kapa inițiale de 15 ... 1, de preferință 4 ... 1, sau din celuloze de hârtie, de exemplu, celuloze din lemn de rășinoase, cu valori kapa inițiale până la 30, de preferință, până la 10, cu ajutorul ozonului, la care o suspensie de celuloză este adusă în contact, la o temperatură de 15 ... 80°C, de preferință 40 ... 70°C, și la o valoare pH de 1 ... 8, de preferință, 2 ... 3 cu un gaz care conține ozon, sub o agitare respectiv amestecare puternică, gazul conținând 20 ... 300 g/ητ, de preferință 50 ... 150 g/m’ ozon și fosindu-se cel mult 2% în masă, de preferință, 0,05 ... 0,5% în masă ozon față de cantitatea de celuloză.

Sunt cunoscute procedee de înălbire fără clor cu ozon, deci favorabile pentru mediul înconjurător, a celulozelor, care se prelucrează ia hârtie sau fibre care se deosebesc, în special. în ceea ce privește densitatea substanței și condițiile de reacție.

In principiu, există două tehnologii de procedeu deosebite: tehnologia cu consistență ridicată (HC) și tehnologia cu consistență redusă (LC).

înălbirea cu ozon. HC. se realizează la densități de peste 25%. în general la 35 ... 40%.

Dat fiind că înălbirea cu ozon nu se folosește singură, ci în combinație cu alte trepte de înălbire și înălbirile convenționale se pot exploata cu greu în astfel de intervale de densități ridicate de pastă, trebuie să se investească în instalații costisitoare de îndepărtare a apei. Reacția ozonului cu celuloza este o reacție în două faze, care decurge repede și complet.

în afară de costurile de investiții pentru instalațiile de îndepărtare a apei, mai este dezavantajos și atacul neomogen și dăunător pentru celuloză al ozonului în intervalul HC, mai ales la valori inițiale scăzute kapa. (în ceea ce privește importanța și definiția 5 lui kapa, a se vedea US-PS 4229252, coloana 2). De aceea, în literatură chiar se sfătuiește să nu se realizeze o înălbire cu ozon la valori kapa sub 10, în intervalul HC (Lindholm C.-A. Effect of pulp con10 ... sistency and pH in ozonbleaching, Part 4, Paperi ja Puu - Paper and Tinber 2/89; Lindholm C.A. Effect of pulp consistency and pH in ozonbleaching, Part 2, 1987 Int. Oxygen Delignification Conference, San 15 Diego, June 7-11, 1987, Proceedings,

p.155; Lindholm C.-A. Effect of pulp consistency and pH in ozonbleaching, Part 3, Nording Pulp and Paper Research Journal, No.1/1988).

Mai grave devin pierderile de celuloză, când celuloza a fost deja înălbită, înainte de înălbirea HC cu ozon, cu oxigen.

Conform stadiului tehnicii, se oferă ca alternativă numai înălbirea LC cu ozon, 25 dacă se dorește să se evite folosirea compușilor cu conținut de clor, dăunătoare pentru mediul înconjurător. în comparație cu înălbirea cu ozon HC, se folosește însă mai mult ozon, conducerea procesului este 30 mai complicată și se necesită mai multă energie pentru amestecare. Apoi volumele de reacție sunt mai mari și introducerea de substanță impură este mai mare.

Sub denumirea de consistență scăzută 35 (LC) se înțeleg la celuloză de obicei densități de până la 5 sau 6%. La înălbirea cu ozon există însă părerea unanimă că numai la densități ale pastei până la 1%. cel mult 2% se pot obține rezultate utile.

Astfel în US-PS 4216054 se revendică numai un interval de densități ale pastei de până la 0,7. Un astfel de interval de densități de pastă înseamnă însă cerințe mari în ceea ce privește o economie de apă în 45 circuit închis și cu aceasta, investiții suplimentare. în această publicație de brevet se cercetează în mod sistematic tehnologia LC pentru celuloză sulfat și s-a stabilit în acest caz că reacția ozonului cu celuloza este frânată de două bariere și anume: trecerea ozonului de la faza gazoasă în 5 faza lichidă și trecerea fazei lichide în faza solidă, adică la fibră. începând de la o putere minimă de amestecare de 11 kw/m³ este hotărâtoare, conform acestei publicații de brevet, numai cea de a doua 10 trecere.

Se cunoaște un procedeu de tipul arătat mai înainte din US-PS 4080249. Energia pentru agitare este conform revendicării 5 de preferință, maximum 18kwh/t suspen- 15 sie de celuloză. Mărimea bulelor de gaz conținând ozon trebuie să fie de maximum 3 mm. în această publicație de brevet sunt descrise în toate exemplele numai densități ale pastei între 1 și 2%, 20 este vorba deci în mod sigur despre un procedeu LC. Totuși, în acest brevet se revendică un interval de densitate a pastei de până la 10%, în mod evident pentru a evita eludările; conform revendicării 6 se 25 preferă totuși densități de pastă de sub 3%; în mod evident la valori mai mari sau putut obține numai rezultate nemulțumitoare.

Un lucru asemănător este valabil și 30 pentru US-PS 4372813, în care se vorbește în mod general despre o densitate de pastă între 1 și 40%. în exemplul de realizare se lucrează însă numai în intervalul LC. adică la o densitate de pastă de 35 1% (vezi tabelul I al acestui brevet). în esență acest brevet se refera la un procedeu de înălbire în mai multe trepte, la care într-una sau în mai multe trepte se folosesc ozon, și nu la un procedeu de 40 înălbire în sine.

Invenția și-a propus să aplice procedeul menționat la început. în intervalul consistenței medii (MC) în care caz bineînțeles să se obțină rezultate bune. în 45 comparație cu tehnologia LC.

Scopul invenției se realizează printr-un procedeu de felul arătat mai înainte, în care suspensia de celuloză are o densitate de pastă de 3 ... 20% în masă, de preferință 5 ... 20% în masă, în special 7 ... 15% în masă, iar gazul cu conținut de ozon se introduce în suspensia de celuloză cu o presiune de 1 ... 15 bar, de preferință, 1,1 ... 10 bar.

Intervalul de consistență medie oferă avantajul că recipientele de reacție se pot realiza la dimensiuni mai mici în comparație cu tehnologia LC, dar pe de altă parte cu toate acestea nu sunt necesare instalații de eliminare a apei, costisitoare, ca la tehnologia HC. Prin aplicarea presiunii la o agitare, respectiv amestecare puternică concomitentă, se obțin acum și în intervalul MC rezultate bune: are loc o reacție omogenă a celulozei cu ozon dar eficientă. Energia necesară pentru amestecare este mai redusă decât la LC. Reacția ozonului cu celuloza are loc într-un mod mai omogen decât la HC. Distrugerea celulozei este măsurată prin viscozitate și repartiția DP chiar la valori kapa foarte reduse - cu mult mai redusă decât la HC și cel puțin comparabilă cu LC. Consumul specific de ozon (consum de CL per punctul kapa eliminat) este mult mai redus la LC. Instalațiile existente se pot reechipa relativ ușor: în afară de o acidulare cu reglarea pH-ului (care ar fi necesară și la LC și HC), este necesară numai investiția pentru o pompă MC și pentru un amestecător MC. Este posibilă o recirculare a apelor uzate și o refolosire a gazelor reziduale din reacție conținând un rest de ozon, astfel încât procedeul lucrează în mod favorabil din punct de vedere al mediului înconjurător. Privit în general (energia de amestecare necesară, cantitatea de ozon folosită și instalațiile necesare), procedeul este foarte economic.

Un alt avantaj rezultă atunci când procedeul. conform invenției, se folosește ca treaptă cu ozon într-un proces de înălbire în mai multe trepte. Dat fiind că treptele cele mai multe care nu înălbesc cu ozon (de exemplu, înălbire cu oxigen) lucrează în majoritatea lor în intervalul MC, nu trebuie să se modifice consistența celulozei ca până acum între treptele individuale, astfel încât procedeul devine mai economic în totalitatea lui.

De fapt se cunoaște din AT-PS 380 496, efectuarea înălbirii cu ozon, sub presiune. în acest procedeu suspensia de celuloză se aduce în mod intens în contact în intervalul LC, (2,5 ... 4,5% densitate de pastă) cu un gaz cu conținut de ozon sub presiune (în exemplul de realizare 4 bar). Apoi celuloza se deshidratează până la o densitate de pastă de 10 ... 30%, ea fiind menținută atât în timpul deshidratării cât și cel puțin 20 min. după aceea la aceeași presiune și aceeași temperatură. Conform acestei publicații de brevet are loc apoi o reacție ulterioară, care este însă condiționată de contactul intim al celulozei LC cu gazul cu conținut de ozon (vezi pag. 3, rândurile 41-45 din publicația de brevet). Spre deosebire de aceasta, s-a găsit conform invenției de față că și celuloza MC poate fi filtrată cu succes direct cu un gaz cu conținut de ozon în mod direct, în măsura în care acesta stă sub presiune și este agitat, respectiv amestecat concomitent în mod puternic. Prin aceasta, cade diluarea și deshidratarea suspensiei de celuloză, așa cum este prevăzută conform AT-PS 380 496 (vezi pag. 3, rândurile 1920 și 35-36).

Pentru a obține rezultate optime, este adecvat ca raportul în volume gaz/lichid să fie de 1:0.5 ... 1:8. de preferință 1:1 ... 1:6.

Pentru comprimarea gazului cu conținut de ozon se folosesc de preferință, compresoare răcite, de preferință pompe cu inel dc apă.

De preferință se folosește pentru agita6 re, respectiv amestecare puternică un amestecător de tip high-shear. Amestecătoare high-shear sunt cunoscute și se folosesc până acum pentru aplicările cele mai diverse, astfel de exemplu pentru obținerea de dispersii pentru coloranți (DE-A 24 06 430), pentru obținerea de pulbere de rășină-PVC (US-A 3 775 359) și pentru obținerea de emulsii semisolide (US-A-3 635 834). Se cunoaște deja folosirea lor pentru suspensii de celuloză (JP-A 6 309 9389). Un amestecător high-shear posedă plăci cu ridicături, care sunt fixate la o anumită distanță unele de altele. Din aceasta nu rezultă o măcinare, ci o amestecare intimă.

Este adecvat, când procedeul se realimentează de mai multe ori în mod consecutiv, fiind realizată între diferitele cicluri câte o extracție alcalină. în acest caz extracția alcalină poate fi efectuată folosind oxigen sau peroxid. Această realizare multiplă poate fi asigurată în practică simplu prin aceea că o parte din celuloză este scoasă din reactor și este alimentată din nou în amestecătorul high-shear, astfel încât, rezultă un circuit închis.

Se preferă ca procedeul efectuat după o extracție intensificată cu oxigen și/sau peroxid, urmată eventual de o treaptă de peroxid alcalină și/sau că după aceea să urmeze o treaptă de peroxid sau o extracție alcalină. în treapta cu peroxid se poate folosi și oxigen.

în sfârșit, mai este adecvat dacă la tratarea cu ozon filtratul de apă uzată rezultat se alimentează cel puțin parțial în suspensia de celuloză. înainte ca aceasta să fie adusă în contact cu gaz conținând ozon, împreună cu filtratul de apă uzată fiind alimentat și acidul necesar pentru valoarea pH dorită, mai ales acid sulfuric. Dat fiind că filtratul de apă uzată este acid, se poate economisi în acest fel acid; în același timp se alimentează filtratul de apă uzată la o utilizare rațională, astfel încât el nu trebuie să fie eliminat, respectiv să fie evacuat într-un mod dăunător pentru mediul înconjurător.

Dacă se supun procedeului, conform invenției, celuloze din rășinoase cu valori kapa inițiale până la 30 respectiv până la 10, se obțin valori kapa sub 10, respectiv sub 5.

Dacă se supun procedeului, conform invenției, celuloze din foioase cu valori kapa inițiale de 4 până la 1, atunci se obțin valori kapa de 12 până la 0,5, respectiv de 1,5 până la 0,5. O albeață inițială de 50 ... 80% respectiv de 70 ... ... 80% se mărește la cel puțin 65 ... 90%, respectiv 75 ... 90%.

La procedeul conform invenției este avantajos cu repartiția greutăților moleculare să se fixeze pentru celuloze pentru fibre artificiale. în afară de aceasta, prin variația valorii pH, cantitatea de ozon folosită și variația temperaturii să se obțină viscozitatea. repartiția DP și reactivitatea, măsurată la valoarea de filtrare necesară pentru folosire mai departe a celulozelor.

Se dau în continuare opt exemple de realizare a invenției, în legătură cu fig. la și lb, care prezintă scheme de instalații de realizare a procedeului conform invenției.

Cu 1 este marcată alimentarea celulozei la înălbirea cu ozon dintr-una din treptele de înălbire anterioare, cum ar fi, înălbirea cu oxigen și/sau cu peroxid. cu extracție consecutivă alcalină. Filtratul acid de apă uzată 14. care rezultă la sfârșitul treptei de înălbire cu ozon, se adaugă la suspensia de celuloză, pentru a regla densitatea pastei și pentru a folosi restul de conținut de acid. în același timp are loc un adaos de acid 2. care reglează pH-ul, care stabilește valoarea pH-ului. Printr-o pompă MC 3 se transportă suspensia de celuloză într-un amestecător MC 4. care este de preferință, un amestecător high-shear.

Gazul cu conținut de ozon 7 se comprimă într-un compresor 8, și se introduce sub presiune în amestecătorul MC 4 sub presiune. în amestecătorul MC 4 are loc o amestecare intimă, rapidă a suspensiei cu gazul 7 cu conținut de ozon.

Reacția se conduce mai departe într-un reactor, care are construcția unui reactor cu țeavă 5, sub presiune. La sfârșitul țevii de reacție 5 este prevăzută o recirculație 9 (sub forma unei țevi și a unei pompe) a amestecului de reacție, pentru a supune eventual de mai multe ori suspensia de celuloză procedeului conform invenției.

în fig. la și lb este reprezentată legătura suspensiei de substanță în turnuri de înălbire 10 convenționale. Acest lucru nu este neapărat necesar conform invenției. în acest caz se face deosebirea dintre turnul ascendent și turnul descendent. La turnul ascendent (fig. la) suspensia de substanțăgaz aflată sub presiune se transportă în turnul de înălbire 10 cu sau fără clapeta 6. în turnul de înălbire 10 mai poate avea loc o reacție suplimentară. în intervalul evacuării substanței are loc detensionarea și gazul este evacuat printr-un dispozitiv de evacuare a gazului. Suspensia de celuloză detensionată se tratează cu apă de diluare 12 și se evacuează din turnul de înălbire 10 spre filtrul de spălare 13. Filtratul cu apă uzată care rezultă din aceasta 14 se alimentează printr-o recirculație de ape uzate 15 în alimentarea cu celuloză 1.

La utilizarea unui turn descendent (fig. lb) suspensia de substanță care vine din țeava de reacție 5 se conduce prin clapeta 6 și apoi se detensionează într-un dispozitiv de detensionare 16 până la presiunea atmosferică. Evacuarea substanței în turnul 10 are loc de asemenea, prin adaos de apă de diluare 12. Gazul sărac în ozon se conduce de asemenea, printr-un dispozitiv de evacuare a gazelor de evacuare, de exemplu, printr-o instalație catalitica sau termică de distrugere a ozonului.

Oxigenul rezultat din instalația de evacuare a gazelor de evacuare 11 poate fi introdus într-o treaptă de înălbire cu oxigen și excesul de oxigen poate fi recirculat, după treptele corespunzătoare de purificare, în instalația de obținere a ozonului. Dacă oxigenul nu este folosit într-o treaptă de înălbire cu oxigen, el poate să fie recirculat în totalitate, după treptele necesare de purificare.

Prin recircularea apelor uzate și a gazelor de evacuare, se poate economisi o parte din energie, mai ales la temperaturi mai ridicate ale procedeului.

Timpul de staționare a suspensiei de celuloză în țeava de reacție 5 și în țeava de înălbire 10 este în orice caz de sub 3 h, în mod normal sub 1 h, de preferință, chiar mai mic decât 5 min.

în cele ce urmează se supune o celuloză pentru fibră artificială din fag, respectiv molid pentru hârtie după o extracție tradițională cu oxigen, intensificată cu peroxid. unei înălbiri cu ozon conform invenției.

Indicații asupra prescurtărilor cuprinse în descriere:

atro = absolut uscat celuloză-sulfat = celuloza care a fost obținută prin procedeul cu sulfat

DP = grad de polimerizare (din engleză, degree of polymerisation)

CSB = necesarul chimic de oxigen oSR sau SR = gradul de măcinare conform Schopper-Riegler.

Exemplul 1. Celuloza posedă după extracția cu oxigen intensificată cu peroxid (treapta OPF) următorii parametri caracteristici:

Kapa nespălat 2.1;

Kapa spălat 1.9;

Albeață ............76% (Elrepho):

Viscozitate ............... 255mP;

Apă uzată însoțitoare CSB ..........

............... 5 g/kg celuloză atro.

io

Această celuloză se supune la o înălbire cu ozon, cu următorii parametri:

Presiune ................5,2 bar;

Densitatea pastei .............10%;

Temperatura ...............47 °C;

Valoarea pH ................ 2,3;

Consum specific de O₃ introdus ............. 1,82 g O₃/kg;

Consum specific de O₃ întrebuințat ............ 1,69 g/kg;

Conc. ozonului în gazul proaspăt ..............76,8 mg/IN;

Concentr. ozonului în gazul evacuat ...........5,2 mg/IN

Timpul de reacție . , . ........ 120 s;

Timpul de amestecare ......... 20 s;

Vg/Vl ........... 1/3,2 (la 5,2 bar);

Turația amestecătorului high-shear ............. 1700/min.

Celuloza înălbită prezintă următoarele cifre caracteristice:

Kapa 0.9;

delta Kapa 1,85;

consum de O₃/delta Kapa 0,91;

Albeață ..................83,5%;

delta albeață 7,5%;

Viscozitate ...............214mP;

delta viscozitate ........... 41 mP.

Exemplul 2. Celuloza are aceleași caracteristici ca în exemplul 1 cu următoarea excepție:

Kapa nespălat ................2,9.

Ea se supune unei înălbiri cu ozon cu următorii parametri:

Presiune ................ 5.0 bar;

Densitatea pastei ............ 9,5%;

Temperatura ............... 50 C;

pH .......................2.5:

Consum specific de ozon introdus ............... 1.60 g/kg;

Consum specific de ozon întrebuințat ............ 1.57 g/kg;

Conc. de ozon în gazul proaspăt ..............79,7 mg/IN;

Conc. de ozon în gazul evacuat ...............1.3 mg/IN;

Timpul de reacție ........... 120 s;

Timpul de amestecare 20 s;

Vg/Vl ........... 1/2,6 (la 5,0 bar);

Turația amestecătorului high-shear .............. 3200/min.5

Celuloza înălbită prezintă următoarele caracteristici:

Kapa 1,25;

delta Kapa 1,65;

consum de O₃/delta Kapa .......0,95;10

Albeață ..................82,5%;

delta albeață 6,5;

Viscozitatea .............. 227mP;

delta viscozitatea .......... 28mP;

Exemplul 3: Celuloza prezintă15 următoarele cifre caracteristice:

Kapa 1,9;

Viscozitatea .............. 255mP;

Gradul de înălbire ............76%.

Celuloza se supune unei înălbiri cu 20 ozon cu următorii parametri:

Presiune ................. 5 bar:

Densitatea pastei .............10%;

Temperatura ............... 50 C;

Valoarea pH .................5,0; 25

Cantitatea specifică de O' introdusă ............... 1,5 g/kg;

Consumul specific de O, ... 1,13 g/kg;

Conc. de ozon în gazul proaspăt ...............78 mg/lN; 30

Conc. de ozon în gazul evacuat ............... 17 mg/lN;

Timpul de reacție ........... 120 s;

Timpul de amestecare ........ 120 s;

V₂/V, ............ 1/2,6 (la 5 bar); 35

Turația amestecătorului high-shear ............. 3200/min.

Celuloza înălbită prezintă următoarele date caracteristice:

Kapa ...................... 1,1;40 delta Kapa 0,9;

Consum de O_;/delta Kapa 1.25;

Albeață ..................82,0%;

delta albeață ...............6,0 %;

Viscozitate ...............218mP;

delta viscozitate ........... 37mP.

Exemplul 4. Aceeași celuloză ca în exemplul 3 se supune unei înălbiri cu ozon cu următorii parametri:

Presiune ................5,0 bar;

Densitate de pastă .......... 10,7 %;

Temperatură ...............23 °C;

Valoarea pH .................2,5;

Cantitatea specifică introdusă de O₃ ................. 1,6 g/kg;

Consumul specific de O₃ .... 1,2 g/kg;

Timpul de reacție ........... 120 s;

Timpul de amestecare ........ 120 s;

Concentrația de ozon în gazul proaspăt .........83,2 mg/IN;

Concentrația de ozon în gazul evacuat ...............21 mg/IN;

V₂/V, ............ 1:2,6 (la 5 bar);

Turația amestecătorului high-shear ............. 3200/min.

Celuloza înălbită prezintă următoarele cifre caracteristice :

Kapa 0,60;

delta Kapa 1.3;

consum de O₃/delta Kapa 0,91;

Albeață ..................86,3%;

delta albeață ...............10,3%;

Viscozitatea .............. 228mP;

delta viscozitate ........... 27mP.

Deosebirile de proprietăți ale substanței între exemplul 3 și 4 se explică exclusiv prin valorile modificate ale pH și temperaturii.

Deci valoarea pH se pretează pentru reglarea viscozității.

Exemplele următoare 5 și 6 se referă la celuloza cu sulfit pentru hârtie din lemn de molid. S-au utilizat următoarele norme de examinare pentru parametrii de substanță:

LUNGIMEA DE RUPERE

WRA = posibilitatea de rupere în continuare

VISCOZITATEA

NORMA OL 1114 Indicația în m

DIN 53 115 Indicația în mNm/m

Zellcheming IV/30/62 Indicația în mPas.10

Exemplul 5. Materia primă a avut următorii parametri inițiali:

Kapa (Țapi 236 os-76) ........ 20,4;

Viscozitatea ......... 1500 mPa s.10;

Gradul de înălbire (Elrepho) . . 49,7%; Lungimea de rupere (24 oSR) . 8900 m; Lungima de rupere (41 oSR) . . 9200 m; WRA (24 oSR) ...... 1143 mNm/m;

WRA (41 oRS) ...... 1010 mNm/m;

Rezistența la plesnire (24 oRS) ............. 4,4 kg/cm²;

Rezistența la plesnire (41 oRS) ............. 4,2 kg/cm²;

înălbirea înălbirea a avut loc cu ajutorul secvenței:EOP-Z,-PE|-Z₂-PE₂ (EOP = tratament alcalin cu oxigen intensificat cu peroxid; Z=tratament cu ozon; PE = tratament alcalin cu peroxid).

a) într-un amestecător MC s-a realizat pentru o șarjă de celuloză treapta de EOP în următoarele condițiuni:

Introducere de NaOH 2.0%/atro substanță; Introducere de H₂O₂ 2.0%/atro substanță;

Introducere de O₂ ........... 2 bar;

Densitatea de substanță ....... 10%;

Timpul de staționare ...........3 h;

Temperatură ............... 80 °C.

în acest caz s-au obținut parametrii ai celulozei:

Kapa ......................6,6;

Gradul de înălbire .......... 7,5,5%;

Viscozitatea ......... 1498 mPas.10;

Lungimea de rupere . 7800 m (24 oSR); 8300 m (37 oSR);

WRA ....... 810 mNm/m (24 oSR);

1057 mNm/m(37 oSR);

Rezistența la plesnire ........3,3 kg/cm² (24 oSR);

3,5 kg/cm² (37 oSR). Cu această substanță preînălbită prin EOP s-a realizat restul de secvență Z,-PE,Z₂-PE₂ în trei feluri diferite V,, V₂, V,.

b). Treapta cu ozon - 1 (Z,)

Parametrii primei înălbiri cu ozon și cifrele caracteristice ale celulozei după prima înălbire cu ozon au fost după cum urmează:

Parametrul	v.	V₂	V,
Densitatea pastei (%)	8,5	8,2	9
Presiunea (bar)	5,6	5,6	5,6
Temperatură (°C)	20	31	44
Valoarea pH	2,5	2,5	2.5
Timpul de amestecare (s)	15	15	15
Timpul de reacție (s)	120	120	120
Turația (/min)	3200	3200	1500
Cantit. spec. introd. de ozon (kg/t)	1,85	1,78	1.94
Consum specific de ozon (kg/t)	1,80	1.70	1.86
V,/V_c (la 5.6 bar)	3,1	2.87	2.61
Kapa	4,9	4,5	4.0
delta kapa/consum de O,	0,94	1.2	1.40
Gradul de înălbire (%)	73.0	73,4	73.2
Viscozitatea (mPas.10)	1048	971	976

c) Treapta PE, 25 zei după tratament au fost după cum ur-

Parametrii primei tratări alcaline cu mează:

peroxid și cifrele caracteristice ale celulo107715

16

Parametrul	v.	V,	v₃
NaOh introdus (%, față de atro celuloză)		1.0		1,0	1,0
H₂O₂ introdus		0.7		0,7	0,7
Densitatea substanței (%)		10		10	10
Timpul de staționare (h)		2		2	2
Temperatura (°C)		65		65	65
Kapa		3.2		3,2	2,7
Gradul de înălbire (%)		83,5		84,3	85,2
Viscozitatea (mPas.10)		1047		981	972
d) Treapta de ozon - 2 (Z₂)
Parametrii celei de a doua înălbiri cu	după cea de a doua înălbire cu ozon au
ozon și cifrele caracteristice ale		celulozei	fost după cum urmează:
Parametrul		v.		v₂	v₃
Densitatea pastei (%)		8		8	8
Presiunea (bar)		5.6		5,6	5,6
Temperatura (°C)		21		33	45
Valoarea /?H		2.5		2.5	2,5
Timpul de amestecare (s)		15		15	15
Timpul de reacție (s)		120		120	120
Turația amestecătorului (/min)		3200		1800	3200
Cant. spec. introd. de ozon (kg/t)		2.70		2,38	2,34
Consum specif. de ozon (kg/t)		2.06		1,85	1,92
V]/V„ (la 5,6 bar)		2.5		2,6	2,5
Kapa		1.24		1,19	1,19
delta kapa/consum de 0,		0.95		1,08	0,79
Grad de înălbire (%)		82.3		83,9	83,5
Viscozitatea (mPas.10)		679		581	631
e) Treapta PE,			celulozei după tratament au fost următoa-
Parametrii celei de a doua tratări alea-	rele:
line cu peroxid și cifrele caracter	istice ale :
Parametrul		v,		V,	V.
NaOH introdus (% față de celuloză atro)		0.7		0.7	0,7
H.O, introdus (% față de celuloză atro)		0.5		0.5	0.5
Densitatea pastei (%)		10		10	10
Temperatura (O		65		65	65

18

Parametrul	v.	v₂	v₃
Kapa		0,6	0,6	0,6
Grad de înălbire (%)		90,6	90,0	90,0
Viscozitatea (mPas.10)	650	583	577
Lungimea de rupere	(oSR) m	7600 (20)	7900 (21)	7500 (20)
	(oSR) m 8000 (34)	8200 (36)	8000 (35)
WRA	(oSR) mNm/m 1043 (20)	1080 (21)	1060 (20)
	(oSR) mNm/m 1100 (34)	1040 (36)	1047 (35)
Rezist, la plesnire	(oSR) kg/cm² 3,13 (20)	3,30 (21)	3,27 (20)
	(oSR) kg/cm² 3,50 (34)	3,37 (36)	3,43 (35)

Valorile privind rezistența corespund celulozelor înălbite standardizat cu toate că gradul de înălbire este neobișnuit de mare (peste 90%) și valorile viscozității sunt scăzute. (Sub denumirea de înălbire 5 standardizată se înțelege secvența C-PEH-H. In acest caz C înseamnă înălbirea cu clor și H înălbirea cu hipoclorit).

Exemplul 6. Aceeași materie primă ca în exemplul 5 (celuloză cu sulfit pentru hârtia de molid) s-a supus secvenței de înălbire EOP-Z-PE pentru pretenții mai reduse în ceea ce privește gradul de albeață. S-au variat condițiile (V₄, V_s) a albirii finale (PE) cu scopul de a se obține grade de albire mai ridicate decât 85% la valori cât mai ridicate de rezistență.

a) înălbirea EOP a avut loc ca în exemplul 5.

b) înălbirea cu ozon (Z)

Parametrii înălbirii cu ozon și cifrele caracteristice ale celulozei după înălbirea cu ozon au fost după cum urmează: Densitatea de substanță (%) 12;

Presiunea (bar) 6,2;

Temperatura (°C) 24;

Valoarea pH 2,5;

Timpul de amestecare (s) 15;

Timpul de reacție (s) 120;

Turația amestecului MC(/min) . . .1700;

Cant. spec. introd. de O₃(kg/t) . . .2,62;

Consum spec. de ozon (kg/t) ....2,37:

V,/V_g 2,56;

Kapa 3,7;

delta kapa/consum de O, 1,22;

Viscozitatea (mPas.10) 771;

Grad de înălbire (%) 75,7.

c). Treapta PE

Parametrii tratamentului alcalin cu peroxid și cifrele caracteristice ale celulozei după tratament au fost următorii:

Parametrul	v₄	v₅
NaOH introdus (% față de celulo-
ză atro)	2.5	2.5
H₂O, introdus (%față de celuloză
atro)	1.0	1,5
Densitatea pastei (%)	10	10
Timpul de staționare (h)	-> 3
Temperatura (O	65	65
Săruri de Mg (%)	0.2	0.2
Kapa	2.0	1.6

Parametrul	v₄	v₅
Gradul de alb (%)	86,2	87,0
Viscozitatea (mPas.10)	904	713
Lungimea de rupere (oSR) m	7900 (23)	7800 (21)
m	8200 (34)	8100 (35)
WRA (oSR) mNm/m	1020 (23)	1030 (21)
Rez. la plesnire (oSR) kg/cm²	3,40 (23)	3,3 (21)

Valorile de rezistență ale celulozelor înălbite în trei trepte corespund în principiu celor înălbite în cinci trepte. Acest lucru este o indicație că la aplicarea secvențială a unor cantități specifice mici de ozon nu se înrăutățesc proprietățile de rezistență ale celulozelor, dar totuși se obțin grade foarte ridicate de alb.

Exemplul 7. O celuloză din lemn de molid obținută prin procedeul cu sulfat sa supus, după o extracție cu oxigen tradițională, la două trepte de înălbire diferite. conform invenției. Celuloza a avut, după extracția cu oxigen, următoarele cifre caracteristice:

Kapa ...................... 16;

Albeața ...................37,7;

Lungimea de rupere . 10.5 km(17°SR)^x);

10,7 km(21°SR)^x);

WRA ....... 1666 mNm/m(17°SR)^x>;

1620 mNm/m(2P’SR)^x);

Rezistenta la plesnire relativă ......7,42 kPam²/g (17SR)^XI;

7,13 kPam²/g (21'’SR)^X|.

Inălbirea a avut loc pe de-o parte cu ajutorul secvenței Z,-EC-Z,-P. pe de altă parte cu ajutorul secvenței Ζ,-ΕΟΡ-Ζ,-Ρ (Z = tratare cu ozon; EO - tratare alcalină cu oxigen; ECP = tratare alcalină intensificată cu oxigen; P = tratare cu peroxid).

a) . Tratarea cu ozon (Z, și Z₂) s-au realizat în următoarele condiții:

Densitatea pastei .............10%;

Presiunea .............. 8 bar (ZJ;

7 bar (Z₂);

Temperatură 50°C;

Valoarea /?H 2;

Timpul de amestecare 2 s;

Timpul de reacție ........... 120 s;

Turația .............. 3200 1/min;

Concentrația de ozon ..... 100 g/Nm^J;

Cant. spec. de ozon introd.

..........4kg/t substanță atro ^xx) (Z,);

Consumul de ozon ...........95%;

V./V,. .................1,69 (Z,);

1,96 (Z₂).

b) Treapta EO resp. EOP s-a realizat în următoarele condiții:

Densitatea de pastă ...........12%;

Temperatura ............... 90 °C;

NaOH introdus .............2,0 %;

Peroxid introdus ..........0,5 - 3%.

c) Tratarea cu peroxid (P) s-a realizat în următoarele condiții:

Densitatea de pastă ........... 12%;

Temperatura ............. 7O-8O'’C;

NaOH introdus .......... 0,5-2.5 %;

Peroxid introdus ...........0,5-2%.

Celuloza a avut după treptele individuale 30 următoarele proprietăți:

x) SR = grad de măcinare după Schopper-Riegler xx) atro = absolut uscat

22

Parametrul	Z, - EO - Z₂ - P	Z, - EOP - Z₂ - P
După Zj
Kapa	12	12
Albeața	41	41
înainte de Z,
Kapa	7	6
Albeața	62	65
după Z,	...
Kapa	4	3,5
Albeața	78	80
după P (complet înălbit)
Albeața	85	87
Lungimea de rupere (km)	9,8 (15°SR)^X)	9,7 (15°SR)^X)
	10,0 (23°SR)^X)	10,6 (22°SR)^X)
Rezistența la plesnire re-
lativă (kPa m²/g)	7,0 (15°SR)^X)	7,4 (15°SR)^X)
	7,5 (23°SR)^X>	7,6 (22°SR)^X)
WRA (mNm/m)	1816 (15°SR)^X)	1780 (15°SR)^X>

x) SR = grad de măcinare după Schopper-Riegler

Exemplul 8. (încercare comparativă)

Pentru comparație cu exemplul 7 s-a supus aceeași celuloză unei înălbiri cu clor cu o secvență de înălbire Ζ,-ΕΟ-Ζ₂D (D = înălbire cu bioxid de clor).

Condițiile de procedeu ale treptei Z,. ale treptei EO și alr treptei Z₂ au fost identice cu cele ale exemplului 7. Condițiile de reacție ale treptei D au fost următoarele:

Densitatea pastei .......... 10-12;

Temperatura ................70°C;

Clor activ ..................1%.

Celuloza a avut după treptele individuale următoarele proprietăți:

Parametrul	Z, - EO - Z₂ - D
După Z,
Kapa	12
Albeața	41
înainte de Z,
Kapa	7
Albeața	62
după Z,
Kapa	4
Albeața	78
după D (albit complet)
Albeața	89

Parametrul	Zj - EO - Z₂ - D
Lungime de rupere (km)	9,8 (15° SR)^X> 11,0 (24° SR)^X>
Rezistența relativă la plesnire (kPa m²/g)	7,2 (15° SR)^X) 7,5 (24° SR)^X)
WRA (mNm/m)	1820 (15° SR)^X> 1520 (22° SR)^X)

Din exemplele 7 și 8 rezultă că în ceea ce privește proprietățile de rezistență nu există diferențe pe de-o parte între celuloza nealbită sau albită cu clor și pe de altă parte față de celuloza albită fără clor, conform invenției.

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru înălbirea fără clor a celulozelor, mai ales a celulozelor pentru fibre artificiale, de exemplu, celuloză din lemn de foioase, cu valori kapa inițiale de 15 ... 1. de preferință 4 ... 1. sau a celulozelor pentru hârtie, de exemplu, celuloze din rășinoase cu valori inițiale kapa până la 30, de preferință până la 10. cu ajutorul ozonului la care o suspensie de celuloză este adusă în contact la o temperatură de 15 ... 80°C. de preferință. 40 ... 70C și la un pH de 1 ... 8. de preferință, 2 ... 3 cu un gaz conținând ozon, sub o agitare, respectiv amestecare puternică. gazul conținând 20 300g/m\ de preferință. 30 ... 150 g/m' ozon, fiind folosite cel mult 2% de masă, de preferință. 0.05 ... 0.5% de masă de ozon față de celuloza absolut uscată, caracterizat prin aceea că suspensia de celuloză are o densitate de pastă de 3 ... 20% de masă, de preferință. 5 ... 20% de masă. în special 7 ... 15% de masă, și că gazul cu conținut de ozon se introduce în suspensia de celuloză cu o presiune de I ... 15 bar. de preferință I. I ... 10 bar.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că raportul în volume gaz: lichid este 1:0,5 ... 1:8, de preferință 1:1 ... 1:6.

5
3. Procedeu, conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că pentru comprimarea gazului cu conținut de ozon se folosesc compresoare răcite, în sine cunoscute, de preferință, pompe cu inel de 10 apă.
4. Procedeu, conform uneia din revendicările 1 ... 3, caracterizat prin aceea că pentru agitare, respectiv, amestecare puternică se folosește un amestecător în sine

15 cunoscut tip high-shear.
5. Procedeu, conform uneia din revendicările 1 ... 4, caracterizat prin aceea că el se realizează de mai multe ori consecutiv, eventual între cicluri, fiind realizată o

20 extracție alcalină.
6. Procedeu, conform uneia din revendicările I ... 5, caracterizat prin aceea că el se realizează după o extracție intensificată cu oxigen sau peroxid. eventual

25 urmată de o treaptă alcalină cu peroxid.
7. Procedeu, conform uneia din revendicările 1 ... 6. caracterizat prin aceea că după aceea urmează o treaptă cu peroxid sau o extracție alcalină.

30 8. Procedeu, conform uneia din revendicările 1 ... 7, caracterizat prin aceea că filtratul de ape uzate rezultat la tratamentul cu ozon este alimentat cel puțin parțial în suspensie de celuloză.

35 înainte ca aceasta să fie adusă în contact cu gazul conținând ozon. împreună cu fii107715 tratul de ape uzate fiind alimentat și acidul necesar pentru obținerea valorii dorite de pH, în special, acid sulfuric.