SK281290B6 - Spôsob bielenia buničiny bez použitia chlóru - Google Patents

Abstract

Pri bielení buničiny z listnatého alebo ihličnatého dreva sa suspenzia buničiny privádza za intenzívneho miešania, prípadne zmiešavania, pri teplote 15 až 80 °C a pH 1 až 8 do styku s plynom obsahujúcim ozón, pričom suspenzia buničiny má hustotu látky 5 až 20 % hmotn. a plyn obsahujúci ozón sa zavádza s tlakom 0,1 až 1,5 MPa do suspenzie buničiny.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu bielenia buničiny, najmä chemickej buničiny na syntetické vlákna, napríklad buničiny z listnatého dreva, s východiskovými hodnotami kapa 15 až 1, výhodne 4 až 1, alebo papierovej buničiny, napríklad buničiny z ihličnatého dreva, s východiskovými hodnotami kapa až 30, výhodne až 10, pomocou ozónu, pri ktorom sa suspenzia buničiny privedie do styku pri teplote 15 až 80 °C, výhodne 40 až 70 °C, a pri hodnote pH 1 až 8, výhodne 2 až 5, za mohutného miešania, prípadne zmiešavania, s plynom obsahujúcim ozón, pričom plyn obsahujúci ozón obsahuje až 300 g/m³, výhodne 50 až 150 g/m³ ozónu a pri ktorom sa použijú maximálne 2 % hmotn. ozónu, výhodne 0,05 až 0,5 % hmotn. ozónu vzhľadom na absolútne suchú buničinu.

Doterajší stav techniky

So zreteľom na spôsoby bielenia buničiny bez použitia chlóru, teda priaznivých pre životné prostredie, ktoré sa dajú spracovať na papier a vlákna pomocou ozónu, boli už na ne udelené početné patenty; tieto sa líšia predovšetkým v rozmedzí hustoty látok a reakčných podmienkach.

V princípe sa propagujú dve rozdielne technológie: (HC) a nízkokonzistentné technológie (LC).

Vysokokonzistentné bielenie ozónom (RC-bielenie ozónom) (HC-bielenie ozónom) sa uskutočňuje pri hustotách látok nad 25 %, všeobecne pri 35 až 40 %.

Vzhľadom na to, že bielenie ozónom sa normálne nepoužíva samotné, ale v kombinácii s inými stupňami bielenia, a konvenčné bielenie sa len ťažko uskutočňuje s takýmito širokými rozmedziami hustoty látok, je nutné investovať do drahých odvodňovacích zariadení. Reakcia ozónu s buničinou je dvojfázovou reakciou, ktorá prebieha rýchlo a dokonalo.

Okrem investičných nákladov na odvodňovacie zariadenie je nevýhodou aj nehomogénny a celulózu poškodzujúci atak ozónu v oblasti HC, predovšetkým pri nízkych východiskových hodnotách kapa (s ohľadom na význam a definíciu kapa sa odkazuje na US-P 4 229 292, stĺpec 2). Preto sa v literatúre dokonca odrádza od toho, aby sa pri hodnotách kapa pod 10 uskutočňovalo HC-bielenie ozónom. (Lindholm C.-A. „Effect of púlp consistency and pH in Ozonbleaching“, Part 4, Páperi ja Puu-Paper and Timber 2/1989; Lindholm C: A. „Effect of púlp consistency and pH in ozonbleaching“. Part 2,1987 Int. Oxygen Delignification Conference, San Diego, June 7-11, 1987, Procedings, p. 155; Lindholm C.-A. „Effect of púlp consistency and pH in ozonbleaching“ Part 3, Nordic Púlp and Páper Rcsearch Joumal, No. 1/1988).

K ešte horšiemu poškodeniu celulózy dochádza vtedy, keď sa celulóza bieli už kyslíkom pred HC-bielením ozónom.

Ako alternatíva sa podľa stavu techniky ponúka len LC-bielenie ozónom, ak sa chceme vyhnúť použitiu zlúčenín obsahujúcich chlór, ktoré poškodzujú životné prostredie. V porovnaní s HC-bielením ozónom sa však spotrebuje viac ozónu, vedenie spôsobu je komplikovanejšie a spotrebuje sa veľmi veľa energie na miešanie. Ďalej reakčné objemy sú väčšie a taktiež je väčšie aj množstvo nečistôt.

Pod pojmom nízka konzistencia (LC) sa pri celulóze zvyčajne rozumejú hustoty látok až 5 alebo 6 %. Pri bielení ozónom prevláda však jednomyseľná mienka, že použiteľné výsledky sa dajú dosiahnuť len do 1 %, maximálne do 2%.

V US-P 4 126 654 sa nárokuje rozsah hustôt látok len do 0,7 %. Takýto rozsah hustôt látok však predstavuje vysoké nároky na uzavreté vodné hospodárstvo, a tým dodatočné investície. V tomto patentovom spise sa LC-technológia skúša systematicky pre sulfátovú buničinu a pritom sa konštatuje, že reakcia ozónu s buničinou je indikovaná dvoma bariérami: prechodom ozónu z plynnej fázy do kvapalnej fázy a prechodom kvapalnej fázy do tuhej fázy, to znamená na vlákna. Od minimálneho výkonu miešania 11 kW/m³ je podľa tohto patentového spisu určujúci už len druhý prechod.

Spôsob uvedeného druhu je známy z US P 4 080 249. Miešacia energia je podľa nároku 5 tohto spisu maximálne 18 kWh/t suspenzie buničiny. Veľkosť bubliniek plynu obsahujúceho ozón je maximálne 3 mm. V tomto patentovom spise sa opisujú vo všetkých príkladoch len hustoty látok medzi 1 až 2 %, ide teda jednoznačne o LC-spôsob. V tomto patentovom spise je však nárokovaný zrejme na zabránenie obchádzania - rozsah hustôt látok až do 10 %, podľa nároku 6 tohto spisu sú však výhodné hustoty látok pod 3 %; zrejme je možné pri vyšších hodnotách dosiahnuť len neuspokojivé výsledky.

Podobne to platí aj pre US-P 4 372 812. Tu sa pri bielení ozónom hovorí paušálne o hustote látky medzi 1 a 40 %. V príklade uskutočnenia sa tu pracuje len v LC-oblasti, a to pri hustote látok 1 % (pozri tabuľku 3 tohto patentového spisu). Sám osebe sa tento patentový spis zaoberá viacstupňovým spôsobom bielenia, pri ktorom sa ozón používa v jednom alebo vo viacerých stupňoch, a nie samotným bielením ozónom.

Úlohou vynálezu je použiť uvedený spôsob v rozmedzí stredných konzistencií (MC), pričom sa samozrejme pri porovnaní s LC-technikou majú dosiahnuť dobré výsledky.

Podstata vynálezu

Táto úloha sa vyrieši pomocou spôsobu bielenia buničiny bez použitia chlóru, najmä chemickej buničiny na syntetické vlákna, napríklad buničiny z listnatého dreva s východiskovými hodnotami kapa 15 až 1, alebo papierovej buničiny, napríklad buničiny z ihličnatého dreva, s východiskovými hodnotami kapa až do 30, pomocou ozónu, pri ktorom sa suspenzia buničiny privádza za intenzívneho miešania, prípadne zmiešavania, pri teplote 15 až 80 °C a pri hodnote pH 1 až 8 do styku s plynom obsahujúcim ozón, pričom plyn obsahujúci ozón obsahuje 20 až 300 g/m³ ozónu a pri ktorom sa použijú maximálne 2 % hmotn. ozónu vzhľadom na absolútne suchú buničinu, ktorého podstata spočíva v tom, že suspenzia buničiny má hustotu látky 5 až 20 % hmotn. a plynný ozón sa zavádza s tlakom 0, l až 1,5 MPa do suspenzie buničiny.

Podľa výhodného vytvorenia spôsobu podľa vynálezu sa ozón zavádza s tlakom 0,11 až 1 MPa do suspenzie buničiny.

Rozsah stredných konzistencií ponúka tú výhodu, že sa reakčné nádrže môžu vyrobiť menšie v porovnaní s LC-technikou, ale napriek tomu nie sú nutné žiadne drahé odvodňovacie zariadenia ako pri HC-technike. Použitím tlaku za súčasného mohutného miešania, prípadne zmiešavania, sa dosiahnu teraz aj v MC-oblasti dobré výsledky; dochádza k homogénnej a šetrnej, ale pritom účinnej reakcii buničiny s ozónom. Potrebná miešacia energia je nižšia ako pri LC. Reakcia ozónu s buničinou prebieha s väčšou homogenitou ako pri HC. Poškodenie celulózy je merané na viskozite a rozdelení DF - aj pri veľmi nízkych hodnotách kapa zrejme nižšie ako pri NC a prinajmenšom porovnateľ2

SK 281290 Β6 né s LC. Špecifická spotreba ozónu 03 - spotreba pre eliminovaný bod kapa (je zreteľne nižšia ako pri LC). Súčasné zariadenia sa dajú relatívne ľahko prestavať okrem okyslenia regulovaného pH (ktoré by bolo nutné aj pri LC a HC-technike) je nutné investovať len do MC-čerpadla a MC-miešadla. Možné je spätné vracanie odpadovej vody a opätovné použitie reakčných plynov so zvyškovým obsahom ozónu, takže spôsob pracuje s ohľadom na životné prostredie priaznivo. Vcelku sa pozoruje, že spôsob je veľmi hospodárny (nevyhnutná miešacia energia, použité množstvo ozónu a nevyhnutné zariadenie).

Ďalšia výhoda vyplýva z toho, keď sa spôsob podľa vynálezu využíva pri viacstupňovom bielení ako stupeň ozónu. Vzhľadom na to, že totiž najčastejšie stupne nebieliace ozónom (napríklad bielenie kyslíkom) pracujú najčastejšie v HC-oblasti, nie je nutné, ako to bolo predtým, meniť konzistenciu buničiny medzi jednotlivými stupňami, takže celkový postup je hospodárnejší.

Z AT-P 380 496 je už síce známe, že sa bielenie ozónom uskutočňuje s použitím tlaku, pri tomto spôsobe sa suspenzia buničiny v LC-oblasti (2,5 až 4,5 % látkovej hustoty) privádza intenzívne pod tlakom (v príklade uskutočnenia 0,4 MPa) do styku s plynom obsahujúcim ozón. Nakoniec sa buničina odvodní na hustotu látky 10 až 30 %, pričom sa počas odvodňovania aj minimálne 20 minút po ňom udržiava ten istý tlak a tá istá teplota. Podľa tohto patentového spisu sa potom uskutočňuje doreagovanie, ktoré je podmienené tesným kontaktom LC-buničiny s plynom obsahujúcim ozón (pozri strana 3, riadky 41 až 45 patentového spisu). V protiklade k tomu sa podľa predloženého vynálezu zistilo, že sa môže úspešne spracovať aj MC-buničina priamo a plynom obsahujúcim ozón, pokiaľ je táto pod tlakom a súčasne sa mohutne mieša, prípade zmiešava. Preto odpadá zrieďovanie a odvodňovanie suspenzie buničiny, ako sa to deje podľa AT-P 380 496 (pozri strana 3, riadky 15 až 20 a 30 až 36).

Aby sa dosiahli optimálne výsledky, je účelné, aby objemový pomer plyn : kvapalina bol 1 : 0,5 až 1 : 8.

Výhodne je objemový pomer plyn : kvapalina 1 : 1 až 1 :6.

Na komprimovanie plynu obsahujúceho ozón sa výhodne používa chladený kompresor, výhodne vodokrúžkové čerpadlo. Na intenzívne miešanie alebo zmiešavame sa používa high-shear-miešačka.

High-shear-miešačky sú známe a často sa používajú na najrozličnejšie účely, napríklad na výrobu disperzií farieb (DE-A 24 06 430), na výrobu práškových PVC živíc (US-A 3 775 359) a na výrobu polotuhých emulzií (US-A 3 635 834), známe je už i to, že sa používajú na prípravu suspenzií buničiny (JP-A 6 309 9389).

High-shear-miešačka má dosky s vyvýšeninami, ktoré sú umiestnené v určitej vzdialenosti od seba. Týmto nedochádza k mletiu, ale k dokonalému premiešaniu. Účelné je, keď sa spôsob uskutočňuje niekoľkokrát za sebou, pričom medzi jednotlivými krokmi sa uskutočňuje alkalická extrakcia. Alkalická extrakcia sa pritom môže uskutočňovať s použitím kyslíka alebo peroxidu. Toto viacnásobné uskutočnenie sa môže v praxi jednoducho zaistiť tak, že sa časť buničiny za reaktorom odoberie a ešte raz privedie do high-sher miešačky, takže vznikne cyklus.

Výhodné je, keď sa spôsob uskutočňuje po extrakcii zosilnenej kyslíkom a/alebo peroxidom a potom sa do suspenzie buničiny zavádza plynný ozón s tlakom 0,1 až 1,5 MPa.

Výhodné je, keď sa po extrakcii zosilnenej kyslíkom a/alebo peroxidom zaradí alkalický peroxidický stupeň a potom sa do suspenzie buničiny zavádza plynný ozón s tlakom 0, 1 až 1, 5 MPa.

Po zavedení ozónu s tlakom 0,1 až 1,5 MPa do suspenzie sa môže zaradiť peroxidický stupeň alebo alkalická extrakcia.

Napokon je tiež účelné, keď sa buď všetok odpadajúci filtrát odpadovej vody alebo jeho časť, ktorý odpadá pri spracovaní ozónom, privádza do suspenzie buničiny skôr, ako sa táto privedie do styku s plynným ozónom, pričom sa spolu s filtrátom odpadovej vody privádza aj potrebná kyselina, najmä kyselina sírová, na nastavenie žiadanej hodnoty pH. Vzhľadom na to, že filtrát odpadovej vody je kyslý, môže sa týmto spôsobom ušetriť kyselina; súčasne sa filtrát odpadovej vody účelne využije, takže sa nemusí zneškodňovať, prípadne vypúšťať za ničenia životného prostredia.

Ak sa spôsobu podľa vynálezu podrobí buničina ihličnatého dreva s východiskovými hodnotami kapa až 30, prípadne až 10, dosiahnu sa hodnoty pod 10, prípadne pod 5.

Ak sa spôsobu podľa vynálezu podrobí buničina listnatých stromov s východiskovými hodnotami 15 až 1, prípadne 4 až 1, potom sa dosiahnu hodnoty kapa 12 až 0,5, prípadne 1,5 až 0,5. Východisková svetlosť je 50 až 80 %, prípadne 70 až 80 %, a táto sa zvýši na najmenej 65 až 90 %, prípadne 75 až 90 %.

Pri spôsobe podľa vynálezu je výhodné, že sa môže určiť rozdelenie molekulových hmotností chemických buničín na syntetické vlákna. Okrem toho sa môže variáciou hodnoty pH, použitého množstva ozónu a teploty dosiahnuť viskozita potrebná na ďalšie použitie buničiny, ako aj rozdelenie DP a reaktivita, merané na hodnote filtra, potrebné na ďalšie použitie buničiny. J*, vl*r

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález sa bližšie vysvetľuje pomocou obr. la a lb. Obr. znázorňujú zariadenie, ktoré je vhodné na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie má prívod 1 buničiny na bielenie ozónom z jedného z predchádzajúcich bieliacich stupňov, ako je bielenie kyslíkom a/alebo peroxidom a nasledujúcou alkalickou extrakciou. Kyslý fitrát 14 odpadovej vody, ktorý odpadá na konci stupňa bielenia ozónom, sa pridáva k suspenzii buničiny, aby sa nastavila hustota látky a využil obsah zvyškovej kvapaliny. Súčasne nasleduje prídavok kyseliny 2 na reguláciu hodnoty pH, ktorý urči hodnotu pH. Pomocou MC-čerpadla 3 sa suspenzia buničiny dopravuje do miešačky 4, ktorou je výhodne high-shear-miešačka.

Plyn 7 obsahujúci ozón sa komprimuje v kompresore 8 a zavádza sa pod tlakom do MC-miešačky 4. V MC-miešačke 4 dochádza k dokonalému, rýchlemu premiešaniu suspenzie a plynu 7 obsahujúceho ozón.

Reakcia sa ďalej uskutočňuje v reaktore, ktorý je vytvorený ako reakčná rúrka 5, pod tlakom. Na konci reakčnej rúrky 5 je spätné vedenie 9 (v tvare rúrky a čerpadla) na reakčnú zmes, aby sa suspenzia buničiny podrobila spôsobu podľa vynálezu prípadne viackrát.

Na obr. la a lb je znázornené spojenie zaplynovanej suspenzie látky v konvenčnej bieliacej veži 10. Toto nieje podľa vynálezu bezpodmienečne nutné. Pritom sa rozlišuje vzostupná a zostupná veža. Pri vzostupnej veži (obr. la) sa suspenzia plynu a látky stojaca pod tlakom dopravuje do

SK 281290 Β6 bieliacej veže 10 so škrtením 6 alebo bez neho, kde môže prebiehať ešte doreagovanie. V oblasti vynášania látky dochádza k uvoľneniu z tlaku a odpadový plyn sa odvádza vedením 11 na odpadové plyny. Suspenzia buničiny uvoľnená z tlaku sa doplňuje zrieďovacou vodou 12 a vysuší sa z bieliacej veže 10 do premývacieho filtra 13. Pritom odpadajúci fitrát 14 odpadovej vody sa privádza cez spätné vedenie 15 odpadovej vody k prívodu 1 buničiny.

Pri použití zostupnej veže (obr. lb) sa zaplynovaná suspenzia látky, prichádzajúca z reakcií rúrky 5, vedie cez škrtiaci ventil 6 a potom sa v zaplynovacom zariadení uvoľňuje na atmosférický tlak. Vynášanie látky do bieliacej veže 10 sa uskutočňuje taktiež prídavkom zrieďovacej vody 12. Odpadový plyn chudobný na ozón sa vedie tiež cez vedenie 11 odpadových plynov, napríklad katalytické alebo tepelné zariadenie na rozklad ozónu.

Kyslík odpadajúci vo vedení 11 odpadových plynov sa môže používať v stupni bielenia kyslíkom a nadbytok kyslíka sa môže po príslušnom čistení vracať do ozonizátora. Ak sa kyslík nepoužije v stupni bielenia kyslíkom, potom sa môže všetok vracať po potrebných krokoch čistenia späť.

Spätným vedením odpadovej vody a odpadového plynu sa môže najmä pri vysokých teplotách použitých pri prevádzaní vzduchu ušetriť trochu energie.

Zdržanie suspenzie buničiny v reakčnej rúrke 5 a v bieliacej rúrke 10 je vo všetkých prípadoch kratšie ako 3 h, normálne kratšie ako 1 h, výhodne dokonca kratšie ako 5 minút.

V nasledujúcich príkladoch sa teraz podrobuje buková chemická buničina na syntetické vlákna alebo smreková papierová buničina po zvyčajnej, peroxidom zosilnenej extrakcii kyslíkom, bieleniu ozónom podľa vynálezu.

Príklad 1

Buničina má po extrakcii kyslíkom zosilnenej peroxidom (EOP-stupni) nasledujúce charakteristické hodnoty:

kapa nepranej	: 2,1
kapa pranej	: 1,9
svetlosť	: 76 % (Elrepho)
viskozita CSB-sprievodná odpadová	: 255 mP (= 25,5 mPa,s)
voda	: 5 g/kg absolútne suchej buničiny
Podrobí sa bieleniu ozónom s nasledovnými parametrami:
tlak	: 0,52 MPa
hustota látky	: 12%
teplota	: 47 °C
hodnota pH	: 2,3
špec. použitie O3	: l,82gOj/kg
špec. spotreba O3 koncentrácia ozónu v	: 1,69 g/kg
čerstvom plyne koncentrácia ozónu v	: 76,8 mg/Nl
odpadovom plyne	: 3,2 mg/Nl
reakčný čas	: 120 s
čas miešania	:20s
vg/v, počet otáčok high-shear-	: 1/3,2 (pri 0, 52 MPa)
-miešačky	: 1700/min.

Vybielená buničina hodnoty: kapa delta kapa spotreba O₃/delta kapa má nasledovné charakteristické : 0, 9 : 1,85 :0,9i svetlosť delta svetlosti viskozita delta viskozity rametrami: tlak hustota látky teplota hodnota pH špec. použitie ozónu špcc. spotreba ozónu koncentrácia ozónu v čerstvom plyne koncentrácia ozónu v odpadovom plyne reakčný čas čas miešania

Vg/Vi počet otáčok high-shear-miešačky

Vybielená buničina hodnoty: kapa delta kapa spotreba O₃/delta kapa svetlosť delta svetlosti viskozita delta viskozity

Príklad 3 kapa viskozita stupeň svetlosti

Podrobí sa bieleniu rami: tlak hustota látky teplota hodnota pH špec. použitie O₃ špec. spotreba O₃ koncentrácia ozónu v čerstvom plyne koncentrácia ozónu v odpadovom plyne reakčný čas čas miešania V/V, počet otáčok high-shear-miešačky

Vybielená buničina hodnoty: kapa delta kapa spotreba Oj/delta kapa : 83, 5 % : 7,5 % : 214 mP (= 21,4 mPa.s) : 41 mP (= 4,1 mPa.s)

Príklad 2

Buničina má tie isté charakteristické hodnoty ako v pri· klade 1 s nasledovnou výnimkou: kapa nepranej : 2,9

Buničina sa podrobí bieleniu ozónom s nasledovnými pa:0,52MPa : 9,5 :50°C : 2,5 : 1,60 g/kg : 1,57 g/kg : 79,7 mg/Nl : 1,3 mg/Nl : 120 s :20s : 1/2, 6 (pri 0, 5 MPa) : 3.200/min.

má nasledovné charakteristické :1,25 :1,65 :0,95 : 82, 5% : 6,5 % : 227 mP (= 22,7 mPa.s) : 28 mP (= 2,8 mPa.s)

Buničina má nasledovné charakteristické hodnoty:

: 1,9 : 255 mP (=22,5 mPa.s) : 76 % ozónom s nasledovnými paramet: 0,5 MPa : 10 : 50 °C : 5,0 : 1,5 g/kg : 1,13 g/kg : 78 mg/Nl : 17 mg/Nl : 120 S :20s : 1/2,6 (pri 0, 5 MPa) : 3.200/min.

má nasledovné charakteristické : 1,1 :0,9 : 1,25

SK 281290 Β6 svetlosť delta svetlosti viskozita delta viskozity : 82, 0 % : 6,0 % :210mP(=2,l mPa.s) : 37 mP (= 3,7 mPa.s)

Príklad 4

Tá istá buničina ako v príklade 3 sa podrobí bieleniu ozónom s nasledovnými parametrami:

EOP-Z₁-PE₁-Z₂-PE₂ (POP = alkalické spracovanie kyslíkom zosilnené peroxidom, Z = spracovávanie ozónom; PE = alkalické spracovanie peroxidom).

a) EOP stupne šarže buničiny sa uskutočňovali v MC-miešačke podľa nasledujúcich podmienok:

tlak hustota látky teplota hodnota pH špec. použitie O₃ špec. spotreba O₃ reakčný čas čas miešania koncentrácia ozónu v čerstvom plyne koncentrácia ozónu v odpadovom plyne VA.

počet otáčok high-shear-miešačky

Vybielená buničina hodnoty: kapa delta kapa spotreba O₃/delta kapa svetlosť delta svetlosti viskozita delta viskozity : 0,5 MPa : 10,7% : 23 °C :2,5 : l,6g/kg : l,2g/kg : 120 s : 120 s : 83,2mg/Nl vsádzka NaOH vsádzka H₂O₂ použitie O₂ hustota látky čas zdržania teplota : 2,0 % (absolútne suchá látka) : 2,0 % (absolútne suchá látka) : 0, 2 MPa : 10% :3h : 80 °C

Pri tom sa získali nasledovné parametre buničiny:

: 21 mg/Nl : 1/2,6 (pri 0,2 MPa) kapa stupeň svetlosti viskozita tržná dĺžka

WRA pevnosť v prietlaku : 3.200/min.

má nasledovné charakteristické : 6,6 : 75,5 % : 1498 mPas.10 : 7800 m (24oSR);8300 m (37oSR);

: 810 mNm/m (24oSR); 1057 mNm/m (37oSR);

: 3,3 kg/cm² (24oSR);

3,5 kg/cm² (37oSR)

S touto EOP predbielenou látkou sa uskutočnili zvyškové sekvencie Z₁-PE₁-Z₂-PE₂ tromi rôznymi spôsobmi V_b v₂,v₃.

0,60

1.3

0,91

86.3 %

10.3 %

228 mP (= 22,8 mPa.s) mP (= 2,8 mPa.s)

b) ozónový stupeň -1 (Z])

Parametre prvého bielenia ozónom a charakteristické čísla buničiny po prvom bielení ozónom boli nasledovné:

Rozdiely medzi vlastnosťami látok z príkladu 3 a 4 sa dajú výlučne pripísať zmenenej hodnote pH a zmenenej teplote.

Hodnota pH je teda vhodná na nastavenie viskozity.

Nasledovné príklady 5 a 6 sa vzťahujú na papierovú sulfitovú buničinu zo smrekového dreva. Pre parametre látky sa použili nasledovné skúšobné vzorky:

TRZNA DĹŽKA ENORM L 1114

WRA = odolnosť proti ďalšiemu trhaniu viskozita

DIN53 115 Zelleheming IV/30/62 údaje v m údaje v mNm/m údaje v mPas.10

Parametre	VI	V2	V3 ;-
hustota látky (?)	8,5	8,2	9
tlak (MPa)	0,56	0,56	0,5$
teplota (’C]	20	31	44 · \
hodnota pH	2,5	2,5	2,5r~
čas miešania (s)	15	15	15
reakčný čas (s)	120	120	120
počet otáčok (min)	3200	3200	3200
špec.vsádzka ozónu (kg/t)	1,85	1,78	1,94
špec.spotreba ozónu (kg/t)	1,80	1,70	1,86
Vi/V, (pri 0,56 MPa)	1,1	2,87	2,61
kapa	4,9	4,5	4,0
stupeň svetlosti (?)	73,0	73,4	73,2
viskozita (mPas.10)	1048	971	976

Príklad 5

Surovina mala nasledovné tické hodnoty: kapa (Tappi 236 os-76) viskozita stupeň svetlosti (Elrepho) tržná dĺžka (24 oSR) tržná dĺžka (41 oSR) WRA (24 oSR) WRA (41 oSR) pevnosť v prietlaku (24 oSR) pevnosť v prietlaku (41 oSR) východiskové charakteris:20,4 : 1500mPaa.l0 :49,7 : 8900 m :9200 m : 1143 mNm/m : 1010 mNm/m : 4,4 kg/cm² : 4,2 kg/cm²

c) stupeň PE,

Parametre prvého alkalického spracovania peroxidom a charakteristické hodnoty buničiny po spracovaní boli nasledovné:

Parameter vsádzka NaOH (%, vzhľadom

VI V2 V3 na absolútne suchú buničinu) 1,0 vsádzka H₂O (?, vzhľadom na absolútne suchú buničinu) 0,7 hustota látky (%) zdržanie (h) teplota (’C) kapa

1,0

1,0

0,7

0,7

10 10

65

3,2 3,2

2,7 . Bielenie

Bielenie sa uskutočňovalo pomocou sekvencií:

stupeň svetlosti (%) viskozita (mPas.10)

83,5 84,3

85,2

1047

981

972

d) ozónový stupeň - 2 (Z₂)

Parametre druhého bielenia ozónom a charakteristické hodnoty po druhom bielení ozónom sú nasledovné:

Parameter	VI	V2	V3
hustota látky (¾)	8	Θ	Θ
tlak (MPa)	0,56	0,56	0,56
teplota (’C)	21	33	45
hodnota pH	2,5	2,5	2,5
čas miešania (s)	15	15	15
reakčný čas (s)	120	120	120
počet otáčok miešačky (minj	3200	1800	3200
špec.vsádzka ozónu (kg/t)	2,70	2,38	2,34
špec.spotreba ozónu (kg/t)	2,06	1,85	1,92
Vi/V,, pri 0,56 MPa	2,5	2,6	2,5
kapa	1, 24	1,19	1,19
delta kapa (spotrebou OJ	0,95	1,08	0,79
stupeň svetlosti (%)	82,3	83,9	83,5
viskozita (mPas.10)	679	581	631

e) stupeň PE₂

Parametre druhého alkalického spracovania peroxidom a charakteristické hodnoty buničiny na spracovanie boli nasledovné:

Parameter	VI	V2	V3
vsádzka NaOH (%, vzhľadom
na absolútne suchú buničinu) 0,7	0,7	0,7
použitá vsádzka HjOj	(%, vzhľadom
na absolútne suchú buničinu) 0,5	0,5	0,5
hustota látky P)	10	10	10
teplota (’C)	65	65	65
kapa	0, 6	0, 6	0,6
stupeň svetlosti (¢)	90,0	90, 0	90,0
viskozita (mPas.10)	650	583	577
tržná dĺžka (oSR) m	7600/20/	7900/20/	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/
pevnosť v prietlaku	(□SR)kg/cm: 3,13(20)	3,30(21)	3,27(20)
oSR/kg/cm2	3,50(34)	3,37/36	3,43(35)

Hustoty pevnosti zodpovedajúce napriek mimoriadne vysokému stupňu (90 %) a nízkym hodnotám viskozity hodnotám štandardne bielených buničín (pod pojmom „štandardne bielených“ buničín sa rozumie sekvencia C-PE-H-R. Pritom znamená „C“ bielenie chlórom a „H” bielenie chlórnanom.

Príklad 6

Tá istá surovina ako v príklade 5 sa podrobila s menšími nárokmi na stupeň svetlosti bieliacim sekvenciám EOP-Z-PE. Zmenili sa podmienky (V4, V5) konečného bielenia (PE) s cieľom dosiahnuť stupeň svetlosti väčší ako 85 % pri čo možno najvyšších hodnotách pevnosti.

a) EOP-bielenie sa uskutočňovalo rovnako ako v príklade

5.

b) bielenie ozónom (Z)

Parametre bielenia ozónom a charakteristické údaje buničiny po bielení sú nasledovné:

Parameter hustota látky (Sj12 tlak (MPa]0,62 teplota (’C)24 hodnota pH2,5 čas miešania (s)15 reakčný čas (s)120 počet otáčok MC-miešačky (minj1700 špec. vsádzka ozónu (kg/t)2,62 špec. spotreba ozónu (kg/t2,37

Vi/V_y2,56 kapa3,7 delta kapa (spotreba OJ1,22 viskozita (mPas.lO)771 stupeň svetlosti (%)75,7

Príklad 7

Smreková sulfátová buničina sa po zvyčajnej extrakcii kyslíkom podrobila dvom rôznym krokom bielenia podľa vynálezu. Buničina mala po extrakcii kyslíkom nasledovné charakteristické hodnoty:

kapa : 16 belosť : 27,7 tržná dĺžka : 10, 5 km (17*SR)

10, 7 km (21*SR)

WRA : 1666 mNm/m (17*SR)

1620(21*SR) rel. pevnosť v prietlaku: 7,42 kPam²/g (17*SR) 7,13 kPam²/g (21*SR)

Bielenie sa uskutočňovalo pomocou sekvencií Ζ,-ΕΟ-Z₂-P aj pomocou sekvencie Z_rECP-Z₂-P (Z = spracovanie ozónom, EO = alkalické spracovanie kyslíkom, EOP = peroxidom zosilnené alkalické spracovanie kyslíkom, EOP = = peroxidom zosilnené alkalické spracovanie kyslíkom, P = = spracovanie peroxidom).

a) spracovanie ozónom (Z_t a Z₂) sa uskutočňovalo za nasledovných podmienok:

hustota látky tlak teplota hodnota pH čas miešania reakčný čas počet otáčok koncentrácia ozónu špec. vsádzka ozónu spotreba ozónu V|/v_g : 10% :0,8 MPa (Z,)

0,7 MPa (Z₂) : 52 °C :2 :2s : 120 s : 3200 1/min.

: 100 g/Nm³ : 4 kg/t absolútne suchej látky (Zj) : 95 % :1,96(Z₂)

b) stupeň EO, prípadne EOP, sa uskutočňoval za nasledovných podmienok: hustota látky teplota vsádzka NaOH vsádzka peroxidu : 12% : 90 °C : 2,0 : 0,5 až 3 %

c) spracovanie peroxidom (P) sa uskutočňovalo za nasle- dovných podmienok: hustota látky teplota vsádzka NaOH : 12% : 70 až 80 °C : 0,5 až 2,5 g

SK 281290 BŔ vsádzka peroxidu 0,5 až 2 %

Buničina mala teraz po jednotlivých stupňoch nasledovné vlastnosti:

Parameter	Zj-EO-Zj-P	Z:-EOP-Zz-P
Eo_Z,
kapa	12	12
svetlosť	41	41
pred Z;
kapa	7	6
svetlosť	62	65
po Zž
kapa	4	3,5
svetlosť	78	80
po P (Úplne vybielené)
svetlosť	85	87
tržná dĺžka (km)	9,8 (15*SR)	9,7 (15*SR)
	10,9 (23*SR)	10,6 (22*SR)
rel. pevnosť v prietla-
ku (kPa nť7g)	7,0 (15*5R)	7,4 (15*SR)
	7,5 (23‘SR)	7,6 (22»SR)
WRA (mNm/m)	1816 [15*SR)	1780 (15*SR)

Príklad 8 (porovnávací príklad)

Na porovnanie s príkladom 7 sa tá istá buničina podrobila bieleniu chlórom so sledom bielenia Z_rEO-Z₂-D. (D = = bielenie oxidom chloričitým).

Podmienky spôsobu stupňa Z_t, stupňa EO a stupňa Z₂ boli identické s podmienkami uvedenými v príklade 7. Reakčné podmienky stupňa D boli nasledovné: hustota látky : 10 až 12 teplota : 70 °C aktívny chlór : 1

Buničina mala po jednotlivých stupňoch teraz nasle

dovné vlastnosti:
E°Zi
kapa	: 12
svetlosť	:41
ored Z·,
kapa	:7
svetlosť	: 62
PoZ2
kapa	: 4
svetlosť	: 78
do D (úolne vybielené-)
svetlosť	: 89
tržná dĺžka (km)	: 9,8 (15*SR)
	: 11,0(24*SR)

rel. pevnosť v prietlaku (kPam²/g) :7,2(15*SR) : 7,5 (24*SR) WRA (mNm/m) : 1820 (15 *SR) : 1520 (22*SR)

Z príkladov 7 a 8 vyplýva, že pri pevnostných vlastnostiach nie sú žiadne rozdiely medzi nebielenou buničinou alebo buničinou bielenou chlórom na jednej strane a na druhej strane buničinou bielenou podľa vynálezu bez použitia chlóru.

natého dreva, s východiskovými hodnotami kapa až do 30, ozónom, pri ktorom sa suspenzia buničiny privádza za intenzívneho miešania, prípadne zmiešavania, pri teplote 15 až 80 °C a pri hodnote pH 1 až 8 do styku s plynom obsahujúcim ozón, pričom plyn obsahujúci ozón obsahuje 20 až 300 g/m³ ozónu a pri ktorom sa použijú maximálne 2 % hmotn. ozónu vzhľadom na absolútne suchú buničinu, vyznačujúci sa tým, že suspenzia buničiny má hustotu látky 5 až 20 hmotn. a plyn obsahujúci ozón sa zavádza s tlakom 0,1 až 1,5 MPa do suspenzie buničiny.

2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že sa ozón zavádza s tlakom 0,11 až 1 MPa do suspenzie buničiny.

3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že objemový pomer plyn : kvapalina je 1 : 0,5 až 1 : 8.

4. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že objemový pomer plyn : kvapalina je 1 : 1 až 1 : 6.

5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5, v y z n a čujúci sa tým, že sa uskutočňuje niekoľkokrát za sebou, pričom sa medzi jednotlivými krokmi uskutočňuje alkalická extrakcia.

6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa najskôr uskutoční extrakcia zosilnená kyslíkom a/alebo peroxidom a potom sa do suspenzie buničiny zavádza plynný ozón s tlakom 0,1 až 1,5 MPa.

7. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa t ý m , že sa po extrakcii zosilnenej kyslíkom a/alebo peroxidom zaradí alkalický peroxidický stupeň a potom sa do suspenzie buničiny zavádza plynný ozón s tlakom 0,1 až 1,5 MPa.

8. Spôsob podľa nároku 1 alebo jedného z nasledujúcich nárokov2až8,vyznačujúci sa tým,že po zavedení ozónu s tlakom 0,1 až 1,5 MPa do suspenzie buničiny sa zaradí peroxidický stupeň alebo alkalická extrakcia.

9. Spôsob podľa jedného z nárokov laž 8, vyznačujúci sa tým, že sa buď všetok odpadajúci filtrát odpadovej vody, alebo jeho časť, ktorý odpadá pri spracovaní ozónom privádza do suspenzie buničiny skôr, ako sa táto privedie do styku s plynným ozónom, pričom spolu s filtrátom odpadovej vody sa privádza aj potrebná kyselina, najmä kyselina sírová, a nastaví sa žiadaná hodnota pH.

Claims (1)

1. Spôsob bielenia buničiny bez použitia chlóru, najmä chemickej buničiny na syntetické vlákna, napríklad buničiny z listnatého dreva s východiskovými hodnotami kapa 15 až 1, alebo papierovej buničiny, napríklad buničiny z ihlič-