DE1546242A1

DE1546242A1 - Verfahren zum Bleichen von Papierbrei

Info

Publication number: DE1546242A1
Application number: DE19651546242
Authority: DE
Inventors: Rene Berthier
Original assignee: Cellulose du Pin SA
Current assignee: Cellulose du Pin SA
Priority date: 1964-02-11
Filing date: 1965-02-10
Publication date: 1970-04-23
Also published as: BE659474A; NO117954B; SE312971B; NL6501698A; GB1091124A; FR1393492A; FI45356C; FI45356B

Description

LA CELLULOSE DU PIN, S.A., 7, rue Eugene Flachat, Paris (T7e), Frankreich

"Verfahren zum Bleichen von Papierbrei"

Die Erfindung bezieht sich auf das Bleichen von Papierbrei, insbesondere von aus harzigen Hölzern hergestelltem Papierbrei, wie des sogenannten "Kraft"-Breis, nach dem Chlor-Chlordioxyd-Verfahreno Dieses Verfahren besteht bekanntlich darin, daß der Brei zunächst mit Chlor und dann mit Ätznatron behandelt wird, um die durch die Chlorbehandlung entstandenen Ghlorierungsprodukte des Lignins auszuscheiden, worauf der Brei zwei Behandlungen mit Ohlordioxyd, die durch eine weitere Ätznatronbehandlung voneinander getrennt sind, unterworfen wird.

Bei diesem Verfahren, das in zahlreichen Ausfüh-

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rungsformen "bekannt ist, ergibt sich im Falle eines aus harzigen Hölzern mit dem Kochindex Kappa von 36 bis 38 (oder dem Tappi-Index 25 bis 26) hergestellten ungebleichten Breis ein Bleichungsindex GE von 89 bis 90. Dieses Verfahren weist jedoch mehrere Nachteile aufo

Es erfordert insbesondere eine sehr platzraubende inlage, die aus wenigstens .ζε&η Behandlungstürmen (für die Behandlung mit Chlor und Ätznatron mit ClOp» wieder mit Ätznatron und nochmals mit (Jl(^) besteht. Diese Sürme, mit Ausnahme des Chlorierung Sturms , arbeiten ebenso wie ihre sämtlichen zusätzlichen Einrichtungen, wie die v/asehfilter, Umlaufpumpen, von denen mehrere für Dickbrei von hohem spezifischen Gewicht erforderlich sind, Mischern usw. bei der hohen Temperatur von etwa 7O⁰C.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden diese Nachteile vermieden und es möglich*, sowohl die Anlagekosten wie den Energieverbrauch der Gesamtanlage erheblich zu verringern, ohne daß dadurch ein Mehrverbrauch an chemischen Produkten erforderlich wird.

- 3 U09817/17U WO«*««.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Behandlungen mit Ätznatron durch solche mit Kalkmilch und ferner die erste Behandlung mit Chlordioxyd durch eine Chlorierung in Gegenwart einer geringen Menge ö,n Chlordioxyd ersetzt werden.

Diese Änderungen des Verfahrens gegenüber der älteren Arbeitsweise wirken sich, wie im folgenden dargetan werden wird, auf die erforderliche Anlage in erhäoLichem Maße aus»

1. Der erste Turm für die Behandlung mit öoda bzw« Ätznatron kommt in Fortfall. Die Reaktion des Breis mit der Kalkmilch erfolgt praktich augenblicklich in dem Mischer selbst.

2. Der erste Turm für die Behandlung mit Chlordioxyd ebenso uie der zweite Turm für die Behandlung mit ÄtäiiQ'uron werden durch Chlorierungs- und Kalkmilch-

. behundlunßstürme ersetzt, die bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, d.h. einer solchen von 34 bis 40° G anstatt von 70 C arbeiten.

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3* Als Folge des Wegfalls des ersten Turmes für die Behandlung mit Ätznatron fallen auch verschiedene zusätzliche "Vorrichtungen, wie insbesondere ein v»^raschfilter und zwei Pumpen, von denen die eine für einen Brei von hoher Dichte bestimmt ist, weg.

iJin Vergleich der in der Abbildung dargestellten Stammbäume, die weiter unten im einzelnen beschrieben werden, läßt auf den ersten Blick die Vereinfachung erkennen, die durch die Erfindung hinsichtlich der Ausbildung der Apparatur gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise ^erzielt wird.

Da die gemäß der Erfindung erfolgende Behandlung mit Kalkmilch zu einer größeren Verdünnung des j^reis, als im Falle der Ätznatronbehandlung führt, ist es zweckmäßig, die dichte des Breis vor der ersten Einspritzung von Kalkmilch bis auf einen Gehalt an Trockengut von 15 bis 20 fo zu erhöhen« Diese Verdickung des z>reis erfolgt vorteilhafterweise abgangsseitig des Chlärierun^sturms, zum Beispiel mittels einer bclmeckenpresse.

In Fig. 1 der Abbildungen ist schematisch eine ü üblicher Art zum Bleichen von "Kraft"-irei durch Behand

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ORJGiNAt

lung mit Chlor und Chlordioxyd und in

Mg. 2 schematisch eine gemäß der Erfindung verbesserte Anlage für diesen Zweck dargestellte

Aus der Pig. 1 ist ersichtlich, daß das bisher übliche Verfahren aus wenigstens fünf aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen besteht, nämlich der Chlorierungsbehandlung, der ersten k'tznatr ölbehandlung, der ersten Behandlung mit Chlordioxyd, der zweiten Ätznatronbehandlung und der zweiten Behandlung mit Chlordioxyd. Diese verschiedenen Behandlungsphasen werden beispielsweise wie folgt durchgeführt:

Durch eine Pumpe 1 wird der ungebleichte Brei, dessen Dichte etwa 3 bis 4 i° (auf 'irockenmaterial bezogen) beträgt, in einen Mischbehälter 2 gepumpt, in den außerdem über die Leitung 2a das Chlor eingeleitet wird. Der chlorierte Brei durchfließt dann von unten nach oben im Verlauf von etwa 1 Ütunde die Chlorierungskolonne 3, die sich auf Außentemperatur befindet und gelangt in einen i/Zasch- und Eindickfilter 4» in. welchem seine Dichte bis auf etwa 15 y° gesteigert wird. Der nunmehr konzentrierte Brei fließt dann in den Mischer 5,

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in welchem ihm über die Leitung 5a die Ätzn^tronlösung zugesetzt wird, wodurch die Dichte des Breis, der gleichzeitig durch über die Leitung 5b eingeführten Dampf bis auf 60 bis 7O⁰O erhitzt wird, auf 10 bis 12 yö absinkt.

Die Behandlung mit Ätznatron bei etwa 70 0 wird in dem 'x'urin 6, Avelchen der .Brei von oben nach unten durchfließt, zwei stunden lang fortgesetzt.

Der Brei wird dann von der Pumpe 7 übernommen und in das Wasch- und Eindickfilter 8 gefördert, durch welches er auf eine Dichte von 15 % gebracht wird» Eine Pumpe 9 für Brei von hoher Dichte fördert den Brei in den Mischer 10, in welchem ihm über die Leitung 10a eine wässrige Lösung von Chlordioxyd zugesetzt wird. Hierdurch wird die Dichte des Breis wieder auf 10 bis 15 °fi verringert, während er gleichzeitig durch über die Leitung 10b eingeführten Dampf erwärmt wird. Darauf durchfließt der Brei den Turm 11, in welchem die erste Behandlung mit (Jhlordioxyd bei der !temperatur von etwa 70° C stattfindet, von unten nach oben.

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Nach Verlas 13 en dieses Turms wird der irei wieder gewaschen und auf dem !Tilter 12 konzentriert, darauf durchläuft der x»rei die Elemente 13, 14, 15, 16» 17,

18 und 19 der Anlage und erfährt dort die gleiche Aufeinanderfolge von Behandlungen, wie die oben beschriebene mit den ähnlichen Elementen 5, 6, 7, ö, 9» 10 und 11.

Wie ersichtlich arbeiten sämtliche 'Hürme 6, 11, 14 und

19 bei hoher Temperatur (von 70° G). Bie sind in dem stammbaum in Doppellinien dargestellt, um sie von dem bei Zimmertemperatur arbeitenden Turm 3 zu unterscheiden.

ITach Verlassen des Turms 19 wird der Brei mit einer durch aie Leitung 19a eingeführten wässrigen lösung von o0_o behandelt und gelangt schließlich auf das Jaschfilter 20, aus welchem der gebleichte -^rei aus_r getragen wird.

Fl_c. Z veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer entsprechend öer Erfindung aogeänaerten Anlage zum bleichen bzw. \.-eilien des "Breis _β

Jex ungebleichte Brei (mit beispielsweise einer Dichte

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von 3,5 °/°) wird durch die Pumpe 21 in den Mischer 22 gefördert, wo ihm über die leitung 22a Chlor zugesetzt wird. Die Chlorierung wird in einem !Turm 23, welchen der Brei von unten nach oben im Verlauf von etwa einer Stunde durchfließt, in der üblichen Weise sh bei einer Temperatur von etwa 18 bis 2O⁰C fortgesetzt. Beim Verlassen des Turmes 23 wird der Brei in einer Schneckenpresse 24 auf eine Dichte von 15 bis 20 fi verdickt. Dem verdickten Brei wird in dem Mischer 25 durch die Leitung 25a eingeführte Kalkmilch zugesetzt, woxdurch seine Dicke auf etwa 5 i° absinkt. Gleichzeitig wird der Brei entweder durch über die leitung 25a eingeleiteten Dampf oder durch diw Wirkung der Kalkmilch oder schließlich durch die gemeinsame Wirkung dieser beiden Mittel bis auf 50⁰C erwärmt. Die Behandlung mit der Kalkmilch dauert nur etwa fünf Minuten und ihre Durchführung erfordert keinen Turm. Vielmehr wird der behandelte Brei unmittelbar aus dem Mischer 25 dem Filter 26 aufgegeben, auf welchem er mit Wasser gewaschen wird, um darauf in den Mischer 27 eingeleitet zu werden, in welchem ihm Chlor und eine kleine Menge an gelöstem Chlordioxyd zugesetzt werden. Die Menge aryCeOg» die hier eingeführt wird, macht nicht mehr als 0,15 bis 0,20 Gew.-# auf 100 g an trockenem Brei aus.

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• Die Chlorierung in Gegenwart von 01Qg erfolgt in dem Turm 28 bei Außentemperatur (18 "bis 20°8).

Beim Verlassen des Turms 38, den der Brei von oben naoh unten durchflossen hat, wird diesem über die leitung 28a eine kleine Menge an Kalkmilch zugesetzt, wodurch seine Dichte von 5 Ms auf etwa 4 $> absinkt. Die Mischung aus Brei und Kalkmilch wird von der Pumpe 29 übernommen, welche diese Mischung in den Kalkmilchböhändlungsturm 30 fördert, welchen der Brei von unten nach oben durchfließt, nachdem er durch eingeblasenen Dampf über die leitung 28b wieder bis auf etwa 35⁰C erhitzt worden ist. Die Verweildauer des Breies in dem Turm 30 beträgt etwa eine Stunde» Hach Verlassen dieses Turmes wird der Brei, dessen pH-Wert größenordnungsmäfjSlg 9 bis 10 und dessen Dichte 4 i» beträgt, dem filter 31 aufgegeben, auf welchem er gewaschen und auf eine Dichte von 15 i» eingedickt wird«,

Dann wird der Brei durch diä Dickbreipumpe 32 übernommen und durchläuft nunmehr die gleiche Aufeinanderfolge von Behandlungen, wie sie oben für das übliche Verfahren beschrieben wurden, mit Ausnahme der letzten Behandlung mit Ohlordioxyd, d.h. es wird

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in dem Mischer 33 dem Brei Chlordioxyd in einer Menge von etwa 1 Gew.-^ (+ 0,2 °ß>) auf 100 g I'rockenbrei zugesetzt. Der Brei wird durch über die leitung 33b eingeführten Dampf wieder auf 70° G erhitzt. Er durchfließt den Turm 34 füB die Behandlung mit Chlordioxyd von unten nach oben im Verlauf von vier bis fünf Stünden. Nach Verlassen dieses Turms wird der Überschuß des OIÖp wie beim üblichen Verfahren durch eine Lösung von SO₂ (0,5 bis 0,8 fo SO₂ auf 100 g Troekenbrei) neutralisiert. Darauf wird der gebleichte Brei auf dem Filter 35 gewaschen.

Wie aus einem Vergleich der fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ermöglicht die -Erfindung den Wegfall eines Turms von zwei Filtern und von zwei Pumpen, wobei nur ein Turm mit hoher Temperatur arbeitet.

Außerdem verläuft das Verfahren gemäß der Erfindung schneller als das übliche Verfahren.

Die Ergebnisse sind hinsichtlich der Qualität des Breies unter dem Gesichtspunkt der Bleichung und mechanischen Festigkeit des Papiers ebenso ^ut wie die, die durch das übliche Verfahren erzielt werden.

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dea iat ier Verbrauch an Chlordioxyd etwas geringer als beis üblichen Verfahren.

In der aaclisteilenden Tabelle sind als Beispiel die iSigeiiscliaften eines "Kraft"-Breis vor und nach seinem Bleichen durch das Verfahren gemäß der "Srfindung susasifaengestellt.

'JIe in der -üabelle v%'iedergegebeneii './erte beruhen auf Versuchen, hei welchen der gebleichte Brei in einer Saffiniervorrichtung nach Lampe gereinigt und der in ^'olienform -vorliegende Brei auf die Eapidiiöthen-Apparatur überführt wurde. Me Meßwerte der physikalischen Eigenschaften sind die Ergebnisse der V/iderstandsiaessungen der Papiere unter Zugrundeder französischen iTormen Q 03-001.

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	Kappa- Index	Tappi- Index	Rt J» der Bleichung	Bleichung und Index GE	physikalische Eigenschaften bei 25° S.E.	All.fo	Biegungs- festig keit	Reiß wider stand E	Zerreiß festig keit D	ED
ungebleich ter Brei aus harzi gen Hölzern	37	25,5			Bruch festig keit	2,55?»	1400	67	105	84
gebleichter 3rei	-	-	93	89/90	9040	2,6	800	69	104	84,7
9000

C	O
O	33
co	O
co	ZL Γ
-J	INS
	-ο
	m
	ο

cn

(J) NJ

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des neuen Verfahrens kann der Hurm 28, in welchem die Chlorierung in Gegenwart von Ohlordioxyd erfolgt, in Fortfall kommen, weil eine Kontaktdauer des Breis mit diesen Reagenzien von nur 2 bis 3 Minuten ausreicht.

Patentansprüche;

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Bleichen von Papierbrei nach dem Ghlor-Chlordioxyd-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkaliaierung mit Ätznatron durch eine Behandlung mit Kalkmilch und die erste Behandlung mit Chlordioxyd durch eine Ghlorierungsbehandlung in Gegenwart einer geringen Menge an Chlordioxyd ersetzt wird.

2. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in der Phase der Chlorierung in Gegenwart von Chlordioxyd verwendeten Chlordioxydes 0,15 bis 0,20 Gew.-jö auf 100 g Trockenbrei beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierung in Gegenwart von Chlorttioxyd bei Außentemperatur erfolgt.

4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei vor dem Zusatz der Kalkmilch soweit konzentriert wird, daß seine Konzentration durch den Kalkmilchzusatz nicht auf unterhalb von etwa 5 5*» absinkt.

5. Verfahren nach iinsprueh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Breis aufeinanderfolgend in eine» ersten Ghlorierungsturm in gegenwart von Chlordioxyd,

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χι anschließend an den Zusatz der Kalkmilch, einem Kalkmilchbehandlungsturm und einem letzten l'urm für die Behandlung mit Ghlordioxyd durchgeführt wird ο

6. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in einem ersten Chlorierungsturm, einem Kalkmilchbehandlungsturm anschließend an die Einführung der Kalkmilch und einem letzten l'urm zur Behandlung mit ChlornLioxyd erfolgte

7. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der ,anspräche 1 bis 6 auf das Bleichen ?o*i aus harzigen Hölzern hergestellten Breien, wie "Kraft¹¹· Brei.

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