DE1517152A1 - Verfahren zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von gebleichtem ZellstoffInfo
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- DE1517152A1 DE1517152A1 DE19651517152 DE1517152A DE1517152A1 DE 1517152 A1 DE1517152 A1 DE 1517152A1 DE 19651517152 DE19651517152 DE 19651517152 DE 1517152 A DE1517152 A DE 1517152A DE 1517152 A1 DE1517152 A1 DE 1517152A1
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- D21C9/14—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
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Description
DK, * S08TTNB*
WPL4NGL R4, MOTXlR
P 15 17 152.5 (A to 7<-3)
Caae P. 254
A & W (OVEBSEAS DEVELOPMENTS) LIMITED9 Bank of Bermuda
Building,, Hamilton (Bermuda)
■ Verfahren zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff ™
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von
gebleichtem Zellstoffe
Bei !nanchan Verfallen zur Herstellung von Zellstoff p Z0B0
beim Kraft--»Verfahren« dem "Alkafide"-Verfahren uoa,!n„t
vrXvd. daa celluloselmltige Material „ meistens HcIzschnitzel
oder andere faserige Material ienn wie Gräser(1 Stroh oder
Bagasse, beispiolsvreise in Gegenwart einer Lö'sungj, die
natriums ul f:ld ader Natriums al fid und Natriumhydras id'e'nthä).t„
nach clnera bestimmten Zeit/Temperatur-Zyklus erhitzt t
während uelahem «.-In gro>3er Teil der Ligninstoffe β Herai*
ceiliwiosen und öy.fcr-ahierba.re Segle it stoffe in, Lösung gehenp
wohiisgegen dies Hauptmenge dei* Cellulose in dtn Zellwänden
in. Fanerform In der lösung suspendiert bleibt. Die Fasern
werden abgetrennt und gewaschen,, v/oiaingegen die Lösung
(die für gQViöimlJch. als "Schvja£»zlauge11 beaeiohrket wird)
909817/0661 BAD ORIGINAL
. in . '
eingedampft und einen» Verbrennungsofen verbrennt wird,
wobei die Natriumcarbonat und Natriumsulfid enthaltende . Schmelze In Wasser gelöst wird, um die sogenannte "Griin-2.auge"
zu gewinnen» Arbeitet man nach dem Kraft~Prozeß,
bo wird die Grünlauge geklärt und kaustifiziert, um die
sogenannte"Vieißlauge" herzustellen,, eine Lösung,, die
w Natriumhydroxid,, Natrlurasulfid und geringe Mengen Natriumcarbonat und Natriumsulfat enthält und beim Kraftprozeß dasu verwendet wirdj-die Kochlauge für den Auf»
Schluß von wsiteren Mengen des cellulosehaltigen Materials
zu bereiten, Beim 3Alkaf J.de"-Verfahren kann Natriumcarbonat
aus der "Grünlaugö" abgetrennt werden» um eine natrium-Rulfidreiche
Lösung su gewinnen!; iie zur Herste?»lung von
Kocaiauge für weitere Mengen des cellulosehaltigen Mptarials
verwendet wird., In diesem Kreislaufsystem werden k die Verluste clutch Zusatz von Natriumsulfat ergänzt,, da«
für gewöhnlich der eingedampften "Schwarzlauge" a die rlem
'■/erbrennungEtofen zugeführt wird, zugesetzt wirdo Der gewaschene Zellstoff kann dann gebleicht werden, in der Pegel
unter Verwendung von Kombinationen aus Chlor, Natrium» hydroxid „ Nfat^iumhypoehlorlt und ChlordioxjtdB die in verschiedenen Bleioh3tufen zur Anwendung koramen0 Die Bleichmittel
werden normalerweise nicht wiedergewosnex^ und für
die Zwecke einer Wiederverwendung aufgearbeitet,, sie werden
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vielmehr aus dem System ausgetragen und verworfen.
Für diese Zwecke müssen die Zellstoff-Fabriken normalerweise
die folgenden Materialien einkaufen: Natriumsulfat für den Verlustausgleich bei dem mit der Zellntoffgewinnung
verbundenen CheraikaHon-Aufbereitungssystein; elementares Chlor zum Bleichen? Natriumhydroxid für die kaustische
Extraktion und die Herstellung von Natritirahypochlorit;
Natriumohloratj* Schwefelsäure; und Schwefeldioxid, Methanol
oder Natriumchlorid zwecks Eeduktion des Natriumchlorats
zu Chlordioxid,; das für das Bleichen benötigt wirdo
Die vorliegende Erfindung betrifft nun den inte£;rierenden
Einbau eines Verfahrens zur Erzeugung von CIO, c.ur.ch Umsetzung
von Chlori&f Chlorat \md Schwefelsäure in den oben
beschriebenen. Chemikalien-Auf oe^ei^ungaprozeBo Die Erfindung
ermöglicht es( daß in genau abgestimmten Mengen die gesamten {
Chemikalien,, die für die Zeilstoffkochung ur;.d das Bleichen
bis zur Entstehung· eins ε Zellstoffes mit höht α beißheltsgradh
guter 3arbs-abllität und guter Festigkeit benötigt
xverden. aus fiatriumchlorat,. Natriumchlorid un.l Schwefel- ·
säure sowie - c:i.noraerl5.c>.}:isnfa.lls - Kalk oder Kalkstein·
gewonnen \ieruer,, welch letztere zum Ausgleich der Verluste
r>ei dem Kausi'lfi.Kterungs-KreisrK-OZ'iß. sofex-n diener ange-■ν-.dov;
wird, ι Ι*·:πγκ, und ui.Q .maoh'j aaf diese Weise dea. Ein»
vat.: ■ --γ ;.. , .α,^ Hfrnejlun: -'-„η elementareva Chlor, iia«
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triumhydroxid und Natriumsulfat überflüssig, Diese sicsu gegenseitig
ergänzende Vereinigung beider Prozesse besteht im einzelnen darin, daß man das Natriumsulfat,, das beim
ClOg-Prozeß gewonnen wird, zusammen mit der Sohwarzlauge
dazu verwendet, um frische Mengen "Grünlauga" zu erzeugen,
die nach zweckentsprechender Aufbereitung teilweise zum
ψ Kochen weiterer Mengen des cellulosehaltigen Materials
ιιηύ. teilvreise zur partiellen Extraktion des gebleichten
Zellstoffes benutzt wird,,
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum
. gleichzeitigen Bjrstellen von Zelletoff aus cellulosehaltigen]
Materria! und Bleichen dieses Zellstoffe? mit Chlor« dior.id in einem mehrstufigem Bleichverfahren, Dieses Ver=
fahren ist geUeEaxzelehnet durch die Kombination folgender
. Varfahrensschritte:
a) Herstellung einer alkalischen Lauge „ die Natrium«
carbonat und Natriumsulfid enthält, Unterwerfung
zumindest eines Teiles der alkalischen Lauge el-ier
Behandlung zwecks Entfernung eines Teilec des Nfati»5um«
csz'bonats und bzt^r, oder ?ivfecks Überführung f.ine3 ^
des Natriumcarbonat in Miitriumhydroxid α·;ι:·οί). Kausti
fixieren, wobei man eine iräk^ign natrixurs'Ui idr;>icho
Lö&ung und bzw„ oder eirie wäßrige !vfatri-un^u'.f Jd und
HatriumhTdrcxid enthaltt-.ode Losung erzeu/r;;.
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SAD OHlGlNAL
•5-
b) Verwendung ,raniindest eines Teils entvwüfii ä@r wäßü'igen..
natriumsulfidreicfeen Lösung oder dorr xräßrlgen
Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthaltenden Lösung zum Kochen des cellulosehaltigen Materialfs zwecks Gewinnung
von Zellstoffj
c) Umsetzung von Schwefelsäure Mabrliimchlorid und Na« I
tplumehlorat. zur ^zeugung vor, Natriumsulfat9 CM^»r
und GhlOK'dioxld?
d) Vcrwendmg dos Chlors Άΐιά Chlordioxids ssum Bleiciien
des ZBllntöffa i;i einem melirstufigen Bleicliproseßi
e) Verwendung zumindeat eines 1^eIIa wenigstens eines? der
alkali-Folien Flüssigkeitenj, der wäßrigen aatriurasulfid
und Mati'iun^xydrojcid enttelte-.näLen. Lösung .-ind des· wäßri- λ
gen9 nafcriuffl.3ulfidi"olohen Lösung sum Extrahieren des
teilge^l^ichten Seilatoffea in einer Anfang-sstufe in
dem mehystux'ifljem Bleicixproseß;
t) '■•f&TWi&üü.^ng des erwähnten Matriurasulfats iaus£!.mmen mit
äor ge braue Uten J.iiiuge aus den 2ellstoffatifsohlußgefäßen
zvci* Herstellung dßr ge/iannten alkaj ischen Lösung ο
ler Γ,aiptproblenie In fea&m komplexen System, da«
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drei verschiedene Chenikalie:a9 im vorliegenden Falle
Chlordioxid,, CMor und einen Salskuchen ileftsrt, die nach
den folgenden Keaktionsgleichungen (1) und (2) gewonnen
werden;
(1) HaGlO3 ·>
NaGl + 11,SO^ ~=>
ClO2 + 1/2Cl2 + Na2SO^ + H2
(2) MaClO3 + 5^aCl + 3HgSO^ —>
3Cl2 + 3Na2SO^ + 3HgO
"besteht darins die Menge der erzeugten Chemikalien so aufeinander
abzustimmen,, daß ei« den Bedürfnissen des Systems,,
iias diese Chemikalien gebrauchtβ entspricht. Gemäß der
Erfindung ißt es möglich, das System so zu steuern,, daß
das Chemikalien-Gleichgewichts, das in einer Kraft- oder
Alkafide-An. ^ge zur Erzeugung von gebleichtem Zellstoff
erforderlich ISt9 beispielsweise in einem weiten Bereich
erreicht uart der jeweilige Geaamtfbelarf der Anlage durch
die einfach« Maßnahme gedeckt wird„ daß man lie NatriumcMLoridmenge
In ihrem Verhältnis ^u der dem Chlordioxid-Reaktoi;·
sugcfüliS'ten tJatriunchloratuiange (Hand-in-Hand mit'
einer fcntsprecbendtsn Hodifizierung; der Schwefeleäuremenge)
variierte Auf diese Weise erhöht ein Anstieg des Verhältnisses von Salz zu Schwafelsäure die Menge Chlor und
Salskuoben ^emäß Reaktion (2) durch Abziehen eines Teils
des Natriumciilorats a\i.s Peaktion (l)a
Es ist so mSglioh, die gesacte Oxydationskrart, dio für
das Bleichen des Zellstoffs in sämtlichen WieIchstufen
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benötigt wir!, -^s dem Natriu-nchlorat au gewinnen, wsj ^beu
Chlor und Chlordioxid gemäß den ^aktionsgleichungen (1)
und (2) in einem Verhältnis erzeugt t welches durch das
Verhältnis von Ii atriumchlor id zu dem dem Reaktor zugeführten
Natriumchlorat bestimmt wird» Wird eine zusätzliche
Menge des Salzkuchens benötigt, so kann diese in einfacher
Weise durch Erhöhung der Zuführungs geschwindigkeit ten von |
Natriumchlorid und Schwefelsäure in den Reaktor gewonnen
werdent vrobei die gesamte Bleichkraft unverändert bleibt;,
aber das Vorhäl^-nis von Chlor zu Chlordioxid in dem in
Reaktor erzeugten G-ao erhöht ifirdo Dieses erhöhte Verhältnis von Chlor sv Chlordioxid kann in dem Bleichsyaieiri aufgefangen
werden-, wenngleich in den späteren Pleiolistufen
vorzugsvjeise Ghlord.Xoxid verwendet vrlrde wähi'enl in der
erster. BleJc'totufe ein weiter Bereich von Mischungen aus
Chloräloxid uni Chlor verwendet werden kann und diese Mischungen
im übriger., de ρ Verwendung einer jedon chemischen '
Vfci*bi.rtdung fih1 tsioli überlegen sind.
Die ES!ans; de:? JhemiliaXien-Erzeugung wird in Tabelle I
erläutert, w<Xehe die Mengen der Chemikalien angibt, die
in den Chlor-s Chlordioxid- und Natriumsulfat«Generator
eingeführt «erden. Diese Tabelle gibt die Mengen sämtlicher Chemikalien an, die in den Generator eingeführt
und dort erzeugt werdenp wenn. J.00 Pfund Natrlumchlorat
909817/066 1 ' -8- '
BAD ORIGlNAU
«6
in wechselnder* Mengen (remiiß den Gleichungen (1) javl ·, ^)
reagieren«
Tabelle I Für 100 Pfund N
"und NaClO,,
.^aktion (I)3 0 IO 20 30 40 50 6θ 70 80 90
rund WaClO.
isktianU)'lO0 90 80 70 60 50 40 30 20 10
fund CHU 'SGust A
r:'und CIr,
r-zevgt ' 200 ISjI 16? 150 143
"und NaCl
0 6,3 -2,7 19 25 Λ 31,7 38 44C4 50,7 57 Λ 63Λ
100 33,3 66,7 50 33 ν3
-zeugt 275. 253 ?31 209 187 165 143 121 99 77
?und Η,Ο
ΟΟ,, rzeugtr + 276 258 ::;39
rund Ka,.SO.·
/4O0 373
5:0?- 185 166
320 293 26? 2^0
I30
E5O 2
50,7 47,.3 W HO,* 37,3 "33..9 30,6 27t2 23,9 20,5
92
187 I60 133
Viie elastisch daß Systßm icikc k&na man erlccanor*,, wenn man
seine Anwendung auf die Herstellung eines voll gebleichten
Sölistoffß einarbeite und eines Iinltugebleichten Zellstoffs
andererseits l>etrachtet» Im ;*ivst;ex*ett PaIIa wlrö. eine größere
C .10 ο-Menge pro GnviidiiuStelii^elt Zelle baff D^t/JVaigt und
eine kleinere .iieiifre tfs^SOK pro Kfi,nhe*.t der :;j;et-:.ainter; 3HeIcIikraft,
und dif.-.ruj. osiäen Erforc-:riv..ifHt>r:. Itann. ;.ί:?λι er.t-
90981 7/066 1
BAD ORIGINAL
=9-
sprechen, wenn man gemäß den verschiedener1. Teilabschnitten
der Tabelle I arbeitete
Es ist empfehlenswert 8 den Chloriioxid-Generator in kontinuierlichem Arbeitsgang zu betreiben, bei welchem die Konzentration
der Feaktionskomponenten und die Beaktionsbedingungen
gleichmäßig beibehalten werden und die Schwefelsäure
in einer hohen Konzentration anwesend ist« Ein derartiges Verfahren ist technisch besonders vorteilhaft, um des oben
erwähnte Gleichgewicht der Chemikalien zustande zu bringen«,
Ar* Orten,, an denen keine eigentliche chemisch*» Industrie
vorhanden ist,, ist es auch möglich,, das oben beschriebene
System der Zells torfgewinnung und der Zelistäffbleiche mit
einer-Schwefelsäurefabrik und einer Anlage„ beispielsweise
einer elektrolytisches Anlage zur Herstellung von Natrium»
shlorat, ergänzend zusammenzufassenc Auf dieso Weise können
die gesamten Chemikalien {Chlor,, Clordloxld,'Natriumsulfat
und' Natriumhydroxid) ε die für- die Herstellung des gebleich»
tsii Zellstoffes benötigt werden,, aus chemischen Rohstoffen erzeugt werden (Kochsalz,, Schwefel und Kalkstein
oder Kalk), die mit Ausnahme von Kalk in der Natur- vorkommen»
kann der Chloi'dioxid-O^neratQr in Vorbin-'909817/0661
-ΙΟ-
dung mit oder orne Verbindung mit eine? elektrolyt!sciisn
Zelle zur Erzeugung der Beschickungslösung von Natriumchlorat
und Natriumchlorid dazu verwendet werden, nur so viel Chlordioxid su produzieren» wie für die letzten
Bleichstufen benötigt wirde und nur einen Teil des Chlors
für die "Cfclorierunge"-Stufe zu erzeugen, wobsi die erforderliche
restliche Chlormenge entweder gekauft oder in siner separaten elektrolytischen Zelle hergestellt wirdo
Abweichend hiervon können dann,, wenn der Generator in
der V/eise betrieben wird, daß er Chlordioxid in einer für
die letsten■Bleichatufen ausreichenden Menge erzeugt und
zusätzlich ein Garnison aus Chlor und Chlordioxid liefert, das nur einen Teil de? Oxydationskraft für d:.e "Chlorierung s"-Stufe ausmacht , v/eitere Chlor- und Chlordioxidmengen
aus einer agieren Quelle gewonnen werden,, Es muß jedoch
darauf hingewiesen werden, daß es vorteilhaft iat„ wenn
man die gesamte Oxydationskraffc, die für den Bleichvorgang
benötigt wird, aus dem Generator gewinnt, es sei denn»
es liegen besondere Umstände vors die ein Abweichen hiervon rechtferöigen-,
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Generator so zu betreiben« daß Natriumsulfat in einer zur Gewinnung der gesaraten "GKIniauge" oder"'Weißlaiige'1 nicht auoraichender
Menge anfällt.f, vreloh letztere für die kaustiuohe Exti'ak«
9 0 9817/0661 _ιι_
tion benötigt werden,, und es irönnen dann zusätzliche !!engen.
Natriumsulfatt "Grünlauge", "Weißlauge" oder Ätznatron aus
irgendeiner anderen Quelle gewonnen werden» Auch hier ist
jedoch hervorzuhebenr daß es von Vorteil iatf den Gesamt«
bedarf an Natriumsulfat im Generator su erzeugen, es sei
denn,, daß besondere Gründe vorliegen, die ein Abweichen von
diese:? Empfehlung rechtfertigen. f
Ein wichtiger Vorteil des JiSer beschriebenen Verfahrens
besteht in der Elastizität, mit ä.ev es angewendet werden
kann ο Es kenn Anwe&dnng finden,, um entweder den gesamten
Bedarf* an C.K.or uxiö Natriumsulfat oder nur einen Teil hiervon
zu liefern,, Darül*;:1 hinaus k^nn es in einer solchen
Weise betreiben worden, daß e« als Ausgangstagerialien.nur
Natriumchlorid und .'Schwefel für c.f,e Erzeugung von. Chlor,
Chlordioxid'. ui?d Sa^r'iurvjulf's.t verrrendet und aus den letztnitien
Korop: nontor* dann die "Grünlaugc" oder "V/e:.islauge"
gewonnen vrird,. cder es kann unter aussclilie.^15-eher Verwendung:
roji Νε ' riumohlrrid und £chvrefe.".saure a.U Ausgangs«
r-iter-.alier bevriobar. vürden oderj. at\sTei.cher..d hiervon, unter ausecilili^iSlioliO;-» Vertienduntr von Schwefel (oder ilchwefel
e; s Wat r?.u*acaici&v und Natri.v30.hlori.do
Hs if;-; Vv?, vic-.;;i^.eiXr" d^.fi aus vier für die kaustischen Extrak
r.'toiii-'juio? .'.;■· ?'it-\c*:*■■;>na verv--3.:.iiei;er, ''Cl-rüadlauge" oäer
909817/0661 „
BAD
«12- .
"Weißlauge" stammende Ablauge nach Abtrennung von dem
Zellstoff und ~ gewünechtenfalls - nach Konzentrierung
wieder zu gewinnen und sie der Sohwarzlauge zuzusetzen, die in das CJiemikalien-Aufbereitungssystem wieder eingeführt
wird ο Die Bückgewinnung und Wiederverwendung der Ablaugen
au3 den kaustischen Extraktionsstufen vermindern auf
diese Weise die Natriumsulf atinenge, die für die Herstellung
der ''Weißlauge" oder "Grünlauge" benötigt wird. Dieses Vorgehen seinerseits macht es möglich, den Chlodioxid-Generator
so zu betreiben» daß er mehr Chlordioxid t weniger
Chlor und weniger Natriumsulfat erzeugt. Dies wiederum setzt die fangen an Natriumchlorid und Schlief ölsäure herab
t. die dem Chlordioxid-Generator zugeführt werden müssen,
und reduziert prägnant die Gesamtmenge der Chemikalien pro Tonne Zellstoff t die entweder eingekauft oder in der An«
) lage erzeugt vfßrden müssenP und setzt zugleich die Gesamt«
kosten der Chemikalien drastiaeh herab, die für die Er-Beugung
von gebleichtem Zellntoff aufgewendet werden müssen,,
Ein zusätzlicher Vorteil ist die Einsparung an Wärme v die
normalerweiße aufgewendet werden raus» um den Zellstoff
mit einer Konsistenz von etwa XZ % in der üblichen kaustik sehen Extrakticnsstufe zu behendelno Ein weiterer Vorteil
besteht in der Wiedergewinnung von Warne, die bei der Verbrennung
d«:? oj'saniücaen Substanzen frei wirdf die aus
dem ^eIXtTvQiT vrahrend der kaustisohen Extraktion herausge-
909817/0661
löst und dann gewonnen werden« ?in noch weitere? Vorteil
besteht in der Vermeidung einer Verunreinigung der Gewässer dank der Tatsache„ daß die Ablaugen au» den kaustischen
Extraktionsstufen des Bleichens nicht mehr als solche Ab»
laiigen abgeführt werden^ wie as bei den bekannten Arbeite»
weisen der Fall ist»
e Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnung
beispielsweise erläutert vörden^ die ein Fließschenia des
Verfahrens wiedergibtf, und «war in seiner Anwendung zur
Gewinnung von Kraft-Zeil stoff.
Xn der Zeichnung lot schematisch dargestellt eine Schwefel»
aäurafabrifc 5.O5 eins Wstrlumohlorafc erzeugende Anlage 11,
■ein ö-anerator 3.2 zur Erzeugung von Chlor» Chlordioxid und
fine Kristallisiervorrichtung 135 ein Eini
Chlordioxid^Vbsorptionsturra 15» ein weiterer
m 16„ ein übliofeis Ctesiikalien-aufberciltungs«
17 für die Zellstoff»Fabrik* zn dem Eindampfvoririgenj,
ii.n Verbrexinungsofen und ein Behälter zum Auf«
der Scferoelse g©höyans el«.e Kaustifizisrungsstui'e i^oj,
JSp Kläranlagesn, Filter und einen Breanofen umfaßt» Zellstoff-18„
eXn Bleiohturm 19 für die erste oder "ChIos
die 'mirhm 20 und 21 für die kaustische
Ex -raktloii,, d.Us Türme 22 und ίϊ3 für die späteren Bleich«
909617/0661
(JB)BllW.
stufen und Wäscher 2** und 24©.„ wobei diese verschiedenen
Einzelelemente der Anlage in der dargestellten Weise mit» einander verbunden sind«,
Eine Ausführungsform des Grundverfahrens besteht darin, NatriumcäXorat in den Generator 12 über Leitung 25 in einer
Dosierung einzuführen,, die ausreicht, um das gesamte verfügbare
Chlox% das die Zellstoff bleiche erforderte zu erseugen,
und zwar zusammen mit der erforderlichen Natrium» chloridmengciρ die gleichfalls über Leitungen 25 zugeführt
wird, um so das gewürsacht« Verhältnis von Chlordioxid zu
Chlor einzustellen,, Schwefelsäure wird in den Generator
12 über Leitung 26 in solcher Menge eingeführt, die es
gestattet. In Generator 12 die Aaidlfcät der iiösung bei
einer geeigneten Konzentration aufrecht zu erhalten, zcBo
annähernd, a'i.ax1 nicht notwenaigerweisep auf einer Schwefel»
3äurekonzentr&tfLon von 10-fach normal0 Dem Gf;negator 12
wird über Leitung 2? eine Luitmenge zugeführt, die ausreicht» um dio Ghloriioxidkonz'intration in dem austreten=
den Gas auf unter etwa io Volumenprozent zu /ialteno Das
aus dem Generator 12 über Leitung 28 austretende Gaa wird
in den Absorpt ions tujia 15 einige führt, der m*J- sinera geeigneten Püllmaterial ausgelegt intB und in dem das Gas im
Gegenstrom au einem ubsr Leitung 29 zugeführten Wasserstroi?
aufetei-gtj welch letzterer vorwiegend das Chlordioxid
309817/0661 ,-
BAD ORIGINAL a-5~
löst, um so die Chlordioxldlöeung herzustellen^ die In den
Endstufen 22 und 23 des Bleichens benötigt wird, Das dem Atjßorptlonsturm 15 zugeführte Wasser soll ausreichen, um
nur die Menge Chlordioxid zu lösen, die in den Endstufen
22 und 23 des Bleichprozesses benötigt wird t wobei die
Lösung diesen Stufen über Leitung M. zugeführt wird, während j
die Hauptmengs des Chlors und etwas Chlordioxid; die aus
dem ersten Absorptionsturm 15 zusammen mit der Luft austreten^
dem zweiten Absorptionsturm 16 über Leitung 39 zugeführt
werden; in dem sie aufwärts und einem Wasserstrom
entgegerüstroraer v der ubor Leitung 30 zugeführt wird, wo«
bsi dieser Wasseratrom mengenmäßig wesentlich größer ist
als der dem ersten Absorption turm 15 zugeführte Wasser«
stromö Des? ühnT Leitung 30 zugeführte Wasserstrom löst das
Chlor und dan Chlordioxid und liefert so eine an Chlor an» /
gereicherta ',L'sun^;« die :,n ä.e:? ersten Bleichstufe 19 verweiidet
und dU-ser Stufe über Leitung kO zugeführt wirdo
Die aue denn hielten Absorptions turm 16 ausfcre-ende Luft
kann nc oh ge Ting3 Meagen Ch?.or enthalten,, die in einer
alkalischen jhiv.ag absorbiert warden, könnenp um Hypochlorit
zu gewinnen,- 'as iran entvreder der ersten kau 3 ti sehen
I5xfcraktionsB*;ufe 20 /.uführen oaer für eine zusätzliche
ori.teure verwanden lcaia, die in das Eleichsyßbem
tioliaj.p?- - irirderi tonrn, OdJi? man kann da«?. Hypochlorit
909817/0661
Die wäßrige Ablauge, die aus dem Generator 1£ über Lesung
31 austritt t und die hauptsächlich Natriumsuifat und
Schwefelsäure neben geringen Mengen Natriumohiorat und Natriumchlorid enthält, wird in die Kristallisiervorrichtung
13 eingeführt^ in der das Natriumsulfat aus der Ablauge
abgetrennt und die Mutterlauge über Leitung 32 und Eindampfer
Ity dem Generator 12 zur Wiederverwendung eugefUhrt wird.
Der Bindampfer 1Λ braucht nicht notwendigerweise von dem
Systemtyp abhängen; das man für die Kristallisation benutzt»
Das Natriumsulfat aus der Kristallisiervorrichtung 13 wird
über Leitung 33 dem Chemlkalien-Aufbereltungseyetera 17 der
Zeilstoff«Fabrik zugeführt, und zwar vorzugsweise in die
dicke "Schwarzlauge" eingeführt« Nacn dem Verbrennen dieses
Gemisches in einem Ofen^ in dem eine reduzierende Atmosphäre aufrecht erhalten wird;, um Natriumsulfat zu Natriumsulfid
zu reduzieren wird die so erzeugte und vornehmlich Natriumcarbonat und Natrium sulflö. enthaltende Schmelze
In Wasser gelöst„ um die HGrünlauge" zu bilden, die
dann geklärt wird. Die geklärte Lauge wird zumindest teilweise über Leitung lv5 der Kaustifizlerung,e«?tufe 46 zugeführt, wo sie kaustiflzlert wird, um "Weißlauge11 zu gewinnen,, die Natriumhydroxid, Natriumsulfid und nicht umgesetztes Natriumsulfat neben Natriumcarbonat enthält. MIn-
destcns ein Teil der l!Weißlauge" wird übsr Lelturg 3^
909817/0661 r,
8AD ORIGINAL
. 151715?
dem Zellstoffkocher 18 wieder :5Ugefühi»t;o ZLn Teil der
"GrÜnlauge" kann über die Leitungen *l·? und 35 abgezogen
■werden, und zusammen mit diesem Teil oder an seiner Stel-Ie
kann ein "Beil der "Weißlauge* über Leitung; 35 abgezogen und in den kaustischen Bxtraktionsstufen 20 und 21
verwendet werderu Haben die "Grünlauge" oder die "Weißlauge"
oder deren Gemische ihre Punktionen, die chlorier- "
ten Ligninstcffe und einen Teil der Hemicelluloeen her»
auszulösen, erfüllts so wird die Lauge von dem Zellstoff
in geeigneter Weise getrennte rind die Lauge wird übe:? die
Leitungen 36 und 37 in. die des· Förderung ier "Schwarmlauge1'
dienende Leitung 38 eingeführt 9 die zu den Eiadampfern
des Chemikalien-Aufbssroitiiagssysteris 1? der Zellstoff «Fabrik führt s um dorfc in "Gvtinlauge* rüc-kverwenäelt
zu i^e^deij5>
von welcher zumindest ein '^eil der Kaustif i»
zie7ung88t;uf& sugeföhsft wir4s ixm in der hier beschriebenen λ
Weise in ^Waißlauge1' umgewandelt ^u w@rfieno
Erzeugt man don Zellstoff nach dem "Alkafide"»Prozeß, so
wird das in der Seichaung dargestellte Arbeitsschema in
der Vielse modifiziert B daß man die geklärte "Grünlauge"
- oder zumindest einen Teil von ihr - einem iiristallisator
anstatt der Kaustif!ziervorrichtung 46 zuführt„ in dem
ffiindöütens ein Teil des Natriumcarbonata entfernt und
eine n&txdv.meulfidroiche Lösung gebildet wirde von der
909817/0661
-18-
BAD ORIG^^1
zumindest ein Teil zum Kocher 18 über Leitung 34 zurückgeführt wird. Ein Teil der "Grünlauge" kann, wie weiter oben
angegöbent über die Leitungen ty und 35 abgezogen werden,
und zusammen mit diesem Tail oder an seiner Stelle kann ein ^eIl der natriumsulfidreichen Lösung aus dem Krißtallisator
über Leitung 35 abgezogen und in den kaustischen
" Extraktionsstufen ?.Q und 21 verwendet werdeno Haben die
11 Grünlauge11 oder die natriumsuifidreiche Lösung oder deren
Gemlscha ihre Punktion, die chlorierten Ligninstoffe und
einen Teil der Eemicelluloses herauszulösen,, erfüllt, so
wird die Lauge von dem Zellstoff In geeigneter Weise getrennt
„ und die Lauge wird über die Leitungen 36 und 37
in die der Förderung der "SahwrrElauge" dienende Leitung
eingeführt s, die zn den Eindarapfern des Chemikalien«Aufbereitungssystsrnsl?
der Zellstoff-Fabrik führte um dort
in "Grünlaugs11 rüoi,verwandelt zu werden, von der zumindest
ein Teil dans Kristallisator zugeführt wird» in welchem das
Natriumcarbonat auskristallisie^t und eine natriurasulfidreiohe
Lösung gebildet wird»1Ss ist von Wichtigkeit, darauf hinzuweisen, daß das im &ristalllsator algetrennte
Matriumcarbonat durch Behandeln mit Kalk in einer Kaustifi:sierung38tufee
die ähnlich vri© die unter Ziffer k6 in Figur
(1) dargestellte arbeitet,, in eine Natriumhydroxtdlosunjg
umgewandölt werden kann» Diese Natriumhydroxidlösung kann dann anstelle von oder im Gemisch mit der
909817/0661
4.9-
BAD ORIGINAL
* Grünlauge", der natriumsulfidreiclien Lösung; oder dam Gemiß
oh aus der "Grünlauge" und der natrlumsulfidreiohen
Lösung In den kaustischen Ex tretk tons stufen 20 und 21 verwendet
werden.
Anstatt das Natriumcarbonat in einer Kristallisiervorrichtung abzutrennen„ kann das Verfahren zum Auflösen der In '
den Verbrennungsöfen anfallenden Schmelze so geführt werden, daß ewei Lösungen erhalten werden, nämlich eine
■sulfatreiche und eine carbonatreiche Lösung«
Der ungebleichte Zellstoff aus den Koohern 18 wird vermittels der leitungen kZ über die Wäscher 24a zu dem Turm
19P in dem sich lie erste Bleichstufe abspielt, gefördert.
Die aus den Wäschern 2^a von dera ungebleichten Zellstoff
abgetrennte 'Sohwarzlauge" iflütf. über Leitung 38 den Ein«=· ä
dampforn des Chemikalien«Aufbereitungssystems 1? der Zellstoff »Fabrik zugeführtο Der Zellstoff wird über die Wäscher
Zk und die Bohrleitungen ^3 den verschiedenen Stufen
ü>s8 Bleichsystems zugeführt und verläßt das System bei .
hb als gebleichter Zellstoffe
Εε ist erwünscht,, daß die den O-eiaeratcr 12 über Leitung 26
sugeführte 'Sshwefeleäure in α<ϊχ· Schwefelsäurex^abrik 10
au:= ,'lchwei'ol i/;f'; und WasBe?1 gewonnen wj,rdr, und daß das
90 9 817/0661
in den Generator 12 eingeführte Natriumchlore-t in der Anlage 11 zur Erzeugung von Natriurachlorat durch Elektrolyse
von Natriumchlorid hergestellt werden kann0
Eine andere Variante» die gleichfalls durchführbar ist, be~
steht darin, die Luft, die aus dem zweiten Absorber 16 austritt
und die beträchtliche Chlormengen enthalten kann, mit einer Kalkanschlämmung zu waschen, um Calciumhypoohlorit
zu gewinnen, das in einer 6„ Bypochloritbleichßtufe verwendet
werden kann, die für gewöhnlich zwischen die in der Zeichnung dargestellten Stufen 21 und 22 eingeschaltet
wird* Diese Variante 1st mit dem Vorteil verbunden, daß der zum Lösen des Chlors und Clilordioxids in Wasser testimmte
Turm 16 kleiner dimensioniert werden kann, weil im wesentlichen nicht das gesamte Chlor aue seinem verdünnten Gemisch mit Luft absorbiert zu werden braucht<,
Eine weitere mögliche Variante besteht darin,, daß man ein
Verdampfen von Wasser aus dem Generator/Kristallisator« System vermeidet, und zwar dadurch^ daß man in der Schwefelsäurefabrik
10 das SO« in konzentrierter Schwefelsäure
absorbiert„ und daß man dem Generator 12 oder der verdünnten Säurelösung,, die aus dem Kristallisiersyt-iom ixfrer
Leitung 32 austritt,, eine Schwefel säuc?e zusetzt, die überschüssiges Schwefeltrioxid enthalte Hierdurch kann man die
909817/066 1 BAD 0R|Q,NAL
Notwendigkeit, Wasser aus dem System zn verdampfen,, und. die
hiermit verbundenen Kosten beträchtlich reduzieren»
Bt verdient festgehalten zu wei™den, daß es nicht erforderlich
ist, aus dem Gemisch aus Chlor und Chlordioxid eine chlor»
reiche Fraktion abzutrennen, wie sie in einer früheren d
Bleichstufe benStigi. wird& oder eine ohlordioxidreiche
Fraktion abzutrennen,, wie sie in den hier iDeschriöbenen
späteren Bleichatufen benötigt wird, wenngleich es von
Vorteil ist, ^eim man so arbeitete, Es ist fomer wichtig
hervorzuheben, daß g©wünaehtenfalls nur ζκβΐ Bleichsfeufen,
die durch eine dnzige kaustische Extraktionsstufe set^ennfc
sindj, angewendet werden können a oder daß abi-Teichend hiervon
auch mehr Bleichatufen und kaustische Extraktions» stufen,, als in der Zeichnung angegeben 'sind,, verwendet
warden können "
Geviünschtönfalls kann auch au3 der "Weißlauge." aus der
Kaustlfizienmgsstufe 46 des Oliemikalien-Aaf'oereitungs«=
systems eine natriumhydroxydreiehe Fraktion abgetrennt
werden s die in den kaustischen Extraktionsstufen benutzt
wird, und es kann eine natriumsulfidreiohe Fraktion abgetrennt werden, die dann beim Kochen des cellulosehal«
'-,igen Materials Anwendung findet„ Kit anderen Worten, es
kann auch von solchen Is.fpen ?'m SoXlstoffgewinnungsver-
909817/06 61
SAD
151715?
fahren und von solchen Chemikalien-Aufbereitungaeyeteeen
ausgegangen werden, die von den gewöhnlichen Typen» wie sie nach dem Stand der Technik normalerweise betrieben
werden und wie sie hier beschrieben sind, abweichen·
Wann auch hier bezüglich der Erzeugung von Chlor, Chlordioxid und Natriumsulfat ausgeführt wurde, da8 sie in einem
System erfolgt» das aus einem Generator 12» in Verbindung
mit einem Kristallisator 13, besteht, so handelt es fleh
bei diesen Angaben lediglich um eine beispielhafte Erläuterung, und es ist hervorzuheben, daß selbstverständlich
auoh hiervon verschiedene Systemtypen verwendet werden
können.
-Patentansprüche-909617/0661
Claims (1)
151 n
• Patentansprüche
I. Verfahren zum gleichzeitigen. Herstellen von Zellstoff
aus cellulosehaltigen KaterS.al und Bleichen diese«
Zellstoffes mit Chlordioxid in einsra mehi-sti-f 1 ,gen
Bleichverfahren,, gekeanzeiclxnet durch die Kojabine I ion I
folgender Veriahrenssehritte:
a) Herstellung einer alkalischen Lauge „ die Kaliumcarbonat und llatriumsulfid enthält s Unterwerfung
zumindest eines '-feiles der alkalisoheii Laiige einer
Behandlung zwecke Entfernung eines Teiles des
Hatriumcarhonats und bzw« oaer zwecks Überführung
eines Teils des Bariumcarbonate in fiatriuahydroxid
durch Kaustifizieren^ wobei man eine wäßrige oatriumsulf
idreiche Lösung und bzw. oder eine wäßrige Na-
triuaiaulfid und üatriuinhydroxid enthaltende Lö~
3ui*d erzeugt;
b) Vem*endung zumindest eines Teils entweder dar
wäßrigen, natrlun-gulfidrsichen Lösung oder der
KäSrigon Katriunisulfid und 'iatrlua^ydc-oxid ent-
-haltenen Lösung sun Kochen des celliaoseJialtigen
Materials ?;wecks Gewinnung von Zellstoff;
SAD ORIGINAL
c) Umsetzung von Schwefelsäure, Natriumohlorld und
Natriumohiorat zur Erzeugung von Natriumsulfat,. Chlor und Chlordioxid;
d) Verwendung dec Chlors und Chiordioxids zum Bleichen
des Zellstoffs in einem mehrotufigen BleiohprozoS;
e) .Verwendung zumindest eines Teils wenigsten einer
der alkalischen Flussigkeiten, der wäßrigen Natriumsulfid
und Natriumhydroxid enthaltenden, Lösung und der wäßrigen, natriumsulfidrclchen LÖEung zum
Extrahieren-des teilgeblelohten Zellstoffes in
einer Anfangestufe in den mehrstufigen Illeichprozeßf
f) Verwendung des erwähnten Natriumsulfata zusammen mit
der gebrauchten Lauge aus den Zeilstoffaufschlußgefäßen
zur Herstellung der genannten alkalischen Lösung.
2t Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekernte ichne't. daß
man eine wäßrige Lösung, di« Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthältt herstellt und einen Teil derselben
zum Koühan dc a cellulosehaltigen Materials verwende:,
und einer anderen Toil derselben r.ura Extrahieren dos
teil»gebleichten Zeilstoffes verwendet und daß man
909817/066· ?t.
BAD ORIGINAL
das Natriumsulfat in einer Maoge erzeugt die au.9r-etc.Kt,
um mittels der erwähnten gebrauchten Lauge aas gesamte,
zum Kochen des cellulosehaltigen Materials benötigte Natriurasulfid und das gesarate t aum Extrahieren des teilgebleichten
Zellstoffes benötigte Natriumhydroxid z\x gewinnen.
3„ Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.» daß %
man eine natrlumsulfidreich© Lösung erzeugt und zumindest
einen Teil derselben zum Kochen des cellulosehaltigen
Materials verwendet und einen anderen Teil derselben und bzw. oder einen Teil der erwähnten alkalischen Lauge zum
Extrahieren des te11-gebleichten Zelletoffee verwendet,
und daQ man das Natriumsulfat in einer Menge erzeugt,
die ausreicht,, um mittels der erwähnten gebrauchten
!•auge die gesamte erwähnte alkalische Lauge zu gewinnen,
die für die Herstellung des gesamten Natriumsulfids er- g
forderlich ist, das selbst zum Kochen des oellulosehalfcigen Materials und zum Extrahieren des teil-gebleichten
2!oll8ijoffet» benötigt wird,
h„ Vorfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Chlordioxid-Generator im kontinuierlichen Verfahren betrieben wird, wobei
if: Koi::ütintrafcion· fier. Reaktionskompönentes v.*id die
909817/06G1 -26
ßAD
Heaktlonsbedingungem gleichraSfllg aufrecht erhalten
werden.
5. Verfahren gemäß jedem der vorangebenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es In Verbindung mit einer
Schwefelsäurefabrik betrieben wird.
k 6„ Verfahren gemäß jedem der vorangehenden AasprUohe, da~
durch gekennzeichnet, daß es In Verbindung mit einer
ι Anlage zur Erzeugung von Natrluachlorat betrieben wird,
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die erwähnte Anlage das Natriumchloret durch Elektrolyse
einer wäßrigen, natriumchlorid enthaltenden Lösung erzeugt, ■ ■ .
8. Verfahren gemäß jedes der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Chlor und Chlordioxid in eine chlorreiche Fraktion und in eine chlor»
dioxidreiche Fraktion getrennt wird und die chlorreiche Fraktion zum Bleichen des Zellstoffes in einer Anfangs*
Bleichstufe benutzt wird und die chlordloxidreicho Fraktion zum Bleichen des Zellstoffes in einer späteren
Bleichatufe verwendet wird.
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SAD ORIGINAL
»27-
ο Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche. da.«
durch gekennzeichnet, daß das Chlor und das Chlordioxid in Im wesentlichen einer solchen Menge erzeugt werden,
wie sie für das Dielchen dee Zellstoffs benötigt wird«
Ioο Verfahren geaa.3 Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleichgewicht zwischen der Erzeugung des
ClC2/Cl2~Gemischeß einerseits und des Natriumsulfats
andererseits durch Variieren des Verhältnisses von f
daß das Gleichgewicht zwischen der Erzeugung des
ClC2/Cl2~Gemischeß einerseits und des Natriumsulfats
andererseits durch Variieren des Verhältnisses von f
Natriumchlorid zu Natriumehlorat, die für die Herstellung
von GlO2J Cl2 und Natriumsulfat verwendet werden,
\ eingestellt wird.
11. Verfahren gemäß jeden der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,' daß die Schwefelsäure in den
Chlordioxid-Generator eine Konzentration von etwa 10-fach normal aufweist,
Chlordioxid-Generator eine Konzentration von etwa 10-fach normal aufweist,
12. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablauge aus der Extraktion des toil-gebleichten Zellstoffes der erwähnten gebrauchten
Lauge zugegeben 'wird,,
13. Verfahren gemäß- Anspruch 12 1 dadurch gskennzelehnet*
daß die erw&hnte Ablauge konzentriert wird, bevor sie
zu der genannten, gebrauchten Lauge zugegeben wird.
daß die erw&hnte Ablauge konzentriert wird, bevor sie
zu der genannten, gebrauchten Lauge zugegeben wird.
28
30-38 17/088:
BAD ORIGINAL
3Λβ Verfahren zur Herstellung von gebleichtem
wie es im wesentlichen, in der beiliegenden Zeichnung erläutert wivd*
15« Gebleichter Zellstoff t wie er nach einem der in don
vorangehenden Ansprüchen beanspruchten Verfahren gewonnen wird. ·
« $ S 1 7 -' 0 * ΓΙ '
S 1
ORIGINAL
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