DE1517152A1 - Verfahren zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff - Google Patents

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 u_oa,!n„_t vrXvd. daa celluloselmltige Material „ meistens HcIzschnitzel oder andere faserige Material ien_n 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 gehen_p 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

Neue Unterlagen (Art. 711 Aiw. s Nr. 18«tz 3 d«t Xndmno^M. v.«. 9.1907)

. 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 Chlordioxjtd_B die in verschiedenen Bleioh3tufen zur Anwendung koramen₀ Die Bleichmittel werden normalerweise nicht wiedergewosnex^ und für die Zwecke einer Wiederverwendung aufgearbeitet,, sie werden

909817/0661

BAD ORIGINAL

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 beißheltsgrad_h 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«

9098 17/06 6 1 . . BAD

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;;.

9098J 7/0661

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« 90^817/0661 _BAD original .

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 darin_s die Menge der erzeugten Chemikalien so aufeinander abzustimmen,, daß ei« den Bedürfnissen des Systems,, iias diese Chemikalien gebraucht_β 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

909817/0661 -7

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 werden_t 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 vrlrd_e 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 werden_p 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 44_C4 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 27_t2 23,9 20,5

92

187 I60 133

Viie elastisch daß Systßm icik_c k&na man erlccanor*,, wenn man seine Anwendung auf die Herstellung eines voll gebleichten Sölistoffß einarbeite und eines Iinltugebleichten Zellstoffs andererseits l>etrachtet» Im ;*i^vst;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 zusammenzufassen_c 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 wird_e 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 wird_o 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 vor_s 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_

BAD ORIGINAL

tion benötigt werden,, und es irönnen dann zusätzliche !!engen.

Natriumsulfat_t "Grünlauge", "Weißlauge" oder Ätznatron aus irgendeiner anderen Quelle gewonnen werden» Auch hier ist jedoch hervorzuheben_r daß es von Vorteil iat_f 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\s^Tei.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^.eiX_r" d^.fi aus vier für die kaustischen Extrak r.'toiii-'juio? .'.;■· ?'it-\c*:*■■;>na verv--3.:.iie^i;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 müssen_P 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 wird_f die aus dem ^eIXtTvQiT vrahrend der kaustisohen Extraktion herausge-

909817/0661

BAD ORIGINAL -*3=

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 wiedergibt_f, 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©höyan_s el«.e Kaustifizisrungsstui'e i^oj, JSp Kläranlagesn, Filter und einen Breanofen umfaßt» Zellstoff-18„ eXn Bleiohturm 19 für die erste oder "ChIo_s 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, z_cB_o annähernd, a'i.ax¹ nicht notwenaigerweise_p auf einer Schwefel» 3äurekonzentr&tfLon von 10-fach normal₀ Dem G^f;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 /ialten_o 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 int_B 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, erfüllt_s 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^deij_5> von welcher zumindest ein '^eil der Kaustif i» zie7ung88t;uf& sugeföhsft wir4_s ixm in der hier beschriebenen λ Weise in ^Waißlauge¹' umgewandelt ^u w@rfien_o

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 wird_e 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 angegöben_t 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 werden_o 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:sierung38tufe_e 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 19_P 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,rd_r, 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 s^et^^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 I^s.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.

SAD ORIGINAL

-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.

2_t Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekernte ichne't. daß man eine wäßrige Lösung, di« Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthält_t 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.

909817/0661

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

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,

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.

28

30-38 17/088:

BAD ORIGINAL

3Λ_β 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