DE2818320A1

DE2818320A1 - Verfahren zur behandlung von holzhackschnitzeln

Info

Publication number: DE2818320A1
Application number: DE19782818320
Authority: DE
Inventors: Jonas Arne Ingvar Lindahl
Original assignee: Mo och Domsjo AB
Current assignee: Mo och Domsjo AB
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1978-11-09
Also published as: SE416481B; NZ187004A; US4599138A; BR7802733A; NO150806B; FI781289A; FI66925B; NO781509L; JPS53139801A; FR2389712B1; SE7705073L; AU498867B1; FI66925C; NO150806C; DE2818320B2; JPS6231110B2; FR2389712A1

Description

DlpUng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DlpWng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

339024 C^ SIEGFRIEOSTRASSE

33S023 8000 MÖNCHEN

Case: 1374

Ho och Öonlsjö Aktiebolag Pack
S-891 Ol ÖRNSSKÖLDSVIK 1

Verfahren zur Behandlung von Holzhackschnitzeln

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren " τ Behandlung von Holzhackschnitzeln zwecks Entfernung; vor Schwermetallen und Harz aus dem Holzmaterial sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 5- Bei der Herstellung von Stoff auf chemischem und/ oder mechanischem Weg aus Lignozellulosematerial, z.B. Holzhackschnitzeln, wirkt sich der Gehalt des Holzes an Schwermetallen, wie Fe, Mn und Cu auf den Herstellun^sprozeii störend aus· Bei den erhöhten '.Temperaturen, die bei der Delignifierung, Defibrierung (Zerfaserung) und Raffinierung (Mahlung) angewendet Werden, bewirkt die Anwesenheit von Schwermetallen den Abbau des Zellulosematerials sowie herabgesetzte Helligkeit und Festigkeit. ν?.:."^Γ5 wird der Zerfall von Peroxidbleichmitteln be-

?»5 set."¹.^-.jaitjt und die Schwermetalle bilden mit Ligninkomponenten farbige Komplexe. Um dieoen Nachteilen ent-

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gegenzuwirken ist es bekannt« dem Zellulosematerial Komplextildner, wie Diäthylentriaminpentaessigsilure (DTFA)₁ ^thylendiamintetraessigsUurö (EDTA)* !Nitrilotriessigsäure (NTA), hagnesiumkomplexe und Phosphate zuzusetzen, welche " Komplexbildner die Schwermetalle auffangen und zum größten Teil aus dem Zellulosematerial abgeschieden werden können, indem sie in die im Herstellungsprozeß zirkulierenden '..asserlösungen übergehen. So beschreibt beispielsweise die amerikanische Patentschrift ^>.02J>.1^0 eine hethode zur Herstellung von Hackschnitzelraffinatorstoff in mehreren Stufen* wobei Komplexbildner und Feroxidbleichmittel in einer oder mehreren der Mahlstufen zugesetzt werden. Der Zusatz von Komplexbildnern zum Lignozellulosematerial bringt jedoch oft den Nachteil mit sich, daß man stark verdünnte Lösungen von Komplexbildnern erhalt, die schwierig zu zerstören sind, beispielsweise durch biologische Reinigung vor dem Auslaß zum Rezipienten, was für sämtliche Stoffherstellungsmethoden gilt.

Die vorliegende Ürfindung becweckt die Beseitigung der oben genannten Nachteile· Demgemäß betrifft die Erfindung ein Vorfahren" zur behandlung von Holzhackschnitzeln zVeöks Entfernung von Schwermstallen und Harz vor einer nachfolgenden Delignii^Tungs- oder Def ibrierungsbehandlung, wobei die 'Iv.-kschnitzel gewaschen, komprimiert, mit eventuellen Delignifieruncschemikalien imprägniert und vor der

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Ttelignifierungä- und/odef Defibrierungsbehandlung erwärmt wsräsr.« Kennzeichnend für* die Srfihdüng ist, daß die Hackschnitzel nach der Komprimierung mit einer Lösung imprägniert werden, die Komplexbildner sowie Alkali und ein Mittel zur Reduktion von Schwermetallionen enthält, und daß die genannte Lösung vom erwärmten HeöksQimitzelmaterial vor der Delignifierun^s- oder Defibrierungsbehandlung abgeschieden wird.

Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist es ferner besonders vorteihaft, die Alkalimenge in; der Imprägnierungslosung so zu regeln, daß der x>H*Viart der ausgepreßten und abgeschiedenen Flüssigkeit f.T Bereich zwischen 4_v0 - 9,5i vorzugsweise 5»0 - 7,5* 75" liajen kommt, und daß die henge an Komplexbildnern in der Imprugnierun^slösung mindestens 0,05 ^cj> des Trockengewichtes der Holzhackschnitzel beträgt·

Besonders vorteilhaft ist auch, wenn in der Imprägnierungslösung als Reduktionsmittel für Schwermetallionen SOg angewendet wird und die hence an SOg dabei maximal 3 ;» des Trockencewichtes der Holzhackschnit*:el beträgt.

Nach der Imprägnieruhg werden die Holzhackschnitzel gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise in einem geschlossenen lieakt ions gefäß auf eine Temperatur "~^- mindestens 50° C und höchstens 170° O während ei.r?.?:: Zeit von 1-60 Minuten erwärmt, worauf das erwärmte Hackschnitzelmaterial auf einen Trockengehalt von

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ORIGINAL INSPECTEu

wenigstens 40 % ausgepreßt wird, wobei die ausgepreßte laiprclgnierungsflüssigkeit kontinuierlich abgeführt wird· Die dabei ausgepreßte Flüssigkeit enthält u.a. komplexgebundene Schwermetallionen, Harze und andere Extraktivstoffe, jedoch kein freies SOp, vorausgesetzt, daß der Zusatz an S0~ zur Imprägnierun^slösung in Übereinstimmung mit dem Erfindungsverfahren optimiert worden ist.

Nach der Pressung auf einen Trockengehalt von wenigstens 40 je kanu das Häekschnit«6lmaterial mit Vorteil in einem Drückgefäß (Kocher) bei einer Temperatur zwischen 20° C und 180° Ö während eines Zeitraumes von 1-15 Minuten, vorzugsweise 2-5 Minuten, mit Dampf und/ oder Druckluft behandelt werden, bevor es zur Defibrierung -zog. Baffinierung in einer »Scheibenmühle oder in einem Schraubendefibrator jenes Typs weitertransportiert wird, der unter dem Iiandelsnamen FHCTAPULI-iülw' angeboten wird. Wenn zur Druckbeaufschla_oung des Druckgefäßes lediglich Druckluft angewendet wird, kann die Defibrierung bei niedrigerer Temperatur durchgeführt werden, als dies bei Anwendung von Dampf möglich ist.

Alternativ können die auf eine Trockenheit von wenigstens 4C jo ausgepreßten Holzhackschnitzel auch direkt defibriert werden, ohne der "oben erwähnten Behandlung im Druckgefäß unterworfen worden zu sein, "-"fts¹· sich in gewissen Fallen als vorteilhaft erwiesen hat.

Nachdem die Holähackschnitzel auf einen Trockengehalt von wenigstens 40 je ausgepreßt Worden

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ausgepreßte

3:.nd 'J.nd gleichzeitig die/ImpräEnlerun^sflüssigkeit entfernt worden ist, können sie auf an sich bekannte Weise mit geeigneter Kochflüssigkeit, wie beispielsweise saure Sulfitkochsäure, Bisulfit- oder Sulfitkochsäure, Weißlauge für bulfatkochung oder Natriumhydroxid zur Sauerstoffdelignifierung imprägniert oder gekocht werden. Die nach der Erfindung behandelten Eolzhackschnitseln können also mit anderen Worten nach jeder bekannten Technik gekocht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das im Druckgefäß mit Daiiipf und/oder 1/ruckluft behandelte Material gleichzeitig mit der üefibrierungsbehandlung in einer Scheibenmühle c^ebleicht. Hiebei wird in der Scheibenmühle Bleichmittel zweckmüßigerweise auf solche V/eise zugesetzt, daß dessen Vermischung mit dem Fasermaterial im Bereich des Umfanges der hahlscheiben und mindestens in einem Abstand von deren Zentrum entsprechend 1/3 des I'iahlscheibenradius erfolgt* Das Bleichmittel kann aus sogenannten ligninerhaltenden Bleichchemikalien bestehen, wie beispielsweise Peroxide in irgendeiner i'orm. Besonders zweckmäßig ist es, Wasserstoffperoxid zusammen mit Natriumhydroxid, Natriumsilikat Und gegebenenfalls Magnesiumsulfat anzuwenden. Wenn Natriumsilikat zur Anwendung kommt, ist es besonders zweckmäßig, dieses ^vef.T; Umfang der hahlscheiben oder in einem Abstand von höchstens 200 mm von deren Umfang separat zuzuführen

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und die übri3en Bleichchemikalien im Zentrum der Lahlsciieiben oder im Abstand vom Zentrum entsprechend maximal 1/4 des Kahlscheibenradius zuzuführen4 Hiedurch wird die eventuelle Bildung von harten Silikatbeli'cen auf der Oberfläche der hahlscheiber begrenzt.

Bei Anwendung der vorliegenden lirfindur-c werden die eingangs erwähnten Nachteile * die mit bekannten Techniken verbunden sind, in hohem Grad reduziert, üin besonderer Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung erreicht wird, besteht darin, daß das Volumen der Komplexbildner und Extraktivstoffe enthaltenden Flüssigkeit wesentlich reduziert wird, was niedrigere Kosten für Umweltschutzmaünahnien bedeutet. Kin weiterer Vorteil ist, daß man bei -Dloichung von mechanischem und ' chemomechanischem Stoff kein Kapital in eine besondere Bleicherei zu investieren braucht. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ermöglicht weiters die Herstellung eines hellen und starken Stoffes bei niedrigerem Energieverbrauch als dies mit bereits bekannten Verfahren möglieh gewesen ist. Der hergestellte Stoff hat sich außerdem bei der Papierherstellung ala äußerst gut verarbeitbar erwiesen, u.zw. in Fora einer guten iintwüsserung, guten Bogenformation und guten Oberflächengleichmäßigkeit. Die Vorteile hinsichtlich Helligkeit, Festigkeit v^d jinergiaverbrauch durch die nach der Erfindung vorgenommenen ftaßnahmen sind außerdem überraschend.

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Zweckmäßige Chemikalien für die Imprägnierun'isnach der vorliegenden Erfindung sind Reduktionsmittel vom Typ Bisulfit Und/oder Sulfit sowie Alkali, wie beispielsweise Natrium» oder Kaiiumhydroxid. Auch Reduktionsmittel wie Natrium- oder Ziiikditionit, Borhydrid, Tioglykolsäure, Ethanolamin und Hydroxylamin können angewendet werden. Zweckmäßige Komplexbildner sind DTPA, IDTA und NTA sowie hagnesiumsalzkomplexe ufid Phosphate. Auch Hatriumglukonat, Natriumheptonat oder heterozyklische Amine, wie beispielsweise Dipicolylamin (DPA) können als Komplexbildner angeredet werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung jar Durchführung des Verfahrens. Die wesentliche*Punktion der Vorrichtung geht aus Fig. 1 sowie der Beschreibunc in Beispiel 1 hervor.

Die Beschreibung wird durch folgende Ausführungsbeispiele erläutert.
Beispiel 1

In einer Versuchsanlage» die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, wurden Fiöhtenknüppel zu Hackschnitzeln gehackt, deren mittlere Lunge ca. 25 mm, mittlere Breite ca. 20 mm und mittlere Dicke ca. 3 mm betrug. Die Hackschnitzel wurden in einem Hackschnitzelrascher 1 mit Wasser bei ca. 85° C gewaschen. Nach dem Hackschnitzelwäscher 1 wurden die Schnitzel zu einem Hackschnitzelbunker 2 transportiert, dessen unteres Ende

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ΏΧ'α einem Schneckenförderer 3 verbunden ist. Der Schneckenförderer 5 kann mit einer kontinuierlich arbeitenden Schneckenpresse verglichen werden. Beim Durchgang der Hackschnitzel durch den Schneckenfördex*er 3 werden die Hackschnitzel komprimiert, so daß der Überschuß an Flüssigkeit durch Perforierungen und das Rohr 4 des Schneckenförderei'S ausgepreßt wird· Die Austrittsseite des Schneckenförderers steht mit einem vertikalen Imprägnierungsgefäß 5 mit zwei Schnecken 6 »um Trans-ΙΟ port der Hackschnitzel in Verbindung, feeim Versuch wurden durch eine Leitung 7 in dafl Imprägnierungsgefäß O₁,2 ^l,o J)TIk₁ 1 ;j NaHBO, und 0,5 » ImOH zugesetzt. Die Chemikalien sind als ICO jo-ig gerechnet und die jeweilige Dosierung ist in Prozent vom absolut trockenen Holz angegeben. Bei der Expansion der Hackschnitzel im Inprügnierun^sgefüß absorbierte jedes Kilogramm trocken ge-„ dachte Kackschnitzel ca. 1 Liter Lösung. Weiters folgten ca. 0,3 Liter Impr&gnierunö'sflüssigkeit an der Oberfläche der Eolzhackschnitzelimit. Die Konzentrationen (g/l) der angegebenen Chemikalien in den Lösungen waren auf solche Weise angepaßt, daß die oben angegebenen Gehalte von den Hackschnitzeln absorbiert wurden. Die imprägnierten Hackschnitzel wurden darauf in ein ksaktionsgefäß 8 gefüllt, in dem die Temperatur bei oc. Λ?.. QO⁰ C gehalten wurde» u.zw. mit Hilfe eines Dampfaantels 22. Nach 10 Minuten wurden die behandelten Hackschnitzel zu einem weiteren Schneckenförderer 9

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geführt, der zu einem Druckgefäß Ii hin einen trichterförmig ausgebildeten Auslaß aufweist und dessen Förderschnecke eine zum genannten Auslaß hin zunehmende Steigung aufweist, so daß ein gegen den überdruck im Druckgefäß abdichtender Pfropfen aus Hackschnitzelmaterial gebildet wird. Weiters ist der Schneckenförderer 9 mit einem konisch ausgebildeten, mit Hilfe eines Hydraulikzylinders druckbelasteten Stempel zur Abdichtung und Zusammenpressung · des Hackschnitzelmaterials versehen. Beim Durchgang durch den Schneckenförderer 9 wurden ca. 1,3 vP Flüssigkeit pro Tonne Hackschnitzel ausgepreßt, welche Flüssigkeit durch die Leitung 10 abgeführt wurdo. Die Flüssigkeit enthielt Produkte, die bei Heaktionen zwischen zugesetzten Chemikalien und organischen und anorganischen Substanzen des Holzes gebildet wurden. Vor allem wurden komplexgebundene Schwerraetallionen ausgepreßt, was auch deutlich aus nachstehendem Vergleich (Tabelle 1) zwischen nach der Erfindung behandelten Hackschnitzel» und überhaupt nicht behandelten Hackschnitzeln hervorgeht. Die durch die Leitung 10 austretende Flüssigkeit hatte einen pH-Wert von 7»9 und es konnte keinerlei Gehalt an freiem Schwefeldioxid festgestellt werden. Tabelle 1 Gehalt an Metallen in Fichtenholz

Nicht behan- Behandelt nach der delt Erfindung

25 Fe, sam, SCAN-O 13:62 (mg/kg) Mn, gem. SCAN-C 14;62 (mg/kg) Cu, gem. SCAIi-C 12:62 (mg/kg)

120	58
77	32
2	1

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Wie ersichtlich,resultierte die Behandlung nach der Erfindung in einer starken Reduktion des Schwermetallgehaltes in den Hackschnitzeln, festliche Schwermetallionen in den Hackschnitzeln waren außerdem komplexgebunden. Der Auslaß des Schneckenförderers 9 ist wie oben erwähnt mit dem Druckgefäß 11 verbunden, in welchem die Hackschnitzel mit gesättigtem Dampf 12 bis 95° C während ca. 3 Minuten erwärmt wurden. Zur Hegelung der Temperatur wurde durch eine Leitung 19 Druckluft zugesetzt. Im -ooden des Druckgefäßes sind Transportschnecken 13 angeordnet^ welche die Hackschnitzel zum Zentrum des Hahl^ehäuses einer Scheibenmühle 14-transportieren. In der Scheibenmühle 14- wurden die Hackschnitzel defibriert und gemahlen, so daß einzelne fasern erhalten wurden. In einem Abstand vom Zentrum der Scheiben, der dem halben uadius entspricht, wurden über eine Leitung 15 Bleichchemikalien zugesetzt, welche aus 3 ^ ^H2°2' ⁵ ^ ^Na2^siO3 (⁴²° ^B®^» °»°5 *> NsSO^ sowie 1 ^L/o NaOH bestanden. Dio Ilengen entsprechen Prozenten des trocken gedachten otoffes. Der Energie-. verbrauch bei der Defibrierung wurde mit 0,8 IaVh pro Tonne fertisem Stoff gemessen. Zur weiteren Bearbeitung des otoffes wurde dieser in einer zweiten Scheibenmühle 16 behandelt. In dieser Stufe wurden C,6 hWh pro -onne Stoff verbraucht. Der gemahlene Stoff wurde eine Stufe in einem Drucksieb 17 und zwei Stufen in einem Wirbelreiniger 18 (Hydroeyklone) gesiebt. Der fertige

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Stoff wurde im Hinblick auf Helligkeit, Metallgehalt und Papiereigenschaften getestet. Die Ergebnisse wurden in Tabelle 2 zusammengestellt, die nach Beispiel 4 angeführt ist.
Beispiel 2

Therniomechanischer Stoff wurde nach bekannter Technik in einer modifizierten Anlage hergestellt, die im wesentlichen die gleiche Ausführung wie nach Pig. I hatte· Bei diesen Versuchen wurde das gleiche H&ckschnitzel-Sortiment wie bei Beispiel 1 angewendetk Nach dem Kackßchnitzelväscher 1 wurden* die Keickfechniizel dem Keaktionsgefäß 8 mittels des SchneokönfÖrderers 9 zugeführt. Die Hackschnitzel wurden darauf auf die gleiche V/eise wie bei Beispiel 1 bearbeitet* jedoch mit der Ausnahme, daß keine Bleichchemikalien in der ersten Defibrierungs- und Mahlstufe 14 zugesetzt wurden.· '.veiters wurde bei der Vorwärmung der Hackschnitzel auf 125° C w&hrend 3 i-Ünuten im Druckgefäß 11 lediglich Dampf 12 angewendet.

Energieverbrauch und Analysenresultate wurden in Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiel 5

Bei einem modifizierten Verfahren nach der Erfindung wurden die Hackschnitzel vor dem Schneckenförderer zum Schnitzelbunker 2 transportiert. Die Hackschnitzel "wurden darauf auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 be~ handelt. Jedoch mit der Ausnahme, daß lediglich 0,5 A NaOH über die Leitung 7 im Imprögnierungsgefäß 5 zugesetzt wurden.

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Die Kesultate wurden in Tabelle 2 zusammengestellt.

Beispiel 4

Bei einem weiteren modifizierten Verfahren nach der Erfindung wurde der Versuch nach Beispiel 3 kopiert, jedoch mit der Ausnahme, daß außer 0,5 ^ NaOH auch 1 % Bisulfit über die Leitung 7 im Imprägnierungsgefäß 5 zugesetzt wurden.

Die Hesultate wurden in nachstehender Tabelle 2 zusammengestellt.

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!Tabelle 2 Versuchsresultate von Beispiel 1 - 4 Beispiel Nr. 1 2 5

Bevorzugtes l'hermoniech. modifiziertes Verfahren otoff gem. Verfahren gem. gern* Jirf» bek# Technik Erfindung mit

NaGIl NaOH + Bisulfit

Energieverbrauch

(hWh/t)

Stufe 1 0,6

Stufe 2 0»6

Freeness gem. CSF

(ml)

Splittergehalt, ungesiebter Stoff(,0 0,J0 gem. Somi.ieryille (Schlitzbreite 0,15 mm)

Helligkeit t» gem. üGAK-C 1:62

üxtraktgehalt (Döi ^) 0,55 gem. SC/ui-G 7:62

Zugindex (kNm/kg) ²

1,1 0,7	o«9 0,7	0,8 0,6
275	305	290
0,65	0,43	0,50
60 1,20	72 0,68*	75 0,60
50 7,0	39 9,5	41 9,9
60 101	59 89	59 56

Heibindex (Km²/kg) 10,0

Lichts treuun^skoeffi-

zient Cm /kg)

Eisen (Fe) (mg/kg) gem. täCÄN-0 15:62

Mangan (Iin) (mg/kg) 18 69 61

Auf Basis der erhaltenen Werte kann festgestellt werden, daß der Energieverbrauch überraschenderweise bei Vorbehandlung toit Alkali\ Bisulfit und :<omplexbildnern gegenübef der Herstellung von gewöhn-J.:.-.fceai thermomechanischeto ßtoff (Beispiel· 2) um ca. 22 £ reduziert worden ist. Ferner kann festgestellt werden, daß die papiertechnischen Eigenschaften

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der Stoffe wesentlich verbessert worden sind. Die Wirkung der Vorbehandlung mit Komplexbildnern geht besonders deutlich bei einem Vergleich der Helligkeiten der Stoffe hervor. Der Zusatz an Komplexbildnern hat somit die Helligkeit im Vergleich mit Zusatz von lediglich NaOH und NaHSO;, um drei Einheiten erhöht. Besonders überraschend ist der niedrige Extraktgehalt, der bei Behandlung der Hackschnitzel gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird. Das Verfahren ist somit besonders wertvoll zur Herstellung von Stoffen, die für absorbierende Produkte, wie beispielsweise Weichpapier und aufgelockerten Zellstoff angewendet werden sollen. Die Flüssigkeit nach der imprL^nierung kann auf übliche V/eise rückgewonnen werden oder es können auch ausgelöste Extraktivstoffe auf gleiche Weise v/ie bei der Kiefernölgewinnung ausgenützt werden.
Beispiel 5

Um auch die Resultate mit gebleichtem thermoxechanischen Stoff zu vergleichen, wurde der in Beispiel 2 beschriebene Versuch wiederholt. Hiebei wurden sowohl Bleichchemikalien als auch Komplexbildner in der hahlstufe 16 zugesetzt· Die Ergebnisse des Vergleiches sind nachstehend angeführt, wobei auch die bei der Herstellung von Stoff nach einer bevorzugten Scrm der vorliegenden Erfindung erhaltenen Resultate wurden.

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Gemäß Er- Raffinatorfindung ' gebleichter (Beispiel 1) thormomech. Li to ff

Energieverbrauch:

Stufe 1 (MWh/t)

Stufe 2 (HWh/t)

Freeness, CSF (ml)

öpii-ctergehalt, ungesiebter Stoff

gem. Sommerville (;j)

(Schlitzbreite 0,15 )

Helligkeit, SCAN-C 1:62 (*>) Zugindex (kNm/kg)

Ke.ib index (Nm²As)

Lichtstreuungskoeefi- _P sient (nr/kg)

.Sisen (Fe) SGAIi-C 13:62 (mc/kg) hangen (Hn) SCAN-C 14:62 (mg/kg)

0,8
0,6
300

0,30

?6

42

58
37
18

0,9 0,7 310

0,45

71 57 9,2

59 62

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Wie aus obigem Vergleich hervorgeht, hat sich überraschend gezeigt, daß der gemäß vorliegender Erfindung hergestellte Stoff bedeutend fester und vor allem bedeutend heller als raffinatorgebleichter thermomechanischer Stoff wird. Es kann somit nicht nur auf den Zusatz von Bleichchemikalien in der ersten üefibrierungs- und I'iahlstufe zurückzuführen sein» daß der Stoff die bei Herstellung gemäß dör ürfindühg erhaltene Festigkeit und Helligkeit bekam. Irgefdeine sichere Lrklarung für iU.' überruschende Resultat kann derzeit nicht gegeben werden. Eine warhschöinliche Ursache kann jedoch sein, daß die Hackschnitzel bei ihrem Durchgang durch zwei

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Schneckenförderer einer Art von Vordefibrierung ausgesetzt ■f-erdsn. was in einem festeren otoff resultiert. Eine .Erklärung für die hohe Helligkeit kann sein, daß der Zusatz an Reduktionsmitteln und Komplexbildnern in Korabination mit der Auspressun^ den Zerfall des l·eroxids reduziert hat, was seinerseits zu einer höheren Helligkeit des stoffes beitrug»
Beispiel 6
Fichtensulfitstöff des dissolving Typs wurde einerseits gemäß herkömmlicher Technik und anderseits gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt. Hiebei v/urde in Zusammenhang mit dem Versuch nach Beispiel 1 von der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage teils lediglich zu Hackspär.en gehacktes Holz und teils Kackschnitzeln entnommen, die mit Komplexbildnern, Alkali und Bisulfit gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt worden sind. Die so behandelten Hackschnitzel wurden durch ein Mannloch 20 des Druckgefäßes 11 entnommen. Bei der Entnahme der behandelten Hackschnitzel wurde die Dampfzuführung 12 zum Lruckgefäß 11 gedrosselt.

Die entnommenen Hackschnitzeltartien wurden darauf in einem LaboratdtiÜmskochfer mit 25 1 Volumen einer Sulfitkochung untörwtrfen. Zuerst wurden die unbenandelten Holzhacksdhnitzel gekocht» Kochunc A, 'z?-£- dann Jene Hackschnitzel« die nach der Erfindung behandelt worden sind, Kochung B· Für jede Kochung wurden $ kg trocken gedachte Hackschnitzel eingewogen.

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Sämtliche Hackschnitzel wurden in der Flüssigkeitsunter folgenden Bedingungen gekocht:

- Verhältnis FlÜLsigkeit (einschließlich Hölzfeuchtigkeitjzu trockenem Holz = 4,5 '· - Die Kochsüure wurde so zusammengesetzt, daß

der Zusatz an Ua₀O 4 jo and der Zusatz an SOp 24 ■/; wurde „ jeweils auf absolut trockenes H^Ia gerechnet.

Vor dem Zusatz von Kochs ti ure bei jeder Kochung wurden die Hackschnitzel mit gesättigtem Jjampf unter Atmosphärendruck 30 Minuten lang behandelt.

Hackschnitzel und Kochsäure wurden durch Umwälzung der Kochsäure durch einen Wärmeaustauscher erwärmt. Der Kocherinhalt wurde auf diese V/eise während einer Zeitperiode von 45 I-.inuten auf 95 C erwärmt und weiter von 95° G bis 110°C während drei Stunden,-worauf die Temperatur während einer Zeitperiode von 60 Hinuten " auf 145° C erhöht wurde. Die Hackschnitzel wurden sodann bei 145° C drei Stunden lang gekocht, worauf der Iberdruck in Kocher schrittweise während einer Zeit von 20 Minuten auf Atmosphärendruck reduziert wurde.

Die aufgeschlossenen Iluckschnitzel wurden in einem Laboratoriumssieb vom Typ Wennberg mit einer Schlitzbreite von 0,25 ** gesiebt, worauf der gesiebte Stoff in einer Zentrifuge auf einen Trocken^ehalt von ce, 30 "fr entwässert sowie, Vor der Trocknung während Z.& Stunden bei 35° C, in kleine Stücke gerissen wurde. JTie btoffausbeute und andere Eigenschaften der Stoffe von Kochung A und B sind nachstehend angegeben.

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46,2	47,3
0,ö3	0,36
6,7	5,8

Kochung A Kochung B

gem« konven- gemäß

tioneller Erfindung Technik

Stoffausbeute Splittergehalt Kapyazahl gem. SCAN-C 1:59 Extraktgehalt gem. SCAlI-C 7:62

(DKH £) 1,33 0,61

Viskosität gem. SCAN-C 15:62

(Tappi cP) 41,8 56,5

Fe gem. SCAII-C 13:62 (nig/kg) 14 12 Hn eem. SCAIi-C 14:62 (mg/k:;) 8 5

Wie aus den obigen Resultaten hervorgeht, hat die Kochung B, die gemüß der vorliegenden Erfindung
durchgeführt worden ist, in einem Stoff mit wesentlich niedrigerem ^xtraktgehalt und etwos niedrigerem Gehalt an Schwernietallionen resultiert, überraschenderweise
hat die Kochung B nach der Erfindung auch eine höhere
Stoffausbeute und einen niedrigeren Splitter^ehalt bei vergleichbaren Kappazahleft ein die herkömmliche Kochungstechnik ergeben. Irgendeine »ichere Erklärung für dieses überraschende Ergebnis kann derzeit nicht gefunden werden, Eine Erklärung kann jedoch sein, daß bei der Vorbehandlung mit u.a. Alkali Natriun. ionen in die Hackschnitzel eingeführt werden, welche wahrscheinlich einen positiven Effekt bei der Kochung gehabt haben. Eine andere Erklärung kann sein, daß bei der Vorbehandlung der

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Hackschnitzel eine Glukomanhanstabilisierung erhalten worden ist« was zur Erhöhung der Stoffausbeute beigetragen hat. Eine dritte mögliche Erklärung ist, daß die Hackschnitzel beim Durchhang durch die Schneckenförderer einer mechanischen Bearbeitung; ausgesetzt worden sind, die in Rissbildungen und Bruchansätzen resultiert hat, welche sodann bei der Kochung das Eindringen der Kochsäure in die Hackschnitzelstücke erleichtert haben und dabei eine homogenere Sulfonierung ergaben, als dies bei Kochung von nicht vorbehandelten Hackschnitzeln erreicht werden kann. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann somit auch mit Vorteil zur Herstellung von chemischem Stoff ausgenützt werden. Dt-bei ist es nicht immer notvexidig, die Hackschnitzel vor der Imprägnierung gemäß vorliegender Erfindung zu waschen. Es kann ausreichend sein, die Hackschnitzel au dämpfen und darauf der Förderschnecke 3 zuzuführen, die mit dem ImprLgnierungsgefäß 5 verbunden ist. Bei kontinuierlicher Kochung kann die Imprägnierun^sflüssigkeit trdt konplexgebundenen üchwermetallen im wesentlichen durch /utfcpressung ira Schneckenförderer 9 des Kochers ehtiernt Worden.

Bei Herstellung von Hochausbeütezellstoff gemäß der Erfindung können auch weitere Komplexbildner dem Prozeß an anderen Stellen zugeführt werden, wie beispielsweise im Raffinator 14, und ferner ist die Temperatur nicht auf jene Werte begrenzt, die bei den durchgeführten Versuchen angegeben worden sind. Die

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Temperatur kann somit zwischen 20° C und 170° C variieren. Zur ivegelung der Temperatur kann mit Vorteil Druckluft angewendet werden, wie dies im schwedischen Patent 318 beschrieben ist. Die Erfindung ist auch nicht auf den Bleichchemikalienzusatz in der ersten Defibrierungs- und Mahlstufe bei der Herstellung von Hochausbcutectoffen beschränkt.Bleichcfaemikalien können somit auch sehr wohl in einer späteren Kahlstufe zugesetzt werden. V/eiters kann die Bleichung in einer separaten Stufe durchgeführt werden, wobei die £\.estchetniltalien in Übereinstimmung mit der schwedischen Patentschrift 363 650 zur ersten Defibrierun.::;jstufe zurückgeführt werden können.

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Claims

Patent&äsprüche :

1· Verfahren zur Behandlung von Holzhackschnitzeln swscks Dntfernung von Schwermetallen und Harz vor einer nachfolgenden Jieli^nifierungs- oder .Uefibrierungsbehandlung, wobei die Hackschnitzel gewaschen, komprimiert, mit eventuellen Uelignifierungschemikalien imprägniert und vor der Uelignifierungs- und/oder Defibrierungsbehandlung erwia-mt v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hackschnitzel nach der Komprimierung mit einer Lösung imprägniert werden, die Komplexbildner sowie Alkali und ein Kittel zur Reduktion von Schwermetallionen enthält, und daß die genannte Lösung vom erwürmten Ilackschnitzelmaterial vor der Delignifierun^s- Oder üefibrierungsbehanalung abgeschieden wird»

2. Verfahren nach iatentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Iinpragnierun^slösung durch Zusatz von Alkali so geregelt wird, daß der pH-'Jert der abgeschiedenen Lösung im Bereich zwischen 4,0 - 9,5t vorzugsweise 5*0 - 7»5» zu liegen kommt·

3· Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 2, da-2C t'r;?c'i gekennzeichnet, daß die henre an Komplexbildnern ^Λ.ι 'isr Imprägnierunoslösung mindestens 0,05 P des Trockengewichtes der Holzhackschnitzel betrügt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das iieduktionsiaittel in der

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ORIGINAL INSPECTED

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r^jiprägnierungslösung von SOp gebildet wird und daß die Menge an SOp maximal 5 >^ö des Trockengewichtes der HoIzhackschnitzcl betrügt.

$. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte Ilackschnitzelmaterial auf eine Temperatur von mindestens 50° und höchstens 170° C während einer Zeit von 1 bis 60 .iinuten erwärmt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 5i cLadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte und erwärmte Hfcickschnitzelmateriaiauf einen Trockengehalt von wenigstens 40 jo ausgepreßt wird und daß die ausgepreßte Imprägraerunysflüssigkeit, die u.a. komplexgebundene Schwer-."se^aliionen und Extraktivstoffe enthält, entfernt wird·

Ip 7· Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte über die Imprägnierungslösung zugeführte SOp mit dem Hackschnitzelmaterial bei dessen Kontakt mit der Lösung zur Reaktion gebracht wird, was darin resultiert, daß die ausgepreßte und entfernte Imprägnierungsflüssickeit keine Spuren an freiem SO2 enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte und gepreßte Hackschnitzelmaterial in einem Druckgefäß mit Dampf und/oder Druckluft bei ainor Temperatür zwischen 20° C ■jjid 180° G während einer Z-it von 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 2 bis 5 Minuten, vor der üefibrierung

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VU& Mahlung behandelt wird*

9. Vetfahrön nach Patentanspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hackschnitzelmaterial nach Erwärmung und Pressung umgehend einer Defibrierungsbehandlung unterworfen wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Defibrierungsbeh&ndlung in einer Scheibenmühle unter gleichzeitiger Bleichung

V; des Paiirmateriala durchgeführt wird, wobei Bleichmittel . Ruf solche Weise der Scheibenmühle zugeführt wird* daß -/ dessen Mischung mit dem Fasermaterial im Bereich des Umfanges der Mahlscheiben oder in einem Abstand vom Zentrum der Hahlscheiben erfolgt, der mindestens ca, 1/j vonäsrea Radius entspricht.

11· Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleichung mit sogenanntem ligninerhaltendem Bleichmittel, vorzugsweise Wasserstoffperoxid durchgeführt wird, wobei die Bleichchemikalien der Scheibenmühle an zwei Stellen zugeführt werden, so daß Wasserstoffperoxid, Natriumhydroxid und gegebenenfalls Magnesiumsulfat im Zentrum der Mahlscheiben oder in einem Abstand von maximal ca. 1/4- von deren Itadius vom Zentrum zugeführt werden, und daß Natriumsilikat der Scheibenmühle beim Umfang der Mahlscheiben oder innerhalb eines Abstandes von höchstens 20C mm von deren Umfang zugeführt wird·

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ORfGfNAL JNSPECTED

ff

12. Vorrichtung but Durchführung des Verfahrens nach den Patentansprüchen 1 bis 8, umfassend einen Hackschnitzelwäscher, einen Hackschnitzelbunker, dessen Boden mit einer Schneckenpresse zur Komprimierung und Zuführung des HackschnitzGlmaterials zu einem vertikalen, innenseitig mit vertikalen Transportschnecken versehenen ImprägnierunssgcfUß fest verbunden ist, ein Reaktionsgefäß, das mit einem mit Anschlußleitunken für sowohl Dampf als auch Druckluft zur He^-clung von Druck und

LO Temperatur versehenen Druckgefäß fest verbunden ist, sowie einen am Boden angeordneten Schneckenförderer zum Transport des Hackschnitzelmaterials unter Druck vom .Boden des Druckgefäßes zu einer Defibrierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das lieaktionsge-

L5 faß (8) ausgeführt ist, um unter überdruck arbeiten zu können, und daß das genannte aeaktioösgefäß (8) bei seinem Boden mit dem Druckgefäß (11) über einen flüssigkeitsauspressenden SchncckerJ'ördergr (9) zur Abscheidung von Imprilgnierungcflüssigkei⁴; über eine Leitung (10) verbunden ist·

13- Vorrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der fltissigkeitsauspressende Schneckenförderer (9) einen gegen überdruck im Druckgefäß (11) dichtenden pfropfen aus Iiackschnitzelmaterial bildet.

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