DE469372C

DE469372C - Verfahren zur Gewinnung von reinem Zellstoff

Info

Publication number: DE469372C
Application number: DEH81741D
Authority: DE
Original assignee: CHARLES HARNIST DR
Current assignee: CHARLES HARNIST DR
Priority date: 1914-07-06
Filing date: 1920-07-09
Publication date: 1928-12-11
Also published as: US1547907A; FR22049E; FR24034E; FR477895A; NL16847C; DE495146C; FR588071A; GB156777A; FR24174E

Description

Die Erfindung bezweckt die Herstellung von reinem Zellstoff unter Nutzbarmachung der Ablaugen als Düngemittel u. dgl.

Diese Nutzbarmachung wird dadurch erstrebt, daß einerseits die düngeschädlichen Stoffe, wie Harze und Gerbstoffe, aus der Lauge möglichst ausgeschieden werden, andererseits Chemikalien in die Lauge gebracht werden, welche den an sich geringen Dünge-

to wert derselben erhöhen.

Die Darstellung von reinem Zellstoff geschieht durch stufenweise, alkalische und saure Behandlung der zellstoffhaltigen Rohstoffe.

Chemikalien, welche den beiden Anforderungen der Nutzbarmachung der Ablaugen und der Zellstoffdarstellung genügen, sind schweflige Säure und lösliche Basen, wie Ammoniak, Alkalihydroxyde oder deren Salze mit schwachen Säuren, wie Carbonate, Sulfide o. dgl. oder einem Gemisch derselben.

Die stufenweise Aufschließung wird durch die damit verbundene Nutzbarmachung der Ablaugen wirtschaftlich wesentlich verbessert.

Zweckmäßig verwendet man bei diesen aufeinanderfolgenden Behandlungen des Rohstoffs dieselbe Lauge, denn dadurch wird einerseits ein Eindampfen großer Flüssigkeitsmengen zum Nutzbarmachen der Ablaugen erspart; andrerseits üben, wie festgestellt wurde, in dem Falle, wo die saure Behandlung auf die alkalische Behandlung folgt, die durch die alkalische Behandlung gelösten Stoffe eine sehr günstige Wirkung auf die schweflige Säure aus, indem sie deren Einwirkung auf den Zellstoff wesentlich mildern. Es ist deshalb vorteilhaft, falls die saure Behandlung zuerst einsetzt, solche Stoffe, wie Gummi oder Zuckerstoffe, wie sie z. B. in Melasse oder Brennerei rückständen enthalten

der Frischlauge zuzusetzen.

Von den Basen ist Kalium dem Natrium vorzuziehen, weil Natriumsalze höchstens beim Rübenbau als Düngemittel nützlich sind. Noch besser aber verwendet man Ammoniak, weil dasselbe den Zellstoff weniger angreift und als Düngemittel die organischen Substanzen der Ablauge als Nährboden für die zu seiner Assimilation nötigen Bakterien nutzbar zu machen vermag. Außerdem hat die Anwendung von Ammoniak viele technische Vorteile.

Diese Vorteile liegen in seinen physikalischen Eigenschaften begründet und in seiner Ähnlichkeit in dieser Beziehung mit dem anderen chemischen Agens, der schwefligen Säure. Die Gasform des Ammoniaks und seine große Löslichkeit in Wasser ermöglichen eine konzentrierte Einwirkung unter An-

wendung verhältnismäßig geringer Mengen, indem wenig Wasser, z. B. nur die Feuchtigkeit der zellstoff haltigen Rohstoffe, zur Behandlung genügt, worauf der größte Teil des Ammoniaks wiedergewonnen werden kann, während der übrige "Teil unter der Einwirkung von erhöhtem Druck in das Molekül der Zellstoffbegleitstoffe dringt, mit welchen das Ammoniak die für Düngezwecke wertvollen organischen Stickstoffverbindungen bildet. Die leichte Zusammendrückbarkeit er-. laubt die Einführung von NH₃ in das Reaktionsgefäß unter Druck, z. B. während der Behandlung, und somit eine allmähliche Zu-IS fuhr. Die vollkommene Ähnlichkeit in diesen Eigenschaften mit der schwefligen Säure erlaubt eine abwechselnde und nach Belieben wiederholte aufeinanderfolgende alkalische Und saure Behandlung ohne Druckunterbrechung.

Zweckmäßig erfolgt die Einleitung der Gase außerhalb des Behandlungsgefäßes in die Leitung der in an sich bekannter Weise im Kreislauf durch den Kocher bewegten Lauge. -Die Neutralisierung der Lauge und die Entfernung der dabei gefällten Stoffe kann ebenfalls außerhalb des Gefäßes in dieser Leitung vorgenommen werden.

Es wurde gefunden, daß durch Neutralisierung unter Druck ein weit größerer Teil der gelösten Substanzen gefällt wird als ohne Druckanwendung.

Zur Ausführung des Verfahrens wird beispielsweise das zellstoffhaltige Material, wenn es reichlich Gerbstoffe enthält, zuerst mit SO₂ und dann mit NH₃, und wenn es Harze oder sonstige ammoniaklösliche Stoffe enthält, zuerst mit NH₃ und dann mit SO₂ behandelt.

Liegt harzreiches Koniferenholz vor, so wird beispielsweise in das mit den Hackspänen gefüllte Gefäß zweckmäßig von unten Ammoniakgas eingeleitet, bis dasselbe am oberen Ende des Gefäßes wahrnehmbar wird. Die Gasmenge richtet sich nach dem Feuchtigkeitsgehalt und nach der Art des Rohstoffes und kann daher in weiten Grenzen variieren (z. B. von 2 bis 20 °/₀). Enthält das Holz nicht genug Feuchtigkeit, so kann dem Einleiten ein kurzes Dämpfen vorangehen. Alsdann wird das Gefäß geschlossen, gegebenenfalls noch komprimiertes oder verflüssigtes Ammoniak durch seinen eigenen Druck eingepreßt und der Rohstoff eine Zeitlang, wenn nötig in der Wärme oder mit durch Ein- j pressen von Ammoniak gesteigertem Druck, ^: behandelt, bis keine sauren Bestandteile mehr j in Lösung gehen. Starkes Erhitzen mit NH_S \ wirkt schädlich auf den Zellstoff. ;

Hierauf wird das Ammoniak mit den an- ' dem flüchtigen Substanzen, z. B. durch direk- j , ten Dampf, vertrieben und wiedergewonnen, ! indem man zweckmäßig den übergehenden ! Dampf in ein zweites, mit Rohstoff und gegebenenfalls mit Wasser gefülltes Gefäß ! leitet. Der zurückbleibende Stoff wird mit nassem Dampf behandelt, um ihn von den durch Ammoniak gelösten Substanzen zu befreien, oder mit Wasser gekocht. In das noch heiße Waschwasser wird schweflige Säure eingeleitet, die ausfallenden Stoffe abgeschieden. Etwa in der Lösung vorhandene Gerbstoffe können in bekannter Weise durch Colloidstoffe, wie Leim o. dgl., oder durch Aluminiumsulfit 0. dgl. gefällt werden. Die Lauge wird nach erneutem Einleiten von schwefliger Säure zur zweiten Behandlung benutzt, die ebenso, wie bei .der Ammoniakbehandlung beschrieben, erfolgen kann. Die schweflige Säure kann auch in die Leitung des an sich bekannten zwangläufigen Umlaufs eingeführt werden, wodurch eine allmähliche gesteigerte Wirkung der schwefligen Säure erreicht wird, die namentlich bei Anwendung von Hitze vorteilhaft ist. Beim Erhitzen soll die Temperatur, falls die in der Lauge und im Rohstoff zurückgebliebene Menge von freiem oder chemisch gebundenem Ammoniak sehr gering ist, 90 bis ioo° nicht übersteigen.

Diese zweite Behandlung kann jedoch ebenfalls ohne weiteren Zusatz von Wasser und auch ohne Vertreiben des Ammoniaks nach bloßem Einleiten von SO₂ ausgeführt werden, wobei infolge des Bestrebens der schwefligen Säure, sich mit zurückgebliebenem Ammoniak zu verbinden, ein ebenso leichtes Durchdringen des Rohstoffes mit der Säure erfolgt wie vorher durch das Bestreben des Ammoniaks, sich in der Holzfeuchtigkeit zu lösen.

Zum besseren Herauslösen der Stoffe ist iqq es jedoch von Vorteil, wenigstens gegen Ende der zAveiten Behandlung die Masse mit Wasser zu bedecken. Selbstverständlich kann dieses Wasser in jedem Stadium der Behandlung zugefügt werden, z. B. schon am Ende oder selbst am Anfang der ersten Behandlung zur Lösung der Reaktionsmittel.

Wendet man die schweflige Säure und das. Ammoniak in komprimiertem oder verflüssigtem Zustande an, so hat man es in der Hand, die alkalische und saure Behandlung ohne Druckunterbrechung (mit oder ohne Wasserzusatz) auszuführen und nach Belieben zu wiederholen unter Einleitung beider Gase in die genannte Leitung außerhalb des Gefäßes.

Das Verfahren kann auf alle zellstoffhaltigen Materialien, Hölzer sowohl als Gräser, angewendet werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von reinem Zellstoff durch Erhitzen der zell-

stoffhaltigen Rohstoffe mit löslichen basischen Stoffen und schwefliger Säure unter Verwertung der dabei. abfallenden, technisch wertvollen Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohstoffe aufeinanderfolgend; und zwar ein- oder mehrfach und in beliebiger Reihenfolge abwechselnd mit schwefliger Säure und mit löslichen basischen Stoffen, wie Aramr,-niak, Alkalien, Alkalicarbonate!! oder Alkalisulfiden oder einem Gemisch derselben bei erhöhtem Druck, behandelt, wobei die bei der vorhergehenden Behandlung erhaltene Kochlauge, gegebenenfalls nach Reinigung und Zuleitung von basischen Stoffen oder schwefliger Säure, zur weiteren Kochung ein und desselben Ausgangsstoffes stets wieder benutzt werden kann.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Anwendung von Ammoniak dieses sowie die schweflige Säure in Gasform unter Druck und unter allmählicher Zugabe während der verschiedenen Behandlungsstufen auf ■ die Ausgangsstoffe zur Einwirkung ^: bringt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 I mit im Kreislauf durch den Kocher bewegter Lauge, dadurch gekennzeichnet, : daß die komprimierten Gase außerhalb des Gefäßes unter ihrem eigenen Druck in die L'mlaufleitung eingeführt werden, in welcher auch die Xeutralisierung der Lauge und die Trennung der dabei gefällten Stoffe von der Lauge vorgenommen werden kann.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder auch die nachfolgenden Behandlungen der zellstoffhaltigen Rohstoffe mit den Gasen ohne weitere Wasserzufuhr nur in Gegenwart der in denselben enthaltenen Feuchtigkeit oder nach vorhergehendem

Dämpfen vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Milderung der Wirkung der schwefligen Säure oder ihrer sauren Salze auf die zellstoffhaltigen Rohstoffe der wäßrigen Lösung organische Stoffe, insbesondere Gummioder Zuckerstoffe, wie sie z. B. in Melasse, Brennereirückständen o. dgl. enthalten sind, oder Zellstoffablauge, ζ. B. die bei der vorausgehenden Behandlung mit den lösliehen basischen Stoffen, insbesondere mit Ammoniak entstandene Zwischenlauge, zugesetzt werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die jedesmalige Neutralisierung der Lauge unter Druck vorgenommen wird.