NO754077L - - Google Patents

Description

Blekeoppslutning av cellulose med

betraktelig redusert kloranvendelse.

Fra norsk søknad nr. 7^0.888 er det kjent en fleretrinns fremgangsmåte til- fullbleking av cellulose, som kan gjennomføres med vesentlig mindre klormengder enn tidligere i de tilstedeværende tekniske innretninger i et celluloseblekeri.

Derved lar cellulosen seg fullbleke i flere trinn, fortrinnsvis trykkløst, når blekesekvensen, eventuelt kombinert med en liten delklorering, begynner med en sterk alkalisk per-oksydblekeoppslutning.

Dette sterkt alkaliske peroksydbleketrinn (P), som samtidig også virker oppsluttende, erstatter den hittil vanlige sure klorering med etterfølgende alkalisk ekstraksjonstrinn.

Blekeresultatet er herved - likeledes som ved de kjente blekefremgangsmåter - avhengig av tretypen, f.eks. nål-eller løvtre resp. enårsplanter, samt av gjennomføringen av kokeprosessen og dermed oppslutningsgraden.

Den eventuelle delklorering er bare overhodet nødvendig når det skal blekes hårde, altså lignin- og hemi--celluloserike celluloser over hvithetsinnhold på 90% MgO. Herved kan det enten før begynnelsen av den egentlige bleking, altså før det sterkt alkaliske peroksydtrinn foregå en delklorering, eller det tilsluttes et direkte til det sterkt alkaliske peroksydtrinn et delklorerings- og ekstraksjonstrinn. Derved brukes omtrent en femtedel.av den tidligere klormengde og omtrent halvparten av den tidligere alkalimengde.

I en videreutvikling av fremgangsmåten ifølge norsk patent nr. 7^0.888 er det nå overraskende funnet at ved overholdelse av bestemte reaksjonsbetingelser ved peroksydtrinnet kan det innspåres en betraktelig ytterligere alkalimengde .

Oppfinnelsens gjenstand er en fleretrinns fremgangsmåte til klorfattig fullbleking av cellulose, hvori blekesekvensen eventuelt'.kombineres med en liten delklorering, begynner med en alkalisk peroksydoppslutning, fortrinnsvis trykk-løst, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat man bleker cellulosen i peroksydtrinnet ved et innhold av alkali fra 0,5

til 3 vekt%, beregnet på 100%-ig stoff og referert til atro cellulose, og ved en temperatur av blekebadet på minst 65°C inntil kokepunktet.

Fortrinnsvis anvendes temperaturer på 65~85°C. Den i kloreringstrinnet anvendte klormengde er bare en liten

del av den mengde som kom til anvendelse ved de hittil kjente fremgangsmåter ved klorering. Peroksydtrinnet føres med alkali-overskudd. Delkloreringstrinnet kan også unngås når de kjente oksydasjonsbleketrinn som følger oppslutningsblekningen som hypoklorit, klordioksyd og peroksyd forsterkes. Selvsagt bort-faller delkloreringen når.det ikke kreves hvithetsinnhold over 90% MgO, men hvithetsinnhold mellom 85 og 90% MgO er tilstrekke-lig.

Blekingen med klor og alkali. ■■•{C-E-trinn) bringer ved utløsning av organiske stoffer oksygenfortærende stoffer og sterkt klorholdige forbindelser i avvannet fra cellulose-fabrikker, som ikke mere kan tømmes i elver.

Klorholdig og kloridioneholdig blekeriayvann

fører som kjent til sterk korrosjon i regenerasjonsinnret-ninger. Den omtalte alkaliske blekeoppslutning muliggjør inn-dampning og konsentrering av de utløste stoffer, deres forbrenning og alkaliregenerering i vanlig apparatur. Den alkaliske •peroksydbehandling har videre vist at 95 - 90% av de i avvannet belastede stoffer utløses i dette trinn og således ikke tilføres forflyteren.

Som perforbindelser kommer det på tale hydrogenperoksyd, natriumperoksyd og andre uorganiske eller organiske peroksyder resp. hydroperoksyder, fortrinnsvis hydrogenperoksyd, natriumperoksyd eller t-butylhydroperoksyd resp. blandinger av de nevnte komponenter i vandige oppløsninger. Helt spesielt egnet er hydrogenperoksyd og natriumperoksyd. De anvendte mengder kan ligge mellom 0,2 og 10 vekt%, fortrinnsvis anvendes 0,6 - 6 vekt$', beregnet som, 100^-ig hydrogenperoksyd og referert til atro cellulose (atro = absolutt tørr).

De for den omtalte alkaliske, peroksydiske blekeoppslutning nødvendige alkalier, dvs. alkali- eller jordalkali-hydroksyder, er fortrinnsvis natriumhydroksyd eller ;også kalsium-hydroksyd resp. ammoniumhydroksyd (NH^ eller NH^OH), nemlig mellom 0,5 - 3 vekt%, fortrinnsvis 1-3 vekt%, beregnet som 100%-ig stoff og referert til atro cellulose.

Den alkalisk-peroksydiske blekeoppslutning gjen-nomføres på kjent måte ved temperaturer fra 65°C til blekebadets kokepunkt. I og for seg kan det selvsagt blekes under trykk, men fordelen ved anvendelse av perforbindelser og den nevnte sekvens ligger nettopp i fremgangsmåtens trykkløshet, dvs. uten anvendelse av ekstra trykk og apparatur.

Blekefremgangsmåten gjennomføres som nevnt ovenfor i bestående blekerier, idet det fortrinnsvis er vanlig stoff-tettheter mellom 10 og 20$. Med stofftetthet forstås da vekt# cellulose i stoffsuspensjonen. Det er imidlertid også mulig å gjennomføre det alkalisk peroksydiske trinn ved høyere tørrinn-hold, nemlig under anvendelse av dertil egnede tekniske hjelpe-midler inntil 35%3som f.eks. tykkstoffpumper, knaere, høy-trykkfiltere.

En ytterligere fordel er a^ det ikke kommer til anvendelse noe vannglass som ellers ved peroksydiske bleketrinn.

I blekebadene kan det anvendes vanlige uorganiske kompleksdannere resp. stabilisatorer, som f.eks. magnesiumsulfat eller organiske N- eller P-holdige kompleksdannere, som f.eks. etylendiamintetraeddiksyre, dietylentriaminpentaeddiksyre, nitrilotrieddiksyre. Det er likeledes mulig å anvende N- og P-frie kompleksdannere, som f.eks. polyoksykarboksylsyrer.

I tillegg til det tekniske fremskritt ifølge søk-nad nr. 7^0.888, nemlig en fullbleking av cellulose, også av harde celluloser, nemlig i bestående apparaturer i cellulose-blekerier samt utvinning av avvann, hvor stoffene som belaster forvannet allerede er utløst i første trinn, hvorved det fremkommer korrosjonsfritt avvann og lett kan regenereres - medfører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ennu en besparelse på alkali.

Følgende eksempler skal forklare oppfinnelsen nærmere, hvor prosentangivelsene alltid er å forstå som vekt%, referert til ubleket tørr cellulose. Ved alle forsøk ble det arbeidet med springvann av 5° dH i emaljerte beholdere og etter hvert trinn vaskes cellulosen med springvann samt surgjøres etter siste trinn med SOp. Den*angitte hvithetsgrad (remi-sjonsgrad) bestemmes etter de tyske enhetsmetoder (Zellcheming-Merk-blad) med Zeiss-Elrepho-hvithetsgradsmåler, filter R 46. Eksempel 1.

Et ifølge kalsium-bisulfitfremgangsmåten frem-stillet gran-papircellulose med et kappatall på 22, som i ubleket tilstand har et hvithetsinnhold på 5-1$ MgO, blekes i en 5-trinns blekeprosess til en hvithet over 92$ MgO:

Som dette eksempel entydig viser, kan også ved

hårdere gran-papircelluloser innholdet av klor vesentlig redu-seres, nemlig fra tidligere 5,5 - 6,5$ Cff^tll 1,1 - 1,7$ Cl2. De. oppnådde fasthetsegenskaper ligger i størrelsesorden av den cellulose, som ble bleket etter den klassiske metode.

Videre var cellulosens renhet spesielt høy og cellulosen hadde et mindre innhold av bark-, bas- og borkdeler enn tidligere.

Over 90$ av det i avvannet befinnende organiske stoff danner fra første to blekesekvenser og kan således på enkel måte tilføres en fortykning og forbrenning.

Eksempel 2.

En etter kalsium-bisulfittfremgangsmåten frem-, stillet bøk-kunstsilkecellulose méd et kappatall på 5,5 og et hvithetsinnhold på 60,7$ MgO i ubleket tilstand ble bleket i en 3-trinnet sekvens i driftsmessig målestokk under følgende betingelser:

Fremgangsmåtebredden i tilsetningsmengden av H202og NaOCl fremkommer av det tekniske forløp til innstilling av viskositetsverdier for kunstsilkecellulose.

Det oppnådde hvithetsinnhold ligger ved 95, 8% MgO. Tilsvarende karakterer av den alkalisk-peroksydiske blekeoppslutning, synker hemicelluloseinnholdet fra 13$ til 8,6$. Det ønskede^ a-celluloseinnhold på 91 - 92$ oppnås. Cellulosen har en fremragende filtreringsverdi og et lite gelpartikkelvolum. Utstigehastigheten og tykkelsessvellefaktoren lå innen rammen av de for bøkecellulose vanlige verdier.

Eksempel 3-

En etter kalsium-bis.ulfitfremgangsmåten fremstilte bøkepapircellulose, med et kappatall på 14 og et hvithetsinnhold på 53$ MgO ubleket, ble bleket i driftsmessig målestokk i en 4-trinnet fremgangsmåte til en slutthvithet på 95 - 96$ MgO.

Fasthetsegenskapene av den etter denne sekvens blekede bøke-papircellulose lå høyere enn de i vanlig bedrifts-bleking oppnådde verdier. Dette er å tilbakeføre på at det blir sett bort fra hypoklorittrinnet. Dessuten medfører selvsagt den 4-trinns fremgangsmåte en økonomisk fordel i forhold til den klassiske 5-trinnsbleking.

Claims (2)

1. Fleretrinnsfremgangsmåte til klorfattig fullbleking av cellulose, hvor blekesekvensene, eventuelt kombinert med en mindre delklorering begynner med en alkalisk peroksydoppslutning, fortrinnsvis trykkløs, karakterisert ved at man bleker cellulosen i peroksydtrinnet ved et innhold av alkali fra 0,5 til 3 vekt$, beregnet på 100$-ig stoff og referert til atro cellulose, og ved en temperatur av blekebadet på minst 65°C.

2. Fremgangsmåte ifølge'krav 1, karakterisert ved at det blekes med alkalimengder på 1 - 3 vekt$, beregnet til 100$-i.g stoff,- referert til atro cellulose og ved temperaturer på 65 - 85°C.