DE2410934C2

DE2410934C2 - Kontinuierliches Verfahren zum Bleichen und Entfernen von Lignin aus Zellstoff

Info

Publication number: DE2410934C2
Application number: DE2410934A
Authority: DE
Inventors: Kenton J. Suffern N.Y. Brown; Sunanda K. New Delhi Roymoulik
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1974-03-07
Publication date: 1983-12-01
Also published as: FR2220620A1; US3832276A; NO740795L; BR7401573D0; DE2410934A1; NO144930C; IT1011546B; CA1007807A; FI59434C; FI59434B; NO144930B; PH10177A; SE397983B; FR2220620B1; AU6602374A; AR202919A1; ZA741287B; JPS5747798B2; GB1445276A; JPS5024503A

Description

Es ist seit vielen Jahren üblich, durch Anwendung verschiedener Chlorierungsverfahren Zellstoff zu bleichen und hieraus das Lignin zu entfernen. Diese Verfahren werden in der Papierindustrie manchmal auch als C_DE-Stufen bei den 5stufigen C_DEDED- oder 6stufigen CoEHDED-Verfahrensabläufen bezeichnet Die Verwendung von Chlorgas ist relativ teuer, und die Beseitigung von unverbrauchtem Chlorglas und chlorhaltigen Nebenprodukten aus den Ablaugen erfordert kostspielige chemische Wiedergewinnungsanlagen, um Wasser- und andere Umweltverschmutzungen zu vermeiden.

Es ist auch bereits eine ganze Reihe von Verfahren zum Bleichen und Entfernen von Lignin aus Zellstoff unter Verwendung von Sauerstoff anstelle von Chlor bekannt (US-PS 18 60 432, 29 26 114, 30 24 158, 32 74 049, 33 84 533, 32 51 730, 34 23 282 und 36 61 699, FR-PS 13 10 248 und 13 87 853) sowie Nikitin u. Mitarb., in »Trudi Leningradshoi Lesotekb., Nickeskoi Akad. i.S.M. Korova (Transactions of the Leningrad Academy of Forestry), Bd. 75, S. 145 bis 155 (1956), Bd. 80, S. 65 bis 75, 77 bis 90 (1958) und Bumazh. Prom., Bd. 35, Nr. 12, S. 5 bis 7 (1960).

Viele dieser Verfahren erfordern Depolymerisationsstabilisatoren, d. h. Stabilisatoren zur Verhinderung der Depolymerisation der Cellulose und zum Erhalt der Viskosität des Zellstoffs, wie Magnesiumcarbonat (vgl. hierzu US-PS 33 84 533). Abgesehen von der Bildung von Abscheidungen und Inkrustierungen in den Produktionsanlagen bringt die Verwendung solcher Chemikalien schwerwiegende Nachteile hinsichtlich der Umweltverschmutzung mit sich. Wenn die Umweltverschmutzung vermieden werden soll, erfordert dies kostspielige Verfahrensschritte, um die Stabilisatoren aus den Ablaugen zu entfernen.

Ein Verfahren zum Bleichen oder Entfernen von Lignin aus Zellstoff, das als entwicklungsfähig für die technische Verwendung angesehen wurde, ist in der US-PS 36 60 225 beschrieben. Dieses Verfahren erfordert jedoch die Anwendung hoher Stoffdichten und hoher Drücke, was wiederum die Verwendung komplizierter und teurer Hochdruckanlagen sowie Entwässerungs- und Zerkleinerungseinrichtungen erforderlich macht. Über die erforderliche hohe Kapitalinvestition hinaus, besteht ein weiterer Nachteil dieses Hochdruckverfahrens darin, daß ein beachtlicher Abbau von Zellstoff bzw. Cellulose stattfindet, der nur durch die Verwendung von Cellulose-Depolymerisationsstabilisatoren, wie Magnesiumcarbonat, etwas gemildert werden kann. Wie jedoch bereits dargelegt, erhöht die Verwendung von Cellulose-Depolymerisationsstabilisatoren die Anlagekosten und erfordert teure Wiedergewin-

nungsverfahren zur Entfernung dieser Stabilisatoren aus den Ablaugen.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein billiges, kontinuierliches Verfahren zum Bleichen und Entfernen von Lignin aus Holzzellstoff zur Verfugung zu stellen, das weder eine Chlorierung noch die Verwendung von Cellulose-Depolymerisationsstabilisatoren, wie Magnesiumcarbonat, noch die Verwendung von Hochdruckanlagen erfordert und sich unter Verwendung von herkömmlichen Standard-Bleichtürmen durchführen läßt

Gegenstand der Erfindung ist somit ein kontinuierliches Verfahren zum Bleichen und Entfernen von Lignin aus Zellstoff durch Einwirkung von Sauerstoff auf einen alkalischen wäßrigen Zellstoffbrei, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen alkalisch-wäßrigen Zellstoffbrei mit einer Stoffdichte von 2 bis 10 Gewichtsprozent und einem pH von 9 bis 14 so innig mit Sauerstoff vermischt, daß Sauerstoff in gelöster und dispergierter Form enthalten ist, und nach Abblasen des nicht gelösten überschüssigen Sauerstoffs ajn Zellstoffbrei bei einer Reaktionstemperatur von 70 bis 120⁰C einem Anfangsdruck unterwirft und anschließend den Druck allmählich und ohne den Zellstoffbrei einer wesentlichen Mischbewegung auszusetzen so reduziert, daß ein Druckgradient zwischen 1 und 10 bar zwischen dem Anfangs- und dem Enddruck besteht

Es wurde gefunden, daß man ausgezeichnete Ergebnisse hinsichtlich des Bleichens und Entfernens von Lignin aus Zellstoff, ausgedrückt durch niedrige Kappa-Zahlen, ohne bedenklichen Viskositätsverlust erreichen kann, wenn man einen alkalischen Zellstoffbrei niedriger Stoffdichte, z. B. unterhalb 10 Prozent, verwendet, das Bleichen und Entfernen von Lignin mittels Sauerstoff bei mäßig erhöhten Drücken, z. B. unterhalb von etwa 10,5 bar beginnt, wobei der Brei nicht mehr als eine minimale Menge an nicht-gelöstem Sauerstoff enthält, und den Druck allmählich reduziert

Dieses Ergebnis ist überraschend. Tatsächlich konnten die Fachleute zunächst nicht glauben, daß das Bleichen und Entfernen von Lignin mittels Sauerstoff in auch nur annähernd zufriedenstellendem Ausmaß ohne die Anwendung hoher Drücke und ohne starken Viskositätsverlust infolge einer beträchtlichen Depolymerisation der Cellulose stattfinden könnte. Nichtsdestoweniger läßt sich dies jedoch erfindungsgemäß ohne die Verwendung von Cellulose-Depolymerisationsstabilisatoren, wie Magnesiumcarbonat, erreichen. Das Verfahren der Erfindung besitzt somit mehrere bemerkenswerte Vorteile:

1. Es wird ein wirtschaftliches Bleichen und Entfernen von Lignin erreicht, ohne daß die Cellulose eine bedenkliche Depolymerisation (bzw. Abbau) erleidet. Man erhält eine reinere und wertvollere Cellulose für die Papierindustrie und verwandte Industrien.

2. Die Anwendung von hohen Sauerstoffdrücken und Hochdruckanlagen ist nicht erforderlich.

3. Es können herkömmliche Bleichvorrichtungen verwendet werden.

4. Die wäßrige Bleichlösung kann in einfacher Weise dadurch regeneriert werden, daß man sie nach dem Versetzen mit Natriumhydroxid oder anderen Alkalien in das Verfahren zurückführt. Somit werden unverbrauchte Reaktionsteilnehmer in das kontinuierliche Verfahren zurückgeführt, wodurch das Problem der Umweltverschmutzung Draktisch eliminiert ist.

Erfindungsgemäß wird ein wäßrig-alkalischer Zellstoffbrei mit niedriger Stoffdächte, z. B. von unter 10 Gewichtsprozent Holzzellstoff, vorzugsweise 2 bis 6 Gewichtsprozent und insbesondere 3 bis 4 Gewichtsprozent, verwendet Man verwendet eine ausreichende Alkalimenge, um den pH-Wert von 9 bis 14, vorzugsweise 11,5 bis 12,5, anzuhebea Im Fall von Natriumhydroxid wird dieses vorzugsweise in Mengen von 1 bis 10 g/Liter verwendet, was bedeutet, daß die Konzentra-

tion im Zellstoffbrei 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent beträgt

Das Vermischen des alkalischen Zellstoffs mit Sauerstoff erfolgt vorzugsweise in einer mit hohen Scherkräften arbeitenden Mischvorrichtung, so daß keine großen Sauerstoffblasen in dem wäßrigen Zellstoff verbleiben. Vorzugsweise sind keine Sauerstoffblasen von über 1,6 mm Durchmesser vorhanden, wobei sich vorzugsweise im wesentlichen kein ungelöster Sauerstoff in dem Zellstoff befindet Im allgemeinen wird Sauerstoff in einer Menge von 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf den wäßrigen Zellstoff, eingespeist wobei man bei Mengen von 0,2 bis 0,8 Gewichtsprozent für Weichholzzellstoff und 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent für Hartholzzellstoff die besten Ergebnisse erhält.

Jegliche Bildung ungelöster Sauerstoffblasen von erheblicher Größe ist zu vermeiden, da dies zu Kanalbildungen und Unterbrechungen des Aufwärtsströmens des Zellstoffs durch den Bleichturm führt, wodurch wiederum eine ungleichmäßige Bleiche resultiert, die in hohem Maße unerwünscht ist. Darüber hinaus neigen größere Blasen zu Agglomerierung, was ebenfalls zu vermeiden ist Jegliche ungelösten Blasen sollen so fein dispergiert sein, daß jegliche merkliche Agglomerierung vermieden wird.

Jeglicher ungelöster Sauerstoff, z. B. Blasen mit über 1,6 mm Durchmesser, werden aus dem System abgeblasen, bevor der sauerstoffhaltige Zellstoff in den Bleichturm eingespeist wird.

Die Verteilung des Sauerstoffs im Zellstoff wird vorzugsweise durch eine mit hoher Geschwindigkeit und hohen Scherkräften arbeitende Mischvorrichtung oder einen Gasabsorber erreicht.

Gegebenenfalls wird der alkalisch-wäßrige Zellstoff vor seiner Einspeisung in den Bleichturm einer kurzen Hochdruck-Sauerstoffvorbehandlung unterworfen. Momentane Drücke von bis zu 22 bar, vorzugsweise 2 bis 10 bar, sind erwünscht. Diese Vorbehandlung wird nur kurz in geringvolumigen Vorrichtungen vorgenommen, die nicht wesentlich zu den Kosten der verwendeten Anlage beitragen.

Während der Bleichbehandlung beträgt die Reaktionstemperatur des wäßrigen Zellstoffs vorzugsweise 70 bis 12O⁰C, insbesondere 90 bis 110⁰C. Selbstverständlich müssen bei Reaktionstemperaturen, die wesentlich über 100⁰C liegen, Einrichtungen zur Druckerzeugung vorgesehen sein. Aus diesem Grund hängen die maximalen Reaktionstemperaturen in gewissem Umfang von der Höhe des Bleichturms oder des anfänglich angewendeten Drucks ab. Vorzugsweise übersteigt die Temperatur nicht den Siedepunkt des Zellstoffbreies bei dem angewendeten bzw. entstehenden Druck.

Während des Bleichvorgangs wird der Druck auf den alkalisch-wäßrigen Zellstoff allmählich reduziert, bei einem Gradient von mindestens 1 bar und einem maximalen Gradient von 10 bar. Dieser Druckgradient während des Bleichvorgangs kann durch die Höhe des Bleichturms gegeben sein; es können jedoch beliebige Einrichtungen zur allmählichen und konstanten Druck-

reduzierung während der Behandlung verwendet werden. So erhält man z. B. bei Verwendung eines 91,4 m hohen Bleichturms einen Anfangsdruck von 10,5 bar und bei einem 12,2 m hohen Bleichturm einen Anfangsdruck von 2,2 bar. Vorzugsweise werden Bleichtürme verwendet, die nicht höher als 91,4 m sind und eine Mindesthöhe von 12,2 m besitzen.

Die Verweilzeit des wäßrigen Zellstoffs im Bleichturm variiert nach Maßgabe des Druck·: auf dem System und des erforderlichen Bleichgrads für den speziell verwendeten Zellstoff. Einige Zellstoffe erfordern schärfere Bleichbehandlungen als andere. Im allgemeinen sind 5 bis 120 Minuten ausreichend. Bei einem durch einen höheren Bleichturm bedingten höheren Anfangsdruck kann die Verweilzeit auf etwa 2 bis 60 Minuten herabgesetzt sein. Bei einem Bieichturm von 12,2 m Höhe, der einen Druckgradient von grob 1 bar bedingt, sind 30 bis 60 Minuten, vorzugsweise 40 Minuten, zufriedenstellend.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß das Bleichen und Entfernen von Lignin keine zusätzliche Ausrüstung erfordert. Als Bleichtürme können die bereits vorhandenen Türme dienen, die bisher in der Papierindustrie für die Chlorbleiche verwendet werden. Diese Türme sind relativ bil- lig, da sie keinen hohen Druckanforderungen genügen müssen und deshalb leicht konstruiert sein können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Fließschema einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 3 eine graphische Darstellung, bei der die Viskosität des gebleichten Zellstoffs gegen dessen Kappa-Zahlen aufgetragen ist, wobei das Bleichen und Entfernen von Lignin mit Sauerstoff einmal bei konstantem Druck und das andere Mal bei allmählich reduziertem Druck erfolgte.

In F i g. 1 wird ein Zellstoffbrei der gewünschten Stoffdichte dadurch hergestellt, daß man im Aufbereitungstank 1 Zellstoff, Natriumhydroxid oder eine andere Base, wie Ammoniak oder Natriumcarbonat, und, vorzugsweise, über die Leitung 2 zurückgeführte Bleichflotte, vermischt Diese zurückgeführte Flotte wird deshalb eingespeist, um die Restalkalität der Bleichflotte wirtschaftlich wiederzuverwenden. Die Pumpe 3 transportiert den alkalischen Zellstoff der gewünschten Stoffdichte in den Oxygenator oder Mischer 4, bei dem es sich um eine mit einer mit hoher Geschwindigkeit und so hohen Scherkräften arbeitenden Mischeinrichtung, z. B. einem Lightening-Mischer, ausgerüstete Kammer handelt, um den Sauerstoff in den alkalischen Zellstoff einzubringen und zu dispergieren. Gegebenenfalls kann der Sauerstoff zunächst mit der warmen alkalischen Speiseflotte 2, wie in F i g. 1 bei 2a dargestellt, vermischt und im Aufbereitungstank verwendet werden. Der sauerstoffhaltige Zellstoff wird dann zu dem Wärmeaustauscher 5 transportiert, wo die Temperatur mittels Dampf auf den gewünschten Wert gebracht wird. Der erhitzte, alkalische, sauerstoffhaltige Zellstoff wird dann gegebenenfalls einer Vor-Druckkammer 6 zugeführt, wo der Druck momentan kurze Zeit, unter Verwendung von Sauerstoff, erhöht wird. Jeglicher ungelöster und nicht dispergierter Sauerstoff wird dann aus der Flüssigkeit über den Abgang 7 entfernt, anschließend wird der »entlüftete«, sauerstoffhaltige, alkalische Zellstoff in den Boden des Bleichturms 8 eingespeist Der Bleichturm 8 ist für aufwärtsgerichteten Stofffluß eingerichtet, wobei eine ausreichend Verweilzeit vorgesehen ist, damit die Bleiche und die Ligninentfernung stattfinden können. Mischen des Zellstoffbreies in dem Turm ist zu vermeiden. Der Anfangsdruck und der Druckgradient während der Bleichbehandlung sind durch die Höhe des Turms 8 vorgegeben.

Der Abfluß aus dem Turm wird dann durch die Leitung 9 auf den Wäscher 10 geführt. Die beim ersten Wäscher zurückgewonnene, restliche, warme alkalische Bleichflotte wird im Behälter 11 gesammelt und teilweise über die Leitung 2 dem Aufbereitungstank 1 zugeführt Ein anderer Teil wird zum Wäscher 10 zurückgeführt. Der Zellstoff vom Wäscher 10 wird dann über die Verbindung 13 einem zweiten Wäscher 14 zugeführt, in dem Wascfcwasscr verwendet wird, und der gewaschene Zellstoff wird dann den Bleich-Folgestufen, z. B. einer Chlordioxid-Behandlung, unterworfen. Die Ablauge wird im Behälter 15 gesammelt, aus dem ein Teil für das Waschen von Braunstoff verwendet wird. Der restliche Teil wird über die Leitung 16 zum Waschen des Zellstoffs im ersten Wäscher 10 zurückgeführt.

Die Ausführungsform der F i g. 2 und die dort beschriebene Anlage unterscheidet sich von der F i g. 1 dadurch, daß der Aufbereitungstank 1 mit einem Heizmantel zur Erhöhung der Temperatur des Zellstoffs ausgerüstet ist und der separate Wärmeaustauscher 5 sowie die Vor-Druckkammer 6 der Fi g. 1 weggelassen sind. Der Oxygenator 4' der F i g. 2 besitzt einen »In-line-Lightening-Mixer« oder einen anderen, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Mischer, der für eine rasche Dispergierung von Sauerstoff im Zellstoff geeignet ist.

Einer der unerwarteten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.3 dargestellt. Diese Figur zeigt eine graphische Auftragung der Zellstoffviskosität gegen die Kappa-Zahlen für zwei Versuche, wobei in einem Versuch ein konstanter Druckabfall während des Bleichens in Übereinstimmung mit dem Verfahren der Erfindung stattfand (offene Kreise; entsprechend einem Druckabfall von 3,8 auf 1 bar), und im anderen Fall ein konstanter Druck, nämlich 3,8 bar, aufrecht erhalten wurde (offene Quadrate). Wie aus F i g. 3 ersichtlich, handelt es sich bei den beiden Kurven um Geraden.

Die Viskosität stellt eine Messung des mittleren Polymerisationsgrades der Cellulose in der Zellstoffprobe dar, d. h. die mittlere Kettenlänge der Cellulose. Somit stellt die Viskositätsabnahme das Ausmaß der durch das Bleichverfahren bedingten Depolymerisation (bzw. Abbau) dar. Ein übermäßiger Abbau ist zu vermeiden, da aus solchem Zellstoff hergestelltes Papier unerwünschte physikalische Eigenschaften besitzt

Die Kappa-Zahl ergibt sich aus dem von einer Zellstoffprobe verbrauchten Kaliumpermanganat und stellt ein Maß für den restlichen Ligningehalt dar. Je höher die Kappa-Zahl, desto weniger ist der Zellstoff gebleicht und von Lignin befreit. Durch Vergleich der Kappa-Zahlen der Proben vor und nach der Bleichbehandlung erhält man einen Überblick über das Ausmaß der stattgefundenen Ligninentfernung.

Wie in Fig.3 dargestellt, erhält man für gleiche Kappa-Zahlen beim Bleichen mit Sauerstoff unter abnehmendem Druck Viskositätswerte, die beständig etwa 2,5 · 10-³Pa.s größer sind als bei der Bleichung des gleichen Zellstoffs unter konstantem Druck. Somit erhält man erfindungsgemäß unter Anwendung eines konstant abnehmenden Drucks eine erhebliche Verminderung der unerwünschten Depolymerisation der

Cellulose; dies zeigt, daß das Verfahren der Erfindung, bezogen auf den gleichen Grad der Bleichung und Entfernung von Lignin, eine erheblich geringere Depolymerisation verursacht.

Weiterhin wurde festgestellt, daß erfindungsgemäß die Anwendung einer allmählichen Druckverminderung während des Bleichens und Entfernens von Lignin zu einer geringeren Zellstoffschrumpfung, bezogen auf den gleichen Grad des Bleichens und Entfernens von Lignin, führt, als dies bei der bei konstantem Druck durchgeführten Sauerstoffbleiche der Fall ist. Dies bedeutet, daß eine geringere Schädigung der Cellulose und Hemicellulose stattfindet, was sich in einem verminderten Verlust an gebleichtem Zellstoff niederschlägt Dies ist eine Folge der Tatsache, daß das Verfahren der Erfindung hinsichtlich der Ligninentfernung selektiver als die Sauerstoffbleiche bei konstantem Druck ist. Als Folge hiervon ist das Verfahren der Erfindung ökonomischer, als das bei konstantem Druck durchgeführte ähnliche Verfahren.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen beziehen sich, ebenso wie in der Beschreibung, Teile- und Prozentangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

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	Kappa-	WciUgrad,	Tappi-
	Zahl		Vi s k os 1 la t
			(x 10 ^!,
			Pa si
Sauerstoff-
gebleichter
Zellstoff
Versuch 1	7,4	53,2	15,55
(Stoffdichte 2,0%)
Versuch 2	8,0	52,5	15,15
(Stoffdichte 2,0%)
Versuch 3	8,3	50,5	15,47
(Stoffdichte 3,0%)

Die Ergebnisse von Tabelle I zeigen, daß das Bleichen und Entfernen von Lignin aus handelsüblichem Hartholz-Kraftzellstoff mit Sauerstoff in einem einfachen Turm unter Verwendung von Zellstoff mit niedriger Stoffdichte und ohne Anwendung eines Depolymerisations-Stabilisators, wie Magnesiumcarbonat, durchgeführt werden kann.

Beispiel 1

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Es wird die in F i g. 1 dargestellte Anlage verwendet, wobei jedoch keine Hochdruck-Vorbehandlungskammer 6 vorgesehen ist Mehrere Zellstoffbreie mit Stoffdichten von 2 oder 3 Prozent, wobei der Zellstoff in 0,1 η Natronlauge aufgeschlämmt worden ist, werden dem Verfahren der Erfindung unterworfen. Hierbei wird der Zellstoffbrei zunächst zum Sieden erhitzt. Nachdem man den erhitzten Brei mit Sauerstoff vermischt hat, wird auf einen Druck von 3,8 bar verdichtet und in dem Oxygenator 4, der mit einem mit hohen Scherkräften arbeitenden Propeller ausgerüstet ist, während einer Verweilzeit von etwa 5 Minuten heftig gerührt. Überschüssiger ungelöster und nicht-dispergierter Sauerstoff wird über den Abgang 7 abgeblasen. Der sauerstoffhaltige Zellstoffbrei wird in der Nähe des Bodens des Bleichturms 8, der 27,4 bis 29,0 m hoch ist, eingespeist Man läßt den Brei ohne Rühren bzw. sonstige Bewegung aufsteigen, so daß die Verweilzeit in dem Turm etwa 60 Minuten beträgt Während des Aufsteigens im Turm nimmt die Druckfront von etwa 3,8 bar auf 1 bar ab. Während des Durchgangs des Breies durch den Turm wird kein Aufsteigen von Blasen aus dem Brei beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammen-

Beispiel 2

Unter Anwendung der Anlage von Fig.2 wird Holzzellstoff mit 0,1 η Natronlauge zu einem Brei vom pH 11,5 mit einer Stoffdichte von etwa 3 Prozent auf geschlämmt Nachdem man den Brei auf eine Temperatur von etwa 90° C erhitzt hat, wird im Oxygenator 4', der mit einem »Lightening-in-Line«-Propellermischer ausgerüstet ist, Sauerstoff bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Mischers von 1700 U/min eingemischt, so daß man einen Zellstoffbrei mit fein verteiltem Sauerstoff erhält Restlicher, nichtdispergierter und ungelöster Sauerstoff wird über den Abgang 7 abgeblasen. Anschließend wird der sauerstoffhaltige alkalische Zellstoff in der Nähe des Bodens des Bleichturms 8 eingespeist, der 25,6 m hoch ist und am Boden einen statischen Druck von etwa 3,5 bar aufweist Man läßt den Brei ohne jegliche sonstige Bewegung langsam nach oben durch den Turm fließen, so daß die Verweilzeit etwa 42 Minuten beträgt Während dieses Vorgangs beobachtet man keine aus dem Brei aufsteigenden Sauerstoffblasen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt

gestellt	Kappa- Zahl	Weißgrad, EL	Tappi- Viskosität (x 1(T³, Pa- s)	Tabelle II	bi>	Hartholz- Zellstoff (löslich)	Hartholz- Papierzell stoff
Tabelle I	14,0	32,4	25,05	⁶⁰ Kappa-Zahl: ungebleicht gebleicht % Verminderung 55 Weißgrad (EL): ungebleicht (%) gebleicht (%) % Erhöhung	6,2 3,3 47 43,2 54,6 26	15,8 10,4 34
					28,5 42,7 49
Ursprünglicher, ungebleichter Zellstoff (Hartholz)

Beispiel 3

Es wird die in F i g. 1 dargestellte Anlage, sowohl mit als auch ohne Verwendung der Kammer 6, angewendet. Ein Zellstoffbrei mit einer Stoffdichte von 3 Prozent (Weichholz-Zellstoff, der durch Aufschlämmen des Zellstoffs in 0,1 η Natronlauge hergestellt worden ist) wird dem Verfahren der Erfindung unterworfen. Hierbei erhitzt man zunächst den Zellstoffbrei bei Atmosphärendruck zum Sieden. Der erhitzte Brei wird mit Sauerstoff vermischt, einem Druck von 3,8 bar unterworfen und in dem Oxygenator 4, der mit einem mit hohen Scherkräften arbeitenden Propeller ausgerüstet ist, während einer Verweilzeit von etwa 5 Minuten heftig gerührt. Während eines Teils des Versuchs, bei dem die Hochdruckkammer 6 in Betrieb ist. wird der Brei für kurze Zeit von 1 bis 30 Minuten, einem Sauerstoffdruck von etwa 8 bar unterworfen. Überschüssiger ungelöster und nicht dispergierter Sauerstoff wird über den Abgang 7 abgeblasen. Anschließend speist man den sauerstoffhaltigen Zellstoffbrei in den Bleichturm 8 ein, der 27,4 bis 29,0 m hoch ist. Dann läßt man den Brei ohne sonstige Bewegung aufwärts strömen, so daß die Verweilzeit in dem Turm etwa 60 Minuten beträgt Während des Aufsteigens in dem Turm erniedrigt sich die Druckfront auf dem Brei von etwa 3,8 bar auf 1 bar. Es werden keine Sauerstoffblasen beobachtet, die aus dem Brei in dem Turm aufsteigen. Ein Depolymerisations-

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Stabilisator wird nicht verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

	Kappa-Zahl	Weißgrad
		EL
Ursprünglicher, unge	31,4	27,7
bleichter Zellstoff
Sauerstoff-gebleichter	15,2	33,2
Zellstoff, Versuch 1
(keine Hochdruck
behandlung)
Versuch 2 (mit Hochdruck	9,6	46,2
behandlung)

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei ein Zellstoffbrei mit einer Stoffdichte von 3 Prozent unter Verwendung von jeweils 2 Proben aus Hartholz-Kraftzellstoff und Weichholz-Kraftzellstoff verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV	Kappa-Zahl	Weißgrad, EL	Viskosität
Ungebleicht			0,5 CED
Zellstoffprobe			(X 10"³, Pa · s)
	13,7	34,0
Hartholz-Kraftzellstoff	16,2	34,7	25,05
Probe 1			36,90
Probe 2	31,4	27,7
Weichholz-Kraftzellstoff	21,5	29,9	35,83
Probe 1			21,74
Probe 2	8,3	50,5
Hartholz-Kraftzellstoff	8,7	52,0	15,47
Probe 1			21,00
Probe 2	15,2	33,2
Weichholz-Kraftzellstoff	11,4	38,4	15,00
Probe 1		Hierzu 3 Blatt Zeichnungen	12,50
Probe 2

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zum Bleichen und Entfernen von Lignin aus Zellstoff durch Einwirkung von Sauerstoff auf einen alkalischen wäßrigen Zellstoffbrei, dadurch gekennzeichnet, daß man einen alkalisch-wäßrigen Zelktoffbrei mit einer Stoffdichte von 2 bis 10 Gewichtsprozent und einem pH-Wert von 9 bis 14 so innig mit Sauerstoff vermischt, daß Sauerstoff in gelöster und dispergierter Form enthalten ist, und nach Abblasen des nicht gelösten überschüssigen Sauerstoffs den Zellstoffbrei bei einer Reaktionstemperatur von 70 bis 120⁰C einem Anfangsdruck unterwirft und anschließend den Druck allmählich und ohne den Zeilstoffbrei dner wesentlichen Mischbewegung auszusetzen so reduziert, daß eLi Druckgradient zwischen 1 und

10 bar zwischen dem Anfangs- und dem Enddruck besteht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zellstoffbrei kontinuierlich in den unteren Teil eines vertikal angeordneten Turms (8) mit aufwärts gerichtetem Stofffluß ohne sonstige Bewegung einspeist, während man den Druckgradient zwischen der Stelle der Einspeisung des Zellstoffbreies in den Turm und der Stelle der Austragung des Zellstoffbreies aus dem Turm zwischen 1 und 10 bar hält, und den behandelten Zellstoffbrei kontinuierlich aus dem oberen Bereich des Turms abzieht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen sauerstoffhaltigen Zellstoff in den Turm (8) einspeist, aus dem vorher die Sauerstoffblasen mit über 1,6 mm Durchmesser abgeblasen wurden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Zellstoffbrei mit einer Stoffdichte von 2 bis 6 Gewichtsprozent verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zellstoffbrei mit einem pH-Wert von 11,5 bis 12,5 verwendet

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Sauerstoffmenge von 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zellstoffbrei, einmischt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Sauerstoffmenge von 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent in den Zellstoffbrei einbringt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Temperatur von 90 bis 110⁰C anwendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Turm (8) von nicht über 91,4m Höhe verwendet und den sauerstoffhaltigen Zellstoffbrei in der Nähe des Bodens des Turms (8) einspeist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Turm von mindestens 12,2 m Höhe verwendet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verweilzeit des Zellstoffbreies in dem Turm (8) von 2 bis 120 Minuten einhält.

IZ Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verweilzeit von 5 bis 60 Minuten einhält

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den sauerstoffhaltigen Zellstoffbrei einer Vor-Druckbehandlung von bis zu 22 bar für eine Dauer von 1 bis 30 Minuten unterwirft

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sauerstoff mittels einer unter hohen Scherkräften arbeitenden Mischvorrichtung fein verteilt und unterteilt in den Zellstoffbrei innig einmischt