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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A FIBROUS MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/215877
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a fibrous material from lignocellulose from wood, preferably in the form of wood chips. The lignocellulose material is impregnated with a mixture of sodium sulfite and sodium bisulfite and subsequently undergoes a comminution process in a refiner. The invention is characterized primarily in that additionally chemicals from a mixture of sodium sulfite and sodium bisulfite are directly introduced into the refiner. Thus, optimal conditions can be set for both additive flows of chemicals such that the process can be operated in an energetically advantageous manner and corrosion and scale formation in the refiner and subsequent aggregates can be prevented as much as possible.

Inventors:
SHAGAEV OLEG (AT)
Application Number:
PCT/EP2017/061926
Publication Date:
December 21, 2017
Filing Date:
May 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ANDRITZ AG MASCHF (AT)
International Classes:
D21B1/02; D21C1/04; D21B1/16; D21C3/04; D21C3/12; D21C9/00
Domestic Patent References:
WO2007012350A12007-02-01
WO2011063800A22011-06-03
Foreign References:
EP0199481A11986-10-29
CA1051618A1979-04-03
CA1226705A1987-09-15
EP2103734A12009-09-23
EP2348154A12011-07-27
Attorney, Agent or Firm:
SCHWEINZER, Friedrich (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus Lignozellulose aus Holz,

vorzugsweise in Form von Hackschnitzeln, wobei das lignozellulose Material durch Chemikalien aus einer Mischung von Natriumsulfit und Natriumbisulfit imprägniert und anschließend einem Zerkleinerungsprozess in einem Refiner unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Chemikalien in einer Mischung aus Natriumsulfit und Natriumbisulfit direkt in den Refiner eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chemikalien mit einem pH-Wert von 6,0 - 7,5, vorzugsweise von 6,5 - 7,0 der

Imprägnation zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Chemikalien mit einem pH-Wert von 4,0 - 5,5 , vorzugsweise von 4,2 - 4,5 in den Refiner zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 60 - 80 % der Chemikalien in die Imprägnation und 20 - 40 % der

Chemikalien in den Refiner gegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnation bei einer Temperatur von 80 - 170 °C, vorzugsweise von 120 - 140 °C, durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der zugegebenen Chemikalien 1 - 20 kg/t, vorzugsweise 10 - 15 kg/t, beträgt.

Description:
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FASERSTOFF

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus Lignozellulose aus Holz, vorzugsweise in Form von Hackschnitzeln, wobei das lignozellulose Material durch Chemikalien aus einer Mischung von Natriumsulfit und Natriumbisulfit imprägniert und anschließend einem Zerkleinerungsprozess in einem Refiner unterworfen wird.

Verfahren zur Herstellung von Hochausbeutezellstoff sind z.B. aus der CA 1051618 bekannt. Hier werden bei chemischem Zellstoff, mechanischem Zellstoff,

chemimechanischem Zellstoff, thermomechanischem Zellstoff etc. in einer

Vorbehandlung zur Imprägnation Chemikalien zur Entfernung des Lignin zugesetzt. Der Einsatz von Schwefelverbindungen bei Hackschnitzeln aber auch

Jahrespflanzen ist gut bekannt und wird angewandt um Energie bei der

Zerkleinerung einzusparen und die Qualität des Zellstoffs bei mechanischem Zellstoff zu verbessern. Als Chemikalien werden hier meist Mischungen aus Natriumsulfit und Natriumbisulfit bei Temperaturen von 100 - 150 °C eingesetzt, wobei der Zellstoff nach der Imprägnierung durch die Chemikalien eine gewisse Verweilzeit in einem Behälter verbringt. Natriumsulfit und Natriumbisulfit liegen gemeinsam vor, wobei sich das Gleichgewicht abhängig vom pH-Wert verschiebt. So liegt bei einem niedrigen pH-Wert (ca. 4 - 5,5) der größere Anteil an Natriumbisulfit vor, während bei einem höheren pH-Wert (ca. 6 - 7,5) der Großteil der Mischung als Natriumsulfit vorliegt. Um SO2 Emissionen zu vermeiden wird meist bei einem pH-Wert kleiner 5,5 oft auch kleiner 4,0 gearbeitet. Das gasförmige S0 2 als Produkt einer

Bisulfitzersetzung kann bei der Vorbehandlungsstufe aber auch bei der

Zerkleinerung auftreten. Freies S0 2 kann auch mit Wasserdampf kondensieren und an kälteren Teilen der Apparate Korrosion erzeugen. Bei den höheren pH-Wert

Bedingungen tritt aber ein Belag auf den Refinerplatten auf, der die Lebensdauer der Refinerplatten stark verkürzt. Auch kann es zu Verstopfungen der Kanäle der

Refinerplatten durch Kalziumsalze kommen. Bei geringeren pH-Werten kann

Korrosion auftreten und auch SO2 Emissionen im bzw. nach dem Refiner erfolgen. Ziel der Erfindung ist es Korrosion einerseits und Belagbildung auf den Refinerplatten andererseits zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass zusätzlich Chemikalien aus einer Mischung von Natriumsulfit und Natriumbisulfit direkt in den Refiner eingebracht werden. Damit können die Bedingungen der Zugabe zur Imprägnation und in den Refiner

unterschiedlich gestaltet und speziell die pH-Werte optimal angepasst werden, um Korrosion und Belagbildung zu vermeiden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Chemikalien mit einem pH-Wert von 6,0 - 7,5, vorzugsweise von 6,5 - 7,0, der Imprägnation zugeführt werden. Damit kann man die Korrosion durch mit

Wasserdampf kondensiertes freiwerdendes SO2 in den Hauptaggregaten vermeiden. Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Chemikalien mit einem pH-Wert von 4,0 - 5,5, vorzugsweise 4,2-4,5, in den Refiner zugegeben werden. Dies ermöglicht, dass die Belagbildung auf den Refinerplatten stark reduziert oder vermieden werden kann und dadurch die Lebensdauer der Platten erheblich verlängert wird, was zu enormen Kostenersparnissen führt. Auch wird dadurch die Salzbildung, insbesondere von Kalziumsalzen, im Wesentlichen vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass 60 - 80 % der Chemikalien in die Imprägnation und 20 - 40 % der Chemikalien in den Refiner gegeben werden. Damit wird eine besonders gute Ausnützung der

Chemikalien erreicht.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnation bei einer Temperatur von 80 - 170 °C, vorzugsweise von 130- 140°C, durchgeführt wird. In diesem Temperaturbereich ist eine besonders gute und schnelle Umsetzung der Chemikalien erreichbar. Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der zugegebenen Chemikalien 1 - 20 kg/t, vorzugsweise 10-15 kg/t, beträgt. Damit kann der spezifische Energieverbrauch des Prozesses, insbesondere der Zerkleinerung im Refiner, signifikant reduziert werden. Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei die

Fig. ein Fliessschema einer Vorbehandlungsanlage mit Imprägnation und

nachfolgender Zerkleinerung im Refiner darstellt.

In der Fig. ist ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Anlagenschaltung dargestellt. Aus einem Speicherbehälter 1 werden Holzhackschnitzel, die gegebenenfalls bereits vorbehandelt sind, einem Reaktor 2 zur Imprägnation zugeführt. Am Beginn dieses Reaktors wird über eine Leitung 3 eine Chemikalie zugeführt. Dies ist eine Mischung aus Natriumsulfit und Natriumbisulfit. Die hier zugeführte Chemikalie weist einen pH- Wert von ca. 6,5 -7,0 auf und beträgt etwa 60 - 80 % der Gesamtmenge an zuzugebenden Chemikalien. Es hat sich gezeigt, dass bei einem pH-Wert von 6,5 - 7,0 bereits 60 - 80 % der Reaktion nach kurzer Zeit, oft schon nach einigen

Sekunden an Reaktionszeit, abgeschlossen ist. Grundsätzlich kann der pH-Wert 6,0

- 7,5 betragen. Mittels eines Förderers 4, z.B. Schneckenförderer, werden die imprägnierten Hackschnitzel einem Refiner 5 zur Zerkleinerung zugeführt.

Gleichzeitig wird hier über eine Leitung 6 die restliche Menge von ca. 20 - 40 % der Chemikalien, die wiederum aus einer Mischung von Natriumsulfit und Natriumbisulfit bestehen, zugeführt. Neben einer Zufuhr der Chemikalien direkt in die

Zerkleinerungszone des Refiner 5 kann die Zugabe auch mit dem

Verdünnungswasser durch Löcher in den Mahlplatten der Statoren in die

Zerkleinerungszone eingebracht werden. Auch hier handelt es sich um eine

Mischung aus Natriumsulfit und Natriumbisulfit, wobei der pH-Wert vorzugsweise 4,0

- 4,5 beträgt. Grundsätzlich kann der pH-Wert hier 4,0 - 5,5 betragen. Dadurch ergibt sich in der Zerkleinerungszone ein pH-Wert, der Ablagerungen und Belag auf den Refinerplatten, insbesondere von Kalziumsulfit, verhindert. Sollte sich

gasförmiges SO2 in der Zerkleinerungszone bilden, so würde dieses mit dem zurückgeführten Dampf 7 abtransportiert und vom lignozellulosen Material mit höherem pH-Wert absorbiert bzw. neutralisiert werden. Der Dampf 7 kann einer Stopfschnecke nach dem Speicherbehälter 1 zur Aufwärmung der Hackschnitzel zugeführt werden. Weiterer Dampf wird üblicherweise einer Wärmerückgewinnung zugeführt. Durch die erfolgte Aufteilung der Zugabe der Chemikalien, insbesondere von Bisulfit, kann der pH-Wert optimal an die Notwendigkeiten angepasst werden. Damit kann durch einen niedrigen pH-Wert im Zerkleinerungsprozess der spezifische Energieverbrauch gering gehalten werden, bei Erhalt der Festigkeit und optischen Eigenschaften des Zellstoffs bei gleichzeitiger Vermeidung der Korrosion und der Belagbildung im Refiner und anschließenden Aggregaten.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Sie kann vielmehr sowohl für Hartholz als auch für Weichholz angewandt werden.




 
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