Способ получения химико-термомеханической массы

 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить механическую прочность и выход целевого продукта при одновременном снижении в нем содержания костры и расхода химикатов. Перед пропиткой древесной щепы отделяют 33,3-50,0 мас.% водного раствора сульфита натрия. Оставшейся частью раствора пропитывают щепу. Затем отделяют отработанный пропиточный раствор, пропаривают пропитанную щепу при 125- 135°С в течение 1-3 мин и размалывают ее в две ступени. Отобранный раствор сульфита натрия смешивают с отработанным пропиточным раствором и обрабатывают им массу перед второй ступенью размола при температуре 90-120°С в течение 2-10 мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 D 21 В 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843227/12 (22) 25.06,90 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Производственное объединение "Сыктывкарский лесопромышленный комплекс" им. Ленинского комсомола (72) E.Н.Осминин, А.А.Зуйков, В.В.Горошников, Г.M.Ãëàçîâà. А.Ф.Степакин, В.В.Бан. дюк, Д.А.Радченко, М. Ю, Магий и

А,А.Михина (53) 676.15.02(088.8) (56) Pulp and Paper international, 1985, т. 27, ¹ 2, с. 49-50.

Информационный сборник "Целлюлоза, бумага и картон". Передовой производственныйй опыт. Выпуск ¹7,,М„

ВНИИПИЭМлеспром, 1989, с. 2-9 — прототип.

Авторское свидетельство СССР № 979554, кл. 0 21 В 1/16, 1981, Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к производству химико-термомеханической массы из древесной щепы.

Известен способ получения химико-термомеханической массы, когда щепу промывают, пропаривают, размалывают в две. ступени, а между ступенями волокнистую массу подвергают обработке сульфитом натрия и гидроксидом натрия при температуре

160 С в течение 60 минут (cM. "Pulp and

Paper Ьсегпат!опаГ 1985, т. 27, № 2, с. 4950). Известная химическая обработка способствует увеличению показателя

БЫ 1721148 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить механическую прочность и выход целевого продукта при одновременном снижении в нем содержания костры и расхода химикатов. Перед пропиткой древесной щепы отделяют 33,3 — 50,0 мас., водного раствора сульфита натрия. Оставшейся частью раствора пропитывают щепу, Затем отделяют отработанный пропиточный раствор, пропаривают пропитанную щепу при 125135 С в течение 1 — 3 мин и размалывают ее в две ступени. Отобранный раствор сульфита натрия смешивают с отработанным пропиточным раствором и обрабатывают им 3 массу перед второй ступенью размола при температуре 90 — 120 С в течение 2 — 10 мин.

1 табл. растяжимости бумажного полотна во влаж- ® ном состоянии. Однако выход целевого про- ф дукта не превышает 90;(,. Кроме того, способ (ф сложен в осуществлении.

Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ получения химикотермомеханической массы, включающий пропитку лигноцеллюлозного материала раствором сульфита натрия, отделение пропиточного отработанного раствора, пропарку пропитанной щепы при температуре

125-135 С в течение 1-3 минут и последующий размол лигноцелаюлозного материала в две ступени (см. Информационный сбор1721148

10 танного пропиточного раствора. Пропарку осуществляют в атмосфере насыщенного пара при температуре 125-135 С в течение .15

25

55 ник "Целлюлоза, бумага и картон" Передовой производственный опыт, выпуск М7, М., ВНИИПИЭМлеспром, 1989, с. 2 — 9 — прототип).

Согласно известному способу, щепу иэ хвойной древесины промывают, прогревают и пропитывают сульфитом натрия при рН=

= 6,5 — 7,0 в аппарате шнекового типа, Пропитанную щепу выдерживают в течение 1015 минут при температуре 90-95 С. Затем щепу подают в пропарочную камеру при одновременном отделении от нее отрабо1 — 3 минут. Пропаренную щепу размалывают в две ступени, затем сортируют и отбеливают.

Недостатками известного способа явля ются: невозможность интенсификации процесса без снижения механической прочности целевого продукта; невозможность повышения механической прочности целевого продукта беэ снижения выхода; наличие стока отработанного пропитанного раствора и, как следствие, загрязнение окружающей среды, Цель изобретения — повышение механической прочности и выхода целевого продукта при одновременном снижении в нем содержания костры и расхода химикатов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения химико-термомеханической массы, включающем пропитку древесной щепы водным раствором сульфита натрия, отделение отработанного пропиточного раствора. пропарку пропитанной щепы при температуре 125 — 135 С в течение

1-3.минут и последующий размол в две ступени, согласно изобретению, перед пропиткой щепы отделяют 33,3-50,0 мас.% водного раствора сульфита натрия, смешивают его с отработанным пропиточным раствором в соотношении от 2:1 до 5:1 по неорганическому сухому остатку и обрабатывают массу перед второй ступенью размола при температуре 90 — 120 С в течение

2-10 минут.

В предлагаемом способе обработку древесины химикатами проводят в два приема. Первоначально обработке подвергают щепу, а затем после первой ступени размола-волокнистую массу, Параметры химической обработки щепы подбирают с учетом создания условий частичной пластификации древесного комплекса при максимальном сохранении выхода. Частично пластифицированная щепа легко раэделя30

45 ется на отдельные фрагменты на первой ступени размола. При дополнительной обработке химикатами волокнистой массы перед второй ступенью размола пластификации подвергается часть древесины, необработанная химикатами первоначально. Полностью пластифицированная древесина более легко разделяется на отдельные волокна на второй ступени размола. Таким образом, технологический прием двухстадийной химической обработки древесины позволяет повысить качественные показатели готовой массы или увеличить .производительность потока при сохранении качества целевого продукта, Использование отработанного пропиточного раствора, содержащего в своем составе часть непрореагированных химикатов, а также продукты реакции в виде сульфокислот и органические вещества древесины, позволяет провести процесс с меньшим расходом сульфита натрия и таким образом сократить расход свежего раствора сульфита натрия, При этом в процессе обработки волокнистой массы и последующего размола ее на второй ступени, сульфокислоты и растворенные органические вещества отработанного пропиточного раствора адсорбируются фибриллами волокон и тем самым повышается выход целевого продукта.

Известен способ получения древесной массы, когда отработанный пропиточный раствор используется в качестве самостоятельного химиката для обработки волокнистой массы между ступенями размола (см, авторское свидетельство СССР N 979554. кл, О 21 8 1/16, 1981), Однако положительный эффект — повышение механической прочности — достигается за счет дополнительного воздействия химикатов на древесину, что обусловливает частичное ее растворение и, как следствие,.снижение выхода целевого продукта.

Предложенный способ получения химико-термомеханической массы осуществляют следующим образом: готовят раствор сульфита натрия с рН = 7,5—

8,5 и отделяют 33 3-50,0 мас.% раствора, после чего промытую щепу из еловой древесины прогревают при температуре около

100 С в течение 5 — 10 мин и подают в конический шнекпресс; щепу разжимают и пропитывают раствором сульфита натрия с рН=

= 7,5-8,5 при его расходе 50 — 66,6 мас.% и выдерживают при температуре 80 -90 С в течение 5-10 минут. Затем щепу сжимают для отделения отработанного пропиточного раствора, после чего ее направляют в пропарочную камеру, где обрабатывают при температуре 125-135 С в. течение 1 — 3 ми1721148

15

55 нут. Полученную щепу размалывают на дисковом рафинере. Отделенную часть раствора сульфита натрия смешивают с отрабвтанным пропиточным раствором в соотношении от 2:1 до 5:1 по неорганическому сухому остатку и полученной смесью обрабатывают волокнистую массу перед второй ступенью размола. При этом обработку проводят при температуре 90 — 120 С в течение 2-10 минут. Прошедшую химическую обработку волокнистую массу размалывают на второй степени. Общий расход сульфита натрия на обработку древесины составляет от 20 до 30 кг/т. Массу после второй ступени размола анализируют.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Способ получения химикотермомеханической массы осуществляют в следующей последовательности; готовят водный раствор сульфита натрия с рабочей концентрацией 20 г/л и рН = 8,0. При общем расходе сульфита натзоия 20 кг/т берут раствор в количестве 1 м и отделяют 50 мас раствора, т.е. по 0,5 м . з

Щепу из еловой древесины промывают, прогревают при температуре 95 С в течение 5 минут, пропитывают раствором сульфита натрия в количестве 0,5 м /т (pH = 8,0) в течение 30 минут при температуре 80 С, а затем отделяют отработанный ропиточный раствор и пропаривают при температуре 125ОC в течение 3 минут. Пропаренную щепу размалывают с образованием волокнистой массы. Отделенный раствор сульфита натрия соединяют с отработанным пропиточным раствором в соотношении 5:1 по сухому неорганическому остатку, Волокнистую массу обрабатывают указанной смесью химикатов при температуре 90 С в течение 10 минут. Расход сульфита натрия составляет 0,5 м /т, рН раствора — 7,5. Обработанную массу размалывают на второй ступени размола, после чего ее анализируют. Определяют выход. степень помола, содержание костры. Из массы изготавливают образцы бумаги и определяют физико-механические показатели.

Данные эксперимента приведены в таблице.

fl р и м е р 2. Способ получения химикотермомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1, Отличия состоят в следующем: отделяют 400 раствора сульфита натрия, а 60 раствора используют на обработку щепы. Отделенный раствор соединяют с отработанным пропиточным раствором в соотношении 3:1 rio неорганическому сухому остатку. Обработку волокнистой массы перед второй ступенью размола осуществляют при температуре 100 С в течение 5 минут.

Данные эксперимента приведены в таблице, Пример 3. Способ получения химикотермомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: отделяют 33,3 раствора сульфита натрия, а 66,6% раствора используют на обработку щепы. Отделенный раствор соединяют с отработанным пропиточным раствором в соотношении 2:1 по неорганическому сухому остатку. Обработку волокнистой массы перед второй ступенью размола осуществляют при температуре 100 С в течение 2 мин.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Пример 4 (контрольный). Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1, Отличия состоят в следующем; отделяют

66.6 рpа с тTвBоOр а сcу jлllь lф)lи тTа н а3тTр ия, а,33,3 раствора используют на обработку щепы.

Отделенный раствор соединяют с отработанным пропиточным раствором в соотношении 6:1 по неорганическому сухому остатку. Обработку волокнистой MBccbl перед второй ступенью размола осуществляют при температуре 130"С в течение 2 минут.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Пример 5 (контрольный). Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: отделяют

25,0 раствора сульфита натрия, а 75 раствора используют на пропитку щепы. Отделенный раствор соединяют с отработанным пропиточным раствором в соотношении 1:1

rio неорганическому сухому остатку. Обработку волокнистой массы перед второй ступенью размола осуществляют при температуре 86 С в течение 10 минут.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Пример 6 (по прототипу), Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют в следующей последовательности. Еловую щепу промывают, прогревают при температуре 95 С в течение

5 минут, пропитывают раствором сульфита натрия и ри его расходе 25 кг/т и рН = 8,5 в течение 10 минут при температуре 90 С, а затем отделяют отработанный пропиточный раствор. Щепу пропаривают при температуре 125 С в течение 3 минут, после чего щепу размалывают с образованием волокнистой

1721148

Условия получения

Пример

t Долевое соотношение сульфита натрия на обработку, о

Продолжительность мин

Темпе"

Долевое соотношение сульфита натрия и отработанного пропиточного раствора

Расход сульфита натРияь кг/т ратура, С волокнистой массы щепы

5:1

66,6

100

20

3:1

2:1

33 3

120

4 (контрольный)- 20

66,6

130

6:1

33,3

5 (кон-. трольный) 20

75

10

6 прототип 25

90 массы, которую смешивают с водой, выдерживают при температуре 90 С в течение 10 минут и размалывают на второй ступени.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что выполнение технологических приемов процесса получения химикотермомеханической массы. согласно заявляемому изобретению, обеспечивает достижение поставленной цели — повышение механической прочности целевого продукта при одновременном увеличении его выхода. Так разрывная длина химико-термомеханической массы повышается на 1012, а выход — на 2,0-2,57 (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 6). При. выполнении экспериментов с параметрами, выходящими аа предельные значения заявляемых параметров,не обеспечиваются оптимальные условия процесса, что отражается на снижении одного из показателей качества целевого продукта (примеры

5и 6).

Формула изобретения

Способ получения химико-термомеха5 . нической массы. включающий пропитку древесной щепы водным раствором сульфита натрия, отделение отработанного пропиточного раствора, пропарку пропитанной щепы при 125-135 С в течение 1-3 мин и последу10 ющий размол в две ступени, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механической прочности и выхода целевого продукта при одновременном снижении в нем содержания костры и расхода химика15 тов, перед пропиткой щепы отделяют 33,350,0 мас.g водного раствора сульфита натрия, смешивают его с отработанным пропиточным раствором в соотношении от

2:1 до 5:1 по неорганическому сухому ос20 татку и обрабатывают массу перед второй ступенью размола при 90 — 120 С в течение

2 — 10 мин.

»» »«»«

Г"

1721148

Продолжение таблицы

«» «« °

Пример

Показатели качества ХТИИ

t

Содержа-: Разрыв!

Выход, 3

Белизна, Сопротивление раздиранию, мн мз/г

Степень помола, ШР ная длина, м ние костры, 63 0,03

4890

8,8

9,0

8,8

60 5

60,5

60,3

95,8

95,4

95,0. 64 0,02

63 0,03

58,0

4700

8,0

0,07

61,0

41 00

7,2

0,15

61,8

0,20

7,6

4300

««

Редактор А.Зробок Заказ 931 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4 (кон трольный) 93,0

5 (кон трольный) 95,0

6 прототип 93,0

Составитель Е Осминин

В

Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö