Способ непрерывного производства бумаги и картона

 

В. Л. Колесников, И. Н. Ермоленко, Ф. Н. Кацуцкий, И. П. Люблннер, Б. С. Симхович, Я. В. Никитин, В. П Семенов, А. С. Бовин, П. Ф. Белогуров, Н. Е. Савгира, Б. С. Мозжухин и Н. Г. Макаров (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт.им. С. М. Кирова (7!) Заявитель

Изобретение относится к целлюлозно-;бумахР ной промышленности и может быть использовано при организации бессточного производства, клееных и влагопрочных видов бумаги и картона.

Известен способ производства бумаги и картона, предусматривающий очистку оборотных вод m растворенных в ней неорганических веществ путем пропуска через фильтры, заполненные твердыми, нерастворимыми гранулированными ионообменными смолами.

Это сорбенты многократного использования способны восстанавливать работоспособность . после регенерации, заключающейся в отключении фильтра и промывке его растворами поваренной соли, каустической соды и соляной кислоты (1).

Недостатками этого способа являются периодичность работы фильтров, нестабильность во времени качества очишаемой воды, болыпие затраты времени и реагентов на регенерацию ионитов, сброс в сток вместе с промывными водами, извлеченных иэ оборотной воды загрязнений, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту м изобретению являеть ся способ непрерывного производства бумаги и картона, включающий разволокнение целлюлозосодержащего материале, размол, составле- ние композиции, разбавление массы оборотной вод>й, отлив полотна, прессование, сушку, очистку оборотной воды.с помощью сорбента путем извлечения загрязнений в виде взвешенных частиц и растворенных веществ. В качестве сорбеита используют активированный уголь, шлак ила коксовую пыль f2).

Применяемые сорбенты — вещества разового использования, их регенерация и утилизаций не предусматриваются, и после того, как будет исчерпана сорбционная емкость, их вместе с извлеченными нз оборотной воды загрязнениями сбрасывают в отвал, что является главным недостатком прототипа, кроме того, оии только частично очищают оборотную воду, понижая

ХПК иа 50 — 90%, БПК на 40 — 80%, уменьшая содержание соединений лигнива на 95%. Емкость поглощения перечисленных сорбентов относительно невелика и составляет всего

4 ства таких бумаг, как мешочная или типографская. Меньшие расходы сорбента оказываются не эффективными.

Верхний предел расхода сорбента (210/1000 вес. ч. волокна) выбран с учетом присутствия в оборотной воде одновременно и солей алюминия, и органических мономвров, и красителей, что характерно для производства водостойкого автообивочного картона. Боль- шие расходы сорбейта не увеличивают эффекта очистки. Верхний предел количества добавляемого в композицию отработанного сорбента (350 вес. ч. на 1000 вес. ч. волокна) выбран, чтобы не .ухудшать физико — механические показатели бумаги или картона..

Пример 1. Небеленую сульфатную целлюлозу в количестве 40 вес. ч. помещают в лабораторный дезинтегратор, добавляют водопроподную воду в количестве 2000 вес. ч. (только для первого цикла; для последукнцих циклов в дезинтегратор добавляют оборотную . воду, получаемую при отливе, образцов бумаги) и осуществляют раэволокнение целлюлозы в течение 15 мин при 1000 оборотах в минуту (1 операция). Из деэинтегратора волокнистую массу переносят в лабораторный ролл и размалывают до 35 ШР (Поперация), затем в массу при перемешивании добавляют 40 вес. ч. порошкообразного каолина, а через 3 мин вводят проклеивающие вещества (цо условиям табл. 2) (111 операция). Массу перемешивают 5 мин, после чего в нее вводят раствор сульфата алюминия в количестве 20 вес. ч. на . 1000 sec. ч. исходного волокна, до рН 4,5.

Через 5 мин перемешивания и смешения с отработанным волокнистым сорбентом (IV операция), из этой массы на листоотливном аппарате получают отливки бумажного полотна (V операция), которые прессуют (V I операция) и сушат (Vll операция). Воду, освободившуюся после отлива бумажного полотна на Ч операции, собирают (Vill операция) и используют для проведения 1 операции, и для разбавления мао сы перед отливом. Все операции повторяют

10 раз, после чего в воде„собранной при нроведении Vl I I операции, определяют парциальные концентрации загрязнений (no А1г (S0 ) 3, формальдегиду и красителю} и в нее вводят свежеприготовленную на водопроводной воде, напри. мер, 2%-ную суспензию монокарбоксилцеллюлозы в количестве О,б вес. ч., что соответствует по сухим 15 вес. ч. на 1000 вес. ч. исходного волокна (IX операция), перемешивают 3 мин и отфильтровывают через мелкую качроновую ткань, сложенную вдвое (Х операция). Фильтрат центрифугируют 3 мии при 4000 оборотов в минуту, и в нем.для вычисления степени очистки оборотной воды опять определяют парциальные концентрации загрязнения (по А1 ($04) s фор3 958564

12 — бб г органических загрязнений иа 1 кг сорбента. От растворенных неорганических веществ оборотная вода в прототипе не очищается совсем.

В этом способе очистка оборотной воды осуществляется в две операции — . сначала она очищается от взвешенных веществ (мелкого волокна и наполнителя), затем от растворенных. Для каждой операции предусматривается установка и эксплуатация специального оборудования, что существенно усложняет и удорожает процесс . очистки. Фильтры с отработанным сорбентом.необходимо отключать на период его выгрузки и загрузки свежим сорбентом.

Это снижает производительность установки, увеличивает трудоемкость и ухудшает санитарные условия работы персонала.

Цель изобретения — повышение эффективности и упрощения процесса эа счет совмеще-, ния операций очистки оборотной воды от взвешенных частиц и растворенных веществ.

Указанная цель достигается тем, что соглас но способу непрерывного производства бумаги и картона, включающему разволокнение целлюлоэодержащего материала, размол, составление композиции, разбавление массы оборотной водой, отлив полотна, прессование, сушку, очистку оборотной воды с помощью сорбента путем извлечения загрязнений в виде взвешенных частиц и растворенных веществ, очистку оборотной воды осуществляют путем введения в иее сорбента в количестве 15-210 вес. ч. на

1000 вес. ч. исходного целлюлозосодержащего материала, причем в качестве сорбента используют фосфатцеллюлозу нли монокарбоксилцеллюлозу, а отработанный сорбент вместе с из- влеченными загрязнениями возвращают на стадию составления композиции в количестве 17—

350 вес. ч. на 1000 вес. ч. исходного.целлюло-: эосодержащего материала.

Фосфатцеллюлозу получают путем обработки

40 волокнистого материала фосфорной кислотой в присутствии мочевины нри 150 С, при этом она должна содержать 3 — 5% связанного фосфора, что обеспечивает обменную емкость по отношению к Na.ОН в пределах.0,83,5 мг-экв/г. 45

Монокарбоксилцеллюлоза получается обработкой в газовой фазе четырехокисью азота технической беленой сульфитной или сульфатной целлюлозы. Монокрабоксилцеллюлоза должна содержать 9 — 25% карбоксиальных групп и обладать ионообменной емкостью по, отношению к NaOH в пределах 1,0 — 3,5 мг-экв/г.

Нижний предел расхода сорбента в коли-. честве 15 вес . ч. на. 1000 вес . ч. исходного волокна выбран с таким расчетом, чтобы очи55 щать оборотную воду от растворенных солей алюминия, лри минимальных расходах проклеивающих веществ, что характерно для проиэвод5 958564 6 мальдегиду и красителю), а осадок собирают тельного влияния на физико-механические, (операция Х1) и используют в качестве добав-,показатели бумаги и картона и соответствует ки к свежим волокнистым материалам на опе- требования ГОСТ. Все зто позволяет создать рации 1V для исследования влияния этих доба- замкнутый цикл по.воде, защитив при этом вок на свойства бумаги. окружающую среду и упростить очистку

Таким образом, предложенный способ про- оборотных вод путем совмещения операции нзводства бумаги и картона позволяет исполь- очистки от растворенных веществ с очисткой зовать в качестве сорбента фосфатцеллюлозу от взвешенных, повысив при этом общую или монокарбоксилцеллюлозу, способных очи- степень извлечения. щать оборотные воды бумажно — картонного 1р Ожидаемый зкономический эффект от испроизводства в 2,7 раза эффективнее, чем по пользования заявляемого изобретения известному ранее способу, а из таблицы 2 370 тыс. руб. достигается за счет снижения видно, что утилизация отработанного сорбента расходов на очистные сооружения и уменьшепутем введения его в композицию исходного ния pacxoga химикатов при производстве различ волокнистого материала не оказывает отрица- > ных видов бумаги и картона.

958564

° 11

Оi О » ч О 00

ЕЧ Ф «» бЪ vl u

IA Ф 1 С4 Я \О + 00

Ю «» QIAwIII,«» ф»

«»

Ch.p o

) 3

В. ge.

00 о

О\ 00 ф . g о о й О ф

1 » IC1 «» f е о сч о о.И Во.8 о о о о о

G0 3

-.â 6. вв. о о о о о

88 о" о

1 а3 1Ж

3 й

00 в

Я. о„

D о"

СЧ ln О О, 00 > «» си о о о о о о о о" о о" о, -". 3

«ч а

О в

° )М

h o в 34 о

М

v Ф о р".8

Д о

Д ю

СЧ

«»

«» CV

° «1

С4

3 8

О о о

jfi

Ф g

Ву

Яо Й о о „1Ф IO

-3! 1 !

И о О ь

Cn Ю «» Ф МЪ» о о о а о о о о о о

Е

Ю в

О ф

f. о

И

»1 6

958564

) О (o l o+

Й

В д о

СО

oje л

С )

1 1

И l

1 о

g Щ

$3 о н

I 1 l 1,1

I 1 1

I el, (Э Я д о

Р о о ф о .i

3:.

8 й01 о б

ЖЯ

)ф фз о

1 в

И о

Ф о

В

Я о й

Р р: Ф о

3 я Ф

gp СЧ

С 1 (1О!

Ц о о ф

Й

: ф щ 8

83 а О Я

° «3 а о Я

l 1 о

3

1; ( б в б

CR Ж

О

Я о @1o

gjg 9 1j8

@@ g (i8

12 -.

958564

I I! I! I )о

I !

I л . I I! © " о! !. о о дч о о о!о Я оома (о гч с1 I Я со о!ь Я о!

;)о !. -„ a

„," о о с ,« 4 ь о

m Ig о!

Составитель О. Маслаченко

Техпед М. Гергель

Корректор Г. Решетник

Редактор А. Долинич

Заказ 6995/40

Тираж 398

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

13 958564 14

Формула изобретения введения в нее сорбента в количестве 15—

210 вес. ч. на 1000 вес. ч. исходного целлюлоСпособ непрерывного производства бумаги зосодержащего материала, причем в качестве и картона, включающий разволокнение целлю- сорбента используют. фос@атцеллюлоэу или монолозосодержащего материала, размол, составле- 5 карбоксилцеллюлоэу, а отработанный сорбент ние композиции, разбавление массы оборотной вместе с извлеченными загрязнениями воэвраводой, отлив полотна, прессование, сушку, . щают на стадию составления композиции в ко- . очистку оборотной воды с помощью сорбента личестве 17 — 350 вес. ч. на 1000 вес. ч. исходпутем извлечения загрязнений в виде взвешен- ного целлюлозосодержащего материала. ных частиц и .растворенных веществ, о т л и - 10 Источники информации, ч а ю шийся тем, что, с целью повышения принятые во внимание при экспертизе эфФективности и прощения процесса за счет 1. "Ze11stoff аль Рар ег, 1965; У 5, с. 135, совмещения операций очистки оборотной воды 140. от взвешенных частиц и растворенных веществ, 2. "Бумажная промышленность", 1967, У 1, очистку оборотной воды осуществляют путем l5 с. 16 — 18 (прототип).