Способ получения термомеханической древесной массы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистическик

Республик

<и>986995 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 180581 (2! ) 3292829/29-12 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 07.0183. Бюллетень HP 1

Дата опубликования описания 070183

151}М Кл з

0 21 В 1/12

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

I$3) УДК 676.15.

° 02 (088, 8) Г с

/ .,:- :, 1

С. П. Лаирентьев, В. В. Сеничев и 4.","И. Черноусов

Всесоюзное научно-производственное объе4 жмще целлюлозно-бумажной промышленности (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель (541 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСНОЙ

МАССЫ

Изобретение относится к сйособам приготовления волокнистых полуфабрикатов для производства бумаги, картона, древесноволокнистых плит, в частности к способам приготовления термомеханической древесной массы и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ получения термомеханической древесной массы, включающий смешение древесной щепы с активным илом и гидротермическую обработку полученной смеси с последующими операциями ее дефибрирования и рафинирования P1).

Этот способ предназначен для получения древесной массы, используемой в производстве древесноволокнистых плит. 20

Термомеханическая древесная масса, полученная с использованием гидротермически обработанного активного ила, имеет хорошие прочностные показатели, несколько превышающие показатели термомеханической массы, полу- . ченной без использования ила, однако белизна образцов термомеханической массы с илом существенно уступает белизне контрольных образцов. Кроме того, наличие гидротермически обработанного активного ила в термомеханической древесной массе ингнбирует процессы отбери массы практически всеми отбеливающими соатавами. Естественно, что по этой причине термомсханическая масса с гидротермически обработанным активным илом, несмотря на удовлетворительные прочностные показатели, не может найти применения в производстве бумаг, требующих белизны.

Следовательно, для получения термомеханической массы с активным илом принцип совместной гидротермической обработки щепы с активным илом без введения дополнительных операций по обработке активного ила нь позволяет обеспечить достаточно высокий положительный эффект.

Целью изобретения является повышение качества. древесной массы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения термомеханической массы, включающему смешение древесной щепы с активным илом и гидротермическую обработку, полученной смеси с последующими операция" ми ее дефибрирования и рафинирования,, перед смешением с древесной щепой активный ил стабилизируют раствором

986995

» формальдегида в количестве 1-50% от массы абсолотно сухого ила при 2090 С 5-30 мин, а рафинирование осуществляют в присутствии отбеливающего

I состава, содержащего, мас.%: перекись водорода 10-40, формальдегид 1-30, силикат натрия 40-60 и тринатрий фосфат остальное, при этом состав берут в количестве 1-20% от массы абсолютно сухой щепы.

Способ осуществляют следующим образом.

Избыточный активный ил со станции биологической очистки промстоков в виде суспензии 0,5-4,0%-ной концентрации обрабатывают растворами формальдегида в количестве от 1 до 50Ъ по сухому веществу к весу сухого активного ила. Температуру обработки варьируют от 20 до 90 С.

Время обработки от 5 до 30 мин. В процессе обработки ила формальдеги- . дом происходит стабилизация липидно-белкового комплекса активного ила, за счет которой липидно-белковый комплекс активного ила приобретает устойчивость к воздействию отбеливающих реагентов. Как следствие этого активный ил в .дальнейшем технологическом процессе не мешает процессу отбелки термомеханической массы.

Стабилизированный активный ил со щепой вводят в подогреватели дефибраторов и подвергают гидротермической обработке при параметрах, принятых для обработки щепы в процессе приготовления термомеханической массы.

Время.гидротермической обработки щепы составляет 2-10 мин, а температура гидротермической.обработки 100140 С. Дозировка стабилизированного 40 активного ила осуществляется в количестве от 1 до 10Ъ к весу щепы.

Обработанную .в подогревателе смесь дефибрируют, обрабатывают отбеливающим составом, содержащим пере- 45 кись водорода, формальдегид, силикат натрия в описанных соотношениях. Дозировку отбеливающего состава осу--. ществляют в количестве от 1 до 20% от массы абсолютно сухой щепы. 50

Волокнистую массу с отбеливающими. реагентами рафинируют до требуемой степени разработки волокна.

Пример 1. В лабораторных услови-, ях приготавлив т термомеханическую 55 древесную массу со стабилизированным активным илом по следующей технологии»

В подогреватель лабораторного де фибратора помещают 400 r еловой ще- .60 пы 20% влажности. Стабилизацию актив-. ного ила предварительно осуществляют формальдегидом из расчета 10% формальдегида к весу ила, параметры стабилизации следующие: время стабилиэации — 5 мин, температура стабили зации — 90 С. Стабилизированный ил в количестве 5% по сухому веществу от массы абсолютно сухой щепы смешивают со щепой.

Полученную смесь подвергают гидротермической обработке при температуре насыщенного пара 120 С 5 мин и дефибрируют.

Размолотую массу обрабатывают отбеливающими реагентами в количестве от. 1 до 20% к весу массы. B качестве отбеливающих реагентов используют перекись водорода, формальдегид, силикат натрия, тринатрий фосфат в различных процентных соотношениях. Отбельные реагенты вводят в массу раздельно друг от друга. После обработки массы отбельными реагентами ее концентрацию доводят горячей водой до 30%. Обработанную массу рафинируют на лабораторном рафинаторе до степени помола, равной 70 ШР.

Температура массы при размоле на рафииаторе составляет 60 С. Размолотую массу выдерживают 30 мин. После выдержки из полученной массы изготавли-. вают отливки весом 50 г/и, у которых определяют разрывную длину и степень белизны.

Физико-механические показатели отливок в зависимости от количества отбеливающих реагентов и их процентного соотношения приведены в табл.1.

Для сравнения в таблице также представлены физико-механические показатели отливок термомеханической массы, приготовленной по следующей технологии.

Контроль 1. Термомеханическая масса (ТИК), полученная из еловой щепы без добавок активного ила и от- беливающих реагентов, при описанных параметрах гидротермической обработки и размола.

Контроль 2. Термомеханическая масса, полученная из еловой щепы без добавок активного ила, обработанная перед рафинированием перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата в количестве 10% к весу массы, в соотношении 20:50:10, Контроль 3. Термомеханическая масса, полученная при соответствующих параметрах из еловой щепы с добавкой 5% нестабилизированного активного ила, обработанная перед рафинированием перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата в количестве 10% к весу массы, в соотношении 20:50:10. . Из табл. 1 (контроль 3) следует, что термомеханическая масса, полученная путем совместной гидротермической обработки и размола щепы с исходным (нестабилизированным) активным илом, 1отбеленная на стадии рафинирования

986995 перекисью водорода в присутствии тринатрийфосфата имеет низкую степень белизны.

Белизна массы с нестабилизированным илом значительно уступает белизне отбеленной в тех же условиях термомеханической массы беэ ила (40,0% против 73,5% в контроле 2) и, кроме того, уступает белизне неотбеленной термомеханической массы беэ ила (40,0% протйв 52,8%) т.е. активный ил проявляет вредную функцию ингиби-! тора отбелки термомеханической массы °

Также из табл. 1 следует, что предварительная стабилизация активного ила формальдегидом с последующим получением термомеханической массы и отбелкой ее на стадии рафинирования отбельными реагентами с дополнительной дозировкой формальдегида позволяет устранить ингибируююее действие ила на процесс отбелки термомеханической массы и получить беленую термомеханическую массу высокой степени белизны с повышенными проч25 ностными характеристиками. Так, показатель белизны термомеханической массы, приготовленной согласно предлагаемого способа, не уступает показателю белизны термомеханической массы без ила, отбеленной перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрий фосфата (72,5% против

73,5%). Прочностные показатели отбеленной термомеханической .массы с илом выше прочностных показателей отбеленной термомеханической массы без ила (разрывная длина соответственно составляет 3200 м против

2800 м).

35 гидом. Дозировку формальдегида варьируют от 1 до 50% к весу сухого ила.

Температуру стабилизации- варьируют от 20 до 904С. Иэ полученной тврмо« механической массы изготавливают отливки весом 50 r/м, у которых опре-. деляют разрывную длину и белизну.

Параметры стабилизации активного ила и физико-механические характеристики полученных образцов термомехаПример 2. По технологии, описанной в примере 1, приготавливают беленую термомеханическую массу со стабилизированным активным илом. 45

Расход стабилизированного активного. ила составляет 5% от массы цепы, Термомеханическую массу на стадии рафинирования обрабатывают смесью отбельных реагентов в количестве 10% к весу массы, содержащей перекись водорода, формальдегид, силикат натрия, тринатрийфосфат (вес.%) при соотношении 20: 2Q: 50: 10.

Предварительную стабилизацию активного ила осуществляют формальденической массы представлены в табли-. це 2.

В качестве контрольного образца приведены показатели термомеханической .массы без ила, отбеленной перекисью. водорода в присутствии силиката натрия и тринатрий фосфата. Соотношение перекиси водорода к гиликату натрия и тринатрийфосфата 26:50:10, Г г

Иэ табл 2 следует что предварительная стабилизация активного ила формальдегидом позволяет получать термомеханическую древесную массу,. не уступающую по белизне термомеханической массе без ила, полученной известным способом, отбеленн и перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата. Прочностные характеристики полученной термомеханической массы превышают прочностные характеристики известной термомеханической массы.

Так, разрывная длина отливок, изготовленных иэ термомеханической массы с активным илом, предварительно обработанным 20% формальдегида при

90 С 5 мин, составляет 3100 м, тогда как разрывная длина отбеленной термомеханической массы беэ ила (контроль) составляет 2800 м. Из табл. 2 также следует, что основным фактором, определяющим белизну термомеханической массы с илом является расход формальдегида в процессе ei o с абилизации, При расходе формальдегида 20% к весу . ила белизна полученной массы составляет 73,5%, при расходе формальдегида 1% к весу иЛа белизна составляет б5%. Время и температура стабилизации активного ила существенного влияния на степень белизны готовой термомеханической массы не оказывают и поэтому могут быть выбраны из условии экономичности процесса.

Пример 3. Стабилизированный активный ил дозируют в количестве от 1 до 10% к весу еловой щепы в подогреватель дефибратора, где совместно со щепой подвергают гидротермической обработке насыщенным паром при

120 С 5 мин. Пропаренную смесь дефибрируют, раэмалывают. Полученную массу обрабатывают смесью отбельных реагентов в количестве 10% к весу массы, содержащей перекись водорода, формальдегид, тринатрийфосфат в соотношении 20:20:50:10, рафинируют до степени помола 70ohtP выдерживают отливки весом 50 г/м, у которых orrpege aroz разрывную длину и степень белизны.

Предварительную стабилизацию активного ила осуществляют обработкой формальдегидом в количестэе 10% к весу.ила при ЧО С 5 мин.

Физико-механические показатели образцов термомеханической массы в

986995

Таблица 1

Физико-механические показатели образцов

Т, мм

Соотношение отбельных реагентов вводимых в массу на стадии рафинирования,%

Суммарная дозировка отбельных реагентов, . вводимых в массу стадии рафинирования, %

Тринатрийфосфат

Формаль- Силикат дегид натрия

Перекисв водорода

Белизна

Разрывная длина, м

42,0

3220

50

3150

62,5

50

20

72,5

3200

10

10

3180

40

65,9

3150

49

55,3

3100

56,0

60

74,5

10

3090

20

2750

52,8

73,55

2800

2950

40,0 зависимости от доэирования активного ила представлены в табл. 3.

В качестве контрольного образца в табл. 3 представлены показатели термомеханической древесной массы без ила, поЛученной известным способом, отбеленной на .стадии рафинирования перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата.

Количество отбельных реагентов составляет 10% от массы термомеханической массы. Соотношение перекиси, силиката, тринатрийфосфата составляет 20:50:10.

Из табл. 3 следует, что термомеханическая масса, приготовленная сог- t5 ласно предлагаемого способа, по прочностным показателям превосходит беленую термомеханическую массу, полученную известным способом. Белизна термомеханической массы с добавкой ак- 20 тивного ила в количестве до 7,5% практически не уступает белизне тер" момеханической массы, изготовленной

Контроль 1, небеленая ТММ,Контроль 2, отбеленная TNM,Контроль 3, отбеленная TMM с добавкой

5% нестабилизированного ила известным способом. При расходе ила выше 7,5% наблюдается некоторое снижение белизны термомеханнческой массы по сравнению с контрольным обраэцом.

Максимальные физико-механические показатели термомеханической массы с илом получены при дозировке последнего в количестве 5% к весу щепы.

При этом разрывная длина бумаги составляет 3200 м, а белизна 72,5%.

Таким образом, предлагаежий способ обеспечивает значительное повышение качества получаемой древесной массы.

Кроме того, изобретение позволяет снизить на 5-10% удельные нормы расхода древесины на единицу продукции.

Использование ила в виде уплотненной суспензии с концентрацией 10-40 г/л в основном производстве исключает процессы его обезвоживания, сушки и сжигания в цехе обработки осадка, тем самым резко сокращаются расходы на обработку ила.

1о. 986995

Таблица 2

Параметры стабилизации активного ила

Время, Температура, мин ф С

Белизна, Ъ

7О,5

2950

71,5

3050

40

73,5

3100

90

72,5

3200

2950

65,0

1,О

72,0

3220

10

73,5

3240

30

70,1

3130

1О

30

Отбеленная термомеханическая древесная масса беэ активного ила

2800

73,5

Таблица 3

Физико-механические пока затели термомеханической массы

Расход стабилизированного активного ила, Ф от массы, абсолютно сухой щепы

Разрывная длина, м

2820

73,2

2 ;5

2930

72,5

3200

5,0

72,0

3010

7,5

2800

69,8

Отбеленная термомеханическая масса беэ.ила

73,5

2800 и гидротермическую обработку полученной смеси с последующими операциями ее дефибрирования и рафинирования, отличающийся тем, что, с целью повышения качества древесФормула изобретения

Способ получения термомеханической древесной массы, включающий смешение древесной щепы с активным илом 6S

Расход Формальдегида, % к весу активного ила

Физико-механические показатели ТИМ

Разрывная длин а, М

986995

Составитель A.Ìîíîñîâ

Редактор Л.Авраменко Техред А;Бабинец: КорректорМ.0 ароши

Заказ 10226/6 Тираж 382 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной массы, перед смешением с древес:ной щепой активный ил стабилизируют раствором @ормальдегида в количестве 1-50% от массы абсолютно сухого или при температуре 20-90 C в течение 5-30 мин а рафинирование осуществляют в присутствии отбеливающего состава, содержащего, мас.% перекись водорода 10-40, формальдегид 130, силикат натрия 40-60. и тринатрийфосфат остальное, при этом состав берут в количестве 1-20% от массы абсолютно сухой щепы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 537843, кл.В 29 J 5/00, 1975.