HU200808B

HU200808B - Method for retaining the solid matter and quickening the dewatering on the course of paper-manufacturing

Info

Publication number: HU200808B
Application number: HU448787A
Authority: HU
Inventors: Werner Jaeger; Christian Wandrey; Mathias Hahn; Rolf Nicke; Sabine Pensold; Bernhard Borchers; Monika Tappe
Original assignee: Heidenau Zellstoff & Papier
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1990-08-28
Also published as: DD269755A3; DE3733587A1; BG48768A1; HUT51346A

Description

A találmány tárgya eljárás a papírgyártásban a víztelenítés meggyorsítására és a rost-, töltő— és finomszálú anyagok retenciójára, amikor is egyidejűleg csökken a szennyvíztisztítási probléma is. Az eljárás megfelelő különböző nyersrostot és adalékot tartalmazó karton- és papírfélék előállítására.

Papírgyártáskor nyersrostokat, így például facsiszolatot vagy őrölt cellulózt vagy aprított használt papírt, rendszerint egyéb adalékanyagokkal, így töltőanyagokkal vagy ásványi pigmentekkel vizes szuszpenzió formában egy végtelen, mozgó szitaszalagra juttatnak. Ekkor nagymennyiségű víz távozik el és lap keletkezik. Ezt a lapot ezután mechanikusan tovább víztelenítik és szárítják. Kedvező anyagtakarókosság esetén a papírgépek magas termelékenységének fő feltétele, hogy technikai segédanyagokat alkalmazzanak. Ilyen anyagként felhasználhatnak például retenciós adalékanyagokat vagy víztelenítést gyorsítókat. Ezeknek az a feladata, hogy a papírgép szitáján növeljék a rost-, a finomszálú- és a töltőanyagok retencióját. Egyidejűleg víztelenítést gyorsítóként is hatnak a szitán és az utána kapcsolt nedves présen és a szárítóban, valamint szennyvíztisztító hatásuk is van. A technikai segédanyagok fő hatása a retenció és a víztelenítés, amelyek különösen a szárítóban a papírgép gyors és zavartalan működése folytán a magas termelékenységnek, illetve az energiatakarékosságnak és a jó anyagtakarékosságnak a fő feltételei, mivel a szitán nagymértékben visszatartják az összes szilárdanyagot.

A javított retenció egyidejűleg csökkentett szennyvízterhelést is jelent.

Víztelenítést gyorsítóként és retenciós segédanyagként alkalmazhatunk poli(etilénimint), poliamint, poli(amid-amint), valamint kationos vagy anionos poliakrilamidot (Ullmann, Enzyklopadie dér technischen Chemie, 4. kiadás, Verlag Chemie, 17. kötet, 584. old., Zellstoff Papier, 5. kiadás, Fachbuchverlag Leipzig, 231. old, 235—237. old). Ezek közül a poli(etilén-imin) alkalmazása terjedt el a legnagyobb mértékben (Zellstoff, Papier 236. old.)

Ezenkívül egyéb szintetikus polimert is kipróbáltunk víztelenítést gyorsítóként és retenciós segédanyagként, azonban ezek nem kerültek technikai alkalmazásra. Ilyen volt a lineáris poli[(dimetil—diallil)—(ammónium-klorid)] (PolyDMDAAC). Ez a polimer a poli(etilén-imin)-hez viszonyítva kisebb víztelenítést biztosít, így adalékmentes munkamódban a technikailag fontos kismennyiség alkalmazásakor nem lépett fel termelésnövekedés. (Zellstoff und Papier 31,(1982) 19—23. old).

Ha csak egyetlen polimert alkalmazunk, akkor a szilárdanyag retenciójának, a víztelenítés sebességének és a szennyvíztisztításnak az optimuma gyakran nem esik egybe, hanem az adagolástól, illetve különböző adagolási mennyiségtől függően különböző időben jelentkeznek (Das Papier, 33, (1979) 10A, V 89—95). 2

Ezért különböző polimerek keverékeit is kipróbáltuk, így a poli(etilén-imin) és a poli(etilénoxld) keverékét (Das Papier 29 (1975) V 32).

Az ismert technikai segédanyagoknak azonban vannak hátrányai, így jó retenclónál és szennyvíztisztításnál nem kielégítő a víztelenítés sebessége ahhoz, hogy jelentős termelésnövekedést és anyagtakarékosságot érjenek el. Gyakran csak a szűrő első részére korlátozódik és a következő technológiai szakaszokban nem biztosítja a szükséges hatást. A polimerekből készített keverékek alkalmazásának további hátránya, hogy a keverékek nem alkalmazhatók univerzálisan, és hogy az exakt módon meghatározott adagolás a technológiai üzemeltetéssel szemben további magas követelményeket támaszt.

A találmány célja eljárás papírgyártási termelékenység fokozására, amikor is eljárástechnikai segédanyagok alkalmazásával jelentős anyagmegtakarítást és jó szennyvíztisztítást érünk el.

A találmány feladata eljárás a papírgyártás tér-idő-kitermelés tokozására, miközben növeljük a víztelenítés sebességét és megfelelő vízoldható szerves polimerek adagolásával a szilárd anyagok jó retencióját érjük el.

A találmány szerinti eljárásban a papírgyártás során víztelenítőszerként és retenciós segédanyagként a nyers rostból és az adalékokból álló szuszpenzió szilárdanyagtartalmára vonatkoztatva 0,01—0,5 t%-dimetil-diallil-ammónium-kloridból (DMDAAC) és 0,1-3,0 mól%, 80 000 molekulatömegű térhálósított komonomerből álló — vizes oldatot adagolunk.

Térhálósodó komonomerként a többszörösen elágazó poli-DMDAAC előállításához például alkalmazhatunk: legalább két allilcsoportot tartalmazó amino- vagy ammóniumsót, így metii-triallil—(ammónium—kloridot) (MTAAC), tetraallil-(ammónium-kloridot) (TAAC), N,N,N’,N’-tetraallil-(etilón-diamin-hidroklorid) (TAEDC) és/vagy trlallil—(amin—hidrokloridot) (TAC), valamint metilén-biszakrilamidot (MBA). A többszörösen elágazó poli-DMDAAC előállítása vizes oldatban a térhálósítószer adagolásával, DMDAAC-nak a térhálósított komonomerrel történő kopolimerizálásával történik, amikor is a DMDAAC előrehaladó homopolimerizálása vagy kopolimerizálása közben az átalakulásnak megfelelően 25—90% a térhálósítószer adagolása.

A papírgyártási javított eljárást úgy folytatjuk le, hogy a szokásos technikai berendezésekben ismert módon, a lapkeletkezés előtt vagy közben, a kívánt mennyiségű polimert folyamatosan vagy időközönként a rendszerbe adagoljuk. Bármely ismert papír- vagy kartonféle előállítási eljárásban alkalmazhatjuk, amelyekkel különböző típusú papírt vagy kartont gyártanak és amelyekhez különböző nyers rostot és adalékot alkalmaznak. A szitára folyatott szuszpenzióban a szilárdanyagtartalom 0,1 —

1,5 t% lehet.

-2HU 200808 Β

Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a többszörösen elágazó poli-DMDAAC alkalmazásával jelentősen megnő a víztelenítés sebessége. A víztelenítés felgyorsulása mind a szitán, mind a présben és a szárítóban megfigyelhető. Egyidejűleg a retencló és a szennyvíztisztítás is javul. A töltőanyagok jó retenciója a többszörösen elágazó poliDMDAAC a rostanyagokkal szemben jelentősen nagyobb aktivitást mutat.

Kivitelezési példák

A víztelenítés sebességének gyorsulását és a retenciót úgy bizonyítjuk, hogy az 1. táblázat5 bán megadott polimerekből adott mennyiséget a kezelendő szuszpenzióhoz adagolunk. A táblázatban közölt mennyiségek a szuszpenzió szilárdanyagtartalmára vonatkoznak.

1. táblázat

Polimerek	Rövidítés	%-ban megadott mennyiséa
poli(etilén-imin) - összehasonlító példa	A	0,02
poli-DMDAAC (homopolimer) - összehasonlító példa	B	0,02
DMDAAC-ból és 0,1 móP/o MTAAC-ból álló kopolimer	C	0,02
DMDAAC-ból és 0,4 mól% MTAAC-ból álló kopolimer	D	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 mól% MTAAC-ból álló kopolimer	E	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 móP/o MTAAC-ból álló kopolimer	F	0,01
DMDAAC-ból és 1,5 mól% MTAAC-ból álló kopolimer	G	0,04
DMDAAC-ból és 1,5 mól % MTAAC-ból álló kopolimer	H	0,08
DMDAAC-ból és 1,5 mól°/o MTAAC-ból álló kopolimer	J	0,5
DMDAAC-ból és 3,0 mól% MTAAC-ból álló kopolimer	K	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 móP/o TAAC-ból álló kopolimer	L	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 mól% TAEDC-ból álló kopolimer	M	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 mól% TAC-ból álló kopolimer	N	0,02
DMDAAC-ból és 1,5 móP/o MBA-ból álló kopolimer	0	0,02
1. példa Egy papírgyártógép hosszú szitáján (munkaszélesség: 65 cm) vizsgáljuk az 1. táblázatban 40 felsorolt anyagoknak a víztelenítésre és a szárításra kifejtett hatását. Erre a célra felaprított használt papírokból és egyéb papírhulladékból, egyéb adalékanyag alkalmazása nélkül 0,8t°/o-os szuszpenziót készítünk, amelyhez 45	az 1. táblázatban megadott anyagokat folytonosan adagoljuk. Mérjük a papírgyártógóp regiszterszakaszán a víztelenítést, amikor is 250 ml szennyvizet felfogunk és mérjük a szükséges időt és az elszívó szakaszon a vákuum mérésével mérjük a víztelenítést, valamint‘a szárítószakasz végén mérjük a termék szárazságát. A 2. táblázatban felsoroljuk a megfelelő értekeket.

-3HU 200808 B

Kísérlet Polimer Víztelenítési idő Az elszívó szakaszban Végső szárazságZ—\

E

O r-1 (0

-H

P (0

I ω

:O ω

ü (fl α

» _β\^β

Ε

Ώ

2* 'CO >

CD

r—4

CM

lA

o

LA

s0

00

OS

O\

LA

sű

-c±

fA

LA

lA

r-

ro

co

r*

co

00

GD

CS

00

CO

Cs

Os

OS

os

o

CA

os

OS

Os

OS

CA

OS

os

QJ (Π

OJ

C ra

N

ω	o
Cj	QJ
OJ	cn
-P	s^z
N (fi	c
•rH	ra
CT	O
QJ	N
U	cn
ra	ro Δί

Ο O >-rt CM ia <r Γ co (*S

CM

CO

CM

O —< ΓΑ CM r-c

LA i-a

CM Ο O fA KS fA co ο α cm ca fA co o ao rA la <r

-4HU 200 808 Β

2. Példa

Permeabilitás méréssel facslszolat vizes szuszpenziójának specifikus felületét meghatározzuk, valamint mérjük ennek az 1. táblázatban közölt vízoldható szerves polimerek adagolása esetén tapasztalt változását. Ez a módszer a víztelenítés sebességének mérésére alkalmas. Minél kisebb a specifikus felület (Os) annál nagyobb a víztelenítés sebessége. A mérés során 1 t°/o-os szuszpenzióból nyert rostliszt 20% szárazságig töményítjük, úgy, hogy az Os a szita-, a prés- és a szárítószakaszban megadja a víztelenítés sebességét. Az eredményeket a 3. táblázatban adjuk meg.

3. táblázat

Kísérlet sorszáma	Polimer adalék	Os m²/g
1.	-	5,93
2.	A	3,77
3.	B	4,14
4.	C	3,60
5.	D	3,56
6.	E	3,45
7.	F	3,90

(Lláblázat {folytatás!

Kísérlet sorszáma	Polimer adalék	Os m²/g
8.	G	3,31
9.	H	3,'19
10.	J	3,10
11.	K	3,40
12.	L	3,42
13.	M	3,51
14.	N	3,47
15.	0	3,47
3. Példa

Egy labor-újságnyomópapír gyártó berendezésben 0,8% szilárdanyagtartalmú, facsiszolatot és kaolint tartalmazó szuszpenzióból papírlapokat formálunk és vizsgáljuk a hozzáadagolt vízoldható polimerek hatását a hamutartalomra (a papír szárazanyagtartalmára vonatkoztatva) és mérjük az elválasztott víz zavarodását. Növekvő hamutartalom a töltőanyagok növekvő retenclóját jelenti. Csökkenő zavarosodás az elválasztott víz növekvő tisztaságát jelenti.

Az eredményeket a 4. táblázatban közöljük.

-5HU 200808 B táblázat

03

'03	Z—X
-P	cn
P	'<D
'03	-P
ε	N cn
cn	o
'CD	03
TO o	JO
cn	CD
α	γΉ
P	'CD
CD
	cn
CD N

<í o\® ε

o

I—1 cd +->

p cO +->

ε

CD cn '03 cn

P Z\ >. o\°

C c

ω

P

QJ ε

•H r—I o

Q.

4->

rP C0 P E '03 'CD tn n ή tn v:

A	α	σ	ΙΑ	ο	Ο	Ο	ο	σ
M3	CO	σ\	A	C0	Γ'-	Ο	Α	cn
cn	r-~	Ό	Γ·	Μ3	Γ	Γ.	Γ**	Μ3

r*M	LT\	»—4		Α	Α	Α	Γ-*	γ—1
	ΙΑ	Μ3	Α	tn	un	Α	LT\	'Ό
«-Η	Γ—ί	r—Μ	«—Μ	ι—Η	ι-*4	f-H	Γ—1	γ—4

<x

CO CO □

CO CO cma-ü-amjacoa

-6HU 200 808 Β

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás a papírgyártásban a szilárdanyag retenciójára és a víztelenítés meggyorsítására, amikor is a papírelőállításhoz felhasznált szusz- 6 penzió 0,1 —1,51% szllárdanyagot tartalmaz és nyers rostból és adalékokból áll, és amelyhez vízoldható szerves polimert adagolunk, azzal jellemezve, hogy a szuszpenzióhoz dimetildiallil-ammónium-kloridból és 0,1-3,0 mol% ¹⁰80000 molekulatömegű térhálósított komonomerből álló, a szuszpenzió szárazanyagtartalmára vonatkoztatva 0,01—0,5 t% mennyiségű többszörösen elágazó, nagymolekulájú kopolimert tartalmazó vizes oldatot adagolunk.
2. Az 1. Igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a térhálósított komonomer legalább két allilcsoportot tartalmazó amlnvagy ammóniumsó.
3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy térhálósított komonomerkónt metil-triallil-ammónium-kloridot, tetraallil-ammónium-kloridot, triallil-amin-hidrokloridot, Ν,Ν,Ν,’ N,’ -tetraallil-etilón-dlaminhidroklorldot vagy metilén-biszakril-amldot alkalmazunk.