SU988939A1 - Способ получени волокнистого полуфабриката дл изготовлени бумаги и картона - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам получени  волокнистого полуфабриката из древесного сырь  и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности дл  изготовлени  бумаги и картона. Известен способ производства волок нистой массы путем нагревани  и нстирани  древесной цепы в паровой фазе под давлением при 1-175 в атмосфере SO с предварительньм пропитыванием, щелочью с концентрацией 1,5-3,5 % NaOH 1). Недостатками этого способа  вл етс  невысока  механическа  прочность полуфабриката, получаема  из еловой щепы, использование в качестве реаген тов серосодержащих соединений, что отрицате.пьно сказываетс  на составе сточных вод и газовых выбросов и удорожает процесс из-за высоких расходов на их очистку, сложное аппаратурное оформление в св зи с применение вы соких температур и давлени . Известен способ производства волок нистого полуфабриката, получаемого пропиткой щепы сульфитным раствором, имеющим рН 6,5, содержащим 2,5 % и 3,45 % SO прн при повышенном давлении в течение 10 мин и дальнейшем размоле на дисковом рафинере 2. Недостатками известного способа  вл етс  низка  механическа  прочность, использование сернистых соединений в качестве пропитывающего реагента, высокие температуры и давление при пропитке . Известен также способ производства волокнистого полуфабриката, получаемого пропиткой щепы сульфитны раст- вором, имеющим рН 7-12, содержащим 212% .j при 135-200°С при избыточном давлении в течение 1-30 мин и дальнейшем рафинировании при высокой концентрации массы 13. Недостатками такого способа  вл ютс  низка  механическа  прочность полуфабриката , высокие расходы хнмйкатов , высокие температуры и давление при пропитке и размоле массы, требующие с пвциального оборудовани . Наиболее (близким к изобретению  вл етс  способ получени  волокнистого полуфабриката дл  изготовлени  бумаги и картона, включающий пропитку древесной щепы, промывку ее и последующий размол. Пропитку щепы осуществл ют раствором щелочи и сульфита натри  при в течение 25-30 мин при щелочи 5,4 кг/т абсолютной сухо массы,сульфита натри  - 17,5 кг/т 4 Недостатками известного способа  в л етс  невозможность получени  полуфабриката с высокими прочностными по казател ми. Кроме этого, этот способ требует значительных энергетических затрат, что обуславливает высокую се бестоимость целевого продукта. . Цель изобретени  повышение фиэико механических показателей целевого про дукта при одновременном снижении его себестоимости. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу получени  волокнистого .полуфабриката дл  изготовлени  бумаги и картона, включающему про питку древесной щепы, промывку ее и последукхций размол, пропитку древесной щепы осуществл ют водным раствором алюмината натри  в количестве 1,5-5% в ед. от массы абсолютно сухой щепы при 8О-170°С в течение 2090 м«н. ., Использование в качестве пропитывающего реагента водного раствора алкмината натри  св зано со специфическим действием иойов гидроокиси алюмини . В процессе пропитки щепы ионы алюмини  фиксируютс  на волокнах щепы в результате обменной абсорбции с зольными элементами древесины, что подтверждаетс  высокой неотмываемой зольностью пропитанной щепы и получае мых из нее отливок бумаги. . . В табл. 1 представлена зависимость зольности от количества использовани  реагента. Из данных табл. 1 следует, что с увеличением расхода алюмината натри  зольность щепы увеличиваетс  по сравнению с исходной щепой и щепой, обработанной моносульфитом натри . Алюминий  вл етс  активньм комплек . сообразователем и наличие на целлюлоз ной поверхности значительного количес тва гидроксильных групп,;.которые коор динируютс  с алюминием, указывает на возможность образовани  комплексных соединений переменного состава типа целлюлоза-алюминий-целлюлоза при опре деленньк услови х (прежде всего значени х рН среды), что ведет к росту механической прочности бумаги. Использование водного раствора алюмината натри  позвол ет путем созДани  в процессе пропитки   размола массы щелочной среды снизит расход электроэнергии на рг.змол. Пример 1. Пропитку осиновой щепы провод т в лабораторном автоклаве при в течение 90 мин при расходе алюмината натри  1,85% и 3,7%, счита  на Na.0 к абсолютно сухой щепе . После пропитки и промывки щепы провод т размол на лабораторном диско вом рафинере до . Результаты опытов представлены в табл. 2. Из данных таблицы следует, что проведение пропитки щепы в данных услови х дает увеличение всех физико-механических показателей. Так, показатель разрывной длины повысилс  на б% дл  расхода 1,85% при одновременном снижении расхода в два раза по сравнеЬию с прототипом и на 76,5% при расходе алюмината натри  3,7%. Прочность во влажном состо нии увеличиваетс  на 52,5% во втором случае. Показатель сопротивлени  излому увеличилс  до 3 (число двойных перегибов). Пример 2. Пропитку щепы провод т в лабораторном автоклаве при . 135С и давлением 2 атм в течение 40 мин при расходе алюмината натри  1,85 и 3,7%, счита  на Na/2.O к абсолютно сухой щепе.Результаты опытов представлены в табл. 2. Из данных табл. 2 следует, что проведение пропитки в данных услови х дает увеличение прочностных показателей полуфабриката. Так, показатель разрывной длины увеличиваетс  дл  расхода 1,85% на 100%, дл  расхода 3,7$ на 138%, сопротивление излому увеличиваетс  до б и 12 (число двойных перегибов ) . Прочность во влажном состо нии увеличиваетс  на 49,8% дл  расхода 1,85% и на 55% дл  расхода 3,7% алюмината натри . Примерз. Пропитку щепы провод т в лабораторном автоклаве при 170 С и давлении 9 атм в течение 20 мин при расходе алюмината натри  1,85% и 3,7%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Результаты опытов представлены в табл. 2. Из данных табл.3 следует, что показатель разрывной длины увеличиваетс  дл  расхода 1,85% на 172%, дл  расхода 3,7% - на 185%; сопротивление излому увеличилось до 20 и 22 (число двойных перегибов). Прочность во влажном состо нии увеличиваетс  на 1.14% и на 178%. Пример 4. Дл  получени  сравнительных данньрс параллельно при той же последовательности операций проведена пропитка щепы смесью гидроксида натри  и сульфита натри  при концентрации раствора 27 г/л и 12 г/л соответственно при рН 12. Расход щелочи составл ет 3,7%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Физико-механические показатели полуфабриката приведены в табл. 2. П р и м е р 5. Пропитку депы провод т в лабораторном автоклаве при в течение 9в мин при расходе алюмината натри  1,5% и 5%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Результаты опытов представлены в табл. 3. 598 Из. данных табл. 3 следует, что проведение пропитки в данных услови х дает увеличение физико-механических показателей по сравнению с прототипом при расходе 5% алюмината натри  и остаетс  на том же уровне при расходе 1,5%. Так, показатель разрывной длины дл  расходы 1,5% не измен етс , а дл  расхода 5% увеличиваетс  на 75% по сравнению с прототипом. Прочность во влажном состо нии в первом случае немного ниже, а во втором случае увеличиваетс  на 46%. Показатель сопротивлени  излому увеличилс  на 3 двоиных перегибов. Пример 6. Пропитку щепы провод т в лабораторном рафинере при 135С, давлении 2 атм в течение 40 мин при расходе алюмината натри  1,5% и 5%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Результаты опытов представлены в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что проведение пропитки в данных услови х. увеличивает прочностные показатели полуфабриката. Так, показатель разрывйой длины увеличиваетс  по сравнению с прототипом при расходе 1,5% на 88%, дл  расхода 5% - на 160%. Сопротивление излому увеличиваетс  до 6 и 10 двойных перегибов. Прочность во влажном состо нии увеличиваетс  на 7% дл  расхода 1,5% и на 5% дл  расхода 5% алюмината натри , Пример 7. Пропитку щепы провод т в лабораторном автоклаве при при давлении 9 атм в течение 20 мин при расходе алюмината натри  1,5% и 5%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Результаты опытов представлены в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что показатель разрывной длины увеличиваетс  дл  расхода 1,5% на 167%, а дл  расхода 5% на 208%. Сопротивление излому увеличиваетс  до 18 и 25 двойных перегибов. Прочность во влажном соето нии увеличиваетс  на 114% и на 210% дл  расхода алюмината натри  1,5% и 5% соответственно. Пример 8. Пропитку основной щепы провод т в лабораторном автоклаве при 75С в течение 100 мин при рас ходе алюмината натри  1,1% и 5,5%, счита  на к абсолютно сухой щепе . После пропитки и промывки сцепы провод т размол на лабораторном дисковом рафинере до . Результаты опытов представлены в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что про ведение пропитки щепы в данных уело9 . ви х не дает полуфабриката с достаточно высокими физико-механическими показател ми. Так, показатель разрывной длины снижаетс  на 16% и 58% дл  расходов 1,1% и 5,5% соответственно, а показатель прочности во влажном соето нии на 12,5% и 20% дл  расходов 1,5% и 5,5% ниже, чем дл  интервала температур и расхода алюмината натри  по предлагаемому способу, П р и м е р 9. Пропитку щепы провод т в лабораторном автоклаве при и давлении 20 атм в течение 20 мин при расходе алк ината натри  1,1%и5,5%, счита  на к абсолютно сухой щепе. Результаты приведены в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что проведение пропитки в данных услови х незначительно повышает физико-механичес показатели. Так, показатель разрывной длины увеличилс  только на 1,3% 2,4%. Прочность во влажном состо нии не увеличиваетс , показатель сопротивлени  излому остаетс  на том же Проведение процесса при температуре ниже 80С, с одной стороны, потребует увеличени  времени обработки, а, с другой стороны, не дает качественного полуфабриката в св зи с ухудшеннем пропитки щепы по то.пщине. Проведение же процесса при температуре выше ,  вл етс  нерациональным в св зи повышением давлени  в аппаратуре, незначительным повышением физико-механических показателей полуфабриката и потемнением получаемого полуфабриката , Выбор интервала расхода алпмината натри  1,5-5% л объ сн етс  тем, что при расходе реагента ниже 1,5% пропитка щепы ухудшаетс , а при расходе выше 5%, во-первых, не получаем значительного увеличени  физико-мехаиичесних показателей полуфабриката, а, вовторых , процесс чрезмерно удорожаетс . Таким образом, использование предлагаемого способа получени  волок истого полуфабриката приводит к значи- , тельному увеличению физико-механических показателей полуфабриката в сухом и во влажном состо нии, позвол ет снизить энергетические затраты на размол , проводить процесс химической оОработки без применени  серосодержащих соединений, что приводит к улучшению санитарных условий производства.

Т

ыадео

Реагент

1,85%,в ед. 3,7% в ед. 3,7% в ед.

Расход реагента Иа ОNag ONa O

1,9

Зольность, %

Таблица 1,

I

Исходна  цепа

0,68

0,32

Расходы реагентов

1 ,es ед. ,

рН массы, .идущей

на отлив

Прочность во влажном состо нии, м

Разрывна  длина, м

Сопротивлонио излому , число двойных перегибов

Таблица 2.

22

О

20

12

1 98893912

Claims (1)

1. Формула изобретени абсолютно сухой цепы при 80-170 0 в

   Способ получени  волокнистогб полу Источники информации,

   фабриката дл  изготЪвленй  бумаги иприн тые во внимание при экспертизе

   картона, включающий пропитку древес-1. Патент Швеции 215 417,

   ной щепы, ПРСЯ4ЫВКУ ее и последующий . кл 55 в 1/01, 1967. размол, от ли ч а ю щ и и с   тем, З.лПатент Великобритании 4to, с целью повышени  фиэико-механи- 1 1068898, кл. D 2 . ческих показателей целевого продукта3. Патент Швеции & 397851,

   при одновременном снижении его себе- . кл. D 21 С 1/06, 1976.

   стоимости, пропитку осуществл ют вод- О 4. Реферативйа  инфо{ 1аци  Целным раствором алюмината натри  в ко- люлоза, бумага и картон. 1980, 2, личес вё 1,5-5% в (ед. от массы -с. 6-7 (прототип).

   течение 20-90 мин.