Способ получения волокнистого полуфабриката

Способ получения волокнистого полуфабриката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам получения волокнистого полуфабриката, и позволяет повысить выход и качественные показатели полуфабриката и интенсификации процесса. После загрузки варочного котла щепой закрывают крышку котла и через паровой уплотнитель в котел подают щелочную смесь в количестве 0,1-2,0% к абсолютно сухой древесине, одновременно в нижнюю часть варочного котла подают греющий пар с расходом не менее 5 т/ч. Такую обработку ведут в течение 10-30 мин. после чего в верхние штуцера варочного котла закачивают перепускной щелок (варочный обработанный щелок сульфитной варки после процесса заварки до 105-110°С) другого варочного котла и пропитку заканчивают путем закачки варочной кислоты вслед за подачей перепускного щелока. 3 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1583505 А1 (я)5 0 21 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4435901/30-12 (22) 03,06.88 (46) 07.08,90. Бюл. М 29 (71) Всесоюзное научно-производственное обьединение целлюлозно-бумажной промышленности (72) M.È.Êðàâ÷åíêî, П.А.Ершов, А.А.Бондарь, В.M.Êðþêîâ и Е,А.Мелешкин (53) 661.728.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 390219; кл. О 21 С 3/06, 1969. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к способам получения волокнистого полуфабриката, и позволяет повысить выход и качеИзобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к способам получения волокнистого полуфабриката, Цель изобретения — повышение выхода и качественных показателей полуфабриката и интенсификация процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

После загрузки варочного котла щепой закрывают крышку котла и через паровой уплотнитель в котел подают щелочную смесь, например КОН+ NaOH или йа2СОэ+

Na0H, или аммиачную воду+ Na0H, в количестве 0,1-2,0 к абсолютно сухой (а.с.) древесине, одновременно в нижнюю часть варочного котла подают греющий пар с расственные показатели полуфабриката и интенсификации процесса. После загрузки варочного котла щепой закрывают крышку котла и через паровой уплотнитель в котел подают щелочную смесь в количестве 0,1—

2,0% к абсолютно сухой древесине, одновременно в нижнюю часть варочного котла подают греющий пар с расходом не менее

5 т/ч. Такую обработку ведут в течение

10 — 30 мин, после чего в верхние штуцера варочного котла закачивают перепускной щелок(варочный обработанный щелок сульфитной варки после процесса заварки до

105 †1 С) другого варочного котла и пропитку заканчивают путем закачки варочной кислоты вслед за подачей перепускного щелока. 3 табл. ходом не менее 5 т/ч. Такую обработку ведут в течение 10-30 мин, после чего в верхние штуцера варочного котла эакачивают перепускной щелок (варочный отработанный щелок сульфитной варки после процесса заварки до 105-110 С) с другого варочного котла и пропитку заканчивают путем закачки варочной кислоты вслед за подачей перепускного щелока, Подачу пара через нижнюю часть варочного котла во время закачки перепускного щелока и нарочной кислоты не прекращают. Затем проводят варку по известному технологическому режиму путем заварки щепы до 105 С, стоянки при 105 С, подъема температуры варки до

130 — 135 С, стоянки на конечной температуре, проведения конечной газовой сдувки, 1583505 вытеснения щелока и вымывки ил«выдувки сваренной целлюлозы из варочного котла, Расход аммиачно-щелочной смсси составляет 0,1 — 2% к массе а,с. древесины, а пе,",е пускного щелока 10 — 30% от обьема закачиваемой кислоты на варку, В табл. 1 представлены результаты про мышленных опытов RO режиму сульфитной варки и по двухступенчатой варке по известному способу, а также результаты промышленных варок по предлагаемому способу, Из табл, 1 следует, что выход предлагаемой целлюлозы несколько выше и составляет 56 %, по непровару древесины результаты значительно лучше, чем по известному способу, сорность несколько выше, белизна на уровне, механические показатели по разрывной длине и An числу двойных перегибов находятся также на уровне известного способа и несколько выше.

В табл. 2 представлен режим варки по известному и предлагаемому способам, Как следует. из табл, 2, оборот ва роч ного котла по предлагаемому способу составляет

8 ч 15 мин, тогда как по известному способу, 10 ч, т,е. имеет место интенсификация процесса варки в результате эффективной пропитки щепы перепускным щелоком и варочной кислотой, а также предварительной обработки щепы аммиачно-щелочной смесЬю, Способ проверен в лабораторных и заводских условиях на варочн ых котлах обьемом 320 м марки КВС вЂ” 320 при производстве сульфитной целюлозы на смешанном аммонийно-кальциевом основании, В табл. 3 приведены основные показатели целлюлозы после варки.

Пример 1, После загрузки варочного котла щепой через паровой уплотнитель эа ливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор NaOl- 1:1, Концентрация аммиачной воды по аммиаку 24%, концентрация щелочного раствора по NaOH 2%. После залива аммиачно-щелочного раствора в количестве 0,1% к массе а,с. древесины, крышку котла закрывают и в нижнюю часть варочного котла подают пар с расходом не более 5 т/ч по истечении 10 мин, в верхнюю часть варочного котла эакачивают 50 м перепускного щелока, т,е. отработанного ва. рочного раствора, взятога из другого варочного котла. После закачки перепускного щелока в верхнюю часть варочного котла объемом 320 м закачивают варочную кислоту в количестве 150 — 180 м: Пар во время э закачки перепускного щелока и кислоты продолжают подавать с расходом 5 т/ч. По окончании закачки варочной сульфитной кислоты крепостью 5 — 9% по SO2 с содержанием кальциевого или аммониевого основания 1,0-1,3% в котел добавляют расход греющего пара и ведут заварку до l05—

110 С в течение 60 мин, далее стоянка при

110 С в течение 90 мин, подъем температуры в котле до 140-144 С в течение 100 мин, стоянка при 140 С в течение 30 мин, сдувка газа в течение 85 мин, выдувка или вымывка массы из котла в течение 25 мин. Все перечисленные операции. по режиму варки представлены в табл. 2 и являются неизменными в последующих примерах.

15 После варки определены основные показатели целлюлозы; выход целлюлозы из древесины 54 „80,0 п.е., непровар 3,5%, сорность 9000 сор,/м, белизна, 2

58% белого, разрывная длина 7280 м, излом

20 1600 ч,д.п„количество PB в щелоке 2,9%, оборот варочного котла составляет 8 ч

15 мин, Пример 2. После загрузки варочного котла щепой через паровой уплотнитель за25 ливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор NaOH 1:1. Концентрация аммиачной воды, смешиваемой со щелочью по аммиаку, 23%, концентрация щелочного

3О раствора 20% NaOH, После залива аммиачно-щелочного раствора в количестве 0,1% к массе а.с, древесины, крь|шку варочного котла закрывают и в нижнюю часть варочного котла подают

35 пар с расходом 5 т/ч, па истечении 10 мин в верхнюю часть варочного котла закачивают

50 м перепускного щелока, затем подают варочную кислоту, Пар в нижнюю часть котла продолжают подавать с расходом 5 т/ч и

40 пропитку щепы ведут во время закачки перепускного щелока и варочной кислоты как бы в кипящем слое, По окончании закачки варочной сульфитной кислоты крепостью 5 — 9% по 502 и с

45 содержанием кальциевого, аммониевого или натриевого основания 1,0 — 1,3%, в котел добавляют расход греющего пара и ведут варку по режиму, указанному в примере 1.

После варки определены основные показа50 тели целлюлозы; выход целлюлозы из древесины 56%, жесткость 85 п,е., непровар

2 2%, сорность 9200 сор,/м, белизна 59% белого, разрывная длина 7300 м, излом

1700 ч,п.д., количество PB 2,7%, оборот ва55 рочного котла 8 ч 15 мин.

Пример 3, После загрузки котла щепой заливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раств.ор NaOH 2:1.

Концентрация аммиачной воды по аммиаку

1583505. 24%, щелочного раствора 2% NaOH, Расход аммиачно-щелочного раствора 0,1% к массе а,с. древесины. После закрытия крышки в нижнюю часть варочного котла подают пар с расходом 5 т/ч, по истечении

10 мин от начала подачи пара в верхнюю часть котла подают перепускной щелок в количестве 50 м и варочную сульфитную кислоту. Далее ведут варку по обычному режиму. После варки определены основные показатели целлюлозы: выход целлюлозы

56%, жесткость 86 п.е., непровар 3,8, сорность 9800 сор./м, белизна 50% белого, разрывная длина 7000 м, излом 1300 ч.д.п., количество РВ в щелоке 2,4%, оборот варочного котла 8 ч 15 мин.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, но в смеси с аммиачной водой применяют раствор соды в объемном соотношении Ма2СОз;МН40Н как 1:1, так и 0,1:1 и 1:0,1, т.е. в различных объемных соотношениях. Расход щелочной смеси к массе а.с. древесины составляет 0,1 — 2%. После залива указанных растворов в нижнюю часть варочного котла подают пар с расходом

5 т/ч и по истечении 10 мин от начала пав дачи пара, в верхнюю часть котла подают перепускной щелок иэ другого варочного котла в количестве 50 м, а затем закачивают варочную кислоту s верхнюю часть котла.

Далее ведут варку по известному режиму.

После варки определены основные показатели целлюлозы, Из примера 4 установлено, что использование смеси двух щелочных растворов в различном объемном соотношении практически не влияет на основные показатели целлюлозы, которые после определения в

- среднем составляют: выход целлюлозы

55%, жесткость 75 п.е., непровар 2,5%, сорность 8900 сор./м, белизна 62,0% белого, разрывная длина 7500 м, излом 2100 ч.д,п., количество PB в щелоке 2,7%, оборот варочного котла 8 ч 15 мин, Пример 5. После загрузки котла щепой заливают щелочную смесь, состоящую из аммиачной воды и натриевой щелочи, в объемном соотношении 1,0,1. Расход щелочной смеси к массе а.с. древесины берут 2%. Концентрация аммиачной воды по аммиаку 23%, щелочного раствора 2%

NaOH, После залива щелочной смеси подают пар с расходом 5 т/ч, по истечении 10 мин от начала подачи пара, в верхнюю часть варочного котла подают перепускной щелок иэ доугого варочного котла в количестве

50 м, а затем закачивают варочную кислоту. Далее ведут варку по известному режиму, После варки определены основные показатели целлюлозы: выход целлюлозы

57%, жесткость 90 п.е., непровар 2,5%, сорность 8000 сор,/м, белизна 60% белого, разрывная длина 7500 м, излом 1800 ч.д.n., количество PB в щелоке 2,5%, оборот варочного котла 8 ч 15 мин.

Пример 6. После загрузки варочного котла щепой через паровой уплотнитель заливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор NaOM 1:1. Концентрация аммиачной воды по аммиаку 23%, щелочного раствора 2% NaOH. Расход аммиачно-щелочного раствора 2,5% к массе а,с. древесины. Все остальные операции выполняют аналогично примерам 1-5. После варки определены основные показатели целлюлозы: выход целлюлозы 54,8%, жесткость 95 п.е„ непровар 4,0%, сорность 9800 сор./м, белизна 57%, разрывная длина 8000 м, излом

2100 ч.д.п., количество PB в щелоке 2,7%, оборот варочного котла 10 ч 15 мин.

Увеличение расхода аммиачно-щелочного раствора свыше? приводит к значительному увеличению оборота варочного котла и снижению его производительности, т,е. расход аммиачно-щелочной смеси в 2% к а.с. древесины является высшим пределом.

Пример 7. После загрузки варочного котла щепой через паровой уплотнитель заливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор NaOH 1:1. Концентрация аммиачной воды 24%, щелочного раствора 20%

NaOH. Расход аммиачно-щелочного раствора 0,07% к массе а.с. древесины. Все остальные операции в указанном примере выполняют аналогично примерам 1 — 5. После варки определены основные показатели целлюлозы: выход целлюлозы 51,6%, жесткость 100 п.е., непровар 10%, сорность

9900 сор./м2, белизна 50% белого, разрывная длина 6500 м, излом 1300 ч.д.п., количество PB в щелоке 2,85, оборот варочного котла 8 ч 15 мин. Снижение расхода аммиачно-щелочной смеси на вйрку ниже 0,1 к массе а.с. древесин bl приводит к ухудшению качественных и механических показателей целлюлозы, а также к уменьшению выхода целлюлозы иэ древесины, что и определяет нижний уровень расхода аммиачно-щелочной смеси на варку. Снижение расхода аммиачно- щелочной смеси ниже 0,1% не позволяет достичь цели изобретения по выходу целлюлозы и по качественным и меха ническим показателям целлюлозы.

Пример 8. После загрузки варочного котла щепой через паровой уплотнитель заливают в котел аммиачно-щелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор NaOH 1:1; Концентрация амми1583505 ачной воды 24, щелочного раствора 10%

NaOH, Расход аммиачно-щелочной смеси

1,5 к массе а.с. древесины, После закрытия крышки варочного котла в нижнюю часть котла подают пар с расходом 5 т/ч, по истечении 10 мин от начала подачи пара его подачу в котел прекращают и в нижнюю часть варочного котла закачивают варочную кислоту и перепускной щелок и ведут далее варку по обычному режиму. После варки определены основные показатели целлюлозы и длительность варки: выход целлюлозы .,52,0, жесткость 90 п.e., непровар 2,8, сорность 9720 сор./м, белизна 59 бело гол, разрывная длина 7800 м, излом 1400 ч.д.п., количество PB в щелоке 3,0, оборот варочного котла 10 ч 20 мин, Увели, чение оборота котла на 2 ч 5 мин по сравнению с примером 1 произошло за счет увеличения времени заварки, т,е. подъема температуры в котле до 105-110 С на 1 ч

5 мин и увеличении времени стоянки на конечной температуре до 1 ч. Увеличение стоянки на 1 ч на конечной температуре вызвано непроваром целлюлозы, т.е, высокой жесткостью целлюлозы.

Таким образом, исключение операции подачи перепускного щелока и варочной кислоты через верхнюю часть котла и подачи их в нижнюю часть котла приводит к уменьшению выхода целлюлозы из древесины и к увеличению времени варки.

Пример 9. После загрузки нарочного котла щепой заливают в котел аммиачнощелочную смесь при соотношении аммиачная вода и щелочной раствор 0,1:1.

Концентрация аммиачной воды 24, щелочного раствора 10 NaOH. Расход аммиачно-щелочной смеси 0,8 к массе а.с. древесины. После залива щелочной смеси в нижнюю часть котла подают пар с расходом

5 т/ч, по истечении 10 мин от начала подачи пара его подачу в котел прекращают и в верхнюю часть варочного котла закачивают

50 м перепускного щелока, затем в нижнюю часть котла закачивают варочную кислоту с содержанием основания 1,0 — 1,3 и крепостью 5-9 по SOz. Снова дают в котел пар и варку ведут далее по обычному режиму, описанному в примере 1. После варки определены основные показатели целлюлозы и длительность варки: выход целлюлозы из древесины 57%; непровар 8,5, излом

1500 ч,д.п„белизна, 52% белого, жесткость

110 п,е., сорность, 11200 сор./м, разрывная длина 7500 м, содержание PB в щелоке

2,3, оборот варочного котла 8 ч 15 мин.

Этот пример показывает, что исключение подачи варочной кислоты в верхнюю зону котла перед варкой ухудшает качественные показатели целлюлозы по непровару и в целом снижает выход хорошей целлюлозы, целлюлоза получается повышенной жесткости 110 п.е„что приводит к перерасходу химикатов на последующих ступенях отбелки при дальнейшей переработке целлюлозы.

15. Пример 10. После загрузки варочного котла щепой заливают в котел аммиачнощелочную смесь при объемном соотношении аммиачная вода и щелочной раствор

0,05:1 и 1:0,05, Концентрация аммиачной воды 24 /, щелочного раствора 10 NaOH, Расход аммиачно-щелочной смеси 2% к массе а.с, древесины, После залива щелочной смеси подают пар в нижнюю часть варочного котла с расходом 5 т/ч, по истечении 10 мин от начала подачи пара закачивают 50 м перепускного щелока и

150 — 180 м сульфитной варочной кислоты в з верхнюю часть варочного котла, далее добавляют пар на нагрев содержимого варочного котла и ведут варку по операциям аналогично примеру 1. После варки определены основные показатели целлюлозы: вы20

25 ход целлюлозы из древесины 56,0, Формула изобретения

Способ получения волокнистого полуфабриката путем пропарки древесной . щепы, пропитки ее химикатами, нагрева пропитанной щепы и последующей сульфитнойварки,отличающийся тем,что, с целью повышения выхода и качественных показателей полуфабриката и интенсификации процесса, пропитку щепы вначале осуществляют смесью двух щелочных растворов в объемном соотношении

0,1...1,0: 1,0...0,1 и в количестве 0,1-2,0 к массе древесины, затем перепускным щелоком и варочной кислотой, при этом все про50

55 непровар 4,5, излом 1600 и 1200 ч.д.п„

30 белизна 61 и 52 белого, жесткость 105 и

120 п,е., сорность 20000 и 12000 сор,/м, разрывная длина 7200 и 6300 м, содержание РВ в щелоке 2,5, оборот варочного котла 8 ч 15 мин, Варка по примеру 10 пока35 зывает, что выход за пределы объемного соотношения смеси двух щелочных раство-. ров, равного 0,1:1 и 1:0,1, приводит к ухудшению качественных показателей целлюлозы: снижается белизна до 52 бе40 лого, падают механические показатели целлюлозы, излом составляет 1200 ч.д,п., что ниже показателей на небеленую целлюлозу, имеет место повышение сорности целлюлозы, увеличение непровара и жесткости цел45 люлозы.

1583505

Таблица 1

Характеристики сульфатному известному предлагаемомм

56,0

83,0

2,0

62,9

49,8

85.0

7,2

59,7

55,1

81.4

4.3

63,2

2,30

2,77

2,33

Таблица 2

Операция и е агаемом известном

0 — 55

0 — 30

0-10

0-10

0-30

1-00

1-30

1-40

0-30

1-25

0-25

0-10

8-15 питочные химикаты подают в верхнюю часть варочного котла и одновременно осуВыход целлюлозы, 7, Жесткость, и. е.

Непровар, (, Сорность, число сор./ м

Белизна, белого

Показатели механической прочности при размоле до 60 ШР: разрывная длина, м излом, число двойных перегибов

PB в щелоке, (из котла) Загрузка котла щепой

Закачка биосульфита

Пропитка щепы аммиачно-щелочной смесью

Пропитка щепы перепускным щелоком

Закачка свежей кислоты

Подъем температуры, С до 105 — 110 до 152, Стоянка при 110 и 152 С

Оттяжка первичного раствора

Закачка водного 02

Подъем температуры до 140 — 144 C

Стоянка при 140-144 C

Сдувка газа

Выдувка или вымывка . Осмотр котла бо от ва очного котла ществляют нагрев щепы паром, подаваемым в нижнюю часть котла.

Показатели для целлюлозы, полученной по способ

В емя, ч-мин, по способ

2-35

0 — 30

1-00

0-20 .

1 — 40

0-30

1 — 25

0 — 25

0-10

10-00