ЗОЮЭНАЯ ]: ;s*iTiiO-TEX^Ili'^ra«AIIв^'^ьп^-'Отек'* I Советский патент 1972 года по МПК D21C3/02 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ изготовления волокнистого полуфабриката путем варки древесного материала в щелочном растворе, включающем карбонаты натрия, в присутствии кислородсодержащего газа. Однако этот процесс очень трудно контролировать и обычно древесный материал пульпируется только поверхностно, в результате чего получается и неоднородная пульпа со значительным количеством щепочек, содержащая углеводородные вещества с укороченными цепями молекул.

Цель изобретения - повышение качества полуфабриката.

Достигается она тем, что образовавшуюся в процессе варки двуокись углерода выводят из варочного котла вместе с кислородсодержащим газом, который после абсорбции двуокиси углерода вместе с абсорбционной жидкостью используют в процессе варки.

Кроме того, варку осуществляют в присутствии ионов магния.

Описываемый способ заключается в следующем. Древесный материал в виде щепок, стружек или опилок обрабатывают щелочным раствором, содержащим бикарбонат и/или карбонат натрия в присутствии кислорода под давлением. Выделяющаяся в процессе варки двуокись углерода, смешанная с кислородом.

выводится из варочного котла и направляется в абсорбционный аппарат. Абсорбционная жидкость может состоять, полностью или частично, из водного раствора, содержащего

карбонат натрия, образующийся от сжигания отработанного щелока, который получается в процессе изготовления полуфабриката в соответствии с настоящим изобретением. Отработанный щелок концентрируется вследствие

испарения до содержания твердого остатка выше 50% к весу, а затем сжигается до образования остатка сжигания, содержащего карбонат натрия. Можно проводить этот процесс, применяя так называемое мокрое сжигание, т. е. сжигание с использованием кислорода или воздуха при высоком давлении. В этом случае, процесс испарения может быть частично или полностью опущен.

В качестве абсорбционной жидкости можно использовать раствор карбоната натрия, полученный от сжигания отработанного щелока, который в свою очередь получается при горячей щелочной обработке, например, сульфитной целлюлозной пульпы, при холодной щелочной обработке сульфитной или сульфатной целлюлозной пульпы, а также при кислородной отбелке химической или полухимической древесной массы, например, этап отбелки,

чае использования этих щелоков применяют обычное сжигание или мокрое сжигание.

Предлагаемый способ можпо использовать для производства как химической массы, т. е. массы с низким содержанием лигнина, которая быстро разбивается на волокна, например сразу же ири выдувании ее из варочного котла или при слабой механической обработке, так и полухимичеекой массы, т. е. массы, для освобождения волокон которой требуется усиленная механическая обработка, например с помогцью рафинеров или другого оборудования для отделения волокон.

Абсорбционная жидкость, используемая в соответствии с изобретением, может быть приготовлена растворением карбоната натрия в воде или сжигаиием остатков, содержащих карбонат натрия. С точки зрения экономичности процесса, можно заменить воду полиостью илн частично жидкостью, содержащей соли натрия и органическое вещество. Такая жидкость может содержать отработанный щелок и/или промывные жидкости, получаемые при щелочной обработке целлюлозных материалов.

Проведение варки в присутствии ионов магния позволяет увеличить выход целлюлозы и снизить деградацию молекул целлюлозы, что улучшает прочностные свойства бумаги.

В качестве источника ионов магния можно использовать растворимые соли магиия, например сульфат магния; умеренно растворимые соединения магния, например карбонат магния, окись и гидроокись; и комплексные соединения магиия, включающие магниевые комплексные соединения органических кислот - гидрокарбоновых кислот, например гликолевой или масляной, или дикарбоновых кислот, например щавелевой или винной, а также комплексы полифосфорных кислот. Особенно удобно растворять соединения магния в отработанном щелоке.

Способ осуществляют как при периодической, так и при непрерывной варке древесины.

Пример 1. (поясняется чертежом). На перфорированное диище резервуара / для варки загружают 100 ч. березовых щепок, размер щепок приблизительно 3x6X20 мм. Через диище резервуара вводят 500 ч. жидкости для вываривания при 60°С, которая приготовлена из 450 ч. водного раствора бикарбоната натрия и 50 ч. отработанного щелока от предыдущего процесса варки; содержание еульфага магния в жидкости таково, что количество магния (в пересчете на MgO) составляет 0,2% Г10 отношению к весу сухой древесины. Когда слой щепок покрываете;; жидкостью, ввод ее прекращается. После периода пропитки в 30 мин, жидкость для вываривания отводят до нижнего уровня ниже слоя щепок. Количество бикарбоната натрия в жидкости после ее отвода составляет 20% по отнощению к весу сухой древесины. Извлеченная из процесса жидкость используется при

приготовлении варочного раствора для последующей варки.

Система заполняется кислородом при давлении 10 бар, которое поддерживают в течение процесса подачей дополнительного кислорода. Варочный раствор циркулирует с помощью циркуляционного насоса 2 от днища автоклава к его верхней части и, проходя теплообменник 3, нагревается до 120°С в течеиие 1 час. В верхней части автоклава циркуляционный трубопровод снабжен распыляющими устройствами с форсунками, разбрызгивающими варочный раствор для обеспечения большей контактной площади с кислородом,

что облегчает растворимость кислорода в растворе. Раствор для вываривания, содержащий кислород, подается через щепки так, чтобы они были в контакте с пленкой раствора, который поступательно возобновляется в

процессе варки. Высокая скорость циркуляции раствора содействует образованию древесной пульпы.

Во время процесса расходуется кислород и выделяетея двуокись углерода. Кислород,

смешанный с двуокисью углерода, циркулирует между резервуаром / для варки и абсорбционным аппаратом 4 с помощью циркуляционного устройства 5, например воздуходувки эжекторного устройства или другого известнбго аппарата для нагнетания газов под давлением. В абсорбционном аппарате (в этом примере - скруббер давления) абсорбционная жидкость распыляется с помощью форсунок так, что эффективная абсорбция двуокиси углерода проходит с одновременным образованием бикарбоната натрия. Жидкость циркулирует в аппарате с помощью насоса 6. Абсорбционную жидкость, содержащую бикарбонат натрия, и приготовленную при раствореНИИ остатков от сжигания отработанного щелока, извлекают из абсорбционного аппарата через трубопровод 7 и используют для приготовления свежего варочиого раствора.

Выход полуфабриката составляет 60%, число Каппа 15, степень белизны 62.

Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1, за исключением того, что варку ведут при 140°С в течение 6 час. Выход полуфабриката 58%, число Каппа 21, степень белизны 58.

Пример 3. Автоклав заправляют 100 ч. березовых опилок и 1500 ч. варочного раствора, содержащего 1000 ч. жидкости, использовавшейся в предыдущей варке, которая проводилась в тех же условиях, и содержащей 500 ч. промывной воды от промывания пульпы при предыдущей варке. Варочный раствор, еодержаш,ий 10 г/л бикарбоната натрия, нагревают от 70 до 140°С в течение 1 час. Температуру 140°С поддерживают в течение 6 час до завершения варки. Кислород при давлении 6 бар вводят через дно автоклава. Он циркулирует через сусиеизию с начал;: нериода нагрева до конца варки. Струя кисходит от верхней части автоклава через скруббер давления, в котором газ промывается карбонатом натрия для удаления двуокиси углерода и получения насыщенного 90%-ного раствора бикарбоната натрия при 95°С. Очищенный кислород из скруббера возвращается к днищу резервуара для варки с помощью компрессора.

Содержание бикарбоната натрия в варочном растворе определяют аналитически во время нагрева и в течение последних 5 час варки и поддерживают концентрацию бикарбоната в интервале 8-12 добавлением в автоклаве близкого к насыщенному раствора бикарбоната натрия. Раствор бикарбоната натрия получают в абсорбционном аппарате из двуокиси углерода, выделяющейся во время варки, а карбонат натрия - при сжигании отработанной жидкости после предыдущих варок.

Варку осуществляют в течение 6 час при 140°С; полученную пульпу выдувают из автоклава и промывают на фильтрах. Промывную жидкость используют для последующих варок. Выход полуфабриката 53%, число Каппа 19, степень белизны 60.

Предмет изобретения

1.Способ изготовления волокнистого полуфабриката путем варки древесного материала

в щелочном растворе, включающем карбонаты натрия, в присутствии кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества иолуфабриката, образовавшуюся в процессе варки двуокись углерода выводят из варочного котла вместе с кислородсодержащим газом, который после абсорбции двуокиси углерода вместе с абсорбционной жидкостью используют в процессе варки.

2.Сиособ по п. 1, отличающийся тем, что варку осуществляют в присутствии ионов магния.