Способ изготовления волокнистого материала

Авторы патента:

ШАГАЕВ, Олег (AT)

D21D1/20 - способы рафинирования

D21C9/007 - Последующая обработка целлюлозной массы, например древесной массы, или хлопкового пуха

D21C3/12 - бисульфита натрия

D21C3/04 - с применением кислот, кислых солей или ангидридов кислот

D21C1/04 - кислыми соединениями

D21B1/021 - Волокнистое сырье и его механическая обработка

Владельцы патента RU 2704362:

АНДРИЦ АГ (AT)

Изобретение относится к способу изготовления волокнистого материала из древесной лигноцеллюлозы, предпочтительно в виде древесной щепы, в котором лигноцеллюлозный материал пропитывают смесью сульфита натрия и бисульфита натрия, а затем подвергают измельчению в рафинере. Способ отличается главным образом тем, что дополнительно химикаты в виде смеси сульфита натрия и бисульфита натрия вводят непосредственно в рафинер. Таким образом, для обоих подаваемых потоков химикатов можно создать оптимальные условия, чтобы, с одной стороны, энергетически эффективно осуществлять процесс, а с другой стороны, в максимально возможной степени предотвратить коррозию и образование отложений в рафинере и примыкающих к нему агрегатах. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу изготовления волокнистого материала из древесной лигноцеллюлозы, предпочтительно в виде древесной щепы, при этом лигноцеллюлозный материал пропитывается химикатами в виде смеси сульфита натрия и бисульфита натрия, а затем подвергается измельчению в рафинере.

Уровень техники

Способы изготовления целлюлозы с высоким выходом известны, например, из патентного документа СА 1051618. Согласно нему химическую, механическую, химико-механическую, термомеханическую и т.п.целлюлозу подвергают предварительной обработке для пропитывания химикатами с целью удаления лигнина.

В патентном документе WO 2007/012350 А1 раскрыт способ изготовления древесно-стружечных изделий, древесину для которых перед склеиванием обрабатывают бисульфитом, например, в варочном котле или в рафинере. В патентном документе ЕР 0199481 А1 раскрыт процесс изготовления целлюлозы, в котором для пропитывания используются, в частности, химикаты из семейства сульфита натрия. Применение соединений серы для древесной щепы, а также для однолетних растений хорошо известно и практикуется для того, чтобы экономить энергию при измельчении и повышать качество целлюлозы в случае механической целлюлозы. В качестве химикатов при этом применяются большей частью смеси сульфита натрия и бисульфита натрия при температурах 100-150°С, при этом целлюлоза после пропитывания химикатами выдерживается в резервуаре в течение определенного времени. Сульфит натрия и бисульфит натрия используются совместно, при этом сдвиг равновесия зависит от величины рН. Так, при низких значениях рН (примерно 4-5,5) большая часть приходится на бисульфит натрия, в то время как при более высоких значениях рН (примерно 6-7,5) большую часть смеси составляет сульфит натрия. Чтобы избежать выделения SO₂, как правило, процесс выполняют при величине рН, меньшей, чем 5,5, часто даже меньшей, чем 4,0. Газообразный SO₂ в качестве продукта разложения бисульфита может образовываться, как на этапе предварительной обработки, так и при измельчении. Свободный SO₂ может также конденсироваться с водяным паром и вызывать коррозию на относительно холодных частях аппаратов. При этом в условиях более высоких значений рН на пластинах рафинера появляются отложения, которые существенно сокращают срок их эксплуатации. Это может также приводить к засорению каналов в пластинах рафинера солями кальция. При низких значениях рН может появляться коррозия, а также выделения SO₂ в рафинере или после рафинера.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей изобретения является исключение, как коррозии, так и образования отложений на пластинах рафинера.

Эта задача решена за счет того, что химикаты в виде смеси сульфита натрия и бисульфита натрия дополнительно вводятся непосредственно в рафинер, при этом химикаты с величиной рН 6,0-7,5, предпочтительно 6,5-7,0, подаются на пропитывание, а дополнительные химикаты с рН 4,0-5,5, предпочтительно 4,2-4,5, вводятся в рафинер. Таким образом, условия подачи химикатов для пропитывания и в рафинер могут отличаться, и величина рН может быть специально подобрана оптимальной для того, чтобы исключить коррозию и образование отложений. Благодаря этому, можно предотвратить появление коррозии в основных агрегатах вследствие конденсации высвобождаемого SO₂ с водяным паром, а также существенно уменьшить или исключить образование отложений на пластинах рафинера и, таким образом, значительно увеличить срок службы пластин, что обеспечивает колоссальную экономию расходов. Кроме того, при этом в значительной степени предотвращается образование солей, в частности, солей кальция.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что 60-80% химикатов подается на пропитывание, и 20-40% химикатов подается в рафинер. При этом обеспечивается особенно хорошее использование химикатов.

Полезное усовершенствование изобретения отличается тем, что пропитывание осуществляется при температуре 80-170°С, предпочтительно 130-140°С. В этом диапазоне температур обеспечивается особенно хорошая и быстрая реакция химикатов.

Полезное усовершенствование изобретения отличается тем, что общее количество вводимых химикатов составляет 1-20 кг/т, предпочтительно 10-15 кг/т. Это позволяет значительно снизить удельный расход энергии, необходимой для выполнения процесса, в частности, измельчения в рафинере.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено описание примера осуществления изобретения со ссылками на прилагаемую фиг. 1, на которой показана блок-схема установки предварительной обработки с пропитыванием и последующим измельчением в рафинере.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 в качестве примера показана блок-схема установки согласно изобретению. Из накопительного резервуара 1 древесная щепа, которая могла быть уже подвергнута предварительной обработке, подается для пропитывания в реактор 2. Вначале в этот реактор по трубопроводу 3 подается химикат. Он представляет собой смесь сульфита натрия и бисульфита натрия. Этот подаваемый химикат имеет величину рН, равную примерно 6,5-7,0, и его количество составляет примерно 60-80% от общего количества используемых химикатов. Оказалось, что при величине рН 6,5-7,0 уже 60-80% реакции проходит после короткого периода времени, часто уже через несколько секунд после начала реакции. В принципе, величина рН может составлять 6,0-7,5. При помощи транспортера 4, например, шнекового транспортера, пропитанная щепа подается в рафинер 5 для измельчения. Одновременно туда же по трубопроводу 6 подается остальное количество химикатов в количестве примерно 20-40%, которая также состоит из смеси сульфита натрия и бисульфита натрия. Наряду с подачей химикатов непосредственно в зону измельчения рафинера 5 может также осуществляться подача химикатов с использованием воды для их разбавления в зону измельчения через отверстия в истирающих дисках статоров. В этом случае используется также смесь сульфита натрия и бисульфита натрия, при этом величина рН указанной смеси предпочтительно составляет 4,0-4,5. В принципе, величина рН в этом случае может составлять 4,0-5,5. Таким образом, в зоне измельчения создается величина рН, которая предотвращает образование отложений и осадка, в частности, сульфита кальция, на пластинах рафинера. Если в зоне измельчения образуется газообразный SO₂, то он отводится возвратным паром 7 и абсорбируется или нейтрализуется лигноцеллюлозным материалом с высоким значением рН. Пар 7 может подаваться в набивной шнек, установленный после накопительного резервуара 1, для подогрева щепы. Кроме того, пар обычно подается для регенерации тепловой энергии. Благодаря использованию разделения подачи химикатов, в частности бисульфита, можно подобрать величину рН, оптимальную для конкретных условий. Таким образом, за счет низкой величины рН в процессе измельчения можно поддерживать небольшой удельный расход энергии при сохранении прочности и оптических свойств целлюлозы с одновременным предотвращением коррозии и образования отложений в рафинере и примыкающих к нему агрегатах.

Изобретение не ограничено описанными примерами. При этом оно может применяться, как для твердых, так и для мягких пород древесины.

1. Способ изготовления волокнистого материала из древесной лигноцеллюлозы, предпочтительно в виде древесной щепы, в котором лигноцеллюлозный материал пропитывают химикатами в виде смеси сульфита натрия и бисульфита натрия, а затем подвергают измельчению в рафинере, отличающийся тем, что дополнительно химикаты в виде смеси сульфита натрия и бисульфита натрия вводят непосредственно в рафинер, при этом химикаты с величиной рН от 6,0 до 7,5, предпочтительно от 6,5 до 7,0, подают на пропитывание, а дополнительные химикаты с величиной рН от 4,0 до 5,5, предпочтительно от 4,2 до 4,5, добавляются в рафинер.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что от 60 до 80% химикатов подают на пропитывание, а от 20 до 40% химикатов подают в рафинер.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что пропитывание осуществляют при температуре от 80 до 170°С, предпочтительно от 120 до 140°С.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что общее количество подаваемых химикатов составляет от 1 до 20 кг/т, предпочтительно от 10 до 15 кг/т.

Предложен способ изготовления упаковочной бумаги, в частности мешочной крафт-бумаги, при котором при подготовке бумажной массы суспензия волокнистого материала перед высококонсистентным размолом сгущается до концентрации твердого вещества в пределах от примерно 30% до примерно 35%, после высококонсистентного размола суспензия волокнистого материала подвергается низкоконсистентному размолу при концентрации твердого вещества в пределах от примерно 1% до примерно 3%, посредством напуска бумажной массы с плотностью массы < 0,5%, в частности с плотностью массы в пределах от примерно 0,15% до примерно 0,25%, суспензия волокнистого материала для обезвоживания и образования полотна волокнистого материала наносится на длинную сетку длинносеточного формирователя или гибридного формирователя, в длинной сетке, в частности в начальной области образования листа, возбуждаются встряхивающие движения, и образованное полотно волокнистого материала дополнительно обезвоживается в прессовой секции и сушится в сушильной секции.

Целлюлозные волокна с улучшенной поверхностью, способы получения целлюлозных волокон с улучшенной поверхностью, продукты, содержащие целлюлозные волокна с улучшенной поверхностью, и способы получения таких продуктов // 2663380

Различные варианты настоящего изобретения относятся к целлюлозным волокнам с улучшенной поверхностью, к различным продуктам, содержащим целлюлозные волокна с улучшенной поверхностью, и к способам и системам для получения целлюлозных волокон с улучшенной поверхностью.

Установка и способ переработки волокнистых материалов // 2660056

Для рекуперации пара при переработке волокнистых материалов, во время которой перерабатываемое сырье, например древесную щепу, последовательно подают в предварительный пропариватель (1), варочный котел (4), рафинер (9) и по продувному трубопроводу (6) в сушильную камеру (7), из пароволокнистой смеси после рафинера (9) и перед сушильной камерой (7) осуществляют непрерывный отбор пара, и отобранный пар направляют в предварительный пропариватель (1) и/или в варочный котел (4).

Технология производства дисперсии, состоящей из наночастиц, а также дисперсия, производимая согласно данной технологии // 2585017

Изобретение относится к способу производства дисперсии, состоящей из микрофибриллированной целлюлозы и наночастиц, который включает получение суспензии, состоящей из предварительно обработанных волокон целлюлозы, где волокна целлюлозы были предварительно обработаны при помощи механической обработки, ферментативной обработки, карбоксиметилирования, окисления действием ТЕМПО, графтинга КМЦ, химического набухания или гидролиза кислотами, введение наночастиц в суспензию и обработку суспензии путем механического разрушения таким образом, что образуется дисперсия, содержащая микрофибриллированную целлюлозу, в которой наночастицы абсорбируются на поверхности микрофибриллированной целлюлозы и/или абсорбируются внутри микрофибриллированной целлюлозы.

Садкость бумажной продукции // 2573675

Изобретение относится к способу обработки суспензии целлюлозной массы, включающему (i) стадию воздействия на волокна целлюлозы водного раствора марганцевого катализатора переходного металла и пероксида водорода при рН 6-13 и (ii) размол целлюлозы до достижения значения Шоппер-Риглер (SR) 10-90° и переработку полученной массы в бумагу, ткань или картон, причем марганцевый катализатор переходного металла присутствует в концентрации 0,0001-1 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы и пероксид водорода присутствует в концентрации 0,1-100 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы, предварительно готовят марганцевый катализатор переходного металла из моноядерного Mn(II), Mn(III), Mn(IV) или двухъядерного Mn(II)Mn(II), Mn(II)Mn(III), Mn(III)Mn(III), Mn(III)Mn(IV) или Mn(IV)Mn(IV) и лиганда переходного металла формулы (I): где: ; p=3; R независимо выбран из водорода, С1-С6-алкила, СН2СН2ОН, СН2СООН, и пиридин-2-илметила; R1, R2, R3 и R4 независимо выбраны из Н, С1-С4-алкила, С1-С4-алкилгидрокси.

Крафт-бумага и способ ее изготовления // 2208079

Изобретение относится к области крафт-бумаги, а более конкретно - к новому способу ее изготовления, разработанному для придания крафт-бумаге уникальной совокупности физических свойств.

Способ подготовки волокнистой массы для изготовления древесноволокнистого материала // 1437452

Изобретение относится к способу подготовки волокнистой массы из вторичного сырья, предназначенной для изготовления преимущественно нестандартных древесно-волокнистых плит.

Способ подготовки волокнистой массы для изготовления бумаги и картона // 1397583

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и позволяет повысить физико-механические свойства бумаги при одновременной интенсификации процесса размола.

Автомат присадки для дисковой мельницы // 1391709

Изобретение относится к устройствам управления дисковыми мельницами, используемыми для размола волокнисты.х материалов . .

Установка для контроля качества древесной массы // 1046370

Способ снижения вязкости целлюлозы при производстве растворимой целлюлозы // 2703467

Изобретение относится к способу снижения вязкости целлюлозы при производстве растворимой целлюлозы. Способ включает получение целлюлозной массы, причем полученная целлюлозная масса имеет содержание целлюлозы по меньшей мере 90%, и отбеливание полученной целлюлозной массы.

Целлюлозный продукт с содержанием альфа-целлюлозы 98,5% и выше и промышленный способ его получения // 2703250

Изобретение описывает оригинальный по своим свойствам целлюлозный продукт с максимальными показателями альфа-целлюлозы и процесс его получения из короткого льняного волокна.

Тонкое целлюлозное волокно и способ его получения // 2703245

Изобретение относится к тонкому целлюлозному волокну, которое может быть использовано в разнообразных композитных материалах и покровных агентах, и также может быть применено для формирования листа или пленки.

Повторно диспергированная микрофибриллированная целлюлоза // 2697353

Изобретение относится к способу улучшения физических и/или механических свойств повторно диспергированной высушенной или частично высушенной микрофибриллированной целлюлозы, включающему: a.

Способ борьбы с отложениями липких веществ в технологиях варки целлюлозы и изготовления бумаги // 2693604

В заявке описан способ борьбы с отложениями липких веществ в технологиях варки целлюлозы и изготовления бумаги, включающий добавление к волокнистой целлюлозе или массе добавки, содержащей органомодифицированный силоксан, содержащий звенья формулы: [R1aZbSiO(4-a-b)/2]n, в которой каждый R1 независимо выбран из группы, включающей атом водорода, алкил, арил, алкенил, арилалкил, алкиларил, алкоксигруппу, алканоилоксигруппу, гидроксигруппу, сложноэфирную или простую эфирную группу и каждый Z независимо выбран из группы, включающей алкильную группу, замещенную аминогруппой, амидной группой, карбоксигруппой, сложноэфирной или эпоксигруппой, или, предпочтительно, по меньшей мере одну или большее количество групп -R2-(OCpH2p)q(OCrH2r)s-R3; где n является целым числом, равным более 1; а и b независимо равны 0, 1, 2 или 3; R2 обозначает алкиленовую группу или непосредственную связь; R3 обозначает группу, определенную выше для R1 или Z; р и r независимо являются целыми числами, равными от 1 до 6; q и s независимо равны 0 или являются целыми числами, такими что 1<q+s<400; и в котором каждая молекула органомодифицированного силоксана содержит по меньшей мере одну группу Z.

Способ получения отбеленного древесно-волокнистого материала // 2689568

Изобретение относится к способу получения отбеленной древесной массы механического размола, включающему стадии: a) расслаивание частиц древесины размером (15-50) мм × (15-50) мм × (6-12) мм, которые при необходимости были обработаны химическими реагентами и/или водой, с получением модифицированных частиц древесины, b) размалывание полученных на стадии а) модифицированных частиц древесины в одном или нескольких рафинерах, c) при необходимости обработка полученной на стадии b) целлюлозной массы окислительными или восстановительными отбеливающими средствами, причем стадию а) и/или стадию b) осуществляют в присутствии композиции Z, указанная композиция Z содержит один или несколько из следующих компонентов (Z1): соль дитионистой кислоты H2S2O4 (Z1), а также при необходимости добавки (Z4) и причем на стадии а) при необходимости предварительно обработанные частицы древесины сначала (i) подвергают механическому давлению и/или воздействию срезающих усилий, а затем (ii) размалывают в рафинере, причем потребление энергии и/или давление в рафинере со стадии a) (ii) обычно ниже, чем соответствующие параметры для рафинера на стадии b).

Способ облагораживания целлюлозы // 2688377

Изобретение относится к области изготовления облагороженной целлюлозы, предназначенной для получения искусственных волокон, и может быть использовано в химический промышленности, косметической и фармацевтической промышленности, технике, для модифицирования целлюлозных и лигноцеллюлозных материалов и при получении их производных для специальных целей.

Способ получения целлюлозы для нитрования // 2674198

Изобретение относится к производству целлюлозы для химической переработки и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ получения целлюлозы для нитрования, включающий кислую варку целлюлозосодержащего сырья сульфитным варочным раствором, нейтрализацию отработанного кислого варочного раствора отработанным щелочным раствором, горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия и последующую многоступенчатую отбелку, в качестве щелочного раствора для нейтрализации отработанного кислого варочного раствора используют смесь отработанного щелочного раствора от предыдущей ступени пероксидной отбелки и обессмоливателя, взятого в количестве 0,015-0,020% от массы а.с.

Способ изготовления высокофункционального маловязкого крафтволокна с использованием последовательности кислотного отбеливания и волокно, изготовленное с помощью этого процесса // 2671653

Волокно целлюлозы с улучшенным содержанием карбонильных групп, что приводит к улучшенным антибактериальным свойствам, свойствам антипожелтения и абсорбционным свойствам.

Выделяемые из растительного сырья целлюлозные композиции для использования в качестве буровых растворов // 2671650

Настоящее изобретение относится к жидкостям для бурения скважин на водной основе. Обнаружено, что частицы на основе целлюлозы, которые включают в свой состав материал клеточных стенок, а также сетчатые структуры их волокон и нанофибрилл на основе целлюлозы, могут быть использованы для получения суспензий, характеризующихся вязкостью и реологическими характеристиками, в частности, удовлетворяющими требованиям для использования в качестве бурового раствора.

Способ получения растворов для сульфитной варки древесины // 2378431

Изобретение относится к технологиям приготовления растворов для варки древесины по сульфитному методу с использованием различных видов варочного основания или смесей варочных оснований и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.