Отбелка древесной массы

Категория:
Производство древесной массы


Отбелка древесной массы

Древесная масса занимает в настоящее время одно из первых мест среди волокнистых материалов, применяемых для выработки бумаги и картона. Все возрастающее применение древесной массы объясняется .не только ее дешевизной по сравнению с целлюлозой, но в значительной степени и тем, что в бумаге она повышает степень лоска, гладкость, улучшает просвет, повышает впиты-ваемость типографских красок и тем самым улучшает печатные свойства бумаги.

К отрицательным свойствам древесной массы, ограничивающим область ее применения, относятся: меньшая по сравнению с целлюлозой механическая прочность волокна, низкая степень белизны (обычно не более 69%), уменьшение белизны и прочности под действием солнечного света, тепла и влаги. Известно, что газетная бумага после сравнительно кратковременного хранения желтеет, становится хрупкой и ломкой. Уже давно делаются попытки устранить, если не полностью, то хотя бы частично, указанные недостатки древесной массы.

Еще в прошлом столетии появился способ отбелки древесной массы раствором бисульфита кальция или натрия. Отбелка по этому способу проводилась на папмашинах, а также на сгустителях, в сцежах, а затем и в башнях непрерывного действия при высокой концентрации массы, но не получила широкого распространения. Это объясняется тем, что отбелка древесной массы названными химикатами не вызывала глубоких химических изменений волокна и .происходила главным образом на поверхности; с течением времени (приблизительно через четыре месяца) масса теряла белизну и приобретала первоначальную белизну и Даже сероватый оттенок.

Другим, более поздним способом является отбелка древесной массы гипохлоритом кальция. Отбелка по этому способу в настоящее время производится на некоторых предприятиях в специальных реакционных баках с метальным устройством при концентрации массы 5—6% и температуре около 37—38°. Отбельный раствор готовят, как обычно, введением газообразного хлора в суспензию известкового молока и добавляют его в реакционный бак, вмещающий около 1500 кг абсолютно сухого волокна. Сюда же добавляется едкий натрий (каустическая -сода) для обеспечения требуемого хода процесса отбелки, а также поддержания среды с рН от 9 до 11. Процесс отбелки длится 20—25 минут, после чего массу подают в промывной аппарат для промывки и уменьшения количества растворенных частиц. По окончании промывки массу окисляют жидким сернистым ангидридом (двуокисью серы), что способствует повышению белизны массы и предотвращает ее потемнение в дальнейшем. Гипохлоритом кальция лучше отбеливается древесная масса из древесины лиственных пород. Потери волокна при отбелке гипохлоритом кальция составляют около 2,5%.

Отбелка древесной массы гидросульфитами, обычно гидросульфитом цинка (ZnS204) или натрия (Na2S204), является более распространенным способом и идет значительно быстрее, чем при применении гипохлорита кальция. Гидросульфит цинка получают на месте в коническом реакторе непрерывного действия при взаимодействии цинковой пыли и сернистой кислоты (H2S03), или жидкого сернистого ангидрида (S02), или сульфитной варочной кислоты. Осажденный раствор гидросульфита цинка поступает с верхней части реактора.

Гидросульфит натрия предприятия получают в готовом виде. Применяются два способа отбелки древесной массы гидросульфитами.

По первому, так называемому горячему, раствор гидросульфита подают в массу после дефибреров в количестве от 2 до 4% по отношению к весу воздушно-сухого волокна, считая на безводный гидросульфит. В этом случае при температуре массы 60—70° отбелка заканчивается приблизительно в 30 минут. Процесс очистки и сортирования массы идет по обычной схеме. Недостаток этого способа — значительный расход химикатов в связи с тем, что массу отбеливают неотсортированную и при низкой концентрации.

Если предприятие работает на привозной древесной массе, массу отбеливают по второму способу — после сгустителей в ме-шальных бассейнах или в роллах. При этом способе для достижения требуемой степени белизны и снижения расхода гидросульфита должно быть обеспечено хорошее перемешивание массы. Цинковая пыль добавлятся в реактор из расчета 0,2—0,4% от веса абсолютно сухой массы, в зависимости от желаемой степени белизны. На отдельных предприятиях цинковую пыль добавляют непосредственно в товарные роллы или метальный бассейн. После хорошего смешения массы с цинковой пылью в массу по возможности глубже, во избежание выделения сернистого газа, вводят сернистую кислоту или варочную кислоту крепостью не менее 5% SO2. Этим достигается более полное использование цинковой пыли.

Следует отметить, что введение цинковой пыли и кислоты непосредственно в массу нерационально, так как расход цинковой пыли повышается и трудно обеспечить хорошие условия труда. При нормальных условиях приготовления раствора гидросульфита цинка (в реакторах) последний подают в роллы, метальные бассейны или специальные башни после загрузки в них массы в количестве до 1 % от веса абсолютно сухой массы и в зависимости от требуемой степени белизны. После хорошего перемешивания с раствором гидросульфита массу направляют в бак для созревания и по истечении некоторого времени в аккумулирующий бассейн бумажной фабрики.

Процесс отбелки при интенсивном перемешивании массы и температуре около 60—75°, если было дано достаточное количество раствора, заканчивается в течение 10—15 минут. Степень белизны древесной массы после отбелки повышается на 3—5% белого.

Исключительная быстрота реакции позволяет производить отбелку гидросульфитами непрерывным способом при высокой концентрации массы в специальных башнях.

Все большее распространение получает отбелка древесной массы перекисью водорода (Н202) или перекисью натрия (Na202). Отбельный раствор состоит из перекиси водорода и едкого натрия или перекиси натрия и серной кислоты. На некоторых предприятиях применяют смесь перекиси водорода и перекиси натрия. Кроме того, в качестве стабилизатора добавляется кремнекислый натрий и сернокислый магний. Перекиси довольно широко применяют в текстильной промышленности для отбелки тканей.

С повышением температуры массы при неизменной ее концентрации высокая степень белизны достигается за более короткое время. Наиболее выгодной с точки зрения снижения расхода перекиси и повышения качества отбелки является отбелка при температуре 30—60°, что позволяет без специального подогрева отбеливать древесную массу с дефибреров при горячем способе дефибрирования. Повышение концентрации массы при отбелке, например, до 20% позволяет увеличить концентрацию химикатов и сопровождается значительным сокращением удельного расхода перекиси и времени отбелки.

Отбелка древесной массы перекисями производится обычно в специальных установках непрерывного действия. Масса после вакуум-фильтров поступает в смесители, в которые одновременно задают перекись водорода, едкий натрий, сульфат магния. Химикаты дозируют специальными ротаметрами. В смесителях масса Равномерно перемешивается с химикатами и при концентрации

До 10—15% поступает сверху в башню для отбелки. Снизу башни уже беленая масса разбавляется водой и ее шнеком подают в нейтрализатор, из которого перекачивают в мешальный бассейн. Для снижения расхода перекиси на побочные реакции, связанные с окислением находящихся в производственной воде органических веществ, а также повышения эффективности отбелки на некоторых предприятиях применяют предварительное хлорирование массы хлором или хлорной известью из расчета 0,5% активного хлора к весу абсолютно сухого волокна. Предварительное хлорирование задерживает развитие микроорганизмов и слизеобразование.

Перекись водорода представляет собой сиропообразную жидкость, которая в любых соотношениях смешивается с водой и обычно поступает на предприятия концентрацией около 30% (пергидроль). Перекись водорода, как и перекись натрия, сильно действуют на железо, бронзу, медь. Поэтому перекись водорода перевозят в алюминиевых цистернах или стеклянной посуде. Оборудование, коммуникации и части, соприкасающиеся с отбельным раствором, должны быть выполнены из алюминия, нержавеющей стали, смолистой древесины или керамики.

Основные качественные показатели небеленой древесной массы — степень помола, механическая прочность вычерпкй, соотношение отдельных фракций волокна при отбелке почти не изменяются. Однако отмечается ощутимое увеличение способности древесной массы после отбелки отдавать воду на сетке бумагоделательной машины. Предполагают, что в процессе отбелки древесной массы имеет место окисление окрашивающих древесину пигментов, их разрушение и обесцвечивание.

Для ускорения процесса отбелки перекисью и снижения расхода химикатов при проведении опытных отбелок древесной массы в производственных условиях на одном из наших предприятий применяли в качестве стабилизатора сульфат магния (0,05%), а также жидкое стекло (5%) и едкий натрий (1%) от веса абсолютно сухого волокна.

Представляет интерес организация непрерывной отбелки древесной массы в листовом виде перекисями на круглосеточиых пресспатах, так как в этом случае упрощается процесс отбелки. Для такой отбелки требуется организовать подготовку белильного раствора в специальном смесителе и иметь напорный бачок готового раствора в непосредственной близости от круглосеточного пресспата. Белильный раствор самотеком поступает в специальное устройство в виде спрыска, расположенного после прессов и орошающего во всю ширину движущееся сырое полотно древесной массы. Для лучшего распыления раствора к спрыску подводится также сжатый воздух. Однако этот способ отбелки нуждается в тщательной проверке в производственных условиях.

Выход беленой древесной массы после отбелки высок и составляет 92—95%. Возможность замены в производстве бумаги дорогостоящей целлюлозы повышает ценность беленой древесной массы.

Расход перекиси водорода составляет около 2% от веса абсолютно сухого волокна.

Древесная масса, содержащая повышенное количество смолы, а также поврежденная грибами, отбеливается труднее.

Белизна беленой древесной массы на 5—6% выше белизны обычной небеленой древесной массы; помимо этого, беленая масса имеет пониженную сорность, приобретает мягкость и эластичность. Бумага, в композицию которой входит беленая древесная масса, мягка, бархатиста на ощупь, легче глазируется, лучше впитывает типографские краски и обладает лучшими печатными свойствами. Поэтому беленая древесная масса может с успехом частично заменять более дорогую целлюлозу в производстве бумаги типографской, писчей и др. не только без ущерба для ее качества, но в ряде случаев даже повышая его.

Естественно, что широкое применение перекиси водорода возможно при условии, если стоимость ее будет достаточно низкой и производство беленой древесной массы окажется рентабельным.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум