›
›

Sản xuất bột giấy bằng phương pháp nấu kiềm alkaline pulping

ppt 39 trang vanle 2920
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sản xuất bột giấy bằng phương pháp nấu kiềm alkaline pulping", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptsan_xuat_bot_giay_bang_phuong_phap_nau_kiem_alkaline_pulping.ppt

Nội dung text: Sản xuất bột giấy bằng phương pháp nấu kiềm alkaline pulping

  1. SẢN XUẤT BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM ALKALINE PULPING
  2. NẤU KIỀM - Lý thuyết nấu kiềm - Đặc tớnh chung của quỏ trỡnh nấu kiềm
  3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM NẤU KIỀM: Dịch nấu: dung dịch NaOH NẤU XÚT NẤU SUNPHAT NẤU KIỀM BIẾN TÍNH NaOH NaOH+Na2S NaOH + bổ sung (Amin, N2H2; NaBH4; CO(NH2)2; Anthraquinone; Cỏc phức chất, H2O2, )
  4. DỊCH NẤU • Nấu xỳt: NaOH ↔ Na+ + OH- • Nấu sunphat: Na2S + H2O ↔ NaOH + NaSH NaSH ↔ Na+ + SH- Về tớnh bazơ OH- > SH-, với phương diện là cỏc nucleophin SH- > OH-.
  5. DỊCH NẤU Ngoài ra, dịch nấu chứa: - Na2CO3; - Na2SiO3; NaAlO2; NaCl; -(Dịch nấu sunphat): cỏc muối sunphua natri; Na2SO4; Na2SO3; Na2S2O3; Na2Sn - CaCO3, cỏc tạp chất khỏc.
  6. Một số khỏi niệm và thuật ngữ • Dịch nấu: dịch trắng, dịch đen, dịch xanh. • Kiềm hoạt tớnh: - Nấu xỳt: NaOH; - Nấu sunphat: NaOH+Na2S; • Kiềm chuẩn: - Nấu xỳt: (NaOH+Na2CO3); - Nấu sunphat: (NaOH+Na2S+Na2CO3) • Tổng kiềm: toàn bộ muối natri chứ trong dịch nấu
  7. Một số khỏi niệm và thuật ngữ • Kiềm hiệu dụng (nấu sunphat!): =NaOH+1/2Na2S; • Đơn vị tớnh (kiềm hoạt tớnh, kiềm chuẩn, tổng kiềm): Đơn vị NaOH hoặc Na2O quy đổi. (Đv NaOH=đv Na2O. 1,290; đv Na2O= đv NaOH. 0,775)
  8. Một số khỏi niệm và thuật ngữ • Độ hoạt tớnh của dịch nấu (0,85-0,90) = Kiềm hoạt tớnh/Tổng kiềm • Độ xỳt húa = ,(82-88%); • Độ sunphua = ,(15-35%); • Mức thu hồi (mức khử)= ,(>90%)
  9. Sự thay đổi tớnh chất của dịch nấu • Nồng độ kiềm hoạt tớnh trong dịch trắng: 90-120 3 kg/m ; (đv Na2O) • Sau khi nạp dịch: 30-40 kg/m3 (1-2 mol/lớt; pH=13- 14); • Kết thỳc nấu: 3-5 kg/m3 (pH≈12).
  10. Sử dụng dịch nấu trong nấu kiềm
  11. Toàn cảnh diễn biến của quỏ trỡnh nấu 5 quỏ trỡnh lần lượt liờn tục: • Nguyờn liệu được tẩm bằng dịch nấu; • Kiềm hoạt tớnh hấp phụ trờn bề mặt chịu phản ứng của mảnh nguyờn liệu;
  12. Toàn cảnh diễn biến của quỏ trỡnh nấu 5 quỏ trỡnh lần lượt liờn tục: • Cỏc phản ứng húa học giữa cỏc tỏc nhõn trong dịch nấu và cỏc thành phần của nguyờn liệu thực vật (chủ yếu là lignin); • Cỏc sản phẩm thủy phõn khuếch tỏn và hũa tan vào dung dịch; • Trong dung dịch cỏc biến đổi húa học và cỏc quỏ trỡnh phụ
  13. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến nấu kiềm Mức dựng kiềm Nồng độ Nguyờn liệu kiềm NẤU Tẩm Nhiệt độ nguyờn liệu nấu Thời gian Độ sunphua nấu
  14. Cỏc phản ứng húa học diễn ra trong quỏ trỡnh nấu kiềm • Phản ứng của lignin; • Phản ứng của của cacbohydrat; • Phản ứng của cỏc chất trớch ly.
  15. Representation of Cell Wall Components Cellulose Hemicelluloses Lignin
  16. Lignin for Chemists
  17. Phản ứng của lignin • Phản ứng phõn hủy liờn kết C-γ
  18. Phản ứng của lignin • Phản ứng tạo thành cỏc phenolat; • Phản ứng phõn hủy cỏc liờn kết α-O-4
  19. Phản ứng của lignin • Phản ứng phõn hủy cỏc liờn kết β-O-4 khi nấu sunphat
  20. Phản ứng của lignin • Phản ứng ngưng kết của lignin
  21. Phản ứng của cacbohydrat • Phản ứng tỏch mạch;
  22. Phản ứng của cacbohydrat • Phản ứng bào mũn (peeling);
  23. Phản ứng của cacbohydrat • Cỏc biến đổi dẫn đến ổn định mạch polyme (Stopping) ;
  24. Phản ứng của cacbohydrat • Phản ứng tỏch nhúm axetyl và nhúm metoxyl
  25. Kỹ thuật nấu kiềm • Nấu giỏn đoạn: thực hiện trong cỏc nồi nấu cố định cú tuần hoàn dịch, gia nhiệt trực tiếp hoặc giỏn tiếp; • Nấu liờn tục: trong cỏc nồi nấu cố định đa dạng.
  26. Cỏc thiết bị nấu giỏn đoạn • Cỏc thiết bị nấu liờn tục vào những năm 1960-1970. • Cỏc thiết bị nấu giỏn đoạn thế hệ mới 1980’s: Giải phỏp cụng nghệ: chiết dịch núng,thu hồi nhiệt của dịch đen,dỡ bột nguội - Sunds Cold Blowđ (Sunds Defibrator & Celeco); - RDHđ (Rapid Displecement Heating) (Beloit Corp.- Mỹ); - SuperBatchđ (Sunds Defibrator-Rauma); - Ener-batchđ (Fest Alpine)
  27. Cỏc thiết bị nấu giỏn đoạn Một số dạng nồi nấu kiểu đứng
  28. Nồi nấu cố định cú hệ thống tuần hoàn dịch và gia nhiệt giỏn tiếp: 1- Thõn nồi; 2- Miệng nồi; 3 - Cửa xả khớ; 4- Bỏnh điều chỉnh; 5- Thiết bị trao đổi nhiệt; 6- Ống rỳt dịch; 7- Cửa lấy mẫu kiểm tra; 8- Van cấp hơi; 9 - Van phúng bột; 10- Lưới rỳt dịch; 11- Cửa kiểm tra.
  29. Nồi nấu hỡnh cầu: 1,7- Ống dẫn hởi nước vào; 2,3- Van; 4- Van an toàn hơi; 5- Hệ thống truyền động; 6- Van an toàn dịch nấu;8- Ống xả bột; 9- Cửa xả bột
  30. Cỏc thiết bị nấu giỏn đoạn • Ưu điểm: - Vận hành khỏ đảm bảo; - Đơn giản húa và linh hoạt khi điều khiển và kiểm soỏt quỏ trỡnh; - Tớnh chất của quỏ trỡnh khụng thay đổi đột ngột trước cỏc thay đổi về chất lượng nguyờn liệu; - Mức độ nấu chớn bột chờnh lệch nhau khụng nhiều giữa cỏc mẻ nấu; - Chi phớ vận hành thấp
  31. Cỏc thiết bị nấu giỏn đoạn • Nhược điểm: - Năng suất thấp; - Hiệu quả kinh tế thấp (về phương diện sử dụng hơi).
  32. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Cỏc thao tỏc cơ bản của quỏ trỡnh nấu sunphat): 1. Kiểm tra nồi và toàn bộ hệ thống thiết bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo; 2. Nạp nguyờn liệu và dịch nấu vào nồi; 3. Tăng ụn (gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa); 4. Xả khớ giả; 5. Bảo ụn ở nhiệt độ tối đa; 6. Kết thỳc nấu, xả khớ (phúng đỉnh) để hạ ỏp và dỡ bột.
  33. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 1. Kiểm tra nồi và toàn bộ hệ thống thiết bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo;
  34. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 2. Nạp nguyờn liệu và dịch nấu • Nguyờn liệu được nạp từ bunke hoặc băng tải. • Mảnh được nộn bằng thiết bị nộn hơi hoặc phun dịch nấu. • Phương phỏp kết hợp: dịch-nạp mảnh ẵ nồi –xụng hơi-nạp mảnh. • Mật độ dăm mảnh trong nồi: 0,3-0,4m3 nộn/m3 nồi nấu. • Mảnh được nạp khụng đầy nồi. • Tớnh toỏn lượng dăm mảnh cần thiết.
  35. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 2. Nạp nguyờn liệu và dịch nấu (30-40 phỳt) • Dịch nấu được nạp vào nồi từ bể chứa định mức. • Dich trắng được pha lẫn với dịch đen. • Nhiệt độ dịch nấu khi nạp vào nồi: 50-60oC (dịch trắng), 60-80oC (dịch đen). • Trỡnh tự nạp dịch. • Lượng dịch trắng: phụ thuộc vào mức dựng kiềm. • Tổng lượng chất lỏng: 0,45-0,55m3/m3 nồi nấu.
  36. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 3. Tăng ụn (1,5-2,5h) • Là quỏ trỡnh gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa. • Phương thức gia nhiệt: trực tiếp hoặc giỏn tiếp. • Xả khớ giả: khi t=110-120oC • Xả khớ giả từ từ!!!
  37. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 4. Bảo ụn (1,5-3h) • Ngừng cấp hơi hoặc gia nhiệt. • Tiếp tục tuần hoàn dịch. •Trong suốt quỏ trỡnh nấu khụng tiến hành cỏc phõn tớch. •Thời gian bảo ụn: theo quy trỡnh.
  38. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 5. Kết thỳc nấu và phúng bột (10-20 phỳt) • Thời điểm kết thỳc: theo Quy trỡnh, (xỏc định tàn kiềm, xem mầu và mựi dịch nấu). • Phúng đỉnh, giảm ỏp xuống 0,4-0,5MPa • Phúng bột, giải phúng nồi: ở ỏp suất 4-5 atm. • Tổng thời gian nấu (chu kỳ nấu): 4-5 giờ
  39. CễNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN • Kiểm tra cụng nghệ sau nấu: - Tàn kiềm; -Trị số Kappa của bột. • Sử dụng nhiệt năng