Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu trong nước cho sản xuất giấy cách điện

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ ******* BÁO CÁO ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2009 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU TRONG NƯỚC CHO SẢN XUẤT GIẤY CÁCH ĐIỆN Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG Cơ quan chủ tri: VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ Chủ nhiệm đề tài: Hy Tuấn Anh Kỹ sư công nghệ giấy 7626 28/01/2010 HÀ NỘI, 12/2009 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 PHẦN I TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY CÁCH ĐIỆN VÀ ỨNG DỤNG 3 1.1 Giấy cách điện, các lĩnh vực sử dụng và triển vọng phát triển 3 1.2 Cấu tạo xenluylô và ảnh hưởng của nhóm chức lên tính chất cách điện của xenluylô 3 1.3 Đặc điểm cách điện của giấy 4 1.4 Tính chất cách điện của giấy 6 1.4.1 Điện trở cách điện 6 1.4.2 Độ dẫn điện riêng 7 1.4.3 Hằng số điện môi 7 1.4.4 Sự phân cực, tổn thất điện môi và độ dẫn điện của giấy 8 1.5 Ưu, nhược điểm của giấy cách điện 9 1.5.1 Ưu điểm 9 1.5.2 Nhược điểm 9 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cách điện của giấy 10 1.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và tần số điện trường 10 1.6.2 Ảnh hưởng của điện thế 10 1.6.3 Ảnh hưởng của độ ẩm 10 1.6.4 Ảnh hưởng của tỷ trọng 11 1.6.5 Ảnh hưởng của nước sản xuất 11 1.7 Công nghệ sản xuất giấy cách điện 11 1.7.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với xenluylô để sản xuất giấy cách điện. 11 1.7.2 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với giấy và cáctông cách điện 13 1.7.3 Công nghệ sản xuất bột giấy cho sản xuất giấy cách điện 14 1.7.4 Quá trình sản xuất giấy 16 PHẦN II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu 17 2.1.1 Địa điểm và độ tuổi lấy mẫu nguyên liệu 17 2.1.2 Lấy mẫu nguyên liệu 17 2.1.3 Chuẩn bị mẫu nguyên liệu cho nấu 17 2.2 Thiết bị và hóa chất dùng trong nghiên cứu 17 2.2.1 Thiết bị 17 2.2.2 Hóa chất 18 2.2.3 Nước sử dụng trong quá trình nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Nấu bột giấy 19 2.3.2 Rửa bột giấy 19 2.3.3 Xử lý bột giấy 19 2.3.4 Nghiền bột giấy 19 2.3.5 Xeo giấy 19 2.4 Các tiêu chuẩn và phương pháp phân tích sử dụng 19 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Phân tích tính chất vật lý và thành phần hóa học của nguyên liệu 21 3.1.1 Tính chất vật lý của các mẫu nguyên liệu 21 3.1.2 Thành phần hóa học của nguyên liệu 21 3.2 Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột giấy 22 3.2.1 Quy trình nấu bột giấy từ nguyên liệu gỗ thông caribê 22 3.2.2 Quy trình nấu bột giấy từ nguyên liệu luồng 24 3.2.3 Quy trình nấu bột giấy từ nguyên liệu giang Yên Bái 26 3.2.4 Kết luận rút ra nguyên liệu và quy trình nấu bột giấy phù hợp 28 3.3 Nghiên cứu quy trình xử lý tạp chất trong bột giấy sau nấu 28 3.4 Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất giấy 30 3.5 Kết luận rút ra quy trình công nghệ phù hợp cho sản xuất giấy quấn cách điện 32 3.5.1 Nguyên liệu 32 3.5.2 Quy trình nấu 32 3.5.3 Quy trình xử lý tạp chất 32 3.5.4 Quy trình sản xuất giấy 33 PHẦN IV SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 34 4.1 Chuẩn bị nguyên liệu hóa chất 34 4.1.1 Chuẩn bị mảnh nguyên liệu 34 4.1.2 Chuẩn bị dung dịch NaOH 34 4.1.3 Chuẩn bị dung dịch Na 2 S 34 4.1.4 Chuẩn bị dung dịch H 2 SO 4 34 4.2 Quá trình sản xuất thử nghiệm 34 4.2.1 Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất thử nghiệm 35 4.2.2 Quá trình nấu, rửa bột 35 4.2.3 Quá trình xử lý và rửa bột 35 4.2.4 Quá trình chuẩn bị bột và xeo giấy 35 4.3 Tính chất của sản phẩm sản xuất thử nghiệm 36 4.3.1 Tính chất bột giấy sau nấu 36 4.3.2 Tính chất bột giấy sau xử lý bằng axít 36 4.3.3 Tính chất sản phẩm giấy quấn cách điện 37 4.4 Thử nghiệm trên thiết bị và vật liệu điện 38 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 5.1 Kết luận 39 5.2 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 : Ảnh hưởng của quá trình ngâm tẩm, làm bóng giấy cách điện đến điện trở cách điện 6 Bảng 1.2 : Điện trở khối riêng của một số vật liệu cách điện 7 Bảng 1.3 : Hằng số điện môi của một số vật liệu cách điện 8 Bảng 1.4 : Ảnh hưởng của tỷ trọng đến hằng số điện môi 8 Bảng 1.5 : Tiêu chuẩn kỹ thuật của bột giấy cho sản xuất giấy và cáctông cách điện (GOST 12765-88) 12 Bảng 1.6 : Tiêu chuẩn kỹ thuật một số loại giấy quấn cách điện (GOST 1931 – 80) 13 Bảng 2.1 : Thông số kỹ thuật của nước sử dụng trong nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm 18 Bảng 3.1 : Tính chất vật lý của các mẫu cây nguyên liệu 21 Bảng 3.2 : Thành phần hóa học của nguyên liệu nghiên cứu 22 Bảng 3.3 : Ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến tính chất của bột từ thông 23 Bảng 3.4 : Ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến tính chất của bột từ luồng 25 Bảng 3.5 : Ảnh hưởng của mức dùng kiềm đến tính chất của bột từ giang 26 Bảng 3.6 : Ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến tính chất của bột từ giang 27 Bảng 3.7 : Thông số kỹ thuật bột sử dụng cho quá trình xử lý tạp chất 28 Bảng 3.8 : Ảnh hưởng của mức dùng axít H 2 SO 4 đến chỉ tiêu kỹ thuật của bột giấy 29 Bảng 3.9 : Ảnh hưởng của độ nghiền đến chỉ tiêu chất lượng giấy quấn 31 cách điện Bảng 4.1 : Thông số kỹ thuật của quá trình nấu bột giấy thử nghiệm 36 Bảng 4.2 : Thông số kỹ thuật của quá trình xử lý bột giấy thử nghiệm 37 Bảng 4.3 : Thông số kỹ thuật của giấy quấn cách điện thử nghiệm 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 4.1 : Sơ đồ khối dây chuyền chuẩn bị mảnh, sản xuất bột thử nghiệm Hình 4.2 : Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất giấy cách điện tại xưởng sản xuất thực nghiệm 1 MỞ ĐẦU Trong nhng nm gn ây, cùng vi s phát trin kinh t mnh m ca t nc, hàng lot các công ty, tp oàn ln c ra i. Không nm ngoài s phát trin chung ó, các công ty sn xut thit b và vt liu in có công ngh sn xut hin i ã và ang c u t phát trin  Vit Nam ngày càng nhiu. Trong ó có nhiu công ty có uy tín trên th tr ng trong và ngoài nc nh : Công ty C phn thit b in ông Anh; Công ty C phn ch to bin th và vt liu in Hà Ni, Công ty thit b o in (EMIC), Công ty TNHH Nht Linh (LIOA), CADI-SUN; HANAKA; CADIVI; ABB v.v. Sn phm ca các công ty này không ch phc v cho th trng trong nc mà còn xut khu sang mt s nc nh: Nht Bn, Hàn Quc, ài Loan và các nc khác trong th trng khu v c. Mt trong s các vt liu c các công ty sn xut thit b và vt liu in s dng là giy cách in. Hin nay, loi giy này phi nhp khu 100% vi giá thành cao (t 30 ÷ 50 triu ng/tn) t các nc nh: Trung Quc, M, Anh, c, Nga. Theo thng kê ca Cc Công ngh thông tin và Thng kê Hi Quan n ngày 21 tháng 01 nm 2008 thì s lng giy kraft cách in nhp khu có nh lng nh hn 150 g/m 2 ngày càng tng (nm 2005 nhp khu là 22,431 tn; nm 2006 nhp khu là 216 tn; nm 2007 nhp khu là 290 tn). Trong khi ó, mt s nguyên liu trong nc có th áp ng  sn xut bt giy cho sn xut giy cách in vn cha c nghiên cu và ng dng ti Vit Nam.  s dng hiu qu ngun nguyên liu sn có này, nhm t ng tính ch ng trong quá trình sn xut, gim lng giy cách in nhp khu và tit kim ngoi t thì vic nghiên cu và sn xut giy cách in cung cp cho các nhà máy ch to thit b in là rt cn thit.  thc hin mc ích này, nm 2009 Vin Công nghip Giy và Xenluylô c B Công thng giao cho thc hin  tài: “Nghiên cứu s ử dụng nguyên liệu trong nước cho sản xuất giấy cách điện”. Sn phm c th ca  tài là giy qun cách in, dùng trong quá trình ch to các máy bin áp, các thit b và vt liu in ca tt c các cp in áp vi nhit  làm vic lên ti 105 0 C. Mục tiêu của đề tài: Thit lp quy trình công ngh nu bt giy và sn xut giy cách in t ngun nguyên liu trong nc. 2 Nội dung nghiên cứu: - Phân tích, ánh giá loi nguyên liu s dng : G thông, lung và giang. - Nghiên cu quy trình công ngh nu bt giy (công ngh nu sunphát) t tiêu chun cho sn xut giy cách in t loi nguyên liu trong nc ã xác nh. - Nghiên cu quy trình công ngh phù hp cho sn xut giy cách in và sn phm giy cách in t tiêu chun ang s d ng ph bin  Vit Nam. - Sn xut th nghim : 500 kg sn phm. [...]... bột giấy cho sản xuất giấy cách điện Với kết quả này, nguyên liệu giang 3 tuổi của Yên Bái không 27 đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của bột giấy cho giấy cách điện nên không sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo 3.2.4 Kết luận rút ra nguyên liệu và quy trình nấu bột giấy phù hợp Kết quả quá trình phân tích, nghiên cứu cho thấy nguyên liệu gỗ thông caribê phù hợp để sản xuất bột giấy cho sản xuất giấy cách. .. cả 3 loại nguyên liệu này đều có khả năng sử dụng để nghiên cứu sản xuất bột giấy cho sản xuất giấy cách điện 3.1.2 Thành phần hóa học của nguyên liệu Thành phần hóa học của cây nguyên liệu: Thông Caribê, Giang, Luồng được giới thiệu trong bảng 3.2 Nhìn chung, hiệu suất và hiệu quả quá trình sản xuất bột giấy phụ thuộc rất lớn vào thành phần hóa học của nguyên liệu Trong quá trình nấu bột giấy, lignin... chất lỏng cách điện Đặc điểm nổi bật của giấy cách điện là độ an toàn và độ ổn định cao trong điều kiện làm việc của các chi tiết, thiết bị điện Thông thường, điện áp thực tế trong các thiết bị điện thấp hơn nhiều so với điện áp đánh thủng của giấy cách điện Cho nên, tuổi thọ của các thiết bị sử dụng vật liệu cách điện bằng giấy là rất cao Giấy cách điện thường được dùng trong quá trình sản xuất cáp... ca sản xuất Quá trình xeo giấy thực hiện trên máy xeo dài, giấy đi qua bộ phận ép với lực ép tối đa Nước sử dụng cho quá trình xeo giấy là nước khử ion 16 PHẦN II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu Trên thế giới, nguyên liệu chủ yếu để sản xuất xenluylô cách điện là gỗ thông nhựa hoặc thông trắng Ở Việt Nam, nguyên liệu cũng hết sức phong phú và đa dạng song do điều kiện nghiên cứu, ... như trong cấu trúc của tờ giấy cho phép tạo ra vật liệu cách điện đồng nhất và có độ cách điện cao Điều này có thể được giải thích bởi các khoảng trống trong xơ sợi và trong cấu trúc của tờ giấy chứa không khí có độ cách điện thấp hơn nhiều so với độ cách điện của các loại dầu cách điện cũng như các sản phẩm tổng hợp cách điện Khi giấy được ngâm tẩm chất lỏng cách điện thì khả năng cách điện của giấy. .. cáp điện thoại, tụ điện, dùng làm lớp lót trong quá trình sản xuất máy biến thế và nhiều lĩnh vực sản xuất chi tiết thiết bị trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị và vật liệu điện Giấy cách điện là loại vật liệu dường như không thể thay thế toàn bộ trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị và vật liệu điện Sản phẩm giấy cách điện ngày một tăng theo đà phát triển của nền kinh tế So với các loại giấy. .. bột giấy nấu theo phươn pháp sunphát của gỗ lá rộng (được nấu cùng gỗ lá kim) 1.7.3 Công nghệ sản xuất bột giấy cho sản xuất cách điện Tập hợp các yêu cầu kỹ thuật đối với quá sản xuất bột giấy cho sản xuất giấy cách điện được giải quyết qua việc lựa chọn và bảo quản nguyên liệu, chế độ nấu, làm sạch và chế biến hóa học bổ sung nấu cần thiết * Lựa chọn và bảo quản nguyên liệu Trước đây bột giấy cho sản. .. rửa bột giấy Nước khử ion sử dụng cho quá trình xử lý bột và sản xuất giấy Thông số kỹ thuật của nước sử dụng được đưa ra trong bảng 2.1 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của nước sử dụng trong nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm Thông số kỹ thuật Độ dẫn điện; Ω-1.cm-1 pH Độ cứng toàn phần; mmg CaCO3/lít Nước sạch công nghiệp Nước khử ion 631 105 7,0 – 7,5 7,0 – 7,5 189 59 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1... tích trên 1.5 mm2 EKB-1: Bột giấy dùng để sản xuất giấy cáp điện và cáctông cách điện cho các chi tiết thiết bị điện có môi trường làm việc là không khí EKB-2: Dùng để sản xuất cáctông cách điện dùng trong máy biến thế, các máy điện dùng dầu và làm giấy cho máy biến thế bền nhiệt loại E EKB-3: Dùng để làm giấy cáp điện nhiều lớp và cáctông cách điện dùng trong các thiết bị điện dùng dầu 12 1.7.2 Yêu... nghiền 60 0SR của bột giấy thấp hơn nhiều so với yêu cầu bột giấy cho sản xuất giấy cách điện vì bản thân xơ sợi của luồng ngắn, sợi thô không dài và mịn Do vậy, kể cả khi điều chỉnh chế độ công nghệ nấu hợp lý thì độ bền kéo của bột giấy từ nguyên liệu luồng cũng không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của bột giấy cho giấy cách điện Nên nguyên liệu luồng không sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo 25 3.2.3 . để sản xuất giấy cách điện. 11 1.7.2 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với giấy và cáctông cách điện 13 1.7.3 Công nghệ sản xuất bột giấy cho sản xuất giấy cách điện 14 1.7.4 Quá trình sản xuất giấy. TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ ******* BÁO CÁO ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2009 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU TRONG NƯỚC CHO SẢN XUẤT GIẤY CÁCH ĐIỆN Cơ quan. B Công thng giao cho thc hin  tài: Nghiên cứu s ử dụng nguyên liệu trong nước cho sản xuất giấy cách điện . Sn phm c th ca  tài là giy qun cách in, dùng trong quá trình ch