Bài thuyết trình: Sản xuất bột giấy bằng phương pháp nấu kiềm alkaline pulping

SẢN XUẤT BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM ALKALINE PULPING NẤU KIỀM - Lý thuyết nấu kiềm - Đặc tính chung q trình nấu kiềm 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; Các phức chất, H2O2, …) DỊCH NẤU • Nấu xút: NaOH ↔ Na+ + OH- • Nấu sunphat: Na2S + H2O ↔ NaOH + NaSH NaSH ↔ Na+ + SHVề tính bazơ OH- > SH-, với phương diện nucleophin SH- > OH- DỊCH NẤU Ngoài ra, dịch nấu chứa: - Na2CO3; - Na2SiO3; NaAlO2; NaCl; -(Dịch nấu sunphat): muối sunphua natri; Na2SO4; Na2SO3; Na2S2O3; Na2Sn - CaCO3, tạp chất khác Một số khái niệm thuật ngữ • Dịch nấu: dịch trắng, dịch đen, dịch xanh • Kiềm hoạt tính: - Nấu xút: NaOH; - Nấu sunphat: NaOH+Na2S; • Kiềm chuẩn: - Nấu xút: (NaOH+Na2CO3); - Nấu sunphat: (NaOH+Na2S+Na2CO3) • Tổng kiềm: tồn muối natri dịch nấu Một số khái niệm thuật ngữ • Kiềm hiệu dụng (nấu sunphat!): =NaOH+1/2Na2S; • Đơn vị tính (kiềm hoạt tính, kiềm chuẩn, tổng kiềm): Đơn vị NaOH Na2O quy đổi (Đv NaOH=đv Na2O 1,290; đv Na2O= đv NaOH 0,775) Một số khái niệm thuật ngữ • Độ hoạt tính dịch nấu (0,85-0,90) = Kiềm hoạt tính/Tổng kiềm NaOH • Độ xút hóa = NaOH + Na2CO3 • Độ sunphua = ,(82-88%); Na2S NaOH + Na2S ,(15-35%); • Mức thu hồi (mức khử)= Na2S Na2S + Na2SO4 ,(>90%) Sự thay đổi tính chất dịch nấu • Nồng độ kiềm hoạt tính dịch trắng: 90120 kg/m3; (đv Na2O) • Sau nạp dịch: 30-40 kg/m3 (1-2 mol/lít; pH=13-14); • Kết thúc nấu: 3-5 kg/m3 (pH≈12) Sử dụng dịch nấu nấu kiềm Kỹ thuật nấu kiềm • Nấu gián đoạn: thực nồi nấu cố định có tuần hồn dịch, gia nhiệt trực tiếp gián tiếp; • Nấu liên tục: nồi nấu cố định đa dạng Các thiết bị nấu gián đoạn • Các thiết bị nấu liên tục vào năm 1960-1970 • Các thiết bị nấu gián đoạn hệ 1980’s: Giải pháp cơng nghệ: chiết dịch nóng,thu hồi nhiệt dịch đen,dỡ bột nguội - Sunds Cold Blow® (Sunds Defibrator & Celeco); - RDH® (Rapid Displecement Heating) (Beloit Corp.-Mỹ); - SuperBatch® (Sunds Defibrator-Rauma); - Ener-batch® (Fest Alpine) Các thiết bị nấu gián đoạn Một số dạng nồi nấu kiểu đứng Nồi nấu cố định có hệ thống tuần hồn dịch gia nhiệt gián tiếp: 1- Thân nồi; 2- Miệng nồi; 3- Cửa xả khí; 4- Bánh điều chỉnh; 5- Thiết bị trao đổi nhiệt; 6- Ống rút dịch; 7- Cửa lấy mẫu kiểm tra; 8- Van cấp hơi; 9- Van phóng bột; 10- Lưới rút dịch; 11- Cửa kiểm tra Nồi nấu hình 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 Các thiết bị nấu gián đoạn • Ưu điểm: - Vận hành đảm bảo; - Đơn giản hóa linh hoạt điều khiển kiểm sốt q trình; - Tính chất q trình khơng thay đổi đột ngột trước thay đổi chất lượng nguyên liệu; - Mức độ nấu chín bột chênh lệch khơng nhiều mẻ nấu; - Chi phí vận hành thấp Các thiết bị nấu gián đoạn • Nhược điểm: - Năng suất thấp; - Hiệu kinh tế thấp (về phương diện sử dụng hơi) CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Các thao tác trình nấu sunphat): Kiểm tra nồi toàn hệ thống thiết bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo; Nạp nguyên liệu dịch nấu vào nồi; Tăng ôn (gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa); Xả khí giả; Bảo ôn nhiệt độ tối đa; Kết thúc nấu, xả khí (phóng đỉnh) để hạ áp dỡ bột CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Kiểm tra nồi toàn hệ thống thiết bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo; CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Nạp nguyên liệu dịch nấu • Nguyên liệu nạp từ bunke băng tải • Mảnh nén thiết bị nén phun dịch nấu • Phương pháp kết hợp: dch-np mnh ẵ ni xụng hi-np mnh ã Mt dăm mảnh nồi: 0,3-0,4m nén/m3 nồi nấu • Mảnh nạp khơng đầy nồi • Tính tốn lượng dăm mảnh cần thiết CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Nạp nguyên liệu dịch nấu (30-40 phút) • Dịch nấu nạp vào nồi từ bể chứa định mức • Dich trắng pha lẫn với dịch đen • Nhiệt độ dịch nấu nạp vào nồi: 50-60 oC (dịch trắng), 60-80oC (dịch đen) • Trình tự nạp dịch • Lượng dịch trắng: phụ thuộc vào mức dùng kiềm • Tổng lượng chất lỏng: 0,45-0,55m 3/m3 nồi nấu CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Tăng ơn (1,5-2,5h) • Là q trình gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa •Phương thức gia nhiệt: trực tiếp gián tiếp •Xả khí giả: t=110-120oC •Xả khí giả từ từ!!! CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Bảo ôn (1,5-3h) • Ngừng cấp gia nhiệt • Tiếp tục tuần hồn dịch •Trong suốt q trình nấu khơng tiến hành phân tích •Thời gian bảo ơn: theo quy trình CƠNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Kết thúc nấu phóng bột (10-20 phút) • Thời điểm kết thúc: theo Quy trình, (xác định tàn kiềm, xem mầu mùi dịch nấu) • Phóng đỉnh, giảm áp xuống 0,4-0,5MPa • Phóng bột, giải phóng nồi: áp suất 4-5 atm • Tổng thời gian nấu (chu kỳ nấu): 4-5 CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN • Kiểm tra cơng nghệ sau nấu: - Tàn kiềm; -Trị số Kappa bột •Sử dụng nhiệt ...NẤU KIỀM - Lý thuyết nấu kiềm - Đặc tính chung trình nấu kiềm CÁC PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM NẤU KIỀM: Dịch nấu: dung dịch NaOH NẤU XÚT NẤU SUNPHAT NẤU KIỀM BIẾN TÍNH NaOH NaOH+Na2S... Các yếu tố ảnh hưởng đến nấu kiềm Mức dùng kiềm Nồng độ kiềm Nguyên liệu NẤU Tẩm nguyên liệu Độ sunphua Thời gian nấu Nhiệt độ nấu Các phản ứng hóa học diễn q trình nấu kiềm •Phản ứng lignin; •Phản... NaOH; - Nấu sunphat: NaOH+Na2S; • Kiềm chuẩn: - Nấu xút: (NaOH+Na2CO3); - Nấu sunphat: (NaOH+Na2S+Na2CO3) • Tổng kiềm: toàn muối natri dịch nấu Một số khái niệm thuật ngữ • Kiềm hiệu dụng (nấu sunphat!):