3.15.5. Получение полуфабрикатов повышенной прочности из отходов дм

Один из наиболее перспективных и интенсивно осваиваемых способов улучшения качества ДДМ - обработка химическими реаген­тами отходов сортирования или грубой длинноволокнистой фракции перед их размолом в дисковых мельницах. Способ этот применим для улучшения качества и других полуфабрикатов высокого выхода - ТММ, ХТММ.

В зависимости от породного состава и качества исходного древесного сырья, условий получения ДДМ количество подвергае­мых переработке отходов сортирования составляет 10 – 50 %. Полу­чаемый после размола полуфабрикат можно назвать химико-термо­механической массой из длинноволокнистой фракции (отходов сорти­рования) – ХТММ ДВ.

Наиболее эффективными реагентами для обработки отходов сортирования или длинноволокнистой фракции ДМ перед размолом являются нормальные или кислые соли сернистой кислоты – суль­фит или гидросульфит натрия, а также пероксид водорода. Луч­шие результаты получены при обработке отходов сортирования смесью сульфита натрия и тринатрийфосфата.

Эффект от обработки отходов сортирования сульфитом нат­рия при повышенной температуре обусловлен тем, что пластифи­кация лигнина, происходящая под воздействием высокой температу­ры, усиливается в результате сульфонирования лигнина и расщеп­ления поперечных связей в нем. Кроме того, изменения в химическом составе лигнина изменяют и его физико-химические свойства – гидрофобный лигнин становится гидрофильным, что способствует набуханию древесных волокон. При этом значительно снижается жесткость волокон и, соответственно, повышается их гибкость. Все это способствует получению при последующем размоле гибких, длинных волокон с высоким показателем удельной поверхности и большим количеством поверхностных гидроксильных групп, потенциально способных к образованию водородных связей. Получаемая масса характеризуется низким содержанием костры. Прочностные показатели ее (разрывная длина, сопротивление продавливанию) повышаются примерно на 20 %. Введение такой массы в композицию бумаги позволяет снизить расход целлюлозы на 2 – 5 % в зависимос­ти от расхода химического реагента, режима обработки и т.д.

Условия обработки сульфитом и гидросульфитом натрия: рН 8, расход реагента 2 – 10 % от массы волокна (оптимальный расход 3 – 4 %), температура 140 – 170 ºС, продолжительность 5 – 60 мин.

Обработку химическими реагентами целесообразно проводить в специальном реакторе (камере, котле). Такая обработка является„ по существу, скоростной варкой, непосредственно предшест­вующей размолу.

К настоящему времени разработано большое количество уста­новок для обработки отходов сортирования ДМ химическими реаген­тами и последующего их размола.

Принципиальная схема одной из них приведена на рис. 14.

Рис. 14. Принципиальная схема обработки отходов сортирования дефибрерной древесной массы: 1 - пресс-сгуститель; 2 - винтовой питатель; 3 - смеситель; 4 - реактор; 5 - разгру­зочный узел; 6 - дисковая мельница; 7 - циклон; 8 - сборник массы для снятия латентности

Полученная таким образом масса обладает лучшими свойства­ми, чем масса из отходов, подвергнутых только механическому размолу. Прочностные показатели ее на уровне соответствующих показателей ТММ и ХТММ.

На заводе "Боватер Свенска АБ" (Швеция) на аналогичной установке получается ХТММ из отходов сортирования еловой ДДМ. Количество перерабатываемых отходов 35 %. Для обработки их используется моносульфит натрия. Прочность дефибрерной массы, имеющей в своем составе ХТММ из отходов сортирования, приближается к прочности ТММ. Расход энергии при этом практически сохраняется на уровне ДДМ.

Еще более эффективным считается комбинирование способа производства ДМ методом термодефибрирования с химической обработкой отходов сортирования.