Спосіб і пристрій для підготовки сировини при виготовленні паперу, картону або волокнистих плит

Реферат: Запропоновано спосіб підготовки сировини для виготовлення паперу, картону або волокнистих плит та установка для його здійснення. У способі сировину переробляють у водну волокнисту суспензію, яку потім розмелюють в млині, причому в сировину і/або у волокнисту суспензію перед процесом розмелу подають азот. Установка для підготовки сировини для виготовлення паперу, картону або волокнистих плит, яка містить пристрій для підготовки сировини, пристрій для виготовлення волокнистої суспензії з волокон сировини і млин для розмелення волокнистої суспензії, причому перед млином встановлений пристрій для подачі в сировину і/або у волокнисту суспензію азоту, зокрема рідкого азоту. UA 102066 C2 (12) UA 102066 C2 UA 102066 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується способу підготовки сировини при виготовленні паперу, картону або волокнистих плит, при якому сировину переробляють у водну волокнисту суспензію, яку потім розмелюють в млині. Винахід стосується також відповідної установки. При виготовленні паперу, картону або волокнистих плит хімічно і механічно підготовлена волокниста сировина (початкові матеріали), наприклад деревна маса, мелена целюлоза або подрібнена макулатура, при необхідності з іншими добавками наноситься як волокниста суспензія в сітковій частині папероробної машини на нескінченне рухоме стрічкове сито, причому велика частина води, яка міститься, в суспензії видаляється і поступово утворюється паперове полотно. Для досягнення високої якості волокнисту суспензію перед подачею в сіткову частину, як правило, необхідно більш або менш добре розмолоти в так званих рафінерах. Зокрема на механічні (міцнісні) властивості паперу, картону або волокнистої плити впливає ступінь розмелу волокнистої суспензії. При розмелі волокна укорочують, фібрилюють і віджимають, внаслідок чого їх еластичність і питома поверхня збільшуються. У результаті зростає також кількість можливих зв'язків між волокнами. Вони, в свою чергу, визначають механічні властивості кінцевого продукту. Необхідна робота по розмелу зв'язана зі значною витратою енергії. У залежності від вигляду волокна, міри і параметрів розмелу на тонну волокнистого матеріалу необхідно затратити близько 120-200 кВч. Крім того, ретельно розмолоті волокнисті суспензії мають в порівнянні з нерозмолотими або погано розмолотими незначну швидкість зневоднення в сітковій частині, так що ступінь розмелу істотно визначає продуктивність папероробної машини. У DE 101 15 421 А1 пропонується скоротити використання енергії в процесі розмелу за рахунок того, що волокниста суспензія із заданою концентрацією твердої речовини порядку, наприклад 30-40 %, завантажується продуктом осадження, як, наприклад карбонатом кальцію, і щоб процес розмелу відбувався тільки услід за завантаженням. Карбонат кальцію, приєднуваний до волокон як наповнювач, сприяє подальшому розмелу і таким чином знижує споживання енергії. Задачею винаходу є подальше скорочення споживання енергії, необхідної для розмелення волокнистої суспензії в рафінері. Ця задача вирішена за допомогою способу з ознаками п. 1 формули винаходу. Спосіб підготовки сировини для виготовлення паперу, картону або волокнистих плит згідно з винаходом, при якому сировину переробляють у водну волокнисту суспензію, яку потім розмелюють в млині, відрізняється тим, що в сировину і/або у волокнисту суспензію перед процесом розмелу подають азот. При цьому тривалість обробки залежить від використовуваного напівпродукту і бажаних властивостей кінцевого продукту. Додання азоту за рахунок досі ще не вивченого механізму приводить до набухання волокон. Набухання волокон, в свою чергу, полегшує подальший розмел волокнистої суспензії. Таким чином, економиться значна частина використовуваної енергії для розмелення. У доповнення до додання азоту у волокнисту суспензію для одержання додаткової економії енергії в процесі розмелу вищеописаним чином, само собою зрозуміло, може бути доданий продукт осадження. Подальший розмел відбувається звичайним чином, наприклад за способом, описаним в DE 10 2004 039 986 А1. Подача азоту здійснюється за допомогою придатних систем завантаження, наприклад списів, за допомогою яких азот з великою швидкістю, наприклад з ультразвуковою швидкістю, подається у волокнисту суспензію або в сировину, а потім проникає у волокна. Вода, яка міститься у волокнах, до розмелу знаходиться, отже, щонайменше частково в рідкому стані. У випадку сухої сировини вони можуть бути схильні також до впливу атмосфери азоту. Азот може бути газоподібним або, як буде більш детально показано нижче, може подаватися в глибоко охолодженому зрідженому стані. У випадку подачі в газоподібній формі переважне використання холодного азоту. Обробка азотом може здійснюватися також послідовно в два або більше етапів, причому азот подається в сировину, наприклад перед виготовленням волокнистої суспензії, а потім у волокнисту суспензію. Переважний вдосконалений варіант винаходу передбачає, щоб азот додавався у волокнисту суспензію і/або в сировину в глибоко охолодженому зрідженому вигляді. Рідкий азот за допомогою відповідного пристрою, наприклад списа або форсунки, подається у волокнисту суспензію, або у волокнисті матеріали, і/або, наприклад за допомогою мішалки або вихрового шнекового охолоджувача змішується з волокнистою суспензією або з сировиною. Додання рідкого азоту, зокрема, при виробництві волокнистих плит, приводить до того, що при по суті такій же міцності, як у волокнистих плит, виготовлених звичайним шляхом, для виготовлення волокнистих плит в загальній складності потрібно менше волокон. У результаті волокнисті плити стають легші, разом з тим у виробничому процесі економиться сировина. 1 UA 102066 C2 5 10 15 20 25 30 35 Переважним чином сировина або волокниста суспензія, шляхом додання глибоко охолодженого зрідженого газоподібного азоту місцями охолоджується до температури нижче 0°С, а потім доводиться до температури понад 0°С, наприклад до 2-4°С. Таким чином, при цьому переважно, щоб початкові матеріали або сировина спочатку охолоджувалася, а потім знов нагрівалася до значень вище 0°С і подавалася на розмел. Такий порядок роботи приводить до особливо ефективного набухання сировини, або волокнистої суспензії, що полегшує розмел. Інший переважний варіант виконання винаходу відрізняється тим, що при використанні макулатури як сировини, азот для поліпшення відшарування, нанесених друкарських фарб, подається в макулатуру до виготовлення волокнистої суспензії. По досі не зовсім зрозумілим причинам додання азоту полегшує відшарування друкарських фарб від волокон макулатури. Задача винаходу вирішується також за допомогою установки для підготовки сировини при виготовленні паперу, картону або волокнистих плит з пристроєм для підготовки сировини, пристроєм для виготовлення волокнистої суспензії з волокон початкових матеріалів і з млином для розмелення волокнистої суспензії, відрізняється тим, що попереду млина встановлений пристрій для подачі в сировину і/або волокнисту суспензію азоту, зокрема рідкого азоту. Таким чином, згідно з винаходом подача азоту в сировину і/або у волокнисту суспензію здійснюється за допомогою пристрою для подачі азоту. Пристрій для подачі рідкого азоту містить придатні механізми завантаження, розраховані на подачу глибоко охолодженого середовища. Рідкий азот в глибоко охолодженій формі подається, наприклад у водну волокнисту суспензію за допомогою установки, описаної в DE 10 2006 027 561 А1. У цій установці в подачі азоту бере участь пневмоклапан різниці тиску, який відкривається, лише по досягненні заданого надмірного тиску азоту, який подається, в порівнянні з тиском у волокнистій суспензії і що дозволяє додання рідкого азоту. Тим самим запобігається заледеніння рідкого азоту, що подається; крім того, з'являється також можливість подачі азоту в нижню частину місткості, що приймає волокнисту суспензію. Приклад: Купи сухої целюлози, які містять, наприклад макулатуру, розчиняються в розчиннику речовини з доданням води. Для цього купи целюлози подаються в розчинник речовини за допомогою стрічкового транспортера. На стрічковому транспортері відбувається обприскування куп целюлози рідким азотом. Як доповнення до цього або альтернатива, в розчинник речовини подається рідкий азот. Волокниста суспензія, місцями охолоджена до температурних значень нижче 0 °С, потім нагрівається внаслідок контакту з навколишньою більш теплою суспензією до значень вищих 0 °С і в цьому стані подається на розмел. Таким чином, азот приводить не до крихкості, зумовленої заледенінням, а до набухання волокон, які полегшують розмел. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Спосіб підготовки сировини для виготовлення паперу, картону або волокнистих плит, при якому сировину переробляють у водну волокнисту суспензію, яку потім розмелюють в млині, який відрізняється тим, що в сировину і/або у волокнисту суспензію перед процесом розмелу подають азот. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що азот додають в сировину і/або у волокнисту суспензію в глибоко охолодженій зрідженій формі. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що сировина або волокниста суспензія за рахунок додання азоту щонайменше місцями охолоджується, після чого її доводять до температури вище 0 °С. 4. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що як щонайменше одну сировину використовують макулатуру, причому для поліпшення відшарування нанесених друкарських фарб азот подають в макулатуру до одержання волокнистої суспензії. 5. Установка для підготовки сировини для виготовлення паперу, картону або волокнистих плит, яка містить пристрій для підготовки сировини, пристрій для виготовлення волокнистої суспензії з волокон сировини і млин для розмелення волокнистої суспензії, яка відрізняється тим, що перед млином встановлений пристрій для подачі в сировину і/або у волокнисту суспензію азоту, зокрема рідкого азоту. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2