SẢN XUẤT BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM ALKALINE PULPING - Lý thuyết nấu kiềm - Đặc tính chung của quá trình nấu kiềm NẤU KIỀM CÁC PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM NẤU KIỀM: Dịch nấu: dung dịch NaOH NẤU XÚT NaOH NẤU SUNPHAT NaOH+Na 2 S NẤU KIỀM BIẾN TÍNH NaOH + bổ sung (Amin, N 2 H 2 ; NaBH 4 ; CO(NH 2 ) 2 ; Anthraquinone; Các phức chất, H 2 O 2 , …) • Nấu xút: NaOH ↔ Na + + OH - • Nấu sunphat: Na 2 S + H 2 O ↔ NaOH + NaSH NaSH ↔ Na + + SH - Về tính bazơ OH - > SH - , với phương diện là các nucleophin SH - > OH - . DỊCH NẤU Ngoài ra, dịch nấu chứa: - Na 2 CO 3 ; - Na 2 SiO 3 ; NaAlO 2 ; NaCl; -(Dịch nấu sunphat): các muối sunphua natri; Na 2 SO 4 ; Na 2 SO 3; Na 2 S 2 O 3 ; Na 2 S n - CaCO 3 , các tạp chất khác. DỊCH NẤU • Dịch nấu: dịch trắng, dịch đen, dịch xanh. • Kiềm hoạt tính: - Nấu xút: NaOH; - Nấu sunphat: NaOH+Na 2 S; • Kiềm chuẩn: - Nấu xút: (NaOH+Na 2 CO 3 ); - Nấu sunphat: (NaOH+Na 2 S+Na 2 CO 3 ) • Tổng kiềm: toàn bộ muối natri chứ trong dịch nấu Một số khái niệm và thuật ngữ • Kiềm hiệu dụng (nấu sunphat!): =NaOH+1/2Na 2 S; • Đơn vị tính (kiềm hoạt tính, kiềm chuẩn, tổng kiềm): Đơn vị NaOH hoặc Na 2 O quy đổi. (Đv NaOH=đv Na 2 O. 1,290; đv Na 2 O= đv NaOH. 0,775) Một số khái niệm và thuật ngữ • Độ hoạt tính của dịch nấu (0,85-0,90) = Kiềm hoạt tính/Tổng kiềm • Độ xút hóa = ,(82-88%); • Độ sunphua = ,(15-35%); • Mức thu hồi (mức khử)= ,(>90%) Một số khái niệm và thuật ngữ 32 CONa NaOH NaOH + SNaNaOH SNa 2 2 + 422 2 SONaSNa SNa + • Nồng độ kiềm hoạt tính trong dịch trắng: 90- 120 kg/m 3 ; (đv Na 2 O) • Sau khi nạp dịch: 30-40 kg/m 3 (1-2 mol/lít; pH=13-14); • Kết thúc nấu: 3-5 kg/m 3 (pH≈12). Sự thay đổi tính chất của dịch nấu Sử dụng dịch nấu trong nấu kiềm [...]... bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo; CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 2 Nạp nguyên liệu và dịch nấu • Nguyên liệu được nạp từ bunke hoặc băng tải • Mảnh được nén bằng thiết bị nén hơi hoặc phun dịch nấu • Phương pháp kết hợp: dịch-nạp mảnh ½ nồi –xông hơi-nạp mảnh • Mật độ dăm mảnh trong nồi: 0,3-0,4m 3 nén/m3 nồi nấu • Mảnh được nạp không đầy nồi • Tính toán lượng dăm mảnh cần thiết CÔNG NGHỆ NẤU... [α-D-GluOn] ~ Kỹ thuật nấu kiềm • Nấu gián đoạn: thực hiện trong các nồi nấu cố định có tuần hoàn dịch, gia nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp; • Nấu liên tục: trong các nồi nấu cố định đa dạng Các thiết bị nấu gián đoạn • Các thiết bị nấu liên tục vào những năm 1960-1970 • Các thiết bị nấu gián đoạn thế hệ mới 1980’s: Giải pháp công nghệ: chiết dịch nóng,thu hồi nhiệt của dịch đen,dỡ bột nguội - Sunds Cold... phân khuếch tán và hòa tan vào dung dịch; • Trong dung dịch các biến đổi hóa học và các quá trình phụ 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 ra trong quá trình nấu kiềm •Phản ứng của lignin; •Phản ứng của của cacbohydrat; •Phản ứng của các chất trích ly Representation of Cell Wall Components... tế thấp (về phương diện sử dụng hơi) CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN Các thao tác cơ bản của quá trình nấu sunphat): 1 Kiểm tra nồi và toàn bộ hệ thống thiết bị nấu, chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo; 2 Nạp nguyên liệu và dịch nấu vào nồi; 3 Tăng ôn (gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa); 4 Xả khí giả; 5 Bảo ôn ở nhiệt độ tối đa; 6 Kết thúc nấu, xả khí (phóng đỉnh) để hạ áp và dỡ bột CÔNG NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN...Toàn cảnh diễn biến của quá trình nấu 5 quá trình lần lượt liên tục: • Nguyên liệu được tẩm bằng dịch nấu; • Kiềm hoạt tính hấp phụ trên bề mặt chịu phản ứng của mảnh nguyên liệu; Toàn cảnh diễn biến của quá trình nấu 5 quá trình lần lượt liên tục: • Các phản ứng hóa học giữa các tác nhân trong dịch nấu và các thành phần của nguyên liệu thực vật (chủ yếu là lignin); • Các sản phẩm thủy phân khuếch tán... 6- Van an toàn dịch nấu; 8- Ống xả bột; 9- Cửa xả bột Các thiết bị nấu gián đoạn • Ưu điểm: - Vận hành khá đảm bảo; - Đơn giản hóa và linh hoạt khi điều khiển và kiểm soát quá trình; - Tính chất của quá trình không thay đổi đột ngột trước các thay đổi về chất lượng nguyên liệu; - Mức độ nấu chín bột chênh lệch nhau không nhiều giữa các mẻ nấu; - Chi phí vận hành thấp Các thiết bị nấu gián đoạn • Nhược... NGHỆ NẤU SUNPHAT GIÁN ĐOẠN 2 Nạp nguyên liệu và dịch nấu (30-40 phút) • 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: 50-60 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 3 Tăng ôn (1,5-2,5h)... - 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 hoàn dịch và 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-... Phản ứng phân hủy các liên kết α-O-4 C2 HC OAr C2 HC OAr + OCH 3 OH _ HO C2 HC C2 HC OH - H2 O _ O O OCH 3 + :OH - ArO OCH 3 O - OO OCH 3 Phản ứng của lignin • Phản ứng phân hủy các liên kết β-O-4 khi nấu sunphat CH 2OH HC OAr CH CH 2OH HC OAr HC SH + HS R OCH 3 _ HO- - R - OCH 3 CH 2OH HC S HC CH 2OH HC OAr HC S _ ArOR - O O O 9 10 11 OCH 3 CH 2OH СH CH CH 2OH HC S CH _S R O - OCH 3 R OCH 3 O R - O... 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 3 Tăng ôn (1,5-2,5h) • Là quá trình gia nhiệt tới nhiệt độ tối đa Phương thức gia nhiệt: trực tiếp hoặc gián tiếp •Xả khí giả: khi t=110-120oC •Xả khí giả từ từ!!! . SẢN XUẤT BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM ALKALINE PULPING - Lý thuyết nấu kiềm - Đặc tính chung của quá trình nấu kiềm NẤU KIỀM CÁC PHƯƠNG. kiềm NẤU KIỀM CÁC PHƯƠNG PHÁP NẤU KIỀM NẤU KIỀM: Dịch nấu: dung dịch NaOH NẤU XÚT NaOH NẤU SUNPHAT NaOH+Na 2 S NẤU KIỀM BIẾN TÍNH NaOH + bổ sung (Amin,