Một số phương pháp hiện đại sản xuất vật liệu xơ sợi cho ngành công nghiệp giấy: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách "Các phương pháp hiện đại sản xuất vật liệu xơ sợi cho ngành công nghiệp giấy" trình bày các nội dung: Phương pháp nấu kiềm, phương pháp sản xuất bột bán hóa, phương pháp sản xuất bột cơ. mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số phương pháp hiện đại sản xuất vật liệu xơ sợi cho ngành công nghiệp giấy: Phần 2 Phần 4 PHƯƠNG PHÁP NÁU KIỀM 4.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM c ơ BÀN VÈ NÁU BỘT GIÁY Bản chất của quá trình sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thực vật bằng phương pháp nấu là tách xơ sợi xenlulozơ ra khỏi các chất khác, như lignin, hemixenlulozơ, các chất nhựa, chất béo, tannit,..., liên kết với xenlulozơ trong mô thực vật, bằng các tác nhân hóa học nào đó. Do thành phần chù yếu trong nguyên liệu thực vật cần tách khỏi hay còn gọi là xenlulozơ là lignin, nên thuật ngữ nấu bột cũng đồng nghĩa với tách loại lignin (tiếng Anh là deligniíication). Cho đến nay, có các khái niệm và thuật ngữ cơ bản được sử dụng nhu sau: Nấu bột giấy là quá trình xử lý nguyên liệu có quy cách chất lượng nhất định, trong thiết bị chuyên dụng (nồi nấu), bằng dung dịch hóa chất ở nhiệt độ và áp suất cao, để thu được huyền phù bột xơ sợi, sau đó được xử lý thành bột có chất lượng nhất định, sử dụng cho sản xuất giấy. Như đã nêu trên, nấu bột xenlulozơ, sử dụng cho sản xuất hóa chất và vật liệu, hay còn gọi là xenlulozơ tan, cũng được tiến hành tương tự nấu bột giấy. Sự khác biệt biểu hiện ờ các chế độ công nghệ nấu và xử lý bột sau nấu, tùy thuộc vào mức chất lượng bột xenlulozơ cần đạt. Mức tách loại lignin phản ánh lượng lignin bị phân hủy, hòa tan và tách ra khỏi nguyên liệu khi nấu, hay từ bột giấy chưa tầy trắng khi tẩy trắng. Đại lượng này có thể biểu thị bằng tỷ lệ giữa lượng lignin bị tách loại so với lượng lignin ban đầu, thường có đom vị đo là %. Dịch nấu là dung dịch các hóa chất sử dụng cho nấu bột giấy. Dịch trắng là dịch nấu mới được pha chế, chuẩn bị cấp cho nấu bột. Dịch xanh là (lung dịch các hóa chát Ihu dưực từ quá irìnli thu hòi hóa cliái, sau khi hòa tan các chất vô cơ nóng chảy vào nước. Sau khi xút hóa và lắng, lọc, dịch xanh sẽ chuyển hóa thành dịch trắng. Đây là dung dịch hóa chất được tái sử dụng để nấu bột. Dịch đen là phần chất lỏng thu được sau khi nấu bột. Thành phần chủ yếu của nó bao gồm các hóa chất còn dư của dịch nấu ban dầu, các sản phẩm hòa tan và phân hủy nguyên liệu, đồng thời một lượng nhỏ các xơ sợi nhò chưa được loại bỏ. Tên gọi cùa các loại dung dịch nêu trên tuomg ứng với màu của chúng mà ta quan sát được. 60 Tỳ dịch hay môđun nấu là tỷ lệ giữa thể tích dịch nấu (tính bằng m3) và khối lượng của nguyên liệu mang nấu (khô tuyệt đối tính bằng tấn). Hiệu suất bột (%) là tỷ lệ giữa khối lượng bột giấy thu được so với nguyên liệu ban đầu. Quá trình nấu bột giấy (bột hóa, bột bán hóa, bột hiệu suất cao) bao gồm các công đoạn chính, là cấp nguyên liệu và dịch nấu, tăng ôn (gia nhiệt tới nhiệt độ nhất định), bảo ôn (duy trì ở nhiệt độ nhất định trong một khoảng thời gian nhất định) và dỡ bột. 4.2. KHÁI QUÁT LÝ THUYÉT NÁU KIỀM Nấu kiềm là phương pháp sản xuất bột hóa phổ biến nhất hiện nay, được hiểu là phuơng pháp xử lý nguyên liệu bằng dung dịch hydroxit natri ở nhiệt độ và áp suất cao, trong các thiết bị chuyên dụng. Bột giấy được làm theo phương pháp xử lý bằng kiềm từ thời Trung Hoa cổ đại. Các bản quyền đầu tiên về phucmg pháp sản xuất bột giấy bằng phương pháp nấu xút, được cấp vào những năm 1853 - 1854, còn nhà máy quy mô đầu tiên được xây dựng tại Mỹ vào năm 1860. Từ đó đến nay, công nghệ nấu kiềm liên tục được cài tiến. Có thể nói hiện nay phương pháp nấu kiềm đã đạt sự hoàn thiện, khẳng định được tính ưu việt kể cả về mặt kinh tế lẫn môi truờng. Ở quy mô công nghiệp, ban đầu, trong chu trình thu hồi kiềm sau khi nấu, nguời ta đã sử dụng NaiCOỉ để bổ sung vào dịch đen khi đốt, nhằm bù đắp cho lượng kiềm đã tiêu hao trong quá trình nấu. Năm 1879, một kỹ sư người Đức là Dalh đã đưa ra sáng kiến sử dụng Na 2 SƠ4 có giá thấp hơn, để thay cho Na 2CCb. Nhờ đó, dịch nấu tái sử dụng ngoài NaOH ra còn chứa một lượng Na 2 S đáng kể, hợp chất này đã nâng cao hiệu suất và chất lượng bột thu được. Xuất phát từ đó, phương pháp mới này có tên là nấu sunfat. Cũng từ đó đến nay, nấu kiềm, mà chủ yếu là nấu sunfat đã ừở thành công nghệ phổ biến sản xuất bột hóa. Hiện nay, hàng năm hôt sunfat chiếm trên 65% tổng sản lương bôt giấy trên toàn thế giới. Nấu sunfat là phương pháp sản xuất có hiệu quả kinh tế cao, cho phép sử dụng tất cả các loại nguyên liệu khác nhau, kể cả các loại nguyên liệu có hàm lượng nhựa cao và sản xuất ra bột có chất lượng cao. Tùy thuộc vào thành phần của dịch nấu mà nấu kiềm được phân loại thành hai phương pháp là nấu xút, khi dịch nấu chi chứa đom thuần hydroxit natni (có thể bổ sung chất trợ nấu) và nấu sunfat, khi ngoài hydroxit natri ra, trong thành phần chính cùa dịch nấu còn có thêm sunfua natri. Trên thực tế thành phần dịch nấu công nghiệp phức tạp hom nhiều, chứa nhiều thành phần khác nhau, nhưng với hàm lượng thấp hom nhiều so với các thành phần chính đã nêu trên. Hiện nay, nấu xút ít phổ biến hom và thường chi áp dụng ờ quy mô nhỏ để sản xuất bột bán hóa. 61 Ở nước ta, bột giấy sunfat được sản xuất từ năm 1984 tại Nhà máy Giấy Bãi Bằng - Phú Thọ, thuộc Tổng Công ty Giấy Việt Nam, do Thụy Điền xây dựng và đã trở thành một điển hình công nghiệp không chi cùa ngành giấy. Hiện nay, sau khi Công ty c ổ phần Giấy An Hòa đi vào hoạt động từ cuối năm 2011, với công suất thiết kế 130 ngàn tấn/năm, sản lượng bột giấy sunfat có thể đạt gần 200 ngàn tấn năm, chiếm gần 50% tổng sản lượng bột giấy của cả nước. Vì vậy, có thể nói sản xuất bột giấy sunfat là lĩnh vực có quy mô lớn và giữ vai trò quan ứọng ứong công nghiệp giấy. 4.2.1. Tính chất của dịch nấu kiềm, các khái niệm cơ bản Nhu đã nêu trên, trong công nghiệp, dịch nấu kiềm có thành phần tương đối phức tạp. Dịch trắng nấu xút chứa thành phần chính là hydroxit natri và một lượng nhỏ cacbonat natri. Thành phần hoạt tính của dịc ...