автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Пути снижения концентрации вредных органических веществ в бумажной массе для газетной бумаги

Санкт-Петербургская лесотехническая академия

На правах рукописи

ИВАНОВ Геннадий Егорович

ПУТИ СНИЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ■ ВЕЩЕСТВ В БУМАЖНОЙ МАССЕ ДЛЯ ГАЗЕТНОЙ БУМАГИ.

05.21.03 "Технология и оборудование химической

переработки древесины ; химия древесины"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Санкг-Пэтербург - 1993

- г -

Работа выполнена в лаборатории газетной бумаги

Центрального научно-исследовательского института бумаги.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Ершов А. В.

Официальные оппоненты - доктор химических наук,

профессор Федоров М.К. - кандидат технических наук, зав.сектором Чибирев ЕЕ.

Ведущее предприятие - Акционерное общество

Защита диссертации состоится "2^" I/¿¿? 1993 г.

в -/часов на заседании специализированного совета Д 063.50.02 при Санкт-Петербургской лесотехнической академии (Институтский пер. ,5; С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан "/Р" ASGJZ 1993 г.

"1

'Мэсгипробум".

Ученый секретарь специализированного совета

Н. Н. Калинин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ Сокращэние ресурсов древесного сырья, а такие возросшие требования к охране окружающей среды выдвигают в ряд важнейших задач целлюлозно-бумажной промышленности создание производств, работающих по малоотходным, ресурсосберегающим технологиям. В связи с этим все более широко в композиции писче-печатных видов бумаги, и в частности газетной, используются волокнистые полуфабрикаты высокого выхода и обесцвеченная макулатурная масса. Для решения экологических проблем больше внимание уделяется снижению расхода свежей воды на производство бумаги. Все вышеуказанные мероприятия вызывают увеличение концентрации органических растворенных и коллоидных веществ (ОРКВ) в бумажной массе и оборотной воде, что оказывает отрицательное влияние не только на эффективность действия химических добавок в бумажной массе, но и на процесс производства и свойства бумаги. Нэга-тивное влияние ОРКВ отмечается и при отсутствии в массе высокомолекулярных добавок, в частности, в производстве газетной бумаги. При этом механизм вредного влияния данных веществ в этом случае изучен еще недостаточно.

Диссертационная работа была связана с целевой комплексной программой 0.34.01 "Создать и освоить прогрессивные технологические процессы и оборудование для производства целлюлозно-бумажной продукции повышенного качества, обеспечивающие эффективное использование древесного сырья", утвержденной постановлением ГКНГ N 535 от 31.12.86 г.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью диссертационной работы является развитие теоретических представлений о механизме влияния ОРКВ на процесс производства газетной бумаги и усовершенствование на их основе технологического процесса для снижения их вредного влияния.

Для достижения поставленной цели необходимо :

- исследовать влияние свойств бумажной массы для производства газетной бумаги на процесс сорбции ОРКВ на волокнах ;

- исследовать влияние различные факторов технологического процесса производства газетной бумаги на способность бумажной массы к обезвоживанию при наличии в массе ОРКВ ;

- изучить покомпонентный состав ОРКВ в бумажной массе для производства газетной бумаги ;

- разработать способ снижения ОРКВ в бумажной массе примеснительнок производству газетной бумаги.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе разработан метод прогнозирования концентрации ОРКВ в бумажной массе. Б отличие от. существующего метода,

предлагаемый метод позволяет определить концентрацию ОРКЗ в зависимости от используемых волокнистых полуфабрикатов, технологии их получения, а также от расхода свежей воды на бумагоделательной машине. Использование данного метода позволяет также оценить эффективность мероприятий для снижения концентрации ОРКЕ

В результате изучения влияния свойств бумажной массы на процесс сорбции ОРКВ волокнами выявлено, что сорбция ОРКВ на волокнах осуществляется через молекулы воды е гидратных оболочках волокон. Показано, что преимущественно сорбируются соединения лигнина и экстрактивные вещества. В работе получила дальнейшее развитие сорбционная теория взаимодействия ОРКВ с волокнами.

На основании проведенных экспериментов установлено, что ухудшение обезвоживания бумажной массы вызывается сорбцией на волокнах ОРКВ. Предложена гипотеза о механизме вредного влияния ОРКВ на обезвоживание бумажной массы. В соответствии с данной гипотезой, воздействуя на процесс сорбции, можно регулировать обезвоживание бумажной массы, что нашло в работе экспериментальное подтверждение.

На основании проведенных исследований предложен способ снижения ОРКВ в бумажной массе, основанный на их перезаряде. Разработанная технология защищена авторским свидетельством СССР N 1678938 (опубл. в Б. И. 1991г. N 35).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. На основании результатов исследований разработана технологическая схема использования оборотной воды в производстве газетной бумаги, включающая очистку оборотной воды от ОРКВ. Предложенная схема основана на использовании бинарной системы из сульфата и гидроксида алюминия. Проведенные испытания данной схемы в лабораторных условиях Кондопожекого и Балахнинского комбинатов, а также на пилотной бумагоделательной машине показали ее высокую эффективность. Разработанная схема передана в Мосгипробумхимпром для использования в проектировании I очереди технического перевооружения Балахнинского комбината

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на "круглом столе" по проблемам производства различных видов древесной массы и их использования в производстве бумаги (г. Ленинград, февраль 1989г.), на научно-техническом семинаре ВНГОбумдревпрома "Новые достижения в технологии волокнистых полуфабрикатов" (г. Коряжма, сентябрь 1992г.), на НТО ДНИИБ (сентябрь 1992 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. ГЬ материалам диссертации опубликовано 6 статей и получено 1 авторское свидетельство на изобретение.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ :

1. Мэтод прогнозирования концентрации ОРКВ в бумажной массе.

2. Результаты исследований влияния свойств бумажной массы на процесс сорбции ОРКВ на волокнах целлюлозы и древесной масса

3. Гипотезу о механизме негативного влияния ОРКВ на процесс обезвоживания бумажной массы при отсутствии высокомолекулярных химических добавок.

4. Результаты исследований влияния перезаряда ОРКВ на процесс обезвоживания массы и разработанный способ снижения содержания ОРКВ, основанный на их перезаряде.

5. Использование бинарной системы из сульфата и гидроксида алюминия в производстве газетной бумаги.

СТРУКТУРА И ОБ'ЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы и постановки задачи исследований, методической части, экспериментальной части, состоящей из четырех глав, выводов, списка использованной литературы (106 наименований) и приложений. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, включая 13 таблиц и 27 рисунгав.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы и определены общие задачи, которые необходимо решать в связи с увеличением использования полуфабрикатов высокого выхода и обесцвеченной макулатурной массы в композиции бумаги, а также увеличением использования оборотной зоди в производстве.

В ОБЗОРЕ ЛИТЕРАТУРЫ проведен анализ литературных данных по следующим направлениям : накопление и виды ОРКВ в бумажной массе, влияние их на процесс производства и свойства бумаги, механизм их воздействия, а также способы снижения вредного влияния ОРКВ.

Проблема ОРКВ возникла вследствие того,что эти вещества способны оказывать негативное влияние на эффективность действия вводимых в бумажную массу химических добавок и свойства бумаги. Негативное влияние ОРКВ на эффективность действия химических добавок в бумажной массе об'ясняется блокированием ими реакционноспособных групп химических добавок. Широкое использование химических добавок в мировой практике ЦЕЛ делает проблему борьбы с ОРКВ актуальной. Нэгативное влияние ОРКВ на свойства бумажной массы и бумаги отмечается и при отсутствии химических добавок в бумажной массе.

Для снижения вредного влияния ОРКВ предложены как меры по совершенствованию технологии производства, так и специальные меры по разгрузке системы водооборота от ОРКВ. Анализ показывает,что в современных условиях одного лишь совершенствования технологии для снижения вредного влияния ОРКВ недостаточно. Предложены разнообразные методы разгрузки системы водооборота, основанные на разнообразных принципах очистки воды.

На основании обзора литературы поставлены задачи исследования.

В МЕТОДИЧЕСКОЙ ЧАСТИ приведено описание использованных в работе методов исследования. Для исследования использовались оборотная вода промышленных бумагоделательных машин для газетной бумаги и промышленные фильтраты волокнистых полуфабрикатов высокого выхода. Концентрацию ОРКВ оценивали посредством определения ХПК. Концентрацию анионных ОРКВ определяли методом титрования пробы воды (фильтрата) катионным ГШ с измерением дзэта-потенциала в процессе титрования. Для измерения использовали прибор "Laser Zeta Mster". Концентрацию анионных веществ оценивали по количеству ГОИ, необходимому для нейтрализации суммарного заряда всех ОРКВ в 1 литре воды. Покомпонентный состав ОРКВ определяли с использованием хроматографических методов. Оценка способности бумажной массы к обезвоживанию проводилась с использованием модифицированного канадского метода на приборе Шэппер-Риглера.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРКВ В БУМАЖНОЙ МАССЕ.

На основании проведенных математических преобразований предложена математическая модель системы водооборота бумагоделательной машины. В соответствии с ней, равновесная концентрация ОРКВ в бумажной массе определяется из уравнения :

cu-Ю--Д- (i)

где С - концентрация ОРКВ ;

к - коэффициэнт, характеризующий удержание ОРКВ в бумаге. Величины А и В определяется из следующих уравнений : и

III Симе

А - ^---(2)

вив + о а

(3)

в

где п - число компонентов бумажной массы ;

О л/ч; " количество воды, поступающей с 1-тым компонентом бумажной массы ;

Ъкнс - концентрация ОРКВ в 1-том компоненте массы ; QW8 - количество воды с массой в напорном ящике БДМ ;

- количество воды, уходящее с отходами очистки и сортирования ;

1]/ц| - количество свежей воды, поступающей в технологический поток.

Проведенный анализ различных технологических мер по разгрузке водооборота БДМ с помощью разработанной математической модели показал, что наиболее эффективной мерой является промывка волокнистых полуфабрикатов, поступающих на буммашину, с последующим их сгущэнием, т. к. при этом одновременно снижаются значения С) ЯМ1 и С ЯМ1 ■ Однако как показывают исследования Кюнцеля,введение промывки волокнистых полуфабрикатов не всегда приводит к снижен™ производственных затруднений, вызываемых ОРКВ, т. к. реальное поступление ОРКВ в технологический поток оказывается большим.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕССЫ ВЗАШ5ДЕЯСТБИЯ ОРКВ С ВОЛОКНАМ В данной главе приведены результаты исследования влияния свойств бумажной массы для газетной бумаги и волокнистых полуфабрикатов, используемых в ее композиции на процесс сорбции ОРКВ на волокнах. Наличие влияния рН массы на сорбцию (рис. 1) говорит об электростатическим характере сорбции. Изменение удельной сорбции ОРКВ на волокнах вызывается изменением дзэта-потенциала как ОРКВ, так и волокон. Сравнение различных древесных волокон в качестве сорбентов ОРКВ ных веществ показывает, что волокна, имеющие больший отрицательный дзэта-потенциал, сорбируют большее количество ОРКВ даже при меньшей удельной поверхности (рис.2).

Наличие линейной взаимосвязи удельной сорбции ОРКВ со степенью помола волокна т. е. с его способностью сорбировать воду говорит о роли молекул воды в процессе сорбции. В результате сорбции образуется сорбционные комплексы ОРКВ с волокнами через молекулы воды в гидрат-ных оболочках волокон (рис.3).

Рис. 1. Влияние рН древесной массы на процесс сорбции ее волокнами ОРКВ. Значение рН :

1 - 1,67 ;

2 - 5,77 ;

3 - 6,73 ;

4 - 7,52.

к

гоо

т

а: а гоо

£

а- юо

31 и

1

/ У ;/2

/ л /

1

о !воо гооо

РлвноаеснйЯ .

концентрация , пгО/л

Рис. 2. Изотермы сорбции ОРКВ на волокнах древесной массы и беленой целлюлозы.

1 - древесная масса ;

2 - беленая целлюлоза

С увеличением концентрации волокна удельная сорбция ОРКВ на волокнах снижается, фи этом снижению удельной сорбции за счет увеличения поверхности сорбента' противостоит процесс флокуляции волокон за счет увеличения соударений "волокно -волокно", приводящий к снижению суммарной поверхности сорбента-волокна. При низкой степени помола волокна процесс флокуляции может подавить сорбцию ОРКВ на- волокнах.

Компонентный анализ ОРКВ, содержащихся в ХГШ и ДДМ, показывает, что в массе присутствуют соединения лигнина, углеводы, летучие и экстрактивные вещества. Сравнение содержания различных видов ОРКВ в исходных полуфабрикатах и в бумажной массе показывает, что преимущественно адсорбируются на волокнах соединения лигнина и экстрактивные вещества

Проведенное исследование влияния температуры на процесс сорбции ОРКВ на волокнах показывает, что введение промывки ДЦМ и ХТММ вследствие их высоких температур неэффективно, так как это не дает заметного

i: «П*

5f

Степень

W ED

ПСМСЛА, "ЩР

Рис. 3. Влияние степени помола беленой целлюлозы на процесс сорбции ее волокнами ОРКВ.

сдвига равновесия в сторону десорбции (рис.4). С учетом того, что степень помола смешанной бумажной массы для газетной бумаги составля-

Рис. 4. Изотермы сорбции ОРКВ на волокнах древесной массы. Температура сорбции :

1 - 54° С ;

2 - 70° С.

sqd , mo isoa гово Рьвновестя конценгрлция, мгО/л

ет 55-65 IHP, при разбавлении бумажкой массы перед бумагоделательной машиной оборотной водой, содержащей ОРКВ. снижение концентрации массы может привести к тому, что удельная сорбция ОРКВ на волокнах увеличится. Снизить ее позволит только частичная очистка воды, используемой для разбавления, от соединений лигнина и экстрактивных веществ. ВЛИЯНИЕ ОРКВ НА ПРОЦЕСС ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ ДЛЯ ГАЗЕТ НОЯ БУМАГИ.

В дачном разделе приведены результаты исследования влияния ОРКВ на процесс обезвоживания бумажной массы на примере газетной композиции. Показано, что негативное влияние данных веществ на обезвоживание бумажной массы при отсутствии в массе яолиэлектролитсв об'ясняется их сорбцией на волокнах, причем ухудшение обезвоживания определяется сорбцией анионных ОРКВ (рис.5) или. как было показало выше, образованием сорбционных комплексов "волокно-вода-ОРКЗ". Связанные в этих комплексах молекулы воды удаляются с трудом. Кроме того, наличие дан-

них комплексов препятсятвует флокуляции волокон при обезвоживании.

Поскольку негативное злияние ОРКВ на обезвоживание обуславливается их сорбцией на поверхности волокон, то сдвигом равновесия в сто-

Рис. 5. Зависимость времени обезвоживания от удельной сорбции волокнами анионных ОРКВ.

О 1 2 3 . V , УЗельнля сор£циЯ

Анионных ОРКВ ,нг/7ЭИ/г

рону десорбции путем изменения внешних условий (например, путем повышения температуры или рН массы) или чисто механического разрушения сорбционных комплексов за счет деформаций сдвига обезвоживание может быть улучшено, что и наблюдается экспериментально. Однако этот путь не является оптимальным для использования в производстве, так как при этом не ликвидируются условия для образования сорбционных комплексов волокон с ОРКВ, негативно влияющих на процесс обезвоживания. Кроме того изменение внешних условий не всегда возможно практически.

ВЛИЯНИЕ ЗАРЯДА ОРКВ НА ПРОЦЕСС ОБЕЗВОЖИВАНИЯ В данном разделе приведено исследование действия неорганических ионов с высоким положительным зарядом на примере положительно заряженных гидроксо- ионов алюминия на ОРКВ. Показано, что данные ионы способны перезаряжать анионные ОРКВ до точки насыщения (рис. 6). Изучение влияния перезаряда ОРКВ на обезвоживание бумажной массы показывает, что благодаря этому может быть достигнуто улучшение обезвоживания бумажной массы (рис. б) с одновременным увеличением уноса ОРКВ с бумажным полотном. Максимальное снижение концентрации ОРКВ достигается при расходе соли алюминия, при котором дзэта-потенциал перезаряженных ОРКВ достигает максимального значения. Вследствие большей удельной поверхности ОРКВ по сравнению с волокнами, ионы алшиния в бумажной массе е первую очередь реагируют с первыми с образованием положительно заряженных комплексов, которые электростатически взаимодействуют с отрицательно заряженными волокнами. Для получения оптимальных результатов следует соблюдать оптимальную дозировку сульфата алюминия, определяемую, исходя их максимального поверхностного заряда

и -

Рио. 6. Влияние сульфата алюминия на двэта-потенциал

ЦОО-

Мо Ч

¿00 *ч

0Р1СВ и время обезвоживания бумажной массы,

1 - дзэта-потенциал, мВ ;

2 - время обезвоживания, с.

о

заряда ОРКВ. Эксперимент показывает, что таким образом обезвоживание бумажной массы может быть улучшено на 50- 55 % , а ХПК подсеточной воды снижено на 20 -25 X.

РАЗРАБОТКА СПОСОБА СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОРКВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПОТОКЕ ПРОИЗВОДСТВА ГАЗЕТНОЙ БУМАГИ.

В данной главе описана разработанная технологическая схема использования оборотной воды применительно к производству газетной бумаги.

Проведенные исследования показали, что в случае производства газетной бумаги наиболее эффективным как с технологической,так и с экономической точки зрения является использование сульфата алюминия. Анализ компонентного состава показал, что при использовании сульфата алюминия из массы удаляются в основном соединения лигнина и экстрактивные вещества Во второй главе было показано, что именно эти компоненты взаимодействуют с волокнами, что ухудшает обезвоживание массы.

Сравнение различных вариантов подачи сульфата алюминия з технологический поток показало, что наилучший эффект удаления ОРКВ достигается при подаче его в подсеточную оборотную воду, поступающую на разбавление бумажной массы перед бумагоделательной машиной, с расходом. отвечающим максимальному дзэта-потенциалу ОРКВ (рис. б). Данная технология была апробирована на пилотной бумагоделательной машине. Расход сульфата алюминия соответствовал максимальному дзэта-потенциалу ОРКВ в оборотной воде пилотной буммаиины. Результаты приведены в табл. 1. Выработанная в обоих случаях газетная бумага соответствовала требованиям ГОСТ 6445. Снижение концентрации бумажной массы в напорном яшлке бумагоделательной машины при одинаковом режиме обезвоживания говорит об улучшении обезвоживания бумажного полотна при исполь-

Табл. 1. Параметры технологического режима опытней выработки газетной бумаги на пилотной буммапшне.

Наименование показателей

I Скорость буммашины I Композиция бум. массы : I - целлюлоза 1 - древесная щсса ! Расход сульфата алюминия I Напорный ящик б/м : I - температура массы ! - концентрация массы ! - рН массы

I - ХПК отфильтрованной от I волокон массы

Единица! Значения показателей

измер-я-ь-------------+-----------+

I без сульфата! с сульфатом! ! алюминия ! алюминия

зовании сульфата алюминия. Из табл. 1 также видно, что концентрация ОРКВ в бумажной массе при использовании сульфата алюминия снижается.

Необходимый расход сульфата алюминия зависит от концентрации ОРКВ в технологическом потоке и для промышленных условий составляет 10-12 кг/т (рис.6). При избытке ионов алюминия удаления ОРКВ из массы не наблюдается, т. к. в этом случае перезаряжаются не только примесные вещества, но и волокна, и вследствие одноименности зарядов фиксация перезаряженных ОРКВ на волокнах не происходит (рис. 7). В целях предотвращения накопления ионов алюминия в технологическом потоке предложено использовать бинарную систему из сульфата и гидроксида алюминия. Исследование компонентного состава ОРКВ при использовании сульфата и гидроксида алюминия показало, что в отличие от сульфата алюминия, при использовании гидроксида алюминия преимущественно из воды удаляются углеводы и летучие вещества. Использование гидроксида алюминия осуществляется на узле осветления избыточной оборотной воды, путем доведения рН воды до нейтрального; избыточные гидроксо-ионы алюминия при этом переходят в гидроксид алюминия, нерастворимый в воде, который удаляется из воды на узле осветления вмэсте со взвешенными веществами. Удаление водорастворимых компонентов ОРКВ осуществля-

осуществляется путем адсорбции последних алюминия.

на поверхности гидроксида

Рио. 7. Влияние расхода сульфата алюминия на ХПК отходящей воды.

Расход сульфата алюминия : 1 - 0 ; 2-4,4 КГ/Т ; 3 - 10,3 КГ/Т ; 4 - 14,7 КГ/Т 5-44,1 КГ/Т ; б - 73,5 КГ/Т

Использование бинарной системы из сульфата и гидроксида алюминия было апробировано в лабораториях предприятий с использованием оборотной воды промышленных бумагоделательных машин. Результаты приведены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что использование бинарной системы из сульфата и гидроксида алюминия позволяет снизить содержание ОРКВ в оборотной и осветленной воде бумагоделательной машины' без снижения рН в технологическом потоке.

На основании результатов исследований разработана схема использования оборотной воды на Балахнинском ЦБК (1 очередь технического перевооружения с вводом в эксплуатацию новой бумагоделательной машины N 8). Разработанные исходные данные для проектирования предложенной схемы приняты к использованию Мэсгипробумхимпромом.

ВЫВОДЫ.

1. Предложен метод прогнозирования концентрации ОРКВ в технологическом потоке бумагоделательной машины, применимый как к равновесным, так и к промежуточным состояниям системы водооборота. Проведенный анализ разработанной математической модели системы водооборота показывает, что при высоком содержании ОРКВ для снижения производственных затруднений необходимо введение очистки воды.

2. Основными факторами, определяющими сорбцию ОРКВ на волокнах является степень помола массы и дзэта-потенциал волокон. Экспериментально установлено, что удельная сорбция ОРКВ линейно связана со степенью помола массы. Сдвиг равновесия в сторону сорбции при увеличении степени помола обусловлен увеличением сорбции волокнами молекул воды.

Табл. 2. Результаты лабораторных испытаний бинарной системы очистки оборотной воды.

ПО"Кондопогабумпром" (композиция бумажной массы 762 ДЦМ + 242 цел-зы ; осветление оборотной воды - фильтрование с подслоем, концентрация при осветлении 2,1 г/л)

Наименование показателей

+-

Единица I Значения показателей

измере- +----------+----------+

ния I сущгств. I предлаг. способ I способ

+-

+

1

3

4

I Концентрация бумажной массы ! г/л Расход химических добавок :

- сульфат алюминия I кг/т

- гидроксид натрия ! кг/м5 Время обезвоживания ¡с/750мл рН ьоди :

- оборотной

- осветленной

ХПК воды : I мгО/л

- оборотной

- осветленной

Содержание взвешенных веществ

е оборотной воде I мг/л

6,27

О О 482

5,70 5,56

2650 2000

140

6,27

9,4

О

380

5,40 6.90

2100 1550

111,5

Волокна с более высоким дзэта-потенциалом (дефибрерная древесная масса) сорбируют большее количество ОРКВ, несмотря на их меньшую удельную поверхность, что говорит об электростатическом характере сорбции.

3. На основании экспериментальных результатов установлено, что при отсутствии в бумажной массе полиэлектролитов обезвоживание бумажной массы определяется сорбцией анионных ОРКВ на волокнах. Выдвинута 'гипотеза о механизме вредного влияния ОРКВ на обезвоживание массы, заключающаяся в образовании сорбционных комплексов вида :

волокно — (Н20)г — ОРКВ. Данные комплексы образуются в результате сорбции анионных ОРКВ на волокнах. Их негативное влияние зеключается в противодействии процессу флокуляции волокон и в связывании молекул воды. Экспериментально до-

+

-

- 15 -

продолжение табл. 2.

I Балахнинский ЦБК (100% ХГММ ; осветление оборотной воды отстаива-1 I нием) I

1 2 3 1 4

Концентрация бумажной массы г/л 10,27 1 10,27

Расход химических добавок : 1 1

- сульфат алюминия кг/т 0 1 9,4

- гидроксид натрия кг/м5 0 1 0,14

Время обезвоживания С/550МЛ 393 1 296

рН воды : 1 1

- оборотной 4,60 1 4,70

- осветленной 4,45 1 6,90

ХПК воды : МГО/Л 1

- оборотной 4000 ! 3200

- осветленной 3200 1 2800

Содержание взвешенных веществ 1

в оборотной воде мг/л 171,5 1 157

казано, что при разрушении сорбционкых гозмплексов обезвоживание улуч-

шается.

4. Установлено, что предотвращение образования сорбционных комплексов может быть достигнуто путем предварительного перезаряда ОРКВ. Обезвоживание массы при этом может быть улучшено. Экспериментально установлено, что сорбция данных ионов на поверхности ОРКВ имеет точку насыщения, отвечающую максимальному положительному дзэта потенциалу. Удаление ОРКВ из массы и воды при этом увеличивается, за счет фиксации перезаряженных ОРКВ на волокнах под действием сил электростатического притяжения.

5. На основании результатов исследований разработан способ производства газетной бумаги, позволяющий снизить содержание ОРКВ в бумажной массе и основанный на их предварительном перезаряде. Способ защищен авторским свидетельством СССР N 1678938.

6. Разработана технологическая схема использования оборотной воды в производстве газетной бумаги, предусматривающая очистку воды от ОРКВ. Схема основана на использовании бинарной системы сульфата и гидроксида алюминия. Использование данной бинарной системы позволяет удалять различные компоненты ОРКВ. Лзборатоные испытания, проведенные на двух предприятиях, показали высокую эффективность предложенной

технологической схемы. Разработанная технологическая схема принята Мэсгипробумхимпромом для проектирования I очереди технического перевооружения Балахнинского ЦБК с установкой бумагоделательной машины N 8 и цеха обесцвеченной макулатурной массы.

Научные результаты, содержащиеся в диссертации, изложены в следующих работах :

1. Иванов Г. Е., Ершов А. В. Сорбция органических примесей в системе "вода-волокно"// Исследование особенностей технологии производства полуфабрикатоЕ и бумаги: Сб. тр. /ЩШБ. - М. , 1989. - С. 201-208.

2. ИваноЕ Г. Е. , Ершов А. а Влияние температуры на равновесное состояние органических примесей бумажной массы в системе "вода-волокно"// Химия древесины. -1990. -Ы 2. -С. 38-43.

3. Иванов Г. Е., Ершов А. В. К вопросу о механизме взаимодействия органических примесей бумажной массы с волокнами// Химия и технология переработки древесины и коры: Сб. тр. /Карельский научный центр АН СССР. - Петрозаводск, 1990. - С. 121-130.

4. Совершенствование водооборота в производстве газетной бумаги/ Н. а Хомутинников, 3. А. Рощика, Г. Е. Иванов, Э. А. Шавло// Бумажная промышленность. -1991. -М 1.-С. 26-27.

5. А. с. N 1678938 (СССР) Способ производства газетной бумаги. / Г. Е. Иванов, А. Е Ершов и др. /- Опубл. в Б. И. N 35 1991 г..

6. Иванов Г. Е., Хсмутинников Е а Снижение содержали^ органических примесных веществ в производстве газетной бумаги с новыми волокнистыми полуфабрикатами//Новые достижения в технологии волокнистых полуфабрикатов/Научно-технический семинар ВНГОбумдревпрома: Тез. докл. - М. , 1992 - С. 59-60.

7. Иванов Г. Е., Ершов А. а Влияние технологических факторов производства бумаги на процесс адсорбции органических примесей на волок-нах//Химия древесины. -1992. -Ы 1.-С. 45-52.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать по адресу : 194018 г. С-Петербург Институтский пер. 5 Лесотехническая академия. Ученый совет.

Подписано в печать с оригинал-макета 13.05.93.

Формат 60x90 1/16. Бумага обе рточная. Печать офсетная. Изд. № 16.

Уч.-изд.л. 1,0. Печ.л. 1,25. №рак 100 экз. Заказ № 37. С 16.

_____Редакуионно-издательский отдел ЛТА

Подразделение оперативной полиграфии Шж ~~ "

194018. Санкт-Петербург, Институтский пер., 3.