SU815099A1 - Способ получени волокнистой массы - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам получения волокнистой массы с использованием сброса давления и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и лесной промышленности при изготовлении бумаги, картона и древесно-волокнистых плит.

Известен способ получения волокнистой массы, когда лигноцеллюлозный материал влажностью 50-90% в виде щепы обрабатывают микроволнами (энергия СВЧ) с частотой 10-300 тыс. мГц в течение короткого интервала времени. Содержащаяся в щепе вода взрывообразно испаряется, разрывая щепу на отдельные волокна fl] .

Однако коэффициент полезного использования СВЧ-энергии определяется коэффициентом диэлектрических потерь воды, который при повышении температуры снижается. Поскольку при реализации способа предусмотрено нагревание древесной щепы, то, следовательно, количество энергии, идущей непосредственно на осуществление процесса разрушения древесины составляет всего лишь несколько процентов от затрачиваемой. Кроме того, использование микроволновой энергии для разделения щепы на волокна требует специальной защиты от радиоизлучения обслуживающего персонала и радиосвязи, что усложняет конструкцию устройства для осуществления этого способа.

Известен также способ получения волокнистой массы, заключающийся в том, что щепу загружают в варочный котел, пропитывают газом, например 'θ двуокисью серы, нагревают, за счет чего в котле и в порах древесины создается давление выше атмосферного, затем производят мгновенный сброс давления с помощью открывания 15 клапана. При этом пропитанная щепа выбрасывается и расщепляется на волокна f2] .

Недостатки способа - периодичность процесса, сложность и взрыво20 опасность реализующих этот способ конструкций, что приводит к усложнению технологии и не позволяет интенсифицировать процесс.

Цель изобретения - инФенсифика25 ция процесса.

Поставленная цель достигается тем, что нагревание древесной щепы ведут до 40-95°С электрическим током, а взрывное разделение на волокна осуществляют посредством приложения •высоковольтного электроимпульса напряжением 3-10 кВ/см в течение

1-100 мс.

Проницаемость древесины вдоль волокон для газов в 30-60 рдвыше, чем для жидкостей. Поэтому для обработки ^древесины щепы влажностью 35-50% йспользуйт сернистый ангидрид в газообразной форме. Газ в капиллярах древесины взаимодействует с водой с образованием электролита. Подготовленную таким образом древесину прогревают посредством кратковременного пропускания электрического тока небольшой плотности. В связи с тем, что теплоемкость древесины в 2,5 р.ниже теплоемкости влаги, для равномерного прогрева щепы целесообразно ток пропускать периодически. При этом повышается проводимость тоководящих каналов . ·

Повысив электропроводность древесины, к ней прилагают высоковольтный электрический импульс, создающий скачок плотности электрического тока в капиллярах древесины. Это приводит к мгновенному вскипанию жидкости в , клетках и значительному повышению давления в них, Вследствие чего происходит разрыв поперечных связей между волокнами и щепа превращается в волокнистую .массу. Такой способ позволяет сохранить природную длину волокна и одновременно интенсифицировать процесс.

Пример. Древесную щепу из ели влажностью 50% помещают в автоклав, куда подают сернистый ангидрид в количестве 2,3% от веса абсолютно сухой древесины под давлением более 400 мм рт.ст. Затем через древесину кратковременно в течение 2-4 с пропускают электрический ток напряжением 220 В, доводя температуру щепы др 40-90°С, после чего подают высоковольтный электрический импульс, напряжением 3-10 кВ/см в течение 0,01-0,02 с. Жидкость в капиллярах вскипает, создается высокое давление и щепа разделяется на волокна. Выход целевого продукта 85-96%. Из волокнистой массы со степенью полгала 40-60°Ш₽ изготавливают отливки, _ разрывная длина которых 2500-3000 м. ³ Интенсификацию процесса разруше10 ния древесины осуществляют посредством предварительного электронагрева и создания избыточного давления в порах древесины за счет пропускания электрического импульса за короткий промежуток времени (в течение

1-100 мс в зависимости от породы и размеров сырья), что повышает производительность процесса приготовления 15 волокнистой массы в 3-5 р, с затратой энергии на 1т целевого продукта 150-240 кВт ч.

Управление процессом сводится к регулированию степени измельчения 20 древесины путем изменения напряжения электрического импульса, его формы, продолжительности и мощности, а также путем изменения скорости подачи сырья относительно электродов.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к способам получени  волокнистой массы с исполь зованием сброса давлени  и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и лесной промьшленности при изготовлении бумаги, картона и древесно-волокнистых плит. Известен способ получени  волокнистой массы, когда лигноделлюлозный материал влажностью 50-90% в -виде те пы Обрабатывают микроволнами (энерги  СВЧ) с частотой 10-300 тыс. мГц в течение короткого интервала времени . Содержаща с  в щепе вода взрывообразно испар етс , разрыва  щепу на отдельные волокна iQ . Однако коэффициент полезного использовани  СВЧ-энергии определ етс  коэффициентом диэлектрических потерь воды, который при повышении температуры снижаетс . Поскольку при реализации способа предусмотрено нагревание древесной щепы, то, следовательно , количество энергии, идущей непосредственно на осуществление процесса разрушени  древесины составл ет всего лишь несколько процентов от затрачиваемой. Кроме того, использование микроволновой энергии дли разделени  щепы на волокна требует специальной защиты от радиоизлучени  обслуживающего персонала и радиосв зи , что усложн ет конструкцию устройства дл  осуществлени  этого способа . Известен также способ получени  волокнистой массы, заключающийс  в том, что щепу загружают в варочный котел, пропитывают газом, например двуокисью серы, нагревают, за счет чего в котле и в порах древесины создаетс  давление вьвде атмосферного , затем производ т мгновенный сброс давлени  с помощью открывани  клапана. При этом пропитанна  щепа выбрасываетс  и расщепл етс  на волокна . Недостатки способа - периодичность процесса, сложность и взрывоопасность реализующих этот способ конструкций, что приводит к усложнению технологни и не позвол ет интенсифицировать прюцесс. Цель изобретени  - ин -енсификаци  процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что нагревание древесной щепы ведут до 40-95°С электрическим током, а взрывное разделение на волокна осуществл ют посредством приложени  высоковольтного электроимпульса на пр жением 3-10 кВ/см в течение 1-100 МО. Проницаемость древесины вдоль волокон дл  газов в 30-60 р -выше, чем дл  жидкостей. Поэтому дл  обработки .уцревесины щепы влажностью 35-50% йспользуйт сернистый ангидрид в газо образной форме. Газ в капилл рах дре весины взаимодействует с водой с образованием электролита. Подготовленную таким образом древесину прогревают посредством кратковременного пропускани  электрического тока небольшой плотности. В св зи с тем, чт теплоемкость древесины в 2,5 р.ниже теплоемкости влаги, дл  равномерного прогрева щепы целесообразно ток пропускать периодически. При этом повышаетс  проводимость токовод цих каналов . Повысив электропроводность древесины , к ней прилагают высоковольтный электрический импульс, создак дий скачок плотности электрического тока в капилл рах древесины. Это приводит к. мгновенному вскипанию жидкости в клетках и значительному повышению давлени  в них, Вследствие чего происходит разрыв поперечных св зей меж ду волокнами и щепа превращаетс  в волокнистую .массу. Такой способ позвол ет сохранить природную длину во локна и одновременно интенсифицировать процесс. Пример. Древесную щепу из ел влажностью 50% помещают в автоклав, куда подают сернистый ангидрид в количестве 2,3% от веса абсолютно сухой древесины под давлением более 400 мм рт.ст. Затем через древесину кратковременно в течение 2-4 с пропускают электрический ток напр жением 220 В, довод  температуру щепы до 40-90 0, после чего подают высоко вольтный электрический импульс, напр жением 3-10 кВ/см в течение 0,01-0,02 с. Жидкость в капилл рах вскипает создгютс  высокое давление и щепа раздел етс  на волокна. Выход целевого продукта 85-96%. Из волокнистой массы со степенью покюла 4D-60 ШР изготавливают отливки, разрывна  длина которых 2500-3000 м. Интенсификацию процесса разрушени  древесины осуществл ют посредством предварительного злектронагрева и создани  избыточного давлени  в порах древесины за счет пропускани  электрического импульса за короткий промежуток времени (в течение 1-100 МО в зависимости от породы и размеров сьзрь ), что поаьшает производительность процесса приготовлени  волокнистой массы в 3-5 р , с затратой энергии на 1т целевого продукта 150-240 КВТ ч. Управление процессом сводитс  . к регулированюо степени измельчени  древесины путем изменени  напр жени  электрического импульса, его формы , продолжительности и мощности, а также путем изменени  скорости подачи сырь  относительно электродов. Формула изобретени  Способ получени  волокнистой массы , вк7вочающий обработку щепы сернистым газом под давлением, нагревание и взрывное разделение на волокна, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса, нагревание ведут до температуры 40-95 с электрическим током, а вз рывное разделение на волокна осуществл ют посредством приложени  высоковольтного электроимпульса напр жением 3-10 кВ/см в течение 1-100мс. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Швеции 385027, кл. D 21 в 1/30, 1975.
2. 2. Appita, 1976, 5, с. 356362 (прототип).