Введение к работе
з
Актуальность темы. В настоящее время на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности вырабатывается свыше тридцати марок фильтровальных видов бумаги и картона для различных отраслей народного хозяйства.
Необходимость создания широкого ассортимента фильтровальных материалов вызвана разнообразными условиями их применения.
Потребность в увеличении ассортимента и требования к качеству фильтровальных видов бумаги и картона для машиностроения постоянно возрастают. Это объясняется увеличением объема производства двигателей внутреннего сгорания, а также необходимостью улучшения эффективности улавливания загрязнений и повышения срока службы фильтрующих элементов.
В последние годы основным сырьем для современных отечественных и зарубежных фильтровальных видов бумаги и картона являются достаточно дорогие и дефицитные виды облагороженной беленой хвойной целлюлозы для химической переработки, хлопковая целлюлоза, вискозное волокно, некоторые виды синтетических волокон. Более доступным и дешевым сырьем является целлюлоза из лиственных пород древесины, как исходная, так и мерсеризованная. Однако процесс мерсеризации сопровождается сбросом большого количества загрязненных сточных вод. Кроме того, было замечено, что бумага, изготовленная из более делигнифицированной целлюлозы, имеет повышенное сопротивление потоку воздуха и более низкий коэффициент фильтрующего действия.
В этой связи в настоящее время возникла необходимость создания новых филь- тровальных материалов на основе более дешевого, менее дефицитного сырья с использованием экологически чистой технологии.
Работа выполнялась в соответствии с заявками НАМИ на разработку и освоение нового фильтровального материала с тонкостью фильтрования до 15мкмидо30 мкм для очистки дизельного топлива.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка на основе экспериментальных данных научно обоснованной технологии новой пропитанной фильтровальной бумаги для очистки дизельного топлива.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить возможности применения полуфабрикатов высокого выхода в производстве фильтровальных видов бумаги.
-
Установить оптимальный режим производства полуфабрикатов высокого выхода из лиственной древесины, пригодных для производства фильтровальных материа-
4 ЛОВ.
3. Исследовать возможность придания фильтровальной бумаге
специальных свойств с помощью новых химических добавок.
4. Разработать технологию новой фильтровальной бумаги для очистки дизель
ного топлива.
Научная новизна. Установлена взаимосвязь природы, строения и расположения волокон ХТММ с низкой степенью помола с важнейшими эксплуатационными показателями фильтровальной бумаги, обусловленными ее каппилярно-пористой структурой, а именно: максимальным размером пор, характеризуемым герметичностью и общей пористостью; пропускной способностью, определяемой сопротивлением потоку воздуха. Показано, что только волокно ХТММ с низкой степенью помола обладает свойствами и структурными особенностями, позволяющими использовать его в производстве фильтровальных материалов.
Определен оптимальный волокнистый состав фильтровальной бумаги-основы без использования мерсеризованной и хлопковой целлюлозы.С помощью компьютерной обработки результатов эксперимента установлено, что параметры данной бумаги обеспечивают свойства материала для очистки жидкого топлива.
Исследован режим производства полуфабрикатов высокого выхода и экспериментально обоснована целесообразность применения в производстве фильтровальных видов бумаги ХТММ со степенью помола до 25 град.ШР из лиственных пород древесины. Установлена экологическая ценность применения волокна химико-термомеханической массы в производстве фильтровальной бумаги взамен традиционно применяемых видов целлюлозы.
Исследован процесс пропитки фильтровальной бумаги-основы новыми химическими добавками. Установлено влияние выбранных пропиточных растворов на эксплуатационные и структурно-фильтрующие свойства бумаги.
Определен состав нового пропиточного раствора, включающего в себя мало-фенольную смолу вместо применяемых традиционно бакелитовых лаков и являющегося в экологическом отношении более чистым.
Результаты исследований были положены в основу разработанной технологии фильтровальной бумаги для очистки дизельного топлива. Новизна работы подтверждена выдачей патента на волокнистый состав.
Практическая ценность. В результате исследований разработан новый вид пропитанной фильтровальной бумаги двух модификаций: для тонкой полнопоточной и грубой частичнопоточной очистки дизельного топлива в двигателях внутреннего сгорания.
Разработан такой состав композиционной бумаги, который обеспечивает снижение затрат на производство. Установлено, что применение ХТММ, в отличии от традиционных видов целлюлозы, исключает затраты на приобретение дорогостоящей хлопковой целлюлозы, а также на мерсеризацию и, соответственно, на последующую очистку сточной воды.
Ожидаемый годовой экономический эффект, рассчитанный на начало 1992 года, который может быть получен от результатов работы, составил 10 млн. 900 тыс.рублей.
Реализация работы в промышленности. Производство новой фильтровальной бумаги предполагается освоить на Косинской бумажной фабрике после проведения запланированной реконструкции.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на двух международных и одной всесоюзной конференциях - международная конференция "Научные основы прогресса технологии производства бумаги", 1991 г., международный симпозиум "Экологически безопасный завод будущего в целлюлозно-бумажной промышленности", 1991 г., VI Всесоюзная конференция по физике и химии целлюлозы, 1990 г.
Публикации работы. По материалам диссертации опубликовано 5 тезисов стендовых сообщений и получено положительное решение на патент.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, общих выводов, перечня литературы, содержащего 98 источников. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 10 таблиц и 4 приложения.
Автор защищает. - Технологию полуфабрикатов высокого выхода, пригодных для применения в композиции фильтровальной бумаги;
Разработанный волокнистый состав, обеспечивающий получение фильтровальной бумаги с заданными свойствами;
Разработанный процесс пропитки с применением нового пропиточного раствора;
Разработанную технологию фильтровальной бумаги для очистки дизельного топлива.