Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
54
Осветленную сырую кислоту превращают в варочную и используют для варки сульфитной целлюлозы. Обычно запас кислоты поддерживается на уровне полуторасуточного расхода, причем часть этого запаса хранят в виде сырой, а часть — в виде варочной кислоты.
Технология сульфитной варки. Варка сульфитной целлюлозы может осуществляться периодическим и непрерывным методами. Однако трудность практического осуществления непрерывной сульфитной варки до настоящего времени сохраняет преимущественно периодический характер сульфитно-целлюлозного производства. Варка осуществляется в вертикальных стационарных котлах вместимостью от 160 до 400 м3, стальной корпус которых изнутри защищен кислотоупорной футеровкой. В последнее время чаще используют биметаллические котлы сварной конструкции. Порядок проведения операций при сульфитной варке аналогичен сульфатному периодическому процессу, за исключением некоторых специфических особенностей в характере их выполнения.
Загрузка котла щепой. Загрузка проводится так же, как и при сульфатном методе. Количество загруженной в котел щепы имеет исключительно важное значение, так как от этого зависит производительность котла. При естественной засыпке щепы в 1 м3 объема котла помещается от 0,33 до 0,37 пл. м3 древесины или при влажности щепы 25 %, плотности еловой древесины 430 кг/м3 и объемной степени наполнения котла 0,35 м3/м3 примерно 137 кг а.с.д. Для повышения степени наполнения котла применяют воздушные и паровые уплотнители щепы. Наибольшего внимания заслужили паровые уплотнители, позволяющие довести степень наполнения котла до 0,42...0,5O (примерно 170...210 кг а.с.ц./м3) с одновременным прогревом щепы до температуры 75...80 0C
В отличие от сульфатной варки более полное предварительное удаление заключенного в щепе воздуха является обязательным условием успешной сульфитной варки. Оказывая противодействие проникновению кислоты в древесину, он замедляет процесс жидкостной пропитки и способствует нежелательному явлению — опережающей диффузии SO2 в древесную ткань. Кроме того, постепенно выделяясь из щепы в процессе пропитки, воздух ускоряет рост давления в парогазовом пространстве котла, что требует проведения первой сдувки в более ранней стадии и вызывает обеднение кислоты растворенным SO2, ухудшая условия заварки.
Наиболее простым и распространенным методом удаления воздуха является пропарка щепы паром, одновременно также повышающая плотность загрузки щепы в котел. Для пропарки применяется слегка перегре
55
тый пар с температурой не выше 160... ISO0C Для полноты удаления воздуха температуру прогрева щепы доводят до 95... 100 0C Расход пара на пропарку составляет от 0,25 до 0,35 т на 1 т целлюлозы.
Наполнение котла кислотой. После загрузки котла щепой и пропарки, а чаще совмещая с этими операциями, в котел насосом закачивают варочную кислоту. Закачка кислоты длится 20...30 мин. В зависимости от метода обогрева котел заливают кислотой полностью «под крышку» (непрямой обогрев) либо оставляют свободное пространство в 5... 10 м3, учитывая возможность размещения в котле конденсата пара (прямой обогрев).
Объем кислоты, заливаемой в котел, зависит от степени наполнения котла щепой. Кислота, следовательно, заполняет оставшееся свободное пространство. Если степень заполнения котла, например,0,35 пл. м3/ м3, то объем кислоты, очевидно, составит 0,65 м3 на 1 м3 объема котла. Фактически объем кислоты в 1 м3 объема котла будет несколько больше, так как некоторая ее часть уже во время закачки успевает впитаться в древесину. Максимальный объем кислоты, который может быть поглощен щепой при пропитке, определяется плотностью и влажностью древесины.
Варка. Варка условно делится на два периода: заварку •— подъем температуры от начальной 50...70 0C до 105...1150C и пребывание на этой температуре • — и собственно варку, охватывающую остальной период от подъема температуры до конечной (128...1550C) до завершения варочного процесса.
Продолжительность заварки составляет от 2 до 6 ч и зависит главным образом от крепости кислоты, ее температуры и влажности щепы. В период заварки происходит пропитка щепы варочной кислотой и сульфо-нирование лигнина в твердой фазе. Более полному завершению этих процессов служит пребывание при температуре 105...115 0C, что отличает сульфитный варочный процесс от сульфатного и других разновидностей варок. Это обусловливается наличием большого количества растворенного SO2. При проникновении сульфитной кислоты в щепу растворенный SO2 частично выделяется и в газообразном виде гораздо быстрее достигает лигнина, чем ионы гидросульфита HSO3, создавая тем самым высокую кислотность. Повышение температуры в этих условиях выше 105...115 0C может вызвать конденсацию лигнина и испортить варку.
Температурный график варки сульфитной целлюлозы средней жесткости с кислотой на натриевом основании следующий: период заварки составляет 4,5 ч, варки — около 4 ч. Одновременно с ростом температуры в
56
котле увеличивается и давление. Уже при достижении температуры 80...100 0C давление в котле, за счет выделения из кислоты свободного SOz и воздуха из древесины, достигает предельно допустимое (0,6...0,65 МПа). Для дальнейшего подъема температуры необходимо проводить сдувку парогазовой смеси. С целью поддержания давления в котле на постоянном уровне наиболее целесообразно производить непрерывную сдувку. Сдуваемую парогазовую смесь направляют в систему регенерации SO2 и тепла сдувок.
