Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 1.7
Режим отбелки целлюлозы по схеме Х-Щ-Д-Щ-Д-К
Ступень отбелки Концентрация массы, % Продолжительность обработки, мин Темпе- pH среды Белящие реагенты Расход реагентов, % массы целлюлозы Хлорирование 3 60 16 1,5...2,5 Cl2 5,6 Щелочение 11...12 120 70 10...12 NaOH 2,0 Обработка 10...12 210 80 7,5 ClO2 0,6 диоксидом хлора NaOH 0,22 Щелочение 11...12 120 65 10...12 NaOH 2,0 Обработка диок- 10...12 120 80 7,5 ClO2 0,4 сидом хлора NaOH 0,12 Кисловка Сернистая кислота подается в винто- SO2 1,0 вой конвейер последнего промывного фильтра В табл. 1.8 приведены показатели качества беленой сульфитной и сульфатной целлюлоз после их отбелки по различным схемам.
Таблица 1.8
Показатели качества целлюлозы после отбелки
Схема отбелки Белизна, % Вяз- Разрыв- Сопротивление
кость, ная дли- надлому, число
МПа-с на, M двойных перегибов Сульфитная целлюлоза - 225 9 500 3 100 небеленая Х-Щ-Г 92,0 35 8 000 1 100 Х-Щ-Г-Щ-Г 92,0 33 9 200 2 500 Х-Щ-Г-Щ-Д 92,6 139 9 700 4 800 Сульфатная целлюлоза -' 120 11 500 7 200 небеленая Х-Щ-Г 80,4 17,5 11 100 5 400 Х-Щ-Х-Щ-Г-Щ-Д 86,8 42,6 11 400 9 000 х-щ-г-щ-д-щ-д 89,5 40,3 11 400 9 500 84
Кислородн о-щ елочная отбелка полуфабрикатов(КЩ) изобретена в СССР проф. В. М. Никитиным. Первые промышленные установки кислородно-щелочной отбелки введены в эксплуатацию в 1970 г. Метод такой отбелки основан на благоприятном окислительном воздействии молекулярного кислорода на лигнин древесных волокон в щелочной среде. Кислородно-щелочная обработка позволяет удалить практически весь лигнин (до 95 %). Однако такая высокая степень делигнификации целлюлозы кислородом в присутствии щелочи сопровождается значительным снижением выхода и ухудшением свойств. Поэтому глубину делигнификации целлюлозы ограничивают определенными пределами и, кроме того, для уменьшения окислительной деструкции углеводной части вводят стабилизаторы — различные соединения магния (магниевые комплексы).
Кислородно-щелочная отбелка обладает следующими преимуществами: значительно сокращается общий объем сточных вод и их токсичность; сокращается расход хлора на отбелку на 50... 80 %, а в некоторых случаях возможно полное его исключение; отработанный щелок может быть использован для приготовления варочных растворов; легче решаются проблемы удаления смолистых веществ; возможно полное отбеливание костры; химические потери волокна при отбелке сульфатной целлюлозы для бумаги уменьшаются на 1...2 %, а при отбелке и облагораживании сульфитной целлюлозы для химической переработки - до 6 %.
Сущность метода отбелки полуфабрикатов газообразными реагентами заключается в обработке распушенной целлюлозы концентрацией 30...4O % газообразными реагентами в реакторах специальной конструкции, где осуществлено противоточное движение массы и газа. Продолжительность отбелки массы по схеме Х-А-Д-А-Д в установках незначительна: так, процесс хлорирования продолжается 1...5 мин, обработка аммиаком - секунды, а делигнификация диоксидом хлора - около 20 мин.
Динамическая отбелка - новый метод, основанный на непрерывном перемещении не только волокна в реакторе, но и раствора отбеливающего реагента относительно волокна. Такой характер ведения процесса способствует интенсивному удалению продуктов реакции от пограничного слоя волокно-раствор и обеспечивает высокую движущую силу химических реакций. В результате скорость процесса значительно повышается, продолжительность отбелки снижается в несколько раз и завершается в течение 10..Л5 мин. Перемещение раствора отбеливающего
85
реагента относительно волокна осуществляется его непрерывным прокачиванием (вытеснением) через слой движущейся массы.
Обработка массы осуществляется при концентрации 10... 12 % без промежуточной промывки целлюлозы между ступенями отбелки, так как при вытеснении одного реагента другим смешения их из-за отсутствия перемешивания массы не происходит. В настоящее время уже работает несколько установок этого типа производительностью более 500 т/сут каждая. Отбелка методом вытеснения является важнейшим этапом в решении проблемы снижения металлоемкости, энергоемкости оборудования, уменьшения объема сточных вод и их токсичности.
С начала 80-х гг. отбелка целлюлозы стала привлекать особое внимание общественности и производителей целлюлозы в связи с наличием хлорорганических соединений, как в стоках отбельных цехов целлюлозных заводов, так и в готовой продукции целлюлозно-бумажной промышленности. Это так называемые AOX (абсорбируемые органические галогены), в том числе весьма опасных веществ - хлордиоксинов и хлорфуранов. Альтернативой существующим способам отбелки являются новые разработанные схемы отбелки, получившие аббревиатуру ECF (схема ДЕЩ0ПД) или TCF (схема ZEn10nZP), где - Д - диоксид хлора, Ещоп - щелочение с использованием кислорода и перекиси водорода, Z - озон, P - перекись водорода). Испытания бесхлорной целлюлозы (TCF) на одной из фабрик, производящей бумагу для печати, показали, что, по сравнению с целлюлозой (ECF), она имеет лучшие характеристики: более высокие белизну (хвойная - 89 %, лиственная - 90% ИСО); стабильность белизны; способность к размолу; небольшое снижение вязкости; равный уровень прочности; улучшение качества стоков.
