Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Том 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы

  1. Файлы
Назад
^азмалываемость,
число оборотов мельницы
до
достижения
35 °ШР .
730/660
Сопротивление:
разрыву,
Н-м/г
.
109/111
раздиранию,
мН-м
2
/г
9,8/9,0
продавливанию,
кПа-м
2
/г
8,7/9,0
Таким
образом, опыт завода
«Тофтен»
по
освоению установки
для
отбелки вытеснением можно считать положительным.
На
канадском
заводе
«Домтар»
башня
вытеснения
ис-
пбльзована
в
короткой схеме отбелки
Х/Д—ЩОг—ЩО
2
—ГД.
Уста-
новка
производительностью
950 т
беленой
целлюлозы
в
сутки
вве-
дена
в
эксплуатацию
в
1987
г.
После смешения
с
хлором
и
диок-
сидом
хлора масса средней концентрации
(10—12%)
поступает
в
первую
из
двух
отбельных
башен,
которая
работает
как
башня
вытеснения.
После секции хлорирования отработанный раствор
•с
ирмощью
диффузора
с
кольцевыми ситами
отбирается
из
башни,
вытесняемый
свежим раствором щелочи, содержащим диспергиро-
ванный
кислород.
После
первой ступени
ЩС>2
в
башне вытеснения
•следует
другая такая
же
ступень,
в
которой применяется
щелочной
раствор меньшей концентрации,
но
также содержащей
кислород.
Общая
продолжительность
выдержки
в
двух
ступенях
Щ(>2
со-
ставляет
90
мин. Второй щелочной раствор
в
верхней части баш-
ни
вытесняется водой. Промытая таким образом масса
перетекает
в
смесительный насос,
где к ней
добавляется
раствор
гипохлорйта.
После
этого масса пропускается
в
течение
8 мин
через реакцион-
ную
колонку, откуда
без
промывки переходит
в
питательный
МС-
иасос,
в
котором происходит смешение
с
раствором диоксида хло-
ра.
Этот насос подает массу
для
заключительной отбелки
CICb
в
отдельно
стоящую
башню,
где она
находится
в
течение
3 ч.
Из
этих примеров видно,
что
башня вытеснения хорошо
вписывается
в
технологию массы средней концентрации,
в чем и со-
стоит
ее
главное преимущество.
Сам
процесс отбелки
в
башне
вы-
теснения имеет
ряд
особенностей.
За
счет вытеснения
одного
рас.твора другим
в
слое
массы
средней
концентрации, поднимаю-
щемся
вверх
по
башне, возникают многочисленные жидкостные
потоки,
что
ускоряет диффузионные процессы, сопровождающие
проникновение
реагентов внутрь волокна
и
извлечение продуктов
реакции
из
волокна.
Это
обстоятельство должно ускорять отбелку
[63].
В то же
время
процесс
вытеснения
одного
отбель-
ного
раствора другим
не
может происходить совершенно
без
сме-
шения
этих реагентов,
что
может нарушать условия отбелки
в по-
граничных
областях
между
отдельными
ее
ступенями,
в
особенно-
сти
если соприкасающиеся жидкости различаются
по
величине
,рН,
как, например,
в
случае вытеснения
раствора
CICb
раствором
ще-
лочи
и
наоборот.
>
В
лаборатории кафедры целлюлозно-бумажного производства
ЛТА
Н. С
Вишневская
с
сотрудниками провела исследование, посвященное изуче-
нию
закономерностей
и
особенностей
динамической
отбелки
по
методу
371
вытеснения.
Опыты, проведенные
на
модельной
установке,,
показал)],
что
процесс хлорирования
по
методу
вытеснения протекает очень
неравномерно:
начальная
его
стадия происходит настолько быстро,
что
хлорная
вода
в«.
успе-
вает
проникнуть
в
глубь
слоя
массы,
сквозь
которой
она
фильтруется.
Для
процесса хлорирования была принята кинетическая модель [6],
согласи„
кото-
рой,
примерно
50%
лигнина
участвуют
в
быстрой
реакции
с
хлором,
30% —
в
медленной
реакции,
а 20%
лигнина
с
хлором
вообще
не
реагирует.
Ниже
приведены
некоторые
кинетические константы,
вычисленное
при
опытах
хлорирования лиственничной сульфатной целлюлозы
оСчнчным,
способом
(числитель)
и по
методу
вытеснения
(знаменатель).
Расход
активного
хлора
на
единицу
числа
Каппа,
°,'
0
от
волокна
О,
J8/0,18
Количество
С1О
2
в
смеси
с
хлором,
%
20/20
Константы
скорости
хлорирования,
г
-моль/мин,
при
ic
.ьературе,
°С:
20 в
начале реакции
0,113/0,789
20 в
конце реакции
0,046/0,253
40 в
начале
реакции
. .
0,166/1,336
40 в
конце реакции
0.042/0,241
Температурные
коэффициент!
в
диипа^оие
icAiiicpa:
;;,
'С
'
"20—40
. . J
<)!'/],58
'40^-60
.
i
W—
,.
Из
этих цифр
видно,
что
химические
реакции
при
хлорирован,
и
по
«поду
вытеснения
как в
начальный
период,
так и в
конечный протекают
в
5—6
'раз
быстрее,
чел при
хлорировании
в
обычных
условиях.
Это и
подтверждается
на
опыте.
В
первых установках динамической отбелки процесс хлорирования
проводилл
не в
башне
вытеснения,
а в
отдельной
башне
для
массы низкой
концентрации
со
смесителем перед ней. Лишь
с
появлением
МС-смесителей,
обеспечивающих
равномерное
смешение
хлора
с
массой
средней
концентра-
ции,
которая приводится
в
состояние флюидизации, стало возможным
ввести
ступень хлорирования
в
нижнюю
часть
башни вытеснения.
При
этом
быстрая
часть реакции целиком заканчивается
в
смесителе,
а в
нижней
секциг
башни
вытеснения происходит вторая, медленная стадия реакции.
Н.
С.
Вишневская
и Т. А.
Лазарева
[6]
изучили кинетику
отбелки
диоксидом
хлора
в
условиях, воспроизводящих метод
вытеснения.
Реакция диоксида
хлора
с
целлюлозой была условно поделена
на
три.
пери.-
ода: быстрый, медленный
и
период выдерживания.
Ниже
приведены
полу-
ченные кинетические константы (для стадии вытеснения
в
числителе
— для
быстрого периода,
в
знаменателе
— для
медленного).
Стадия
Вытеснения Выдерживания
Условные
константы скорости,
дм
3
/(моль-мин),
при
температуре,
°С:
60
0,741/0,138
0.126
70
0,994/0,158
0.142
80
1,352/0,179
0,160
Температурные коэффициенты
в
интервале
температур,
°С:
60—70
1,3/1,2
1,1
70—80
1,3/1,2
1,1
Условная
энергия активации кДж/моль,
в
интервале
температур,
°С:
.60—70
28,0/12,8
11,4
70—80
29,7 12,6 12,0
Величина
температурных
коэффициентов
и
энергии
активации
свидетель-
ствует,
что
скорость
реакции
между
диоксидом хлора
и
целлюлозным
волокном
определяется
диффузией
как в
быстрой,
так и в
медленных
стадиях
про-
цесса.
В
этой
же
работе было установлено,
что
наибольшее
влияние
на
<
вой-
ства
целлюлош
при
отбелке
С1О
2
методом вытеснения имеет
расход
С1Сь;
.ю-
сколько
меньшее
влияние
оказывают температура
и
продолжительность
;
бра-
Сотки
Химические
потери
при
отбелке вытеснением оказались
на
1,5—
2%
ниже,
чем при
обычной отбелке. Установлено,
что
отбелка
вы-кснс-
нием
дает
беленую целлюлозу
более
равномерную
по
молекулярно-ма^ш.му
распределению
по
сравнению
с
целлюлозой, получаемой обычной
отбс
лкой.
Содержание
окисленных
групп
в
беленой целлюлозе
и
показатель
пожелтения
пои
искусственном старении оказались примерно одинаковыми
длг
.'
ьч
методов.
На
одном
из
отечественных предприятий сооружена
отбельная
установка
производительностью
380
т/сут
беленой
сульфатной
цел,-
люлозы
из
древесины
лиственных
пород,
работающая
по
.м,ет,а-
ду
вытеснения.
Перед
отбелкой
в
башне вытеснения
целл»о<-
лоза
проходит
кислородно-щелочную
обработку
непосредственна
после
варки;
число
Каппа
полубеленой
целлюлозы
составляет
11—13.
В
хлорировании такой
целлюлозы
практически
нет
нуждьь,
поэтому
в
башне вытеснения
отбелка
начинается
с
обработки
ди-
оксидом
хлора. Башня вытеснения работает
по
схеме
Д]—Шл^г
2
—д
3
.
в
табл.
45
указан режим
ее
работы.
• : •
.Таблица
45
Л
V*
5*
В-5
с-е
Ыс
Ь-
Л!
ЕЬ
'
д*
,.
Из
Реагент
С1О
2
ХаОН
С1О
2
NaOH
С1О
2
Patxbi
реаген-
та,
кг/т
цел-
люлозы
12-14
15 16
5--R
7-8
2-3
Концентрация
массы.
<•„
9,0-9,5
9,5-10
9,5-10
9,5-
10
95-М
Температура,
70-75
68-72
7J-75
G8-72
70
75
Н
и
2-я
г&
O,ffl
4,5
-5,5
7,5-
8,0
5-6
8-9
5-6
Концент-
рация
о:-
та
'очного^
хлоса,
Кг,
и
5
-
0,08-^0,1
0,2-03
—
0,08-0,1
После
пуска установка
в
течение долгого времени
не
могла
из-
бавиться
от
затруднений,
а
качество беленой целлюлозы остава-
лось
неудовлетворительным. Несмотря
на
перерасход
отбеливаю-
щих
реагентов
в 1,5
раза против цифр, указанных выше,
белизна
целлюлозы
не
поднималась
выше
82—8Л%.
Наблюдалось
чгл^ое
нарушение гидродинамического режима работы
диффузорных
сит
из-за
забивания
их
минерально-смоляными
осадками.
Как
выявило обследование, проведенное
Н. С.
Вишневской
и
Т. А.
Тумановой
[41],
в
составе этих осадков,
помимо
вредной
смолы,
содержатся
карбонаты
и
сульфаты
Mg и Са.
Было
пред-
373
ложено
промывать сита растворами сернистой кислоты (концент-
рацией
10 кг
SO
2
в 1 м
3
) или
щелочи
(100—110
кг
NaOH/м
3
)
при
70°С
Наблюдения
за
работой башни показали,
что рН
фильтратов
щелочных ступеней
не
выше 6,3,
а в
зонах отбелки диоксидом хло-
ра рН на
уровне
5—6.
Очевидно,
в
башне происходило
заметное
смешение растворов,
и это
обстоятельство являлось основной при-
чиной
наблюдавшихся затруднений.
, ,
4.4.3.
Отбелка
в
газовой
фазе
Примером обработки целлюлозы
в
газовой
фазе
является;
'ЩЦО
в вы-
сокой
концентрации
массы:
в
кислородном реакторе
целлюлоз^
в
Bttfte
кусоч
ков или
лепестков реагирует
с
газообразным кислородом Этот
принцип
Можно
использовать
и при
других
операциях,
хлорировании,
щелочении,
отбелке/
Д||ок-
сиДом
хлора
В
этих
случаях можно применить газообразные
Натриевую
щелочь
заменить
аммиаком [58].
За
рубежом
техника
целлюлозы
в
газовой
фазе
не
получила
большого
развития,
так
каД
ществлении
этого метода требуется много дополнительного
в
коррозионно-стойком
исполнении
[48] Однако отдельные
установйиже
пойвились; примером
может
служить
сульфатцеллюлозный
завод
^Вео1*$оет»
*
США,
где
введена
в
эксплуатцию установка
для
отбелки
в
|ггазвво;р
фазе
производительностью
500
т/сут
[45].
В
нашей стране серьезное
ифледо^ание
метода
газовой
отбелки
провел
в
УкрНИИБе
В П.
Зайлатин
$1|,*42].
Работа
завершена созданием полузаводской установки
и
проекта
промУ^йлёц-
ной
установки
производительностью
160 т
целлюлозы
в
сутки.
^
л,'
При
аппаратурном оформлении газовой отбелки используется
принцип
об-
работки
целлюлозы
в
восходящем
токе
газа, давление
KOToporrf
доста-
точно
для
удержания лепестков
в
состоянии витания
ПродЬлжительфсть
пребывания
целлюлозы
в
реакционном пространстве
при
этом
составляет
JBcefо
несколько
минут
Таким образом, отбелка
в
газовой фазе представляет
Вобой
метод быстрой отбелки Предпосылкой
для
осуществления
быстрее
процесса
является
большая поверхность соприкосновения кусочков
целлюлозы»,
с
fasQitt.
Газообразный
реагент непосредственно
с
твердой фазой
не*
реагируе'ту-
ят&бы
вступить
в
реакцию,
он
должен раствориться
в том
количестве
,;жидкой,
фазы,
которое
сопровождает целлюлозу
и,
диффундируя внутрь волокна
из
pactriofla,
реагировать
с
лигнином
и
углеводами Малое количество
г
во*дй,
в
массе
после предварительного отжима, предопределяет
относительно'
концентрацию
реагента
в
образующемся растворе,
чтЬ»
конечно,
^скбряет
реакцию
Абсорбции
же
реагента
из
газообразной фазы
способствует
высокая
•концентрация
газа Например,
при
хлорировании
хлоргазом
конДентрлцияТ^йора
в
га^е
как
правило, составляет
не
менее
50%
Повышение
'Температуры
дей-
ствует неоднозначно ускоряя реакцию между
раствором
ц.
всь^окнрм.'пО^О
может задерживать абсорбцию газа,
так как
растворимость
газов
в
,ЕГРДС
с
повышением
температуры ухудшается Поэтому
темгЩратура,
оптимальная
для
отбелки
в
растворе, может
не
оказаться таковой
при
отбелку
в
газовой
фазе
На рис 181
изображено устройство реактора
для
хлорирования
.цеч-
даолош
в
газовой
фазе
конструкции НИИЦмаша [26,
с
324]
Реактор
р'а^счи-
тан
на
производительность
160 т
целлюлозы
в
сутки
Высота
его
составляет
374
Рис 181
Устройство
реактора
для
отбел
ки
в
газовой
фазе
/
—рыхштель
массы
2
—
реакционндя
мсп,
•i
—
конфузор,
-I
—
колонкч
5 —
диффузор,
6 —
камера
выдерживания,
?
—
разгружагель
Н
—
камера
разбавления
массы,
9 —
подвод
оборо!
ной
воды
10
перемешивающее
усгроисшо
/ЧПССЫ
Отбор
газовой
16 м,
общий
объем
40
М
3
,
объем
реакци
CM6CU.
оннои
камеры
равен
8
м°
Предполага
стся,
что
целлюлоза
поступает
в
реактор
распушенная
на
лепестки сухостью
27—35%,
а
хлоргаз
— под
давлением
25 Па и при
температуре
не
более
35°С
В
верхней час-
ти
реактора расположен ротационный рых-
литель
поступающей
массы
с
непосредст-
венным
приводом
от
вертикального элект-
родвигателя мощностью
55 кВт
Частота
вращения
ротора регулируется
тиристор-
ным
преобразователем
в
пределах
247—
740
мин—
1
Реакционна^
часть представ-
ляет
собой вертикальную колонку, состо
ящую
из
приемной
воронки (конфузора),
собственно реакционной колонки
и
диф-
фузора, куда подается хлоргаз.
Газ
про-
ходит через
реакционную
колонку
снизу
вверх
противотоком
к
падающим лепест-
кам
целлюлозы
и за
счет динамического
давления задерживает
их
падение, вызывая
витание
Отработанный
газ
отводится
из
конфузора
Предусмотрена возможность
частичного
возврата
гаЗа
на
циркуляцию
в
колонке
с
целью
более
полного исполь-
зования хлора
Расчетная
продолжитель-
ность прохождения целлюлозы через реак
ционную
часть
равна
1 мин
Реакция
хло
рирования
завершается
в
выдерживателе,
объем
которого составляет около
10
м
3
,
где
целлюлоза
задерживается
в
течение
10 мин (за
счет
уплотнения
слоя)
и от-
куда
она
выгружателе4
выпускается
в
разбавительную
камер'У,
размещенную
в
нижней части
реактора
После разбав-
ления
оборотной
водой'
до
концентрации
2—3%
хлорированная
Йасса
насосом
от-
качивается
на
вакуум-фильтр
для
промывки.
Реактор
целиком изготовляется
из
титана марки
ВТНО
На рис 182
изображена схема пятиступенчатой
установки
для
отбелки целлюлозы газообразными реагентами
с
использованием хлора,
airf-
чиййа'
'и
диоксида хлора Предусматривается возможность
многократного
375»
хлорированной
сульфагнои
хвошюп
и
лиственной
н
сульфитом
целлюлоз
ам-
миаком [И]. Оптимальными условиями
оказались
следующие:
температура
80—90°С,
продолжительность
реакции
1
мин,
дозировка
аммиака—117°i
0
от
эквивалентного количества
NaOH.
В
табл.
46
приведены полученные
результаты,
которые
свидетельствуют,
что
щелочение
газообразным аммиаком
ароиг
дит
успешно
и
обеспечивает нормальную
степень
делигнпфикацип.
Вязкость
целлюлозы
оказалась несколько выше,
а
\ii.vii
-ICCKI
e
'а
гори
меньше
при
щелочении
газообразным
аммиаком
но
сравнен!
;г
с
о">'
••
ъш
щело.чением
натриевой щелочью
в
жидкой
фазе.
Опыты
отбелки
газообраз
.ым
диоксидом хлора также были
успешными.
В. П.
Заплати
[7]
разработал
Mt
тод
масштабного
перехода
от
пилотной
установки
к
промь
шлен.юп
при
газовой отбелке. Этот метод позволил
создать
уже
упоминавшийся пргект
промышленной
установки производительностью
160
т/сут.
Т а б л
и
ц л
4<>
Показатель
Рае:
о
1
рецепта,
% от
a'i
олютио
cy-
ХОГО
ВО'ЮКПЛ
Степень
;e.uu
чпфикацнн
по пе; м
л-
ганатному
числу
. . . .
Вязкость целлюлозы,
мПа-с
Химические
потери,
°
0
Г.
-
!ьп
а.на>
\!«Лная
NaOH
25
:•
1
-,<>
\П,
1,3
7,«
811
1,0
целлюлоза
лис
1
венная
NaOH
1,6
'2
1
940
'2,9
NH,
0,8
3,9
1078
1,8
С>
льфп
г
лая
ХНОЙШИ!
Lt^-
ЛЮ.Ю-,,|
NaOH
3,')
1,6
1003
2,8'
NH,
1,")
2,4
1204
1,8
4.5. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
И
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ
ПРОЦЕССОВ ОТБЕЛКИ
И
ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ
4.5.1.
Химические
потери
и
выход
беленой
целлюлозы
При
отбелке
и в
особенности
при
облагораживании происходят
значительные
химические
потери
массы волокна
вследствие
разрушения
и
перехода
в
раствор
органических
веществ
—
-лигни-
на,
гемицеллюлоз, экстрактивных
веществ
и
частично
целлюлозы.
Химические потери
при
отбелке
без
облагораживания
в
основном
определяются
содержанием лигнина
в
небеленой
целлюлозе,
так
как
отбелка
обеспечивает
практически полную
делигнификацию
волокна.
Более
или
менее
полно
переходят
в
раствор
или
эмуль-
гируются
экстрактивные
вещества.
Что же
касается
гемпцеллю-
лоз,
то они
разрушаются
лишь
частично,
а
повреждение
целлюло-
зы при
отбелке
ограничивается изменением
вязкости,
СП,
появле-
3,77
нием
окисленных
групп.
Приблизительно можно считать,
что на
каждый процент удаленного лигнина
переходит
в
раствор
1^1,5%
сопровождающих
органических
веществ
при
отбелке сульфитной
мягкой
целлюлозы
и
0,75—1%
при
отбелке сульфатной средне-
жесткой. Кроме содержания
лигнина,
на
величину химических
по-
терь
при
отбелке
влияет конечная белизна беленой целлюлозы:
чем она
выше,
тем
больше потери.
Для
подсчета химических
по-
терь
при
отбелке,
%,
по
современным многоступенчатым схемам
без
облагораживания можно предложить следующие условные
формулы:
для
сульфитной
мягкой
целлюлозы
л
as
2.15C,-1
0,1(^-70);
для
сульфитной
средне
ж
ест
кой
целлюлозы
«з*
1,7,:С
Л
-f
0,08
(£
—
б')),
где
Сл—содержание
лигнина
в
небеленой целлюлозе,
%;
Б
—
конечная белизна,
%.
Для
примера
при
отбелке
сульфитной целлюлозы примем:
С
л
=
2%,
5
=
85%.
Получим:
«=2,25-2+0,1
(85—70)
=6%.
Для
отбелки сульфатной целлюлозы возьмем:
Сп=4,5%,
£=90%.
Получим:
п
=
1,75-4,5+
0,08-
(90—60)
=10,3%.
Примерно
в
таких
пределах
химические потери
колеблются
на
практике.
При
производстве облагороженных целлюлоз необ-
ходимо
учесть
химические
потери
при
облагораживании.
Как
говорилось выше, потери
при
горячем облагораживании очень
велики
и
величина
их
зависит
от
степени облагораживания, выра-
жаемой содержанием альфа-целлюлозы
в
облагороженной целлю-
лозе. Примерно можно считать,
что
повышение содержания альфа-
целлюлозы
на
0,1%
означает увеличение химических потерь
на
0,5%. Например, если содержание альфа-целлюлозы
в
небеленой
целлюлозе было
88,5%,
а в
облагороженной целлюлозе
оно
воз-
росло
до
92,5%,
то
потери примерно составят:
(92,5—88,5)
-10-0,5
=
=
20%.
Их
необходимо добавить
к
потерям
при
отбелке.
При хо-
лодном
и
холодно-горячем облагораживании потери значительно
меньше
и в
среднем
для
производственных условий составляют
8—10%.
Кроме химических потерь,
на
выход
беленой
целлюлозы
из
небеленой оказывают влияние механические потери
мелкого волокна
с
промоями.
Эти
потери, очевидно, определяются
количеством
сточных
вод и
концентрацией
в них
волокна. Коли-
чество
сточных
вод,
грубо
говоря, равно
расходу
свежей
воды
(см.
следующий параграф).
На
современных предприятиях
при
пяти-
шестиступенчатых
схемах отбелки расход свежей воды составля-
ет
50—60
м
3
/т
беленой целлюлозы. Принимая концентрацию
во-
локна
в
сточных
водах
в
среднем
равной
100
г/м
3
,, получим,
что
378
со
сточными водами теряется
5—6
кг
волокна
на 1 т
целлюлозы
или
примерно
0,5—0,6%.
На
практике
можно
встретить
и
гораздо
большие цифры. Имея цифры химических потерь
и
промоя волок-
на,
легко подсчитать
выход
беленой
целлюлозы
из не-
беленой,
%:
Ъ
=
100 —
(«!
+
я
2
),
где
«1—химические
потери,
% от
небеленой целлюлозы;
пг
—
про-
мой
волокна,
% от
небеленой целлюлозы.
При
производстве беленой сульфитной целлюлозы
для
бумаги
нормальной
цифрой
выхода
можно признать
92—93%,
при
произ-
водстве
беленой
сульфатной
—
88—89%,
в то
время
как для
вис-
козной облагороженной целлюлозы выход
может
составлять
всего
72—74%,
а для
холодно-облагороженной
кордной
—
89—90%
(в
последнем случае выход относится
к
небеленой
предгидрОлйз-
ной
целлюлозе).
4.5.2.
Расход
отбеливающих реагентов
Удельный
расход
отбеливающих реагентов выражается обычно
в
килограммах
на 1 т
воздушно-сухой
беленой целлюлозы
иди
же
в
процентах
к
массе волокна
на
соответствующей ступени отбелки.
Наиболее важным показателем является
общий
расход
ак-
тивного
хлора.
При
расчете
его
расход
гипохлорита
и
диок-
сида хлора пересчитывается
на
единицы активного хлора
и
добав-
ляется
к
расходу
молекулярного хлора
на
хлорирование.
Очевидно,
чтоиобщгй
расход хлора
на
отбелку
в
основном зависит
от
содер-
жания
лигнина
в
небеленой целлюлозе.
В п.
3.2.1 главы
3
указы-
валось,
что
расход хлора
на
отбелку сульфатной целлюлозы
при
одинаковом
содержании лигнина выше,
чем на
отбелку сульфит-
ной
целлюлозы, причем разница особенно велика
для
целлюлоз
средней жесткости, содержащих
4—5%
лигнина.
Эта
разница,
од-
на,ко,
касается только хвойных целлюлоз.
Для
лис
i
венной
целлю-
лозы
как
сульфитной,
так и
сульфатной
расход хлора
на
отбелку
остается примерно одинаковым
при
одном
и том же
содержании
лигнина.
Следовательно, сульфатная лиственная целлюлоза требу-
ет
меньшего расхода хлора,
чем
хвойная
при
одинаковом содержа-
щщ
лигнина. Небольшое дополнительное количество активного
хлора,
правда, требуется
для
окисления
экстрактивных
веществ
лиственной
целлюлозы
(0,2—0,4%).
Примерно
можно принять,
что на 1%
лигнина
в
небеленой
целлюлозе
на
отбелку сульфитной еловой
и
сульфатной
листвен-
ной
целлюлозы необходимо расходовать
1,5—2%
активного хлора
от
массы волокна,
на
отбелку сульфатной
хвойной
—
2—2,5%-,
Из
общего расхода
в
виде молекулярного хлора
(и
диоксида, если
он
добавляется)
на
хлорирование сульфитной еловой
и
сульфатной
лиственной
целлюлозы расходуют около 50%,
на
хлорирование
379
сульфатной хвойной
—
75
—
80%.
Остальное количество хлора
ис-
нользуется
в
виде
гипохлорита
и
диоксида
на
добелку.
Расход
щелочи
на
щелочение зависит
от
расхода
хлора
на
хлорирование
н
примерно
составляет
40
—
50%
(в
единицах
NaOH)
от
этого количества. Конечно,
на
расход отбеливающих
реагентов оказывает влияние
и
схема отбелки,
как
свидетельству-
ют
гриведенные
выше многочисленные примеры,
а
также
степень
бел!1_шы,
до
которой должна быть отбелена целлюлоза.
В
частно-
сти,
расход
СЮд
целиком определяется степенью белизны.
Для
примера
рассчитаем
расход
реагентов
для
отбелки сульфатной
хвойной
целлюлозы средней жесткости, содержащей
5%
лигнина,
которую
нужно
отбелить
до
90%-ной
белизны
по
стандартной схеме
X
—
Щ—
Д--Щ
—
Д.
Принимаем
общий удельный расход хлора
равным
2% на 1%
лигнина,
или
всего
2-5=10%
от
волокна.
Из них на
хлорирование выделяем 75%,
или
0,75-10=7,5%
от
волокна
и на
отбелку диоксидом хлора
10
—
7,5=2,5%
от
волокна.
В
единицах
С1О
а
расход
на
добелку составит
2,5:2,63
=
0,95%
от
волокна.
Из них
0,6%
С10
2
зададим
на
ступень
Д| и
0,35%
на
ступень
Д
2
.
Расход
шелочи примем равным
50% от
расхода хлора
на
хлорирование,
т. е.
7,5-0,5
=
3,75% NaOH
от
волокна.
Из них
2,5% NaOH используем
для
щело-
чения
после хлорирования
и
1,25%
на
щелочение между ступенями отбелки
диоксидом хлора.
Чтобы перевести расход реагентов, выраженный
в
процентах
от
массы
небеленого волокна,
в
кг/т беленой целлюлозы, надо принять
во
внимание
потери
при
отбелке.
Допустим,
они
составляют 10%. Тогда, например,
расход
7.5
IHO
хлора
на
хлорирование
в
пересчете
составит
т—ц
' 880 •
.
__ ...
=
74
кг/т воз-
душно-сухой
беленой целлюлозы.
После
такого
же
пересчета получаем
расход
CIO»
на
первое щелочение 24,6
кг, на
второе щелочение 12,3 кг/т воздушно-
сухой беленой целлюлозы.
4.5.3.
Материальный
баланс
процесса
отбелки
Для
выяснения
всех материальных показателей, характеризующих процесс
отбелки
целлюлозы, необходимо составить
материальный
баланс.
Воспользуемся
как
исходными некоторыми
цифрами
ьз
примера
в
предыдущем
параграфе,
относящимися
к
расходу реагентов
при
пятиступенчатой
отбелке
сульфатной целлюлозы
по
схеме
X—
Щ
—
Д
—
Щ
—
Д
до
белизны 90%. Расчет
будем
вести
на 1 т
воздушно-сухой беленой целлюлозы, содержащей
880 кг
абсолютно
сухого волокна. Примем,
что
суммарные
химические
потери волокна
составляют
10% от
беленой целлюлозы,
н
распределим
их по
ступеням
обра-
ботки
таким
образом:
хлорирование
(X) —
3,5%
или
880-0,035
=
30,8
кг;
первое щелочение
(Щ|)—
3,5%
или
30,8
кг;
гервая
отбелка диоксидом хлора
(ДО
—
1,5%
или
880-0,015=13,2
кг;
второе
щелочение
(Щ
2
)—
1%,
или
880-0,01=8,8
кг.
вторая
отбелка диоксидом хлора
(Дг)
—
0,5%,
или
880-0,005
= 4,4 кг.
Проверка:
30,8+30,8+13,2+8,8
+ 4,4 = 88 кг
(10%
от 880
кг).
Промывка
массы между
ступенями
отбелки, допустим, происходит
на
380
  • 2008 — 2025 «СтудМед»