книги / Отбелка целлюлозы
..pdf
в сочетании с продленной варкой обеспечивает достижение того же числа Каппа, что и нормальная варка с кислородной ступенью под давлением.
Химикаты из щелока после КЩО можно регенерировать, направив их на выпарку совместно с крепкими щелоками суль- фат-целлюлозного производства. Возможно также использование щелоков кислородно-щелочной ступени для промывки небеленой сульфатной целлюлозы.
На рис. 21 и 22 приведены схемы отбелки целлюлозы с использованием насосов и смесителей «МС».
На рис. 23 приведена технологическая схема всего потока производства беленой сульфатной целлюлозы.
Рис. 21. Схема окислительной делигнификации целлюлозы
111
Рис. 22. Схемы отбелки целлюлозы с использованием насосов и смесителей «МС»: а – с раздельной установкой насосов и смесителей «МС»; б – с установкой комбинированных насосов – смесителей «МС»
112
Рис. 23. Технологическая схема производства сульфатной беленой целлюлозы
8.ВОДООБОРОТ ПРИ ОТБЕЛКЕ
Кконцу минувшего века объемы стоков отбельных цехов удалось сократить со 100 м3 и более на 1 т целлюлозы до 40–50 м3/т. В настоящее время некоторые предприятия добились снижения этого показателя до 8 м3/т и приближаются
к5 м3/т при низкой токсичности стоков. Это снижение в основном базируется на локальной очистке сточных вод с повторным использованием их в технологическом цикле. Рециркуляция фильтратов отбелки также снижает объем сточных вод. Промывка целлюлозы на различных ступенях технологического процесса становится важной частью всей линии производства волокнистого полуфабриката. Замена вакуум-фильтров на промывные прессы позволяет сократить расход химикатов, объем стоков и потребление пара при отбелке.
В отбельных цехах, работающих по методу ECF, образуется примерно 10 м3/т кислых и столько же щелочных стоков. С целью уменьшения их количества щелочные фильтраты используют для промывки целлюлозы после кислороднощелочной делигнификации, а кислые фильтраты – для разбав-
ления массы после промывного пресса в установке КЩО. В этом случае объем стоков цеха сокращается до 5 м3/т.
Важным мероприятием при создании экологически безопасной технологии отбелки целлюлозы является организация замкнутого цикла водопотребления, при котором сточные воды после очистки возвращаются в производство, а отходы выделяются в твердом виде. Необходимость очистки обусловлена тем, что при повторном использовании неочищенных фильтратов замыкание водооборота привело бы к накоплению в цикле как органических загрязнений, так и минеральных компонентов. Содержащиеся в отбельных фильтратах марганец и железо
114
вызывают повышенный расход отбельных химикатов и снижают качество целлюлозы при отбелке ее пероксидами; алюминий и кремний приводят к образованию отложений на поверхностях технологического оборудования; калий и хлор увеличивают опасность коррозии; кадмий и свинец повышают нагрузку на окружающую среду.
Выделение растворенных органических и минеральных компонентов может проводиться либо в системе регенерации химикатов, либо на локальных системах очистки. В статье рассмотрена экологическая и экономическая эффективность перехода Байкальского ЦБК на отбелку ECF с локальной системой очистки сточных вод.
Всистему регенерации наиболее целесообразно направлять стоки от ступеней, где не используются хлорсодержащие реагенты, например от КЩО. В этом случае органическая часть утилизируется полностью, минеральная возвращается на приготовление химикатов, а вода в виде конденсатов направляется в основное производство. Возврат других стоков отбелки в систему регенерации химикатов приводит к накоплению в ней таких элементов, как алюминий, калий, кремний и хлор, которые создают различные проблемы в производстве, если не принимать мер для их вывода из системы.
Вотбельных цехах, работающих по схемам TCF, щелочной фильтрат от ступеней отбелки направляют противотоком на промывку целлюлозы после ступени кислородной делигнификации, заменяя им вторичный конденсат и горячую воду.
Вотбельных цехах, работающих по схемам ECF, фильтрат от ступеней отбелки направляют на очистные сооружения. Если количество хлоридов, вводимых в систему, может быть сведено до уровня менее 5 кг хлора на 1 т целлюлозы, становится возможным направить стоки в систему регенерации щелоков при условии применения соответствующей технологии удаления хлоридов.
115
Рис. 24. Схемазамкнутого водооборотавцехеотбелкиTCF
На рис. 24 представлена схема замкнутого водооборота цеха отбелки TCF на одном из предприятий. Внедрение отбелки пероксидом водорода по схеме TCF и последующее замыкание системы позволило существенно уменьшить водопотребление, расход пара и нагрузки на очистные сооружения.
9. РЕЖИМЫ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Условия отбелки целлюлозы на различных ступенях зависят от степени делигнификации небеленой целлюлозы, способа получения и назначения целлюлозы, схемы отбелки, числа ступеней отбелки и применяемых отбеливающих реагентов
(табл. 6–11).
Таблица 6
Условия обработки целлюлозы на различных ступенях отбелки
Ступень |
Температу- |
Концен- |
Продолжи- |
|
|
Расход |
обработки |
ра, °С |
трация |
тельность, |
|
рН |
реагентов |
|
|
массы, % |
мин |
|
|
|
|
10–20 |
3,0–3,5 |
ДляСФИ |
|
целлюл. |
50–75 % |
Хлорирование |
40–60 |
|
1,5–2,5 |
|||
|
|
ДляСФА |
|
целлюл. |
|
|
Х |
|
|
60–120 |
|
1,5–2,5 |
неболее50 % |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
(отобщ. расходаCl |
|
|
|
|
|
|
наотбелку) |
Щелочная |
20–60 |
8–12 |
ДляСФИ |
|
целлюл. |
1,0–1,5 % |
40–60 |
|
~ 10 |
||||
обработка |
|
|
|
|
|
отмассыволокна |
(щелочение) Щ |
|
|
ДляСФА |
|
целлюл. |
2–3 % |
|
60–70 |
10–14 |
120–150 |
|
~ 10 |
|
Кислородное |
|
|
|
|
|
О2 – 5–7кг/т |
70–80 |
10–12 |
10–60 |
|
10–11 |
NaOH – 20–25 кг/т, |
|
щелочение ЩО2 |
|
давление (нач.) – |
||||
|
|
|
|
|
|
0,1–0,3 МПа |
Кислородно- |
90–100 |
|
|
|
|
О2 – 1,5–3 % |
(ц-задля |
|
|
|
|
NaOH – 2–6 % |
|
щелочная |
бумаги), |
25–30 |
60 |
|
10–11 |
давление– 0,8–1,0 |
отбелка КЩО |
130–140 |
|
|
|
|
МПа |
|
(ц-задляХП) |
|
|
|
|
|
117
Окончание табл. 6
Ступень |
Температу- |
Концен- |
Продолжи- |
|
Расход |
|
обработки |
ра, °С |
трация |
тельность, |
рН |
реагентов |
|
|
|
массы, % |
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расходактивного |
|
Гипохлоритная |
|
|
|
|
хлоравзависимо- |
|
35–40 |
8–14 |
180–240 |
~ 9 |
стиотпредыдущих |
||
отбелка Г |
||||||
|
|
|
|
ступеней |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
NaOH – 0,5–1,0 % |
|
|
|
|
|
|
0,6–1,4 % для |
|
|
|
|
|
|
СФИцеллюлозы |
|
Отбелка |
|
|
|
|
0,9–1,6 % для |
|
диоксидом |
70 |
12–14 |
150–240 |
35 |
СФИцеллюлозы. |
|
хлораД |
|
|
|
|
Распределение |
|
|
|
|
|
|
между ступенями |
|
|
|
|
|
|
Д1:Д2 70:30, 80:20 |
|
Предвари- |
|
|
|
|
ClO2:Cl2 |
|
тельная |
Притехжеусловиях, чтоихлорирование |
от20:80 |
||||
обработка |
до50:50 |
|||||
|
|
|
|
|||
ClO2 Д |
|
|
|
|
|
|
|
50–60 |
|
|
|
H2O2 – 1,0–1,5 % |
|
Отбелка |
(дляСФИ |
|
|
|
NaOH – 1,5–2,0 % |
|
ц-зы); |
|
|
|
NaSiO3 – 3 % |
||
пероксидом |
12–16 |
180–240 |
10–10,5 |
|||
80–85 |
MgSO4 – 0,5–0,1 % |
|||||
водородаП |
(дляСФА |
|
|
|
|
|
|
ц-зы) |
|
|
|
|
|
Кисловка К |
Тем-ра |
3–12 |
30–45 |
4,5–5,5 |
SO2 – 0,5–1,0 % |
|
потока |
||||||
|
|
|
|
|
||
Горячее |
|
|
|
|
Концентрация |
|
|
|
|
|
щелочи– 0,5–1,0 %. |
||
облагоражива- |
90–130 |
10–12 |
120–180 |
|
||
|
РасходNaOH – |
|||||
ниеГО |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5–10 % |
||
|
|
|
|
|
||
Кислородно- |
|
|
Щ |
|
|
|
щелочноеобла- |
95–110 |
10–12 |
40–50 |
|
NaOH – 7,5–10 % |
|
гораживание |
ЩО2 |
|
O2 – 1,3–2 % |
|||
|
|
|
||||
КЩОбл |
|
|
90–150 |
|
|
|
Холодное |
|
|
|
|
|
|
облагоражива- |
15–18 |
5–10 |
~ 60 |
|
NaOH ~ 100 % |
|
ниеХО |
|
|
|
|
|
|
118
Таблица 7
Режим отбелки сульфитной целлюлозы для бумаги по схеме Х-Щ-Х-Щ-Г-Д-К
Ступень |
Объем |
Концентра- |
Темпе- |
рН |
Расходреаген- |
Продолжитель- |
отбелки |
башни, |
циямассы, |
ратура, |
|
тов, % отмас- |
ностьобработ- |
|
м |
% |
°С |
|
сыволокна |
ки, мин |
Х |
225 |
3,5 |
10–20 |
2–2,5 |
4,2 |
42 |
Щ |
210 |
5,0 |
10–20 |
11–12 |
1,0 |
58 |
Х |
225 |
3,5 |
10–20 |
2–2,5 |
1,1 |
44 |
Щ |
210 |
5,0 |
20–40 |
9–10 |
1,2 |
60 |
Г |
235 |
12 |
40 |
10–11 |
0,9 |
150 |
Д |
235 |
14 |
60–70 |
5,5–6,5 |
0,6 |
180 |
К |
– |
4 |
– |
4,5 |
0,5 |
– |
Таблица 8
Режим отбелки сульфатной целлюлозы для бумаги по схеме (Х+Д)-Щ-Г-Д-Щ-Д-К (хлорирование с добавкой к хлору 5 % ClO2 от общего расхода хлора)
Характеристика режима отбелки |
|
Ступень отбелки |
|
|||
Х+Д |
Щ |
Г |
Д |
Щ |
Д |
|
Расход реагентов, % от абсолютно |
|
|
|
|
|
|
сухого волокна: |
|
|
|
|
|
|
хлора |
7,7 |
– |
2,3 |
– |
– |
– |
ClO2 (в ед. хлора) |
0,4 |
– |
– |
1,5 |
– |
1,0 |
NaOH |
– |
2,5 |
0,6 |
– |
1,0 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
Концентрация массы, % |
3,5 |
10 |
11 |
11 |
12 |
11 |
Температура, °С |
25 |
60 |
40 |
80 |
60 |
80 |
Конечное значение рН |
2 |
11 |
9,5 |
3,5 |
11,5 |
3,5 |
Хим. потери волокна, % от исход- |
1,0 |
1,4 |
4,9 |
0,9 |
0,5 |
0,4 |
ной целлюлозы |
|
|
|
|
|
|
Продолжительностьобработки, мин |
50 |
120 |
180 |
240 |
120 |
240 |
119
Таблица 9
Режим отбелки сульфитной ацетатной целлюлозы по схеме Д/Х-Щ-ГО-Д-Щ-Д-К
Ступень |
Реагент |
Расход |
Концентра- |
Темпера- |
рН |
Продолжи- |
отбелки |
|
реагента, |
циямас- |
тура, |
раствора |
тельность |
|
|
кг/т |
сы, % |
°С |
|
обработки, |
|
|
целлюлозы |
|
|
|
мин |
Д |
ClO2 |
1,5–2,5 |
3,5 |
20 |
3–4 |
4 |
Х |
Cl2 |
14–17 |
3,5 |
20 |
2–3 |
45 |
Щ |
NaOH |
20 |
12 |
60–80 |
12–13 |
90 |
ГО |
NaOH |
150 |
10 |
125–135 |
13–14 |
120–140 |
Д |
ClO2 |
3 |
12 |
70 |
3–4 |
180 |
Щ |
NaOH |
15 |
12 |
60–70 |
11–12 |
120 |
Д |
ClO2 |
2 |
12 |
70 |
3–4 |
180 |
К |
SO2 |
6 |
5–7 |
– |
3–4 |
30 |
Таблица 1 0
Режим отбелки вискозной сульфатной целлюлозы (предгидролизной) по схеме Х-Щ-Г-Д-Щ-Д-Г-К
Ступень |
Реагент |
Расход |
Концен- |
Темпе- |
рН |
Продол- |
Потери |
отбелки |
|
реагента, |
трация |
ратура, |
рас- |
житель- |
волокна, |
|
|
% отво- |
массы, % |
°С |
твора |
ность |
% от |
|
|
локна |
|
|
|
обработ- |
беленой |
|
|
|
|
|
|
ки, мин |
целлюлозы |
Х |
Cl2 |
4,8 |
3,5 |
20 |
2,5 |
55 |
1,5 |
Щ |
NaOH |
2,4 |
12 |
60 |
11 |
120 |
1,0 |
Г |
NaOCl |
1,2 |
14 |
35 |
10 |
220 |
1,0 |
|
NaOH |
0,6 |
|
|
|
|
|
Д |
ClO2 |
0,6 |
15 |
70 |
4–4,5 |
300 |
0,5 |
|
SO2 |
0,1 |
|
|
|
|
|
Щ |
NaOH |
2,5 |
14 |
60 |
12 |
140 |
0,4 |
Д |
ClO2 |
0,4 |
15 |
70 |
4–4,5 |
300 |
0,4 |
|
SO2 |
0,1 |
|
|
|
|
|
Г |
NaOCl |
1,0 |
14 |
30 |
10,5 |
220 |
0,15 |
|
NaOH |
0,4 |
|
|
|
|
|
К |
SO2 |
1,4 |
12 |
25 |
4 |
– |
– |
120