10. Отбелка целлюлозы. Цель и задачи отбелки. Схема отбелки целлюлозы и основные отбеливающие реагенты

Понятия о белизне целлюлозы, цель отбелки, отбеливающие реагенты, схема отбелки, отбелка целлюлозы и проблема охраны природы.

Белизна является оптической характеристикой. Для нашего глаза кажется более светлой та поверхность, которая отражает больше падающего на него света. При определении белизны целлюлозы используется прибор лейкометр, а в качестве этанола белизну которую принимают за 100%, принимают пластинку ВаSO₄. Белизна следующая: сульфитная целлюлоза 60 %, сульфатная целлюлоза 20-25%. Белизной целлюлозу называют, если она имеет белизну в районе 80 %. Цвет целлюлозы является следствием присутствия в ней остаточного лигнина. Отбелить целлюлозу задача необходимая, но недостаточная, нужно обеспечить стабильность белизны, т.е сохранение на высоком уровне в течении длительного времени. Стабильность белизны характеризуется показателем реверсия цвет, для его определения отливку целлюлозы подвергают искусственному старению, т.е выдерживают 72 часа при температуре 105 ̊ С. По изменению белизны после старения судят по реверсии цвета. Волокнистые полуфабрикаты высокого выхода (различные виды древесной массы, т.е. продукт размола древесины механическим способом с выходом 85-87%. Отбеливают без удаления лигнина из полуфабрикатов реагенты подбирают таким способом, чтобы обеспечить лигнин и стабилизировать цвет). При отбелки целлюлозы такая обработка недостаточна, необходимо полностью растворить лигнин, т.е. продолжить делигнификацию, начатую при варке. Делигнификация – процесс растворения лигнина. После этого надо обесцветить продукты реакции.

Цель отбелки: заключается в завершении процесса делигнификации, начатого при варке, в увеличении белизны целлюлозы и придание ей определенных физико-химических свойств в соответствии с назначением. Отбелка имеет 2 периода: 1-предварительная отбелка-делигнификация, 2- окончательная отбелка- добелка.

Отбеливающие реагенты:

Cl₂ –Х(обозначается)

Хлорирование применяют на стадии делигнификации (не разрушает целлюлозу, он дешевый, можно удалить 80% лигнина в целлюлозе)

Из хлорсодержащих реагентов, например NaClO-Г(гипохлорид)

Температура 40 С, рН>9

СlO₂ (диоксид хлора)-Д

При температуре 70-80 С, время 2-3 часа

рН=3-5, на заключительном этапе отбелки, т.е. добелки

О₂(NaOH)-отбеливает в щелочной среде, призвана заменить хлорирование

О₂(NaOH) КЩО- кислородно - щелочная обработка, температура 90-110 С, р= 0,5 МПа(атмосферное давление), рН=11, можно далить 40-50% лигнина

О₃-z (озон), на стадии делигнификации, в Росии не используется

Н₂О₂ (пероксид водорода)- П

Температура 90 С, рН=10-11

Применяют на стадии добелки+ селикат Na, Na₂SiO₃- жидкость хлор, применяют в качестве стабилизатора разложение Н2О2.

Последовательно обрабатывают целлюлозу разными реагентами:

Х-Щ-Г

Щ- водный раствор NaOH (щелочение)

После каждой ступени обработки целлюлозу промывают горячей водой, для удаления остатков химикатов и продуктов реакции.

Обычно схема из 4ех ступеней.

Разделение схем отбелки идет на 3 категории, а критерием является опасность схемы для окружающей среды.

Если в системе содержится хлор и гипохлорид, то такие схемы являются наиболее опасными в экологическом отношении,т.к. после каждой ступени отбелки отбельные фильтраты поступают вместе со сточной водой на очистные сооружения, а в них содержатся опасные хлорированные соединения, при очистки сточных вод можно удалить половину этих соединений.

Схема Х-Щ-Г экологически опасная. Также хлорированные органические соединения задерживаются в целлюлозе.

ЕCF- схема без элементарного хлора (без молекулярного хлора)

КЩО- кислородно щелочная обработка, вместо хлорирования в Светогорске. КЩО-Д1-ЩОП-Д2

АОХ- абсорбированный органический галоген (кг/т), должен быть меньше 0,23 кг/т (разрешено европейским союзом)

ТCF- вообще не содержит хлорсодержащих элементов (дорогая отбелка, в мире ее 5%, экономически не выгодно)

Расход отбеливающих реагентов зависит от содержания остаточного лигнина в целлюлозе, чем больше лигнина в целлюлозе, тем больше потребность требующихся реагентов. Обычно на отбелку отправляют целлюлозу средней жесткости 20-30 перманганатных единиц.