БИЛЕТ № 1

1. СФИ варка на растворимых основаниях, её преим-во и особенности. Раств-мые основания – это бисульфиты Ca, Mg, NH₄ и Na. Бисульфиты Mg, Na и NH₄ - «растворимые основания».

Бисульфит Ca сущ-ет в р-ре в присут­ствии свободной H₂SO₃. При нед-ке раств-го S0₂ бисульфит Ca легко разлагается, в особ-ти при повышенной темп-ре, на нерастворимый моносульфит и сернистую кислоту: Ca(HS0₃) —>CaS0₃+H S0₃. Появление во время варки H₂SO₄ вызывает выпадение в осадок гипса. Образ-ние гипса и моносульфита выводит из р-ра катионы Ca и уменьшает буферность вар-го р-ра, повышает зольность Ц, затрудняет пропитку щепы, вы­зывает забивание трубок циркуляционных подогревателей и трубопроводов. Все эти затруднения полностью устраняются при варке с кислотой на раств-ых основаниях и в этом состоит одно из ее важных преим-в. Более высокая стабильность кислоты, содержащей Mg-вое, Na-вое и NH₄-вое основания, позволяет прим-ть более высокие темп-ры варки.

Ускорения варки при испол-нии кислоты с Mg-вым осн-нием по сравнению с варкой с к-той на Ca-вом основании ожидать нельзя. Оба катиона 2ухвалентны и по этому скорости пропитки и степени нейтрализации лигносульфоновой кислоты в тв фазе для них одинаковы. Отсюда д. б. одинаковой и скорость сульфонирования и растворе­ния Л. След-но, нет оснований ожидать и заметного повы­шения выхода Ц при варке до одной и той же степени делигнификации с к-той на Mg-вом основании, хотя в не­к-рых работах об этом сообщается. Правильным нужно признать, что варка на магниевом осно­вании не имеет сколько-нибудь заметных преим-в в отно­шении продолж-ти проц-са и выхода Ц по сравнению с варкой на Са-вом осн-ии. Однако большая стабильность бисульфита Mg представляет собой достаточ­ное обоснование для некоторого сокращения расхода S при варке на Mg-вом основании, повышения вязкости растворов Ц и некоторого улучшения ее мех-кой проч­ности. Получ-ая Ц при варке на Mg-вом основании, имеет знач-но более вы­сокие показатели по сопротивлению излому, чем Ц, по­лученная при варке на Са-вом основании; по сопротивлению разрыву, раздиранию и продавливанию показатели примерно одинаковы. Основным же преим-вом варки на Mg-вом основании, по сравнению с варкой на Ca-вом основании, явл-ся большая гибкость проц-са, позволяющая применять в завис-ти от назначения продукта разл-ые темп-ры варки и в широких пределах варьировать содержание основания вплоть до испол-ния вар-ных р-ров с рН 5—6. С практической стороны небезразлично также, что бла­годаря меньшей атомной массе Mg по сравнению с атомной массой Ca количественный расход MgO при одной и той же концентрации связанного S0₂ в кислоте оказывается на 40% меньше, чем СаО.

Широкому распр-нию варки с Mg-вым основанием способствует в последние годы пром-ное прим-ие хо­рошо освоенных установок для регенерации Mg и S из отработанных Щ-ов.

Испол-ние для варки кислоты с одновалентными растворимыми основаниями — Na-вым и NH₄-вым — дает более существенные преим-ва по сравнению с к-той на Mg-вом основании. Одновалентные катионы, как было пока­зано выше, поглощаются при пропитке практически равномерно всем объемом щепы, но в меньшей концентрации, чем двухва­лентные, и степень нейтрализации лигносульфоновой кислоты в твердой фазе получается гораздо более низкой. Благодаря этому щепа равномернее пропитывается, в твердой фазе созда­ется более низкий рН, Л быстрее гидролизуется и перехо­дит в раствор при более низкой степени сульфонирования. Скорость сульфонирования Л, остается одинаковой для кислоты с одно- и двухвалентными основаниями, а возрастает лишь ско­рость растворения твердой лигносульфоновой кислоты. За этот счет обеспечивается сокращение продолж-ти варки до одной и той же степени делигнификации с кислотой на одновалентных основаниях, и вследствие этого повышаются вы­ход, вязкость и степень полимеризации, а также улучшаются по­казатели механической прочности Ц. Применив кислоту с меньшей концентрацией основания (с целью экономии химикатов), можно добиться дополнитель­ного ускорения варки. Было установлено, что при концентрации 7—8% всего SO₂ содержание Na-вого основания в кислоте м. б. снижено до 0,4—0,5% Na₂O, причем за 8 ч варки при ко­нечной темп-ре 130°С получается мягкая Ц с выхо­дом 45—47% и вполне удовлетв-ми прочностными св-вами. Прим-ние кислоты на NH₄-вом основании, несмотря на снижение темп-ры варки на 6°С, позволило сократить продолж-ть варки на 1 ч 15 мин по сравнению с варкой на Ca-вом основании, и, несмотря на снижение конц-ции связанного S0₂ с 1,2 до 0,9%, несколько повысить выход, уменьшить кол-во непро­вара и улучшить прочностные св-ва Ц, особенно со­прот-ние изгибу.

Изм-ние содержания NH₄-вого основания в кислоте дает возм-ть в широкой степени варьировать выход и свой­ства Ц. По сравнению с варкой на Na-вом основании варка на NH₄-вом основании дает Ц с еще меньшей зольностью, но более темную, чем варка на Na-вом и на Ca-вом основаниях. Потемнение Ц обусловлено образ-ием окрашенных аминопроизводных остаточного Л с участием присутствующих в варочном р-ре ионов аммония. При отбелке эти соед-ия легко разрушаются, и Ц, полученная при варке на NH₄-­вом основании, белится так же легко, как и Ц, полу­ченная при варке на Na-вом основании. Более сущ-ми недостатками варки на NH₄-вом основании явл-ся развитие грибных обрастаний в промывном и очистном отделах завода и понижение выхода дрожжей при переработке сфи щелока.

Выбор м/ду Na-вым и NH₄-вым осн-ми в каж­дом конкретном случае делается с учетом гл. образом эко­ном-ких соображений, возм-тей снабжения хим-ми, путей испол-ния и регенерации Щ и других техн-ких обстоят-в. Если говорить о регенерации Щ, то для Na-вого основания сущ-ют м-ды регенерации, часть из кот-х получила пром-ное прим-ие. Для NH₄-ого осн-ния пока нет освоенных промышл-тью сп-бов ре­генерации, но в этом случае легче решается вопрос сжигания Щ, так как они практ-ки не содержат золы, и появ­ляется возм-ть испол-ть сульфитные концентраты после выпарки в качестве удобрения в с/х.

Общим дост-вом раств-мых оснований явл-ся меньший расход S на варку лучшей стабильности к-ты и отсутствия гипсации.

2. Современные варианты СФА варки Ц.

1)Одним из таких м-дов варки, явл-ся предвар-ная пропитка щепы белым или черным щелоком под давлением. Оказалось, что при получении Ц одинаковой степени провара варка с предварительной пропиткой дает возм-ть сократить рас­ход активной щелочи по сравнению с обычной варкой. Относ-но более сущ-ную экономию дает пропитка черным щелоком за счет испол-ния его остаточной щелочности. Ве­личина достигаемой экономии зависит от степени провара Ц. При получении Ц жесткостью 80—90 перм. ед. из еловой щепы расход активной щелочи был меньше на 20— 25%, чем при обычной варке, в то время как при получении. жесткой Ц (120—130 перм. ед.) экономия в расходе щелочи на варку составляла лишь 5—10%. Что касается усло­вий пропитки, то достаточно 15 мин при давлении 0,2 МПа, чтобы проявился указанный эффект. Продолж-ть варки при этом сокращ-ся на 30 мин, что дает возм-ть избе­жать удлинения общего оборота.

2)В основе так называемого инжекционного м-да варки лежит идея сокращения избытка щелочи, задаваемого на варку. При этом способе варки в котел перед началом варки задается лишь часть активной щелочи, необ­х-мой для полного провара, остальное же ее кол-во добавл-ся или инжектируется в течение варки небол-ми порциями. В рез-те в ва­р-ном р-ре обесп-ся постоянная конц-ция активной щелочи в продол-ие всей варки, более низкая, чем при обычной варке, в начале проц-са, но более высокая к концу варки. Увел-ние конц-ции активной щелочи в конечном периоде варки дает возм-ть сокра­тить либо продолж-ть варки, либо расход щелочи.

3) Двухтемп-ная варка. В основе двухтемп-ного графика варки лежит идея ускорить процесс делигнификации на его 1-ом этапе, когда резкое повышение тем­п-ры не грозит неприятными последствиями в отношении деструктивного повреждения Ц, и несколько замедлить его к концу варки, когда Ц-ное волокно уже не защищено Л-ом от возд-вия ва­р-го щелока. С переходом на метод двухтемп-ной варки при расходе активной щелочи 16% Na₂O от массы а. с. древесины выход Ц из древесины повыш-ся на 5%, кол-во непровара сокращается на 40% и несколько улучш-ся прочность Ц.

4)Как способ получения облагор-ных Ц-з для хим-кой переработки известный интерес предст-ет щелочная варка с высоким расходом активной щелочи при пониженной темп-ре. Одноврем-ое использ-ие этих 2-ух факторов дает возм-ть добиться более полного удаления гемиЦ и низкомол-ных фракций и получить мягкую Ц с высоким содерж-ем альфа-Ц и низким со­держ-ем пентозанов.

5)Наиболее действ-­ным средством для препятствования р-ции отщепления ко­нечных звеньев цепевидных молекул полисахаридов при щелочной варке явл-ся прим-ие восстанов-ных и окисл-ных реагентов для перевода редуцирую­щих групп в этих звеньях соотв-но в первичные спирто­вые или карбоксильные. Исследованы были многие реагенты.

Среди этих реагентов д. б. упомянут в 1-ую оче­редь боргидрид натрия NaBH₄, обладающий сильными восстан-ми св-ми; уже очень небольшая добавка боргидрида вызывает восстан-ие концевых карбонильных групп полисахаридов в первичные спиртовые и в заметной сте­пени препятствует развитию р-ции отщепления. Так как спирвые группы при натронной варке нейтрализуются не полностью, присутствие в щёлоке боргидрида спос-ет уменьшению общего расхода активной щёлочи. Что касается выхода Ц из древесины, то добавка 1% боргидрида к массе хв. древесины увел-ет его примерно на 5%.

6) Варка с предварительным гидролизом щепы.Обычная сфа или натронная варка не дает возм-ти получать Ц для хим-кой переработки, обла­дающую дост-но высокой реакц-ной спос-тью. Типо­вым м-дом получения Ц для указанных целей явл-ся щелочная варка с предварительным гидролизом щепы, т. е. двухступенчатая комбинир-ная варка. Предваритель­ный гидролиз имеет целью удаление из древесины легкогидролизуемых гемиЦ, ослабление связей м/ду устойчи­выми пентозанами и Ц-ой и частичное разрыхление стр-ры клеточных стенок, что облегчает удаление пентозанов во время последующей сфа или натронной варки и повышает реакц-ную спос-ть Ц, предназн-ной для хим-кой переработки на искусственное волокно и др. продукты.

7) Для варки Ц в непрерывных установках типа применен двухступенчатый сульфидно-сфа способ варки, получивший название «Алкафайд». В 1-ой ступени варка предварительно пропаренной и пропитанной щепы ведется с раствором сульфида Na. Для 1-ой сту­пени испол-ся верхняя половина наклонного вар-го котла, снабжен­ная опускающей ветвью скребкового конвейера. В нижнем конце котла на­сосом высокого давления в котел добавл-ся р-р гидроксида Na с таким расчетом, чтобы после смешения с сульфидным щелоком получить щелок, по своему составу соотв-щий нормальной сфа варке при сульфидности 25—30%. С этим щелоком проводится 2-ая ступень варки в нижней половине котла, в которой движ-ся подъемная ветвь кон­вейера. Общая продолж-ть варки 1 ч.

Сульфидно-сфа способ не привился в промыш-ой практике возм-но по причине повышенной коррозии стали под действием Щ высокой сульфидности.

8) Содово-натронным или бессернистым сп-бом варки наз-ют одноступенчатый м-д натронной варки со щелоком низ­кой степени каустизации (25—30%), содержащим в качестве осн-го реагента карбонат Na и в качестве вспом-го — гидроксид Na. Был разработан американской фирмой, введен в эксплуата­цию вместо нейтрально-сфи для вы­работки полуЦ из древ-ны листв-ых пород. Пре­им-ми проц-са по сравнению с нейтрально-сфи явл-ся упрощение схемы регенерации щелоков, сниж-ие стоимости хим-тов, умен-ние коррозии оборуд-ния, отсутствие неприятных газовых выбросов. К нед-кам следует отнести более темный цвет полуЦ и увел-ие при­мерно на 20% расхода э/э на ее размол.

3. Суш-ная часть (с.ч.) БДМ. Правила безоп. экспл-ции. С.ч. сост. из вращ-ся обогрев-ых изнутри паром и распол-ных в 2 ряда суш. цил-ров. Бум.полотно прижим-ся к нагретой поверхности суш. цил-ров при помощи суш.сукон, улучш-щих теплопередачу и предотвр-щих коробление и сморщивание Б.Остаточная влага 5-7%.Для сушки суш. сукон, которые воспринимают большое кол-во влаги служат суш-е цил-ры.Пар получ-ся при испарении влаги из Б и сукон,собирается под колпаком,располож. над суш. частью и отводится вытяж. наружу. Суш.цил-ы распределяют по секциям. В каждой секции есть свой привод. Это позволяет регул-ть скорость отдельных секций и натяжение бум.полотна м/ду ними. Бумаго суш. цил-ры имеют d=1,5 м длина суш.цил. д.б. большей ширины бум.полотна на 70-130мм.

Суш.цил. изготов. обычно одностенными из чугуна .Они д. иметь равномер.по толщине стенку без дефектов.Наружную пов-ть с.ц. полируют и шлифуют. Торцевые кромки цил.им. сферич. форму и прикрепляются к фланцам ц.болтами. Все суш.ц. д.б. хорошо отбалансированы, иначе вращение их будет неравномерным .В крышке суш.ц. устраивают лаз для провед. ремонтных работ. Ч/з полые цапфы ц. вводят паровую трубу для удаления конденсата. Конденсат м. удал-ся черпаками,сифон трубкой, вращ. сифоном. К крышке цилиндра укрепляют изогнутый в виде рога черпак, который зачерпывает воду при вращении из нижней части цил. и отводит ее через полую цапфу в конденсатопровод 2. Конденсат удал. при помощи неподвиж. трубки. Он выдавливается в эту трубку давлением пара и отводится в конденсатопровод 3.вращающийся сифон состоит из 2-хизогнутых трубок. К концу каждой трубки присоединен небольшой ковш.др.конец сифон.трубки присоединен к конденсатоотводу. Поверхность сукно суш.ц. сост-ет 25-35% к поверхности бум.суш.цил. их кол-во д.б. таким, чтобы сукна хорошо просыхали. Для очистки пов-ти бум.суш .ц. от приставших частиц клея ,смолы,волокон примен. шабер Суш.сукна.-прижимают Б к греющей поверх-ти цилиндра с целью улучшения контакта м/ду ними,для предотвр-ния коробления Б и образ-ния морщин. При выработке высококачественной Б из ДМ; Б, обладающей малой усадкой – х.б сукна. Шерстяные сукна заменяются многослойными х.б.сукнами с добавлением синтетич. волокна.Син.волокна увелич. прочность, термостойкость и кислостойкость сукон, а асбест предовр. повреждение х.б волокон от сульфатов. Сукноведущ.валики диаметром 150-400мм и на 100мм длиннее суш.цил.Шерстяные сукна – 6мес. –2 года; х.б.-2-3мес.Сукна нижнего ряда быстрее изнашиваются из-за худшей вентиляции .Гл-ми причинами износа явл-ся скорость машин, темп-ра суш., влажность, степень натяжения полотна, мех.повреждения сукна. Пар отбираемый из паровых машин не д. содержать масла, более того его пропускают ч/з маслоотделитель. С.ч. сост-т из:1)Бум.суш.цил – из чугуна и стали d = 1200 мм –1500мм. 2)Сукно .Суш.сукна выполн.ф-ции:а)транспорт.бум.вол-на; б)регул-ние проц-са сушки Б на пов-ти бум.суш цил.в)удал.паровозд.смеси, образующ. при испар. влаги на пов-ти бум.суш.ц. 3) сукноведущ. валики –от кол-ва б.суш. в группе по сукну ( от 1 до 12 шт).4)Сукнонатяжные d= 350-450мм –для натяж. в период работы.5)Шерст.сукна=30-40% полиэфирн.волокон.6)закрыт.колпак с.ч..Колпак опуск-ся и подним-ся.7) клеильн. прессы гориз. и вертик. типа и меловальная установка.8)холод-ые цилиндры(заканч-ся суш. ч.) – для охлаж. бум. полотна и снятия с пов-ти статистич.электр-ва. 9)Перфор.валики – удал»паровые мешки», обр м/ду группами бум.суш .ц. – для интенсиф-ции сушки. В КДМ – лощильные цил-ры, d=5м с колпаком. В суш.ч. устраив.неск-ко приводных точек, чтобы обеспечить передачу б.полотна без обрыва в рез-те усадки. Пуск. Сначала запуск.преобразоват. агрегат, затем пускают на тихий ход глав. привод.эл.двигателя или секционные двигат. и включают отдельные секции, прогревая суш. цил, натягив.суш.сукна, осматривание их и проверяют полож-ие контрол-щих полос.Сеточник ополаскивает сетковед-ие валики, вкл. спрыски и после этого вкл. на тихий ход сетку,следя за ее работой. Пресса тоже вкл. на тихий ход, натяг.сукна и выравнив., провер. присадку верх.вала пресса, осматр. сукна. Затем пуск. все двигател.,кроме массного насоса и трясоч. мех-ма. Для пуска необход.заполн. водой н/я, бассейны и трубопроводы; а также увелич. скорости до раб-ей. Вкл. масн. насос и откр. массн задвижку, затем включ.привод сетка. Остановка: сеточник сообщ бригаде и выкл. массный насос и закр. массн. задвижку, останавл сетку, выкл. тряску сетки.Сеточник откл.пресса, сукномоечные валы и уменьш. скорость машин. Пром-ют сетку и сукна сообщ. в котельную и закр. приток пара. на машину, останавл-ют каландр,накат и ослабляется натяжение суш. сукон. После останов. цил-ов, продув. их и спускают остатки конденсата.

Билет 2

1.Теорет-кие аспекты проц-са размола щепы и отличит-ные особ-ти от дефибрирования балансов. Осн. стадия при подготовке щепы — размол на дисковых мельницах (рафинёрах). Размол м/т провод-ся в несколько стадий, под давлением или без него, с той или иной присадкой размольных дисков др. к др. Разм-ных дисков м/б 2;3;4. Они м/б подвижными и неподвиж. по отнош др. к др., имеют одинаковые основ. конструктивные эл-ты. В рафинёре происходит быстрая и непрерывная смена циклов: сжатие-истирание, переходящее в сжатие-скалывание и сжатие-раздавливание. Зазор м/ду дисками легко изм-ся путём приближения или разведения их др. отн. др. (диапазон от 1 до 0,1 мм). Варьируя этот зазор можно управлять проц-сом измельч-ия щепы и полностью искл. её резание, оставив только 3 названных действия. В теор. плане можно назвать работу Мэйя, кот определил расчётом, что отделение волокон от щепы происх. по фазам, кот. плавно сменяют др. др., переходя от центра диска к его переферии. На 1-й фазе из каждой щепки образ. 4 частицы, на 2-ой- 4∙4=16; на 3-ей 16∙4=64, т.е. кол-во образующ. ч-ц растёт в радиальном направл-ии.Это показ-т, сколько можно получить ч-ц, но не поясняет, какими д.б. ч-цы с т.зр. их Б-образующих св-в. Размол чаще всего проводится на 1-ой ступени под давлением, на 2-ой — без повыш.давления, но в обоих случаях при повыш. конц-ии. Особ-ти: пр-во ДМ отлич-ся оч. большим потреблением энергии. При произ-ве из щепы энергия на размол щепы, т.к. размольное оборуд-ние им. оч. мощный привод и ст. размола неск-ко. Много энергии расход-ся и на получение ДМ из балансов. Энергия расход-ся и на вращение деф. камня, и на подачу балансов к деф.камню. Для деф-ия осн. породой явл. ель. Она даёт самую светлую и самую прочную, с самым низ. расходом химикатов на отбелку ДМ. Несколько хуже по св-м масса пихты. Др-на сосны практ-ки не исп. для ДМ, т.к. её волокна сравнит. грубые, крупные, толстые, ломкие, слабо фибриллируемые. Берёза, дуб, бук, ольха счит. непригод. для ДДМ из-за своей повыш. твёрдости (ув-ние расхода энергии на деф-ие), оч. короткие вол-на (малопрочную массу). Хранят др-ну в штабелях; вымачивают в бассейне перед деф-ем, но пропаривать нельзя (ухудш. цвет). Вся др-на д.б. окорённой. Для пр-ва массы из щепы исп. практич. любую др-ую породу (лучшая порода ель, затем пихта, но можно измельчать на дисковых мельницах и сосну, и даже лиственницу). Листв. породы здесь дают более высокое кач-во массы, чем при деф-ии. Для ТММ можно исп. щепу из неокорённой др-ны. Хранят щепу в кучах на откр. воздухе.

2. Схема отбелки и облагораживания ц различного назначения

Цель отбелки – удалить остаточный Л в Ц. Химикаты: CI₂; NaOCI или Ca(OCI)₂;CIO₂; H₂O₂; O₂.М/ду ступенями отбелки проводится щёлочная обработка Ц для нейтрал-ции кислых продуктов(испол-ся NaOH).Кисловка – завершающая стадия любой схемы отбелки. Цель – удал-ся из Ц продукты взаимодействия Л с отбеливающими агентами. рН=4,5-5,5, 30 мин, конц-я массы=<3-4%. Назначение кисловки-1)разруш остаток хлора в Ц H₂SO₄+Cl₂+H₂O=HCl+H₂SO₄ 2)нейтрализовать щелочь и обеспечить дальнейшую отмывку Ц H₂SO₃+NaOH=Na₂SO₃+2H₂O 3)делает Ц нейтральной.После отбелки Ц содержит не более 50% Л. Облагораживание – это удаление из целлюлозы β и γ-Ц.

В завис-ти от св-в получ-й Ц схема отбелки м/т иметь от 3 до 11 ступеней. 3 ступени - для пр-ва полубеленой Ц; 4ст-для бел сфи и сфа Ц, испол-мой для писчей Б; 5-6 ст - сфи и сфа Ц (документная Б, вискозная Б); 7-11 ст - отбелка сфа Ц ( Б для ксерокса). Отбелка Ц для писчей Б: Х – нейтрализ-я (NaOH) – Х – гипохлорит-я отбелка -кисловка (H₂SO₃): H₂SO₃+H₂O=HCI+H₂SO₄ (разрушение оставш-ся хлора); H₂SO₃+NaOH=Na₂SO₄+H₂O (нейтрализация остатка щелочи).

Отбелка Ц для документной Б: Х–Щ−отбелка CIO₂–Щ−добелка CIO₂–кисловка H₂SO₃. Отбелка сфи и сфа Ц для ксерокса и кордной Ц: Х−Щ−Х−облагораж-е−гипохлорит-я отбелка −отбелка CIO₂ −щелочная обработка−отбелка CIO₂−гипохлор-я добелка− кисловка Н₂SO₃. Отбелка сфа Ц (вискозной Ц). Х−Щ–Х−облагораж-е−гипохлор-я отбелка(2 ступени)– кисловка. Отбелка сфи Ц для высокакач видов Б: Х− облагор-е−Х−гипохлор-я отб-ка(2ст)−отб CIO₂−кисловка. Способы облагор-я -холодный 20-25^оС, конц-я щелочи 5-6%; -горячий 30-45^оС; 2-3%. Холодное облагор-е-это набухание Ц и ГЦ, бета и гамма Ц растворяются, ГЦ-раств-ся и остается альфа-Ц. Горячее облаг. - остается альфа-Ц, снижается деструкция Ц и низкая продолж-ть проц-са.