6.5. Химическая переработка отходов растительного сырья

Наиболее выгодным использова­нием отходов древесины и ряда дру­гих видов растительного сырья явля­ется их химическая переработка с получением товарных продуктов в целлюлозно-бумажном (картонном),

гидролизном и лесохимическом про­изводствах, хотя капиталовложения для переработки равных количеств этих отходов на заводах древоплит все же значительно ниже, чем на этих предприятиях. В то же время установ­лено, что на каждый рубль, затра­ченный на заготовку древесины, можно получить.продукции целлю­лозно-бумажной промышленности на 2,5-5 руб, тогда как в мебельной промышленности всего на 1,7-2 руб, а в производстве строительных дета­лей только на 1,1-1,2 руб.

6.5.1. Целлюлозно-бумажное производство

Для получения бумаги использу­ют целлюлозу различных древесных пород и однолетних растений и дре­весную массу. Целлюлоза является гакже ценным сырьем для текстиль­ного производства. Весьма широкое применение она находит и в других отраслях промышленности.

В общей массе вырабатываемой в мире технической целлюлозы доля последней, получаемой на основе древесины лиственных пород и одно­летних растений, составляет соответ­ственно примерно 20 и 5 %.

Бумажное производство не требу­ет выработки химически чистой цел­люлозы, поэтому для увеличения выхода в ней сохраняют часть геми-целлюлоз. Содержание а-целлюлозы* в целлюлозе для производства бума­ги обычно не превышает 60-80 %. Значительно жестче требования по чистоте, предъявляемые к целлюло­зе для производства искусственного волокна.

Гораздо более дешевым полуфаб­рикатом для производства бумаги, а также картона и ДВП является дре­весная волокнистая масса. В промыш­ленной практике используют различ­ные ее виды: белую, получаемую ме­ханическим истиранием или размалы­ванием кусковой древесины с исполь­зованием воды; бурую, являющуюся продуктом размола древесины, пред­варительно пропаренной в котлах под давлением; химическую, представля­ющую продукт обработки древесины (в ряде случаев под давлением и при температуре до 150 °С) растворами NaOH, NaHS0₃, NaHCO_r

Из растительного сырья целлю­лозу выделяют различными способа­ми путем его обработки (варки под давлением) в водных растворах реа­гентов, которые переводят в раствор и/или разрушают нецеллюлозные со­ставляющие сырья. Выбор конкрет­ного способа определяется типом подлежащего переработке сырья и назначением (видом) производимой целлюлозы. В зависимости от приме­няемого оборудования варка может

быть непрерывной или периодичес­кой. По составу используемых при варке реагентов ее способы разделя­ют на кислотные, нейтральные и ще­лочные, а в зависимости от характе­ра активных компонентов варочно­го раствора различают две основные группы варок: щелочную (с исполь­зованием в качестве активного реа­гента едкого натра, смеси едкого натра и сульфида или сульфидов на­трия, а также известкового молока) и сульфитную (активным компонен­том является сульфит, в большей или меньшей степени связанный основа­нием). Наиболее широко распростра­ненным способом в щелочной группе является сульфатная варка [NaOH + + Na₂S, (8-10)х10⁵ Па, 165-175 °С], а в сульфитной группе - кислая би-сульфитная варка [Ca(HS0₃)₂ + S0₂, (6-8)х10⁵ Па, 135-150 °С]. Помимо способов, объединяемых вышеука­занными основными группами, в практике используют такие способы варки, как хлорно-щелочной, азот­нокислый и другие.

Все виды целлюлозы можно по­лучать из отходов лесопиления и ле­созаготовок (щепа, обрезки, горбы­ли и т.п.), если только такое сырье представляет собой окоренный ма­териал. Считают, что такие отходы могут заменить > 50 % сырья в виде балансовой древесины в целлюлоз­но-бумажном производстве и 100 % его в производстве тарного картона. Такие сельскохозяйственные расти­тельные отходы, как пшеничная и рисовая солома, стебли тростника и ряда однолетних растений, исполь­зуют в основном с целью получения целлюлозы для производства бумаги. Наиболее эффективным для этих от­ходов является использование суль-

фатного способа варки целлюлозы, позволяющего перерабатывать все виды растительного сырья. Этот спо­соб преобладает в настоящее время в мировой практике производства целлюлозы. На 1 м³ отходов можно получить до 220 кг бумаги. Как дре­весные, так и недревесные расти­тельные отходы перед варкой под­вергают подготовительным операци­ям, сводящимся к удалению инерт-

ных включений (очистке), измель­чению (рубке, резке, размолу) и сортированию. Последовательность перечисленных операций зависит от вида перерабатываемого отхода. В ка­честве примера ниже описана техно­логия подготовки к использованию в целлюлозно-бумажном производ­стве такого распространенного сель­скохозяйственного отхода, как соло­ма (рис. 6.8).

Подготовка соломы включает две основные операции: измельчение ее в сечку и очистку последней. Посту­пающие на переработку кипы соло­мы освобождают от обвязки на спе­циальном столе 7, где обвязочные

материалы (проволоку, ленту, бече­ву и т.п.) удаляют. Затем солому по­дают транспортером 2 в ножевую дробилку-соломорезку J, конструк­ция которой аналогична конструкции широко используемых в сельском хо-

зяйстве агрегатов измельчения соло­мы. Получаемую в этом аппарате сеч­ку с длиной волокон около 12-15 мм пневмотранспортом подают в циклон предварительного обеспыливания 4. Ввиду легкой слеживаемости сечки и возможности забивки транспортных магистралей ее концентрация в транс­портирующем воздухе не должна пре­вышать 200-250 г/м³. Обеспыленная в циклоне 4 сечка под действием силы тяжести поступает в барабан с билами, оснащенными иглами (отпы-ливатель) 5, где от соломы отделяют оставшиеся на ней зерна. При этой обработке сечки на ее поверхности вновь появляется пыль. Далее сечку подают в вибрационный желоб 6, оборудованный электромагнитами. Освобождешгую от возможных метал­лических включений сечку направля­ют затем в однокорпусную барабан­ную сортировку 7, где осуществляют ее повторное обеспылсвание и отде­ление мятой соломы. Следующей сту­пенью обработки сечки является уда­ление из нее с помощью вибросит и воздушной сепарации имеющих боль­шой удельный вес зерен и узелков стеблей соломы. Подготовленную та­ким образом сечку пневмотранспор­том подают через циклон на транс­портер и далее на переработку в цел­люлозно-бумажное производство.