6.3 Лесохимия

Можно выделить следующие направления химической переработки леса:

• комплекс производств, основанных на термическом разложении древесины и выработки древесного угля, уксусной кислоты, древесного (метилового) спирта, смолы и др;

• производство целлюлозы;

• гидролизное производство (этиловый спирт);

• канифольно-скипидарное производство;

• производство дубильных веществ;

• деревопропиточное производство;

• производство хвойно-эфирных масел и др.

6.3.1 Целлюлозно-бумажное производство

Бумажная промышленность выпускает около 200 видов бумаг: газетная, книжная, чертежная, копировальная, оберточная, афишная, наждачная, фильтровальная и др. Кроме этого вырабатывается много сортов картона: переплетный, кровельный (рубероид), обувной, водонепроницаемый, огнеупорный и др.

Сырьем для производства бумаги служит целлюлоза, бумажная макулатура, х.б. сырье. Целлюлоза получается путем переработки сосновой или пихтовой древесины. В безлесых районах сырьем может служить камыш или тростник.

Основные центры по производству бумаги расположены в городах: Архангельск, Сыктывкар, Красноярск, Братск, Усть-Илимск, Иркутск. А также Светогорск (Ленинградская область), Москва, Балахна (Нижегородская область), Астрахань (в качестве сырья — тростник), Ростов-на-Дону (в качестве сырья — камыш), Амурск, Пермь, Соликамск.

Целлюлозно-бумажный комбинат (ЦБК) имеет в своем составе: сырьевой склад, древесномассовый, целлюлозный и бумагоделательный цеха.

Технология производства бумаги

Бревна очищают от коры в больших барабанах, в которые подается горячая вода. В древесномассовом цеху обрезки бревен (1.25 метра) перетирают в древесную массу. Для этого используются специальные машины – древотеры (дифиблеры). Основа этих машин барабаны диаметром 1.8 м с укрепленными на них корундовыми насадками. Они и перетирают дерево в древесную массу. Срок службы насадок около 3 лет. Древесную кашу пропускают через фильтры (щеполовки) и крупные куски перетирают вторично.

Производство древесной массы требует огромных расходов воды. На 1 тонну воздушно-сухой древесной массы требуется 400-500 м ³ воды. При использовании оборотной воды требуется добавлять 40-50 м ³ на каждую тонну массы. Именно поэтому все ЦБК располагаются вблизи полноводных водоемов.

В целлюлозном цеху древесину перерабатывают не только механически но и химически. Процесс производства целлюлозы сводится к удалению из древесины не целлюлозных веществ, т.е выделению чистой клетчатки. Мелкую щепу (2.5 см и толщиной < 0.5 мм варят воздействуя на щепу кислотами (сульфат бисульфат кальция – [Ca(HCO ₃) ₂] ). Варку ведут в течении 12 часов в емкости 300 м ³ при температуре 145 ⁰ С и давлении до 5 атмосфер. Варочная кислота растворяет большую часть нецеллюлозных веществ и освобождает целлюлозу. В результате получается продукт, состоящий на 95% из клетчатки. В процессе варки попутно образуется сульфидная щелочь, служащая основой для производства этилового спирта. Из 1 тонны сульфидной щелочи получается примерно 10 литров спирта.

Смешанная в определенной пропорции древесная масса и целлюлоза дает

бумажную массу, из которой вырабатывается бумага. Для этого бумажную

массу наносят на полотно и запускают в бумагоделательную машину ⁶⁾.

Машина имеет внушительные размеры – 220 метров. 57 вращающихся барабанов в ней прессуют и высушивают бумагу. Для того чтобы бумага обладала меньшей впитывающей способностью и была гладкой в бумажную массу добавляют белую глину и канифоль. Для придания бумаги белого цвета ее подсинивают. На выходе бумажное полотно проходит контроль по ряду параметров и сворачивается в рулоны. Один рулон (примерно 600 кг) обеспечивает дневной тираж газеты районного центра.

Из одного дерева получается примерно 7 кг бумаги. Отсюда - на тираж районной газеты уходит 857 деревьев.

Производство целлюлозы в значительной степени загрязняет окружающую среду и в частности атмосферу. Характер этого загрязнения обусловлен двумя основными способами производства целлюлозы – сульфитным и сульфатным. Последний считается наиболее «грязным». Так использование в технологическом процессе сульфита натрия приводит к образованию серосодержащих газовых соединений: сероводорода, метилмеркаптана, деметилсульфида и деметилдисульфида, сернистого ангидрида и др. Все эти вещества из большого количества аппаратов, баков и через вентиляционные трубы попадают в атмосферу.

Сульфитно – целлюлозное производство загрязняет атмосферу меньше. Главным загрязнителем здесь является сернистый ангидрид, который используется для приготовления варочной кислоты.

Выбросы в атмосферу связаны также с процессами отбелки как сульфитной, так и сульфатной целлюлозы. Для отбелки используется газообразный хлор и двуокись хлора. При их получении образуются такие токсичные соединения как хлористый водород, пары ртути, сернистый ангидрид, щелочные аэрозоли.

6) Первая такая машина была построена в Англии в 1803 году.