2 Выбор и обоснование технологической схемы

2.1 Схема отбелки небеленой сульфитной целлюлозы для производства вискозной целлюлозы: КЩО-Д-ГО-Г-К.

Ступень КЩО (обработка целлюлозы в щелочной среде) Является практически обязательной делигнифицирующей ступенью современной схемы отбелки как для технологии ECF, так и TCF. КЩО проводится в качестве первой ступени и полностью исключает процесс хлорирования, уменьшает общую продолжительность отбелки, увеличивает выход целлюлозы на 3,5-6%.

Применение КЩО обеспечивает следующие преимущества: уменьшение химических потерь при отбелке целлюлозы для химической переработки на 4-6%, это снижает расход древесины на 1т целлюлозы или соответственно увеличивает производительность отбельного цеха: более глубокое удаление смоляных веществ, что снимает проблему смоляных затруднений и повышает качество получаемой целлюлозы; позволяет снизить число Каппа перед отбелкой и соответственно снизить расход белящих реагентов, сохранив прочностные показатели целлюлозы.

Ступень Д.

Диоксид хлора применяется как самостоятельный реагент. Отбелка СlO₂ при повышенной температуре позволяет сэкономить 25% от общего расхода хлора, а также избежать пожелтения полностью отбеленной целлюлозы.

Ступень ГО.

Ступень горячего облагораживания является обязательной при отбелке целлюлозы идущей на химическую переработку (для вескозы). Основная цель облагораживания, удаление гемицеллюлоз и низкомолекулярных фракций клетчатки; увеличение массовой доли α-целлюлозы, этот показатель служит мерой степени облагораживания.

При ГО с применением NaOH зольность, смолистость существенно снижается, что важно при производстве вискозной целлюлозы.

Ступень Г

Наличие ступени гипохлоритной отбелки является основным недостатком общей схемы отбелки. При использовании NaOCl образуется вредное газообразное соединение – хлороформ, и в сточных водах отбельного цеха присутствуют хлорорганические соединения. Однако данная ступень отбелки включена в схему т. к. она обеспечивает следующие показатели: гипохлорит регулирует степень разрушения волокна предназначенного для химической переработки (свойства вискозной целлюлозы зависит от длины молекулярных цепей); обеспечивает однородность целлюлозы, т. к. колебания вязкости допускаются в узких пределах.

Ступень К.

В общей схеме ступень Г является завершающей ступенью отбелки, поэтому целлюлоза подвергается операции кисловки. Обработка SO₂ в данном случае проводится в отбельной башне, где происходит процесс нейтрализации остатков гипохлорита, повышается стабильность белизны, регулируется зольность.

2.2 Технологический процесс.

Сульфитная небеленая целлюлоза из БВК с концентрацией 12% подаётся в реактор КЩО. Также в насос подаётся водный раствор NaOH. В смеситель подаётся кислород и пар для нагрева массы. Реактор представляет собой ёмкость в форме цилиндра с конусами. Масса выдувается из котла в глубь реактора и выгружается из него в верхней части в выдувной резервуар, где из массы выделяется избыток кислорода. Далее масса насосом перекачивается во входную часть пресса и равномерно распределяется по ширине ванны с помощью массораспределительного шнека. В ванне размещается фильтрующий барабан. Жидкость ударяется о перфорированную пластину установленную на поверхности барабана. Зона вытеснения оснащена распределительными мешками для промывной воды. Промывная вода вытесняет жидкость, поступающую с массой. Целлюлозная папка поступает в зону вытеснения при концентрации около 15%. Постепенное уменьшение сечения в зоне приводит к дальнейшему увеличению концентрации. На выходе из зоны вытеснения папка целлюлозы затягивается в зазор под прессовым цилиндром. Под давлением прессового цилиндра папка достигает концентрации 30%, снимается с барабана скребковым устройством и подаётся на разбавление в шнек. Разбавление производится фильтратом следующей ступени. На данной ступени используется фильтрат ступени Д. Избыток фильтрата сбрасывается в канализацию через перелив.

Масса после фильтр-пресса №1 насосом через смеситель химикатов подаётся в башню обработки диоксидом хлора. Раствор ClO₂ подаётся в смеситель химикатов. Обработанная химикатом масса поступает в нижнюю часть колонки внутри, колонки движется снизу вверх, переливает его через край и спускается вниз по зазору между колонкой и стенками башни. Внизу башни масса разбавляется фильтратом из бака оборотной воды ступени ГО, который подаётся центробежным насосом. Масса перемешивается пропеллерными мешалками установленными внизу башни и массным насосом подаётся на пресс-фильтр №2. На прессе идёт процесс промывки и отжима целлюлозы (аналогично пресс-фильру №1). В шнеке масса разбавляется оборотной водой ступени ГО. Также в шнек подводится пар для нагрева массы до определённой температуры.

С пресс-фильтра №2 масса насосом через смеситель химикатов, в который подаётся раствор NaOH, подаётся в башню ГО. После процесса облагораживания целлюлозная масса подвергается промывке в две ступени на пресс-фильтра №2 и №3.

На промывку целлюлозы на пресс №2 подаётся оборотная вода от фильтрата с пресс-фильтра №3. На пресс-фильтр №3 подаётся умягченная вода.

После пресс-фильтра №3 масса насосом через смеситель химикатов, куда подаётся раствор гипохлорита, подаётся на ступень Г. Из башни масса насосом перекачивается на пресс-фильтр №4, где промывается умягченной водой.

На ступени кисловки идёт аналогичный процесс обработки, как на ступени Г. После башни масса через очиститель поступает в БВК беленой целлюлозы.