Введение

Щелочная (натронная и сульфатная) варка целлюлозы из древесины различных пород на современных предприятиях производится как в периодически работающих варочных котлах, так и в варочных установках непрерывного действия.

Техника натронной и сульфатной варки целлюлозы в периодически действующих варочных котлах во многом схожа с техникой сульфитной варки. В котел из бункеров или с конвейера загружают щепу и закачивают из баков-мерников варочный, так называемый белый щелок, содержащий необходимую для варки активную щелочь. К белому щелоку, как правило, примешивают некоторое количество отработанного черного щелока с целью получить после варки щелок более высокой концентрации, для выпарки которого в процессе регенерации будет затрачиваться меньше пара. Со­держимое котла нагревают до 165—175 °С либо острым паром, либо, чаще, непрямым способом, прогоняя щелок через обогреваемый паром подогреватель. Температуру поднимают более или менее равномерно сразу до конечного ее значения, не делая промежуточных стоянок при более низких температурах. В процессе подъема температуры производят так называемую терпентинную сдувку, с которой из котла уходят главным образом пары скипидара (отсюда ее название), небольшое ко­личество водяных паров, воздух, оставшийся в котле после загрузки, и некоторые органические летучие продукты. В резуль­тате в момент достижения конечной температуры в паровом пространстве котла практически не остается посторонних газов, и показываемое манометром давление почти точно отвечает парциальному давлению водяного пара (0,75—0,85 МПа, или 7,5—8,5 кгс/см²). На конечной температуре котел выдерживают положенное по режиму варки время, как правило, при непрерывной циркуляции щелока, но без подачи пара. Конец варки устанавливают по опыту, руководствуясь продолжительностью и температурой варки; никаких анализов щелока или массы из котла в течение варки, как правило, не делается. По истечении стоянки на конечной температуре открывают сдувку, снижают давление в котле до 0,4—0,5 МПа (4—5 кгс/см²) и выдувают массу со щелоком в выдувной резервуар, циклон или диффузор. Опоражнивание котлов по способу вымывки на сульфатцеллюлозных заводах до последнего времени не практиковалось.

При описанном режиме варка заканчивается за сравнительно короткое время (3—5 ч), поэтому обороты котлов полу­чаются небольшими, а суточная и годовая производительность 1 м³ объема котла на натронных и сульфатцеллюлозных заводах оказывается примерно в 2 раза выше, чем на сульфитцеллюлозных.

Техника варки в непрерывнодействующих варочных установках зависит от их типа. В наиболее распространен­ных установках типа «Камюр» щепа предварительно подвергается короткой пропарке в пропарочных цистернах, а затем питательным насосом вместе со щелоком подается в верхнюю часть вертикального варочного котла, имеющего значительную высоту (от 30 до 90 м). Щепа движется в котле сверху вниз, последо­вательно проходя зоны пропитки (температура 115—120°С), нагрева и варки (170—175 °С), а в некоторых конструкциях кот­лов также зону горячей диффузионной промывки в нижней части котла. Для того чтобы можно было в разных частях котла поддерживать различные температуры, внутри котла создается избыточное гидравлическое давление 1,1—1,3 МПа (11— 13 кгс/см²) в верхней части, препятствующее парообразованию и возникновению парогазового пространства. Сдувки из котла во время варки практически не производятся.

Опоражниваются непрерывнодействующие котлы типа «Камюр» так же, как и периодические, только по способу выдувки. При этом из котлов, снабженных зоной горячей промывки или горячей экстракции щелока, отработанный черный щелок полностью или частично отбирается, и температура массы перед выдувкой снижается до 100 °С и ниже. Общая продолжительность прохождения щепы через котел 3—6 ч.

Операциям варки натронной или сульфатной целлюлозы предшествует подготовка щепы, методы которой полностью совпадают с методами подготовки щепы в сульфитцеллюлозном производстве. После варки целлюлоза промывается, т. е. от нее отделяется отработанный черный щелок, направляемый на регенерацию затраченных на варку химикатов.