16 Модифицированная непр сфа в

Совр-ые жесткие нормы выбросов эколог вредных в-в (БПК, АОХ, ХПК) треб-ют, чтобы предпр занимались модернизацией действующих производств беленой Ц. Установленным считается факт взаимосвязи между расходом хлорреагента и кол-ом обр-ся орг соед хлора и диоксинов.

АОХ = (0,1…0,07)*(Cl₂ + NaOCl/2 + ClО₂/5), кг АОХ/m.

Прекращ-ие исп-я гипохлорита Cl и Cl₂ и ум ClО₂ явл главной тенденцией развития технологии отбелки. Низкие зная-я АОХ достиг-ся ум сод-я остат-го Л перед отбелкой в Ц. Низкое знач ч.Каппа обеспеч-ся исп-ем селективной модифик сфа в, КЩО Ц, исп селективного предварит-го кислотного гидролиза. Промыш-ые испытания способа МСС были проведены в Финляндии.

Вар-ые двухсосудные уст-ки, варка Ц по техн-ии МСС и IТС произ-ся в зоне по напр-ю потока массы – прямоточная варка (1 час), а затем в зоне противоточной варки. 65 % от общего расхода акт.щ. на варку под-ся в пит линии пропит кам; 15 % - в линию цирк-ии вар котел – пропит кам; 20 % - в зону противоточ варки. Темп в зоне варки по техн-ии МСС ум до 164-166 ^ОС, в зоне диф промывки ув до 140 ^ОС. Применение МСС позв-ет ум ч.Каппа хв Ц с 30-32 до 22-25 ед, а листв Ц с 20-22 до 14-16 ед при сохр-ии выхода и прочностных св-в Ц. Отмечено ув белимости Ц по сравнению с Ц с тем же ч.Каппа, но получ-й традиц-м способом. Улучшение белимости объясняется отсутствием осаждения раств-го Л на волокне в конце варки вследствии более низкого раств-я Л в щелоке и меньшей конденс-ей Л в клет стенки из-за низкой темп.

18 ПОЛИСУЛЬФИДНАЯ ВАРКА.

Этот способ ↑выход Ц за счёт стабил-ии ГЦ путём окисл-я концевых альдег. гр. в карбоновые с помощью полисульфида. Полисульфид- это много сернистые соед-я с общей формулой Na₂S_n. где n=2-6. Чистые полисульф-е р-ры устойчивы только до t 90⁰С, при ↑t они начин. разлаг-ся: 4Na₂S₂ +Н₂О→ 6NaSH+Na₂S₂O₃;

2Na₂S₃ +2NaOH+Н₂О→ 4NaSH+Na₂S₂O₃;

Na₂S₅ +3NaOH→ 3NaSH+Na₂S₂O₃. При варке с полисульфидом только 40% успевают окислить альдегид-е гр., а NaSH далее вз-ет сЛ. Т.о. ↑выход Ц, кот. сохран. при отбелке. На СФА заводе полисульфид м.б. получен 2 способами: 1.Раствор-е элемен-й серы в бел.щ. при t<100⁰С. Na₂S+S→ Na₂S₂+S→ Na₂S₃… треб-ся реген-я серы в цикле реген-и химикатов, т.е. необх-а реконст-я сис-ы реген-и химикатов. 2. Окислением Na₂S наход-ся в бел.щ. 2Na₂S+О₂+Н₂О→ 2S⁰+4NaOH; nS+Na₂S→Na₂S_n+1. При это сниж-ся конц-я Na₂S в бел.щ. В кач-ве cat прим-ют гранул-е угли с гидрофобным покрытием. Малков создал cat для окисл-я бел.щ. МДК-1. Пром-е испыт-я на Солом-ом заводе показ-и чтотребуемая степень превращ-я Na₂S в Na₂S_n достиг-ся при избытке воздуха в 1,5 раза. При варке с конч. числом Каппа 30-40 выход ↑ на 1,5-2%.Повышение выхода связано с ↑выхода глюкоманнана (хв. древ.) и ксилана (листв. древ.). Также обнар. сокращ-е выбросов метилS-х соед-й. на 30%.

15 Непрерывная варка ц

В наст вр большая часть сфа Ц выпуск-ся на установка непр-го действия (65%), что обусловлено «+»: 1) Большая производ-ть 1м³ котла за счет исп из баланса раб времени операций по загрузке и выгрузке котла.

2) Сокращение размеров емкости для щепы, щелоков, массы.

3) Меньшая потребность в производственных площадях.

4) Постоянство расхода пара и энергии.

5) Меньший уд расход э/э.

6) Меньшее загр-ие окр среды вследствии холодной выдувки массы их котла.

7) Наличие эф-ой 1-й ступени промывки.

Непр варка требует соблюдение нек-ых условий: а) улучш-е кач-во и однородность древ сырья; б) постоянство пар-ов пара; в) пониж-ое сод-ие взвеш-х в-в в белом щелоке, пост состав щелока; г) квалифиц. персонал.

Первая установка в 1936 г. За рубежом в 38 в Швеции.

Первые установки исп-ли гор выдувку, что сказыв-сь на ум мех прочности Ц. В 1957 начали исп холодную выдувку, что благодаря охл-ю Ц перед выдувкой способствовало ув прочности п/та. В 1962 в котлах непр дейст-я стали прменять промывку Ц в котле, называемой горячей диф-ой промывкой. Все котлы, уст-ые после 62 им эту зону. 1983 – испытания модиф сфа в, кот по срав-ю с обычной обеспечивает более избирательную делигн и ув прочность Ц. 1983: МСС, ЕМСС, ITC, BLI, Lo-Solids.

Развитие соврем-х вар-х установок направлено на ув их производительности и улучш кач-ва Ц. Произ-ть самого большого апп 3000г/сут(Китай).

В наст вр эксплуатир-ся 5 типов апп-ов (данные 2004): однососуд гидравлич (234шт), однососуд с парожид-й фазой (34), 2хсосуд гидравл (32), 2хсосуд с парожид-й фазой (34), котлы для варки опилок (17). Всего 361 шт. Производительность – 200-2000т/сут небеленой Ц. Прод-ть нах-я щепы в котле 3-8 часов. Высота самого высокого 77,5м. Диаметр самого большого 9,15м. Самый большой котел им объем 4750м³.

Техника и технология непр варки

Щепа транспорт-ся из древ-подг-го цеха в бункер щепы, соврем-я конструкция кот обесп-т беспрерывное поступление щепы в дозатор. Дозатор контр-ет поступление щепы из бункера и производ-ть вар уст-ки. В бункере устраивается пропарка под атм Р за счет пара из нижнего испарит циклона. Дозатор додает щепу в питатель НД, кот транспортирует ее в гориз пропар камеру, в кот Р 0,1-0,15 МПа. ПНД явл запорным клапоном между атм Р в бункере и повыш-м Р в пропар камере. Шнек проп кам перемещает щепу к вертик пита-ей трубе, по кот щепа поступает в карманы ПВД.. В питательную трубу подается б.щ., уровень кот поддерж-ся пост-м. Щепа под действ силы тяж поступ-ет в пит трубу, где впервые вступ-ет в контакт с б.щ. Часто пит трубу совмещают с устр-ом для промывки щепы (от мин загр). Щепа циркулирует из пит трубы ч/з ПВД обратно в пит трубу ч/з установленные в линии отделитель песка и выносное сито. Из нижн части пит тр щепа пост-ет в карманы ПВД под дейст силы тяж и потока циркулирующего щелока (линия малой цирк-ии).

ПВД транс-ет щепу из зоны с низким Р 0,1-0,15МПа в зону с повыш Р более 1МПа. Щепа с пом ПВД трансп-ся в загр-ое устр-во вар котла или пропит кам в виде суспензии с конц 3,5%. В вертик сепараторе загр-го устр-ва щепа отдел-ся от трансп-го щелока, кот возвр-ся в ПВД с пом насоса.

Часть или весь б.щ., необх-й для варки вводят в пр с исп сист загрузки. После заргрузки устр-ва щепа обр-ет столб.

В гидрав-м котле изб-ое Р созд-ся насосом, подающим в вар котел р-р, а в котле с парожидк-ой фазой и за счет пара, подаваемого в верх-ю часть котла. Щепа сохр-ет свои геометр-е размеры, вплоть до выдувки ее из котла после завершения варки. Щепа сост из 2 фаз: твердой; жидкой, в кот растворены разрушеннве комп-ты древ (это внутр щелок). Масса ТВ фракции в щеме м.б. 0,1-0,35 доля. Массовая доля ТВ мат-ла по ходу варки ум-ся, т.к. часть комп древ раств-ся как во внутр щелоке, так и в окруж-ей щепу жид фазе.

Движ силой движения колонны щепы вниз явл разность в плотностях щелока, нах-ся внутри и вне щепы (свободный щелок). Хотя щепа и внутр щелок движ-ся только вниз, своб щелок может двиг-ся в любом напр-ии (вверх, вниз, радиально) и при любой относит-й ск-ти движ столба щепы.

В однососуд-х котлах в верх части нах зона пропитки (локализована до первого цирк-го сита). Темп сусп 115-125 ^ОС и зав от Р пара, количества и темп-ры добавляемого в циркуляцию белого щелока. Продолжительность нахождения щепы в зоне пропитки 45-60 мин. Цирк-ые сита позв-ют отобрать щелок из котла и насосм направить его в теплооб. Нагретый до темп варки щелок по цирк-й трубе возвр-ся в центр столба щепы на том же уровне, где расположены соответ-ие сита.

В схеме установки с однососуд-м котлом исп 2 пояса цирк сит. Прод-ть нах-я щепы в зоне варки 1,5-2,5 часа.

3 пояс сит исп для отбора ч.щ. из котла (нах-ся в зоне отбора). В этой зоне своб щелок удал-ся из котла и попадает из зоны с повыш темп и Р в зону с атм Р путем вскипания в 2-х испарит-х циклонах. Пары вскипания из 1 циклона (0,35 МПа) напр-ся в проп кам, избыток паров из кот напр в терпентинный конденсатор. Пары вскип из 2 циклона под-ся в бункер для пропарки щепы под атм Р.

Поток своб щелока вверху котла появ-ся, когда кол-во отбираемого из котла щелока будет больше кол-ва своб щелока в зоне прямоточ-й варки.

(Fα)ср = Е + (Fα)

(Fα)ср – кол-во фильтрата, подаваемого в котел для вытеснения крепкого щелока; Е – кол-во экстрагированного щелока; (Fα) – кол-во своб ч.щ., кот перемещается со щепой из зоны варки.

Пр отбора щелока генерирует поток щелока вверх котла до сита отбора щелока. Прод-ть нах-я щепы в зоне диф-ой промывки 1,-4 часа в зав-ти от проекта.

В кач промывной жид исп фильтрат с 1 ступени промывки, кот при 70-80 ^ОС под-ся в нижн часть вар котла, кот явл зоной охл-я и разбавления Ц перед холодной выдувкой. Часть этого фильтрата перемещается противотоком навстречу столбу щепы. Дойдя до цирк сита зоны промывки, фильтрат отбирают насосом и напр-ют в теплооб-к, где нагр-ся до 130-155 ^ОС в зав от технологии варки для ув эф-ти диф-й промывки.

Смесь охл-ой щепы и фильтрата с темп 85-90 ^ОС выгр-ся из нижней части котла разгр-ым устр-ом. Выравнивание Р происх при прох-ии щепы ч/з выдувной клапан, где уже сваренная щепа превр-ся в Ц, кот поступ-ет в выд рез или в диффузор непр-го действия для промывки.

При выработке Ц выс выхода 35-54 % для разделения щепы на волокна в выдув линии устан-ся дисковая мельница (рафинер).

17. ВАРКА С ПРЕДГИДРОЛИЗОМ.

Пол-е СФА Ц для хим. пер-ки возможно при исп-ии ещё 1 ступени варки- предгидролиза, в ходе кот-го удал-ся легкогидрол-е ГЦ, ослаб-ся связи м/д уст-ми к щелочи пентозанами и др. компон-и клет стенки., стенка частич-о разрых-ся, что облегчет удал-е пентозанов и ↑реакц-ю способ-ть Ц. 2 способа предгидролиза: 1) слаб р-ры мин. к-т: а) водный р-р Н₂SО₄ 0,3-0,5%, рН=1,5-2, t=120-125. б) НСl 0,5-1%. Содерж-е α-Ц 91-94%. 2) Водный. Примен-я чаще. Треб-й рН=3 обеспеч-ся продуктами гидролиза древ-ы, в осноном Ас-ми группами ГЦ-з.При предгзе раств-ся 15-20% от массыдр-ны.В осн Ц-зы, част-но ЭВ и водораств-й Л-н.. Глубина предгидр-а зав. от рН и регул-ся продол-тью обработки для хв-х пород не должна прев-ть 16-18% от массы др-ны.При пол-ии Ц-зы для хим. перер-ки из лиственницы потери вещ-ва сост-ют 20-22%. Бол-е потери древ-ы при предгидр-е в дальнейшем приводят к затруднениям в делигниф-и при СФА варке. Выход Ц при такой варке знач-о ↓ (30-35%).Проблема в перер-ке гидролизата. Гидролизат содержит пентозные сахара и раньше испол-ся для выращ-я кормовых дрожжей. Основ-е затруд-е при перераб-е гидролизата явл. образ. осадков «карамели» в трубопроводах и на оборуд-и в системе отбора и инверсии гидр-та. Введение в воду для г-за или в гидр-т 3-4 кг/т ц-зы ЛСтов прекращ-ет карамелизацию засчет образ-я вокруг колл-х частицзащитной пленки из ЛСтов, кот. предотвр-ет их коагул-ю.. В послед-е время примен. др. способ предг-за – паровой, искл-й утил-ю г-та для пол-я сахаров. В котёл заливают небол. кол-во воды и нагрев. острым паром до 170⁰С. Неб-ее кол-во Г-та оставляют в котле и заливают бел.щ. Орг. в-ва , переш-е в р-р при предг-зе, переход. в ч.щ и напр-ся в с-му реген-ии хим-в.. Но при этом ↓α-Ц. Разработали нов паровой предгидролиз с вытеснением гидролизата крепким ч.щ. α-Ц=94-96%. Опыт эксплуатации апп. Камюр с наклонным сепаратором с заной водного или парового предгидролиза в верх. ч. котла показал невозможность получения Ц для хим. перераб-и треб-го кач-ва.Ahlstrem предл-ли вар-т исп-я двух сосудной Камюр.В 1-м сосуде- 45 минутный предг-з с Н₂SO₄ ,pH 1,5-2