Билет № 12

1. Общая схема регенерации СФА щёлока.

Стадии процесса регенерации: 1)фильтрация черного щелока;2)укрепление черного щелока;3)съем сырого сульфатного мыла;4)окисление чёрного щёлока;4)подготовка щёлока к выпариванию

1)Присутствие в щёлоке мелкого волокна приводит к следующим негативным последствиям:–засорение трубок в выпарной установке;–образование наслоения сернистого железа;–ухудшение качкства СФА мыла. Содержание мелкого волокна составляет :–после диффузоров 20-30 мг/л;–после промывных вакуум – фильтров 50-60 г/л;после аппараток Камюр 50-60г/л. Для удаления мелкого волокна используются 2-а вида аппаратов:1)фильт Мелона–представляет собой сетчатый вращающийся барабан.Концентрация волокна в щёлоке после фильтра <10мг/л.Параметры барабана:d=1-1.5 м;L=1.5-2.5м ; производительность 2,5-4 тыс.м3 щёлока/сутки;2)центрифуги–Q=1600м3/сутки.

2)на данную операцию щёлок поступает с конц. 12-14% и на этой операции нужно достичь конц. 22-24%,т.к. выпаривание чёрного щёлока с С=12-14% приводит к пенообразованию и при увелич. температуры выпаривания происходит его сильное вскипание, что м/т вызвать переброс щёлока из аппарата.При конц.щёлока =12-14% сложно отделить СФА мыло.Для укрепления щёлока часть его упаривают до конц. 52-60% и затем эту часть щёлока смешивают со слабым щелоком. Для смешения используют различные смесители:а)бак с вертикальной мешалкой;б)циклонный смеситель:

в)смеситель в трубе

3)Сырое СФА мыло состоит из Na-ых солей жирных (линолевая, олеиновая, стеариновая) и смоляных к-т (абиетиновая, левопимаровая, стеариновая), продуктов их окисления и нейтрализации.Выделение СФА мыла осущ. в 2-е стадии:1)при промывке чёрного щёлока на вакуум фильтрах мыло в виде пены всплывает в фильтратных баках;2)Отделение путём отстаивания в баках в течении не менее 15-16 часов.

4)

Основная цель процесса перевести остаточный Na2S в тиосульфатNa путём продувки воздуха , при этом протекает р-ия:

Na2S+О2+H2O–>Na2S2O4+2NaOH+215ккал

В результате окисления чёрн. щёлокауменьш. коррозия оборудования и трубопроводов выпарной установке,уменьшается дурной запах и ядовитость конденсатов выпарной установки.

5)Подготовка щёлока к выпариванию.*Используется пенная установка типа БТ-Метудер:

1–окислительная башня;2–пенная камера;3–циклон для разбивки пены;4–сборник окисленного щёлока,

Щёлок протекает с полки на полку.

Кроме этой установки сущ. ещё *турбулентная установка типа Лурги. Окисление щёлока происходит в змеевике с диафрагмовыми перегородками под давлением= 0,8МПа. Продолжительность 1 мин.

Для окисления используется*флотационная установка:

1-флотационная башня;2–вертикальные перегородки;3–пеноуловитель;4–бак окисленного щёлока.

2. Техника сфа варки в котлах периодического действия

Для сульфатной варки древесной целлюлозы по периодическому методу применяются стальные клепаные или сварные вертикальные варочные котлы. Варочные котлы рассчитывают на рабочее давление 1—1,25 МПа; тол­щина стенки составляет 25—30 мм. Внутренней футеровки котлы, как правило, не имеют. Для обес­печения плотности клепаных котлов стыки и заклепочные го­ловки по окончании клепки и чеканки обваривают изнутри электросваркой. В последние годы на сульфатцеллюлозных за­водах устанавливают котлы исключительно сварной конструк­ции.

Вертикальные котлы для сульфатной и натронной варки опоражниваются по способу выдувки и имеют сигарообразную форму с отношением высоты к диаметру (Н: D) в пределах от 2,8 до 4,5. Угол нижнего конуса близок к 60°, верхнего — к 90°; иногда верхний конус выполняется в форме полу­сферы.

Котлы обязательно снабжаются системой принудительной циркуляции щелока. В случае прямого обогрева щелок заби­рается насосом из-под ложного днища в нижнем конусе котла и по наружной циркуляционной трубе подается в верхнюю часть. Пар внутрь котла подводится по кольцевой трубе, рас­положенной в месте перехода цилиндрической части в нижний конус или через штуцер, расположенный в нижней горловине. При прямом обогреве образующийся конденсат пара разбав­ляет щелок. Поэтому уже давно на натронных и сульфатных заводах стали применять системы принудительной циркуляции щелока с непрямым нагревом. На рис. 1 изображен стационарный котел для сульфатной варки с трубчатым одноходовым подогревателем. Циркуляци­онный центробежный насос забирает щелок из-под круговой циркуляционной сетки, состоящей из отдельных секций и распо­ложенной посредине цилиндрической части котла. Щелок, на­гретый в подогревателе, делится в верхней его головке на две части, из которых одна поступает в верхний, вторая — в ниж­ний конус котла через со ответствующие штуцеры.

Рис. 1. Стационарный котел с циркуляцией для непрямого нагрева:

1 — корпус котла; 2 — верхняя горловина; 3 — воздушный штуцер; 5 — подогреватель; 6 — заборные штуцера; 9 — выдувной клапан; 10 — циркуляционная сетка.

3. Крашение бумажной массы. Окрашивание бумаги в какой-либо цвет осуществляют или крашением бумажной массы, из которой изготовляется бумага, или окраской бумаги с поверхности при использовании для этой цели употребляемых в полиграфии методов нанесения пе­чати или оборудования, применяемого в бумажной про­мышленности (клеильного пресса, бумагокрасильной машины и др.).

К окрашенным видам бумаги относятся: основы для фибры и пергамента, промокательная, для текстильных патронов и конусов, бутылочная, афишная, для спичечных коробок, писчая цветная, разные декоративные виды бумаги, некоторые разновидности упаковочной бумаги, конвертной, прядильной, электротехнических видов бумаги, салфеточной бумаги, бумаги для печати, а также другие виды бумажной продукции.

Если при помощи крашения бумаге придается определен­ный цвет, то для придания ей того или иного оттенка поль­зуются подцветкой бумаги, осуществляемой обычно вве­дением в бумагу малого количества соответствующего краси­теля. Подцветку производят преимущественно для устране­ния желтизны различных видов бумаги для письма и печати и придания им видимой белизны.

Для окраски бумаги применяют различные красители, ко­торые можно разделить на неорганические (естественные и ис­кусственные), используемые в настоящее время редко, и ор­ганические. Из неорганических красителей следует упомянуть ультрамарин, вводимый в бумажную массу для подцветки бе­лой бумаги. Органические красители также могут быть естест­венными и искусственными. Именно последние получили в про­изводстве бумаги наибольшее распространение, так как они обеспечивают возможности придания изготовляемой бумаге широкого разнообразия цвета и оттенка. Органические синте­тические красители, применяемые для окраски бумаги, делятся на следующие группы: основные, прямые. кислотные, кубовые и сернистые. Большинство видов красите­лей представляют собой растворимые красящие вещества, ко­торые усваиваются волокнами адсорбционно или путем непо­средственного химического взаимодействия.

Пигментные красители: К числу пигментных кра­сителей относятся кубовые и сернистые красители, обладаю­щие высокими показателями водостойкости и светопрочности. Кубовые красители характеризуются приданием окрашивае­мой бумаге ярких цветов и сочных оттенков, что и обусловли­вает в ряде случаев их применение, несмотря на относитель­ную дороговизну и усложненную технологию использования. Сернистые красители дешевы, но придают бумаге тусклую ок­раску.

Основные красители непосредственно хорошо окраши­вают волокна древесной массы и небеленой (лучше жесткой) целлюлозы, но хуже волокна беленой целлюлозы, имеющие низкое содержание лигнина и гемицеллюлоз, и еще хуже — тряпичные волокна. Часто эти красители используют также для окраски волокон из смешанной макулатуры. Во всех этих случаях достигается получение практически бесцветной сточ­ной воды. Для фиксации основных красителей на волокнах древесной массы, т. е. контакта волокон с красителем, доста­точно всего лишь 20—30 с. Связь основного красителя с во­локнами химическая. Сорбция этого красителя определяется содержанием в волокнах карбоксильных групп, к которым ос­новные красители обнаруживают сродство.

Прямые красители обеспечивают непосредственно хоро­шую окраску волокон хлопка и беленой целлюлозы и значи­тельно хуже окрашивают волокна древесной массы. При ок­рашивании прямыми красителями волокон беленой целлюлозы время контакта этих красителей с волокнами должно состав­лять до 2, а иногда и 4 мин в зависимости от марки краси­теля, требуемой интенсивности окраски и условий проведения процесса крашения. Прямые красители целесообразно при­менять для окраски неклееных видов бумаги: промокательной, основы для фибры, основы для пергамента, различной бумаги санитарно-бытового назначения. Эти красители образуют с гидроксильными группами целлюлозы водородную связь.

Кислотные красители хорошо окрашивают шелк, шерсть и полиамидные волокна и плохо окрашивают целлюлозу, дре­весную массу и частицы каолина. Эти красители обычно ис­пользуют для окраски проклеенной бумажной массы при из­бытке сернокислого алюминия. Кислотные красители не дают такую яркую окраску, как основные, но являются более све­тостойкими. Окраску основными и прямыми красителями лучше осуществлять с использованием мягкой производствен­ной воды, при окраске же кислотными красителями соли жест­кой воды благоприятствуют процессу крашения.

Сложность процесса крашения обусловлена не только раз­личием свойств используемых при этом красителей, но и не­однородностью по виду, строению и химическому составу волокон, из которых изготовлена бумага, а также наличием в бумажной массе различно окрашиваемых наполнителей и проклеивающих веществ. В силу этого на процесс крашения тем или иным красителем оказывает влияние большое количество переменных факторов: вид окрашиваемых волокон и степень их помола, количество в бу­мажной массе наполнителей, проклеивающих веществ и серно­кислого алюминия, рН и температуру среды при крашении, а также температуру сушки и конечную влажность высушивае­мой бумаги. Несомненное влияние оказывает также степень использования оборотной окрашенной воды и оборотного брака, жесткость производственной воды, наличие или отсут­ствие процесса каландрирования бумаги и пр. Имеет значение и соотношение длины молекул красителя с размерами пор волокон. При большой длине моле­кул красителя последний не может проникнуть в мельчайшие поры волокон.

С повышением степени помола бумажной массы удельная поверхность волокон повышается, что способствует увеличению адсорбции ими красителей и получению бумаги с цветом более яркого тона. Ввиду чувствительности многих видов красителей даже к небольшим колебаниям величины указанных выше пе­ременных факторов необходимо во избежание изменения ок­раски бумаги тщательно придерживаться постоянства техно­логического режима процесса крашения.

Указанные выше особенности крашения различных расти­тельных волокон красителями разных групп свидетельствуют о сложности процесса, для качественного проведения которого часто пользуются одновременно красителями разных групп.