Отбелка целлюлозы широко используется предприятиями, вырабатывающими волокнистые полуфабрикаты для изготовления белых видов бумаги и картона. Ужесточение законодательства в области охраны окружающей среды заставляет совершенствовать технологию отбелки целлюлозы с целью снижения техногенной нагрузки на природу при одновременном повышении качества продукции и снижении расходов на производство.
Данная работа направлена на решение этих задач в технологии отбелки целлюлозы.
Предлагаемый способ совершенствования технологии отбелки целлюлозы включает:
– использование на начальных стадиях процесса катализируемой делигнификации целлюлозы пероксидом водорода в кислой среде (Пк) с последующей щелочной обработкой (Щ) взамен современной, но технологически более сложной ступени делигнификации молекулярным кислородом под давлением (КЩО);
– замена на отбеливающих ступенях взрывоопасного и дорогостоящего диоксида хлора безопасным более технологичным и экономичным хлоритом натрия (ХT).
Делигнифицирующая обработка пероксидом водорода в кислой среде дает лучшие результаты, чем КЩО, при значительно меньшей деструкции целлюлозы. Условия данной обработки достаточно приемлемы для производства, а экологическая безопасность такой делигнификации даже несколько выше, чем при КЩО.
Хлорит натрия по окислительному потенциалу и избирательности близок к диоксиду хлора, обладает устойчивостью, достаточной для транспортировки в порошкообразном состоянии, а его растворы весьма стабильны даже на свету. Использование хлорита натрия вместо диоксида хлора позволит избежать необходимости в строительстве специального цеха для производства диоксида хлора либо увеличить производство беленой целлюлозы на предприятиях, где диоксид хлора уже используется. С целью повышения эффективности щелочной обработки между ступенями отбелки хлоритом натрия принято окислительное щелочение (ЩП).
Таким образом, разработанная схема отбелки целлюлозы по ECF-технологии имеет вид:
Пк – Щ – ХT1 – ЩП – ХT2,
т.е. отбелку целлюлозы предлагается проводить путем пероксидно-щелочной делигнификации с последующей двухступенчатой отбелкой хлоритом натрия с промежуточным окислительным щелочением.
По предлагаемой схеме исследована отбелка сульфатной хвойной и лиственной целлюлозы. Экспериментально изучено влияние основных факторов новых ступеней отбелки (Пк, ХT1, ХT2) на результаты процесса, получены математические модели в виде регрессионных уравнений, вычислены оптимальные условия, подтверждена близость прогнозируемых и экспериментальных величин выходных параметров.
Определены подробные характеристики образцов целлюлозы, полученных по предлагаемой технологии.
Выявлены основные закономерности делигнификации и отбелки целлюлозы по разработанной технологии; установлены динамика изменений физико-химических, структурных и морфологических свойств волокон целлюлозы в процессе отбелки и влияние этих характеристик на качественные показатели полученной беленой целлюлозы.
Для отбелки по разработанной технологии сульфатной хвойной целлюлозы с числом Каппа 30 до белизны 90 % расход основных химикатов составил: пероксида водорода – 4,5 % и хлорита натрия (суммарный) – 2,65 % (от абсолютно сухого волокна). На отбелку лиственной сульфатной целлюлозы расход химикатов ниже.
Анализ характера изменений, происходящих с целлюлозой при отбелке по разработанной схеме, а также показателей, характеризующих степень окислительной и гидролитической деструкции целлюлозы на различных стадиях процесса, указывает на весьма мягкое делигнифицирующее и отбеливающее действие химикатов в оптимальных условиях обработки и незначительную деструкцию целлюлозы на отдельных стадиях процесса делигнификации и отбелки. В результате механические показатели целлюлозы остаются на высоком уровне.
При отбелке лиственной сульфатной целлюлозы весьма важным результатом отбелки по принятой схеме наряду с вышеизложенным для хвойной целлюлозы является эффективное обессмоливание целлюлозы по общей и «вредной» смоле (на 50 %), что приводит к снижению в целлюлозе массовой доли смолы до величин, практически исключающих явление «вредной» смолистости на производстве.
Предлагаемая схема является экологически надежной, экономически целесообразной и может быть с успехом внедрена на любом действующем предприятии целлюлозно-бумажной промышленности без значительных капиталовложений.
Библиографическая ссылка
Хакимова Ф.Х., Синяев К.А., Ковтун Т.Н. Отбелка сульфатной целлюлозы по ECF-технологии // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 10. – С. 52-53;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=30995 (дата обращения: 23.11.2024).