Способ получения сульфатной целлюлозы

Способ получения сульфатной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: получение сульфатной целлюлозы. Сущность изобретения: предварительную обработку растительного сырья проводят горячим черным щелоком при 130-145°С в течение 10-30 мин, а вытеснение горячего черного щелока после окончания варки осуществляют путем подачи черного щелока с промывной установки в верхнюю и нижнюю части варочного котла и отбором вытесняемого черного щелока через циркуляционные сита. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 D 21 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

: Ial) ,) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5037466/12 (22) 22.01.92 (46) 30.08.93. Бюл, М 32 (71) Сибирский научно-исследовательский .институт целлюлозы и картона (72) А.Д.Сергеев, С.Д.Коврижкин, О.П,Шулятиков, О.А.Книгин, В.О,Гейдебрехт, А.Д.Соковиков, А,М.Максимов и В.P.Øèõàíîâ (73) А,Д.Сергеев, С.Д.Коврижкин, О.П.Шулятиков, О.А,Книгин, В,О.Гейдебрехт, А.Д.Соковиков, А.М. Максимов и В.Р. Шиханов (56) Мякинян Я. Продленная делегнификация методом Super Ватеп. Международный симпозиум "Лесдревмаш 89", М., 13 — 20, сент.1989.

Изобретение относится к способам получения волокнистых полуфабрикатов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для производства целлюлозы в варочных аппаратах периодического действия.

B целях интенсификации варочного процесса, упрощения оборудования для регенерации тепла горячего черного щелока и сокращения расхода пара на варку целлюлозы предлагается способ варки сульфатной целлюлозы, отличающийся тем, что предварительную обработку щепы проводят горячим черным щелоком при температуре 130-145 С в течение 10 — 30 мин, вытесненным после варки щелоком промывной установки в варочный котел, заполненный щепой, либо в бак-аккумулятор, а процесс вытеснения проводят путем под.. Ж 1838487 А3 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТНОЙ

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Использование: получение сульфатной целлюлозы. Сущность изобретения: предварительную обработку растительного сырья проводят горячим черным щелоком при

130 — 145 С в течение 10 — 30 мин, а вытеснение горячего черного щелока после окончания варки осуществляют путем подачи черного щелока с промывной установки в верхнюю и нижнюю части варочного котла и отбором вытесняемого черного щелока через циркуляционные сита. 1 з.п. ф-лы.

О. ачи черного щелока с промывной установки одновременно в верхнюю и нижнюю части котла с отбором вытесняемого щелока через циркуляционные сита, расположенные в 2 средней части котла.

Предварительная обработка щепы горячим черным щелоком позволяет сократить расход пара на варку целлюлозы эа счет исключения потерь тепла теплоотдачей ба, ков-аккумуляторов и теплообменного обо- ОО рудования и сократить продолжительность самого процесса обработки щепы вследст- Q) вие высокой начальной температуры и давления, устанавливающихся s котле.

Предложенная схема вытеснения щелоков также способствует интенсификации варочного процесса за счет изменения участков ввода щелоков на вытеснение и большей площади циркуляционных сит, через кото1838487 рые отбирается вытесняемый щелок. Данная схема в отличие от известного способа позволяет регулировать гидромодуль варки с целью сокращения расхода пара на нагрев содержимого котла до конечной температуры варочного процесса. Отбор горячего черного щелока через циркуляционные сита, кроме сокращения продолжительности вытеснения, сопровождается его очисткой от взвешенных веществ при прохождении через фильтрующий слой целлюлозы, образующейся на циркуляционных ситах.

Использование на стадии предварительной обработки щепы горячего черного щелока и схема вытеснения щелоков из варочного котла позволяют упростить узел регенерации тепла горячего черного щелока.

8 известном способе тепло горячего черного щелока используется на нагрев варочного щелока и воды, при этом черный щелок охлаждается от 150-160 С до 85 — 90 С. В предлагаемом способе горячий черный щелок используется для обработки щепы перед варкой, а утилизация подвергается тепло отбираемого после предварительной обработки щепы щелока с температурой

130 — 145 С, при охлаждении которого до 85—

90 С потребная поверхность теплообмена сократится, очевидно, в сравнении с известным способом примерно в два раза. Предлагаемый способ позволяет вытеснять горячий черный щелок после варки непосредственно в варочный котел, заполненный щепой, или в отдельный бак-аккумулятор, в то время как для реализации известного способа требуется, как минимум, два бакааккумулятора, работающих под давлением.

Способ может быть реализован следующим образом.

Варочный котел загружается щепой и после окончания загрузки герметически закрывается. В другой варочный котел,.где процесс варки уже завершен, насосом высокого давления подается промывной щелок (с промывных станций) с температурой

75 — 85 С, причем щелок в котел поступает в верхнюю и нижнюю его части. Одновременно через циркуляционные сита из варочного котла отбирается горячий черный щелок с температурой 160 — 175 С и направляется непосредственно в загруженный щепой котел. Процесс вытеснения горячего черного щелока иэ варочного котла со сваренной целлюлозной массой осуществляется до достижения в нем температуры 90 — 98 С. При этой температуре производят разгрузку содержимого котла, Горячий черный щелок, поступивший в варочный котел со щепой, используется для предварительного о6работки щепы и обеспечивает температуру обработки 130 — 145 С. Общее время обработки щепы составляет 10 — 30 мин, после чего черный щелок отбирают для регенерации остаточного тепла и транспортировки в отделы регенерации химикатов, а в варочный котел заливается белый щелок и осуществляется варочный процесс путем подогрева содержимого котла до температуры варки и выдержки его при этой температуре до ис10 течения заданного времени. По окончании варочного процесса в котел подается промывной щелок, вытесняющий горячий черный щелок в загруженный щепой котел, и цикл повторяется, 15 Пример 1. Обработку щепы осуществляют горячим черным щелоком путем вытеснения его из варочного котла периодического действия емкостью 140 м со сваренной целлюлозной массой щелоком

20 промывной установки с температурой 7080 С, Промывной щелок подавался насосом высокого давления в верхнюю и нижнюю части котла, Отбор горячего черного щелока с температурой 160-175 С производили через циркуляционные сита в загруженный щепой котел. Процесс вытеснения проводили до достижения в варочном котле с целлюлозной массой температуры 95 — 98 C.

Время вытеснения (продолжительность об30 работки щепы) и температура предварительной обработки щепы приведены в табл.1.

Из данных табл.1, следует, что использование на стадии предварительной обра35 ботки щепы горячего черного щелока позволяет проводить процесс обработки щепы при температуре 130 — 145 С втечение

10 — 30 мин, причем время обработки щепы менее 10 мин лимитируется физическими

40 возможностями оборудования, а температура обработки выше 145 С ограничивается теплосодержанием горячего черного щелока и без дополнительного подогрева котла не достижима. Кроме этого, повышение тем45 пературы предварительной обработки щепы выше 145 С создает предпосылки к быстрому расходованию активной щелочи черного щелока, к снижению рН варочного раствора и к возможной конденсации фраг50 ментов лигнина с ограничением его способности к растворению в процессе варки целлюлозы. Теплосодержание горячегочерного щелока ограничивает и нижний предел температур предварител ьной обработки щепы, не позволяя ей опускаться ниже

130 С..

Пример 2. Варку сульфатной целлюлозы проводили по известному и предлагаемому способам с расходом щелочи на варку 11-12 к массе а.с. древесины и при

1838487 конечной температуре варки 175 С, По известному способу предварительную обработку щепы проводили теплым черным щ локом, а по предлагаемому способу щепа о рабатывалась горячим черным щелоком в пследовательности и при условиях,,описа нных в примере 1. В табл.2 представлены д нные по изменению физико-механических показателей целлюлозы в зависимости

1 от условий предварительной обработки щепьь

Данные таблицы 2 показывают, что использование для обработки щепы горячего ч рного щелока при температуре 120-145 С позволяет сократить продолжительность о работки до 10 мин, увеличение времени предварительной обработки щепы перед в ркой горячим черным щелоком до 30 мин практически не влияет на физико-механические показатели целлюлозы. Варьирование времени обработки может быть обусловлено технологическими причинами, однако олтимальной продолжительностью можно считать 10 — 30 мин.

Пример 3, Варку сульфатной целлюлОзы осуществляли по известному и предлагаемому способу в варочных котлах пЕриодического действия с вытеснением rope его черного щелока после окончания варочного процесса по известному способу— через верхнюю часть варочного котла с подачей промывного щелока в нижнюю его часть, по предлагаемому способу — через циркуляционные сита, расположенные в средней части котла, с подачей промывного щелока в нижнюю и верхнюю части варочного котла. Сопоставление степени очистки черного щелока от взвешенных веществ в зависимости от способа вытеснения щелокОм представлено в табл.З.

Данные таблицы 3 позволяют сделать вывод, что использование вытеснения горячего черного щелока по предлагаемому способу позволяет сократить содержание вЗвешенных веществ в вытесняемом щелоке до 30 — 50 млг/л. Незначительное содержание взвешенных веществ в вытесненном

Щелоке не требует его дополнительной очистки перед поступлением в систему регенерации химикатов.

На основании примеров 1 — 3 составлен общий баланс оборотов нарочного котла для известного и предлагаемого способов, а также показан относительный расход пара на варку целлюлозы для сравниваемых способов (табл.4).

Таким образом, использование предлагаемого способа получения сульфатной целлюлозы с предварительной обработкой щепы горячим черным щелоком при температуре 130 — 145 С в течение 10 — 30 мин и схемы вытеснения горячего черного щелока после варки путем подачи вытесняемого щелока в верхнюю и нижнюю части варочного котла с отбором вытесняемого щелока через циркуляционные сита непосредственно в варочный котел, заполненный щепой, либо в бак-аккумулятор позволяет по сравнению с известным способом сократить продолжительность варочного процесса на 20, снизить расход пара на варку на 15%, упростить систему регенерации тепла горячего черного щелока и снизить содержание в нем количества взвешенных веществ до уровня, исключающего необходимость дополнительной очистки щелока перед поступлением в систему регенерации химикатов.

Формула изобретения

1. Способ получения сульфатной целлюлозы в варочных аппаратах периодического действия путем предварительной обработки растительного сырья черным щелоком, щелочной варки, вытеснения горячего черного щелока и удаления охлажденной целлюлозной суспензии из варочного котла, о тл и ч а ю шийся тем, что предварительную обработку растительного сырья проводят горячим черным щелоком при температуре

130 — 145 С в течение 10 — 30 мин, а вытеснение горячего черного щелока после окончания варки осуществляют путем подачи черного щелока с промывной установки в верхнюю и нижнюю части варочного котла с отбором вытесняемого черного щелока через циркуляционные сита.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор вытесняемого черного щелока осуществляют в варочный котел, заполненный растительным сырьем, и в бак-аккумулятор, работающий под давлением, 1838487

Таблица 1

Т аблица 2

Известный Предлагаемый способ способ

Показатели

Предварительная обра" ботка щепы;

120 120 130 130 130 130 145 145 145 145

30 30 10 20 30 40 10 20 30 40

12 11 11 11 11 11 12 12 12 12 температура," С

90 продолжительность, мин

Расход щелочи на варку, Физико-механические показатели целлюлозы: выход из древесины, 52,0 жесткость, ед.

Каппа

81,6

91 00

80,5 S5,г 81,7 87,8 84,8 50,3 56,5 57,3 58,5

9000 9000 9300 9000 9700 9100 9000 9400 9100

8750 разрывная длина, м

Сопротивление продав-. ливанию, кПа

490 530 536 520 536 524 506 510 500 481

510

Сопротивление излому, ч.д.п, 2000 1800 1900 2000 2100 1900

1900

2100

2000 1700 2000

49,3 51,3 55,9 55,О 5О,О 55,3 5О,9 5 1,0 50,8 50,8

1838487

Таблица 3

Табл и ца 4

Известный способ

П е агаемый способ

Показатели

Оборот варочного котла, мин

1. Загрузка щепы

2. Заполнение котла теплым

40

20 черным щелоком

3, Зполнение котла горячим черным щелоком

4. Пропитка

5. Нагрев варочного котла

6. Варка целлюлозы

7. Вытеснение горячего черного щелока

8. Разгрузка котла

9. Осмотр и подготовка кот20

ЗО

250

195 ла

Общее время

Относительный расход ïàана ва к, 100

Составитель А.Сергеев

Тех ред М. Моргентал Корректор М. Петрова

Редактор

Заказ 2909 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101