Способ обработки целлюлозы

Способ обработки целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОйиСАЙЗЕ

ЙЗОБРЕТЕЛЙЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. саид-ву. (51)М. ИЛ.2 (22) Заявлено 010378 (21) 2584205/29-12 с присоединением заявки М

D 21 С 9/10

Государственный комнтет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.0 480. Бюллетень Ио 16

Дата опубликования описания 3004.80 (З) УДК 676,1.

° 023, 1 (088,8) (72) Автор изобретения

Н. Е, Савгира

Государственный институт по проектированию прецпркяткй целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОВ ОБРЛВотКИ ПЕЛЛ)ОЛОЗЫ

Изобретение относится к технологии целлюлозно-бумажного производства, точнее, к способам отбелки целлюлозы в присутствии щелочных реагентов .

В современном производстве беленой целлюлозы применяют многоступенчатую ее обработку, например, хлорирование, щелочение, обработка двуокисью хлора, щелочение и вновь обработка двуокисью хлора с промывкой водой после каждой ступени, Известно что 50-60% хлора, кз— расходованного на хлорирсвание целлюлозы, переходит в сточные воды в виде соляной кислоты. Количество стоков этой ступени отбелки составляет около 35 мз/т, а.величина рН 1,8-2,2 (1) .

Применение на этой ступени одновременного или последовательного воздействия на целлюлозу хлора и его двуокиси, осуществляемого методом вытеснения, позволяет сократить количество стоков до 9,5 м /т при одновременном уменьшении их кислотности.

Однако значительная часть хлоридов поступает с промытой целлюлозой на ступень первого щелоченкя, Из в ест ен пр оце ос ки сл ородн о-щелочной отбелкк, осуществляемый в прксутстзии комплексных соединений магния, играющих роль кнгкбитсра

5 деструкции целлюлозы„ при давлении (3-16). 9, 8 - 10 Па,температуре 90-135"С в течение 30-180 мин с расходом газообразного кислорода, щелочи ч ионов магния соответственно

10 0 25-2,8; 0,-3-6,0 и 0,03-0,085 от массы волокна (2).

Известен также способ отбелки целлюлозы, включающий отбелку целлюлозы прк одновременном или последовательном воздействии смеси хлора и его двуокиси в водной кислой среде с последующей обработкой газообразным кислородом в щелочной среде прк повышенных температуре к давлении в присутствии солей магния, с промывкой водой и дополнительной отбелкой на обычных ступенях, В качестве щелочи могут быть использованы гидроокиск натрия и калия, а

25 также их карбонаты„ нри отбелке может быть добавлен amma или его соль (3) .

Этот способ имеет ряд существенных недостатков, к числу которых

ЗО относятся: ухудшение прочностных характеристик целевого продукта и снижение его выхода при степени д лчигнификации целлюлозы свыше 50%, происходящее эа счет ее деструкции под воздействием кислорода в щелочной среде; накопление хлоридов в системе регенерации химикатов, вызывающее коррозию оборудования, снижение сульфидности щелока за счет регенерации едкого натрия при использовании стоков кислородно-щелочной ступени для промывки небеленой целлюлозы с последующим их упариванием и сжиганием в системе регенерации химикатов; увеличение капитальных затрат на отбельную установку, вызванное применением оборудования, работающего при повышенных температуре и давлении; увеличение пожароспособности производства и коррозии оборудования, вы ванные применением кислороР да. необходимость применения двухступенчатой промывной установки, увеличенного расхода воды на промывку и энергозатрат на упаривание стоков в связи с тем, что от воздействия кислорода в щелочной среде целлюлоза набухает и поэтому труднее промывается и обезвоживается; необходимость дополнительных затрат на охлаждение целлюлозы перед последующей ступенью отбелки с помощью гипохлорита; загрязнение воздушного бассейна при сжигании упаренных стоков, Кроме того„ применение кислородно-щелочной отбелки на целлюлозных заводах,, не имеющих регенерации химикатов, не уменьшает загрязнение сточных вод.

Известен способ обработки целлюлозы, включающий ступени отбелки ее хлором, или хлором и его двуокисью, ступень щелочения с многократным водооборотом и другие ступени с противоточной промывкой целлюлозы водой (41 .

Первую ступень щелочения про одят при.следующих параметрах: концентрация целлюлозы 7-163, расход едкого йатрия 1,2-3,2Ъ от массы волокна, температура б0-85ОС, время обработки 50-80 мин при атмосферном давлении и рН 11-12, Недостатком способа является возрастание концентрации загрязнений сточных вод.

Наиболее существенным недостатком этого способа отбелки является то, что, несмотря на высокую концентрацию органических загрязнений и содержание значительного количества едкого натрия, наличие хлоридов в стоках первой ступени щелочения не позволяет направлять их иа промывку небеленой целлюлозы, и, следовательно, на управление и сжигание в системе регенерации химикатов. Поэтому сточные воды первой ступени щелочения подвергают обесцвечиванию и биологической очистке„ требующим высоких капитальных и эксплуатационных затрат.

Бель изобретения — снижение затрат на производство беленой цел люлоэы и уменьшение загрязнения окружающей среды, Поставленная цель достигается тем, что целлюлозу на ступени щелочения обрабатывают смесью водных

15 растворов гидроокисей аммония и калия, образовавшиеся стоки нейтрализуют фосфорной кислотой, упаривают и высушивают до получения товарного комплексного удобрения, а конЯ денсат от упаренных стоков направляют в процессе обработки. Смесь водных растворов гидроокисей аммония и калия берут преимущественно в соотношении К О:И = 1:1, а в качестве гидроокиси калия используют отход химического производства.

Образовавшиеся стоки нейтрализуют фосфорной кислотой, выпаривают, высушивают, получая товарное комплекс. ное сельскохозяйственное удобрение, Сточные воды от противоточной промывки на других ступенях отбелки, следующих за первым щелочением, направляют на промывку небеленой целлюлозы.

Для уменьшения отходов производства и придания полученному удобрению структурообразующих свойств его смешивают с обезвоженным волокнистым древесным отходом производ4О ства.

Способ многоступенчатой отбелки целлюлозы включает в себя ступень хлорирования, заключающуюся в обработке целлюлозы хлором чли в воздействии на нее хлора и его двуокиси с последующей промывкой водой, ступень первого щелочения и дополнительные ступени отбелки с противоточной промывкой, которые проводят по известным технологическим, схемам (например, двуокись хлора, второе щелочение и вторая c:óïåíü двуокиси хлора) с повторным использованием стоков от ступени, следующей за первым щелочением, на промывку небеленой целлюлозы, Ступень первого щелочения осуществляется при обычных параметрах смесью водных растворов гидроокисей аммония и калия, взятых преимущественно в

6О соотношении К О И = 1:1, используя в качестве едкого калия отход химического производства. Фильтрат и промывную воду этой ступени используют многократно для промыв65 ки целлюлозы, а сточные воды нейтра-.

3,5

60 ф

11 2

КОН 14,0.

При этом в качестве едкого калия используют 753 -ный его водный раствор — о ход химической промышленности. Фильтрат и промывную воду первой ступени щелочекия собирают в емкость, из которой 80% использованной воды возвращается на промывку целлюлозы, а 20% отводится э нейтрализатор. При -.акой схеме промывки расход свежей воды и количество стоков составляют около

2 м /т целлюлозы. В нейтралиэатор, рассчитанный на пятиминутное пребывание, подает ся 29% -ная фосфорная кислота и э расчет а 18, 7 кг О 0%

Н РО íà 1 -.целлю.лозы. .В результате этого рН стоков снижается от

11,5-12,0 до 6|5-7,5, Нейтрализованные стоки упаривают на обычной вакуум-выпарной установке до концентрации 50-55о а затем высушивают на обычной распылительной сушилке до концентрации 60-70-.-.. Полученные таким образом 75 кг продукта, содержащегG соответственно 9,?; 13,6; и

11,7 кг/т целлюлозы N, P.,O, и

К>О, используют а качестве*комплекслизуют фосфорной кислотой, упаривают и высушивают до влажности 40-ЗОЪ на обычных эакуумэыпарных установках и распылительных сушилках, получая товарное комплексное сельскохозяйственное удобрение. Образовавшийся при упаривании стоков конденсат используют, например,для промывки целлюлозы на последней ступени отбелки.

Для уменьшения отходов производства и придания полученному удобрению структурообразующих свойств его смешивают, напримервс обеэвоженным скопом первичных отстайчиков.

Пример 1, Небеленую целлюлозу посладовательно обрабатывают двуокисью хлора и хлором без промежуточной промывки при следующих затратах;

Температура, С 25

Время, мин 60

Концентрация целлюлозы,, В

Расход, кг/т целлюлозы: двуокиси хлора 56

Хлора 23

Расход свежей воды на промывку, M ü/T 20.

Сточные воды этой ступени отбелки сбрасываются в канализацию, Далее промытую целлюлозу подвергают первому щелочению при следующих условияхх;

Температура, С

Время, мин

Концентрация целлюлозы, В 1.0

Расход, кг/т целлюлозы БН ОН!

0914 ного ельскохоэяйственнаго удобрев ния, а 1,8 м /т конденсата, образовавшегося при упаривании стоков, используют взамен свежей воды, например, для промывки целлюлозы на последней ступени отбелки, Технологический режим дополнительных ступеней отбелки с противоточной промывкой при.;еден в таблице.

10 мв/-. стоков от противоточной промывки целлюлозы на последних трех ступенях отбелки используются повторно для промывки небеленой целлюлозы.

Пример 2. 75 кг удобрения полученного как указано в примере

1, смешивают с 75 кг предварительно обезвоженного до влажности 50-60% скопа первичных отстойников, содержащего до 50% волокна (по сухому веществу), являющегося отходом производства, и получают 150 кг товарного продукта, который используют в качестве комплексного структурообразующего сельскохозяйственного удобрения °

Применение предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы обеспечивает полную утилизацию наиболее загрязненных стоков первой ступени щелочения путем получения товарного.сельскохозяйственного удобрения и позволяет сократить сброс загрязнений па БПК со сточными водами отбельных уста- новок в пределах 6-12 кг/т беленой целлюлозы с одновременным почти четырехкратным сокращением расхода свежей воды и количества образующихся стоков по сравнению с обычными схемами отбелки с прямоточной промывкой, Его применение позволяет утилизировать скоп первичных отстойников, являющихся отходом производства, который обычно вывозится а отвалы, вызывающие загрязнение окружающей среды, Как показывают р-счеты, за счет этого достигается сокращение приведенных затрат на отбелку каждой тонны целлюлозы почти на 4 руб, па сравнению с кислородно-щелочной отбелкой и на

5 руб. - со ступенью обычного щелочения с многократным водооборотом.

Годовой экономический эффект от максимального применения предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы в целом по отрасли, выработавшей в 1976 г около

2,2 млн. = беленой целлюлозы по сравнению с применяющимсR обычным щелочением может составлять около

1i млн, руб, Применение предлагаемого способа снижает пожароопасность производства и коррозию оборудования па сравнению с.известным кислороднощелочным способом отбелки и не тре730914

Темпера-. тура, "С

Примен яемь и

XHMH кат

Концентрация целлюлозы, Ф

Ступень отбелки

Время обработки, ми н

Расход хими— ката, кг/т целлюлозы

Расход свежей воды на промывку м /т целлюлозы

Обработка двуокисью хлора

60

6,0

Второе щелочение

12

6,2

ИаОИ

Вторая обработка двуокисью хлора

120

СЕО, 3,5

8,2

Формула изобретения

Составитель,Н. цветкова

Техред З.Чужик Корректор В. Бутяга

Редактор И, Нанкина

Заказ 1477/16 Тираж 430 Подписное

ПИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 бует разработки и применения нового оборудования, Способ легко может быть внедрен как .на существующих

1, Способ обработки целлюлозы, включающий ступени отбелки целлюлозы хлором или хлором и его двуокисью, ступень щелочения с много» кратным водооборотом и другие ступени с противоточной промывкой водой, отличающийся тем, что, с целью снижения производственных затрат и уменьшения загрязнения окружающей среды, целлюлозу на ступени щелочения обрабатывают смесью водных растворов гидроокисей аммония и калия, образовавшиеся стоки нейтрализуют фосфорной кислотой упаривают и высушивают до получения товарного комплексного удобрения, а конденсат от упаренных стоков направляют в процесс обработки, так и на вновь строящихся предприя. ти ях, вырабатывающих все виды целлюлозы, 2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что смесь водных растворов гидроокисей аммония. и калия берут преимущественно в соотношении К О: N q = 1: 1, а в качетсве гидроокиси калия используют отход химического производства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспресс-информация ° целлюлозно-бумажная промышленность.

ВИНИТИ, 1976, 9 16.

2. Патент СССР 9 318236, кл ° D 21 С 9/00, 1971, 3. Акцептованная заявка Великобритании 9 1266255, 0 21 С 9/14, 4О 1972.

4, Непеннн Ю,Н, Технология целлюлозы,т,2,Производство сульфатной целлюлоэы, М., Гослесбумиэрат, 196 3, с ° 692-698 (прототип) °