Способ обработки целлюлозы

ОйиСАЙЕ ЙЗОБРЕТЕЛЙЯ Союз Советскик Социалистических Республик) 21 С 9/10 Государственный комнтет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения Н, Е, Савгира Государственный институт по проектированию прецпркяткй целлюлозно-бумажной промышленности(54) СПОСОВ ОБР 1 ВОКИ ПЕПОЛОЗЫ Изобретение относится к технологии целлюлоз но-бумажного произ водства, точнее, к способам отбелкицеллюлозы в присутствии щелочныхреагентов,В современном производстве беленой целлюлозы применяют многоступенчатую ее обработку, например,хлорирование, щелочение, обработкадвуокисью хлора, щелочение и вновьобработка двуокисью хлора с промывкой водой после каждой ступени,Известно что 50-60 хлора, израсходованного на хлорирование целлюлозы, переходит в сточные водыв виде соляной кислоты, Количествостоков этой ступени отбелки составляет около 35 мз/т, а .величинарН 1,8-2,2 (1.Применение на этой ступени одновременного или последовательноговоздействия на целлюлозу хлора иего двуокиси, осуществляемого методом вытеснения, позволяет сократить количество стоков до 9,5 м/тпри одновременном уменьшении ихкислотности.Однако значительная часть хлоридов поступает с промытой целлюлозой на ступень первого щелоченкя,И з в ест ен пр оце ос ки сл ородн о-щелочной отбелкк, осуществляемый впри сутстзии комплексных соединениймагния, играющих роль кнгкбитора 5 деструкции целлюлозы при давлении (3-16) 9, 8 . 10 ф Па,температуре 90-135"С в течение 30-180 мин срасходом газообразного кислорода,щелочи ч ионов магния соответственно 10 0,25-2,8; 0.3-6,0 и 0,03-0,08 отмассы волокна 2.Известен также способ отбелкицеллюлозы, включающий отбелку целлюлозы прк одновременном или последовательном воздействии смеси хлора и его двуокиси в водной кислойсреде с последующей обработкой газообразным кислородом в щелочнойсреде прк повышенных температуре к 20 давлении в присутствии солей магния,с промывкой водой и дополнительнойотбелкой на обычных ступенях, В качестве щелочи могут быть использованы гидроокиск натрия и калия, а 25 также их карбонаты нри отбелке может быть добавлен аммиак или егосоль 3.Этот способ имеет ряд существенных недостатков, к числу которых ЗО относятся:ухудшение прочностных характеристик целевого продукта и снижение его выхода при степени деигниФикации целлюлозы свыше 50%, происходящее эа счет ее деструкции подвоздействием кислорода в щелочнойсреде;накопление хлоридон н системе регенерации химикатов, вызывающее коррозию оборудования, снижение сульфидности щелока за счет регенерации едкого натрия при использованиистоков кислородно-щелочной ступенидля промывки небеленой целлюлозы споследующим их упариванием и сжиганием в системе регенерации химикатов;увеличение капитальных затратна отбельную установку, вызванноеприменением оборудования, работающего при повышенных температуре идавлении;увеличение пожароспособностипроизводства и коррозии оборудования, выванные применением кислороРданеобходимость применения двухступенчатой промывной установки, увеличенного расхода воды на промывкуи энергозатрат на упаривание стоковв связи с тем, что от воздействиякислорода в щелочной среде целлюлоза набухает и поэтому труднее промывается и обезноживается;необходимость дополнительныхзатрат на охлаждение целлюлозы перед последующей ступенью отбелкис помощью гипохлорита;загрязнение воздушного бассейнапри 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 еехлором, или хлором и его двуокисью,ступень щелочения с многократнымводооборотом и другие ступени с противоточной промывкой целлюлозы водой 41 .Первую ступень щелочения проодят при.следующих параметрах: концентрация целлюлозы 7-16, расходедкого йатрия 1,2-3,2 от массыволокна, температура б 0-85 фС, времяобработки 50-80 мин при атмосферномдавлении и рН 11-12,Недостатком способа являетсявоэраФтание концентрации загрязненийсточных вод.Наиболее существенным недостатком этого способа отбелки являетсято, что, несмотря на высокую концентрацию органических загрязненийи содержание значительного количества едкого натрия,наличие хлоридонв 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 обесцнечинанию и биологической очисткетребующим высоких капитальных иэксплуатационных затрат,Бель изобретения - снижениезатрат на производство беленой целф люлоэы и уменьшение загрязненияокружающей среды,Поставленная цель достигаетсятем, 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 кон О денсат от упаренных стоков направляют н процессе обработки, Смесь водных растворов гидроокисей аммония и калия берут преимущественнов соотношении КО:И = 1:1, а н качестне гидроокиси калия используют отход химического производства, Образовавшиеся стоки нейтрализуют ФосФорной кислотой, ныпаривают,нысушивают, получая товарное комплексное сельскохозяйственное удобрение,Сточные воды от протиноточной промывки на других ступенях отбелки,следующих за первым щелочением,направляют на промывку небеленойцеллюлозы,Для уменьшения отходон производстваи придания полученному удобрению структурообразующих свойствего смешинают с обезноженным волокнистым древесным отходом произнод 4 О ства,Способ многоступенчатой отбелкицеллюлозы включает н себя ступеньхлорирования, заключающуюся н обработке целлюлозы хлором чли н воздействии на нее хлора и его двуокиси с последующей промывкой водой,ступень первого щелочения и дополнительные ступени отбелки с противоточной промынкой, которые проводят по известным технологическим,схемам (например, двуокись хлора,второе щелочение и вторая ступеньдвуокиси хлора) с повторным использованием стоков от ступени, следующей за первым щелочением, на промывку небеленой целлюлозы, Ступеньпервого щелочения осуществляетсяпри обычных параметрах смесью водных растворов гидроокисей аммонияи калия, взятых преимущественно в6 О соотношении КО : Н= 1:1, используя в качестве едкого калия отходхимического производства. Фильтрати промывную воду этой ступенииспользуют многократно для промыв 65 ки целлюлозы, а сточные воды нейтра-,3,5 70 60 ф11.в 2КОН 14,0,При этом в качестве едкого калия используют 75 -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 такой схеме промывки расход свежей воды и количество стоков составляют около 2 м/т целлюлозы. В нейтралиэатор, рассчитанный на пятиминутное пребывание, подается 29-ная Фосфорная кислота иэ расчета 18,7 кг 100 НэРО на 1 т целлюлозы. В результате этого рН стоков снижается от 11,5-12,0 до 65-7,5, Нейтрализованные стоки упаривают на обычной вакуум-выпарной установке до концентрации 50-55, а загем высушивают на обычной распылительной сушилке до концентрации 60-70, Полученные таким образом 75 кг продукта, содержащего соответственно 9,; 13,6; и 11,7 кг/т целлюлозы Вв, РвО, и К О, используют э качествекомплекслизуют фосфорной кислотой, упаривают и высушивают до влажности 40-30на обычных эакуумэыпарных установках и распылительных сушилках, получая товарное комплексное сельскохозяйственное удобрение, Образовавшийся при упаривании стоковконденсат используют, например,дляпромывки целлюлозы на последнейступени отбелки.Для уменьшения отходов производства и придания полученному удобрению структурообразующих свойствего смешивают, напримервс обеэвоженным скопом первичных отстойчиков,П р и м е р 1, Небеленую целлюлозу последовательно обрабатываютдвуокисью хлора и хлором без промежуточной промывки при следующихзатратах;.Температура, С 25Время, мин 60Концентрация целлюлозыРасход, кг/т целлюлозы: двуокиси хлора 56Хлора 23Расход свежей водына промывку, м/т 20,Сточные воды этой ступени отбелки сбрасываются в канализацию, Далее промытую целлюлозу подвергаютпервому щелочению при следующих условиях;Температура, СВремя, минКонцентрация целлюлозы,1.0Расход, кг/т целлюлозы БН ОН 0914ного ельскохоэяйственного удобревния, а 1,8 м /т конденсата, образовавшегося при упаривании стоков,используют взамен свежей воды,например, для промывки целлюлозы напоследней ступени отбелки.Технологический режим дополнительных ступеней отбелки с противоточной промывкой приведен в таблице,10 мв/т стоков от противоточнойпромывки целлюлозы на последнихтрех ступенях отбелки используются повторно для промывки небеленойцеллюлозы.П р и м е р 2. 75 кг удобренияполученного как указано в примере1, смешивают с 75 кг предварительнообезвоженного до влажности 50-60скопа первичных отстойников, содержащего до 50 волокна (по сухомувеществу), являющегося отходом производства, и получают 150 кг товарного продукта, который используютв качестве комплексного структурообразующего сельскохозяйственногоудобренияПрименение предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы обеспечивает полную утилизацию наиболее загрязненных стоковпервой ступени щелочения путем получения товарного.сельскохозяйственного удобрения и позволяет сократить сброс загрязнений по БПКв.со сточными водами отбельных уста-новок в пределах 6-12 кг/т беленойцеллюлозы с одновременным почтичетырехкратным сокращением расходасвежей воды и количества образующихся стоков по сравнению с обычнымисхемами отбелки с прямоточной промывкой, Его применение позволяетутилизировать скоп первичных отстойников, являющихся отходом производства, который обычно вывозится э отвалы, вызывающие загрязнение окружающей среды, Как показывают расчеты, за счет этого достигается сокращение приведенных затратна отбелку каждой тонны целлюлозыпочти на 4 руб, по сравнению с кислородно-щелочной отбелкой и на5 руб. - со ступенью обычного щелочения с многократным водооборотом,Родовой экономический эФфект от максимального применения предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы в целом по отрасли,выработавшей в 1976 г около2,2 млн, т беленой целлюлозы посравнению с применяющимся обычнымщелочением может составлять около11 млн, руб,Применение предлагаемого способа снижает пожароопасность производства и коррозию оборудования посравнению с известным кислороднощелочным способом отбелки и не тре730914 Темпера-. тура, "С Примен яеьюйхи микат Концентрацияцеллюлозы,Ф Ступень отбелки Времяобра-.ботки,мин Расходхимиката,кг/тцеллюлозы Расходсвежей водына промывкумф/т целлюлозы Обработкадвуокисьюхлора 60 6,0 Второещелочение 80 12 6,2 ИаОН Вторая обработка двуокисью хлора 120 сео,3,5 8,2 Формула изобретения Составитель, Н . цветковаТехред З.Чужик Корректор В, Бутяга Редактор И, Нанкина Заказ 1477/16 Тираж 430 ПодписноеПНИИПИ Государственного комитета СССРпо деламизобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП.Патент 1, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 бует разработки и применения нового оборудования, Способ легко можетбыть внедрен как на существующих 1, Способ обработки целлюлозы,включающий ступени отбелки целлюлозы хлором или хлором и его двуокисью, ступень щелочения с многократным водооборотом и другие ступени с противоточной промывкойводой, о т л и .ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения производственных затрат и уменьшениязагрязнения окружающей среды, целлюлозу на ступенищелочения обрабатывают смесью водных растворовгидроокисей аммония и калия, образовавшиеся стоки нейтрализуют фосфорной кислотой упаривают и высушивают до получения товарного комплексного удобрения, а конденсатот упаренных стоков направляют впроцесс обработки,так и на вновь строящихся предприятиях, вырабатывающих все виды целлюлозы,2, Способ по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что смесьводных растворов гидроокисей аммония и калия берут преимущественнов соотношении КО ; Н= 1:1, а вкачетсве гидроокиси калия испольэу 3 О ют отход химического производства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Экспресс-инФормацияцеллюлозно-бумажная промышленность.ВИНИТИ, 1976, 9 29, с, 11-16.2. Патент СССР М 318236,кл0 21 С 9/00, 1971,3. Акцептованная заявка Великобритании 9 1266255, 0 21 С 9/14,4 О 1972.4, Непеннн Ю,Н, Технология целлюлозы,т,2,Производство сульФатнойцеллюлоэы, М., Гослесбумиэрат,1963,с. 692-698 (прототип).