Способ получения сульфатной целлюлозы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСЛУБЛИК 38 А 9) .ЯЦ ( 1)5 021 СЗ/ ЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕН 2 ез(56) Мякинян Я. Продленная делегнификация методом Берег Ватеп. Международныйсимпозиум "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.В 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(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,ачи черного щелока с промывнои установ одновременно в верхнюю и нижнюю час котла с отбором вытесняемого щелока чер циркуляционные сита, расположенные в средней части котла.Предварительная обработка щепы горячим черным щелоком позволяет сократить расход пара на варку целлюлозы эа счет исключения потерь тепла теплоотдачей ба- Сд ков-аккумуляторов и теплообменного обо- СО рудования и сократить продолжительность самого процесса обработки щепы вследст- (О вие высокой начальной температуры и давления, устанавливающихся в котле.Предложенная схема вытеснения щелоков также способствует интенсификации варочного процесса за счет изменения участков 6 д ввода щелоков на вытеснение и большей площади циркуляционных сит, через кото 1838487рые 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 бака- аккумулятора, работающих под давлением.Способ может быть реализован следующим образом.Барочный 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 обработки 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 ис течения заданного времени, По окончанииварочного процесса в котел подается промывной щелок, вытесняющий горячий черный щелок в загруженный щепой котел, и цикл повторяется,15 П р и м е р 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 С.Время вытеснения (продолжительность об работки щепы) и температура предварительной обработки щепы приведены в табл.1.Из данных табл.1, следует, что использование на стадии предварительной обра ботки щепы горячего черного щелокапозволяет проводить процесс обработки щепы при температуре 130 - 145 С в течение 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 тем 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 фраг ментов лигнина с ограничением его способности к растворению в процессе варки целлюлозы. Теплосодержание горячего черного щелока ограничивает и нижний предел температур предварительной обработки 55 щепы, не позволяя ей опускаться ниже30 СП р и м е р 2. Варку сульфатной целлюлозы проводили по известному и предлагаемому способам с расходом щелочи на варку 11-12, к массе а,с. древесины и приконечной 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 и следовательности и при условиях, описанных в примере 1, В табл.2 представлены днные по изменению физико-механических показателей целлюлозы в зависимости от условий предварительной обработки ще- пМ,Данные таблицы 2 показывают, что испфльзование для обработки щепы горячего чрного щелока при температуре 120-145 С пфзволяет сократить продолжительность оработки до 10 мин, увеличение времени предварительной обработки щепы перед вркой 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.П р и м е р 3, Варку сульфатной целлюлОзы осуществляли по известному и предлагаемому способу в варочных котлах пЕриодического действия с вытеснением горячего 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. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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;ь, снизить расход пара на варку на 15 О, 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 щ и й с я 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 2Известный Предлагаемый способспособ 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 продолжительность,мин Расход щелочи наварку,Физико-механическиепоказатели целлюлозы: выход из древесины,52,0 жесткость, ед,Каппа 81,6 9100 65 8 о,5 85,2 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 20002100 1900 1900 2100 2000 1700 2000 49,3 51,3 55,9 55,О 5 О,О 55,3 5 О,9 51,0 50,8 50,810 1838487 Таблица Э Таблица 4 Известный способ П е агаемый способ Показатели Оборот варочного котла, мин 1, Загрузка щепы 2. Заполнение котла теплым40 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 кот 20 ЗО 30 60 10 20 30 40 25 10 20 20 15 25015195 ла Общее время Относительный расход паанава к, 100 Составитель А.СергеевТехред М. Моргентал Корректор М. Петрова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 Заказ 2909 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5