Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Производство сульфитных волокнистых полуфабрикатов: Учебное пособие

Голосов: 1

В учебном пособии изложены теоретические основы и технологические процессы производства сульфитных волокнистых полуфабрикатов. Описаны основные типы применяемого оборудования. Приведены сведения и технологические схемы, позволяющие добиться улучшения качества продукции и экологической обстановки. Настоящее учебное пособие предназначено для изучения курса "Технология сульфитных полуфабрикатов" студентами специальности 240406 "Технология химической переработки древесины". Подготовлено на кафедре технологии целлюлозы и композиционных материалов Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                   Федеральное агентство по образованию
                                                                                                                                Государственное образовательное учреждение
                                                                                                                                  высшего профессионального образования
                                                                                                                         САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ



                                                                                                                                         Р.Е. СМИРНОВ




                                                                                                                           ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФИТНЫХ
                                                                                                                         ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

                                                                                                                                         Учебное пособие




                                                                                                                                           Санкт-Петербург
                                                                                                                                                2010


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                           Министерство образования и науки Российской Федерации
                                                                                                                                Государственное образовательное учреждение
                                                                                                                                  высшего профессионального образования
                                                                                                                         САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
                                                                                                                                 УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                             Р.Е. Смирнов

                                                                                                                           ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФИТНЫХ
                                                                                                                         ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
                                                                                                                                            Учебное пособие




                                                                                                                                             Санкт-Петербург
                                                                                                                                                  2010


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                         ББК 35,77я73
                                                                                                                         С 506
                                                                                                                         УДК 676.163.02(075.8)


                                                                                                                         Смирнов Р.Е. Производство сульфитных волокнистых полуфабрикатов: учеб-
                                                                                                                         ное пособие / ГОУВПО СПбГТУРП. - СПб., 2010. - 146 с.: ил. 27.
                                                                                                                               В учебном пособии изложены теоретические основы и технологические
                                                                                                                         процессы производства сульфитных волокнистых полуфабрикатов. Описаны
                                                                                                                         основные типы применяемого оборудования.
                                                                                                                               Приведены сведения и технологические схемы, позволяющие добиться
                                                                                                                         улучшения качества продукции и экологической обстановки.
                                                                                                                               Настоящее учебное пособие предназначено для изучения курса «Техно-
                                                                                                                         логия сульфитных полуфабрикатов» студентами специальности 240406 «Тех-
                                                                                                                         нология химической переработки древесины».

                                                                                                                         Рецензенты: член редакционной коллегии Всероссийского научно-
                                                                                                                                     исследовательского института ЦБП,
                                                                                                                                     зав. кафедрой технологии бумаги и картона СПбГТУРП
                                                                                                                                     д-р техн. наук, проф. А.С. Смолин;
                                                                                                                                     д-р техн. наук,
                                                                                                                                     проф. кафедры ТЦБП ЛТА, Г.А.Пазухина


                                                                                                                               Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом универ-
                                                                                                                         ситета в качестве учебного пособия.




                                                                                                                                                 © Смирнов Р.Е., 2010
                                                                                                                                                 © ГОУВПО Санкт-Петербургский
                                                                                                                                                   государственный технологический
                                                                                                                                                   университет растительных полимеров, 2010


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                                            Учебное издание




                                                                                                                                                    Рудольф Евгеньевич Смирнов



                                                                                                                                    ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФИТНЫХ
                                                                                                                                  ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
                                                                                                                                                           Учебное пособие




                                                                                                                         Редактор и корректор Н.П.Новикова
                                                                                                                         Техн. редактор Л.Я.Титова
                                                                                                                                                                                             Темплан 2010 г., поз. 70
                                                                                                                         Подп. к печати 27.09.2010. Формат 60х84/16. Бумага тип. № 1.
                                                                                                                         Печать офсетная. Объем 9,5 уч.-изд. л.; 9,5 усл.-печ. л. Тираж 100 экз.
                                                                                                                         Изд. № 70. Цена «С». Заказ

                                                                                                                         Ризограф ГОУВПО Санкт-Петербургского государственного технологического универси-
                                                                                                                         тета растительных полимеров, 198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, 4.


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                                        Введение
                                                                                                                               Сульфитный процесс варки целлюлозы был изобретен более 100 лет на-
                                                                                                                         зад. До середины XX в. сульфитный процесс производства целлюлозы был
                                                                                                                         преобладающим. Для структуры бумажной продукции того времени и техни-
                                                                                                                         ки ее производства сульфитная целлюлоза отвечала всем необходимым тре-
                                                                                                                         бованиям. Достаточная исходная белизна, хорошие бумагообразующие свой-
                                                                                                                         ства, способность к размолу, легкая отбеливаемость делали ее наиболее при-
                                                                                                                         годной для производства всех видов бумаги: писче-печатных (газетная, типо-
                                                                                                                         графская, тетрадная), высококачественных (фотоподложка, документная,
                                                                                                                         банкнотная,    чертежная),     специальных    (жиропрочная,     санитарно-
                                                                                                                         гигиеническая), а также искусственных волокон и пленок. Дешевые исходные
                                                                                                                         химикаты, довольно высокий выход из древесины, возможность простого по-
                                                                                                                         лучения из отходов ценных побочных продуктов при отсутствии требований
                                                                                                                         охраны окружающей среды ставили этот процесс вне конкуренции с суль-
                                                                                                                         фатным способом производства.
                                                                                                                               В начале 1950-х гг. происходят существенные изменения в структуре
                                                                                                                         потребления различных изделий для упаковки промышленных и продоволь-
                                                                                                                         ственных товаров и, прежде всего, транспортной картонной тары и бумажных
                                                                                                                         мешков, для изготовления которых необходимы особо прочные волокна. Но-
                                                                                                                         вые виды искусственных волокон требуют особой химической чистоты и ре-
                                                                                                                         акционной способности исходной целлюлозы. Запасы ели и пихты для хими-
                                                                                                                         ческой переработки в большинстве промышленно развитых стран сокраща-
                                                                                                                         ются, и во многих регионах преобладающими становятся ресурсы сосны и
                                                                                                                         лиственной древесины. Дефицит древесного сырья приводит к необходимо-
                                                                                                                         сти интеграции производств целлюлозного с лесопильным и деревообрабаты-
                                                                                                                         вающим. Разработаны оборудование для непрерывной варки сульфатной цел-
                                                                                                                         люлозы, содорегенерационные агрегаты и известеобжиговые печи большой
                                                                                                                         единичной мощности, технология непрерывной башенной отбелки с исполь-
                                                                                                                         зованием диоксида хлора. Изменяются способы массовой печати, возрастают
                                                                                                                         скорости печатных и конвертируемых машин. Разрабатываются общенацио-
                                                                                                                         нальные и региональные нормативы на содержание загрязнений в сточных
                                                                                                                         водах и газовых выбросах. Все перечисленные факторы, а также удорожание
                                                                                                                         энергетических ресурсов приводят к быстрому увеличению производства вы-
                                                                                                                         сококачественной, экономичной, экологически менее опасной сульфатной
                                                                                                                         целлюлозы. И если ранее объем производства сульфитной целлюлозы дохо-
                                                                                                                         дил до 15-20 % от объема мирового производства полуфабрикатов, то сегодня
                                                                                                                         он (в основном за счет увеличения выпуска сульфатной целлюлозы) снизился
                                                                                                                         до 4-5 %.


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               Сульфитные полуфабрикаты различных видов в настоящее время про-
                                                                                                                         изводят на заводах России, Швеции, Финляндии, Австрии, Чехии, США, Ка-
                                                                                                                         нады, ЮАР, Ирана, Пакистана и других стран.
                                                                                                                               Благодаря разработке новых методов сульфитной варки и регенерации
                                                                                                                         отработанных сульфитных щелоков возможности развития сульфитного про-
                                                                                                                         цесса расширяются. В практику внедрены методы варки сульфитной целлю-
                                                                                                                         лозы на растворимых основаниях (натриевом, магниевом), бисульфитные и
                                                                                                                         нейтрально-сульфитные, а также ступенчатые методы варки целлюлозы.
                                                                                                                               Современные методы интенсификации процесса варки сульфитной
                                                                                                                         целлюлозы позволяют увеличить производственную мощность завода, суще-
                                                                                                                         ственно повысить выход и качество вырабатываемой целлюлозы, снизить ее
                                                                                                                         себестоимость, а также значительно расширить диапазон перерабатываемых
                                                                                                                         пород древесины.
                                                                                                                               В настоящем, переработанном и дополненном, издании учебного посо-
                                                                                                                         бия [1] рассмотрены химизм традиционной сульфитной, бисульфитной и ней-
                                                                                                                         трально-сульфитной варки целлюлозы и полуцеллюлозы, ступенчатые спосо-
                                                                                                                         бы варки и схемы регенерации диоксида серы и тепла. Заново написан раздел
                                                                                                                         по утилизации отработанных сульфитных щелоков, включающий выпарку
                                                                                                                         щелоков, сжигание и регенерацию химикатов, дополнен раздел по возмож-
                                                                                                                         ным решениям экологических проблем сульфитных способов варки.
                                                                                                                           1. Современные способы промышленного получения
                                                                                                                                      сульфитных полуфабрикатов
                                                                                                                               Сульфитный варочный раствор характеризуется содержанием всего
                                                                                                                         (общего) SO2, связанного SO2 (или основания), свободного SO2 и величиной
                                                                                                                         pH.
                                                                                                                               Под связанным SO2 понимают количество SO2, находящееся в моно-
                                                                                                                         сульфите, т.е. половину SO2, связанного в бисульфите, а под свободным SO2
                                                                                                                         — вторую половину SO2, дополнительно связанного в бисульфите, вместе с
                                                                                                                         избытком гидратированного (молекулярно-растворенного) SO2. Весь (общий)
                                                                                                                         SO2 — суммарное количество свободного и связанного SO2.
                                                                                                                               Основанием условно принято считать содержание кальция, магния, на-
                                                                                                                         трия или аммония, связанных с SO2, в пересчете на соответствующий оксид
                                                                                                                         СаО, MgO, Na2O, (NH4)2O.
                                                                                                                               Состав сульфитной кислоты для ее характеристики по вышеуказанным
                                                                                                                         представлениям можно представить в следующем виде (например, на натрие-
                                                                                                                         вом основании):




                                                                                                                                                             3


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                           бисульфит - 2 NaHSO3

                                                                                                                                         моносульфит
                                                                                                                                            Na2SO3     +     H2SO3      +   SO2   +   H2O .
                                                                                                                                          связанный    полусвободный растворенный

                                                                                                                                                                  свободный SO2

                                                                                                                                                            весь SO2

                                                                                                                                Кислоту, полученную в кислотном отделе целлюлозного завода, назы-
                                                                                                                         вают сырой, в отличие от регенерационной, представляющей смесь сырой ки-
                                                                                                                         слоты со сдувками, удаляемыми из котла в процессе варки. Сдувки состоят из
                                                                                                                         избытка газообразного SO2, сопровождаемого некоторым количеством
                                                                                                                         инертных газов (в основном азота), варочной жидкости, конденсата пара и
                                                                                                                         летучих органических продуктов, образующихся при варке (метиловый
                                                                                                                         спирт, цимол, муравьиная и уксусная кислоты, фурфурол, ацетон, углекислый
                                                                                                                         газ и некоторые другие вещества).
                                                                                                                                Однако химизм основных реакций варочного процесса определяется
                                                                                                                         наличием в кислоте основных ее компонентов, к числу которых относятся
                                                                                                                         гидратированный SO2, сернистая кислота и бисульфит. Эти соединения обра-
                                                                                                                         зуют в растворе равновесную систему, которая может быть представлена сле-
                                                                                                                         дующей схемой на примере натриевого основания:
                                                                                                                                                           Na+
                                                                                                                                                            +
                                                                                                                          SO2 + H 2O        H 2SO3         HSO3 + H +        NaHSO3     Na+ + HSO3.
                                                                                                                               Таким образом, в растворе одновременно присутствуют молекулы сер-
                                                                                                                         нистого ангидрида (гидратированный SO2), недиссоциированная сернистая
                                                                                                                         кислота и бисульфит, ионы основания, бисульфит-ионы и ионы водорода.
                                                                                                                               Многочисленные способы сульфитной варки можно условно разделить
                                                                                                                         на 4 группы:
                                                                                                                         1. одноступенчатые варки в кислой среде при исходном рН раствора 1,4–2,8
                                                                                                                         (традиционные сульфитные варки);
                                                                                                                         2. одноступенчатые варки в слабокислой среде при исходном рН раствора
                                                                                                                         3,5–5,0 (бисульфитные варки);
                                                                                                                         3. одноступенчатые варки в нейтральной и щелочной средах при исходном
                                                                                                                         рН 7–10 и 9–12 (нейтрально-сульфитные и сульфитно-щелочные варки);
                                                                                                                         4. варки, проводимые в несколько ступеней (ступенчатые варки).



                                                                                                                                                                4


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                             Традиционный (кислый) сульфитный способ варки
                                                                                                                                     К нему относятся сульфитные варки с кислотой на кальциевом,
                                                                                                                         магниевом, натриевом, аммониевом * и на смешанных основаниях со значи-
                                                                                                                         тельным избытком растворенного диоксида серы (pH 1,4–2,8), например, при
                                                                                                                         современных способах сульфитной варки применяют следующие варочные
                                                                                                                         растворы:
                                                                                                                               При сульфитных варках, проводимых в кислой среде (pH 1,4 – 2,8):
                                                                                                                         водный раствор SO2 и бисульфита кальция         Ca(HSO3)2 + SO2 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор SO2 и бисульфита магния          Mg(HSO3)2 + SO2 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор SO2 и бисульфита натрия          NaHSO3 + SO2 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор SO2 и бисульфита аммония         NН4HSO3 + SO2 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор SO2 и смесь бисульфитов, например, кальция и натрия, маг-
                                                                                                                         ния и аммония, натрия и аммония.
                                                                                                                                     Основным недостатком сульфитной варки на кальциевом основа-
                                                                                                                         нии является низкая растворимость бисульфита кальция в воде. Бисульфит
                                                                                                                         кальция может находиться в растворе только в присутствии достаточного из-
                                                                                                                         бытка свободной сернистой кислоты. При его уменьшении бисульфит каль-
                                                                                                                         ция разлагается на нерастворимый моносульфит кальция и сернистую кисло-
                                                                                                                         ту, что создает затруднения при пропитке щепы варочным раствором. Вслед-
                                                                                                                         ствие того, что растворенный SO2 проникает в щепу быстрее, чем основание,
                                                                                                                         а сернистая кислота при повышении температуры распадается на SO2 и Н2О,
                                                                                                                         при использовании кислоты на кальциевом основании с относительно невы-
                                                                                                                         сокой концентрацией растворенного SO2 во время заварки моносульфит
                                                                                                                         кальция выпадает в осадок, что затрудняет пропитку щепы.
                                                                                                                                     По этой причине во внутренних слоях щепы может оказаться не-
                                                                                                                         достаточное количество основания для нейтрализации образующихся лигно-
                                                                                                                         сульфоновых кислот, что приводит к их конденсации, замедлению делигни-
                                                                                                                         фикации древесины, усилению гидролиза гемицеллюлоз.
                                                                                                                                     Из-за низкой растворимости солей кальция на этом основании мо-
                                                                                                                         гут быть переработаны на целлюлозу только малосмолистые древесные поро-
                                                                                                                         ды хвойных (ель, пихта) и лиственные породы. Этот весьма серьезный недос-
                                                                                                                         таток кальциевого основания исключается при использовании растворимых
                                                                                                                         оснований.

                                                                                                                         *
                                                                                                                           Из-за возможной эвтрификации водоемов, куда попадают очищенные по
                                                                                                                         применяемым схемам очистки стоки целлюлозного производства, установле-
                                                                                                                         ны очень низкие ПДК в них солевого аммония NH + 0,5 мг/л. Поскольку дос-
                                                                                                                                                                        4
                                                                                                                         тичь таких значений пока не удается, аммониевые основания для варки цел-
                                                                                                                         люлозы не применяются.


                                                                                                                                                             5


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               Замена кальциевого основания в варочном растворе натриевым или ам-
                                                                                                                         мониевым, не изменяя принципиальной сущности процесса варки, значитель-
                                                                                                                         но улучшает его результаты. Так, продолжительность варки сокращается на
                                                                                                                         15–20 %, выход целлюлозы из древесины увеличивается на 4–6 %, количество
                                                                                                                         непровара и отходов сортирования снижается на 50–70 %, прочностные свой-
                                                                                                                         ства целлюлозы повышаются на 20–30 %, расход серы сокращается на 5–
                                                                                                                         10 %, расход хлора на отбелку и гидроксида натрия на облагораживание
                                                                                                                         уменьшается на 25–30 % [2].
                                                                                                                               Замена части кальциевого основания растворимым улучшает результа-
                                                                                                                         ты варки пропорционально количеству одновалентного основания.
                                                                                                                               Применение вместо кальциевого полурастворимого магниевого основа-
                                                                                                                         ния (сульфитные соли растворимы только в кислой среде до рН 5,5) менее
                                                                                                                         эффективно, но все же способствует повышению выхода и качества, особенно
                                                                                                                         жесткой, целлюлозы. Важнейшим преимуществом использования магниевого
                                                                                                                         основания является сравнительная легкость регенерации затраченных на вар-
                                                                                                                         ку химикатов: при сжигании в котлах упаренного отработанного щелока сра-
                                                                                                                         зу получаются исходные химикаты.
                                                                                                                                                Бисульфитные варки
                                                                                                                               Для варки древесины бисульфитным способом в слабокислой среде (pH
                                                                                                                         3,5 – 5) обычно используются водные растворы бисульфита магния, натрия и
                                                                                                                         аммония.
                                                                                                                         водный раствор бисульфита магния                         Mg(HSO3)2 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор бисульфита натрия                         NaHSO3 + H2O;
                                                                                                                         водный раствор бисульфита аммония (см. стр. 6)           NН4HSO3 + H2O.
                                                                                                                               Расход бисульфита 16-18 % от массы древесины (9-12 % SO2 от массы
                                                                                                                         древесины) для целлюлозы и 14-16 % бисульфита от массы древесины (8-9 %
                                                                                                                         SO2 от массы древесины) для целлюлозы высокого выхода и полуцеллюлозы.
                                                                                                                         При обычно применяемых модулях периодической варки (4-5) : 1 концентра-
                                                                                                                         ция бисульфита составит, соответственно, 4,0-4,5 % (2-3 % SO2) для целлюло-
                                                                                                                         зы и 3-4 % бисульфита (2-2,5 % SO2) для полуцеллюлозы.
                                                                                                                               Бисульфитную варку можно проводить как в периодически действую-
                                                                                                                         щих котлах, так и в непрерывно действующих варочных аппаратах Камюр и
                                                                                                                         Пандия [3]. При такой варке и модуле (2-2,5) : 1 концентрации SO2, соответ-
                                                                                                                         ственно, составляют 4,5-6 % SO2 для целлюлозы и 4-4,5 % SO2 – для полуцел-
                                                                                                                         люлозы.
                                                                                                                               Особенности бисульфитного способа варки заключаются в следующем:
                                                                                                                               - растворы бисульфитов на магниевом, натриевом и аммониевом осно-
                                                                                                                         ваниях имеют pH 3,5-5,0, т.е. не содержат свободного (гидратированного)
                                                                                                                         SO2, не имеют его запаха;



                                                                                                                                                              6


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               - при указанных pH практически исключается возможность конденса-
                                                                                                                         ции лигнина, поэтому процесс варки может быть проведен непрерывно;
                                                                                                                               - растворами бисульфитов древесина пропитывается медленнее, чем
                                                                                                                         обычными сульфитными, поэтому для повышения равномерности провара
                                                                                                                         целлюлозы желательны принудительная пропитка и уменьшение длины ще-
                                                                                                                         пы;
                                                                                                                               - вследствие пониженной кислотности растворов бисульфита, по срав-
                                                                                                                         нению с традиционной сульфитной варкой, растворение лигнина замедляется,
                                                                                                                         поэтому варку необходимо проводить при более высокой температуре (150-
                                                                                                                         165 °C), чем при обычном сульфитном.
                                                                                                                               При бисульфитной варке образуются органические кислоты (преиму-
                                                                                                                         щественно, уксусная), которые реагируют с бисульфитом. В результате они
                                                                                                                         нейтрализуются с одновременным образованием сернистой кислоты и пони-
                                                                                                                         жением pH раствора. Далее сернистая кислота разлагается с выделением в га-
                                                                                                                         зовую фазу диоксида серы. Поэтому для поддержания pH раствора на посто-
                                                                                                                         янном уровне необходимо иметь давление в котле на 0,03-0,07 МПа выше
                                                                                                                         парциального давления водяных паров, что способствует частичному сохра-
                                                                                                                         нению SO2 в растворе.
                                                                                                                               При бисульфитном способе варки выход целлюлозы из древесины вы-
                                                                                                                         ше, чем при обычном сульфитном. Это может быть объяснено тем, что при
                                                                                                                         высоком начальном значении pH линейные молекулы глюкоманнана адсор-
                                                                                                                         бируются поверхностью микрофибрилл целлюлозы, что препятствует про-
                                                                                                                         цессу их гидролиза, Таким образом, повышение содержания гемицеллюлоз
                                                                                                                         обеспечивает увеличение выхода целлюлозы.
                                                                                                                               Небеленая бисульфитная целлюлоза имеет более высокие белизну и
                                                                                                                         прочностные свойства, чем небеленые сульфитные целлюлозы, полученные
                                                                                                                         при варке на растворимых основаниях. Бисульфитная целлюлоза отличается
                                                                                                                         хорошими бумагообразующими свойствами и широко используется для раз-
                                                                                                                         личных видов бумаги и картона.
                                                                                                                               Высокая температура варки и относительно низкая кислотность раство-
                                                                                                                         ра приводят, с одной стороны, к большому разрушению уже образовавшихся
                                                                                                                         сахаров, а с другой – к значительному количеству неинвертированных саха-
                                                                                                                         ров, что создает значительные трудности при биохимической переработке от-
                                                                                                                         работанных щелоков, делая ее нецелесообразной.
                                                                                                                               При бисульфитной варке расходуется приблизительно на 15-25 %
                                                                                                                         больше химикатов, чем при сульфитной. Для обеспечения рентабельности
                                                                                                                         производства бисульфитной целлюлозы необходимо регенерировать химика-
                                                                                                                         ты из щелока. Бисульфитным способом можно перерабатывать практически
                                                                                                                         все виды древесного сырья. Этот способ позволяет получать прочную целлю-
                                                                                                                         лозу, разделяющуюся на волокна без размола, при выходе до 63 %.



                                                                                                                                                             7



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика