Способ получения целлюлозы

 

Использование: получение целлюлозы. Сущность изобретения: после загрузки и уплотнения сырья подают в варочный котел нагретый сжатый газ и повышают давление в нем до рабочего, затем вводят в варочный котел нагретую до рабочей температуры варочную жидкость. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известны различные способы получения целлюлозы: кислотные щелочные, нейтральные, окислительные в том числе ступенчатые и комбинированные. Наиболее распространенными из них являются сульфитные (из числа кислотных) и сульфатный (из числа щелочных) способы.

Наиболее близким аналогом являются способ сульфатной варки целлюлозы, включающий следующие операции: загрузка в варочный котел сырья и его уплотнение; подача части отработанной варочной жидкости и нагретой путем теплообмена с избытком отработанной варочной жидкости свежей варочной жидкости; повышение температуры и давления до рабочих параметров посредством нагрева циркулирующей варочной жидкости и сдувок инертных газов и паров; выдержка содержимого котла при рабочей температуре; удаление отработанной варочной жидкости путем вытеснения холодной промывной жидкостью; подача сжатого воздуха и промывка целлюлозы.

Данный способ позволяет сократить расход пара на варку целлюлозы на 40 - 50% но при этом процесс усложняется за счет дополнительного теплообмена.

Техническим результатом изобретения является сокращение времени варки, упрощение технологии, снижение вредных выбросов и сокращение расхода химикатов и тепловой энергии.

Данный результат достигается тем, что в способе получения целлюлозы путем загрузки в варочный котел сырья и уплотнения его, подачи варочной жидкости, нагрева содержимого котла до рабочих параметров температуры и давления, выдержки при этих параметрах и выгрузки отработанной варочной жидкости и целлюлозы согласно изобретению после загрузки и уплотнения сырья подают в варочный котел нагретый сжатый газ и повышают давление в нем до рабочего, затем вводят в варочный котел нагретую до рабочей температуры варочную жидкость.

Отработанную жидкость удаляют путем замещения ее нагретым сжатым газом. В качестве нагретого сжатого газа используют сдувки систем варки целлюлозы и регенерации отработанной варочной жидкости после сбора их в газгольдере и сжатия компрессором.

Ведение процесса предложенным способом позволяет: ускорить пропитку сырья варочной жидкостью, что снижает расход химикатов и сокращает время варки; сократить время варки за счет уменьшения периода подъема температуры до рабочей; исключить потерю тепла и вредных выбросов в атмосферу, т.к. нет сдувок парогазовой смеси;
упростить технологию из-за ненужности установки конденсации и очистки сдувок;
избежать потерь тепла и химикатов при контакте с холодной промывочной жидкостью, а также избежать разбавления отработанной варочной жидкости, что сокращает расход пара на ее выпарку;
создает замкнутый газовый цикл, который предотвращает: потери химикатов, например диоксида серы, при сульфитной варке и загрязнение атмосферы дурнопахнущей сераорганикой при сульфатной варке. Кроме того, исключается очистка сдувочных газов, что значительно упрощает технологию.

На чертеже изображена схема выявляемого способа получения целлюлозы, на которой: 1 варочный котел; 2,6 насосы; 3 сборник свежей варочной жидкости; 4 сборник отработанной варочной жидкости; 5 подогреватель; 7 - выдувной резервуар или сцежа; 8 газгольдер; 9 компрессор; 10 реципиенты (аккумуляторы сжатого газа).

А коллектор сжатого газа,
Б отработанная варочная жидкость на регенерацию,
В сдувка газа из системы регенерации отработанной варочной жидкости,
Г коллектор сбора сдувочных газов,
Д избыток сдувочных газов на сжигание,
Е подача свежей варочной жидкости.

Пример 1
Сульфатный способ получения целлюлозы. В варочный котел 1 загружают сырье /щепу/ и уплотняют его известным методом. Закрывают крышку и подают сжатый до 0,75 0,85 МПа газ (например, воздух) с температурой 150 170^oC. Нагрев газа до этой температуры происходит в процессе сжатия. При достижении в котле 1 давления 0,75 0,85 МПа закачивают наосом 2 расчетное количество белого щелока из сборника 3 и черного щелока из сборника 4. Белый и черный щелока имеют температуру 165 175^oC. Предварительный нагрев свежеприготовленного щелока, поступающего по линии Е, до заданной температуры осуществляют циркуляцией его насосом 2 через подогреватель 5. Давление в сборниках 3 и 4 составляет 0,75 0,85 МПа. При закачке варочных щелоков сжатый газ из котла 1 перепускают по коллектору А соответственно в сборник 3 или 4. За счет затрат тепла на нагрев сырья в котле 1 устанавливается температура 145 155^oC, поэтому содержимое котла нагревают до температуры 165 175^oC циркуляцией варочного щелока наосом 6 через подогреватель 5. С достижением заданной температуры циркуляцию щелока продолжают, минуя подогреватель 5. Содержимое котла 1 выдерживают при рабочей температуре 165 175^oC в течение 2 3 часов.

По окончании выдержки черный щелок отбирают через систему принудительной циркуляции из верхней части котла 1, вытесняя его слабым холодным щелоком, получаемым после промывки целлюлозы в сборник 4.

Целлюлозу из котла 1 выгружают известным способом выдувки или вымывки, используя сжатый газ из коллектора А.

Избыток черного щелока из сборника 4 выводят на регенерацию по трубопроводу B под давлением 0,75 0,85 МПа при температуре 165 175^oC, подавая сжатый газ в сборник 4 из коллектора А.

Щелок вскипает при сбросе его давления. Образующийся пар присоединяют к соковому пару первого по ходу щелока выпарного аппарата. Концентрация щелока возрастает, что благоприятно для процесса отсолки мыла, расход пара на выпарку соответственно снижается.

Таким образом, время варки целлюлозы сокращается в 1,5 1,8 раза (2, с. 97 103), затраточное на варку тепло утилизируется практически полностью, т. к. расход пара на нагрев свежеприготовленного щелока перекрывается экономией пара на выпарке черного щелока.

Пример 2
Варку целлюлозы ведут аналогично примеру 1.

По окончании выдержки черный щелок из котла 1 выкачивают насосом 6 в сборник 4, перепуская сжатый газ из сборника 4 в котел 1 по коллектору А.

Целлюлозу из котла 1 выгружают известным методом выдувки или вымывки в выдувной резервуар 7, причем предварительно котел 1 может быть заполнен холодным слабым щелоком, с целью утилизации тепла целлюлозы.

Избыток черного щелока перерабатывают также, как описано в примере 1.

Пример 3
целлюлозу получают, согласно описанию примеров 1 и 2.

В качестве рабочего газа используют сдувки систем варки целлюлозы и регенерации черного щелока. Газовые сдувки из системы регенерации по линии B, из выдувного резервуара 7 при выгрузке целлюлозы, из сборника 3 при закачке свежеприготовленного белого щелока по линии Е, а также возможные сдувки из котла 1 и сборника 4 поступают в коллектор Г и далее в газогольдер 8.

Из газогольдера 8 газ забирают компрессором 9, сжимают до 0,75 0,85 МПа и направляют в котел 1 или реципиенты 10. Реципиенты 10 используют для ускорения подачи сжатого газа в котел 1, а также для обеспечения непрерывной работы компрессора 9. Подачу сжатого газа в котел 1 ведут одновременно компрессором 9 и из реципиентов 10. После выравнивания давления в котле 1 и в реципиентах 10 последние отключают и дальнейший подъем давления в котле 1 ведут только компрессором 9.

После набора давления в котле 1 компрессором 9 поднимают давление в реципиентах 10.

Избыток газа из газгольдера 8 по линии Д направляют на сжигание для ликвидации дурнопахнущей сераорганики.

Пример 4
Сульфитный способ получения целлюлозы.

В варочном котле 1 загружают щепу и уплотняют ее известным методом. Закрывают крышку и подают сжатый до 0,6 МПа газ с температурой 150 - 160^oC. Нагрев газ до этой температуры происходит в процессе сжатия. При достижении в котле 1 давления 0,6 МПа закачивают насосом 2 расчетное количество варочной кислоты из сборника 3. Варочная кислота в сборнике 3 находится под давлением 0,6 МПа и имеет температуру 155 160^oC. Предварительный нагрев варочной кислоты осуществляют циркуляцией ее насосом 2 через подогреватель 5. При закачке варочной кислоты сжатый газ из котла 1 перепускают по коллектору А в сборник 3. Затем в котел 1 насосом 6 закачивают сульфитный щелок из котла, находящегося на выдержке, соответственно перепуская обратным потоком сжатый газ из котла в котел. За счет затрат тепла на нагрев щепы в котле 1 устанавливается температура 135 140^oC. В котел 1 подают острый пар и поднимают температуру до конечной рабочей 155 160^oC. Давление в котле поддерживают на уровне 0,6 МПа сдувкой сжатого газа в коллектор Г и далее в газгольдер 8. При рабочей температуре производят выдержку в течение 3 4 часов. Через 30 40 мин от начала выдержки насосом 6 откачивают расчетное количество сульфидного щелока в котел, подготовленный для его приема с соответствующим перепуском обратным потоком сжатого газа из котла в котел.

По окончании выдержки сульфитный щелок из котла 1 выкачивают в сборник 4, перепуская сжатый газ из сборника 4 в котел 1 по коллектору А.

Целлюлозу из котла 1 выгружают известным методом вымывки в сцежу 7, причем предварительно котел 1 заполняют холодной слабой кислотой для утилизации тепла целлюлозы. Газ из сцежки 7 направляют в газгольдер 8, откуда его забирают компрессором 9 и используют в технологии. Избыток сдувочного газа по линии Д направляют на сжигание.

Отработанный сульфитный щелок из сборника 4 направляют на регенерацию по линии Б под давлением 0,6 МПа при температуре 155 160^oC. Расход щелока компенсируют подачей сжатого газа в сборник 4 из коллектора А. Сульфитный щелок вскипает при сбросе его давления. Образующийся пар присоединяют к соковому пару первого по ходу щелока выпарного аппарата. Концентрация щелока возрастает, а расход пара на его выпарку снижается. Несконденсировавшиеся газы выпарной установки направляют по линии B в коллектор Г и далее в газгольдер 8.

Таким образом, время варки целлюлозы сокращается на 3 4 часа, затраченное на варку тепло утилизируется практически полностью, т.к. расход пара на нагрев варочной кислоты перекрывается экономией пара на выпарке сульфитного щелока, снижается расход диоксида серы.

Формула изобретения

1. Способ получения целлюлозы путем загрузки в варочный котел сырья и уплотнения его, подачи варочной жидкости, нагрева содержимого котла до рабочих параметров температуры и давления, выдержки при этих параметрах и выгрузки отработанной варочной жидкости и целлюлозы, отличающийся тем, что после загрузки и уплотнения сырья подают в варочный котел нагретый сжатый газ и повышают давление в нем до рабочего, затем вводят в варочный котел нагретую до рабочей температуры варочную жидкость.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанную жидкость удаляют путем замещения ее нагретым сжатым газом.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве нагретого сжатого газа используют сдувки систем варки целлюлозы и регенерации отработанной варочной жидкости после сбора их в газгольдере и сжатия компрессором.

РИСУНКИ

Рисунок 1