Способ отбеливания сб1рой целлюлозной массы

 

ОПИСАН И Е

И ЗОБ РЕТЕ НИ Я

К ПАТЕНТУ

265020

Союз Соввтсиив

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 12.II.1966 (№ 1055572/23-4) Кл. 55Ь, 1/10

МПК D 21с

УДК 661.728.2:678.029. .81(088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 03.111.1970. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 17Х1.1970

Автор изобретения

Иностранец

Джемс Вилмер Смит (Канада) Иностранная фирма

«Электрик Редакшен Компани оф Канада (Канада) ----г.,с

„ - - „ " l,:.. t ..; ;0 1 . 1 - .: " .:

Заявитель

Лими ед»

СПОСОБ ОТБЕЛИВАНИЯ CbIPOA ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к производству отбеленной волокнистой целлюлозной массы с помощью химических процессов (таких, как сульфатная, натронная, щелочная или сульфитная варка целлюлозы).

В обычном процессе сульфатной варки для производства отбеленного волокнистого целлюлозного материала, в особенности из древесной стружки, а также из травы, соломы и тростника, исходный материал нагревают в стадии вываривания в «белом щелоке», который содержит сульфид натрия и едкий натр, для растворения содержащихся в этом материале, лигнина, гемицеллюлозы и других извлекаемых органических соединений. Полученную волокнистую целлюлозную массу отделяют от образовавшейся «черной жидкости» и подают на стадию отбеливания, а «черную жидкость» — на стадию регенерации.

Отделенную массу сначала промывают, а затем частично отбеливают на первой стадии отбеливания водным раствором, содержащим хлор и/или двуокись хлора. Частично отбеленную массу в виде непрерывного влажного мата промывают водой, мат затем повторно размалывают в измельчителе, смешивают с едким натром и паром и подают на стадию щелочной экстракции, на которой полученную массу нагревают с едким натром для удаления из нее окрашенных примесей, таких как хлорированные соединения лигнина, которые образовались на стадии первичного отбеливания.

Извлеченную массу повторно промывают

5 подобным образом, и она проходит одну или более стадий дальнейшего отбеливания. Этот процесс завершается с применением гипохлорита или лучше двуокиси хлора.

Сточные воды от процесса щелочной экст10 ракции кроме остаточного едкого натра содержат другие ценные растворенные вещества, в частности натриевые соли неорганических кислот, например карбонат, сульфат и сульфид натрия, и натриевые соли органических кис15 лот, образовавшихся из малых количеств органического вещества, извлеченного из целлюлозной массы. Эти воды имеют настолько малую концентрацию, что до сих пор пх не использовали для восстановления из них хи20 мических соединений, а отправляли в отходы.

С целью усовершенствования процесса часть промывных вод от процесса щелочной экстракции возвращают в цикл и используют для промывки мокрой массы после первого

25 отбеливания. Образовавшиеся сточные воды становятся более концентрированными, что делает возможным их использование для получения твердых веществ.

Рециркулирующая жидкость содержит кау30 стическую соду и натриевые соли некоторых

265020 органических кислот. Эти соли, несмотря на шее количество воды то част сравнительно низкий РН, действуют на раст- рующих сточных вод диффундирует через мат ворение окрашенных хлорированных соедине- и уходит вместе с растворенными в них ными в них твер ний лигнина, удаление которых является це- дыми веществами в канализационный коллеклью щелочной экстракции, таким же образом, 5 тор. как каустическая сода. Вследствие этого пред- Мат из целлюлозной массы на Ядия про лагаемый способ приводит к сбережению мывки помешают на мета „ич больших количеств каустической соды, необ- пример на поверхность обы но о враща, е, ходимой для этой экстракции. ся ваку много промывного аппарата а воду

Сырую волокнистую целлюлозную "ассу 10 и рециркулирующие сточные воды Разорыз "(брабатывают на первой стадии отбеливания вают или подводят другим способом к поверх од ржащим ор и/или ности мата и прогоняют сквозь него.

О чяс ично(о о(беливяния, На фиг. 1 и 2 изображены схемы осущecrраствОР Н3 влажного мата ча- вления предлагаемого способа, ннои ц лл лозной массы, оора- Частично отбеленную целлюлозную ма-с батывают эту массу на стадии щелочной экст- (фиг. 1) подают из хлоратора (на «Ртеже Н ракции едким натром, затем промывают ее и показан) по линии 1 в промывной аппарат 2, шеи (ере одну стадию в котором она размещается в виде мата на дальнейшего отбеливания. проволочном сите боковой поверхности барауовершенствование предусматривает воз- 20 бана 3. В процессе прохождения по боковой вращение хотя бы части сточных вод от про- повеРхности баРабана мат из целлюлозной целлюлознои массь(((Ma- массы промывают гОРЯчеи ВОДОК, постчпаю ту частично Отбеленной целлюлозной массы щей по линии 4, а сточные воды от пРомывнодержащеисявмя (его аппаРата2отс асыв а (от вакУУмнымна с о промь(вки IIO время которой 25 сом (на чертеже не показан) по линии 5 злучше IIpoMbITb Ia- к поренный бак б и затем сбрасывают в канастично отбеленную целлюлозную массу водой лизационный коллектор. для удаления соляной кислоты и остаточного С вращающегося барабана 3 мат подают хлора. в повторный измельчитель 7, где его смешиваОбычно часть сточньIХ вод От процесса ще- 30 ют с Pac»OРом едкого натРа, подавае ,Î íÎí экстракции возвращают в цикл, и хи- линии 8, и паРом, идушим по линии 9.

Р, а„неся в ней ис ГoPI(Ig(o cMecb (ICJIJI(oJ(03HQH Maccb(H BQTIHQЛ ч л ать сточные во- го раствора едкого патра затем подают в бак д для 3аливки и растворения расплава, полу- 10 шелочной экстракции, после окончанич ко«„epHoH жидкости„Ha сТа 35 тоРой смесь откачивают насосом 11 по линии рег нерации с целью получения «зеленой 12 в пРомывной аппаРат 13, в котоРом целжидко сти». люлозная масса образует мат на проволочном

Изобретение можно также использовать в сите боковой повеРхности вращающегосЯ бапро ессах превращения в раоана 14. Его промывают горячей водой, поц ллюлоЗную массу, в том числе в таких, в ко- 40 ступающей по линии 15. Сточные воды из проорых восстановление соединений из сточчых мывного аппаРата 13 откачивают вакуумным вод оТ процесса щелочной экстракции и/или насосом (на чертеже не показан) по линии повторное использование сточных вод во всем 1б в закупоренный бак 17, откуда часть сточпроцессе не являются желательными, напри- ных вод перекачивают насосом 18 по линиям мер, в процессе сульфитной варки целлюло- 45 19 H 20 к поверхности волокнистого мата, прозы. В этих процессах регулирование количест- мываемого на боковой поверхности барабана ва рециркулирующих щелочных сточных вод 3, для замещения содержащейся в нем воды, по отношению к объему воды, содержащейся которую по линии 5 и через закупоренный в целлюлозной массе, является менее важным, бак б сорасывают в канализационный коллек и может быть использован избыток сточных 50 Тор. вод, часть которого, прошедшего сквозь мат, Рециркулирующую жидкость, попавшую в направляют в отходы. мат, затем подают через IIQBTopHbIH измельчиИзвлекаемые органические вещества, напри- тель B бак 10 щелочной экстракции. Перека мер гемицеллюлозу, лучше оставить в сточных чиваемую по линии 19 часть сточных вод по водах от процесса щелочной экстракции с 55 да(от 110 линии 12 в промывной аппарат 13 и последующим использованием на стадии pere- возвращают в закупоренный оак. другу(о нерации, По этой причине предпочтительнее, (acTb сточных вод из закупоренного бака 17 чтобы в мате целлюлозной массы перед ста- Откачивают насосом 21 по линии 22 щелоч дней щелочной экстракции была замещена HQH экстракционный бак 10 оставшуюся часть только вода. Это достигается с помощью ре- 60 сточных вод из закупоренного бака 17 подают циркулирования объема сточных вод, равчого по чи((ии 23 для регенерации и повторного исобъему воды, содержащейся в целлюлозной IIQJ(b30BBHHH На стадии регенерации всего промассе. Практически лучше замещать только песса превращения в целлюлозную массу. /3 — /4 объема воды, содержащейся в целл10- Отбеленную целлюлозную массу (фиг. 2) лозной массе, так как если замещается боль- 65 после стадии хлорирования подают по линии 1 в промывной аппарат 2, в котором па сетчатой боковой поверхности вращающегося барабана 8 образуется мат, промываемый горячей водой, поступающей по линии 4, а сточные воды от промывного аппарата 2 проходят по линии 5 в закупоренный бак б и загем их сбрасывают в канализационный коллектор.

Волокнистый мат из вращающегося барабана 8 поступает в повторный измельчитель 7, в котором смешивается с «белым щелоком», подаваемым со стадии регенерации данного процесса по линии 8, и паром, идущим по линии 9.

Горячую смесь целлюлозной массы и «белого щелока» затем подают в бак 10 щелочной экстракции, из которого ее отсасывают насосом 11 по линии 12 в промывной àïïàрат 18. В последнем смесь в виде волокнистого мата промывают на сетчатой боковой поверхности вращающегося барабана 14 промывной водой, подводимой по линии 15.

Сточные воды откачивают из промывчого аппарата 18 вакуумным насосом (на чертеже не показан) по линии 1б в закупоренный бак

17. Из этого бака часть их возвращают с помощью насоса 18 по линии 19 к промывному волокнистому мату на боковой поверхности барабана 8 для замещения содержащейся в нем воды, которая по линии 5 поступает в закупоренный бак б, а оттуда сбрасывается в канализационный коллектор.

Сточные воды вместе с волокнистым матом проходят через повторный измельчитель в бак 10 щелочной экстракции для дальнейшего использования. Часть сточных вод из закупоренного бака 17 откачивается насосом 18 по выходной линии 20 для регенерации и повторного использования в стадии регенерации всего процесса.

Из промывного аппарата 18 промытый волокнистый мат поступает в повторный измельчитель 28 и целлюлозная масса затем подается в промывной аппарат 24, в котором она в виде волокнистого мата промывается на проволочном сите боковой стенки барабана 25 водой, поступающей с линии 4 по линии 26.

Промытый мат волокнистой массы затем поступает по линии 27 на стадии дальнейшего отбеливания с помощью двуокиси хлор а.

Сточные воды от промывного аппарата 24 откачиваются вакуумным насосом (на фиг. не показан) по линии 28 в закупоренный бак 29, из которого часть сточных вод сбрасывается в канализационный коллектор по выходной линии 80, а другая часть возвращается насосом 81 по линии 15 к поверхности волокнистого мата в промывной аппарат 18.

Пример 1. Опыт проводили на целлюлозном заводе, производящем 600 т целлюлозной массы в сутки. При промывке волокнистого целлюлозного мата в промывном аппарате 2 горячую воду проводили из расчета 4,10 кг на

0,410 кг целлюлозной массы, что соответствует 4405 л/чин. Полученный волокнистый мат, имеющий консистенцию 11 — 15>/,, смешивают

65 в повторном измельчителе 7 с о — 8 / -ным

Г 0/ раствором едкого патра и паром, а полученную смесь подают в бак 10 щелочной экстракции.

Количество едкого натра, применяемого в виде 5 — 8 /о-ного раствора, в пересчете на сухое вещество (его непрерывно измеряют счетчиком жидкости, расположенным перед повторным измельчителем 7) колеблется от 4,5 до 4,7 /о по отношению к целлюлозной массе.

Волокнистый мат в промывном аппарате 18 промывают горячей водой из расчета 3,7 кг на

0,410 кг массы, т. е. 39645 л/мин, и все сточные воды сбрасывают в отходы. Сточных вод от промывного аппарата 18 образуется в количестве 3,7 кг на 0,410 кг целлюлозной массы, т. е. 39645 л/мин.

Готовая целлюлозная масса имеет перманганатное число в среднем 4,5. Это число служит мерой качества произведенной целлюлозной массы.

Когда этот завод был модернизирован в соответствии с данным изобретением (фиг. 1) и сточные воды возвращались из промывного аппарата 18 к волокнистому мату в промывной аппарат 2 в количестве 1,4 кг на 0,410 кг целлюлозной массы, т. е. 1541 л/лшн, то они составили 2,25 кг на 0,410 кг массы, т. е, 2444,8 л/ яин.

Ограничение мощности насоса предохраняет от превышения оптимального количества рециркулирующей жидкости — 2,05 кг на

0,410 кг целлюлозной массы, когда количество сточных вод от промывного аппарата 18 понижается до 1,64 кг на 0,410 кг массы, т. е.

1762 л/.иин, а такое количество может быть легко и экономично употреблено для регенерации или повторного использования растворенных в них твердых веществ.

Кроме того, количество едкого патра, измеренного в повторном измельчителе 7 в 5 — -8 /оном растворе, в пересчете на сухое вещесгзо уменьшается до 3,6 — 4 /о от веса массы, а готовая целлюлозная масса, полученная в соответствии с данным процессом, имеет пеоманганатное число в среднем 4,5.

Пример 2. Опыт проводили на целлюлозном заводе производительностью 690 т целлюлозной массы в сутки с меньшим количеством рециркулирующей жидкости

9,25 л/лин.

Когда этот завод был модернизирован (фиг. 1) и сточные воды от промывного аппарата 18 возвращались к волокнистому мату в промывной аппарат 2 в количестве 0,80 кг на 0,410 кг массы, т. е. 925 л/мин, сточные воды от этого промывного аппарата составили

3,36 кг на 0,410 кг целлюлозной массы, т. е.

39645 л/иин. Количество едкого патра, измеренного в повторном измельчителе 7 в 5 — 8 /q-ном растворе в пересчете на сухое вещество, уменьшилось с 4,4О/о без рециркуляции сточных вод до 3,8 /о при их рециркуляции, и качество целлюлозной массы, указываемое перманганатным числом, осталось неизменным, 265020

Предмет изобретения

9 г"

Составитель С. Котова

Техреды А. А, Камышникова, Э. Чижевский

Корректор Н. С. Сударенкова

Редактор Н. Вирко

Заказ 1519i4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

1. Способ отбеливания сырой целлюлозной массы путем обработки целлюлозосодержащего материала «белым щелоком», частичной отбелки полученной целлюлозной массы хлорирующими агентами, например водным раствором, содержащим хлор и/или двуокись хлора, промывки, обработки при нагревании едким натром с дальнейшей промывкой и до- 10 белкой, отличающийся тем, что, с целью усовершенствования процесса, часть промывных вод, образующихся в результате промывки после щелочной обработки, возвращают в цикл на обработку целлюлозной массы после частичной отбелки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем рециркулирующих промывных вод не превышает объема воды, содержащейся в целлюлозной массе.

3. С пособ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что объем рециркулирующих промывных вод составляет от - /з до а/4 количества воды, содержащейся в целлюлозной массе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целлюлозную массу перед обработкой промывными водами подвергают промывке.