Способ удаления лигноуглеводного комплекса из черного щелока производства сульфатной целлюлозы (3 варианта)

Группа изобретений относится к области производства целлюлозы и может быть использована при удалении лигноуглеводного комплекса из черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы. Предлагаемые способы удаления лигноуглеводного комплекса из черного щелока производства сульфатной целлюлозы включают обработку щелока с температурой до 95°С и концентрацией 7-40% по сухому веществу жидкостью, насыщенной диоксидом углерода, под давлением 3,0-7,0 атм, отделение лигнина от жидкой фазы с флотопеной, причем черный щелок обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода при температурах 20-40°С до рН 7-8 и содержащей дополнительно в качестве осадителя высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения, природный или переосажденный карбонат кальция, или частицы органического происхождения, древесную муку, при этом декантируют жидкую фазу от твердой, фильтруют образовавшиеся хлопья лигноуглеводного комплекса с получением готового продукта. Технический результат предлагаемых изобретений заключается в упрощении технологии выделения лигноуглеводного комплекса из черного щелока благодаря уменьшению времени обработки диоксидом углерода, исключению флотации при одновременном улучшении фильтрации из-за управляемого процесса фазового разделения, с получением хорошо фильтруемого осадка. 3 н.п. ф-лы, 3 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано при удалении из черного щелока производства сульфатной целлюлозы лигноуглеводного комплекса.

Известен способ получения щелочного лигнина / Патент №2338821, МПК D21C 11/00 C07G 1/00, опубл. 20.11.2008. Аким Э.Л., Смирнов Μ.Н., Мандре Ю.Г., Калчев Р./

Суть способа заключается в том, что сульфатный или натронный щелок с температурой 40-95°С и концентрацией 7-40% по сухому веществу обрабатывают под давлением 3,0-7,0 атм жидкостью, насыщенной диоксидом углерода. Обработку осуществляют в дросселирующем устройстве, преимущественно в эжекторе, с получением на выходе вспененного щелока. Выделившийся щелочной лигнин (общеизвестно, что это лигноуглеводный комплекс (ЛУК), состоящий из смеси органических веществ фенольной природы) отделяют от жидкой фазы с флотопеной. В качестве жидкости, насыщенной диоксидом углерода, может быть использован отработанный щелок от сульфатной или натронной варки целлюлозы с концентрацией 14-17% или сточная вода с концентрацией сухих веществ 3-7% от промывки целлюлозы сульфатной или натронной варки. Используют газовую смесь, содержащую диоксид углерода, в количестве от 3,0 до 99,9% от общего состава. Диоксид углерода отбирают из потока вспененного щелока при его выходе из эжектора и используют повторно. Предлагаемый способ позволяет исключить из процесса отстаивания щелока после обработки его углекислотой и фильтрования осадка щелочного лигнина, а также обеспечивает возможность использования оборудования проточного действия.

К недостаткам описываемого способа следует отнести:

- не достаточная фильтруемость получаемого осадка. Получают тонкодисперсный желатинообразный осадок, студнеобразного состояния, в результате этого осажденный продукт получается в виде пленки, которую необходимо перерабатывать (полученный осадок коагулируют при нагревании, охлаждают, фильтруют, промывают, сушат, распыливают в тонкий порошок) для дальнейшего использования в виде порошка;

- процесс осаждения ЛУК обладает недостаточной стабильностью из-за трудно управляемого процесса фазового разделения при осаждении ЛУКа, связанного с разделением по спинодальному механизму;

- температура щелока, который обрабатывают диоксидом углерода, достаточно высокая до 95°С, а, как известно, с повышением температуры раствора растворимость диоксида углерода снижается;

- для отделения лигнина от жидкой фазы применяют флотацию, что усложняет процесс осаждения лигнина из отработанного щелока.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно получение продукта за счет упрощения технологии выделения ЛУКа из черного щелока благодаря уменьшению времени обработки диоксидом углерода, исключению флотации при одновременном улучшении фильтрации из-за управляемого процесса фазового разделения, с получением хорошо фильтруемого осадка.

Поставленная задача достигается тем, что в способе удаления ЛУКа из черного щелока производства сульфатной целлюлозы, включающем обработку щелока с температурой до 95°С и концентрацией 7-40% по сухому веществу жидкостью, насыщенной диоксидом углерода под давлением 3,0-7,0 атм, отделение лигнина от жидкой фазы с флотопеной, причем черный щелок обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода при температурах 20-40°С до рН 7-8 и содержащей дополнительно в качестве осадителя высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения, природный и переосажденный карбонат кальция, и органического происхождения, древесную муку, декантируют жидкую фазу от твердой, фильтруют образовавшиеся хлопья лигноуглеводного комплекса с получением готового продукта.

Существенным отличием заявляемого способа является неразрывная совокупность действий, изложенная в формуле изобретения, что позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в упрощении схемы удаления лигноуглеводного комплекса из щелока (3 варианта) за счет упрощения технологии выделения ЛУКа из черного щелока благодаря уменьшению времени обработки диоксидом углерода, исключению флотации при одновременном улучшении фильтрации из-за управляемого процесса фазового разделения, с получением хорошо фильтруемого осадка. Известно использование природного карбоната кальция и переосажденного карбоната кальция на целлюлозно-бумажном производстве в качестве пигмента при производстве мелованных бумаг и для создания композиционных материалов, древесную муку получают из опилок, которые на производстве используют в многофункциональных котлах.

Отработанный черный щелок после варки целлюлозы с концентрацией 10-50% по сухим веществам, температура которого 20-40°С, обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода под давлением 5-7 атм до рН 7,0-8,0 и содержащей дополнительно в заявляемых вариантах высокодисперсные частицы твердой фазы органического или минерального происхождения, такие как древесная мука, природный и переосажденный карбонат кальция, находящиеся в порошкообразном состоянии, которые используют в качестве осадителей, затем образовавшийся осадок органических соединений декантируют, отделяя жидкую фазу от твердой. После этого фильтруют образовавшиеся хлопья и высушивают. Осадители – это вещества органического или минерального происхождения, добавление которых в черный щелок облегчает процесс осаждения ЛУК. В результате получают твердый продукт в виде порошка, который можно использовать в различных областях, например в химической, кожевенной, целлюлозно-бумажной промышленностях, при производстве резины, латексов, в сельском хозяйстве.

Пример 1.

Черный щелок после варки целлюлозы с концентрацией 30% по сухим веществам, температура которого 20-40°С, обрабатывают жидкостью, через сопла, содержащей 0,5 г/дм3 древесной муки, которую подают в жидкость в сухом виде, с влажностью 10-15%, и насыщенной диоксидом углерода под давлением 3-7 атм до рН 7,0-8,0 в течение 10 минут, после этого жидкую фазу декантируют, с получением фильтрата и хорошо фильтруемого осадка. Хорошо фильтруемый осадок отделяют и высушивают до постоянной массы. После высушивания осадок получается в виде порошка, который готов для дальнейшего использования без предварительной обработки. Из 1 т целлюлозы получают 142, 5 кг ЛУКа.

Достигаемый эффект – осаждение лигноуглеводного комплекса осуществляется за счет регулируемого процесса осаждения. Применение в качестве осадителя древесной муки позволяет увеличить выход ЛУКа, не повышая его зольность. Полученный порошок можно использовать в известерегенерационной печи в качестве биотоплива, что позволяет уменьшить отходы производства и упростить аппаратурно-технологическую схему

Пример 2.

Черный щелок после варки целлюлозы с концентрацией 30% по сухим веществам, температура которого 20-40°С, обрабатывают жидкостью, через сопла, насыщенной диоксидом углерода под давлением 3-7 атм до рН 7,0-8,0 в течение 10 минут и содержащей дополнительно высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения высокодисперсного природного карбоната кальция в количестве 0,5 г/дм3, который подают в виде раствора, после этого жидкую фазу декантируют, с получением фильтрата и хорошо фильтруемого осадка. Хорошо фильтруемый осадок отделяют и высушивают до постоянной массы. После высушивания осадок получается в виде порошка и готов для дальнейшего использования без предварительной обработки. Из 1 т целлюлозы получают 169, 3 кг ЛУКа.

Достигаемый эффект – применение в качестве осадителя высокодисперсных частиц твердой фазы минерального происхождения, природного карбоната кальция, позволяет достигнуть максимального количества осажденного ЛУКа, получить хорошо фильтруемый продукт, с высокой теплотой сгорания, которая сравнима с теплотой сгорания древесного угля.

Пример 3.

Черный щелок после варки целлюлозы с концентрацией 30% по сухим веществам, температура которого 20-40°С, обрабатывают жидкостью, через сопла, насыщенной диоксидом углерода под давлением 3-7 атм до рН 7,0-8,0 в течение 10 минут и содержащей дополнительно высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения – переосажденного карбоната кальция в количестве 0,5 г/дм3, который подают в виде раствора, после этого жидкую фазу декантируют, хорошо фильтруемый осадок отделяют и высушивают до постоянной массы. После высушивания осадок получается в виде порошка и готов для дальнейшего использования без предварительной обработки. Из 1 т целлюлозы получают 145, 7 кг ЛУКа.

Достигаемый эффект – регулируемое образование осадка, хорошо осаждаемого и фильтрующегося. Таким образом, совокупность действий позволяет повысить воспроизводимость технологического процесса осаждения ЛУКа.

Реализация предлагаемого способа позволяет:

- получить больший выход органических веществ из черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы, за счет применения осадителя при удалении лигноуглеводного комплекса;

- осаждение органических веществ жидкостью, насыщенной диоксидом углерода до рН 7,0-8,0 и содержащей дополнительно в качестве осадителя высокодисперсные частицы твердой фазы органического или минерального происхождения, позволяет получить осадок, который хорошо отделяется;

- применение осадителей для доосаждения органических веществ из отработанного щелока упрощает управление технологической схемой и повышает воспроизводимость процесса;

- позволяет полученный ЛУК подавать в известерегенерационную печь, что позволит уменьшить отходы производства, за счет использования ЛУКа в качестве биотоплива, уменьшить «карбоновый след» от производства за счет частичной замены ископаемого топлива на биотопливо.

1. Способ удаления лигноуглеводного комплекса из черного щелока производства сульфатной целлюлозы, включающий обработку щелока с концентрацией 7-40% по сухому веществу жидкостью, насыщенной диоксидом углерода, под давлением 3,0-7,0 атм, отделение лигнина от жидкой фазы с флотопеной, отличающийся тем, что черный щелок обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода при температурах 20-40°С до рН 7-8 и содержащей дополнительно высокодисперсные частицы твердой фазы органического происхождения, древесную муку, декантируют жидкую фазу от твердой, фильтруют образовавшиеся хлопья лигноуглеводного комплекса с получением готового продукта.

2. Способ удаления лигноуглеводного комплекса из черного щелока производства сульфатной целлюлозы, включающий обработку щелока с концентрацией 7-40% по сухому веществу жидкостью, насыщенной диоксидом углерода, под давлением 3,0-7,0 атм, отделение лигнина от жидкой фазы с флотопеной, отличающийся тем, что черный щелок обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода при температурах 20-40°С до рН 7-8 и содержащей дополнительно высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения, природный карбонат кальция, декантируют жидкую фазу от твердой, фильтруют образовавшиеся хлопья лигноуглеводного комплекса с получением готового продукта.

3. Способ удаления лигноуглеводного комплекса из черного щелока производства сульфатной целлюлозы, включающий обработку щелока с концентрацией 7-40% по сухому веществу жидкостью, насыщенной диоксидом углерода, под давлением 3,0-7,0 атм, отделение лигнина от жидкой фазы с флотопеной, отличающийся тем, что черный щелок обрабатывают жидкостью, насыщенной диоксидом углерода при температурах 20-40°С до рН 7-8 и содержащей дополнительно высокодисперсные частицы твердой фазы минерального происхождения, переосажденный карбонат кальция, декантируют жидкую фазу от твердой, фильтруют образовавшиеся хлопья лигноуглеводного комплекса с получением готового продукта.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к регенерации тепловой энергии, образующейся при работе аппарата-растворителя (2) котла (1) регенерации химикатов, используемого при производстве бумажной массы. В соответствии с изобретением первичный контур циркуляции текучей среды перемещает зеленый щелок из аппарата-растворителя (2) во внешний процесс (40), такой как каустизация, а растворитель, такой как слабый белый щелок, обратно в аппарат-растворитель (2), и из этого контура растворитель отводят во вторичный канал текучей среды, включающий в себя теплообменник (9), охлаждающий растворитель за счет регенерации его тепла и передающий тепло в теплопотребляющий процесс (50).

Изобретение относится к способу обработки первичного осадка, который образуется на водоочистных сооружениях, таких как включенных в целлюлозный завод или целлюлозно-бумажный завод. Изобретение также относится к способу применения первичного осадка для получения этанола из целлюлозы и к применению обработанного первичного осадка для получения рециклового облицовочного картона.

Настоящее изобретение относится к способу выделения гемицеллюлоз из технологических вод процесса преобразования биомассы в волокнистую массу или отработанных щелоков, включающему удаление взвешенных твердых частиц, концентрирование продукта и очистку продукта посредством удаления неорганических солей и низкомолекулярных веществ.

Изобретение описывает систему для прогнозирования взрывов в резервуаре для растворения. Данная система включает в себя акустико-эмиссионные датчики, помещенные внутри или вокруг резервуара для растворения.

Изобретение относится к способу и установке для промывки суспензии сырого лигнина, получаемой при реализации способа содержащей растворимые углеводы фракции и ее применению, а также к твердой фракции и ее применению. Предложен способ промывки суспензии сырого лигнина, образованной из сырья на основе растений, включающий отделение содержащей растворимые углеводы фракции от суспензии сырого лигнина, полученной путем обработки лигноцеллюлозного материала, образованного из сырья на основе растений, с помощью ферментативного гидролиза путем использования промывки вытеснением на по меньшей мере одной стадии отделения твердого вещества от жидкости, где суспензию сырого лигнина подпрессовывают, промывают и уплотняют, и извлечение твердой фракции и содержащей растворимые углеводы фракции.

Изобретение относится к химической промышленности, более конкретно, к способам получения полисульфида. Предложен способ получения полисульфида, в котором перед полисульфидным реактором (Rc), выполненным в форме электролитической ячейки либо в форме слоя активированного угля, производят процесс второго фильтрования посредством перекрестноточного фильтра (Fx).

Изобретение относится к применению черных щелоков из крафт-целлюлозных заводов в качестве источника катализаторов для термохимического превращения сырья на основе органического вещества в биомасла. Более конкретно, некоторые варианты реализации относятся к объединенной системе крафт-целлюлозного завода и термохимического превращения, включающей: крафт-целлюлозный завод, содержащий варочную установку для вываривания лигноцеллюлозного материала с белым щелоком с получением целлюлозной массы и черных щелоков; подсистему термохимического превращения, содержащую: по меньшей мере один смесительный бак для объединения варочных щелоков, полученных из целлюлозного завода, с сырьем на основе органического вещества и водой с получением реакционной смеси; сосуд реактора для обработки реакционной смеси, полученной из смесительного бака, при температуре и давлении реакции, подходящих для превращения всего или части органического вещества в реакционной смеси в смесь продуктов, содержащую биопродукт и водный поток, содержащий как органические, так и неорганические соединения; и устройство для понижения давления для понижения давления смеси продуктов, полученной из сосуда реактора; и один или более конвейеров для транспортировки варочных щелоков из целлюлозного завода в смесительный бак.
Предлагаемое изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации щелоков из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы. Достигаемый технический результат заключается в улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности, путем контроля реагентов при приготовлении белого щелока для варки технологической щепы, одновременном сокращении расхода реагентов при сохранении качества варки целлюлозы.

Настоящее изобретение относится к аналитическому способу измерения содержания мыла в черном щелоке. Аналитический способ включает первый этап, на котором заданное количество черного щелока помещают в цилиндрически симметричную емкость, второй этап, на котором черный щелок в аналитической емкости центрифугируют и мыльный концентрат собирается в верхней части аналитической емкости, третий этап, на котором определяют количество мыльного концентрата, и четвертый этап, на котором рассчитывают содержание мыла.
Изобретение относится к области производства целлюлозы. Достигаемый технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы.

Целлюлозные массы в соответствии с определенными вариантами осуществления содержат волокна поперечно-сшитой целлюлозы и имеют высокую степень белизны, химическую активность и собственную вязкость, и по этой причине могут быть хорошо пригодными для использования в качестве предшественников при получении малоокрашенных, имеющих высокую вязкость производных целлюлозы.
Наркология
Наверх