RU2771348C1 - Cellulose production method - Google Patents

Cellulose production method Download PDF

Info

Publication number
RU2771348C1
RU2771348C1 RU2021127142A RU2021127142A RU2771348C1 RU 2771348 C1 RU2771348 C1 RU 2771348C1 RU 2021127142 A RU2021127142 A RU 2021127142A RU 2021127142 A RU2021127142 A RU 2021127142A RU 2771348 C1 RU2771348 C1 RU 2771348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
carried out
water
chips
technological
Prior art date
Application number
RU2021127142A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Казаков
Павел Владимирович Луканин
Екатерина Николаевна Громова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Priority to RU2021127142A priority Critical patent/RU2771348C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2771348C1 publication Critical patent/RU2771348C1/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22Other features of pulping processes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22Other features of pulping processes
    • D21C3/26Multistage processes
    • D21C3/263Multistage processes at least one stage being in presence of oxygen

Abstract

FIELD: cellulose and paper industry.
SUBSTANCE: invention relates to the cellulose and paper industry; it can be used in the production of cellulose for the manufacture of paper and cardboard. Heating of water and technological chips to the reaction temperature is carried out in a stationary mode by heat of exothermic reactions of the oxidized part of wood chips, while hydro-classification of technological chips by size is carried out in two stages, and water is used as cooking liquid at a temperature from 374 to 550°C and a pressure from 20 to 30 MPa, while the destruction of a lignin-carbohydrate complex is carried out in a closed volume with the organization of a fluidized layer and simultaneous hydro-classification of obtained cellulose by size with constant control of the density of settling cellulose fibers, according to the change in which a conclusion is made about the readiness of the product, after which obtained cellulose is purified from chemical impurities in the presence of an oxidizer – air – with gasification, while preserving its main frame, α-cellulose.
EFFECT: increase in the productivity of the cellulose production process due to reducing the reaction time of wood chips, while maintaining the quality of cellulose, while reducing harmful emissions and the negative impact of cellulose and paper production on the environment.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве целлюлозы из хвойных и лиственных пород древесины для изготовления бумаги и картона.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the production of pulp from softwood and hardwood for the manufacture of paper and cardboard.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является способ получения сульфатной целлюлозы включающем подогрев варочной жидкости с отклассифицированной по размерам технологической щепой до реакционной температуры, выдержку в варочном котле до деструкции лигнинуглеводного комплекса, очистку полученного продукта от примесей с получением α-целлюлозы, причем в качестве экстрагента используют черный щелок. Этот экстракт после завершения процесса обработки щепы смешивают с черным щелоком и подают в систему регенерации варочных химикатов. Водный экстракт направляют на утилизацию (Патент RU2 477346 С1 опубл. 2013.03.10 МПК D21C 1/06 D21C 3/02).The closest in technical essence and purpose to the proposed invention is a method for producing sulfate pulp, including heating the cooking liquid with sized technological chips to the reaction temperature, holding in the digester until the destruction of the lignin-carbohydrate complex, purifying the resulting product from impurities to obtain α-cellulose, and black liquor is used as an extractant. This extract is mixed with black liquor after the chip processing is completed and fed into the cooking chemicals recovery system. The aqueous extract is sent for disposal (Patent RU2 477346 C1 publ. 2013.03.10 IPC D21C 1/06 D21C 3/02).

Недостатками этого способа получения целлюлозы являются:The disadvantages of this method of obtaining cellulose are:

1 - использование для приготовления варочной жидкости черного щелока, который требует регенерации с соответствующими затратами на компенсацию потерь, высокие капитальные вложения, определяющие стоимость оборудования в целом для организации производства и экологическая опасность технологии.1 - the use of black liquor for the preparation of cooking liquid, which requires regeneration with the corresponding costs for loss compensation, high capital investments, which determine the cost of equipment as a whole for organizing production and the environmental hazard of the technology.

2 - снижение механических свойств целлюлозы и выхода целлюлозы из-за большого разброса в размерах поставляемой технологической щепы.2 - reduction of the mechanical properties of pulp and yield of pulp due to the large variation in the size of the supplied technological chips.

3 - снижение белизны целлюлозы как в результате конденсации лигнина на волокнах, так и не качественной применяемой технологической щепы.3 - decrease in the whiteness of cellulose as a result of lignin condensation on the fibers, and low-quality used technological chips.

4 - большое время выдержки технологической щепы (до 2-3 часов) при низкой скорости в нисходящем потоке. Это приводит к большим капитальным вложениям на изготовление варочного котла и трудностям в его эксплуатации. Снижается эффективность выщелачивания, так как технологическая щепа в этих условиях ведет себя как квазитвердое тело, что затрудняет доступ растворителя к капиллярам.4 - long exposure time of technological chips (up to 2-3 hours) at low speed in the downward flow. This leads to large capital investments in the manufacture of the digester and difficulties in its operation. The efficiency of leaching decreases, since the technological chips under these conditions behave as a quasi-solid body, which makes it difficult for the solvent to reach the capillaries.

Задачей изобретения является устранение недостатков известных способов получения целлюлозы.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of known methods for producing cellulose.

Техническим результатом применения предлагаемого способа является повышение производительности процесса получения целлюлозы за счет сокращения времени реакционной выдержки древесной технологической щепы, при сохранении качества целлюлозы, с одновременным снижением вредных выбросов и негативного влияния целлюлозно-бумажного производства на окружающую среду.The technical result of applying the proposed method is to increase the productivity of the pulp production process by reducing the time of reaction exposure of wood chips, while maintaining the quality of pulp, while reducing harmful emissions and the negative impact of pulp and paper production on the environment.

Поставленная задача достигается тем, что осуществляемый способ получения целлюлозы включает подогрев варочной жидкости с отклассифицированной по размерам технологической щепой до реакционной температуры, выдержку в варочном котле до деструкции лигнинуглеводного комплекса, очистку полученного продукта от примесей с получением α-целлюлозы, причем подогрев воды и технологической щепы до реакционной температуры осуществляют в стационарном режиме теплотой экзотермических реакций окисляемой части древесной технологической щепы, при этом гидроклассификацию технологической щепы по размерам осуществляют в две стадии, а в качестве варочной жидкости используют воду при температуре от 374 до 550°С и давлении от 20 до 30 МПа, при этом деструкцию лигнинуглеводного комплекса осуществляют в замкнутом объеме варочного котла с организацией псевдоожиженного слоя и одновременной перечистной гидроклассификацией полученной целлюлозы по размерам при постоянном контроле плотности оседающих волокон целлюлозы, по изменению которой делают вывод о готовности продукта, после чего производят очистку полученной целлюлозы от химических примесей в присутствии окислителя -воздуха с газификацией с сохранением ее основного каркаса α-целлюлозы. При этом классификацию технологической щепы по размерам ведут в две стадии в потоке воды с получением на каждой стадии двух продуктов плюсовой и минусовой фракции, при этом длина плюсовой фракции первой ступени более 25 мм, длина минусовой фракции второй ступени менее 25 мм.The task is achieved by the fact that the ongoing method of obtaining cellulose includes heating the cooking liquid with sized technological chips to the reaction temperature, holding in the digester until the destruction of the lignin-carbohydrate complex, cleaning the resulting product from impurities to obtain α-cellulose, and heating water and technological chips to the reaction temperature is carried out in a stationary mode by the heat of exothermic reactions of the oxidized part of the wood chip, while the hydroclassification of the chip by size is carried out in two stages, and water is used as the cooking liquid at a temperature of 374 to 550 ° C and a pressure of 20 to 30 MPa , while the destruction of the lignin-carbohydrate complex is carried out in a closed volume of the digester with the organization of a fluidized bed and simultaneous cleaning hydroclassification of the obtained cellulose by size with constant control of the density of the settling cellulose fibers, according to the change of which, a conclusion is made about the readiness of the product, after which the obtained cellulose is purified from chemical impurities in the presence of an oxidizing agent - air with gasification while maintaining its main frame α-cellulose. At the same time, the classification of technological chips by size is carried out in two stages in a water flow with the production of two products of a plus and minus fraction at each stage, while the length of the plus fraction of the first stage is more than 25 mm, the length of the minus fraction of the second stage is less than 25 mm.

Существенным отличием заявляемого способа является неразрывная совокупность технологических приемов с режимными показателями температуры и давления, которые обеспечивают достижение технического результата, указанного выше.The essential difference of the proposed method is an inseparable set of technological methods with regime indicators of temperature and pressure, which ensure the achievement of the technical result indicated above.

Технологическая схема предлагаемого способа представлена на фиг. 1, она включает в себя следующие блоки:The technological scheme of the proposed method is shown in Fig. 1, it includes the following blocks:

1 - Блок регенерации теплоты.1 - Heat recovery unit.

2 - Блок гидроклассификации.2 - Hydroclassification block.

3 - Технологический блок.3 - Technological block.

4 - Блок механической и химической очистки.4 - Block of mechanical and chemical cleaning.

5 - Энергетический блок.5 - Energy block.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Очищенную от механических и химических примесей воду из блока 4 при температуре 20°С направляют в блок 1 регенерации теплоты воды из варочного котла. Нагретую в блоке регенерации теплоты воду направляют в технологический блок получения целлюлозы 3.Water purified from mechanical and chemical impurities from unit 4 at a temperature of 20°C is sent to unit 1 for regenerating the heat of water from the digester. The water heated in the heat recovery unit is sent to the pulp production unit 3.

Технологический блок 3 представляет собой замкнутый объем соосного цилиндроконического котла, который состоит из двух ступеней, каждая из которых представлена конусом и цилиндром. Конус первой ступени служит для сбора и выгрузки классифицированной целлюлозы; в цилиндре первой ступени производят перемешивание воды, окислителя и пропарку древесной технологической щепы; в усеченном конусе второй ступени организуют движение потока в псевдоожиженном слое за счет разности сечений нижней и верхней части усеченного конуса; цилиндрическая часть второй ступени представляет собой реакционную зону, где происходит экзотермическая реакция окисления древесной технологической щепы при сохранении ее каркаса, α-целлюлозы. Экзотермическая реакция окисления позволяет нагреть воду, выходящую из блока 1 до реакционной температуры от 374 до 550°С.Technological block 3 is a closed volume of a coaxial cylindrical-conical boiler, which consists of two stages, each of which is represented by a cone and a cylinder. The cone of the first stage is used to collect and unload classified pulp; in the cylinder of the first stage, mixing of water, oxidizing agent and steaming of wood chips is carried out; in the truncated cone of the second stage organize the movement of the flow in the fluidized bed due to the difference in the sections of the lower and upper parts of the truncated cone; the cylindrical part of the second stage is a reaction zone where an exothermic oxidation reaction of wood chips occurs while maintaining its frame, α-cellulose. The exothermic oxidation reaction makes it possible to heat the water leaving block 1 to a reaction temperature of 374 to 550°C.

В блок 3 входят 3 продукта: вода из блока 1, тангенциально подведенная в конусную часть первой ступени; окислитель (воздух) тангенциально подведенный в конусную часть первой ступени; древесная технологическая щепа из блока 2, подведенная в усеченный конус второй с ступени.Block 3 includes 3 products: water from block 1, tangentially supplied to the cone of the first stage; oxidizer (air) tangentially brought into the conical part of the first stage; technological wood chips from block 2, summed up in a truncated cone of the second step.

Из блока 3 выходят 3 продукта: вода из верхней части цилиндра, второй ступени, которую направляют в блок 1 на охлаждение в шнековых рекуперативных теплообменника; целлюлоза, полученная в нижнем конусе первой ступени; газ, состоящий из водорода, метана и углекислоты, который направляют в блок 5.3 products come out of block 3: water from the upper part of the cylinder, the second stage, which is sent to block 1 for cooling in screw recuperative heat exchangers; pulp obtained in the lower cone of the first stage; gas consisting of hydrogen, methane and carbon dioxide, which is sent to unit 5.

Нагретую воду из блока 1 направляют в блок 3, где ее нагревают до температуры реакции от 374 до 550°С теплотой экзотермических реакций окисления. Давление от 20 до 30 МПа в варочном котле регулируют клапаном на выходе воды из блока 1.Heated water from block 1 is sent to block 3, where it is heated to a reaction temperature of 374 to 550°C by the heat of exothermic oxidation reactions. Pressure from 20 to 30 MPa in the digester is regulated by a valve at the water outlet from unit 1.

Технологическую щепу, поступающую в производство подвергают гидроклассификации в блоке 2. Блок состоит из двух соединенных последовательно цилиндроконических аппаратов. В первом аппарате ведут классификацию технологической щепы в потоке воды с получением плюсовой фракции с длиной более 25 мм и минусовой фракции с длиной 25 мм и меньше Технологическую щепу плюсовой фракции выгружают из нижнего конуса первого аппарата и выводят из схемы для дополнительного измельчения. В конусе второго аппарата концентрируется основная фракция кондиционной технологической щепы с длиной 25 мм, которую направляют в блок 3 системой шнеков в усеченный конус варочного котла. Минусовую фракцию щепы второй ступени с длиной менее 25 мм выводят из технологического процесса. Далее технологическую щепу, обработанную водой, насыщенную окислителем при скорости 1,0-1,5 м/с подают вверх в усеченный конус 2 ступени для формирования движения потока в псевдожиженном слое. Из усеченного конуса технологическая щепа, подхваченная водным потоком с окислителем, попадает в цилиндрическую часть где в течение 2-5 минут происходит полная деструкция лигнинуглеводного комплекса, гемицеллюлозы и других форм органических соединений без разрушения каркаса древесины α-целлюлозы. Древесная технологическая щепа в реакторе движется в псевдоожиженоом слое совместно с водой при скорости, определяемой выносом частиц длиной меньше 10 мм. В объеме котла осаждается фракция целлюлозы по длине 25±10 мм при постоянном контроле плотности оседающих волокон целлюлозы, по изменению которой делают вывод о готовности продукта, после чего производят очистку полученной целлюлозы от химических примесей в присутствии окислителя - воздуха с газификацией с сохранением ее основного каркаса α-целлюлозы. Выгрузка целлюлозы из нижнего конуса варочного котла происходит через выгрузное устройство.Technological chips entering the production are subjected to hydroclassification in block 2. The block consists of two cylindrical-conical devices connected in series. In the first apparatus, technological chips are classified in a water flow to obtain a plus fraction with a length of more than 25 mm and a minus fraction with a length of 25 mm or less. The technological chips of the plus fraction are unloaded from the lower cone of the first apparatus and removed from the circuit for additional grinding. In the cone of the second apparatus, the main fraction of standard technological chips with a length of 25 mm is concentrated, which is sent to block 3 by a system of screws into the truncated cone of the digester. The minus fraction of chips of the second stage with a length of less than 25 mm is withdrawn from the technological process. Next, the technological chips treated with water, saturated with an oxidizing agent at a speed of 1.0-1.5 m/s are fed upwards into the truncated cone of the 2nd stage to form a flow movement in the fluidized bed. From the truncated cone, the wood chips, picked up by the water flow with the oxidizing agent, enter the cylindrical part, where within 2-5 minutes the complete destruction of the lignin-carbohydrate complex, hemicellulose and other forms of organic compounds occurs without destroying the α-cellulose wood frame. Wood chips in the reactor move in a fluidized bed together with water at a speed determined by the removal of particles with a length of less than 10 mm. In the volume of the boiler, a cellulose fraction is deposited along a length of 25 ± 10 mm with constant control of the density of the settling cellulose fibers, by changing which it is concluded that the product is ready, after which the resulting cellulose is cleaned of chemical impurities in the presence of an oxidizing agent - air with gasification while maintaining its main frame α-celluloses. Pulp is unloaded from the lower cone of the digester through an unloader.

В варочном котле после реакции в течение 2-5 минут образуются три потока: поток воды после классификации древесной технологической щепы длиной меньше 10 мм, целлюлоза, которая концентрируется в нижнем конусе аппарата и поток газа, состоящий из водорода, метана и углекислого газа. Воду и газы удаляют из верхней части котла, целлюлозу - из нижнего конуса первой ступени аппарата.Three streams are formed in the digester after the reaction for 2-5 minutes: a water stream after classifying wood chips with a length of less than 10 mm, cellulose, which is concentrated in the lower cone of the apparatus, and a gas stream consisting of hydrogen, methane and carbon dioxide. Water and gases are removed from the upper part of the boiler, cellulose - from the lower cone of the first stage of the apparatus.

Поток воды после второй ступени гидроклассификации направляют в блок регенерации теплоты. На выходе потока из блока регенерации теплоты воду направляют в блок 4 механической и химической очистки. Очищенную воду после корректировки дополнительной водой направляют в трубную часть шнековых теплообменников первой стадии блока 1. Полученную целлюлозу после варочного котла направляют на дальнейшую переработку. В качестве окислителя используют воздух. Окислитель компрессором высокого давления подают тангенциально в коническую часть первой ступени цилиндроконического аппарата на уровне ввода воды. Окислитель подают в количестве на 20-30% выше расчетного для полного окисления органических соединений, исключая каркас древесины α-целлюлозу.The water flow after the second stage of hydroclassification is sent to the heat recovery unit. At the outlet of the flow from the heat recovery unit, water is sent to the mechanical and chemical treatment unit 4. Purified water after adjustment with additional water is sent to the tubular part of the screw heat exchangers of the first stage of block 1. The resulting pulp after the digester is sent for further processing. Air is used as an oxidizing agent. The oxidizer is fed tangentially into the conical part of the first stage of the cylindrical-conical apparatus at the level of water inlet by a high-pressure compressor. The oxidizing agent is supplied in an amount 20-30% higher than calculated for the complete oxidation of organic compounds, excluding the wood frame α-cellulose.

Образующиеся газы после газификации технологической щепы из верхней части варочного котла направляют для дальнейшей переработки в энергетический блок для получения теплоты и электроэнергии или последующую переработку в другие продукты, имеющие потребительский спрос и цену, например, жидкое топливо.The resulting gases after the gasification of process chips from the upper part of the digester are sent for further processing to an energy unit to produce heat and electricity or subsequent processing into other products that have consumer demand and price, for example, liquid fuel.

Следующий пример иллюстрируют эффективность предлагаемого способа.The following example illustrates the effectiveness of the proposed method.

Пример.Example.

Очищенную воду при температуре 40°С с давлением 25 МПа подают в трубную часть последовательно соединенных шнековых теплообменников где ее нагревают до температуры 354°С. Далее воду через тангенциальный ввод подают в замкнутый объем двухступенчатого цилиндроконического варочного котла, где она догревается до 374°С в стационарном режиме теплотой экзотермических реакций при окислении лигнинуглеводного комплекса технологической щепы, то есть без подвода теплоты от внешнего источника. Заданные температура и давление варочном котле поддерживаются путем изменения расхода воды, то есть изменением соотношения окисляемой органики в древесной технологической щепе и количества воды с коррекцией по давлению в варочном котле, расходу окислителя и расходу газа. Полученную α-целлюлозу из варочного котла направляют в межтрубную часть шнековых теплообменников, где после прохождения по шнеку она охлаждается до 55°С и ее отводят на чистку от механических и химических примесей. После очистки, скорректированный на величину потерь поток воды поступает вновь в трубную часть шнековых теплообменников.Purified water at a temperature of 40°C with a pressure of 25 MPa is fed into the pipe part of series-connected screw heat exchangers where it is heated to a temperature of 354°C. Further, water is fed through a tangential inlet into a closed volume of a two-stage cylindrical-conical digester, where it is heated to 374°C in a stationary mode by the heat of exothermic reactions during the oxidation of the lignin-carbohydrate complex of technological chips, that is, without heat supply from an external source. The specified temperature and pressure in the digester are maintained by changing the water flow, that is, by changing the ratio of oxidizable organics in wood chips and the amount of water with correction for pressure in the digester, oxidizer flow and gas flow. The resulting α-cellulose from the digester is sent to the annular part of the screw heat exchangers, where after passing through the screw it is cooled to 55°C and removed for cleaning from mechanical and chemical impurities. After cleaning, the water flow, corrected for the amount of losses, enters again into the pipe part of the screw heat exchangers.

С учетом того, что время химических реакций равняется 10-15 минутам гидроклассификацию технологической щепы ведут в две стадии в двух последовательно соединенных двухступенчатых цилиндроконических аппаратах при атмосферном давлении для получения основной фракции технологической щепы длиной 25 мм при ширине до 25 мм и толщине 2-5 мм.Taking into account the fact that the time of chemical reactions is 10-15 minutes, the hydroclassification of technological chips is carried out in two stages in two series-connected two-stage cylindrical-conical apparatuses at atmospheric pressure to obtain the main fraction of technological chips with a length of 25 mm, a width of up to 25 mm and a thickness of 2-5 mm .

Полученную технологическую щепу направляют в двухступенчатый цилиндроконический варочный котел, работающий при сверхкритических параметрах, где она движется совместно с потоком воды и окислителя в псевдоожиженном слое.The obtained technological chips are sent to a two-stage cylindrical-conical digester operating at supercritical parameters, where it moves together with the flow of water and oxidizer in a fluidized bed.

Для проведения процессов газификации снизу варочного котла подают тангенциально воду и окислитель. В качестве окислителя используют воздух. Основным критерием проведения технологического процесса является сохранение каркаса древесной технологической щепы α-целлюлозы. Этим требованием отвечают технологические параметры процесса: давление и температура. Следует отметить, что при условиях сверхкритических параметров достигают полного окисления древесной технологической щепы, в т.ч. и ее каркаса α-целлюлозы. При температурах и давлениях ниже параметров критической точки процесса, разложения сахаров преобладают над процессами гидролиза целлюлозы. Следовательно, варьируя температуру и давление, проводят химическую очистку древесной технологической щепы, не разрушая ее каркаса. При газификации смеси лигнина и целлюлозы в воде при Т=374°С и Р=25 МПа образуются водород, метан и углекислый газ.To carry out gasification processes, water and an oxidizing agent are fed tangentially from the bottom of the digester. Air is used as an oxidizing agent. The main criterion for carrying out the technological process is the preservation of the carcass of α-cellulose wood chips. This requirement is met by the technological parameters of the process: pressure and temperature. It should be noted that under conditions of supercritical parameters, complete oxidation of wood chips is achieved, incl. and its α-cellulose backbone. At temperatures and pressures below the parameters of the critical point of the process, the decomposition of sugars prevail over the processes of cellulose hydrolysis. Therefore, by varying the temperature and pressure, chemical cleaning of wood chips is carried out without destroying its frame. During gasification of a mixture of lignin and cellulose in water at T=374°C and P=25 MPa, hydrogen, methane and carbon dioxide are formed.

В таблице приведены характеристики полученной целлюлозы из хвойных пород древесины для разных режимов процесса.The table shows the characteristics of the obtained pulp from softwood for different process modes.

Figure 00000001
Figure 00000001

В результате обработки технологической щепы в псевдоожиженном слое при температуре от 374 до 550°С и давлении от 20 до 30 МПа без применения химикатов с дополнительной гидроклассификацией технологической щепы и очисткой газификацией от органической составляющей α-целлюлозы сохраняется качество продукции, а удельные энергетические и капитальные затраты снижаются, так как в технологии отсутствуют технологические процессы и аппараты такие, как содорегенерационный котел, выпаривание черного щелока, печи обжига известняка и каустификации зеленого щелока, сокращается или отсутствует процесс отбелки и сортировки целлюлозы. Следует отметить, что также существенно сокращается длительность процесса получения целлюлозы из хвойных и лиственных пород древесины для изготовления бумаги и картона.As a result of the processing of technological chips in a fluidized bed at a temperature of 374 to 550°C and a pressure of 20 to 30 MPa without the use of chemicals with additional hydroclassification of technological chips and purification by gasification from the organic component of α-cellulose, product quality is maintained, and specific energy and capital costs decrease, as the technology lacks technological processes and apparatuses such as a soda recovery boiler, black liquor evaporation, limestone kilns and green liquor causticization, the process of bleaching and pulp sorting is reduced or absent. It should be noted that the duration of the process of obtaining pulp from coniferous and hardwood species for the manufacture of paper and cardboard is also significantly reduced.

Claims (2)

1. Способ получения целлюлозы, включающий подогрев варочной жидкости с отклассифицированной по размерам технологической щепой до реакционной температуры, выдержку в варочном котле до деструкции лигнинуглеводного комплекса, очистку полученного продукта от примесей с получением α-целлюлозы, отличающийся тем, что подогрев воды и технологической щепы до реакционной температуры осуществляют в стационарном режиме теплотой экзотермических реакций окисляемой части древесной технологической щепы, при этом гидроклассификацию технологической щепы по размерам осуществляют в две стадии, а в качестве варочной жидкости используют воду при температуре от 374 до 550°С и давлении от 20 до 30 МПа, при этом деструкцию лигнинуглеводного комплекса осуществляют в замкнутом объеме варочного котла с организацией псевдоожиженного слоя и одновременной перечистной гидроклассификацией полученной целлюлозы по размерам при постоянном контроле плотности оседающих волокон целлюлозы, по изменению которой делают вывод о готовности продукта, после чего производят очистку полученной целлюлозы от химических примесей в присутствии окислителя - воздуха - с газификацией с сохранением ее основного каркаса, α-целлюлозы.1. A method for producing cellulose, including heating the cooking liquid with sized technological chips to the reaction temperature, holding in the digester until the destruction of the lignin-carbohydrate complex, cleaning the resulting product from impurities to obtain α-cellulose, characterized in that heating water and technological chips to the reaction temperature is carried out in a stationary mode by the heat of exothermic reactions of the oxidized part of the wood chip, while the hydroclassification of the chip by size is carried out in two stages, and water is used as the cooking liquid at a temperature of 374 to 550 ° C and a pressure of 20 to 30 MPa, at the same time, the destruction of the lignin-carbohydrate complex is carried out in a closed volume of the digester with the organization of a fluidized bed and simultaneous cleaning hydroclassification of the obtained cellulose by size with constant control of the density of the settling cellulose fibers, by changing which a conclusion is made about the product is ready, after which the obtained cellulose is purified from chemical impurities in the presence of an oxidizing agent - air - with gasification while maintaining its main frame, α-cellulose. 2. Способ получения целлюлозы по п. 1, отличающийся тем, что классификацию технологической щепы по размерам ведут в две стадии в потоке воды с получением на каждой стадии двух продуктов плюсовой и минусовой фракций, при этом длина плюсовой фракции первой ступени более 25 мм, длина минусовой фракции второй ступени менее 25 мм.2. The method for producing pulp according to claim 1, characterized in that the classification of technological chips by size is carried out in two stages in a stream of water with the production of two products of plus and minus fractions at each stage, while the length of the plus fraction of the first stage is more than 25 mm, the length the minus fraction of the second stage is less than 25 mm.
RU2021127142A 2021-09-14 2021-09-14 Cellulose production method RU2771348C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021127142A RU2771348C1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Cellulose production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021127142A RU2771348C1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Cellulose production method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771348C1 true RU2771348C1 (en) 2022-04-29

Family

ID=81458806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021127142A RU2771348C1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Cellulose production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2771348C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808264A (en) * 1985-06-03 1989-02-28 Kignell Jean Erik Process for chemicals and energy recovery from waste liquors
EP0796367B1 (en) * 1994-01-24 2001-06-13 Sunds Defibrator Pori Oy Production of prehydrolyzed pulp
WO2001059204A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-16 Kiram Ab Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals
RU2348749C2 (en) * 2003-11-03 2009-03-10 Байоридженл Минимиллз (Ю Кей) Лимитед Method for manufacture of pulp and black lye recycling
RU2477346C1 (en) * 2011-06-23 2013-03-10 ОАО "Группа "Илим" Method for production of sulfate cellulose from larch wood

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808264A (en) * 1985-06-03 1989-02-28 Kignell Jean Erik Process for chemicals and energy recovery from waste liquors
EP0796367B1 (en) * 1994-01-24 2001-06-13 Sunds Defibrator Pori Oy Production of prehydrolyzed pulp
WO2001059204A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-16 Kiram Ab Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals
RU2348749C2 (en) * 2003-11-03 2009-03-10 Байоридженл Минимиллз (Ю Кей) Лимитед Method for manufacture of pulp and black lye recycling
RU2477346C1 (en) * 2011-06-23 2013-03-10 ОАО "Группа "Илим" Method for production of sulfate cellulose from larch wood

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3585104A (en) Organosolv pulping and recovery process
RU2642787C2 (en) Method and system for lignin processing
US9260464B2 (en) Process for recovering lignin
SU1410867A3 (en) Method of hydrolysis of cellulose-containing material
EP2003241B1 (en) Two vessel reactor system and method for hydrolysis and digestion of wood chips with chemical enhanced wash method
Sangarunlert et al. Furfural production by acid hydrolysis and supercritical carbon dioxide extraction from rice husk
US4174997A (en) Method and apparatus for continuous hydrolysis of cellulosic fiber material
JPH04240283A (en) Method and device for continuous solvent pulping and cleaning thereof
SE442023B (en) PROCEDURE FOR PREPARING BETMAS FROM SUGAR BEETER AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE
US9790641B2 (en) Process for treating lignin
WO2009104995A1 (en) A method for separating lignin from black liquor, a lignin product, and use of a lignin product for the production of fuels or materials
CA2864689A1 (en) Process for treating lignin
CN103608514B (en) The method for reclaiming chemicals
JP2001123384A (en) Treatment of hot waste pulp liquor
SE520396C2 (en) Process and system for recovery and use of energy from boiling air
RU2004106616A (en) METHOD AND DEVICE FOR PREPARING PAPER POWDER FROM CELLULOSE FIBROUS RAW MATERIALS AND METHODS AND DEVICE FOR RESTORING CHEMICALS AND RECEIVING ENERGY FROM ALKALINE
US9879119B2 (en) Lignin product and process for making same
NO178079B (en) Process of bleaching dissolving pulp
RU2771348C1 (en) Cellulose production method
CN111439761A (en) Method for preparing high-purity lithium carbonate through continuous carbonization and decomposition
JPH04241185A (en) Method for adjusting sulfidity in the course of treatment of cellulose sulfate
JP5924188B2 (en) Method for producing furfurals from lignocellulose-containing biomass
US2668099A (en) Process of dewatering lignocellulosic materials in the production of fuel
WO2017191364A1 (en) Method and system
RU2613232C1 (en) Installation for heat- and mass exchange treatment of multicomponent products