SU730914A1

SU730914A1 - Pulp processing method

Info

Publication number: SU730914A1
Application number: SU782584205A
Authority: SU
Inventors: Николай Емельянович Савгира
Original assignee: Государственный Институт По Проектированию Предприятий Целлюлозно-Бумажной Промышленности
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1980-04-30

Description

Изобретение относитс к технологии целлюлозно-бумажного производства , точнее, к способам отбелки целлюлозы в присутствии щелочных реагентов.The invention relates to the technology of pulp and paper production, more precisely, to methods of bleaching pulp in the presence of alkaline reagents.

В современном производстве беленой целлюлозы примен ют многоступенчатую ее обработку, например, хлорирование, щелочение, обработка двуокисью хлора, щелочение и вновь обработка двуокисью хлора с промывкой водой после каждой ступени.In the modern production of bleached pulp, multi-stage processing is used, for example, chlorination, alkalization, chlorine dioxide treatment, alkalization, and chlorine dioxide treatment again with water washing after each step.

Известно что 50-60% хлора, израсходованного на хлорирование цел:люлозы , переходит в сточные воды в виде сол ной кислоты. Количество стоков этой ступени отбелки составл ет около 35 , а величина рН 1,8-2,2 Ц .It is known that 50-60% of chlorine consumed for chlorination is intact: lulose, goes into wastewater in the form of hydrochloric acid. The amount of waste from this bleaching stage is about 35, and the pH is 1.8-2.2 C.

Применение на этой ступени одновременного или последовательного воздействи на целлюлозу хлора и его двуокиси, осуществл емого методом вытеснени , позвол ет сократить количество стоков до 9,5 м/т при одновременном уменьшении их киототности.The use at this stage of simultaneous or sequential exposure of cellulose to chlorine and its dioxide, carried out by the displacement method, reduces the amount of waste to 9.5 m / t, while reducing their kyototnosti.

Однако значительна часть хлоридов поступает с прО1иытой целлюлозой на ступень первого щелочени .However, a significant part of the chlorides comes from the cellulose at the first alkali stage.

Известен процесс кислородно-щелочной отбелки, осуществл емый в присутствии комплексных соединений магни , играющих роль ингибитораThe known process of oxygen-alkaline bleaching, carried out in the presence of complex compounds of magnesium, playing the role of an inhibitor

5 деструкции це.плюлозы, при давлении СЗ-16) 9 , 8 - 10 па температуре 90-135С в течение 30-180 мин с расходом газообразного кислорода, щелочи и ионов магни соответственно5 destruction of cellulose, at pressure SZ-16) 9, 8 - 10 pa, temperature 90-135С for 30-180 minutes with the consumption of gaseous oxygen, alkali and magnesium ions, respectively

10 0,25-2,8; 0,,3-6,0 и 0,03-0,08% от массы волокна 2J .10 0.25-2.8; 0, 3-6.0 and 0.03-0.08% by weight of fiber 2J.

Известен также способ отбелки целлюлозы, вк.пючающий отбелку целлюлозы при одновременном или после15 довательном воздействии смеси хлора и его двуокиси в водной кислой среде с последующей обработкой газообразным кислородом в щелочной среде при повышенных температуре и .There is also known a method of bleaching cellulose, including pulp bleaching with simultaneous or subsequent exposure to a mixture of chlorine and its dioxide in an aqueous acidic medium, followed by treatment with gaseous oxygen in an alkaline medium at elevated temperatures and.

20 давлении в присутствии солей магни , с промывкой водой и дополнительной отбелкой на обычных ступен х, В качестве щелочи могут быть использованы гидроокиси натри и кали , а20 under pressure in the presence of magnesium salts, with washing with water and additional bleaching in the usual steps. Sodium and potassium hydroxides can be used as alkali, and

25 также их карбонаты, при отбелке может быть добавлен аммиак или его соль 3 .25 also their carbonates, ammonia or its salt 3 may be added during bleaching.

Этот способ имеет р д существенных недостатков, к числу которыхThis method has a number of significant drawbacks, among which

30 относ тс :30 refer:

ухудшение прочностных характеристик целевого продукта и снижение его выхода при степени делигнификации целлюлозы свыше 50%, происход щее за счет ее деструкции под воздействием кислорода в щелочной среде;the deterioration of the strength characteristics of the target product and the decrease in its yield when the degree of delignification of cellulose exceeds 50%, due to its destruction under the influence of oxygen in an alkaline medium;

накопление хлоридов в системе регенерации химикатов, вызывающее коррозию оборудовани , снижение сульфидности щелока за счет регенера™ ции едкого натри при использовании стоков кислородно-щелочной ступени дл промывки небеленой целлюлозы с последующим их упариванием и сжиганием в системе регенерации химикатов;the accumulation of chlorides in the system of chemical regeneration, which causes corrosion of the equipment, a decrease in the sulfidity of the liquor due to the regeneration of sodium hydroxide using the effluent of the oxygen-alkaline stage for washing unbleached pulp and its subsequent evaporation and burning in the system of chemical regeneration;

увеличение капитальных затрат на отбельную установку, вызванное применением оборудовани , работающего при повышенных температуре и давлении;increase in capital costs for bleaching plant, caused by the use of equipment operating at elevated temperature and pressure;

увеличение пожароспособности производства и коррозии оборудовани , вызванные применением кислоро даincrease in fireability of production and equipment corrosion caused by the use of oxygen

необходимость применени двухступенчатой проливной установки, увеличенного расхода воды на промывку и энергозатрат на упаривание стоков в св зи с тем, что от воздействи кислорода в щелочной среде целлюлоза набухает и поэтому труднее промываетс и обезвоживаетс ;the need to use a two-stage pouring unit, increased water consumption for flushing and energy consumption for evaporation of effluent due to the fact that the cellulose swells from the action of oxygen in an alkaline medium and is therefore more difficult to wash and dehydrate;

необходимость дополнительных затрат на охлаждение целлюлозы перед последующей ступенью отбелки с помощью гипохлорита;the need for additional costs for cooling the pulp before the next bleaching stage using hypochlorite;

загр знение воздушного бассейна при сжигании упаренных стоков. Кроме того, применение кислородно-щелочной отбелки на целлюлозных заводах ., не имеющих регенерации химикатов , не уменьшает загр знение сточных вод.air pollution at the combustion of the evaporated effluent. In addition, the use of oxygen-alkaline bleaching in pulp mills that do not have chemicals regeneration does not reduce the pollution of wastewater.

Известен способ обработки целлюлозы , включающий ступени отбелки ее хлором, или хлором и его двуокисью, ступень щелочени с многократным водооборотом и другие ступени с противоточной промывкой целлюлозы водой 4.A known method of treating cellulose includes bleaching stages with chlorine or chlorine and its dioxide, an alkali stage with multiple water circulation, and other stages with countercurrent washing of the cellulose with water 4.

Первую ступень щелочени пропо- д т при следующих параметрах: кон ,центраци целлюлозы 7-16%, расход едкого натри 1,2-3,2% от массы волокна, температура 60-85°С, врем обработки 50-80 мин при атмосферном давлении и рН 11-12.The first stage of alkalization is carried out with the following parameters: fin, cellulose concentration 7-16%, consumption of caustic sodium 1.2-3.2% of the fiber mass, temperature 60-85 ° C, processing time 50-80 minutes at atmospheric pressure and pH 11-12.

Нед4остатком способа вл етс возрастание концентрации загр знени сточных вод.The disadvantage of the method is an increase in the concentration of contaminated wastewater.

Наиболее существенным недостатком этого способа отбелки вл етс то, что, несмотр на высокую концентрацию органических загр знений и содержание значительного количества едкого натри , наличие хлоридов в стоках первой ступени щелочени The most significant disadvantage of this method of bleaching is that, despite the high concentration of organic pollutants and the content of a significant amount of caustic sodium, the presence of chlorides in the effluent of the first stage of alkali

не позвол ет направл ть их на промывку небеленой целлюлозы, и, следовательно, на управление и сжигание в системе регенерации химикатов . Поэтому сточные воды первойIt does not allow them to be washed with unbleached pulp, and therefore not managed and burned in the chemical recovery system. Therefore, wastewater first

:тупени щелочени подвергают обесцвечиванию и биологической очистке требующим высоких капитальных и эксплуатационных затрат.: alkaline blunt stones are subjected to bleaching and biological treatment requiring high capital and operating costs.

Цель изобретени - снижение затрат на производство беленой целлюлозы и уменьшение загр знени окружающей среды.The purpose of the invention is to reduce the cost of producing bleached pulp and reducing environmental pollution.

Поставленна цель достигаетс тем, что целлюлозу на ступени щелочени обрабатываЕОт смесью водных растворов гидроокисей аммони и кали , образовавшиес стоки нейтрализуют фосфорной кислотой, упаривают и высушивают до получени товарного комплексного удобрени , а конденсат от упаренных стоков направл ют в процессе обработки. Смесь водных растворов гидроокисей аммони и кали берут преимущественно в соотнсшении KaO:Nj, 1:1, а в качестве гидроокиси кали используют отход хиглического производства. Образовавшиес стоки нейтрализуют фосфорной кислотой, выпаривают,высушивают , получа товарное комплексное сельскохоз йственное удобрение. Сточные воды от противоточной .промывки на других ступен х отбелки, следующих за первым щелочением, направл ют на промывку небеленой целлюлозы.The goal is achieved in that the cellulose at the alkalization stage is treated with EIT from a mixture of aqueous solutions of ammonium and potassium hydroxides, the resulting effluent is neutralized with phosphoric acid, evaporated and dried to obtain commercial complex fertilizer, and the condensate from the evaporated effluent is sent during processing. The mixture of aqueous solutions of ammonium and potassium hydroxides is taken mainly in the ratio of KaO: Nj, 1: 1, and waste of hygly production is used as potassium hydroxide. The resulting effluent is neutralized with phosphoric acid, evaporated, dried, obtaining a commodity integrated agricultural fertilizer. Wastewater from countercurrent rinsing at other bleaching stages following the first alkalization is directed to washing the unbleached pulp.

Дл уменьшени отходов производства и придани полученному удобрению структурообразующих свойств его смешивают с обезвоженным волокнистым древесным отходом.производства .To reduce the production wastes and impart structure-forming properties to the fertilizer obtained, it is mixed with dehydrated fibrous wood waste.

Способ многоступенчатой отбелки целлюлозы включает в себ ступень хлорировани ., заключающуюс з обработке целлюлозы хлором или в воздействии на нее хлора и его двуокиси с последующей пролщлвкой водой, ступень первого щелочени и дополнительные ступени отбелки с противоточной промывкой, которые провод т по известным технологическим, схемам (например, двуокись хлора, второе щелочение и втора ступень двуокиси хлора) с повторным использованием стоков от ступени, следующей за первым щелочением, на промывку небеленой целлюлозы. Ступень первого щелочени осуществл етс при обычных параметрах смесью водных растворов гидроокисей аммони и кали вз тых преимущественно в соотношении s N4. 1:1, использу в качестве едкого кали отход химического производства. Фильтрат и промывную воду этой ступени используют многократно дл промывки целлюлозы, а сточные воды нейтра лиэуют фосфорной кислотой, упарив ют и высуиивают до влажности 40-3 на обычных вакуумвыпарных установ ках и распылительных сушилках, по ча товарное комп.пексное сельскохоз йственное удобрение. Образовавшийс при упаривании стоков конденсат используют, например дл промывки целлюлозы ка последней ступени отбелки. Дгг уменьшени отходой произво ства к придани полученному удобр нию структурообразующих свойств его смешивают, например с обезвож ным скопом первичных отстойниковg Пример 1. Небеленую целлю лозу последовательно обрабатывают двуокисью хлора и хлором без пром жуточной промывки при следующих затратах 5 Температура,®С Врем , мин Концентраци целлюлозы , % Расход, кг/т целлюлозы двуокиси хлора Хлора Расход свежей воды на промывку, Сточные воды этой ступени отбел ки сбрасываютс в канализацию. Далее промытую целлюлозу подвергают первому щелочению при следующих ус лови х; Температура, С Врем , мин Концентраци целлюлозы , % Расход, кг/т целлюлоNH OHзы ii,2 КОН 14, При этом в качестве едкого кали используют 75%-ный его вбдный раствор - отход химической промышленности . Фильтрат и промывную воду первой ступени щелочени собира ют в емкость, из которой 80% испол зованной воды возвращаетс на промывку целлюлозы, а 20% отводитс в нейтрализатор. При такой схеме промывки расход свежей воды и коли чество стоков, составл ют около 2 целлюлозы, внейтрализатор, рассчитанный на п тиминутное пребывание , подаетс 29%-на фосфорна кислота из расчета 18,7 кг 100% , на 1 т целлюлозы. В результа те этого рН стоков снижаетс от 11,5-12,0 до 6,5-7,5. Нейтрализова ные стоки упаривают на обычной вакуум-выпарной установке до концентрации 50-55%, а затем высушива ют на обычной распылительной сушил до концентрации 60-70%. Полученные таким образом 75 кг продукта, соде жащего соответственно 9,2; 13,6; и 11,7 кг/т целлюлозы NI , , используют в качестве комплек ного сельскохоз йственного удобрени , а 1,8 конденсата, образовавшегос при упаривании стоков, используют взамен свежей воды, например, дл промывки целлюлозы на последней ступени отбелки. Технологический режим дополнительных ступеней отбелки с противоточной промывкой приведен в таблице . 10 стоков от противоточной промывки целлюлозы на последних трех ступен х отбелки используютс повторно дл промывки небеленой целлюлозы. Пример 2. 75 кг удобрени полученного как указано в примере 1, смешивают с 75 кг предварительно обезвоженного до влажности 50-60% скопа первичных отстойников, содержащего до 50% волокна (по сухому веществу), вл ющегос отходом производства , и получают 150 кг товарного продукта, который используют в качестве комплексного структурообразующего .сельскохоз йственного удобрени . Применение предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы обеспечивает полную утилизацию наиболее загр зненных стоков первой ступени щелочени путем получени товарного сельскохоз йственного удобрени и позвол ет сократить сброс загр знений по ВПК,со сточными водами отбельных установок в пределах 6-12 кг/т беленой целлюлозы с одновременным почти четырехкратным сокращением расхода свежей воды и количества образующихс стоков по сравнению с обычными схемами отбелки с пр моточной промывкой , Его применение позвол ет утилизировать скоп первичных отстойников , вл ющихс отходом производства , который обычно вывозитс в отвалы, вызывающие загр знение окружающей среды. Как показывают расчеты, за счет этого достигаетс сокращение приведенных затрат на отбелку каждой тонны целлюлозы почти на 4 py6v по сравнению с .кислородно-щелочной отбелкой и на 5 руб. со ступенью обычного щелочени с мнохократным водооборотом. Годовой экономический эффект от максимального применени предлагаемого способа многоступенчатой отбелки целлюлозы в целом по отрасли, вьфаботавшей в 1976 г около 2,2 млн т беленой целлюлозы по сравнению с примен ющимс обычным щелочением может составл ть около 11 мин. руб. Применение предлагаемого способа снижает пожароопасность производства и коррозию оборудовани по сравнению с- известным кислороднощелочным способом отбелки и не требует разработки и применени новоrq оборудовани . Способ легко может алть внедрен как -на существующихThe multistep pulp bleaching method includes a chlorination stage. It consists in treating the cellulose with chlorine or exposing it to chlorine and its dioxide followed by water, the first alkali stage and additional bleaching stages with countercurrent washing, which are carried out according to known technological schemes ( for example, chlorine dioxide, second alkali and second stage of chlorine dioxide) with reuse of effluent from the stage following the first alkali, for washing unbleached pulp. The first alkalization stage is carried out at usual parameters with a mixture of aqueous solutions of ammonium and potassium hydroxides taken mainly in the ratio s N4. 1: 1, using chemical production waste as caustic potash. The filtrate and wash water of this stage are used repeatedly to wash the pulp, and the wastewater is neutralized with phosphoric acid, evaporated and dried to a moisture content of 40–3 on conventional vacuum-evaporator plants and spray dryers, as a part of the commercial complex for agricultural production. The condensate formed during evaporation of effluent is used, for example, to wash the pulp of the last bleaching stage. The reduction of waste production to imparting structure-forming properties to the fertilizer obtained is mixed, for example, with a dehydrated mass of primary settlers. Example 1. Unbleached cellulose is sequentially treated with chlorine dioxide and chlorine without intermediate washing at the following costs 5 Temperature, ®C Time, min Concentration cellulose,% Consumption, kg / t pulp chlorine dioxide chlorine Fresh water consumption for washing, Waste water from this stage of bleaching is discharged into the sewage system. Next, the washed pulp is subjected to first alkali under the following conditions; Temperature, С Time, min. Cellulose concentration,% Consumption, kg / t cellulose OHII ii, 2 KOH 14, At the same time, 75% vbdny solution is used as caustic potash - waste of the chemical industry. The filtrate and wash water of the first alkali stage are collected in a tank, from which 80% of the used water is returned to the washing of the pulp, and 20% is discharged to the neutralizer. With such a washing pattern, the consumption of fresh water and the amount of wastewater are about 2 celluloses, a neutralizer designed for a five minute stay, 29% phosphoric acid at the rate of 18.7 kg 100%, per 1 ton of cellulose is supplied. As a result, the pH of the effluent decreases from 11.5-12.0 to 6.5-7.5. Neutralized effluent is evaporated in a conventional vacuum evaporator to a concentration of 50-55%, and then dried in a conventional spray dryer to a concentration of 60-70%. Thus obtained 75 kg of product, containing respectively 9.2; 13.6; and 11.7 kg / ton of NI, cellulose is used as a complex agricultural fertilizer, and 1.8 of the condensate formed during evaporation of wastewater is used instead of fresh water, for example, for washing the pulp in the last bleaching stage. The technological mode of additional bleaching stages with countercurrent washing is given in the table. The 10 drains from the countercurrent pulp washing in the last three bleaching stages are reused to wash unbleached pulp. Example 2. 75 kg of fertilizer obtained as indicated in example 1 is mixed with 75 kg of pre-dewatered osprey of up to 50% -60% osprey containing up to 50% of fiber (dry matter), which is a waste product, and 150 kg of product are obtained a product that is used as a complex structure-forming agricultural fertilizer. The application of the proposed method of multi-stage pulp bleaching provides complete utilization of the most polluted effluent of the first alkaline stage by obtaining commercial agricultural fertilizer and reduces the discharge of contaminants by the MIC with wastewater bleaching plants within 6-12 kg / ton of bleached pulp with simultaneous almost a fourfold reduction in fresh water consumption and the amount of waste generated compared to conventional bleaching schemes with continuous washing. Its use allows ilizirovat Osprey primary clarifiers, waste product is propelling, which typically vyvozits in dumps, causing environmental pollution. As the calculations show, due to this, the reduced costs for bleaching each ton of pulp are reduced by almost 4 py6v compared to oxygen-alkaline bleaching and by 5 rubles. with a step of usual alkaline with a multiple turnaround. The annual economic effect from the maximum use of the proposed method of multi-stage pulp bleaching in the industry as a whole, which in 1976 consumed about 2.2 million tons of bleached pulp compared to the conventional alkalinity, can be about 11 minutes. rub. The application of the proposed method reduces the fire hazard of production and the corrosion of equipment as compared with the known oxygen-base bleaching method and does not require the development and use of new equipment. The method can easily be implemented as alt-on existing

так и на вновь стро щихс предпри ти х , вырабатывающих все виды целлюлозы .and in newly built enterprises producing all types of pulp.

Claims

Invention Formula

1, A method of treating cellulose, including steps of bleaching pulp with chlorine or chlorine and its dioxide alkali stage with multiple water circulation and other stages with countercurrent water washing, characterized in that, in order to reduce production costs and reduce environmental pollution, cellulose at the alkali stage treated with a mixture of aqueous solutions of ammonium and potassium hydroxides, the resulting effluent is neutralized with phosphoric acid, evaporated and dried to obtain a commercial complex fertilizer, and Nsat from the evaporated effluent is sent to the treatment process.

2. The method according to claim 1, about tl and the fact that the mixture of aqueous solutions of ammonium and potassium hydroxides is taken mainly in the ratio: N 1: 1, and the waste of chemical production is used as potassium hydroxide.

Sources of information taken into account in the examination

1. Express information. Pulp and paper industry. VINITI, 1976, No. 29, p. 11-16.

2. Patent of the USSR No. 318236, cl. D 21 C 9/00, 1971.

3. Accepted UK application No. 1266255, D 21 C 9/14, 1972.

4. Nepenin Yu.N., Cellulose technology, t, 2. Production of sulphate cellulose, M., Goslesbumizrat, 1963, p. 692-698 (prototype)