SU874812A1 - Способ отбелки целлюлозы дл изготовлени бумаги - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к целлюлоз- но-бумажной промьошленности, в частности к способам отбелки сульфитной, сульфатной и других видов целлюлозы из древесины хвойных и лиственных пород. Известен способ отбелки целлюлозы путем хлорировани  небеленой целлюло зы, щелочени  с добавкой некоторО1 о количества гипохлорита, отбелки двуо кисью хлора Г13 . Гипохлорит добавл ют на ступень щелочной обработки при и кон- . центрации массы 10%. При этом .белизна целлюлозы до и после старени  воз растает, а в зкость медленно падает. Установлено, что сульфатна  целлюлоз при отбелке по указанной схеме имеет белизну 85-87 ед. Д.Э., что на 1,52 ,0 ед. выше показател  белизны, определ емого в процентах по ГОСТ 7690 76. Указанных выше трех ступеней о белки недостаточно дл  получени  .беленой целлюлозы с белизной 86-88% и высокими показател ми качества, в св зи с чем необходимо дополнительно проводить еще две ступени: щелочную обработку и отбелку двуокисью хлора (Щ-Д). Однако введение гипохлорита только на первую ступень щелочени  в количестве до 1,5-2,0% не обеспечивает достаточно полной делигнификации целлюлозы перед ее добелкой двуокисью хлора с целью получени  высокобеленой целлюлозы. Дальнейшее увеличение расхода гипрхлорита на данной ступени вызывает усиление деструкции целлюлозы из-за высокой концентрации окислител  в растворе. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ отбелки целлюлозы дл  изготовлени  бумаги, включающий хлорирование целлюлозы (X), щелочение (Щ), обработку гипохлоритом (Г) и двухступенчатую обработку двуокисью хлора (Д) с промежуточным щелочением Г2 . Согласно этому способу щелочение на обеих ступен х провод т при 6070 С , продолжительности 1-2 ч, расход, де щелочи 10-30 кг/т целлюлозы концентрации массы 10-12%. Указанный способ позвол ет получить беленую целлюлозу, например сульфатную, с хорошими показател ми качества. Однако гипохлоритна  ступень отбелки приводит к некоторому снижению

прочности полуфабриката и реверсии его белизны.

Кроме того данный способ требует большого числа ступеней отбелки, сточные воды от ступени щелочени  имеют высокий показатель цветности, что обуславливает значительную их загр зненность,

Цель изобретени  - снижение загр зненности сточных вод и улучшение физико-механических показателей целевого продукта.

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу отбелки целлюлозы дл  изготовлени  бумаги, включающему хлорирование целлюлозы, щелочение , обработку гипохлоритом,двухCTyneH4aTSTo обработку двуокисью хлора с промежуточным щелочением, щелочение и обработку гипохлоритом перед двухступенчатой обработкой двуокисью хлора провод т одновременно при расходе щелочного реагента 1,5-3,0% от массы абсолютно сухого волокна, а промежуточное щелочение между ступен ми обработки двуокисью хлора прО вод т в присутствии гипохлорита при расходе щелочного реагента 1,0-1,5% и гипохлорита 0,5-0,6% от массы абсолютно сухого волокна.

Щелочение после хлорировани  и промежуточное щелочение осуществл ют при 40-55°G и рН 11-12.

Предлагаема  схема отбелки в отличие от известной (Х-Щ-Г-Д-Щ-Д)исключает ступень гипохлоритной отбелки , но предусматривает перераспределение гипохлорита натри  на первую и вторую ступень щелочени  с целью увеличени  глубины делигнификаций целлюлозы без снижени  механической прочности целлюлозы и повышени  ее белизны, уменьшени  загр зненности стоков. Расход щелочи на первой ступени щелочени  составл ет 1,5-3,0%, а на второй 1,0-1,5% от абсолютно сухой целлюлозы.

Задаваемое количество гипохлорита натри  колеблетс  на 1-ой ступени от 0,5 до 1,8% и составл ет 50-75%, а на П-ой ступени 0,5-0,6, что составл ет 25-50%. Эти колебани  обусловлены видом отбеливаемой целлюлозы и услови ми проведени  отбелки на других ступен х.

При этом достигаетс  уменьшение деструкции целлюлозы за счет снижени  концентрации окислител  (гипохлорита ) в единице объема и поддержани  рН среды, а также снижени  температуры щелочной обработки до 4055®С вместо примен емых в обычных услови х eo-voc.

Предлагаемый способ отбелки целлюлозы осуществл ют следукндим образом.

Небеленую целлюлозу подвергают хлорированию при концентраций массы а,0-4,5%, температуре , с pacходом хлора 3-6% от массы абсолютно

сухой целлюлозы в течение 30-60 мин. После хлорировани  целлюлозу направл ют на ступень щелочени , которую провод т в присутствии гипохлорита.

Температуру на ступен х щелочени  . поддерживают в пределах 40-55°С, продолжительность щелочной .обработки 120 мин, рН среды 11-12, расход едкого натра на первой ступени 1,5-3,0%, гипохлорита натри  - 0,5-1,8% от абсолютно сухой целлюлозы. Далее провод т отбелку целлюлозы двуокисью хлора при 70-85 с в течение 180-240 мин с расходом С10 0,5-1,0% при рН 4-6. После отбелки целлюлозы двуокисью хлора провод т вторую ступень щелочной обработки с добавлением гипохлорита , при 40-55С в течение 2 ч при расходе едкого натра 1,0-1,5% и гипохлорита 0,5-0,6% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Последующую отбелку двуокисью хлора провод т с расходом двуокиси хлора 0,2-1,0% при , концентрации массы 3-12%, температуре 70-85 С, продолжительностью 240 мин. Беленую целлюлозу обрабатывают сернистой кислотой (водным раствором ЗОл) дл  нейтрализации остаточных отбеливаклдих реагентов и повышени  стабильности белизны с расходом SO. до 1,0% от абсолютно сухой целлюлозы . После каждой ступени отбелки провод т промывку целлюлозы.

Предлагаелшй способ получени  беленой целлюлозы проверен на различных видах целлюлозы в лабораторных и промышленных услови х.

Пример. Небеленую натронную целлюлозу из березовой древесины со степенью делигнификаций 103 п.ед. отбеливали по предлагаемой схеме Х-ЩГ-Д-ЩГ-Д-К, где Х-хлорирование,

0 ЩГ - щелочение в присутствии гипохлорита i Д - отбелка двуокисью хлора , К г- кисловка.

Параллельно в аналогичных услови х с целью сравнени  проводили отбелку данной целлюлозы по известной схеме Х-Щ-Г-Д-Щ-Д-К где Г - гипохлоритна  отбелка, Щ - щелочна  экстракци .

в предлагаемой схеме ступень гипохлоритной отбелки исключена и ,гипохлорит натри  подавалс  на 1 и П ступени щелочени  по 0,5% к массе абсолютно сухой целлюлозы, т.е. в соотношении 50 на 50, при этом температура ступеней щелочени  снижена

с (известна  схема)до , рН среды 10-11. Ступень отбелки гипохлоритом по известной схеме осуществл лась при расходе гипохлорита 1%, температуре 40с и продолжительности 180 мин, рН среды 9,5-10,0.

По предлагаемому способу за счет перераспределени  подачи гипохлорита натри  сокращен общий расход двуокиси хлора с 1,3% (известна  схема)

до 1,0%. Остальные параметры отбелки в обо их схемах бьши одинаковыми. Расход хлора на хлорирование 4,2% при продолжительности обработки 60 мин и температуре . Расход щелочи на 1 и П ступени щелочени  соответственно 1,5 и 1,0%, продолжительность обработки составл ет 120 мин. . Обработка двуокисью хлора 1 и П ступени проводилась при и про1должителькости 180 мин. Белена  целлюлоза подвергалась кисловке раствором 30 в количестве 1%, продолжительностью 45 мин и при 20°С. Концентраци  массы на ступен х хлорировани  и кисловки составл ла 3,0%, на остальных ступен х 10%. Показатели качества беленой целлюлозы приведены в табл. 1. Из данных табл. 1 следует, что по предлагаемому способу получен целево продукт с более высокими, выходом 93,0%, вместо 92,0%, показател ми , белизны (88,5 вместо 87,3%) и механическими показател ми. Так показатель сопротивлени  раздиранию увеличилс  с 590 мН до 650 мН. Пример 2. Сульфатна  целлюлоза из лиственной березовой древесины со степенью делигнификации 70 п.е. отбеливалась по Х-ЩГ-Д-ЩГ-Д и по .Х-Щ-Г-Д-Щ-Д. Услови  обработки в основном те же, что и в примере 1. Расход хлора на хлорирование прин т 2% в обеих схемах. . Расход гипохлорита при отбелке по Х-Щ-Г-Д-Щ-Д составил 1% от массы, абсолютно сухой целлюлозы. При отбелке по Х-ЩГ-Д-ЩГ-Д на пер вую и вторую ступень щелочени  дано 0,5% гипохлорита и. щелочи на 1 ступень 1,5%, а на П - 1,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы при температуре обработки 40°С, рН среды 11. Таким образом, в этом случае сокргццаетс  до 5 число ступеней Отбелки а нербходимЬе количество гипохлорита перераспредел етс  на ступени щелочени .. Показатели качества беленой целлю лозы приведены в табл. 2, из данных которой-следует, что по предлагаемому способу отбелки получен, как и в случае натронной целлюлозы, -полуфаб рикат с повышенной белизной 87,5 вместо 87,0% и достаточной механичес кой прочностью. Разрывна  длина учеличилась с 7400 до 8100 м, сопротивление продавливанию с 240 до,270 кПа Пример 3. Небеленую сульфат ную целлюлозу из хвойной древесины с степенью делигнификации 114 п. ед. о беливали по Х-ЩГ-Д-ЩГ-Д и по Х-Щ-Г-Д-Щ-Д . Расход хлора на хлорирование в обоих случа х составил 5,5%. Расход гипохлорита натри  на гипохлорит ную отбелку в известной схеме составил 2,2%. В предлагаемой схеме на 1 ступень щелочени  задано 1,8% гипохлорита (75% от общего количества) на П-ю ступень 0,6% (25% от обцегр количества). Расход щелочи на 1 и П ступени щелочени  соответственно 3,0 и 0,5%, температура обработки 50°, рН среды 11-12. Расход двуокиси хлора в обеих схемах на 1 ступени составил 1%, на второй ступени в известной схеме 0,5%, в предлагаемой 0;4%. Остальные параметры отбелки аналогичны приведенHfcjM в предыдущих примерах. Показатели качества целлюлозы после отбелки и характеристика стоков приведены в табл. 3, из данных которой следует, что по предлагаемому способу получена целлюлоза, не уступающа  по качеству прототипу. Белизна увеличилась с 91,0% до 91,7%, сопротивление излому с 1220 и 1750. Несколько снизилось сопротивление раздиранию с 720 до 630 мН. Вместе с тем показатели загр зненности сточных вод после отбелки значительно лучше в случае предлагаемого способа отбелки . Так, цветность стоков со ступеней щелочени  снизилась с 18000 до 12000J ПКШ ВПК j-с 5,4 до 4,6кгПа/т, окисл емость с 43,8 до 36,5 кгО/т целлюлозы. П р и м е р 4. Предлагаемый способ отбелки целлюлозы был испытан на промышленном потоке беленой сульфатной целлюлозы Архангельского ЦБК. Исходна  целлюлоза, поступающа  на отбелку, имела степень делигнификации в интервале 120-135 п. ед. (28-39 ед. Каппа). На-хлорирование задавалось 6,0% хлора на 1 т целлюлозы , На первую ступень щелочени  подавали щелочи 3,0% и гипохлорита натри  1,5% при продолжительности обработки 180 мин, температуре рН среды 11. На второй ступени щелочени  расход составил 1,0%, а гипохлорита -0,5%, продолжительность обработки 120 мин, температура 40С, рН среды 11. На второй ступени щелочени  расход щелочи составил 1,0%, а гипохлорита 0,5%, продолжительность обработки 120 мин, температура 40°С, рН среды 11. Расход двуокиси хлора составил на 1 ступени 0,8%, на второй 0,4% при родолжительности отбелки на. обеих тупен х 210 мин и температуре 75с. Кисловку целлюлозы проводили водым раствором S0,j с расходом последего 0,5%. Параллельно был отбелен образец еллюлозы, вз той с промышленного отока по известной схеме Х-Щ-Г-Д-ЩД в аналогичных услови х с тем же асходом отбеливающих реагентов. В табл. 4 приведены показатели еллюлозы после отбелки по известноу и предлагаемому способам в период

стабильной работы технологического потока.

Из данных табл. 4 следует, что по предлагаемой схеме отбелки можно получить высококачественную беленую .сульфатную целлюлозу, не уступайаГую целлюлозе, полученной по известному способу при сокргицении числа ступеней отбелки, что возволит сократить удельные нормы расхода пара, электроэнергии , воды.

Получённа  целлюлоза имела показатели качества, ранее не достигнутые в производстве и в промышленност в целом. Белизна целлюлозы увеличиваетс  с 86,3 до 87, 9,разрывна  длина с 8200 м до 8980 м, сопротивление излому с 2300 до 2760 дв. перегибов. .Таким образом, предлагаемый

.способ отбелки целлюлозы позво л ет получить беленую целлюлозу улучшенного качества, упростить технологическую схему отбелки, стабилизировать процесс отбелки (за счет резервной башни отбелки), улучшить характеристики сточных вод отбельного цеха.

Использование предлагаемого способа отбелки в производстве сульфатной беленой целлюлозы позвол ет экономить в расчете на 1 т беленой целлюлозы и снизить себестоимость отбелки целлюлозы, без учета снижени  затрат на очистку сточных вод, на 6р. 65 коп,

. Дл  осуществл ени  предлагаемого способа отбелки не требуетс  дополнительных капитальных затрат. Та б. лица

Разрывна  длина, м

Сопротивление излому, число

двойных перегибов

Сороптивление раздиранию, мН

Сороптивление продавливанию,

кПа

Белизна, % Выход, %

Разрывна  длина, м

Сопротивление измолу,число

двойных перегибов

Сопротивление продавливанию,

кПа

Белизна, % белого

В зкость, мПа.с

7100

1200 590

350

87,3

92,0

Таблица 2

7400 1080

240

87,0

212

Белизна, %

Разрывна  длина, м 10090

Сопротивление излому, число двойных

Claims (2)

1. Способ отбелки целлюлозы дЛ  изготовлени  бумаги, включающий хлорирование целлюлозы, щелочение, обработку гипохлоритом, двухступенчатую обработку двуокисью хлора с промежуточным щелочением, отличающийс  тем, что, с целью снижени  загр зненности сточных вод и улучшени  физико-механических показателей целевого продукта щелочение и обработку гипохлорнтом пеТаблица 3

Таблица 4

86,3

87,7 8200 8800

ред двухступенчатой обработкой двуокисью хлора провод т одновременно

55 при расходе щелочного реагента 1,53 ,0% и гипохлорита 0,5-1,8% от массы абсолютно сухого волокна, в промежуточное Щелочение между ступен ми обработки двуокисью хлора провод т в присутствии гипохлорита при i расходе щелочного реагента 1,0-1,5% и-гипохлорита 0,5-0,6% от массы абсолютно сухогб волокна.

2. Способ по П.1, о т л и ч а ш и и с   тем, что щелочение после

11874812 . 12

хлорировани  и промежуточное щелоче- 1. Отбелка целлюлозы. Монографи 

ние осуществл ют при температуреТаппи. 1968, 27, с. . 40-55 С и рН 11-12.2. Отбелка целлюлозы. Монографи 

Источники информации,Таппи. 1968, 27, с. 119-172 (проприн тые во внимание при экспертизетотип).