ИТС 1-2022 Целлюлозно-бумажное производство

     2.2.4 Кислородно-щелочная делигнификация небеленой целлюлозы

Цель кислородно-щелочной делигнификации - снижение числа Каппа целлюлозы перед отбельной установкой, сокращение расхода химикатов на отбелку, снижение сброса загрязняющих веществ на очистные сооружения и, соответственно, снижение воздействия отбелки на окружающую среду.

Удаление лигнина в процессе кислородной делигнификации осуществляется за счет обработки небеленой целлюлозы кислородом и щелочью в реакторах при повышенной температуре под избыточным давлением.

Процесс кислородно-щелочной делигнификации проводится в одну или в две ступени при средней концентрации массы.

Двухступенчатая делигнификация обеспечивает степень делигнификации для хвойной целлюлозы 60-70%, одноступенчатая - около 40%.

Размещение оборудования кислородно-щелочной делигнификации в технологической схеме - после промывки небеленой целлюлозы.

Для обеспечения селективной делигнификации требуется эффективная промывка целлюлозы перед и после КЩО.

Перед кислородно-щелочной делигнификацией требуется эффективная промывка от черного щелока, так как при высоком остаточном содержании в массе растворенных органических веществ и сульфида резко увеличиваются расходы кислорода и щелочи и снижаются механические свойства целлюлозы.

Содержание ХПК в целлюлозной массе, поступающей на КЩО, не должно превышать 100 кг/в.с.т.

Промывка целлюлозы после кислородно-щелочной делигнификации также должна быть как можно более глубокой, так как качество промывки определяет величину потерь химикатов.

Эффективность промывки по фактору Norden должна составлять ~ 15 перед кислородно-щелочной делигнификацией и ~ 8-10 - после.

Фильтрат от промывки целлюлозы после КЩО направляется на промывку целлюлозы после варки, таким образом щелочь, израсходованная на ступени КЩО, противотоком возвращается в цикл регенерации.

Для сохранения баланса натрия и серы в системе регенерации химикатов варки в качестве щелочного реагента кислородной делигнификации предусматривается использование окисленного белого щелока вместо щелочи (NaOH).

Предотвращение деструкции хвойной целлюлозы в процессе кислородно-щелочной обработки, обусловленной влиянием металлов переменной валентности, обеспечивается введением в процесс соединений магния (обычно ). Уникальные стабилизирующие свойства соединений магния обусловлены сочетанием нескольких различных механизмов их действия. Вводимые в целлюлозную массу соединения магния в щелочной среде образуют осадок гидроксида, имеющий коллоидный характер. Осадок обладает развитой внутренней поверхностью и сорбирует гидроксиды и ионы переходных металлов, выводя их из сферы реакции. Второй возможный механизм действия магния - образование с переходными металлами координационных комплексных соединений, содержащих три или шесть атомов магния на один атом переходного металла. При молярном соотношении магния и железа менее семи эффект стабилизации значительно уменьшается, а при отношении менее трех - полностью исчезает.

На российских сульфат-целлюлозных заводах установки кислородно-щелочной делигнификации небеленой хвойной и лиственной целлюлозы эксплуатируются на 6 линиях: для хвойной целлюлозы предусмотрены установки двухступенчатой кислородно-щелочной делигнификации, для лиственной целлюлозы - в основном одноступенчатые установки.