Современные схемы отбелки волокнистых полуфабрикатов

Для каждого вида полуфабриката, исходя из требований к конечному продукту, подбирают наиболее рациональную схему отбелки. На практике число ступеней отбелки целлюлозы колеблется от 3 до 11. Для отбелки Чсульфитной целлюлозы для бумаг, имеющей белизну после варки 55—65%, применяют от 3 до 7 ступеней по схемам: X—Щ—Г; X—Щ—Г—Д; X—Щ—Г— Г— Д—К; X—X—Щ—Г—Г—Д—К. В зависимости от выбранной схемы и исходной белизны целлюлозы конечная белизна^ достигает 85—95%. Приведенные схемы отбелки сульфитной целлюлозы применимы для отбелки бисульфитной и нейтрально-сульфитной целлюлозы.

Сульфатная целлюлоза, имеющая после варки белизну 18— 28%, поддается отбелке гораздо труднее сульфитной. При сохранении высокой прочности волокна ее не удается отбелить более чем на 75 %. Применяемые в настоящее время схемы отбелки позволяют обеспечить получение белизны сульфатной целлюлозы до 85—90 %, но с потерей прочности волокна на 5—7 %. Схемы отбелки сульфатной целлюлозы: X—Щ—X—Щ—Г—Щ—Г—К; Х-Щ-Г-Щ-Г-Д; Х-Щ-Д-Щ-Д и X—Щ-Г-Д-Щ-Д.

Отбелку древесной массы осуществляют белящими реагентами, не приводящими к заметному снижению ее выхода. Так, повышение белизны на 4—6% достигается гидросульфидом (ГС), а на 19—12%—перекисью. При отбелке древесной массы применяются схемы: П—ГС; ГС—П. По указанным схемам без промывки между ступенями отбелки можно достичь белизны древесной массы 80%. Аналогичные схемы применяют для отбелки термомеханической массы (ТММ). Белизна. ТММ из хвойной древесины после отбелки достигает 72 %.

Техника отбелки. Отбелка волокнистых полуфабрикатов осуществляется в основном непрерывно в отбельных установках, состав оборудования и конструкции которых значительно отличаются в зависимости от метода отбелки. К настоящему времени наряду с широко распространенным методом отбелки полуфабрикатов в водных растворах химических реагентов нашли применение новые перспективные методы: газовая отбелка и динамическая отбелка, или отбелка вытеснением.

Рассмотрим отбелку полуфабрикатов в водных растворах химических реагентов. В табл. 7 приведен режим отбелки целлюлозы с выходом 48 % по схеме X—Щ—Д—Щ—Д—К, предназначенной для производства бумаги-основы для мелования и бумаги для печати № 2. Конечная белизна целлюлозы при такой схеме достигает 88—89 %.

В табл. 8 приведены показатели, качества беленой сульфитной и сульфатной целлюлозы, после их отбелки по различным схемам.

Кислородно-щелочная отбелка полуфабрикатов (КЩ) изобретена в С ССР пр офессором В. М. Никитиным. Первые промышленные установки кислородно-щелочной отбелки

введены в эксплуатацию в 1970 г. Метод такой отбелки основан на благоприятном окислительном воздействии молекулярного кислорода на лигнин древесных волокон в щелочной среде. Кислородно-щелочная обработка позволяет удалить практически весь лигнин (до 95%)- Однако такая высокая степень делигни-фикации целлюлозы кислородом в присутствии щелочи сопровождается значительным снижением выхода и ухудшением свойств. Поэтому глубину делигнификации целлюлозы ограничивают определенными пределами и, кроме того, для уменьшения окислительной деструкции углеводной части вводят стабилизаторы — различные соединения магния (магниевые комплексы).

Кислородно-щелочная отбелка обладает следующими преимуществами: значительно сокращается общий объем сточных вод и их токсичность; сокращается расход хлора на отбелку на 50— 80 %, а в некоторых случаях возможно полное его исключение; отработанный щелок может быть использован для приготовления варочных растворов; легче решаются проблемы удаления смолистых веществ; возможно полное отбеливание костры; химические потери волокна при отбелке сульфатной целлюлозы для бумаги уменьшаются на 1—2%, а при отбелке и облагораживании сульфитной целлюлозы для химической переработки — до 6%.

Сущность метода отбелки полуфабрикатов газообразными реагентами заключается в обработке распушенной целлюлозы концентрацией 30—40 % газообразными реаге н- , тами в реакторах специальной конструкции, где осуществлено протцвоточное движение массы и газа. Продолжительность отбелки массы по схеме X—А—Д—А—Д в установках незначительна: так, процесс хлорирования продолжается 1—5 мин, обработка аммиаком—секунды , а делигнификация двуокисью хлора — около 20 мин.

Динамическая отбелка — новый метод, основанный на непрерывном перемещении не только волокна в реакторе, но и раствора отбеливающего реагента относительно волокна. Такой. х арактер • ведения процесса способствует интенсивному удалению продуктов реакции от пограничного слоя волокно — раствор

и обеспечивает высокую движущую силу химических реакций. В результате скорость процесса значительно повышается, продолжительность отбелки снижается в несколько раз и завершается в течение 10—15 мин. Перемещение раствора отбеливающего реагента относительно волокна осуществляется его непрерывным прокачиванием (вытеснением) через слой движущейся массы.

Обработка массы осуществляется при концентрации 10—12 % без промежуточной промывки целлюлозы между ступенями отбелки, так как при вытеснении одного реагента другим смешения их из-за отсутствия перемешивания массы не происходит. В настоящее время уже работает несколько установок этого типа производительностью более 500 т/сутки каждая. Отбелка методом вытеснения является важнейшим этапом в решении проблемы снижения металлоемкости, энергоемкости оборудования, уменьшения объема сточных вод и их токсичности.