Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода

Основные закономерности отбелки целлюлозы. Характеристика сырья, химикатов и готовой продукции. Описание технологического процесса производства. Производственный контроль и обслуживание в отбельном цехе. Охрана труда и правила безопасности производства.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода
3. Характеристика исходного сырья и химикатов и готовой продукции
4. Описание технологического процесса
5. Основные технологические расчеты отбельного цеха
6. Производственный контроль и обслуживание в отбельном цехе
7. Отходы производства, сточные воды и выбросы в атмосферу
8. Основные правила безопасной эксплуатации производства
Отбелка является процессом химической очистки и модификации целлюлозы. В результате отбелки или изменяются оптические свойства целлюлозных волокон при удалении компонентов, способных поглощать видимый свет, или уменьшается абсорбционная способность этих соединений. Любые остающиеся в целлюлозе после варки видимые загрязнения (частицы сора), которые могут вызвать затруднения при дальнейшей переработке целлюлозы в бумагу и картон, также должны быть удалены при отбелке. Кроме того, отбелка используется для регулирования степени полимеризации и увеличения содержания б-целлюлозы.
При отбелке целлюлозы, предназназначенной для изготовления бумаги, стремятся достичь высокой белизны при сохранении показателей механической прочности. При отбелке целлюлозы для химической переработки кроме достижения высокой белизны, удаляют гемицеллюлозы для получения полуфабриката с высоким содержанием б-целлюлозы и пониженной вязкостью.
Белизна целлюлозы показывает ее способность отражать монохроматический свет по сравнению с известным стандартом, в качестве которого используют покрытые сульфатом бария пластины. Для измерения белизны используют прибор лейкометр Цейсса (российский стандарт) или Цейсс-Эльрефо (по стандарту ISO).
Беленая целлюлоза может иметь белизну максимум 95 %, белизна небеленой целлюлозы имеет широкий интервал значений - от 23 до 70 % .
Самая высокая белизна небеленой целлюлозы достигается при сульфитной варке, более темными кажутся целлюлозы, полученные при натронной, сульфатной, моносульфитной варках. Целлюлоза и гемицеллюлозы не оказывают влияние на цвет технической целлюлозы. Воздействие света и атмосферного воздуха приводит к пожелтению целлюлозы, что можно наблюдать на различных бумагах, особенно газетной.
При отбелке целлюлозы используются две группы химических реагентов. В первую группу входят селективные химикаты, которые преимущественно разрушают хромофорные группы, но не растворяют лигнин, во вторую - химические реагенты, полностью разрушающие остаточный лигнин.
Химические реагенты первой группы используются для отбелки механических масс с высоким содержанием лигнина. Процесс отбелки механических масс называют осветлением, так как в результате разрушения хромофорных групп удается повысить белизну полуфабриката до 70 % и только при определенных условиях может быть достигнута белизна 80 %.
2.1 Основные закономерности отбелки целлюлозы
Современная отбелка проводится по многоступенчатой схеме с промывкой между ступенями и использованием различных химикатов и условий на каждой ступени.
Еще недавно любая схема отбелки начиналась со ступени хлорирования с последующим щелочением. В результате взаимодействия хлора с лигнином образуются хлорпроизводные лигнина, которые растворяются при последующем щелочении. Целью этих обработок является только делигнификация, так как в результате их проведения наблюдается лишь небольшое повышение белизны. Подобно хлорированию и щелочению, обработки кислородом и озоном используются преимущественно для делигнификации в начале схемы отбелки.
В настоящее время на базе вышеперечисленных реагентов могут быть реализованы четыре варианта схем:
схемы с использованием молекулярного хлора на первой ступени отбелки;
схемы без использования молекулярного хлора, с включением в схему отбелки диоксида хлора (схема ECF);
схемы с оптимизированными расходами СlO 2 и Н 2 О 2 (mild ECF);
полностью бесхлорные схемы, основанные на использовании только кислородсодержащих реагентов (схема TCF).
Целесообразность использования того или иного варианта оценивается в первую очередь с точки зрения экономичности и экологической безопасности схемы отбелки. Отбелка без использования любых хлорсодержащих реагентов (TCF) - наиболее дорогостоящая. Себестоимость целлюлозы, полученной по технологии TCF, на 30.. .50 дол. Выше по сравнению с технологией ECF с использованием С1О 2 . Безопасность схем с использованием хлорреагентов оценивается по показателю АОХ (адсорбированные органические галогены), который определяет образующееся при отбелке количество хлорорганических соединений. Для большинства стран, имеющих развитую целлюлозно-бумажную промышленность, этот показатель сегодня ограничен 0,20.. .0,25 кг/т.
Схемы отбелки, в которых используются хлорсодержащие реагенты, характеризуются так называемым «фактором Каппа» (KF). Фактор Каппа - это отношение расхода активного хлора, заданного на первую делигнифицирующую ступень отбелки, к числу Каппа целлюлозы, поступающей в отбелку. Чем ниже фактор Каппа, тем безопаснее с экологической точки зрения схема отбелки.
Второй показатель, по которому оценивается экологическая безопасность схемы отбелки - это химическое потребление кислорода (ХПК) в сточных водах предприятия. Уровень сброса ХПК для современной схемы отбелки составляет 30.. .40 кг/т целлюлозы. Основной путь снижения ХПК в стоках отбельного цеха - применение кислородно-щелочной делигнификации и рациональное использование фильтратов отбелки.
При многоступенчатой отбелке на каждой ступени используются различные реагенты. Для определения общего расхода реагентов на 1 т целлюлозы на 1 Каппа необходимо использовать единый показатель. При отбелке только хлорсодержащими реагентами таким показателем является расход реагента, выраженный в единицах активного хлора (ед. активного хлора).
Как и все процессы, протекающие с древесиной и волокном, процессы отбелки являются гетерогенными и носят топохимический характер.
В целом механизм процесса отбелки может быть представлен следующей схемой:
Согласно схеме, белящий реагент X отделяется от реакционной зоны Y тремя слоями: d 1 -- подвижный слой растворителя; d 2 -- неподвижный слой растворителя (пленка воды на поверхности волокна); d 3 - твердая фаза волокнистого материала.
Слои d 1 и d 2 определяют зону так называемого внешнедиффузионного сопротивления. Сопротивление слоя d 1 тем меньше, чем выше растворимость реагента и выше его концентрация. Сопротивление слоя d 2 обусловлено образованием пленки на поверхности волокна. Чем выше концентрация массы, тем меньше сопротивление слоя d 2 , тоньше пленка на поверхности волокна. Скорость диффузии реагента к поверхности волокна определяется концентрацией реагента и расстоянием диффузии.
Сопротивление слоя d 3 (внутридиффузионное сопротивление) обусловлено структурой самого волокна (толщиной клеточной стенки, распределением лигнина в стенке, способностью волокна к набуханию, системой субкапилляров и т.д.). Сопротивление слоя d 3 практически не поддается регулированию.
Проникновение реагентов в волокно будет складываться из следующих этапов: растворение белящего реагента в воде, диффузия его в пленку на поверхности волокна, сорбция его поверхностью волокна (зона внешней диффузии), диффузия реагента в толщу клеточной стенки (внутренняя диффузия).
В соответствии с законом Фика и предложенной схемой механизма отбелки интенсифицировать процесс отбелки, а именно снизить сопротивление внешнедиффузионной зоны, возможно, используя следующие факторы:
интенсивность перемешивания -- влияет на равномерность распределения реагента в целлюлозной суспензии, т.е. уменьшает расстояние диффузии и увеличивает скорость доставки реагента к поверхности волокна, кроме того, при интенсивном перемешивании разрушается пленка на поверхности волокна.
концентрация реагентов в суспензии - влияет на скорость диффузии, градиент концентрации, а также на сорбцию реагентов поверхностью волокна. С увеличением концентрации скорость сорбции реагента волокном возрастает линейно.
- диспергирование целлюлозной суспензии перед отбелкой - увеличивает площадь диффузии, т.е. улучшает процессы сорбции реагентов. Диспергирование достигается удалением сучков, пучков волокон, а также разрушением «флокул».
3 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ХИМИКАТОВ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
3.1 Требования к вискозной целлюлозе
В процессе переработки на вискозное волокно целлюлоза претерпевает глубокие изменения, затрагивающие и тонкое строение целлюлозных волокон, поэтому наряду с изучением свойств целлюлозы, большое значение придается изучению тонкого строения целлюлозы.
В связи с развитием и совершенствованием производства искусственного волокна растут и требования, предъявляемые к целлюлозе как к сырью для этого производства. Эти требования к целлюлозе различны в зависимости от ее назначения. К целлюлозе, идущей на изготовление штапельного волокна и текстильного шелка, требования значительно ниже, чем к целлюлозе, предназначенной для вискозного корда. Если раньше для характеристики вискозной целлюлозы было достаточно определения таких общепринятых показателей, как содержание альфа-целлюлозы, содержание пентозанов, смол, жиров, зольного остатка и вязкости, то теперь эти показатели недостаточно полно характеризуют качество вискозной целлюлозы. В связи с растущими требованиями, предъявляемыми к вискозной целлюлозе, в том числе и к кордной, оценка качества исходной целлюлозы методами, характеризующими ее степень пригодности к вискозообразованию, приобретает все большее значение. К перспективным методам характеристики целлюлозы можно отнести такие, как определение полидисперсности целлюлозы, ее реакционной способности, стойкости к окислительной деструкции и растворимости в щелочах. Заслуживают внимания методы характеристики свойств целлюлозы в процессе мерсеризации и предсозревания целлюлозы и определение растворимости ее в щелочах.
и все же в результате многочисленных исследований влияния свойств целлюлозы на качество вискозного шелка было показано значение этих свойств в процессе получения вискозной нити.
3.1.1 Вязкость и степень полимеризации целлюлозы
Для производственного контроля качества вискозной целлюлозы определяют вязкость ее растворов, медно-аммиачных концентрацией 0,5…1,0 %, в куприэтилендиамине и вискозных.
Требования к показателю вязкости целлюлозы у нас в стране изменились мало. Медно-аммиачную вязкость целлюлозы определяют в соответствии с ГОСТ 5982--59 и 9104--59. В соответствии с этими ГОСТ вязкость 0,7 %-ного медно-аммиачного раствора целлюлозы для корда должна быть примерно 155…175 мпз.
высоковязкая целлюлоза содержит меньшее количество низкополимерных фракций, которые, по мнению большинства исследователей, оказывают вредное влияние на процесс получения вискозной нити. Стремление использовать для получения прочных нитей целлюлозу более высокой вязкости и соответственно более высокой СП (1000 и выше) связано и с тем, что вискозное волокно из такой целлюлозы обладает наиболее однородным фракционным составом, если основная деструкция этой целлюлозы происходит не в процессе варки и отбелки, а в процессе предсозревания.
3.1.2 Содержание в целлюлозе альфа-, бета- и гамма-целлюлозы
До последнего времени считалось, что содержание альфа-целлюлозы -- один из основных показателей качества вискозной целлюлозы, так как от него зависит выход и технические показатели процесса получения искусственного волокна, а также стабильность технологического процесса. Увеличение содержания альфа-целлюлозы сопровождается повышением качества вискозного волокна и производительности предприятия.
производство целлюлозы с высоким содержанием альфа-целлюлозы влечет к снижению выхода целлюлозы, что отрицательно сказывается на экономике производства. Кроме того, повышение содержания альфа-целлюлозы до 97 % и выше требует значительного расхода дорогостоящей щелочи, что также сказывается на стоимости целлюлозы.
Большое внимание уделялось и уделяется зависимости между механической прочностью вискозного волокна и содержанием бета-целлюлозы, т. Е. той низкополимерной части целлюлозного вещества, которое растворяется в 17,5 %-ном едком натре, но выпадает в осадок при подкислении щелочного раствора и поэтому частично может оказаться в нити вискозного волокна, отрицательно влияя на ее прочность.
Известно, что чем выше содержание бета-целлюлозы в исходной целлюлозе, тем ниже сопротивление вискозной нити старению.
При получении вискозного корда не меньшее значение имеет наличие в исходной целлюлозе гемицеллюлоз и низкополимерных фракций, т. Е. той части целлюлозы, которая растворяется в 17,5 %-ном растворе NaOH при 20 °С. Состав гемицеллюлоз неоднороден. В него входят такие полиозы, как маннан, ксилан, а также низкополимерные фракции целлюлозы. Предполагается, что те трудности, которые наблюдаются при переработке целлюлозы на вискозный шелк при мерсеризации целлюлозы, фильтрации вискозы, образовании частиц геля и других процессах, обусловлены наличием в целлюлозе гемицеллюлоз.
Повышенное содержание гемицеллюлоз свидетельствует о недостаточном облагораживании целлюлозы, и следовательно, о неполном разрушении внешних инертных слоев клеточных стенок. Таким образом, повышенное содержание, например, пентозанов может служить признаком пониженной реакционной способности целлюлозы.
3.1.3 Растворимость целлюлозы в щелочи
Определение растворимости целлюлозы в щелочи различной концентрации является как бы фракционированием целлюлозы и этот показатель полнее характеризует ее в отношении содержания низко-полимерных фракций.
В первых работах для определения растворимости целлюлозы в щелочах применяли 18 и 10 %-ные растворы NaOH. При этом исходили из того, что крепость вискозного волокна прежде всего зависит от оставшихся в нем низкополимерных фракций. Предполагалось, что на качество вискозного шелка существенно влияет содержание гемицеллюлоз, не растворимых в 10 %-ном NaOH, которые остаются в целлюлозном материале после мерсеризации и прессования и затем попадают в готовое волокно. Эту фракцию целлюлозы можно довольно точно определить как разницу между растворимостью в 18 и 10 %-ном NaOH.
Растворимость целлюлозы в щелочи и влияние этого показателя на свойства волокна еще недостаточно изучены, поэтому существует много методов его определения.
Вредное влияние неоднородности вискозной целлюлозы при химической переработке отмечалось уже давно. Говоря о неоднородности целлюлозы, можно понимать при этом неоднородность по длине молекул целлюлозы (клетчатки), или полидисперсность целлюлозы, и техническую неоднородность (по степени провара отдельных клеток, по качественным показателям в пределах листа, кипы, партии технической целлюлозы и т. Д.). Полидисперсность целлюлозы является производной ее морфологической, анатомической и технологической неоднородности. Остановимся прежде всего на полидисперсности целлюлозы, или ее молекулярной неоднородности.
На качество искусственного волокна существенное влияние оказывает то, что целлюлоза, выделенная из растительной ткани, является полидисперсным материалом, т. Е. содержит молекулы различной степени полимеризации. От молекулярной неоднородности целлюлозы в значительной степени зависят такие ее свойства, как растворимость, реакционная способность, набухание, вязкость и т. Д.
Неоднородность целлюлозы но молекулярному весу, а именно наличие в ней фракций с высокой степенью полимеризации, ухудшает фильтруемость вискозных растворов.
3.1.5 Реакционная способность целлюлозы
Реакционная способность целлюлозы не вполне определившееся понятие и применяется часто с различными смысловыми оттенками. Чаще под реакционной способностью подразумевается способность целлюлозы давать после этерификации прозрачные и хорошо фильтрующиеся растворы, что характеризует полноту завершения процесса химической обработки.
Этот же термин используется и тогда, когда, например, говорит об активности функциональных групп и о наличии лабильных глюкозидных связей в макромолекуле целлюлозы.
Указанная неопределенность понятия реакционной способности целлюлозы объясняется, главным образом, сложностью и многосторонностью явлений и процессов, происходящих при химической обработке природной волокнистой целлюлозы. Причина этой сложности состоит в гетерогенном характере происходящих химических реакций и неоднородности макро- и микро- строения целлюлозы. В соответствии с этим реакционную способность целлюлозных материалов могут определять следующие факторы:
1. структура и конфигурация элементарного глюкозного звена;
2. степень устойчивости глюкозидных связей в зависимости от характера функциональных групп, наличия полуацетатных связей, остатков пентозанов в смешанных макромолекулах целлюлозы и др.;
3. расстояние между макромолекулами и степень их взаимной ориентации в микрофибриллах (наличие так называемых аморфных и кристаллических участков структуры целлюлозного вещества);
4. наличие или отсутствие водородных связей между макромолекулами и отдельными звеньями в макромолекулах, изменение интенсивности взаимодействия между отдельными звеньями макромолекул;
5. морфологическая структура отдельных волокон, степень разрушения этой структуры и, в частности, мало реакционноспособных внешних слоев клеточной стенки.
Вопрос о конкретных причинах и факторах, определяющих большую или меньшую активность целлюлозы в условиях различных химических процессов, в настоящее время изучен еще далеко недостаточно. Во всяком случае, реакционная способность целлюлозы зависит от многих причин и факторов.
3.1.6 Содержание золы и зольных элементов в целлюлозе
Многочисленные исследовательские работы, а также опыт переработки целлюлозы на вискозное волокно показали, что повышенная зольность целлюлозы приводит к нарушениям режима производства и ухудшению свойств волокна. Соединения кальция и кремния, например, ухудшают процесс фильтрации вискозы. Большое внимание уделяется понижению и стабилизации содержания в целлюлозе тяжелых металлов, особенно железа и марганца, влияющих на скорость процесса предсозревания.
при повышении зольности целлюлозы от 0,05 до 0,25% фильтруемость вискозы уменьшается в 5 раз
наилучшим катализатором, ускоряющим предварительное созревание целлюлозы, оказался кобальт, затем следует марганец. Более слабые катализаторы: хром, железо, олово, никель и вольфрам. Сурьма, висмут, медь, уран, свинец, мышьяк и кальций затормаживают процесс предсозревания. Наличие в вискозном растворе ионов поливалентных металлов (особенно железа) вызывает дополнительное структурирование вискозы за счет «сшивки» молекул эфира целлюлозы ионами поливалентных металлов. Это вызывает большие затруднения при переработке такой вискозы, так как вязкость ее растворов значительно увеличивается. Особенно вредны соли железа.
Говоря о вредном влиянии зольного остатка целлюлозы, отмечено, что особенно большое значение имеют размеры частиц, загрязняющих целлюлозу и затем вискозу. Крупный песок, ржавчина и известь не вызывают больших затруднений, так как легко удаляются при фильтрации. Коллоидные частицы размером менее 20 мк проходят через фильтр и причиняют затруднения при прядении. Частицы размером 20…100 мк забивают фильтры, мешают фильтрации.
Содержание золы в целлюлозе и ее состав зависит от качества производственной воды, коррозиоустойчивости оборудования и чистоты применяемых химикатов, растворов и культуры производства.
Большое содержание кальция в целлюлозе может вызывать следующие затруднения: осаждение гемицеллюлоз в мерсеризационном растворе, уменьшение фильтруемости вискозы (при этом образуются отложения на фильтрах).
В практике производства целлюлозы для искусственного шелка большое внимание уделяется в последнее время содержанию в ней мелкого волокна. Это связано со стремлением, получать чистую и равномерную по волокну целлюлозу.
Содержание смолы в сульфатной целлюлозе из хвойной древесины невелико. Мелкого волокна в сульфатной целлюлозе меньше, чем в сульфитной. Поскольку удаление мелкого волокна улучшает свойства технической целлюлозы, поэтому кратко рассмотрим влияние его на процесс переработки целлюлозы на вискозу.
Прежде всего, мелкое волокно создает макронеоднородность целлюлозы. мелкое волокно ухудшает реакционную способность целлюлозы, так как само мелкое волокно (длиной 0,03…0,05 мм) имеет очень низкую реакционную способность.
мелкое волокно в вискозной целлюлозе главным образом влияет на физические свойства листа, ухудшает его впитывающую способность.
Наличие мелкого волокна в целлюлозе объясняется неоднородностью древесины.
Высокое содержание мелочи в целлюлозе для химической переработки вызывает затруднения при удалении щелочи после мерсеризации. Кроме того, мелкое волокно неблагоприятно влияет на физические свойства целлюлозной папки, особенно, как отмечалось, ухудшает ее впитываемость.
удаление мелкого волокна значительно повышает морфологическую однородность целлюлозы, улучшает ее химический состав, уменьшает смолистость и зольность, повышает содержание альфа-целлюлозы и реакционную способность.
Для удаления мелочи в промышленной практике широко применяются сетчатые барабаны и другие устройства. Потери целлюлозы при отделении мелкого волокна зависят от степени очистки целлюлозы и колеблются в пределах 2…10%.
3.1.8 Физические свойства целлюлозной папки
В литературе есть немного сведений о свойствах целлюлозной папки и их влиянии на переработку целлюлозы на вискозный шелк. Установлено, что чем больше влияние прессования папки, тем меньше ее склонность к всплыванию. Оказывает влияние на всплываемость целлюлозы и вес 1 м 2 . Чем выше вес 1 м 2 , тем легче целлюлоза всплывает в растворе.
В результате большого опыта по переработке различных видов целлюлозы на вискозный шелк определено, что удельный вес ее колеблется в пределах 0,55…0,78, при этом большое количество образцов имеет удельный вес 0,62…0,78, а вес 1 м 2 500…800 г. Доказана прямая зависимость между удельным весом и степенью набухания целлюлозы: чем больше удельный вес, тем выше набухание целлюлозы.
При увеличении влажности целлюлозной папки повышается всплываемость целлюлозы, а впитываемость щелочи уменьшается.
Для улучшения формования целлюлозной папки и повышения реакционной способности (в смысле повышения фильтруемости вискозы) перед отливом к целлюлозе добавляют поверхностно-активные вещества, как правило, не ионноактивные (рекомендуются продукты конденсации окиси этилена и пропилена с высшими жирными кислотами).
3.1.9 Технические требования к качеству вискозной целлюлозы
требования к качеству вискозной целлюлозы высоки и многообразны, но в настоящее время они ещё недостаточно уточнены.
Современные требования, предъявляемые к вискозной целлюлозе, приведены в таблице 3.1. В таблице 3.2 приведены показатели качества хвойной целлюлозы.
Таблица 3.1 - Требования к вискозной целлюлозе
Для вискозного штапеля (ГОСТ 5982-59)
Для текстильного шелка(ГОСТ 5982-59)
Для кордного волокна (ГОСТ 9104-59)
Содержание альфа-целлюлозы, % не менее
Содержание бета-целлюлозы, %не более
Содержание веществ, растворимых в 5% р-ре NaОН,% не более
Реакционная способность, %CS 2 /NaOH, не более
Вязкость медно-аммиачного раствора, мпз
Содержание смол и жиров, % не более
Содержание кремния, мг/кг, не более
Сорность (кол-во соринок на 1 м 2 ), не более
Таблица 3.2 - Показатели качества хвойной целлюлозы ГОСТ - 9571 - 89
гократных перегибах, число двойных перегибов, не менее
Таблица 3.3 - Показатели качества сырья и химикатов
Наименование сырья, материалов, ГОСТ, ОСТ или ТУ
Показатели по ГОСТ, ОСТ, ТУ или регламенту
Показатели, обязательные для проверки перед использованием в производстве
1.Небеленая целлюлоза из хвойных пород древесины
1.1.Степень делигнификации, ед. Каппа, 20 - 28
Поступает из варочного цеха. Показатели по данным лаборатории варочного цеха.
1.2.Разрывная длина, м, не менее 8500
1.3.Остаточная щелочность, г/л ед Na 2 О, не более 0.5
1.4.Сорность, шт/м 2 площадью > 5мм 2 - не допускается,
2.1.Содержание активного хлора, г/л - 45 - 55
2.2.Содержание щелочи в пересчете на NaOH, г/л - 2 - 5
3.Водный раствор каустика ТР № 42-76.2-01
3.1.Содержание NaOH, г/л - 95 - 105
Поступает из цеха двуокиси хлора; приготовляется из натра едкого технического, ГОСТ 2263-79, с изм. 1,2.
4. Сернистая кислота ТР № 42-76.2-01
Поступает из цеха двуокиси хлора или с производства картона
5.Двуокись хлора водный растворТР № 42-76.1-01
5.1.Содержание двуокиси хлора- 5 - 8 г/л (в пересчете на активный хлор, г/л - 13,2 - 21,0)
6.1. Цветность, °ПКШ, не более - 50 6.2.Прозрачность, см, не менее - 25 6.3 Рн - 6,0-7,2
Поступает с ФОС-2.Показатели по данным ФОС-2
3.2 Основные свойства применяемых химикатов
Основные реагенты, которые используются сегодня для отбелки целлюлозы - диоксид хлора, кислород, пероксид водорода, озон. На некоторых российских предприятиях по-прежнему используют хлор и гипохлорит натрия.
При решении вопроса об использовании отбеливающих реагентов необходимо учесть следующие факторы: химическая стабильность продукта; безопасность производства; транспортировка и хранение; экономика производства; доступность сырья и энергии; географическое расположение и инфраструктура; баланс химикатов на целлюлозном заводе; состояние окружающей среды. Такие реагенты, как озон, диоксид хлора, производят на целлюлозных заводах из-за их нестабильности. Гипохлорит также чаще всего производят непосредственно на заводе, поскольку для его приготовления используют отходящие газы производства диоксида хлора и хлора. Остальные реагенты могут быть получены непосредственно на целлюлозном заводе или закуплены у поставщиков. Щелочь, необходимая для отбелки, может быть получена как побочный продукт при производстве хлора или может быть заменена окисленным белым щелоком. Диоксид серы может быть побочным продуктом существующей на заводе системы регенерации химикатов.
3.2.1 Получение и транспортировка гидроксида натрия
При производстве хлора путем электролиза раствора NaCl получают также эквивалентное количество гидроксида натрия. Раствор гидроксида натрия разбавляется до концентрации 50 % и в таком виде поставляется на целлюлозный завод (при производстве гидроксида натрия с использованием ртутного катода). При использовании мембранной технологии производится гидроксид натрия с концентрацией 10…20 %. Если расстояние невелико, то этот реагент можно транспортировать на целлюлозно-бумажный комбинат без дополнительного упаривания, в других случаях гидроксид натрия упаривают до концентрации 50 %.
Транспортировка гидроксида натрия осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом в контейнерах вместимостью 10…20 м 3 . Транспортировочные контейнеры, емкости для хранения и трубопроводы должны иметь хорошую изоляцию, поскольку 50 %-ный раствор гидроксида натрия кристаллизуется при температуре ниже 14 °С. Перед подачей в производство раствор гидроксида натрия разбавляют до концентрации 5… 10 %.
гипохлориты являются солями очень слабой хлорноватистой кислоты. Хлорноватистая кислота (НОСl ) в свободном виде не выделена, но она существует в водном растворе. Раствор гипохлорита способен к саморазложению. Саморазложение ускоряется в присутствии нейтральных солей, под действием света, а также при перемешивании и при соприкосновении с воздухом. Концентрацию растворов гипохлоритов принято выражать в единицах активного хлора, эквивалентное способному участвовать в реакциях окисления количеству кислорода, входящего в состав гипохлорита или НОСl , образующейся при его гидролизе. Гипохлорит также чаще всего производят непосредственно на заводе, поскольку для его приготовления используют отходящие газы производства диоксида хлора и хлора.
3.2.3 Свойства и получение диоксида хлора
Диоксид хлора используется в промышленном масштабе для отбелки целлюлозы начиная с середины 40-х годов XX века.
Диоксид хлора (СlO 2 ) при нормальных условиях представляет собой газ красноватого цвета, по запаху напоминающий N0 2 и обладающий сильным удушающим и ядовитым действием. Запах диоксида хлора в воздухе ощущается обонянием человека при концентрации 0,0017 %. Плотность газообразного диоксида хлора в 2,38 раза больше плотности воздуха. При температуре -11 °С и атмосферном давлении диоксид хлора сжижается, образуя жидкость красного цвета плотностью около 1,7 г/см 3 , которая затвердевает при температуре - 59 °С. Теплота испарения жидкого СlO 2 составляет 27 кДж/моль, теплота растворения газообразного диоксида хло`с 27,7 кДж/моль. Растворимость СlO 2 в воде выше, чем хлора: при 0 °С -2,85, при 20 °С - 1,75 в 100 г воды. Для отбелки целлюлозы используют водные растворы СlO 2 концентрацией 5… 7 г/дм (г/л). Растворы диоксида хлора, не содержащие молекулярного хлора, имеют красноватый цвет. Водные растворы С1О 2 наиболее устойчивы в кислой среде. С повышением величины Рн диоксид хлора гидролизуется с образованием хлорноватой, хлористой и соляной кислот. Поскольку диоксид хлора является нестабильным газом и в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь, то этот химикат может храниться только в виде водного раствора и производится по месту использования с немедленным растворением в холодной воде. В виде водного раствора СlO 2 является стабильным и может храниться в контейнерах при низкой температуре (= 5 °С) без газовой фазы в течение длительного времени
3.2.4 Свойство и получение кислорода
В связи с развитием в последние годы метода кислородно-щелочной отбелки целлюлозы к числу отбеливающих реагентов добавился молекулярный кислород, применяемый в газообразном виде. Плотность газообразного кислорода при 0 °С и атмосферном давлении равна 1,43 кг/м 3 , теплоемкость его при постоянном давлении составляет 0,915 кДж/(кг*°С). Растворимость кислорода в воде низкая: при 0 °С растворяется 0,074 кг О 2 в 1 м 3 воды, при 15 С -- 0,052. При температуре --183 °С кислород сжижается; скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении составляет 2,13 кДж/кг. При испарении из 1 м 3 жидкого кислорода образуется 800 м 3 газообразного кислорода. Растворение кислорода в кислых водных растворах сопровождается частичным образованием пероксида водорода. При растворении водных растворах возникает некоторое количество оксидных ионов О - и пероксидных ионов НО 2 - , а также бирадикалов -О--О--, которые о
Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода курсовая работа. Производство и технологии.
Кассационное Производство В Гражданском Процессе Курсовая
Контрольный Работы 11 Класс Алгебра Глизбург
Лекция На Тему Методология Комплексного Экономического Анализа, Основные Показатели Хозяйственной Деятельности
Сочинение: Образ Ольги Ильинской в романе И.А. Гончарова "Обломов"
Организация Рабочего Места Реферат
Чистый Понедельник Бунин Сочинение На Тему Любви
Курсовая работа: Анализ финансово хозяйственной деятельности предприятия 7
Реферат: Менеджмент туроперейтинга. Скачать бесплатно и без регистрации
Команды умножения и деления.
Реферат: Potato Essay Research Paper Osmotic activity in
Определить Курсовую Стоимость Акции
Эссе На Тему Мама Самый Близкий Человек
Итоговая Контрольная Работа Русский Язык 6 Класс
Реферат по теме Шаманизм
Реферат по теме Последствия Косовского конфликта
Курсовая работа по теме Формы воспроизводства основных фондов
Сочинение На Тему Проблема Маленького Человека
Реферат: Использование прерывистой нормобарической гипокситерапии в подготовке спортсменов
Контрольная работа по теме Статистическое изучение основных фондов
Реферат: Приближенное решение алгебраических и трансцендентных уравнений Метод Ньютона
Предельное равновесие балок и рам - Производство и технологии реферат
Демографічна ситуація в Донецькій області за період 1991-2010 рр. - География и экономическая география курсовая работа
Европейский Суд - Государство и право курсовая работа