Технологические схемы

Производство сульфатной целлюлозы

В 1879 г. немецкий инженер по фамилии Даль предложил добавлять до сжигания упаренных щелоков, в процессе их регенерации, Na₂SO₄. В ходе процесса сжигания сульфат натрия восстанавливается до Na₂S, становящимся вторым после гидроксида натрия компонентом варочного раствора. Способ получения целлюлозы с варочным раствором, содержащим гидроксид и сульфид натрия, был назван сульфатным, а получаемая целлюлоза – соответственно, сульфатной.

Рис. 10. Структурная технологическая схема производства

сульфатной целлюлозы [28]

Древесина после процесса подготовки, то есть после получения технологической щепы требуемых размеров, направляется на варку. Варка сульфатной целлюлозы может происходить непрерывным или периодическим методом. В котёл загружается щепа и заливается варочный раствор — белый щёлок, который содержит обязательную для варки активную щёлочь.

После завершения варки целлюлозная масса в смеси со щёлоком поступает через выдувной резервуар и направляется на сортировку (для разделения целлюлозной массы от отходов) и промывку (для отделения черного щёлока от сваренной целлюлозы). После этого промытая целлюлоза может быть использована в небелёном виде или после отбеливания на производстве бумаги или картона.

Чёрный щёлок после промывания целлюлозы имеет концентрацию сухих веществ в диапазоне от 12 % до 17 % и направляется на регенерацию химикатов, состоящую из операций выпаривания, сжигания и каустизации щёлоков. В результате сжигания щёлока все его органические вещества сгорают, а минеральные же вещества образуют жидкий плав. В результате химических реакций, происходящих в процессе при высоких температурах (от 1000 до 1200 градусов Цельсия), сульфат восстанавливается чистым углеродом до сульфида, а большая часть оставшихся соединений натрия под действием диоксида углерода II карбонизируется соответственно до карбоната натрия. По этой причине сплав содержит в основном карбонат и сульфид натрия. Выделенное при сжигании тепло используют для получения пара и электрической энергии. После процесса сжигания щёлоков плав растворяется в слабом белом щёлоке, а раствор, именуемый зелёным щёлоком, подвергается каустизации (реакции с гидроксидом кальция) с целью перевода карбоната в гидроксид.

Nа₂СО₃ + Ca(ОH)₂ ⇆ 2NаОH + СаСО₃↓ (1)

Полученный в результате каустизации белый щёлок, содержащий

гидроксид и сульфид натрия (не принимает участия в реакциях каустизации), вновь используется для варки.