Виробництво целюлози
Відео: Виробництво целюлози: Зроблено в Росії. Ранок на 5
Зміст
Целюлозу використовують в основному для отримання паперу, хімічних волокон, штучного хутра, а також замінника шкіри, пластмаси, кіноплівки, лаків, бездимного пороху і інших продуктів. Її виробляють на целюлозних заводах і целюлозно-паперових комбінатах з деревини, очерету, очерету, соломи та інших рослин. Основна сировина - деревина, з якої отримують 9/10 загальної її кількості. Як зазначалося, деревина, крім целюлози, містить і інші речовини. Тому сутністю виробництва є максимальне видалення з деревини домішок і виділення целюлози в чистому непошкодженому вигляді. Від ступеня очищення клітковини від домішок залежить її якість, так як їх присутність, особливо лігніну, погіршує споживчі властивості кінцевого продукту: папір швидко жовтіє, знижується міцність волокон і т.д. Целюлоза найбільш стійка речовина деревини до хімічних сполук. На цьому заснований процес видалення нецелюлозний компонентів варінням деревини. При цьому деревину готують. Сировина на целюлозних підприємствах надходить на лісову біржу, де деревину сортують по породам і складують. Колоди краном подають на обробні естакади, розрізають їх на баланси - стандартні відрізки довжиною 0,75-3,2 м (рис. 14). Їх очищають від кори, гнили і на рубальних машинах подрібнюють в технологічну тріску довжиною і шириною до 3 см і товщиною до 3 мм, що полегшує процес варіння. Тріску сортують, очищають і подають по пневмотрубопроводу на бетонований майданчик для зберігання. З відходів виробництва - кори, можливо, виробляти дубильні речовини, сировину для медичної промисловості. Технічну тріску отримують також з крупнокускових відходів лісозаготівель, лісопиляння і деревообробки. У цьому випадку її вироблення комбінується з відповідним основним виробництвом, і готова тріска поставляється на целюлозні підприємства. Така тріска дешевше, ніж з балансів. При цьому досягається більш раціональне використання лісових ресурсів, економиться ділова деревина, зберігаються лісу від рубки. Однак використання відходів заготовок деревини, лісопиляння в целюлозної промисловості стримується низьким рівнем концентрації названих виробництв.
Тріску варять в котлах періодичної і котлах-апаратах безперервної дії (рис 15). При цьому на сировину впливають паром, хімікатами, які називають вручений кислотою. Під їх впливом нецелюлозний компоненти переходять в розчин, а целюлоза залишається. Залежно від хімічного складу вручений кислоти існують способи виробництва целюлози: кислотний, лужний і комбінований. При кислотному або сульфитном способі на щепу в присутності сірчаної кислоти впливають бісульфітом кальцію. Його отримують в баштах, заповнених вапняком, через який знизу пропускають сірчистий газ, а зверху зрошують водою. Сірчистий газ утворюється при спалюванні сірки або колчедана. Бісульфіт кальцію стікає вниз вежі і подають в котел. Він розташований вертикально (висота з десятиповерховий будинок) і має циліндричну форму ємністю кілька сот кубічних метрів. Варка триває 6-12 годин і здійснюється циклічно. В кінці процесу продукти варіння парою струменем води виштовхують в спеціальний резервуар. Котел знову наповнюють сировиною та хімікатом. Більш досконала варіння безперервної дії. При цьому тріска і для варки кислота безперервно надходять в котел, а з нього безперервно отримують зварену целюлозу. Процес варіння скорочується до 1-4 годин. З продуктів варіння виділяють рідку волокнисту масу, що містить до 95% целюлози (стежа) і розчинені у воді нецелюлозний речовини деревини - Щолоков. У відходи переходить більше половини маси деревини. Таким способом варять целюлозу з малосмолисті порід: ялиці, смереки.
Лужним або сульфатним способом отримують целюлозу з будь-яких порід, в тому числі відходів деревини. При цьому в якості вручений кислоти використовують лужний розчин каустичної соди та сульфату натрію. Продукти варіння поділяють на сульфатну целюлозу і сульфатні Щолоков. Цей спосіб характеризується меншою питомою витратою сировини, води в порівнянні з сульфітним. Отримують целюлозу кращої якості і застосовують її для вироблення хімічних волокон. Щолоков після регенерації повторно використовують в технологічному процесі.
Зварену целюлозу промивають водою, очищають від непровареному тріски, дрібних сучків, мінеральних забруднень, доводять до високого ступеня чистоти і відбілюють киснем, хлором, його оксидами і солями, перекисом водню, каустичною содою. Вибілену целюлозу подрібнюють в млинах і отримують товарний продукт. Готовий продукт в рідкому стані надходить в паперове виробництво. При цьому паперові фабрики комбінують з целюлозними заводами і формують целюлозно-паперові комбінати (ЦПК). Створення таких поєднань економить матеріальні, трудові, фінансові ресурси, так як спрощується виробничий процес (рис. 16). Якщо целюлозу відправляють на експорт, підприємства, розташовані в інших районах країни, її перетворюють в полотно, пресують, сушать і нарізають листи на зразок товстого картону. У споживача її знову перетворюють в рідку масу сильним струменем води.
Відео: Виробництво сульфітної целюлози (1 частина)
Виробляють целюлозу різних видів і марок, що залежить від способу варіння і ступеня очищення. Виділяють жорстку, нормальну, м`яку, небілену, напіввибілена і білену целюлозу.
В результаті розчинення нецелюлозний компонентів в залежності від способу варіння на 1 т целюлози утворюється до 12 т сульфітних і сульфатних лугів. Присутність кислоти при сульфітної варінні целюлози гидролизует складні цукру, збільшує в щелоках кількість простих цукристих речовин. Тому після нейтралізації з 1 т сульфітних лугів сбражжіваніем отримують до 100 л етилового спирту. Барда - сировина виробництва кормових дріжджів. Збезводнену барду застосовують як закріп ливарної формувальної маси, безвипалювального цегли, при флотації, у виробленні миючих засобів, електродів, ізоляційного картону та інших товарів. З кожної тонни сульфітних лугів виробляють 5-6 кг харчового ваніліну. З них можливо отримувати мурашину, оцтову кислоти, фурфурол, скипидар, дубильні екстракти, метиловий спирт та інші продукти. Сульфатні Щолоков не придатні для отримання спирту, так як при варінні целюлози відсутня кислота, яка осахаривающих гемицеллюлозу. Сульфатні Щолоков направляють на регенерацію (відновлення). З них випарюють воду, залишок спалюють. Отримують пар і хімічні сполуки, які використовують повторно в виручених котлах.
Відео: Літос-1: процес виготовлення целюлози
Крім лугів, утворюються газоподібні відходи, що містять оксиди вуглецю, азоту, сірки, сірководень, вуглеводні та інші сполуки. Вони частково абсорбцією уловлюються і утилізуються для отримання сульфатного мила, талової олії, жирних кислот. Сірчисті з`єднання застосовують як речовина, що додає запах природного газу.
Лігнін лугів можливо використовувати для часткової заміни фенолів у виробництві пластмас, оболонкові форми, як наповнювач штучної шкіри, частковий замінник сажі в шинної промисловості.
Неповна утилізація відходів, відсутність і погана робота очисних споруд обумовлюють потрапляння шкідливих речовин в повітря, водойми. Питання охорони навколишнього середовища целюлозного виробництва посилюються високою водоємністю і використанням хімічно активних речовин. На особливу увагу заслуговує забруднення води непровареному залишками деревини, волокнами целюлози, які у вигляді потужного шару органіки накопичуються на дні водойм, піддаються розкладанню. Як наслідок, порушення водно-хімічного складу води, що призводить до загибелі рослинності, тварин. Особливо це проявляється в водоймах з якісною водою, де мінімальне порушення її складу має негативний наслідок для унікального біологічного світу, як на озері Байкал. Викиди шкідливих речовин в повітряний простір викликають висихання рослинності. Поліпшення екологічної обстановки в центрах целюлозного виробництва пов`язане з вдосконаленням технологічних процесів, при яких шкідливі викиди в атмосферу, водойми зведені до мінімуму або зовсім виключені. Розроблено способи варіння целюлози без сірковмісних сполук, які вимагають великих витрат на створення нешкідливих процесів для навколишнього середовища через високу вартість очисних споруд. Знизити споживання природної води, освіту і викиди брудних стоків у водойми в 10 разів дозволяють впровадження водооборотних систем.
Техніко-економічна специфіка целюлозного виробництва полягає у високій матеріало- і водоемкости. На 1 т целюлози витрачають близько 5 куб.м деревини, 100 кг сірки і 200 кг вапняку, 50 кг сульфату натрію, 20 кг каустичної соди і 500-650 куб.м води. Велика витрата сировини обумовлює територіальне макроположеніе підприємств в районах лісових ресурсів. Конкретне розташування тут заводів залежить від водних ресурсів. При цьому значення має не тільки загальна водозабезпеченість території, але якість води, так як виробництво целюлози високу хімічну чистоти для конденсаторної, кабельного паперу вимагає води з малим вмістом солей. Значення водних ресурсів в розміщенні целюлозних підприємств посилюється сплавом лісу по річках, озерах.
Відео: Виробництво целюлози з соломи з`явиться в сеченовский районі
Виробництво целюлози з очерету здійснюють хлорно-лужним способом. Сировина заготовляють взимку. Таку целюлозу отримують в районах, добре забезпечених даними рослинами (Астрахань-Росія, Кзил-Орда - Казахстан, Ізмаїл - Україна).
