Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Ресурсосберегающая технология делигнификации и отбелки целлюлозы

 

Е.А. Мозырева, С.А. Киреева, Б.Н. Дрикер

(УГЛТУ, г.Екатеринбург)

 

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ДЕЛИГНИФИКАЦИИ И ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Одна из основных проблем целлюлозно–бумажной промышленности – производство беленой целлюлозы без использования хлорсодержащих реагентов, соответствующей уровню международных стандартов.

Традиционные способы отбелки представляют собой многоступенчатый технологический процесс (от 5 до 8 ступеней), при котором на каждой отдельной стадии для обработки целлюлозы используют различные отбельные реагенты. Между ступенями отбелки производится промывка целлюлозы водой для удаления из массы отработанных растворов. Кроме того, использование в качестве отбеливающих реагентов хлора и его соединений приводит к появлению в сточных водах, а также в самой продукции высокотоксичных хлорорганических соединений (диоксинов, хлорфенолов). Большое ресурсо- и энергопотребление традиционных технологий обусловлено в основном относительно длинными процессами отбеливания, промывки, большим объемом используемой воды и высокими энергетическими затратами как на основной технологический процесс, так и на очистку стоков.

Экономическая ситуация в стране не позволяет в настоящее время рассчитывать на значительные объемы капитальных вложений. Наиболее приемлемым считается модернизация существующих схем отбелки, при которой следует использовать технологические решения, позволяющие минимальными вложениями обеспечить конкурентоспособность российских производителей.

Наиболее перспективным направлением для решения этой проблемы является использование пероксидных соединений. Однако их применение не всегда оказывается целесообразным и эффективным вследствие того, что присутствующие в воде и целлюлозе ионы тяжелых переходных металлов приводят к каталитическому разрушению пероксидов.

С целью уменьшения отрицательного влияния ионов металлов на стабильность пероксидсодержащих реагентов, а, следовательно, на эффективность процесса отбелки, используют комплексоны, образующие с ионами металлов водорастворимые устойчивые комплексы, и тем самым уменьшающие скорость разложения пероксидов. Отбеливающие реагенты, применяемые за рубежом и поставляемые в Россию, в своем составе также содержат комплексоны. Однако, учитывая коммерческий характер подобных разработок, представляется весьма затруднительным оценить влияние эффективности подобных составов и их применимость для конкретных технологических процессов. В данный момент на зарубежных предприятиях широко используют карбоксилсодержащие комплексные соединения (ДТПА и ЭДТА). Существенный недостаток этих реагентов не только их высокая стоимость, но и трудная биоразлагаемость.

В этом отношении особо перспективно применение новых хелатирующих реагентов из ряда органофосфонатов. Для них характерно образование устойчивых комплексов с ионами переходных металлов в широком диапазоне рН. Наличие в их составе азота и фосфора – продуктов жизнедеятельности бактерий – способствует их достаточно легкому биологическому разложению.

Целью данной работы являлось изучение влияния органофосфонатов (ОФ) на процесс делигнификации и отбелки бисульфитной целлюлозы и разработка высокоэффективной, доступной, дешевой технологии получения беленого полуфабриката с использованием композиций на основе равновесной пероксоуксусной кислоты (ПУК) и комплексонов.

В качестве объекта исследования была выбрана бисульфитная целлюлоза Краснокамского ЦБК со следующими показателями: число Каппа 32, белизна 61,1, содержание железа 0,0080 %. В качестве комплексонов использовали органофосфонаты: нитрилтриметиленфосфоновую кислоту (НТФ), метилиминодиметиленфосфоновую кислоту (МИДФ), ИОМС - смесь органофосфонатов, основными компонентами которых являются НТФ и МИДФ (выпускается Чебоксарским ПО «Химпром» согласно ТУ 2415-124-16670872-96). ОФ использовали в количествах от 10 до 400 мг/л, что соответствует 0,09 – 3,6 кг/т абсолютно сухой целлюлозы. Раствор равновесной ПУК получали путем смешения уксусной кислоты и пероксида водорода в присутствии катализатора – серной кислоты. Полученная кислота в своем составе содержала 15 –16 % пероксоуксусной кислоты и не прореагировавшую часть пероксид водорода – 9 – 10 %. Первую ступень отбелки проводили при следующих условиях: концентрация массы 10 %, рН 4,5-5, продолжительность процесса 60 мин., температура 70о С, расход отбеливающей композиции – 3 - 5 % к массе абсолютно сухой целлюлозы (а.с.ц.) Эффективность процесса оценивали по следующим показателям: числу Каппа (ГОСТ 10070-74), белизне (ГОСТ 7690-76), содержанию железа (ГОСТ 18462-77).

1 2 3 4