Приготовление к-ты на Mg, Na, Ca

По известково-молочному способу сырую кислоту получают в абсорберах, которые орошают известковым молочком. Молочко подается на верхнюю тарелку абсорбера (барботажной колонки).

Ca(OH)₂ + SO₂ = CaSO₃ + H₂O + 219 кдж

CaSO₃ + SO₂ + H₂O = Ca(HSO₃)₂ + 19.6 кдж

При приготовлении кислоты на магниевом основании оксид магния гасится водой (температура 95⁰С, продолжительность 6 часов). Далее полученное магнезиальное молочко очищается на гидроциклонах и подается в барботажные колонки.

Mg(OH)₂ + 2 SO₂ + H₂O = Mg(HSO₃)₂ + 214 кдж

При приготовлении кислоты на натриевом основании используются насадочные абсорберы с насадкой в виде керамических колец Рашига, барботажные и турбулентные абсорберы, которые орошают раствором соды.

Na₂CO₃ + 2 SO₂ + H₂O = NaHSO₃ + CO₂ + 102 кдж

 

 

Промывка целлюлозы

Целью промывки является максимальное извлечение из целлюлозной суспензии растворенных органических и минеральных веществ по возможности при минимальном разбавлении щелока.

Сухой остаток, находящийся в жидкой фазе массы, состоит из органических и минеральных веществ, относительное содержание которых зависит от выхода целлюлозы, расхода активной щелочи на варку (сульфатная варка) или вида основания (сульфитная варка).

Щелок, находящийся между волокнами можно легко удалить путем вытеснения или отжима, щелок, находящийся в каналах и стенках волокон можно извлечь только путем диффузии растворенных веществ через стенку волокна.

Промывка целлюлозы после варки осуществляется по многоступенчатой (3…5 ступеней) противоточной схеме, в которой горячая промывная вода (60-85⁰С) подается на последнюю ступень промывки в количестве 5…10 м³/т, а отбор отработанного щелока в систему регенерации или на биохимическое использование – производится только с первой ступени промывки. Независимо от типа используемого современного промывного оборудования, промывка целлюлозы – это комбинация разбавления, сгущения и вытеснения.

Степень отбора сухого остатка (выхода при промывке), или эффективность промывки при условии использования на последнюю ступень промывки чистой воды, определяется отношением:

ɳ = G / G₀, или ɳ= (V • C)/(V₀•C₀)

где G – это количество сухих веществ в щелоке, отбираемом с первой ступени промывки, кг/т

G₀ – количество сухих веществ в щелоке после варки, кг/т;

C, C₀ – концентрации сухих веществ в отобранном и исходном щелоках, соответственно

При использовании на последней ступени промывки промывного фильтрата, образующегося, например, при промывке целлюлозы после кислородной делигнификации, расчет степени отбора сухого остатка производится по формуле:

Ŋ = (V • C – W • C_w)/(V₀ • C₀)

Для современных промывных установок эффективность промывки должна составлять 98…99 %.

Оценить результаты промывки можно также по относительной концентрации сухих веществ (f):

f = C / C₀ = 0.65…0.80

Степень разбавления щелока может быть выражена зависимостью:

k = 1 / f

Объём относительный m= V_исп/V₀˃1

Фактор разбавления F= V_исп -V₀

Коэффициент вытеснения (какой V щёлока вытиснится без изменения)

Основные процессы и явления при промывке: отжим щелока из целлюлозной массы; фильтрацию щелока сквозь целлюлозную массу (влияют разность давления, запресовка); диффузию растворенных веществ из целлюлозн. волокна (зависит от темпер.), адсорбцию волокном растворенных в щелоке веществ; вспенивание щелока.

При механическом отжиме полнота отделения щелока ограничена из-за возрастания внутреннего капиллярного давления и уменьшения диаметра капилляров в результате спрессовывания массы. Как известно, высота поднятия жидкости в капилляре (h) определяется по следующей формуле:

h = 4δ / ρd,

где: δ – поверхностное натяжение жидкости;

ρ – плотность жидкости;

d – диаметр капилляра.

Капиллярное давление определяется из выражения:

p = ρ • h = 4δ / d;

 

42 Схема промывки. Оборудование для промывки целлюлозы.

 

Технологическая схема промывного цеха: 1 - промывной резервуар; 2 – сучкоуловитель; 3 – насосы; I,II, III – фильтра барабанного типа

На современных предприятиях промывка целлюлозы производится с использованием многоступенчатой противоточной схемы

В современных варочных установках КАМЮР промывка целлюлозы начинается в котле в зоне горячей диффузионной промывки и продолжается в диффузорах непрер действия, работающих под атм или повышенном д. Пр осуществляется в закрытой системе, исключающей пенообразование и выбросы дурнопахнущих соединений в атмосферу. Атм диффузоры устанавливают над басс для хранения массы.

Устройство диффузора непрерывного действия

Производительность диффузоров для промывки сульфатной целлюлозы составляет 300…1400 т/сут.

Характеристика барабанных фильтров. Безгазовый фильтр GFF фирмы Альстрем. Принцип действия основан на разделении газовой и жидкой фаз. GFF – это улучшенная конструкция вакуум-фильтра. Отсасывающая головка GF снижает количество воздуха, поступающего в барометрическую трубу обычного вакуум-фильтра, что вызывает пенообразование и снижает производительность фильтра. GFF – минимизировать поступление воздуха в барометрическую трубу. При использовании обычного вакуум-фильтра содержание воздуха составляет 20…30%, при применении GFF – не более 10 %. Максимальный вакуум зависит от температуры процесса, имеется ввиду температуры массы на ступенях отбелки. Более высокая разность давлений увеличивает скорость фильтрации, производительность фильтра и концентрацию папки. После грав ступени начинается обезвож папки под действием вакуума, создаваемого баром трубой.

Барабанный промывной фильтр давления Pro-Feed. Разработан финской фирмой Раума-Репола. ности фильтра составляет 14…15 т/сут.

Барабанный промывной фильтр давления IMPCO

Барабанный фильтр вытеснительного типа DD

Горизонтальный столовый фильтр Chemi-Washer

Фильтр-прессы

 

Побочные р-и при СФИВ

1.Разлож-е бисульфита. Конеч. разлож-е-тиосульфат и SO₄^2-. S₂O₃^2- не желателен, т к он учавст-т в цепи разлож-я бисульфита. SO₄^2- выводит из зоны р-и осн-е и умен-т акт. кисл-ть. Пр-с разлож-я при В замедл-т р-и сульф-я, т к бисульфит вывод-ся из зоны р-и; обр-е с-й типа сульфидов. Ускор-т пр-сы разлож-я обр-е альдоновых к-т при окис-и моносахаров, окис-е мурав к-ты. HCOOH+HSO₃^- = CO₂+H₂O+S₂O₃^2-. 2-ая побоч р-я-обр-е цимола-парометилизопропилбензол. Обр-ся он при окис-и терпенов (С₁₀Н₁₆) ионом HSO₃^-: С₁₀Н₁₆+ HSO₃^-= С₁₀Н₁₄+ S₂O₃^2-. Цимол им-т t кип-я>170^оС, но в усл В он отгон-ся с паром при сдувках. Т о он попад-т в вар к-ту и обр-т сл-сульфит мыло. В совр сх реген-и SO₂ предусм-т сист уд-я цимола, она напом-т улав-е СК (сдувка ч/з т/о-к, холл-т водой, несконд SO₂ напр-т в сист поглащ-я вар к-той, а цимол напр-т в цимолоотст-к). Счит-ся, что цимол-одна из причин возн-я смол-х затруднений. При СФИВ цимол ХР смолу и выдел-т ее из вол. При сдувке. Когда цимол уд-ся, смола теряет раств-ть и осед-т на вол. Цимол хор горит, его сжиг-т в топках если есть возм-ть, если нет-его слив-т в канализ-ю. 2. Обр-е метил спирта. Обр-ся при отщип-и метоксил-х гр-п урон к-т. Частично уд-ся со сдув-ми, часть ост-ся в щелоке. При варке особ вл-я не оказ-т. Нежелателен при биохим перераб-ке щ-в. 3. Обр-е укс и мурав к-ты. Источник-ГЦ. Кол-во мур к-ты незнач, т к она легко окис-ся,укс к-ты обр-ся до 50 кг/т. 4 Обр-е CО₂. Появ-ся к концу В из-за глуб разруш-я древ. В реал усл В СО₂ присут-т в значит кол-вах, но попад-т он в сист в осн с хим-ми, водой. 5. Обр-е фурф. Обр-ся при дегидротации сах-в и присут-т в виде альдегидбисульфитных с-й.