СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТНОГО ВАРОЧНОГО РАСТВОРА НА МАГНИЕВОМ ОСНОВАНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2000 года по МПК D21C3/10 D21C11/02 

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть применено в производстве целлюлозы, изготовляемой из волокнистых полуфабрикатов с использованием бисульфитных варочных растворов на магниевом основании.

Известен способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий противоточное взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - бруситом в водной среде и отделение отработанного газа от раствора (SU, 367204, D 21 C 3/10, 1973). При этом известным способом получают бисульфитный варочный раствор с содержанием связанного SO₂ - 50 - 55% от общего количества диоксида серы. Осуществляют известный способ в двух последовательно установленных аппаратах при pH > 5,0.

Для реализации известного способа необходимо проводить размол брусита, приводящий к запыленности атмосферы. Кроме того, способ энергоемкий и сопровождается сильным эрозионным износом оборудования, а содержание серы в шламе составляет 12 - 20%.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом с размером фракций 50 - 600 мм при pH = 1,5 - 2,5 до содержания доли связанного диоксида серы 40 - 45%, отделение обработанного газа и последующую обработку полученного раствора бруситом до pH = 3,0 - 5,0, конечного содержания общего диоксида серы 4 - 6% и доли связанного диоксида серы 47 - 55% (RU, 2054852, D 21 C 3/10, 1996).

Известный способ осуществляют в две ступени. При этом на первой ступени получают кислый раствор с содержанием SO_2общ. = 4 - 6% и долей связанного SO₂ = 40 - 45% путем пропускания печного газа, содержащего SO₂ = 10 - 16%, через аппарат, заполненный кусковым бруситом и орошаемый водой.

В известном способе не происходит заметного выпадения плохо растворимого сульфита магния, т.к. процесс получения бисульфитного раствора осуществляют при pH < 5, поэтому содержание серы в шламе составляет 5 - 7%. Однако известный способ громоздок и требует объемного оборудования как на первой, так и на второй ступени. Кроме того, необходимо периодически переключение работ турм из-за возникновения во времени гипсации поверхности брусита сульфитами кальция и магния и сульфитом кальция.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является повышение технологичности способа за счет использования небольшого отдувочного оборудования на второй ступени вместо внушительных размеров турм. При этом качество получаемого раствора остается на необходимом уровне.

Этот результат достигается тем, что в способе получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающем взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом с размером фракций 50 - 600 мм при pH 1,5 - 2,5 до содержания доли связанного диоксида серы 40 - 45%, отделение обработанного газа и последующую обработку полученного раствора до pH = 3,0 - 5,0, конечного содержания общего диоксида серы 4 - 6% и доли связанного диоксида серы 47 - 55%, согласно изобретению взаимодействие сернистого ангидрида с кусковым бруситом осуществляют до избыточного содержания общего диоксида серы, превышающего конечное содержание общего диоксида серы на 0,5 - 1,5% при полном расходовании брусита на этой стадии, а следующую обработку полученного раствора ведут путем отдувки избыточного общего диоксида серы (избытка диоксида серы) паром или воздухом в количестве, обеспечивающем конечное указанное содержание диоксида серы.

Предложенный процесс получения бисульфитного раствора ведут в две ступени.

Сначала получают кислый бисульфитный раствор с заданным содержанием SO₂, связанного и избыточным значением SO₂ общ, отличающимся от заданного на 0,5 - 1,5% и с pH 1,5 - 2,5,
Очищенный газ отводят в атмосферу.

Затем полученный кислый бисульфитный раствор направляют в массообменный аппарат, где происходит отдувка избытка SO₂ общего до заданного состава паром или воздухом.

Кислый бисульфитный раствор, пропуская через аппарат, превращают в бисульфитный раствор с pH = 3,0 - 5,0 и заданным содержанием SO₂ общего и SO₂ связанного.

Отдутый избыточный диоксид серы направляют на 1 ступень для получения новой порции кислого бисульфитного раствора.

Предлагаемый способ более технологичен по сравнению с прототипом. На второй ступени используют небольшую отдувочную колонку вместо внушительных размеров турмы. Кроме того, при получении бисульфитного раствора по прототипу на второй ступени со временем происходит гипсация поверхности брусита сульфитами кальция и магния и сульфатом кальция, в результате чего резко замедляется взаимодействие кислого бисульфитного раствора с бруситом и возникает необходимость переключения режима работы труда.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. Способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании осуществляют следующим образом: турму заполняют кусковым бруситом с размером кусков 200 - 600 мм и пропускают печной газ, содержащий диоксид серы. Таким образом, путем взаимодействия SO₂ с бруситом в водной среде получают кислый бисульфитный раствор. Качественные показатели которого представлены ниже:
SO_2общ. - 7,03%;
SO_2связ. - 2,83% (доля связ. SO₂ - 40%);
pH - 1,5.

Затем отделяют очищенный печной газ и из турмы он поступает в атмосферу. Для последующей обработки кислый бисульфитный раствор направляют в барботажную колонку, где избыточный SO₂ отдувают паром и подают в турму на 1 стадию процесса вместе с печным газом, а на выходе из барботажной колонки выходит готовый бисульфитный раствор, характеризующийся следующими показателями:
SO_2общ. - 6,0%;
SO_2связ. - 2,82% (доля связанного - 47%);
pH - 3,0.

Аналогично осуществляют подготовку бисульфитных варочных растворов при нижеследующих соотношениях компонентов и параметрах процесса приготовления, а также по прототипу (см. примеры 2 - 4 в таблице).

Таким образом, согласно таблице, предлагаемый способ обеспечивает получение бисульфитного варочного раствора необходимого качества с низким количеством потери серы со шламом на уровне способа-прототипа. Но при этом предлагаемый способ более технологичен за счет использования небольшого отдувочного оборудования на второй ступени способа вместо внушительных размеров турм.

Область использования: целлюлозно-бумажная промышленность, в частности в производстве целлюлозы, изготавливаемой из волокнистых полуфабрикатов с использованием бисульфитных варочных растворов на магниевом основании. Сущность изобретения: в способе получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающем взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом с размером фракций 50-600 мм при pH 1,5 - 2,5 до содержания доли связанного диоксида серы 40 - 45%, отделение отработанного газа и последующую обработку полученного раствора до pH = 3,0 - 5,0, конечного содержания общего диоксида серы 4 - 6% и доли связанного диоксида серы 47 - 55%, взаимодействие сернистого ангидрида с кусковым бруситом осуществляют до избыточного содержания общего диоксида серы, превышающего конечное содержание общего диоксида серы на 0,5 - 1,5% при полном расходовании брусита на этой стадии, а последующую обработку полученного раствора ведут путем отдувки избыточного общего диоксида серы (избытка диоксида серы) паром или воздухом в количестве, обеспечивающем конечное указанное содержание диоксида серы. Технический результат - повышение технологичности способа. 1 табл.

Способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом с размером фракций 50 - 600 мм при рН 1,5 - 2,5 до содержания доли связанного диоксида серы 40 - 45%, отделение обработанного газа и последующую обработку полученного раствора до рН 3,0 - 5,0, конечного содержания общего диоксида серы 4 - 6% и доли связанного диоксида серы 47 - 55%, отличающийся тем, что взаимодействие сернистого ангидрида с кусковым бруситом осуществляют до избыточного содержания общего диоксида серы, превышающего конечное содержание общего диоксида серы на 0,5 - 1,5%, при полном расходовании брусита на этой стадии, а последующую обработку полученного раствора ведут путем отдувки избыточного общего диоксида серы паром или воздухом в количестве, обеспечивающем конечное указанное содержание диоксида серы.