автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Модифицирование сульфатной варки путем предварительной обработки древесины растворами сульфитных солей с целью повышения качества целлюлозы

Санкт-Петербургский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности

На правах рукописи

Иозеф Римма Соломоновна

НОДШЩРОВАШВ СУЛЬФАТНОЙ БАРКИ ПУТ£М ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИШ РАСТВОРАМИ СУЛШШХ СОЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПОЫШЕНИН КАЧЕСТВА ЦЕЛЛШОЗЛ

05.21.03 - технология и оборудование химичаокой переработки древесины; химия древесины -

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выполнена во Всероссийском научно-исаледовательском институте целлюлозно-бумажной промышленности ( ВНИЙБ )

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Иоффе 1.0,

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Бутко Ю.Г,

кандидат химических наук, доцент Никандров А.Б.

Ведущее предприятие-АО Гнпробум -

к он с ул ь таци онн о -шше не рн оэ акционерное общество по проектирование предприятий / целлюлозно-бумажной промышленности

Защита состоится "___" ____________¿993 г. в____ чао.

на заседании специализированного совета при Санкт-Петербургском технологическим институте целлюлозно-бумажной промышлвйнооти. 198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, Ч.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петер-.бургского технологического института цзллвлозно-бумажной промышленности.

Автореферат .разослан "___'*,______________ 1993 г.

Учёный секретарь - /.]■■ ¿1

специализированного оовета Швецов 1).Н.

ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИКА- РАБОТА

^ЗХМУШЕЕ^-И^* Основные направления научно-технического прогресса в целлюлозно-бумашой промышленности предусматривают как разработку новых технологических процессов так и модифициро-ваиио существующих. Наиболее распространённый в настоящее время оульфатный способ производства наряду с неоспоримыми достоинствами имвот существенные недостатки, главными из которых явлпютоя довольно низкий выход целлюлозы из древесины и значительная экологическая нагрузка на окружавшую среду за счёт наличия дурнопа-хнуцих .соединений в сточных водах и газовых выбросах, а при производстве болёной целлюлозы и за счёт токсичных хлорорганических соединений. •

В связи с этим разработка способа модифицированной сульфатной варки, позволяющего получить цэллюлозу повышенного выхода и пониженной жёсткости, требующей для отбелки меньшего расхода хлор-содержащлх реагентов, представляется весьма актуальной и имеет большое народно-хозяйственное значение.

Работа проводилась в соответствии с планом М К С - на 1986-1990 гг Академии наук СССР в г. Ленинграде, раздал 2.3.1 "Разработка теоретических основ новых технологических процессов и оборудования и внедрение варки полуфабрикатов, обеспечивающей повышение выхода, прочностных свойств и интенсификацию процесса".

Ц®-5.ь_и„задачи„исследования. Цель-настоящей работы - разрабо-г тка технологии модифицированной сульфатной варки целлюлозы из сосновой древесина! двух уровней жёсткости:

- целлюлозы с углублённой далигнификацией, требующей для своей отбалки пониженного расхода хлорлродуктов;

- целлюлозы высокого выхода,превосходящей сульфатную ЦВВ близкого уровня жёсткости-по выходу,способности к размолу, механической прочности.

Основные задачи работы - изучить влияние предварительной обработки щепы растворами сульфитных оолей на ход и результаты последующей сульфатной варки; исоледоззть ¿лияние предварительного сульфирования на изменение структурных характеристик целлюлозы, возможности её дальнейшей переработки.

Впервые проведена разработка способов полу-> чения бвлийой целлплоэы и целлюлозы высокого выхода путём сульфатной варки о предварительной пропиткой щепы растворами сульфитных

солей, что позволило улучшить качественные характеристики обеих видов целлюлозы. Способ зачищен авторским свидетельством.

Изучено изменение структуры и состава целлюлоза, вызванных предварительным сульфированием, а также динамика изменения состава сульфатного раствора в ходе варки с сульфирующей предобработкой.

Разработана режимы получения модифицированной сульфатной бвлимой целлюлозы из древесины сосны с предобработкой щепы растворами бисульфита или моносульфита натрия, отличавшейся пониженной жёсткость» и лучшей белимостью при сохранении выооких показателей механической прочности.

Разработан режим получения модифицированной сульфатной целдвло-зы высокого выхода о предобработкой раствором моносульфита натрия, отличающейся от сульфатной ЦВБ повышенными выходом и порогом двфи-брируемости, лучшими показателями механической прочности.

Показана возможность примеяония в качестве пропиточных растворов отработанных щелоков биеульфитноЯ и нейтрально-сульфитной варки,

я_и_в н е д£ение £в^дьтатов_исследований. Разработанный .способ модифицированной сульфатной'варки может быть реализован на предприятиях, имеющих в своём составе помимо сульфатного нейтрально-сульфитное или бисульфитное производства.Образцы белимой целлюлозы и иВВ, полученные в полу заводских условиях Красногородского ЗцБЗ, огличалиоь высокими, показателями качества, обеспечившими Получение белёной целлюлозы и упаковочных бумаг из ЦВВ в соотватст-1 • вии с требованиями к высоким маркам по соответствующим ГОСТам.

- Материалы диссертации докладывались на Всесоюзном семинара руководителей научно-исследовательских лабораторий продприятий Ш1 (г.Ленинград, июнь 1991г.) и на научно-техяичеокои семинаре "Новые достижения в технологии волокнистых полуфабрикатов" (, г.Коряжма, сентябрь 1992г.).

Публикации. По материалам работы опубликовано 5 научных трудов, из них одно - автороков свидетельство.

.Диосертация содержит введение, обзор литература, методическую чаогь, акспериментадьную часть, заключение, список использованной литературы, приложения. Работа изложена на 213 страницах машинописного текста, содержит 40 таблиц, 17 рису« нков, в списка литературы 163 наименования.

__вынод^мыз_на_защитзг .Предварительная пропитка сосновой цеп« растворами сульфитных солей перед .сульфатной варкой обеспечивает углубленггу» делигнификацив при сохранении выхода

и высоких, показателей механической прочности целлюлозы.

Технологические ражамы гаркк сульфатной модифицированной цзллв-дозы, обеспечивающие получение полуфабриката о уровней показателей, превышавшим показатели сульфатной целлюлозы, разработаны на основании исследований с применением метода факторного пранИрования акоперимвнта.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

_Во_введвнии обосновывается актуальность темы диссертации сформулированы цель работа и основные положения, выносимые на защиту.

сделан обзор научно-технической литературы по химизму и кинетике сульфатной варки, проанализированы различные подходи к её модифицировало, показано, что предварительное сульфирование, глубина которого в значительной степени зависит от величины рН пропиточного раствора, может влиять на ход и результаты последующей оульфатной варки. Сделан вывод о целесообразности использования сульфирующей предобработки для активации оульфатной варки и поставлена задача разработки оптимального технологического режима модифицированной сульфатной варки.

дано описание техники проведения экспериментов и методов анализа древесного остатка на различных стадиях варки и ооатава варочного раствора.

приведены условия проведения экспериментов, их результаты, данные математической обработки и проанализирован весь объём полученной научной информации.

В качестве пропиточных использовались растворы бисульфита и моносульфита натрия, концентрации которых соответствовали обычно используемым для получения бисульфиткой целлюлоза и нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы. В качестве предварительного режима пре~ добработкн был выбран-медленный подъём температуры до 165°0 о цель» обеспечить глубокое сульфирование без сильного развития гидролитических процессов. Условия н результаты опытов предотавлены в »абл. I,

Контрольная сульфатная варка по стандартному режиму о расходом активной щёлочи 20,0;? в единицах Ка^Р дала цвллвлоэу о выходом 42,2%, содержанием лигнина 3,2% от масоы а.а.ц., жёаткоотьп 24 еди-' ницы Каапа,.показателем избирательности 0,94.

Показатель избирательности рассчитывался как количество растворённых углеводов на единицу массы растворённого лигнина.

Таблица I

,1 Влияние предварительной пропитки цепы растворами сульфитных солей на сульфатнув варку сосновой древесины

_»__В§£ОК_________ Пропиточный раствор * I 2 ] 3 1 * Г 5 I б £ 7 Г" 8 Исуль-рг-натрм Рнайтрально-сульфитаий " [_ £аство£

Режим п£опитки подъём теыпэвагуры от 65° до 165°С -150 минут

Стоянка при 165 С^ мин. - 15 ■ 15

Расход активной щёлочи на варку, % от массы а.с.д. __в_ед. Ма&д_______ Режим ва^ки 11 £ 18,0 и I 22(0 70ас'~ 1М. - 90 20^0___ . мин^т -i.Zt.o_ _20,0_

Выход, $ от массы а.с.д. 3,6 2,3 ЛЫ 2,3 _39,9_ 2,0 3,9 ¿3^9___ 3,1 43,5"

Массовая доля' лигнина, % от массу а.с.ц. 3,5 3,0

Жёсткость,ед.Капп 1 27,2 19,0 ¡14,2 30,1 23^1 29,1 22,1

Показатель избирательности 0,91 0,91 0,94 0,98 0,87 0,8В 0,85 0,89

Данина-табл.1 показывает принципиальную возможность достижения углублённой делигнификации путём предварительного сульфирования древесины перед сульфатной »аркой, причём шд пропиточного раствора оказывает существенное влияние на результаты последующей варки. ' . '

Влияние расходного,и временного факторов проведения пропитки' на выходные параметры сульфатной целлюлозы в зависимости от вида пропиточного раствора представлены на рис, I.

■ Как показывают результаты опытов, виц пропиточного раствора определяет степень влияния пропитки на результат« сульфатной варки. Бисульфит более глубоко и активно воздействует па древесину, при этом время является важным фактором процесса, что указывает на диффузионное проникновение .реагента вглубь клеточной стенки. При снижении расхода ¿0г на пропитку усиливается гидролиз углвво--дов, что отрицательно сказывается йа выходе цэллюлоеы.

При пропитке моносуяы}итом фактор времени не играет существе- ■ иной роли, что говорит об ограниченном, "поверхностном" характере сульфирования, определяемом щелочным характером ср.одн. Делигнифи-иирующэе воздействие пропитки опрзделяется в основном расходом диоксида серы и возрастает с его увеличением параллельно о

некоторым снижением выхода.

Влияние расхода химикатов и врвмни пропитки на выход и массовую доли лигнина в целлюлозе после сульфатной варки

о» и

я и

S

1=1

Расход сульфитной соли в единицах SQ, % от массы а.с.д. 4

—а 2

• I

-1->-г

4 6

—1-1-Г-

Ч О О IQ СП *

Расход сульфитной соли в единицах Jl/jj,, % от массы а.о.д.

4

1 - пропитка бисульфитом в течение 150 минут;

2 - пропитка бисульфитом в .течение 90 минут;

3 - пропитка моносульфитом в течение 150 минут;

4 - пропитка моносульфитом в течение 90 минут

• Рис. I

Для проверки справедливости гипотезы об улучшении структуры сосновой древесины в результате предобработки с точки зрения доступности для прникновения щёлочи были определены значения объёма субмикрокапилляров t ОСК ) древосины сосны, их изменение в р9зуль-гате предобработки при различных условиях её проведения и в ходе последующей сульфатной варки в сравнении о контрольной сульфатной варкой. ГЪ данным рио.2 значения ОСК при всех видах сульфирующих предобработок повышаются, что может быть следствием полиэлектролитного эффекта в результате введения сульфогрупп в структуру клето-

Изменение ОСК в ходе сульфатных варок с предобработками в сравнении с контрольной сульфатной в—кой

1 - сульфатная варка;

2 - моносульфит-сульфатная варка;

. .3 - биоульфит-сульфатная варка

Рис. 2

чных стенок. При сульфатной варке С кривая I ) на начальннх стадиях Двлигнификации ОСК снижается вследствие набухания древесного вещества. На заключительной стадии делигни$икации для всех типов варок ОСК возрастает. То, что в случае варок о предобработками сульфатная ступень начинается при более развитой система субмигс-.. рокапилляров, способствует более глубокой и избирательной дэлиг-иификации и большим величинам ОСК на заключительной стадии Варок.

Динамика изменений структурных характеристик клеточных стенок сосновой древесины была исследована также при пониженном раоходв активной щёлочи на варку, характерной для получения целлюлозы высокого выхода ( цБВ )."Было показано, что предварительное суль$и-рование влияет на изменение структуры древэсины и ЦВВ из неё ана-. логично варкам йвллюлозы глубокой степени провара, и очо позволя-' ет'при низком расход» активной щёлочи на варку получить полуфабрикат о известной степеньв развития субмпкрокапиллярной структура

Для изучения того, как лучшая проницаемость клеточных стенок волокон сосновой древесины после предобработки отражается, на химическом составе различных морфологических слоев модифицированной целлвлозы, исследовались образцы бисульфит-суль|атной и кохссуль* фит-сульфатной целлвлозы двух уровней жёсткости: с углублённой двлигнис$икацивй С жёсткость 22-24 единицы Каппа ) и ЦВВ ( жёсткость 67-69 единиц Каппа ). Методом гидромеханического расслаивания были выделены фракции о преимущественным содержанием слоев Р-5, и слоев <в которых определялось содержание лигнина и

гэмицэллюлоэ. Результаты анализов приведены в табл.2.

Таблица 2

Распределение лигнина и гвмицэллюлоз.в олоях стейок волокон модифицированной целлюлоза различней степени провара

Образец целлюлозы и её фракции

содержание лигнина в ме е волокон,?

X.Целлюлоза глубокой степени провара

1.Бисульфит-сульфатная (.22,1ед.Каппа)

После расслоения в течение 35 часов:

фракция Р~5,

фракция' 4:"^}

2. Моносульфит-суль- 1

* фатная 1,24,2ед.Каппа[)

•После расслоения В течение 60 часов:

фракция Р'Ь _________

3.3

10,7 3.0

4.0

7.6

•А».

Содержание Гемицеллюлоз в_«асое волокон^_______

коилан

7.7

7,1 7.7

9.Э

9,1

лл.

галактан

12,0 13,2

6,3

Л.?.

II. Целлюлоза высокого выхода

1. Бисульфит-сульфатная (.69,Оед.Каппа)

Посла расслоения в течение 40 часов:

фракция Р'З, ■ фракция «$2 -¿ъ

2. Моносульфит-сульфа' тная лб7,г19Д.Каппа

После расслсеиия в течение 50 часов:

Р-*.

фракция

12,3

19,2 II.I

Ю.б

16,1 -ЛА.

12,5

П,7 12,5

12,5

II,5 12,3.

7,0 8,7

6,1 7Д.

Сравнение показателей бисульфит-сульфатной и моносульфйт-суль-фатной целлюлозы показывает, что при получении целлюлозы глубокой степени провара (высокий расход активной щёлочи на сульфатную варку) предобработка бисульфитом позволяет добиться боле? глубокой, но и более неоднородной по толщине клеточной стенки, делйгнифика-ции. При этом отмечается пониженное содержание ксилана и повышенное - галактана в сравнении о монооулкфит-оульфатной целлюлозой. ■

' В то аэ врамя варки с пониженным расходом щёлочи на сульфатну» ступень (. получение цБВ ) при использовании бисульфита приводят к получению полуфабриката повышенной жесткости в сравнении о предобработкой моносул!,фитом.

Предварительное сульфирование изменяет состав варочного раствора при последующей сульфатной- варке. Результаты исследования изменения состава варочного раотвора в течение варки в зависимости от вида пропиточного раствора и параметров пропитки представлены на риа. 3 и

Изменение содержания остаточной аффективной щёлочи и сульфида натрия в щелоках, от варок о предобработкой растворами сульфитных солей в сравнении о контрольной сульфатной

а) ийгкдв уоловйя предобработки б) жёоткие условия предобработ-■ / расход-SOf 6,0%; темпера- ки / расход 15,05; про-тура пропитки - I2S°C / питка при подъёме темлерату-

• , ры до 170°С /

, 1эг IQ,- моНооульфИт-сульфатная.варка; II3i i^g''-г био/льфит-оульфатная варка; ill3» uIQ - сульфатная варка .. Рис. 3

f Данные рло!3 показывают, что'содержание сульфида натрия во всех .onüTäx йв зависит от вида и условий предобработки.и определяется только параметрами сульфатной варки.

Данные рио. 4 показывают, что калич^е и динамика изменения содержания тиосульфата в незначительной'степени зависят от условий предобработки. Можно отметить,-что предобработка бисульфитом

Изменение содержания сульфита И тиосульфата натрия в щелоках от модифицированных варок при варках о мягкими условиями предобработки (. а(/ и б/ ) и жёсткими уоловиями предобработки ( в/ )

20 10 60 80 100 120 140 15 30 45 60 75 . 90

Продолжительность варки,мин Продолжительность варки,мин

I - монооульфиг-оульфатная варка;

II - бисульфит-сульфатна^ варка; ■ '

III - сульфатная варка

Рис. 4 . • •

несколько снижает содержание тиосульфата в щёлоке в сравнении о монооульфит-сульфатной и контрольной сульфатной варкамй. В то ле время по данным рис.4 можно заключить, что не сульфйт является источником образования тиосульфата в варочной щёлоке ."Количество образовавшегося тиосульфата практически не изменилось при жёстких условиях предобработки, хотя расход сульфитной соли на пропитку увеличился в 2,5 раза ( от б% до I% от массы а.с.Д. В еДиниЦахОД. Одновременно в щёлоке увеличилось количество остаточного сульфйта. То есть сульфит и сульфид в случае варок о предобработками дейсТ-вуот независимо друг от друга. Вклад, вносимый сульфированием,

суммируется с дэлнгня|ицлрующим'даиотвиам сульфатного щёлока. При атом сульфирование идет на определённую глубину, обусловленную, помимо расходных параметров, величиной рН пропиточного раствора. Избыточное количество серы, введённое на варку о пропиточный раствором, было найдено в отработанном щёлоке в вида сульфатов.

'Выполненные исследования позволили перейти к основной задаче работы - разработка технологических режимов получения модифицированной целлюлозы различной степени провара, для чего был применён метод факторного планирования эксперимента. В случае получения бели-мой целлюлозы осуществлялась, программа исследований, заданная матрицей планирования полного факторного эксперимента типа 2 . При атом для монооульЗит-оуяьфатной варки переменными факторами были расход сульфитной соли на пропитку (3 + 9% в единицах ,%от массы а.с.д.) - Х£; температура пропитки (ПО + 150°С) - Х£» расход акти-, вной щёлочи на сульфатную варку (16 + 20? в единицах М^Оот массы а. с.д.) - А3; продолжительность варки при 170°С (60 + 90 минут) - Х^. Пооле реализации матрицы на всех запланированных уровнях и проведения натематичеокой обработки полученных опытных данных были выведе-.ны уравнения регрессии, отражающие зависимость показателей целлюлозы от факторов варки в выбраЦНой области варьирования переменных: выход целлюлозы У£ * 45, В-0.5В75Х1-0,б875Х3-016125X^-0, ггЗХ^

массовая доля лйпмка У2* МЗ-0,331^-0,48125Х3-0,76В75Х,Г

-0,10625Х1^г; разрывная длина Ц 9375 +167,5ХрХ,+175Х3Х4; сопротивление излому

• 2331+-218,75Х1.

Анализ уравнений регрессии показал, что оптимальными о точки зрения углублённой далигнификацйи и сохранения выхода и прочностных 'свойств целлюлозы являются Верхние уровни по раоходу активной щёдочи на вар^у и её продолжительности, уровень близкий к верхнему по расходу-сулкф'йтНой солй на пройй*ку и нижний уровень по температуре цроПиМй. -

Для бисульфит-сульфатной мркй программа, исследований, задан-' идя матрицей планирований п

й "факторного эксперимента типа 2 , -.в качестве переменных фь»*тЬ{Ш* вкАочйла расход сульфитной ооли на пропитку (6 + 14% от массы &.О.Д. -в ёдиницак ) - Хт? температуру пропитки (110 + 150°С) - ХЛ Н^До&йШМЬ^ь пропитки (60+ 90 минут ) - Х3; Продоллит'ельновть сульфатной варки (б0+90мннут) - Х^«

Уравнения, регрессии, полученные после математической обработки экспериментальных данных:

выход "целлюлозы,У£=^г1,1 + 0,6575X^2,225^-0,125X^-0,8375Х.+ +0,175Х1Х2-0,ад25Х2Х3+ О.ПЫ^Ху

массовая, доля лигнина,У2=3,6* 0,16875X^0,83125Х2-0,19375X5

-О, 56В75Х4-ОУ1^375Х1Х2+ 0,19375ХД; разрывная длина,м, У3е 8375+ 237,5X^712,5Х2-212,5Х3-150Х.- ,

-150ХгХ3-1б2,5ХгХ^+ 212, сопротивление излому,ч-дв.пер., У^ =2406-143,75Х^£-143,75Х^Х3т

-23Г,25Х3Х^.

Анализ уравнений регрессии показал, что в выбранном диапазоне переменных факторов температура проведения пропитки является наиболее значимым и определяющим уровень качественных показателей целлюлозы фактором; Сульфирование играет роль стабилизирупцего фактора, способствующего сохранению выхода,содержания лигнина, механической прочности целлюлозы. С точки зрения оптимизации режима бисульфит-сульфатной варки были найдена 2 варианта, каждый из- которых имеет свои преимущества и недостатки:

1/проведение пропитки бисульфитом о расходом серы 6-7$ в единицах 502 при температуре П0°С в течение 90 минут и сульфатная варка с расходом активной щёлочи 20$ в единицах Xв течение 90 минут при 170°С позволяют получить целлюлозу с выходом свыше жёсткостьв 25-26 единиц Каппа и высоким уровнем показателей механической прочности;

2/ проведение пропитки при 150°С о расходом бисульфита 13в единицах 50£ в течение 60 минут и сульфатная варка в течение 90 минут при 170°С позволяют снизить жёсткость до 18-20 единиц Каппа при выходе целлюлоза 42, 5-43,0$ и достаточно высоких показателях механической прочности.

Разработка оптимального технологического режима получения ЦВВ проводилась для моносульфит-сульфатного процесса. Реализовы-валась матрица планирования полного факторного эксперимента типа 2 . В качестве переменных были взяты расход сульфитной соли на пропитку (3*7$ в единицах Х^; расход активной щёлочи на варку (10+131 в единицах Я-л^О) - Х2; продолжительность варки при 165°С (60+90 минут) - Х3. Обработка результатов эксперимента позволила составить уравнения регрессии для выявления влияния переменных факторов варки в исследованном-диапазоне их изменения на показатели качества ЦВВ:

выход цав, У1 = 57.5-0,2875X^2,2175^-1,0625X3+0.2875X^2--0,3875)(2Хэ;

массовая доля 'лигнина, # » У2 = 1б,4-0,7125Хт-1,9875Х2-

-1,0875Хэ-0,1875Х1Х2-0.'Иг5Х2Х3;

разрывная длина,м = У3 = 8175 + Э25Х^;

'сопротивление раздирании,ыН - У^ « 726,75 t23,75X^+71,25Х2+

ч21,25Х3.

Анализ уравнений регрессии показал,чю сульфирование в большей степени влияет «а Глубину делигнйфикации, чем на снижение выхода и положительно сказыввэтся на показателях прочности ЦВВ.

Расчёты, проведенные 0 Использование« получанных уравнений во всём диапазоне переменных факторов, показали, что увеличение рао-хода активной щёлочи Ка Сульфатную варку уоиливазт эффективное«) прьдваритального сульфирования для углубления делигнификации и сохранения выхода углеводов. Поэтому в выбранном для изучения диапазоне парэмэнных факторов процесса моносульфит-сульфатной варки оптимальный представляется режим, сочетающий использование верх- • них уровней переменных факторов, то есть расход сульфитной соли на пропитку 6-7$ в единицах ¿Ц^, расход активной щёлочи на варку 12-13$ в ециницахЛ&Д продолжительность варки при 165°С 90 минут.

ЯрбДббрабоТка повлияла на росприимчивооть модифицированной целлюлозы к действию отбеливающих реагентов. Сравнение способности к отбелка целлюлозы модифицированных варок и сульфатной целлюлозы близкого уровня жёсткости показало, что при отбелке по алаосичеокой схеме С Х-Щ-Г-Д-1Ц-Д) модифицированная целлюлоза требует расхода активного хлора на 20-25$ меньшего, чем сульфатная . •

Исхода из Данных о лучшей белиыооти целлулозы модифицированных варок, для нахождения бптимального режима её отбелки с точки зрения снижений содержания ХОС в стоках при сохранении высоких по' казателей качества по ГОСТ 9571-89Е были выбраны образцы целлюлозы о учётом .на только глубины-делигнйфикации, но и избирательности процесса» Было показано, что отбелка по схемам, включающим КЩО перекйсв ео&сроца я яиускшь хлора, позволяет, получать белёную цз ллюлозу парей ХБ-2 из модифицированной целлюлозы о выходом 46-48$ и жёСТкосТЬВ 26-29'единиц КапПа. При атом содержание ХОС-в стоках .находится ОД уровне 0,70-0,63 кг.С12/И целлюлозы. Интересно, что бйсуЛьфит-оульфатная целлюлоза, имевшая более высокий выход и жёс ткос'ть в оравйении о моносульфит-сульфатной, при отбелке по оди-

наковым схемам требует меньшего расхода активного хлора и достигает большей белизна, но при боу.в низком уровне показателей механической прочности.

Учитывая трудности регенераций отработанных сульфитсодержащих щелоков, большой практический интерэв представляет использование отработанных щелоков от бисульфитного и нейтрально-сульфитного производств в качества пропиточных перед 'сульфатной варкой. Опыты проводились в лабораторных и полузаводских условиях при получении как белимой целлвлозы так и ЦВВ. Была показана возможность замена свежего пропиточного раствора отработанным без изменения уровня избирательности при сохранении расходных параметров по сере. Таким образом модифицированная сульфатная варка может быть реализована на предприятиях, имеющих в своём составе как сульфатное так и нейтрально-сульфитное ( биоульфитное ) производства.

Основные выводы

•1. Предварительная пропитка сосновой щепы растворами бисульфита или моносульфита натрия перед сульфатной варкой обеспечивает углублённую делигнификацию при сохранении выхода и высоких показателей механической прочности.

2. Предваритеяьноэ сульфирование, Наряду с гидрофилйзациэй лигнина и активацией его последующей щелочной деструкции, увеличивает объём оубмикрокапилляров клеточной стенки сосновой древесины, улучшая таким образом её проницаемость для проникновения щёлочи на стадии сульфатной варки, что способствует углублённой' делигнификации.

3. Сульфирующая предобработка 'не вызывает изменения сульфид-ности варочного раствора. Эффект предобработки Суммируется с де-лигнифицирующим действием сульфатного щёлока, способствуя углублённой делигнификации. "Избыточная" сера со ступени предобработки в ходе варки переходит в сульфат.

Ц. Разработаны технологические режимы получения мо'носульфит-. -оульфатной и бисульфит-сульфатной целлюлозы с углублённой делиг-нификацией, ч также моносульфит-сульфатной ЦВВ с использованием метода факторного планирования эксперимента, обеспёчивающие получение полуфабрикатов с уровнями показателей, лучшими, чем у сульфатной целлюлоза.

. 5. Модифицированная сульфатная целлюлоза обладает лучшей способность!) к отбелке по сравнении о оульфатной одного уровня жест- . кости.

' 6.Б качестве пррпи'точных растворов при сульфатной варке с предобработкой чог.ут быть использованы отработанные щелока от нейтрально-сульфитного и бисульфитдаго производств.

7. ¡¡олузевсдские испытания подтвердили данные лабораторных исследований.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. A.c. IÖ01257 СССР, fECir Д 21 С 3/02, 1/04. Способ получения це или лозы-для изготовления бумаги / Л.И.Лузина, Р.С.Иозеф, Т.Я.Миронова ( CGCf ). - Rca: ил.

2. Лузина Л.К., Мильмэн Г.М., Иозеф P.C. Особенности пропитки сосновой иепы при получении сульфатной цёллюлозы с низким числом Каппа для проияводсгва бумаги // Основные- направления и координация работ в области химии древесины и целлюлозы до 2000-го года: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции 17-21 октября 1988г. - Л., IS88. - С. 16-17. _

3,. Иозеф P.C., Лузина Л.II. Получение целлюлозы пониженной жёсткости сульфатной варкой с предварительной пропиткой щепы растворами сульфитных солей-// Бумажная промышленность.- 1991. - tf4,-

- С.12-13.

4. Пурина Л.Т., Трейманис А.Л., Бренце A.A., Тимермане Г.Б., Иозеф-Р. С. Распределение лигнина и гемицеллюлоз в стенках волокон ■сульфит-сульфатных целлюлоз из древесины сосны // Химия древесины.

- 1991. - М.. - С. 37-44. ..'

5. Иозеф Р. С.., Лузина Л,И. Получение сульфатной целлюлозы высркосо выхода с испрльзованием отработанных щелоков от производства полуцеллюлозы. // Международная научно-техническая конференция Пап-йор 92.-2I-23. сентября 1992г. : Информационные сообщения. - С-Петербург,- 1992. - С. 8-9.