Целлюлозно бумажный – Целлюлозно-бумажная промышленность России - это... Что такое Целлюлозно-бумажная промышленность России?

Содержание

Целлюлозно-бумажные комбинаты России — 25 предприятий

Целлюлозно-бумажная промышленность РФ является проблемной, но в то же время, и перспективной отраслью. На территории России действуют около 270 предприятий, которые распределены по экономическим районам:

Северный — Карелия и Архангельская обл.;
Уральский — Пермская и Свердловская обл.;
Волго-Вятский — республика Мари Эл и Нижегородская обл.

Структурно промышленность поделена на пять групп: Группа Инвестлеспром, Группа Илим, Континенталь Менеджмент, Группа Титан и Северо-западная лесопромышленная компания. Порядка 40% активов этих групп принадлежит иностранным собственникам.

Технологические процессы

Технология производства целлюлозы считается достаточно «грязной». Щелочная, сульфитная или сульфатная варка, как технологический процесс, не изменились, но оборудование, основная часть которого было создано в 70-х годах, морально и физически устарело (износ 70-80%). Технологический процесс непрерывный, что предъявляет особые требования к оборудованию, обслуживанию и поставкам сырья. Глубина переработки исходного материала в 2,5-3 раза ниже, чем в Норвегии, Японии или США. Серьёзных научно-исследовательских работ (НИОКР) в этой области не проводилось.

Продукция

Базовыми единицами продукции отрасли считаются: товарная целлюлоза — 40%, бумага — 30%, картон — 20%, древесная масса — 10%. Импортируется, в основном, товарная целлюлоза и картон, т.к. качество бумаги не соответствует мировым стандартам. Следует отметить резкое увеличение номенклатурных единиц продукции за последние 20 лет — с 2.5 тыс. наименований до 20 тыс. (медико-гигиеническая продукция, целлюлозно-полимерная и др.), что позволило удержаться отрасли «на плаву», поставляя товарную целлюлозу за границу в виде сырья.

Положение в отрасли

Целлюлозно-бумажная отрасль занимает особое место в структуре промышленности РФ. Это связано со спецификой отрасли, которая имеет положительные и отрицательные компоненты.

Положительные:

Высокий потенциал внутреннего рынка потребления. В настоящее время в РФ бумажной продукции потребляется порядка 50 кг на человека, в то время как в Европе — 160; США, Японии — 200.
Высокий потенциал отрасли в части энергетических и сырьевых ресурсов. В РФ распложено около четверти мировых запасов возобновляемого сырья — древесины.
Мощностей электрогенерирующих компаний достаточно для двукратного увеличения производства. Недостатка в водных ресурсах нет.
Развитие ЦБП создает новые рабочие места. В пересчете на численность работников отрасли одно рабочее место требует участия 10-15 человек в смежных отраслях: от заготовки, транспортировки сырья и воспроизводства лесов до машиностроения.

Отрицательные:

Отставание в научно-техническом развитии отрасли, что ведет к низкой степени передела сырья и получению продукции, не соответствующей мировым стандартам.

Структурная ориентированность отрасли. После развала СССР и министерств отрасль получила самостоятельность, но потеряла структурные (часто обязательные) связи с лесозаготовителями, что привело к потере поставщиков сырья, которые переориентировались на продажу кругляка или потребности собственных производств. Крупные предприятия вынуждены создавать собственные заготовительные структуры, которые усложняют производство (законы о природопользовании и воспроизводстве лесов, непрофильные структуры предприятия и т.п.).

Серьезное давление действующих технологий на экологию. На производство тонны продукции требуется 350 куб. м воды (на 1 автомобиль — 200), которая не может быть очищена до той степени, которая необходима для возврата в природу. Низкая степень переделки сырья (1 т целлюлозы — 2,5-3,1 т древесины) ведет к образованию отходов с высоким содержанием химических веществ, хранение или захоронение которых требует больших затрат.

Перспективы отрасли

В 2007 году Правительством РФ был принят ряд постановлений по модернизации ЦБП с целью повышения эффективности и снижения экологической нагрузки (в частности, закрытие Байкальского ЦБК). Предполагалось, что источниками финансирования будут: государство — 44% и частные инвестиции — 56%. Было сформировано 5 проектов, которые охватывали 17 крупных ЦБК. К началу 2012 осталось 5 ЦБК, т.к. остальные не смогли выдержать график модернизации из-за организационно-финансовых проблем, что не удивительно, зная владельцев активов. На сегодняшний день остался только проект лесоперерабатывающего комплекса на базе ОАО Ангара Пейпа.

Мировая конъюнктура рынка не вызывает оптимизма. После падения спроса на 29% в 2007-2008 годах годовой рост составляет 1,5-2%, что не делает благоприятными условия финансирования строительства новых производств и модернизации действующих. И это на фоне китайской экспансии на рынке целлюлозно-бумажной продукции, т.к. Китай за последние 10 лет увеличил производство в 3,3 раза на вновь созданных мощностях.

www.wiki-prom.ru

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ — это… Что такое ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ?

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ: комплексная отрасль экономики, что обусловлено своеобразием ее производственных процессов. Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1) собственно бумага, например оберточная, гигиеническая, писчая и печатная; 2) картон, например, используемый для производства бумажной тары; 3) строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве. Благодаря технологической близости процессов производства сырья (балансовой древесины и древесной массы) и конечного продукта (бумаги и картона) эта отрасль хозяйства с течением времени становилась все более интегрированной и автономной: изготовитель готовой бумаги обычно является также изготовителем бумажной массы, из которой делается бумага, и заготовителем балансовой древесины, из которой получают бумажную массу.

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫЙ КОМБИНАТ (Куопио, Финляндия).
ПРОИЗВОДСТВО БУМАГИ
Бумагоделательные машины. Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона — плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые — многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.
Плоскосеточная машина. Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна (с концентрацией примерно 0,5% от твердой бумажной массы) наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. Секция прессов с отсасывающими ящиками, сеткой и ее несущими компонентами составляет мокрое отделение машины. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины. Обычное сушильное устройство состоит из ряда полых цилиндров диаметром ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ1,2 м, которые нагреваются изнутри паром. Каждый сушильный цилиндр обтянут толстым грубым сукном, обеспечивающим сушку и перенос влажного полотна к очередному цилиндру; воды удаляется все больше, пока не останется 5-10%. После этого бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу; каландры представляют собой вертикальный ряд валов из отбеленного чугуна. Полотно направляется в просвет-зажим между верхними двумя валами и пропускается через каждый просвет до самого низа. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны. Рулоны направляются в типографию, на перерабатывающее предприятие или в другое отделение того же завода для мелования, разрезания на листы или переработки в другой продукт. Ширина плоскосеточной машины может составлять от 30 до 760 см. Рабочая скорость достигает 900 м/мин. Имеется разновидность плоскосеточной машины, где полотно высушивается на нагретом тщательно полированном валу диаметром 3-3,6 м. Эта машина предназначена специально для изготовления папиросной бумаги.

Цилиндровая машина. Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине. Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ150 м/мин. Первичное полотно, снимаемое сукном, получается довольно слабым, но в комбинации с другими и путем варьирования типов волокна можно получить прочный продукт. Как плоскосеточная, так и цилиндровая машины могут быть использованы в производстве бумаги и картона с машинным способом мелования. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАЖНОЙ МАССЫ
Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ БУМАГИ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ 1. Балансы транспортируются к открытым торцам вращающихся барабанов и очищаются от коры в результате того, что трутся друг о друга. Очищенные балансы подаются в рубильную машину, где превращаются в мелкую щепу. Щепа варится в варочном котле примерно три с половиной часа, после чего поступает в продувочный бассейн. 2. Распыленная древесная масса пропускается через промывочный агрегат и разбрызгивается; в распределительной ванне древесные волокна, пригодные для изготовления бумаги, через фильтровальные сетки поступают в отбеливающий бассейн. Древесная масса расплющивается, а затем подвергается трепанию в рафинере, так что волокна прочнее сцепляются вместе. 3. Суспензия примерно 99,5% воды и 0,5% массы из машинного бассейна равномерно наносится на сетку плоскосеточной бумагоделательной машины; при этом толщина бумажного полотна определяется настраиваемым лотком напорного ящика. Вода стекает через сетку в отсасывающий ящик, а вальцовые прессы и сушильные цилиндры осуществляют дальнейшее уменьшение влажности. В конце сушильного отделения при намотке на бобину бумага проглаживается каландрами. Рулон последовательно разрезается на части нужных ширины и веса и перематывается. Смотанный рулон готов к транспортировке.
Источники сырья для получения бумажной массы. Бумага и картон могут изготавливаться из любого богатого целлюлозой материала. Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, найлон и стекло.
Древесная масса. Древесина является предпочтительным материалом для изготовления бумажной массы; она содержит примерно 90% волокнистого материала, используемого в производстве бумаги. В зависимости от региона и возможностей предприятия на целлюлозно-бумажный завод могут завозиться или сплавляться балансы, имеющие длину от высоты дерева до заготовок размером 1,2 м. Горбыли и отходы лесопиления тоже годятся для получения целлюлозы; при этом на лесопильном или целлюлозно-бумажном заводе их предварительно превращают в щепу.
Процессы получения бумажной массы из древесины. Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полухимический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).
Механический процесс. В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.
Сульфитный процесс. Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита (HSO32-) в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой — для газетной бумаги, а отбеленная — для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги. В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полухимическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.
Содовый процесс. Этот процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги.
Сульфатный процесс. Этот процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.
Полухимический процесс. Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень «чистоты» бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход — вес массы на корд древесины — выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.
Подготовка бумажной массы. Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Однако существуют его разновидности, определяемые породой дерева, применяемыми химикатами и конечным продуктом. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. С этой целью волокна пропускаются между неподвижными ножами и ножами, смонтированными на вращающемся валу. При этом происходит трепание волокон, и их поверхностные характеристики изменяются, что позволяет получить более прочную бумагу. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски. Когда расплющивание не требуется, эти добавки могут быть введены в бумажную массу при ее подаче на бумагоделательную машину.
См. также БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ.
ЛИТЕРАТУРА
Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977 Шитов Ф.А. Технология целлюлозно-бумажного производства. М., 1978 Коган О.Б., Волков А.Д. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажной промышленности. М., 1980

ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Смотреть что такое «ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ» в других словарях:

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ — отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в т. ч. сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырье древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина, бук … Большой Энциклопедический словарь
целлюлозно-бумажная промышленность — отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в том числе сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырьё древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина … Энциклопедический словарь
Целлюлозно-бумажная промышленность — Целлюлозно бумажное производство процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела. История появления Впервые бумага упоминается в китайских летописях в 12 г до н … Википедия
Целлюлозно-бумажная промышленность — отрасль промышленности, выпускающая различные виды бумаги (См. Бумага), Картона и изделий из них, целлюлозу (См. Целлюлоза), изоляционные волокнистые и твёрдые древесно волокнистые плиты. Побочными продуктами отрасли являются этиловый… … Большая советская энциклопедия
Целлюлозно-бумажная промышленность России — (ЦБП России) отрасль российской промышленности. Основными продуктами отрасли являются целлюлоза, бумага и картон. Наличие отрасли обусловлено большими запасами леса. Содержание 1 История 2 Корпорации ЦБП … Википедия
Экономический очерк. Целлюлозно-бумажная промышленность — Экономический очерк. Целлюлозно бумажная промышленностьДоля целлюлозно бумажной промышленности в общей стоимости продукции обрабатывающей промышленности Латинской Америки выросла с 2,4% в 1950 до 4,9% в 1975. Почти всё производство бумаги и… … Энциклопедический справочник «Латинская Америка»
Африка. Экономический очерк. Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность — Стала активно развиваться в 1960 70 е гг. в странах Западной и Центральной Африки. В ряде стран (Конго, Камерун, БСК) в 70 е гг. были приняты специальные законы, обязывающие лесозаготовительные фирмы перерабатывать на месте от 30 до 60%… … Энциклопедический справочник «Африка»
Бумажная промышленность — I Бумажная промышленность см. Целлюлозно бумажная промышленность. II Бумажная промышленность («Бумажная промышленность», ) ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган Министерства целлюлозно бумажной… … Большая советская энциклопедия
Бумажная промышленность — I Бумажная промышленность см. Целлюлозно бумажная промышленность. II Бумажная промышленность («Бумажная промышленность», ) ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган Министерства целлюлозно бумажной… … Большая советская энциклопедия
Лесная, целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность — ЛЕСНÁЯ, ЦЕЛЛЮЛÓЗНО БУМÁЖНАЯ И ДЕРЕВООБРАБÁТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫ́ШЛЕННОСТЬ. За годы первых пятилеток практически были созданы и организационно оформились самостоят. отрасли пром сти по заготовке и переработке леса, возглавляемые Наркоматом лесной пром… … Великая Отечественная война 1941-1945: энциклопедия

dic.academic.ru

ЦБК — это… Что такое ЦБК?

Целлюлозно-бумажное производство — процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела.

История появления

Впервые бумага упоминается в китайских летописях в 12 г до н. э. Сырьем для её изготовления были стебли бамбука и луб шелковичного дерева. В 105 году Цай Лунь обобщил и усовершенствовал существовавшие методы получения бумаги.^[1]

В Европе бумага появилась в XI-XII веках. Она пришла на смену папирусу и пергаменту (который был слишком дорог). Сначала для её изготовления пользовались измельченным пеньковым и льняным тряпьем.

Еще в 1719 году Реомюр сделал предположение, что древесина может служить сырьем для производства бумаги. ^[2] Однако потребность в использовании древесины возникла только в начале XIX века, когда была изобретена бумагоделательная машина, резко увеличившая производительность, вследствие чего бумажные фабрики стали испытывать нехватку сырья.

В 1853 году Меллье (Франция) запатентовал способ получения целлюлозы из соломы варкой с 3%-м раствором гидроксида натрия в герметически закрытых котлах при температуре около 150°С (натронная варка). Почти одновременно Уатт (Англия) и Барджес (США) взяли патенты на производство целлюлозы подобным способом из древесины. Первый завод по производству натронной целлюлозы был постороен в 1860 году в США.

В 1866 году Б. Тильгман (США) изобрел сульфитный способ производства целлюлозы.

В 1879 году К. Ф. Даль, модифицировав натронную варку, изобрел сульфатный (крафт) способ производства целлюлозы.

Общие сведения

Поскольку для производства требуется древесина и много воды, целлюлозно-бумажные комбинаты обычно размещают на берегах больших рек, тогда появляется возможность использовать реки для сплава древесины, служащей основным сырьем для производства.

Для получения бумаги и картона используются следующие волокнистые полуфабрикаты (данные на 2000 год)^[3]:

макулатура — 43%
сульфатная целлюлоза — 36%
древесная масса — 12%
сульфитная целлюлоза — 3%
полуцеллюлоза — 3%
целлюлоза из недревесного растительного сырья — 3%

Для изготовления высших сортов бумаги, на которой печатают деньги и важные документы, пользуются также измельченными обрезками текстиля.

Кроме того, для придания специальных свойств в бумагу добавляют проклеивающие вещества, минеральные наполнители и красители.

Примечания

↑ Фляте Д. М. Технология бумаги. М.: Лесная промышленность, 1988
↑ Малкин И. Т. История бумаги – М.: Издательство Академии наук, 1940.
↑ Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. Под ред. Осипова П. С. – СПб: Политехника, 2003.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, комплексная отрасль экономики, что обусловлено своеобразием ее производственных процессов. Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1) собственно бумага, например оберточная, гигиеническая, писчая и печатная; 2) картон, например, используемый для производства бумажной тары; 3) строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве. Благодаря технологической близости процессов производства сырья (балансовой древесины и древесной массы) и конечного продукта (бумаги и картона) эта отрасль хозяйства с течением времени становилась все более интегрированной и автономной: изготовитель готовой бумаги обычно является также изготовителем бумажной массы, из которой делается бумага, и заготовителем балансовой древесины, из которой получают бумажную массу.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАГИ

Бумагоделательные машины.

Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона – плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые – многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.

Плоскосеточная машина.

Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна (с концентрацией примерно 0,5% от твердой бумажной массы) наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. Секция прессов с отсасывающими ящиками, сеткой и ее несущими компонентами составляет мокрое отделение машины. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины.

Обычное сушильное устройство состоит из ряда полых цилиндров диаметром ~1,2 м, которые нагреваются изнутри паром. Каждый сушильный цилиндр обтянут толстым грубым сукном, обеспечивающим сушку и перенос влажного полотна к очередному цилиндру; воды удаляется все больше, пока не останется 5–10%. После этого бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу; каландры представляют собой вертикальный ряд валов из отбеленного чугуна. Полотно направляется в просвет-зажим между верхними двумя валами и пропускается через каждый просвет до самого низа. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны. Рулоны направляются в типографию, на перерабатывающее предприятие или в другое отделение того же завода для мелования, разрезания на листы или переработки в другой продукт. Ширина плоскосеточной машины может составлять от 30 до 760 см. Рабочая скорость достигает 900 м/мин. Имеется разновидность плоскосеточной машины, где полотно высушивается на нагретом тщательно полированном валу диаметром 3–3,6 м. Эта машина предназначена специально для изготовления папиросной бумаги.

Цилиндровая машина.

Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине.

Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы ~150 м/мин. Первичное полотно, снимаемое сукном, получается довольно слабым, но в комбинации с другими и путем варьирования типов волокна можно получить прочный продукт. Как плоскосеточная, так и цилиндровая машины могут быть использованы в производстве бумаги и картона с машинным способом мелования. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАЖНОЙ МАССЫ

Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.

Источники сырья для получения бумажной массы.

Бумага и картон могут изготавливаться из любого богатого целлюлозой материала. Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, найлон и стекло.

Древесная масса.

Древесина является предпочтительным материалом для изготовления бумажной массы; она содержит примерно 90% волокнистого материала, используемого в производстве бумаги. В зависимости от региона и возможностей предприятия на целлюлозно-бумажный завод могут завозиться или сплавляться балансы, имеющие длину от высоты дерева до заготовок размером 1,2 м. Горбыли и отходы лесопиления тоже годятся для получения целлюлозы; при этом на лесопильном или целлюлозно-бумажном заводе их предварительно превращают в щепу.

Процессы получения бумажной массы из древесины.

Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полухимический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6–7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).

Механический процесс.

В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.

Сульфитный процесс.

Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита (HSO₃^2–) в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой – для газетной бумаги, а отбеленная – для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги.

В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полухимическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.

Содовый процесс.

Этот процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги.

Сульфатный процесс.

Этот процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.

Полухимический процесс.

Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень «чистоты» бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход – вес массы на корд древесины – выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.

Подготовка бумажной массы.

Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Однако существуют его разновидности, определяемые породой дерева, применяемыми химикатами и конечным продуктом. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. С этой целью волокна пропускаются между неподвижными ножами и ножами, смонтированными на вращающемся валу. При этом происходит трепание волокон, и их поверхностные характеристики изменяются, что позволяет получить более прочную бумагу. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски. Когда расплющивание не требуется, эти добавки могут быть введены в бумажную массу при ее подаче на бумагоделательную машину. См. также БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ.

www.krugosvet.ru

Целлюлозно-бумажная промышленность как отрасль народного хозяйства

Одной из старейших и самых развитых отраслей народного хозяйства любой страны, России, в частности, является целлюлозно-бумажная промышленность. На территории государства открытие первого завода указанного типа датируется эпохой правления Петра I. Данное предприятие носило название «Красносельская бумажная мануфактура». Именно там было положено начало развитию всей российской бумажной промышленности в целом.

На современном этапе данная фабрика именуется так: «Красногородский экспериментальный целлюлозно-бумажный завод». Если в давнее время производство и переработка материалов осуществлялись на зарубежном оборудовании, то теперь, благодаря развитию науки и внедрению новых технологий, заводы и фабрики используют машины и станки отечественной сборки.

Целлюлозно-бумажная промышленность базируется на выпуске бумаги разнообразного качества, разнопланового картона с огромным количеством свойств, а также изделий из данных материалов. Древесно-волокнистые плиты (в народе известные как ДВП) и изоляционно-волокнистое сырье также являются основными продуктами данной сферы народного хозяйства. Как и любое производство, целлюлозно-бумажная промышленность России и всего мира имеет побочные результаты своей работы. Так, ими являются кормовые дрожжи, некоторые химические элементы из класса этиленов и жирных кислот, скипидар, канифоль и прочее.

Ни для кого не секрет, что такие продукты, как бумага для газет и журналов, высочайшего сорта бумага и ее низкокачественный упаковочный аналог, различные типы обоев выпускаются посредством переработки древесины.

При этом во многих государствах лесное хозяйство насыщает своими материалами изначально такую отрасль, как целлюлозно-бумажная промышленность (порядка 70%), а затем и прочие. К таким странам относится в первую очередь Финляндия. При этом в данном государстве, да и в других тоже, распространена повторная переработка бумажного сырья – вторсырья или макулатуры.

Новейшие технологии, которые применяются на современном этапе, позволяют комбинировать картон и бумагу с прочими материалами. Результатом успешных опытов такого характера является расширенное производство водонепроницаемых, прочных и легких упаковочных материалов, которые применяются при транспортировке, хранении и реализации некоторых видов жидкостей.

Как правило, целлюлозно-бумажная промышленность использует для своих целей ель и некоторые лиственные породы деревьев. Целлюлозу получают вследствие химической обработки сосны и березы.

Бумажная промышленность России и других стран использует для отбеливания бумажных страниц химическое вещество – хлор. В ходе применения данного элемента образуются агрессивные соединения, отрицательно воздействующие на окружающую среду. Защитники планеты в сотрудничестве с различными химическими компаниями ратуют за использование для данных целей кислорода, который никоим образом не влияет на загрязнение водоемов и воздуха. На сегодняшний момент огромное количество предприятий старается перейти именно на сберегающую экологию технологию.

fb.ru

Целлюлозно-бумажное производство

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

В состав целлюлозно-бумажного производства входит по лучение волокнистых полуфабрикатов — целлюлозы и древес ной массы — и их переработка в различные виды бумаги и картона.

При варке измельченной древесины, т. е. обработке ее раствором химических реагентов (варочным раствором) при повышенных температуре и давлении, происходит ее делигнифи — кация — большая часть лигнина растворяется, клетки древесины разъединяются и получается волокнистая техническая целлюлоза.

Основными методами получения целлюлозы являются сульфатный и сульфитный; применяют также бисульфитный, нейтрально-сульфитный, различные комбинированные и ступенчатые методы варки. Перспективными являются окислительные методы — кислородно-содовый, кислородно-щелочной и др., которые не связаны с использованием серосодержащих реагентов и поэтому оказывают меньшее влияние на окружающую среду.

Путем соответствующего подбора реагентов и условий варки регулируют выход технической целлюлозы и ее свойства, в первую очередь остаточное содержание лигнина. Чем полнее удален лигнин при варке, тем волокно светлее, но выход его меньше. Целлюлозу вырабатывают нормального выхода (40—50 % от массы абсолютно сухого сырья), которая подразделяется на жесткую (содержащую 3—8% лигнина), среднежесткую (1,5—3%) и мягкую (менее 1,5% лигнина) и высокого выхода (50—60 %)• Получают также полуцеллюлозу (выход 60—85 %), содержащую половину или более исходного лигнина и требующую механического размола для превращения ее в волокнистую массу.

Техническая небеленая целлюлоза пригодна для изготовления многих видов продукции — газетной и мешочной бумаги, тарного картона и др. Для получения высших сортов писчей и печатной бумаги, где требуется повышенная белизна, используют среднежесткую и мягкую целлюлозу, которую отбеливают химическими реагентами, например хлором, двуокисью хлора, гипохлоритом кальция или натрия, перекисью водорода.

Особо очищенную (облагороженную) целлюлозу, содержащую 92—97 % альфа-целлюлозы (т. е. фракции целлюлозы, нерастворимой в 17,5%-ном водном растворе едкого натра) используют для изготовления химических волокон, в том числе вискозного шелка и высокопрочного вискозного кордного волокна для производства автомобильных шин.

Древесную массу получают механическим разделением древесины на волокна. Большое количество волокнистой массы вырабатывают из вторичного сырья — макулатуры, доля которой в производстве бумаги и картона превышает 20% от всего используемого волокна. На некоторых предприятиях целлюлозу получают из тростника.

Сырье для- производства волокнистых полуфабрикатов. Основным видом сырья является древесина. Для производства сульфатной целлюлозы пригодна древесина любых пород; наиболее часто используют древесину сосны и лиственницы, однако все больше возрастает доля древесины лиственных пород. В то же время для производства сульфитной целлюлозы необходима малосмолистая древесина, преимущественно ели и пихты. Поэтому дальнейшее развитие целлюлозного производства происходит в основном за счет сульфатного, а также новых методов варки.

Древесина поступает на предприятия в основном в виде балансов— бревен длиной 4,5 м и более (долготье), толщиной в верхнем отрубе 6—24 см или отрезков длиной 1,25—1,5 м (коротье), а также в виде технологической щепы. Такая щепа изготовляется на лесозаготовительных и лесопильно-деревооб — рабатывающих предприятиях из отходов основного производства. Отдельные предприятия используют также крупные опилки.

Доставка древесины на предприятия производится сплавом (в баржах или плотах), железнодорожным и автомобильным транспортом. Щепа доставляется железнодорожными вагонами— щеповозами и специальными автощеповозами большой вместимости, 12—40 м3.

Лесные склады современных целлюлозно-бумажных предприятий хорошо оснащены механизмами для выгрузки сырья из транспортных средств, укладки его и подачи в производство— вагонаопрокидывателями, мостовыми, кабельными и стреловыми кранами, конвейерами, кучеукладчиками (стакерами) и др. Хранят древесину в штабелях, кучах и в незамерзающих рейдах на воде.

В кучи укладывают балансы в окоренном виде, используя для окорки корообдирочные (окорочные) барабаны или роторные окорочные станки. Долготье предварительно разделывают на многопильных станках (слешерах). Окорка является очень важной операцией, так как кора плохо проваривается, а при сульфитном методе вовсе не проваривается, в результате чего снижается производительность варочного оборудования и целлюлоза загрязняется частичками коры. Снятую кору используют в качестве топлива, для приготовления сельскохозяйственных удобрений и др.

Щепу хранят в кучах по 150—250 тыс. м3, высота куч до 30 м. Насыпают щепу в кучу и подают ее в производство преимущественно пневмотранспортом.

Балансы и технологическую древесину измельчают на дисковых многоножевых рубительных машинах. Размеры щепы, мм: длина (вдоль волокон) 16—20, ширина 20—25, толщина 2—3. Более крупные щепки (в среднем 8 % от всей щепы) и мелочь (опилки, пыль — около 2%) отделяют от годной щепы на плоских щепосортировочных установках. Крупную щепу дополнительно измельчают в дезинтеграторах. Отходы от измельчения и сортировки (суммарно около 3%) сжигают.

Производство сульфатной целлюлозы. Схема производства сульфатной целлюлозы приведена на рис. 2.1. Варят целлюлозу с варочным раствором (сульфатным, или белым, щелоком), содержащим едкий натр, сернистый натрий, небольшое количество карбоната и сульфата натрия.

На каустизацин)

Рис. 2.1. Схема производства сульфатной целлюлозы:

/ — варочный котел; 2 — выдувной резервуар; 3 — сучколовитель; 4 ~ промывной фильтр; 5 — сборник щелока; 6 — сортировка; 7 — центриклннер; 8 — сгуститель; 9 — бассейн целлюлозы; 10 — сборник белого щелока; 11 — известерегенерационная печь; 12 — каус — тизатор; 13 — растворитель плава; 14 — содорегенерационный котлоагрегат; 15 — выпарной аппарат; / — варочный цех; // — промывной цех; /// — очистный цех; IV — Цех регенерации

Едкий натр и сернистый натрий составляют активную часть белого щелока. Их суммарная концентрация в пересчете на Na20 колеблется от 70 до 120 г/л. Чем больше активной щелочи в варочном растворе и чем выше температура и давление в варочном котле, тем быстрее идет варка и полнее удаляется лигнин, но тем ниже выход волокна. Обычно температура варки 165—180 °С, давление в котле 0,7—1,2 МПа (1 МПа равен 9,81, округленно 10 кгс/см2). Гидромодуль, т. е. объем жидкости в кубических метрах на 1 т абсолютно сухого сырья, составляет 4-f-4,5 : 1.

Порядок варки целлюлозы в котлах периодического действия следующий. В котел загружают щепу в количестве 0,3— 0,35 м3 на 1 м3 вместимости котла, а при применении пропарки щепы или специальных уплотнителей — 0,4 м3 или даже больше. Затем заливают варочный раствор, закрывают котел и начинают нагревать его содержимое, для чего щелок непрерывно прокачивают циркуляционным насосом через подогреватель. Температуру в котле поднимают до заданной конечной величины (этот период называют заваркой), потом следует стоянка при этой температуре (собственно варка). Заварку ведут медленно, чтобы щепа хорошо пропиталась варочным щелоком; в этот период для удаления воздуха и образующихся летучих продуктов (скипидара, метилового спирта и др.) производят сдувку парогазовой смеси — терпентинную сдувку. Парогазовая смесь поступает в щелокоуловитель и далее подвергается дробной конденсации. От конденсата во флорентине отделяют сырой сульфатный скипидар в количестве 8—12 кг из сосновой древесины, 1—2 кг из еловой древесины в расчете на 1 т выработанной целлюлозы.

При производстве вискозной и кордной целлюлозы щепу в котле сначала подвергают предгидролизу с целью удаления гемицеллюлоз. Для этого ее обрабатывают 0,3—0,5%-ной серной кислотой при 120—130 °С или водой при 160—170 °С. Предгидролизат отбирают из котла и направляют на производство дрожжей, после чего в котел заливают варочный раствор и начинают варку. По окончании варки, обычно не снижая давления в котле, целлюлозную массу выдувают из него в выдувной резервуар, осматривают котел и готовят к новой загрузке.

Полный оборот котла продолжается 5—8 ч, в том числе загрузка щепы и заливка щелока примерно 1—1,5 ч, заварка 2—4,5 ч, варка до 1 ч, конечная сдувка, выгрузка целлюлозы и осмотр котла около 1 ч.

Стационарный варочный котел (рис. 2.2) стальной, облицован внутри легированной сталью. Общая высота 13—17 м, диаметр цилиндрической части 3,6—4,5 м, загрузочной горловины 800 мм, выгрузочной — 700 мм, вместимость 100—200 м3. Щелок забирается из средней части котла и возвращается циркуляционным насосом в верхнюю и нижнюю его части.

Рис. 2.2. Схема стационарного варочного котла для сульфатной варки:

/ — циркуляционный насос; 2 — корпус; 3 — всасывающий трубопровод; 4 — заборный патрубок; 5 —сита; 6 — уровень щелока; 7 — щепа; 8 — сдувочный патрубок; 9 — бунКер; 10 — загрузочная горловина; // — кольцевой спрыск; 12 — колонки задвижек; 13 — Нагнетательные трубопроводы; 14 — подогреватель; 15 — изоляция; 16 — патрубок поДачи пара; 17 — выдувной вентиль; 18 — выгрузочная горловина

Рис. 2.3. Схема варочной установки «Камюр»:

1 — варочный котел; 2, 3, 4— насосы высокого давления; 5 — регулирующий бак варочного щелока; 6 — питатель высокого давления; 7 — пропарочная цистерна; 8 — Питатель низкого давления; 9— расходомер; 10— бункер; II — магнитный сепаратор; 12 — питающий трубопровод; 13 — загрузочное устройство; 14—винт; 15 — цилиндрическая сетка; 16, 17, 22, 23—подогреватели; 18, 19 — циклоны-испарители; 20 — выдувное устройство; 21 — разгрузочное устройство; 24, 25, 26, 27 — ситовые пояса

На многих заводах котлы периодического действия оснащены автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУ ТП), ведущими варку по заданной программе.

Выгруженную из котла целлюлозу промывают водой в диффузорах или на барабанных фильтрах и затем подвергают многоступенчатой очистке от сучков, непровара, частичек коры, песка и др. Сначала производят грубое сортирование на вибрационных или центробежных сучколовителях, потом тонкое сортирование в центробежных сортировках, вихревых очистителях (центриклинерах) и др.

Варочный котел непрерывного действия «Камюр» (рис. 2.3) имеет общую высоту 45 м, диаметр 4,7 м, дает в сутки 450— 500 т целлюлозы (имеются также установки производительностью 800—900 т/сут).

Щепу из бункера подают при помощи питателя низкого давления в пропарочную цистерну, где из щепы удаляются

Рис. 2.4. Схема варочной установки «Пандия»:

1 — бункер; 2 — питатель высокого давления; 3 — пропиточная труба; 4 — бак циркулирующего щелока; 5 — бак белого щелока; 6 — разгрузочное устройство; 7— варочные трубы

Вода и скипидар. Пропаренная щепа перемещается винтовым конвейером к роторному питателю высокого давления, который подает ее в котел и одновременно служит запорным клапаном. Выходящая из питателя высокого давления щепа транспортируется щелоком к загрузочному устройству котла, оснащенному вертикальным вращающимся винтом. Варочный щелок подают насосом в верхнюю часть котла. Щепа опускается в котле под собственной тяжестью.

В верхней зоне котла идет заварка, в средней варка, в нижней частичная промывка целлюлозы слабым щелоком. Целлюлозная масса концентрацией 14—16%, охладившаяся до 80—85 °С, непрерывно выгружается и поступает в выдувной резервуар. Щепа в каждой зоне находится 1,5 ч, а всего 4,5 ч.

Для получения из древесины лиственных пород целлюлозы высокого выхода и полуцеллюлозы используют преимущественно непрерывнодействующую установку «Пандия» (рис. 2.4). Варку проводят в варочных трубах при 160—180 °С. Число труб от 2 до 8, они имеют диаметр 0,6—1,2 м, длину 6—12 м, оснащены винтами.

В установке «Пандия» нет зоны заварки, целлюлоза выгружается без промывки, поэтому время пребывания щепы в аппарате сокращается до 15—60 мин, но выход волокна и его прочность несколько снижаются.

По окончании варки щелок (7—10 м3/т целлюлозы) имеет почти черный цвет, поэтому его называют черным щелоком. В щелок переходит большая часть лигнина древесины в виде щелочного лигнина, а также часть гемицеллюлоз, которые в щелочной среде гидролизуются и окисляются, образуя в основном оксикислоты. Ацетильные группы древесины при варке отщепляются, образуя уксусную кислоту, находящуюся в щелоке в виде уксусно-кислого натрия.

Черный щелок упаривают в многокорпусных вакуум-выпарных установках, добавляют сульфат натрия для возмещения потерь щелочи, происходящих в производстве (отсюда и название способа), а затем щелок сжигают в топках специальных паровых котлов — содорегенерационных котлоагрегатов (СРК). При этом сгорает органическая часть щелока, а сульфат натрия превращается в сернистый натрий; едкий натр переходит в углекислый натрий.

Плав растворяют в слабом белом щелоке или в воде и получают зеленый щелок, который обрабатывают гашеной известью для перевода углекислого натрия в едкий натр. Получается белый щелок, который снова используют для варки целлюлозы.

Смоляные и жирные кислоты, содержащиеся в древесине, при варке превращаются в натриевые соли. Эти соли при отстаивании собираются на поверхности черного щелока, образуя сульфатное мыло.

Путем подкисления черного щелока серной кислотой или двуокисью углерода из него можно выделить щелочной лигнин, применяемый в производстве пластических масс, резинотехнических изделий и др. Из черного щелока можно получить другие лесохимические продукты. Например, из подкисленного упаренного черного щелока можно извлечь метилэтилкетоном уксусную и муравьиную кислоты, различные оксикислоты и др.

Производство сульфитной целлюлозы. Еловая или пихтовая щепа из хорошо окоренной древесины варится с сульфитной варочной кислотой в периодически действующих стальных футерованных или биметаллических варочных котлах вместимостью 160—400 м3.

Варочная кислота представляет собой водный раствор бисульфита кальция, либо магния, натрия, аммония с большим избытком свободного сернистого ангидрида. Для получения варочной кислоты сжигают серу или серный колчедан в печах, печные газы очищают, охлаждают и пропускают через башни с известковым камнем, орошаемые холодной водой, либо через абсорберы, орошаемые соответственно магнезиальным молоком, водным раствором карбоната натрия, гидроокиси аммония.

Готовая варочная кислота содержит при кальциевом основании 3—4 % сернистого ангидрида, в том числе более половины в свободном виде. При натриевом или аммониевом основании содержание сернистого ангидрида достигает 8 % или более, в том числе свыше 3/4 в свободном виде.

Повышение содержания сернистого ангидрида в варочной кислоте ускоряет варку, несколько увеличивает выход целлюлозы и повышает ее качество. В процессе варки лигнин превращается в лигносульфоновые кислоты и переходит в раствор.

Порядок варки следующий. В котел загружают щепу, пропаривают ее с целью полного удаления воздуха, затрудняющего пропитку щепы варочной кислотой, и одновременно закачивают варочную кислоту. При заварке щепы температуру в котле повышают до 104—115 °С и поддерживают ее необходимое время. Заварка длится 2—6 ч. После этого температуру повышают до 130—155 °С и ведут варку при этой температуре. Чтобы давление в котле не превышало заданной величины (от 0,4 до 0,7 МПа), в процессе нагревания производят сдувку парогазовой смеси. Общая продолжительность оборота котла составляет 6—10 ч.

На каждую тонну полученной целлюлозы приходится 6,5— 8 м3 сульфитного щелока. Часть щелока удаляют из котла после варки самотеком, часть вытесняют оборотным щелоком. Затем целлюлозную массу из котла вымывают оборотным щелоком, щелок отделяют от массы. Такой ступенчатый способ позволяет использовать для дальнейшей переработки до 90 % всего щелока без значительного разбавления его водой.

Остающуюся в сцеже целлюлозу промывают, очищают, сортируют, отбеливают и облагораживают так же, как сульфатную целлюлозу. При одинаковой степени делигнификации, т. е. при одинаковом остаточном содержании лигнина, выход сульфитной целлюлозы немного больше, чем сульфатной, а прочность немного меньше.

Скипидар, содержащийся в древесине, в процессе сульфитной варки сильно изменяется. Он улавливается из сдувочных газов и носит название сульфитного масла, или сульфитного скипидара, или сырого цимола. Сульфитное масло содержит до 80—85 % п-цимола, образующегося в процессе варки из терпеновых углеводородов, главным образом из пинена. Выход сульфитного масла из еловой древесины 0,6—1 кг/т целлюлозы.

Производство древесной массы. Существуют два основных способа получения древесной массы. Путем истирания еловых или пихтовых балансов длиной 1 —1,2 м дефибрерными камнями в дефибрерах получают дефибрерную древесную массу, а путем размола древесной щепы любых пород на дисковых мельницах (рафинерах)—рафинерную. Преимущественное развитие в последнее время получает производство рафинерной древесной массы. Качество ее значительно улучшается, если перед размолом щепу пропарить; получаемый продукт называют термомеханической древесной массой. Наиболее высокое качество у химико-термомеханической древесной массы,, для получения которой щепу перед размолом пропитывают некоторыми химикатами и пропаривают.

Выход обычной древесной массы 95—96 % от древесины, химико-термомеханической около 90 %. Древесная масса применяется при изготовлении большинства видов бумаги и картона, составляя около 40 % от всех используемых волокнистых полуфабрикатов.

Производство бумаги и картона. Ассортимент бумаги н картона очень широк — более 500 видов

msd.com.ua