Влияние расхода и концентрации активной щелочи

Влияние температуры

Основные факторы сульфатной варки

На скорость делигнификации и качество получаемого полуфабриката оказывает влияние изменение показателей процесса варки, которые называют факторами варки. Факторы – это переменные процесса, изменение которых оказывает влияние на скорость процесса, выход и качество целлюлозы. К наиболее существенным факторам можно отнести:

Расход активной щелочи на варку

Концентрация активной щелочи в варочном растворе

Температура варки

Сульфидность белого щелока

Качество щепы и порода древесины

Добавка черного щелока

Для оценки влияния температуры на продолжительность варки используют правило Брэя. В интервале температур 140…180 ºС повышение температуры на каждые 10 ºС приводит к сокращению продолжительности варки до одного и того же выхода в два раза.

Более точно влияние температуры и продолжительности варки на выход и показатели целлюлозы позволяет сделать расчет фактора Н, который в виде основной составляющей входит в уравнение, описывающее влияние различных факторов варки на число каппа целлюлозы после варки.

Исследования, проведенные в последние 10…15 лет, показали, что для повышения селективности делигнификации необходимо снижение конечной температуры варки до 150…160 ºС. Варка при высоких температурах (165…172 ºС) используется при получении целлюлоз с высоким выходом.

При обычной варке концентрация активной щелочи в щелоке изменяется от начальной, более высокой, до конечной, относительно низкой, так как щелочь расходуется в основном на нейтрализацию кислых органических веществ. Чем глубже степень провара, тем выше должен быть теоретический расход активной щелочи на варку. Как правило, на варку расход щелочи задается с некоторым избытком, величина которого зависит от степени провара целлюлозы. Для «мягких» целлюлоз этот избыток составляет порядка 50 %, для «жестких» - 10…15 % и играет роль фактора, ускоряющего варку и позволяющего получить целлюлозу с заданным числом каппа за приемлемое время.

Начальная концентрация активной щелочи в варочном щелоке связана с расходом активной щелочи на варку через гидромодуль варки:

где: А – расход активной щелочи на варку, кг/т, с₀ – начальная концентрация активной щелочи в варочном растворе; V – общий объем жидкости в котле, м³/т; G – масса абсолютно-сухой древесины на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, т/т; ГМ – гидромодуль варки.

В производственных условиях варка ведется при одинаковом гидромодуле, и поэтому возможно влиять на скорость варки, меняя расход активной щелочи, так как при этом неизбежно меняется начальная концентрация активной щелочи.

Увеличение расхода активной щелочи ведет к повышению концентрации активной щелочи в течение всей варки, и позволяет существенно сократить продолжительность варки при данной температуре, или понизить температуру варки и сохранить производительность варочной установки. Как было показано в работах Хартлера, изменение начальной и конечной концентрации активной щелочи в варочном растворе может существенно повысить избирательность делигнификации. Достигается практически постоянный уровень концентрации активной щелочи в течение всей варки путем распределенной (дробной) подачи белого щелока по ходу варки, что позволяет получить целлюлозу с более низким значением числа каппа при сохранении выхода целлюлозы.

Дата добавления: 2014-01-07