2SO3 = 2SO2 + O2
Серу плавят в плавильнике при температуре 144°С, и сжигают в воздухе в стационарной серной печи при температуре 1100-1200°С и давлении 9316-10787 Па. Печной газ охлаждают и очищают водой сначала в скруббере (180-220°С) а далее в газопромывателе барботажного типа (50-60°С).
б. Приготовление раствора соды.
Раствор карбоната натрия готовят в двухходовой мешалке непрерывного действия с лопастями. Содержание оксида натрия равно 5-6%.
в. Приготовление варочной кислоты.
Варочную кислоту получают в барботажной колонне поглощением сернистого газа разбавленным раствором соды по принципу противотока,
2SO2 + Na2CO3 + H2O → CO2 + 2NaHSO3 - ∆H.
Реакция необратимая, гетерогенная, экзотермическая;
SO2 + H2O = H2SO3.
Реакция простая, обратимая. Варочная кислота имеет следующий состав: содержание оксида серы (IV) – 3,8%, оксида натрия – 1,0-1,2%; свободной сернистой кислоты в пересчете на оксид серы (IV) не менее 65%; рН + 1,5-2,5 (при бисульфитном способе варки в варочной кислоте практически не содержится свободного диоксида серы и рН кислоты равно 3,5-5,0).
8.2 Принципы управления химическими реакциями получения варочной кислоты.
1. Для реакции образования оксида серы (IV) – создание оптимальных условий, при которых реакция Ж+Г протекает с возможно большей скоростью.
2. Для растворения оксида серы (IV) в растворе соды – создание условий для смещения равновесия реакции типа Г+Ж в сторону образования продукта реакции и применение противотока для получения большей площади соприкосновения реагирующих веществ.
Технологическая схема процесса варки целлюлозы представлена на схеме 2, Древесная щепа из древесного цеха и варочная кислота из кислотного цеха поступают в варочный котел периодического действия. Варка целлюлозы ведется при 100-148°С и давлении 6 атм. Конец варки определяют по цвету щелока и по остатку оксида серы (IV). После окончания варки из варочного котла производится сдувка газа в регенерационную цистерну, снижается давление и вытесняется щелок, содержащий оксида серы (IV) не больше 0,08%, растворимых веществ - 1,8%, в танк при 65-70°С. После этого щелок пропускают через фильтр, улавливают волокна, затем щелок поступает на отдувочную колонну, где из него отдувается SO2. Потом щелок передается в спиртодрожжевой цех для дальнейшей утилизации растворенных в нем веществ. В котле остается целлюлоза. Ее вымывают средними щелоками в сборник целлюлозной массы - буферную емкость, где она дополнительно разбавляется до получения однородной суспензии (массовая доля целлюлозы доводится до 1-1,5%).
Далее раствор целлюлозы подвергается очистке в центробежных сучколовителях, центробежных сортировках и центроклинерах, поступает на БГВК для сгущения. Сгущенная целлюлозная масса разбавляется до концентрации 3-4% и отправляется в цех по производству бумаги.
8.4. Предполагаемая технология отбелки перекисью водорода.
Проект отбелки целлюлозы разрабатывается Санкт-Петербургским ГИПРОБУМом (государственным институтом производства бумаги). В основе проекта заложена схема отбелки целлюлозы перекисью водорода с добавлением кислорода.
Производство бумаги показано на схеме 3. Жидковолокнистая масса, содержащая 2,5-3% целлюлозы из массного бассейна идет на размол. Полученная жидкая однородная суспензия целлюлозы поступает на составление композиций различных видов бумаги путем добавления древесной массы, а также клея (для придания водоотталкивающих свойств, для повышения сил связи между волокнами, придания бумаге жесткости и звонкости), глинозема (для закрепления клея на волокне, повышения удерживаемости мелкого волокна и наполнителя), наполнителей, таких как каолин, мел и др. (для улучшения печатных свойств бумаги, повышения гладкости) и лоска после каландирования, повышения непрозрачности и снижения себестоимости) и красящих веществ (для устранения нежелательных серых, желтых тонов в бумаге, для окраски и подцветки). Составленная композиция бумажной массы аккумулируется в бассейне, откуда поступает на бумагоделательные машины.
Отходы бумаги (оборотный брак) возвращаются для составления композиций.
В производстве бумаги используется оборотная вода.
Бумага с БДМ перерезается на ПРС (продольно режущих станках) в рулоны, упаковывается, маркируется и отправляется на склад готовой продукции. Обрезки с ПРС превращают в бумажную массу, которую перерабатывают в бумагу. Для получения более высоких показателей плотности, гладкости и лоска некоторая часть видов бумаг пропускается через супер-каландр.