Образование минеральных отложений в варочных установках «Камюр». С. 181–192

УДК

676.164

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-181-192

Аннотация

Образование минеральных отложений является одной из основных причин вынужденных остановов варочных установок типа «Камюр». В настоящее время применение ингибиторов является одним из наиболее эффективных и дорогостоящих методов борьбы с солеотложениями. Именно поэтому правильный подбор ингибитора и его дозировки необходимы для достижения бесперебойной и экономически целесообразной работы оборудования. При этом требуется установление природы минеральных отложений и уровня содержания вызывающих их веществ. Результаты анализа образцов минеральных отложений варочных установок непрерывного действия типа «Камюр», отобранных на двух различных производствах действующего целлюлозно-бумажного предприятия Российской Федерации во время вынужденных остановов, подтвердили, что углекислый кальций является их основным компонентом. Преобладающим процессом, приводящим к образованию карбонатных кальциевых отложений в условиях варки целлюлозы, является взаимодействие ионов кальция и карбонат-ионов. Неустранимый источник карбонат-иона – белый щелок. Катион кальция в большем количестве поступает с древесиной (до 1,6 кг/т а.с.в), в меньшем – с белым щелоком (вследствие длительности реакции каустизации), и наименее значительно – со слабым черным щелоком, направляемым для поддержания гидромодуля варочного котла. Представлены уровни варьирования содержания карбоната натрия и катионов кальция в используемом сырье, их часовое поступление с учетом реальной производительности варочных установок и укрупненный баланс по кальцию для обследованных варочных установок непрерывного действия типа «Камюр» на производстве лиственной и хвойной сульфатной целлюлозы.

Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № FSRU-2026-0003.

Благодарности: Использовано оборудование ИТЦ СТПБС и ЦКП НО «Арктика» САФУ им. М.В. Ломоносова.

Сведения об авторах

В.В. Медведев*, мл. науч. сотр.; ResearcherID: ADK-0832-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9877-5829
Ю.В. Севастьянова, канд. техн. наук, проф.; ResearcherID: ABE-4746-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1806-9052
А.В. Гурьев, канд. техн. наук, проф.; ResearcherID: H-1586-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3372-3286
А.В. Поташев, канд. техн. наук, науч. сотр.; ResearcherID: H-1601-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7184-8338
А.С. Лыжина, инженер; ResearcherID: PGT-6856-2026, ORCID: https://orcid.org/0009-0003-9144-0078
А.В. Скорнякова, инженер; ResearcherID: LSI-9727-2024, ORCID: https://orcid.org/0009-0003-8947-1617
Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск, Россия; v.medvedev@narfu.ru*, j.sevastyanova@narfu.ru, a.guriev@narfu.ru, a.potashev@narfu.ru, lyzhina.a@edu.narfu.ru, a.skornyakova@narfu.ru

Ключевые слова

минеральные отложения, варочные установки, варочные установки типа «Камюр», сульфатная целлюлоза, жесткость воды, белый щелок, карбонат кальция

Для цитирования

Медведев В.В., Севастьянова Ю.В., Гурьев А.В., Поташев А.В., Лыжина А.С., Скорнякова А.В. Образование минеральных отложений в варочных установках «Камюр» // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 4. С. 181–192. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-181-192

Литература

1. Бриков А.В. Нефтепромысловая химия: Практическое руководство по борьбе с образованием солей. М.: Де`Либри, 2018. 335 с. 

2. Демаков Ю.П., Швецов С.М., Швецов А.М. Зольный состав древесины различных пород деревьев в пойменном биотопе // Актуал. проблемы лесн. комплекса. 2012. № 31. С. 125–129. 

3. Миловидова Л.А., Комарова Г.В., Королева Т.А., Севастьянова Ю.В. Сульфатная варка целлюлозы. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2019. 175 с. 

4. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1956–1963. 2 т. 936 с. 

5. Постникова М.В., Фоминых О.В., Ермашева В.М. Изучение причин образования накипи на оборудовании варочных установок «Камюр» // Вестн. ПНИПУ. Химич. технология и биотехнология. 2009. № 9. С. 272–278. 

6. Правилова Т.А. Химический контроль производства сульфатной целлюлозы. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 256 c. 

7. Севастьянова Ю.В., Миловидова Л.А., Комарова Г.В., Королева Т.А., Дубовый В.К. Регенерация химикатов в производстве сульфатной целлюлозы (каустизация и регенерация извести). Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2019. 143 c. 

8. Duggirala P.Y. Formation of Calcium Carbonate Scale and Control Strategies in Continuous Digesters. Eucalyptus Online Book & Newsletter. 2005. 34 p. Available at: https://www.eucalyptus.com.br/icep02/prassad_duggirala.pdf (accessed 04.01.26).

9. Gemzická E., Šima J., Vrška M., Holeš M. Effect of pH and Washing on Calcium and Magnesium Distribution Between Pulp and Filtrate. Chemical Papers, 2010, vol. 64, iss. 1, pp. 741–748. https://doi.org/10.2478/s11696-010-0061-3

10. Guo J., Severtson S.J. Inhibition of Calcium Carbonate Nucleation with Aminophosphonates at High Temperature, pH and Ionic Strength. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2004, vol. 43(17), pp. 5411–5417. https://doi.org/10.1021/ie049787i

11. Holmbom B. Analysis of Papermaking Process Waters and Effluents. Analytical Methods in Wood Chemistry, Pulping, and Papermaking. Berlin, Springer, 2017, pp. 269–285. https://doi.org/10.1007/978-3-662-03898-7_9

12. Huber P., Burnet A., Petit-Conil M. Scale Deposits in Kraft Pulp Bleach Plants with Reduced Water Consumption: A Review. Journal of Environmental Management, 2014, no. 141, pp. 36–50. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.01.053

13. Kemmer I. The NALCO Water Handbook. New York, McGraw-Hill, Inc., 1979. 1071 p.

14. Kent K., Mathur F., Bharati R. Proven Solutions to Minimise Inorganic Process Scaling in Pulp and Recovery. Appita: Technology, Innovation, Manufacturing, Environment, 2013, vol. 66, pp. 197–203.

15. Ketrane R., Saidani B., Gil O., Leleyter L., Baraud F. Efficiency of Five Scale Inhibitors on Calcium Carbonate Precipitation from Hard Water: Effect of Temperature and Concentration. Desalination, 2009, vol. 249, iss. 3, pp. 1397–1404. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.06.013

16. MacAdam J., Parsons S.A. Calcium Carbonate Scale Formation and Control. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 2004, vol. 3, pp. 159–169. https://doi.org/10.1007/s11157-004-3849-1

17. Severtson S., Duggirala P., Carter P., Reed P. Mechanism and Chemical Control of CaCO3 Scaling in the Kraft Process. TAPPI Journal, 1999, vol. 82, no. 6, pp. 167–174.

18. Sitholé B. Scale Deposit Problems in Pulp and Paper Mills. African Pulp and Paper Week, Durban, South Africa, October 8–11, 2002. Durban, South Africa, 2002. Available at: http://www.tappsa.co.za/archive/APPW2002/Title/Scale_deposit_problems/scale_deposit_problems.html (accessed 22.06.26).

19. Sithole B., Doucette M., Fiolet R. Controlling Barium Sulphate Scale Deposition Problems in an Unbleached Kraft Paper Mill. Journal of Scientific & Industrial Research, 2015, vol. 74(4), pp. 236–244.

20. Väisänen H. CaCO3 Scale Inhibition in Paper Making Processes – Evaluation of Testing Methods and Inhibitor Performance. M.Sc. Thesis. Tampere, Finland, Tampere University of Technology, 2011. 95 p.

21. Wikander K., Kjellin P., Holmberg K. The Effect of Lignin on Calcium Carbonate Scaling. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 2018, vol. 21, no. 3, pp. 286–289. https://doi.org/10.3183/npprj-2006-21-03-p286-289

22. Zakir T., Tran H., Papangelakis V.G. Characterization of Hard Scale Formed in the Kraft Mill Green Liquor Processing Equipment. TAPPI Journal, 2013, vol. 12, no. 1, pp. 55–61. https://doi.org/10.32964/TJ12.1.53

Ссылка на английскую версию:

Formation of Mineral Deposits in Kamur Digesters. P. 181–192