Экологически надежная технология отбелки сульфитной целлюлозы

УДК

DOI:

Аннотация

Задача работы состояла в оценке целесообразности отбелки бисульфитной целлюлозы с высоким содержанием остаточного лигнина (7,5 %) по Elemental Chlorine Free (ECF)-технологии пероксидом водорода в кислой среде и хлоритом натрия, сульфитной целлюлозы – по Total Chlorine Free (TCF)-технологии пероксидом водорода по разработанным авторами схемам. Отбелки проводили в лабораторных условиях. Условия обработки целлюлозы на отдельных ступенях отбелки оптимизированы с использованием программного пакета статистического анализа Statgraphics V.5.0. Показано, что обе схемы отбелки довольно жестких бисульфитной и сульфитной целлюлозы характеризуются мягким окислительным воздействием на компоненты целлюлозы и дают  положительные результаты по выходу, показателям качества целлюлозы, а также обеспечивают высокую степень обессмоливания целлюлозы по общей и «вредной» смоле, что способствует устранению «смоляных затруднений». Основные показатели промывных вод указывают, что по уровню загрязненности сточных вод предлагаемые технологии отвечают современным требованиям. Предлагаемая схема отбелки по ECF-технологии с заменой кислородно-щелочной обработки пероксидной делигнификацией и диоксида хлора растворимым в воде взрывобезопасным хлоритом натрия разработана для отбелки сульфатной и бисульфитной жесткой целлюлоз и может быть с успехом внедрена на любом действующем предприятии целлюлозно-бумажной промышленности без значительных капитальных затрат. Внедрение TCF-схемы пероксидом водорода также не требует больших вложений.

Сведения об авторах

Ф.Х. Хакимова, д-р техн. наук, проф.

К.А. Синяев, канд. техн. наук, доц.

Д.Р. Нагимов, канд. техн. наук, доц. 

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский просп., д. 29, г. Пермь, Пермский край, Россия, 614990; е-mail: tcbp@pstu.ru

Ключевые слова

Литература

Список литературы

1. Аким Г.Л. Бесхлорная отбелка целлюлозы // Целлюлоза. Бумага. Картон.  2001. № 5-6. С. 24–28.

2. Боголицын К.Г., Соболева Т.В., Гусакова М.А., Почтовалова А.С., Личути-
на Т.В. Научные основы эколого-аналитического контроля промышленных сточных вод ЦБП.  Екатеринбург: УрО РАН, 2010.  167 с.

3. Миловидова Л.А. Комарова Г.В., Королева Т.А. Отбелка целлюлозы: учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005.  130 с.

4. Неволин В.Ф. Шпаков Ф.В. Об устойчивости хлорированных органических соединений в технологических средах и сточных водах ЦБП // Целлюлоза. Бумага. Картон.  2007.  № 9.  С. 38–43.

5. Неволин В.Ф., Шпаков Ф.В., Стебунов О.Б.  Результаты исследований для установления нормативов при сбросе хлорорганических соединений // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2003.  № 3-4.  С. 36–38.

6. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учеб. пособие для вузов. М.: Экология, 1991. 320 с.

7. Пат. 2315831 РФ, МПК Д 21 С  9/10, 9/16. Способ делигнификации целлюлозы / Хакимова Ф.Х., Ковтун Т.Н., Носкова О.А., Нагимов Д.Р. № 2006118774/12; заявл. 30.05.2006; опубл. 27.01.2008.

8. Пат. 2503764 РФ, МПК Д 21 С  9/10. Способ отбелки бисульфитной целлюлозы / Хакимова Ф.Х.,  Ковтун Т.Н., Синяев К.А.,  Носкова О.А.  – № 2012151136/12; заявл. 28.11.2012; опубл. 10.01.2014.

9. Пен Р.З. Планирование эксперимента в Statgraphics. Красноярск: Кларетианум, 2003. 246 с.

10. Старостенко Н.Н., Непенин Н.Н. Сравнительное изучение способов определения вредной смолистости целлюлозы и их характеристика // Сб. тр. ЛТА. 1980.
Вып. № 80. С. 3–17.

11. Хакимова Ф.Х., Нагимов Д.Р., Хакимов Р.Р., Носкова О.А. Новые решения в технологии бесхлорной отбелки целлюлозы // Журн. приклад. химии. 2013.  Вып. 10, т. 86. С.1565–1570.

12. Хакимова Ф.Х., Синяев К.А.,  Ковтун Т.Н.  Отбелка сульфатной хвойной целлюлозы по ECF-технологии пе­роксидом водорода и хлоритом натрия // Лесн. журн.  2012. №4. С. 112–121. (Изв. высш. учеб. заведений).

Поступила 07.07.15

Ссылка на английскую версию:

UDC 676.164.3.023.1

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.3.147

Environmentally Sound Technology of Sulphite Pulp Bleaching

F.Kh. Khakimova, Doctor of Engineering Sciences, Professor

K.A. Sinyaev, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

D.R. Nagimov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

Perm National Research Polytechnic University, Komsomolskiy ave., 29, Perm, Permsky Krai, 614990, Russian Federation; е-mail: tcbp@pstu.ru 

The work objective is to evaluate the feasibility of bisulphite pulp bleaching with a high content of residual lignin (7.5 %) by the Elemental Chlorine Free (ECF)-technology with hydrogen peroxide in acidic conditions, sodium chlorite, and sulphite pulp – by the Total Chlorine Free (TCF)-technology with hydrogen peroxide according to the authors’ schemes. Bleaching is carried out in the laboratory conditions. The pulp processing conditions for individual bleaching stages are optimized with the use of the statistical analysis software package Statgraphics V.5.0. Both schemes of bleaching for hard bisulfite and sulfite pulp are characterized by the soft oxidative attack on the pulp components, very positive output results, quality parameters of pulp and a high degree of pulp depitching for general and “harmful” resin that helps to eliminate “pitch difficulties”. The main parameters of wash water indicate the continuing suitability of the proposed technologies by the level of contamination of wastewater. The proposed scheme of ECF-bleaching with the replacement of the oxygen-alkali treatment by the peroxide delignification and chlorine dioxide by the water soluble and explosion-proof sodium chlorite is designed for bleaching of sulphate and hard bisulfite pulp. The scheme can be successfully implemented in any existing pulp and paper mill without the significant capital expenditure. The introduction of TCF-bleaching with hydrogen peroxide also does not require large investments.

Keywords: sulphite pulp, elemental chlorine free bleaching, hydrogen peroxide, sodium chlorite, pulp quality parameters, wastewater.

REFERENCES

1. Akim G.L. Beskhlornaya otbelka tsellyulozy [Chlorine-Free Pulp Bleaching]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Pulp. Paper. Board], 2001, no. 5–6, pp. 24–28.

2. Bogolitsyn K.G., Soboleva T.V., Gusakova M.A., Pochtovalova A.S., Lichutina T.V. Nauchnye osnovy ekologo-analiticheskogo kontrolya promyshlennykh stochnykh vod TsBP [Scientific Fundamentals of the Environmental Analytical Control of PPI Industrial Wastewater]. Yekaterinburg, 2010. 167 p.

3. Milovidova L.A. Komarova G.V., Koroleva T.A. Otbelka tsellyulozy [Pulp Bleaching]. Arkhangelsk, 2005. 130 p.

4. Nevolin V.F. Shpakov F.V. Ob ustoychivosti khlorirovannykh organicheskikh soedineniy v tekhnologicheskikh sredakh i stochnykh vodakh TsBP [On the Stability of Chlorinated Organic Compounds in the Industrial Environments and PPI Wastewater]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Pulp. Paper. Board], 2007, no. 9, pp. 38–43.

5. Nevolin V.F., Shpakov F.V., Stebunov O.B.  Rezul'taty issledovaniy dlya ustanovleniya normativov pri sbrose khlororganicheskikh soedineniy [The Research Results for the Regulatory Standards in the Organochlorine Compounds Discharge]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Pulp. Paper. Board], 2003, no. 3–4, pp. 36–38.

6. Obolenskaya A.V., El'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy [Laboratory Works on Chemistry of Wood and Cellulose]. Мoscow, 1991. 320 p.

7. Khakimova F.Kh., Kovtun T.N., Noskova O.A., Nagimov D.R.  Sposob delignifikatsii tsellyulozy [Method of Pulp Delignification]. Patent RF, no. 2315831, 2006.

8. Khakimova F.Kh., Kovtun T.N., Sinyaev K.A., Noskova O.A.  Sposob otbelki bisul'fitnoy tsellyulozy [Method of Bisulfite Pulp Bleaching]. Patent RF, no. 2503764, 2012.

9. Pen R.Z. Planirovanie eksperimenta v Statgraphics [Experimental Design in Statgraphics]. Krasnoyarsk, 2003. 246 p.

10. Starostenko N.N., Nepenin N.N. Sravnitel'noe izuchenie sposobov opredeleniya vrednoy smolistosti tsellyulozy i ikh kharakteristika [Comparative Study of the Determination Methods of Pulp Harmful Gummosity and Their Characteristics].  Sbornik trudov Leningradskoy lesotekhnicheskoy akademii im. S.M. Kirova [Proc. Leningrad Forest Technical Academy under name of S.M. Kirov], 1980, no. 80, pp. 3–17.

11. Khakimova F.Kh., Nagimov D.R., Khakimov R.R., Noskova O.A. Novye resheniya v tekhnologii beskhlornoy otbelki tsellyulozy [New Technology Solutions in the Pulp Elemental Chlorine Free Bleaching]. Zhurnal prikladnoy khimii [Russian Journal of Applied Chemistry], 2013, iss. 10, vol. 86, pp. 1565–1570.

12. Khakimova F.Kh., Sinyaev K.A., Kovtun T.N. Otbelka sul'fatnoy khvoynoy tsellyulozy po ECF-tekhnologii peroksidom vodoroda i khloritom natriya [Bleaching of Sulphate Softwood Pulp by ECF-Technology with Hydrogen Peroxide and Sodium Chlorite]. Lesnoy zhurnal, 2012, no. 4, pp. 112–121. 

Received on July 07, 2015