Оценка результатов промывки

ПРОМЫВКА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

В процессе промывки целлюлозы происходит отделение отработанного щелока от сваренной целлюлозной массы.

Задача промывки состоит в том, чтобы с наименьшими потерями растворенных веществ отделить весь щелок от целлюлозной массы.

Основные процессы и явления при промывке целлюлозы

К числу важных физико-механических и физико-химических процессов относят:

· отжим щелока от целлюлозной массы;

· фильтрацию щелока сквозь целлюлозную массу;

· диффузию растворенных веществ щелока из целлюлозного волокна;

· адсорбцию волокном растворенных веществ щелока.

Отжим. Механический отжим жидкости от целлюлозной массы осуществляется в прессах разного типа. Преимущество этого метода – отделение щелока без разбавления. Однако при одноступенчатом отжиме не достигается полнота отделения щелока, т.к. развиваемое в прессах давление недостаточно для удаления щелока из внутренних капилляров целлюлозного волокна.

Фильтрация. Под фильтрацией в химической технологии понимают процесс разделения суспензии путем пропускания ее через фильтрующую поверхность, задерживающую твердые частицы и пропускающую жидкость. Такой процесс происходит при отделении щелока на барабанных фильтрах, в зоне погружения барабана в жидкую массу. В зоне промывки на барабане промывная жидкость фильтруется сквозь образовавшийся слой сгущенной массы, вытесняя из него крепкий щелок. При промывке в сцеже, котле или диффузоре весь процесс протекает, как фильтрация жидкости сквозь слой массы.

Диффузия. За счет диффузии происходит извлечение растворенных веществ изнутри целлюлозных волокон. Для извлечения щелока из отдельно взятого целлюлозного волокна, погруженного в воду, нужно менее 1 с, тогда как из пучка волокон, имеющего форму кубика объемом 1 см³, щелок будет диффундировать дольше часа.

Оценка результатов промывки

Для оценки результатов промывки решающими показателями являются количество и концентрация отделенного от целлюлозной массы щелока на использование, щелока направляемого на регенерацию и щелока направляемого на варку. Для характеристики результатов и сопоставления между собой различных способов отбора щелоков и промывки целлюлозы используют три основные величины: степень отбора щелока на использование, относительная концентрация, относительный объем щелока.

Сваренная целлюлозная масса после окончания варки содержит 4…6 м³ черного щелока на 1 т воздушно-сухой целлюлозы. Этот щелок распределяется в массе следующим образом: 75% от общего объема составляет свободный щелок, окружающий отдельные волокна или пучки волокон; 15…20% заключено во внутренних каналах и полостях волокон; 5% заключено во внутренних капиллярах клеточных стенок и внутри межфибриллярных промежутков, т. е. в порах клеточной стенки.

Механические способы разделения щелока и волокна (отжим, центрифугирование, прессование) не обеспечивают полноты разделения, поэтому основным способом является промывка водой.

При промывке водой часть щелока удаляется из массы путем вытеснения, часть неизбежно смешивается с промывной водой, в результате чего исходная концентрация щелока снижается. В зависимости от преобладания одного из этих процессов различают два способа промывки: вытеснением и смешением (разбавлением).

Промывка по методу вытеснения основана на фильтрации жидкости сквозь неподвижный слой массы. В этом случае щелок, находящийся между волокнами, вытесняется из массы без разбавления. Щелок, находящийся внутри волокон, не вытесняется, и его удаление возможно только за счет диффузии раство­ренных веществ через стенки волокон, в результате чего происходит разбавление.

Промывка по методу смешения основана на смешении промывной жидкости с массой. Основную роль в этом методе играет процесс диффузии. Смешение черного щелока с промываемой массой ведут до тех пор, пока концентрация черного щелока и промывной жидкости не сравняется.

Для уменьшения разбавления получаемого черного щелока промывку по обоим способам проводят ступенчато, используя оборотные слабые щелоки.