Использование пероксида водорода при отбелке лиственной сульфатной целлюлозы разной жесткости

• Автор: Смолева, Людмила Леонидовна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 137 с. : ил

Содержание

Основные условные обозначения
Введение
1. Литературный обзор
1Л. Современные принципы отбелки
1.2. ЕСР - технология отбелки лиственной целлюлозы
1.3. ТСБ - технология отбелки целлюлозы
1.4. Пероксид водорода и перспективы его использования в экологически безопасных технологиях отбелки
1.5. Кинетика делигнификации и деструкции целлюлозы пероксидом водорода
1.6. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования
2. Экспериментальная часть
2.1. Подготовка и характеристика объектов исследования и химикатов
2.2. Условия и режимы проведения эксперимента
2.3. Исследование процесса отбелки сульфатной целлюлозы пероксидом водорода
2.3.1. Оптимизация и регрессионный анализ эксперимента
2.3.2. Кинетические исследования пероксидных ступеней отбелки
2.4. Отбелка целлюлозы по ЕСР - технологии
2.5. ЕСР-отбелка с использованием перманганата калия
2.6. Отбелка целлюлозы по ТСБ - технологии
2.7.0пределение содержания токсичных веществ в фильтратах отбелки
3. Обсуждение результатов
3.1. Выводы по экспериментальной части
3.2. Инженерные решения по технологии действующего отбельного производства на ОАО "СЛПК
Список используемой литературы
Приложение

Основные условные обозначения
П - ступень пероксидной обработки в щелочной среде в присутствии стабилизатора;
Д - обработка диоксидом хлора;
Пм - обработка перманганатом калия;
Пщ, Щп - обработка перекисью водорода без стабилизатора;
КЩО, Щк - кислородно - щелочная обработка;
Ж - жесткость целлюлозы в перманганатных единицах (п.е);
К - жесткость в единицах Каппа;
Б - белизна целлюлозы, %;
АБ - прирост белизны целлюлозы, %;
ХА - степень превращения;
Ха - относительная степень превращения; г- время обработки, мин;
С - концентрация реагента, г/л;
ХПК - химическое потребление кислорода, мг/л;
АОХ - адсорбируемый органический хлор (галоген) кг/кг целлюлозы; А(425) - оптическая плотность при длине волны 425 нм;
ТСБ - технология отбелки целлюлозы без хлорсодержащих реагентов; ЕСБ - технология отбелки целлюлозы без молекулярного хлора.
Р - обработка пероксидом водорода;
С) - стадия хелатирования
КРО - кислотно - реакторные отходы производства диоксида хлора

Введение
Разработка способов производства беленой целлюлозы без применения молекулярного хлора связана с различными кислородсодержащими реагентами, с учетом их селективности по отношению к различным компонентам, содержащимся в целлюлозе. Современные ЕСБ - технологии разработаны в основном для хвойной сульфатной целлюлозы, поэтому в ЕСБ - технологии наряду с кислородом, озоном, пероксидом водорода, используется еще и диоксид хлора, отсутствие которого в схемах отбелки целлюлозы затрудняет получение высоких показателей по белизне.
В то же время необходима разработка ТСЕ - технологии отбелки целлюлозы, полностью исключающей хлорсодержащие реагенты, поскольку после ступени обработки, например диоксидом хлора, в стоках установлено наличие трихлорфенолов, наряду с другими хлорсодержащими органическими соединениями.
При разработке ТСБ - технологии возможно использование кроме кислорода, озона, пероксида водорода и других отбельных реагентов, например перманганата калия в кислой среде. При разработке таких технологий следует учитывать как проблему утилизации кислых стоков, содержащих двухвалентный марганец, так и большой расход серной кислоты. Эти проблемы можно решить, используя кислотно-реакторные остатки производства диоксида хлора, содержащие до 510 г/л серной кислоты. В настоящее время они являются отходами производства и не находят эффективного применения, в то время как возможна утилизация сернокислых растворов, содержащих двухвалентный марганец, для получения его резинатов.
Целесообразен комплексный подход к проблемам ЦБП, предполагающий расширение ассортимента продукции за счет химической переработки

Предварительная обработка целлюлозы кислотами
Одним из известных подходов к созданию бесхлорных способов отбелки целлюлозы является концепция активации остаточного лигнина, когда каждая последующая стадия воздействия (в многоступенчатом процессе отбелки) является активирующей для последующих, поэтому изучение кинетики окислительной деструкции лигнина, представляет значительный интерес. Процесс активации осуществляется минеральными и органическими кислотами, основные направления их воздействия на лигнин описаны в работах [46, 74 - 80]. Отмечены следующие направления действия кислот на лигнин, как декатионирование, снижающее потери пероксида водорода и уменьшающее деструкцию целлюлозы, удаление сульфидов, что также приводит к снижению потерь пероксида водорода и улучшению делигнификации целлюлозы, гидролитическая фрагментация лигнина, что приводит к активации лигнина к окислению кислородом и пероксидом водорода. Однако при этом не исключена деструкция целлюлозы и снижение ее механических показателей. Соляная кислота предложена в качестве реагента для предварительной обработки сульфатной целлюлозы в работе [74, 81, 82], но несмотря на эффективность делигнификации при двухступенчатой обработке НС1 - Н202, остается проблема устранения хлорид-ионов в сточных водах. Положительные результаты обработки целлюлозы перед озонированием сернистой' кислотой показаны в работе [83]. Повышение показателя белизны целлюлозы при кислотной обработке, между стадиями отбелки пероксидом водорода показано в работах [84, 85]. На 5% увеличивалась белизна хвойной целлюлозы при предварительной обработке кислотами перед КЩО [86]. Авторы работы [85] считают, что промежуточная обработка целлюлозы уксусной кислотой между ступенями пероксйдной делигнификации и пероксидной отбелки приводит, к внутренним изменениям субмикроскопической структуры волокон и за счет