Опубликовано: Август 9, 2011
Отходы целлюлозного производства и их применение Для повышения экономической эффективности целлюлозно-бумажного производства большое значение имеет использование образующихся при варке газов и щелоков. Так, газы, выпускаемые из варочного котла (сульфитный метод), содержат некоторые полезные вещества. Из них практически улавливают смесь цимола и терпеновых углеводородов, выход которых составляет от 0,3 до 3 килограммов на тонну целлюлозы. Отделяющийся от целлюлозы после сульфитной варки щелок (в количестве 10-12 тонн на тонну целлюлозы) содержит свыше половины органического вещества исходной древесины. Следовательно, при получении тонны целлюлозы около тонны органических веществ (лигнина, гемицеллюлоз, смолы и др.), входящих в состав древесины, переходит в раствор. Такой щелок, содержащий углеводы, смолы, кислоты и другие органические и неорганические соединения, используется для получения этилового спирта, дубильных экстрактов, литейных крепителей и пр.
Этиловый спирт получают из предварительно нейтрализованных сульфитных щелоков сбраживанием части сахаров (глюкозы, маннозы и др.), содержание которых в щелоке равно 3,0-3,5%. Полученную при этом бражку, содержащую 0,5- 1% этилового спирта и различные побочные продукты (метиловый спирт, уксусный альдегид, кислоты, сивушные масла и пр.), подвергают ректификации. Выход этилового спирта из бражки составляет 80-90 литров на тонну выработанной целлюлозы. В ходе ректификации отбирают и эфироальдегидную фракцию (ацетальдегид, этилацетат и метиловый спирт), которая применяется для выработки растворителей. Производство спирта из сульфитных щелоков растет с каждым годом. Следует отметить, что сульфитный спирт является самым дешевым (в 3 раза дешевле пищевого спирта), а удельные капиталовложения на тонну спирта в 2 раза ниже, чем на тонну гидролизного спирта. Получение спирта из сульфитного щелока позволило высвободить большое количество пищевого сырья. Оставшиеся после получения спирта пентозные сахара перерабатываются на кормовые дрожжи. Продукт, остающийся после использования сахаров, составляющих примерно 15-20% органических веществ щелока, называется бардой, он содержит, кроме углеводов, все остальные составные части сульфитного щелока. Барду после упаривания до 50%-ной концентрации используют для получения литейных крепителей, заменяющих в литейном производстве пищевые продукты - патоку, декстрин и растительные масла, употребляемые для связывания формовочной земли. При изготовлении стержней для литейного производства тонна жидких концентратов заменяет 187 килограммов растительного масла. По своим качествам крепитель из сульфитного щелока не уступает обычным, и высокие клеящие свойства этого связывающего вещества используют во всех видах литья - стали, чугуна, алюминия, магния и бронзы. В нефтяной промышленности бардяные концентраты добавляют к глинистому раствору, применяемому при бурении нефтяных скважин. Разработанная в Грозненском научно-исследовательском институте конденсированная сульфитно-спиртовая барда (КССБ) позволяет приготавливать глинистые растворы, обладающие необходимыми свойствами для предотвращения обвалов, образования толстых и плотных корок, прихватов бурового инструмента при бурении скважин в сложных геологических условиях. Глинистые растворы, обработанные КССБ, устойчивы при воздействии на них температуры до 200° С и давления до 800 ат, н качество этих растворов не ухудшается при попадании в них цемента и растворимых солей кальция. Добавление концентратов в глинистые растворы почти на 20% повышает скорость проходки скважин. Большое количество бардяных концентратов применяется в промышленности строительных материалов, при изготовлении пластифицированного цемента или бетона. Такие бетоны (с добавкой 0,15-0,2% концентрата от веса цемента) имеют ряд преимуществ: повышенную пластичность, меньшую водопотребность и высокую морозостойкость. Концентраты используются также в производстве безобжигового огнеупорного кирпича повышенной механической прочности, в абразивной промышленности при изготовлении наждачных кругов, точильных камней и других изделий. Концентраты сульфитно-спиртовой барды находят применение для агломерации и флотации руд. Так, при флотационном обогащении сульфидов меди они улучшают извлечение меди. Они направляются для приготовления противопригарных красок, пластических материалов и искусственных смол, моющих средств, удобрений, в качестве огнестойкого покрытия древесины, для временного крепления грунта дороги и поддержания его в слегка влажном состоянии для того, чтобы он не пылил. Они улучшают транспортировку руд с шахт на заводы в разжиженном состоянии по трубопроводам. Большое количество исследований, посвященных применению сульфитных щелоков и бардяных концентратов, далеко не используют всех возможностей. Лигносульфонаты, полученные из щелоков с магниевым основанием, применяются для дубления кожи, а лигносульфонаты, очищенные от углеводов, - в производстве резины, кубовых красителей и при крашении тканей, а также при распылении суспензий ядохимикатов для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Сульфитный щелок используется в больших количествах для получения дубильных экстрактов, применяемых в комбинации с растительными дубильными веществами в кожевенном производстве. Из щелока получают ванилин, активированный уголь. Щелок используют в качестве связующего вещества в производстве изоляционного картона, брикетов, электродов, некоторых стекольных изделий и при асфальтировании дорог. Сухой остаток сульфитного щелока используется как топливо. Его сжигают в сгущенном виде или в смеси с другими горючими веществами. Таким образом, при сульфитной варке целлюлозы на каждую тончу продукта получается до 90 литров 96%-ного этилового спирта. 40 килограммов сухих кормовых дрожжей, 3 килограмма метилового спирта, 1250 килограммов бардяных концентратов (50%-ной влажности). Из этого количества концентратов можно получить до 5-6 килограммов пищевого ванилина. Этот дорогой продукт обычно получают из ванили, вьющегося тропического растения. Стручки ванили содержат всего 2-3% ванилина. В нашей стране производство ванилина из сульфитпых щелоков впервые освоил Сясьскнй целлюлозно-бумажный комбинат. Наиболее дешевый ванилин получается щелочным окислением бардяного концентрата сульфитного щелока после варки еловой древесины под давлением в присутствии кислорода воздуха. Таким образом, комплексная схема утилизации органической части сульфитных щелоков включает в себя подготовку щелока, биохимическую переработку углеводов, концентрирование растворов и химическую переработку оставшейся неуглеводной части. Расчеты показывают, что затраты на строительство сульфитно-спиртовых заводов окупаются очень быстро, примерно в течение года. В сульфатном (щелочном) производстве образующиеся щелока выпаривают и сжигают с целью извлечения содержащихся в них химических соединений для повторного использования и для получения пара за счет теплотворной способности сухого остатка щелока. Терпеновые углеводороды, находящиеся в древесине при ее варке, удаляются из котла во время сдувок вместе с воздухом, водяными парами, метиловым спиртом и другими летучими продуктами. Органические кислоты (муравьиная, уксусная и др.), которые образуются в процессе варки древесины, в виде растворимых натриевых солей переходят в щелок и частично удаляются из котла во время сдувок. Смолы и пары образуют натриевые соли, которые при охлаждении щелока всплывают на поверхность. Смесь этих солей, известная под названием сырого сульфатного мыла, используют для производства таллового масла. При переработке, еловой древесины на каждую тонну целлюлозы получается 15-20 килограммов сульфатного мыла, а из сосновой - 100-120 килограммов. На каждую тонну целлюлозы выделяется 450-500 килограммов щелочного лигнина, 10-15% этого количества может быть отобрано из щелоков, не нанося ущерба принятому на заводе процессу. Щелочной лигнин используется для частичной замены более дорогостоящего фенола в производстве пластмасс и для изготовления оболочковых форм для литья металла. Он применяется также как наполнитель в производстве клеев для получения дубителей, как наполнитель для искусственной кожи и разных марок синтетических каучуков и латексов, с которыми он хорошо совмещается. Применение щелочного лигнина в шинной промышленности вместо активных дорогостоящих саж имеет большое народнохозяйственное значение. Талловое масло служит заменителем животных и растительных жиров в мыловарении. Облагороженное талловое масло (40%) в смеси с животным жиром (60%) используют при выработке хозяйственного мыла. Талловое масло используют для приготовления олифы, лаков и смазочных масел. Введение до 30% жирных кислот таллового масла в алкидные лаки дает миллионы рублей экономии и высвобождает тысячи тони растительного масла. При переработке таллового масла получаются талловые смоляные кислоты, канифоль, пековый клей, фнтостерин, талловые жирные кислоты и эфиры, талловые алкидные смолы и другие продукты, которые служат для изготовления не только мыла, но и синтетических моющих средств, защитных покрытий, алкнд-ных смол, флотореагентов, ядохимикатов, эмульгаторов и других соединений. Большое значение имеет улавливание сульфатного скипидара, который после очистки от загрязнений по составу близок к живичпому (см. ниже) и служит в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, а также как основа для ряда лаковых смол и как источник сырья для синтеза камфары, терпинеола. терпингидрата и других соединений. Хлорированием сульфитного скипидара и отдельных соединений, входящих в его состав, получают ядохимикаты. На основе терпеновых углеводородов синтезируют смазочные масла. Кроме того, образующиеся при сульфатной варке целлюлозы сернистые соединения с резким неприятным запахом применяются в качестве одорантов добавляемых к газу, используемому в быту и промышленности. Одорант позволяет обнаружить газ по запаху ранее, чем он образует с воздухом взрывоопасную смесь или сможет вызвать отравление. источник: А. Авербух, "Что делает химия из древесины", Москва, издательство "Лесная промышленность", 1970 год
От: LidiaZaiceva,   -
-
Скрыть комментарии (отзывы) (0)
Похожие темы:
- Секвойя (Sequoia sempervirens), дерево, свойства древесины - применение: настил терасс, ограждения и садовая мебель
- Широколистное чайное дерево (Melaleuca leucadendro), дерево, свойства древесины, применение - шпалы, стоблы, стойки
- Тиковое дерево (Tectona grandis), свойства древесины и применение включая внутреннюю и уличную мебель, паркет, токарные изделия
- Технология изготовления мягкой мебели с применением синтетических настилочных материалов
- Технология изготовления мягкой мебели с применением пружинных блоков
« Вернуться
|