Лекция 17. Отжим щелочной целлюлозы. Содовая станция.

Содовой станцией называется вспомогательный цех завода вискозного волокна, где приготавливается мерсеризационный раствор и очищается отработанный раствор с целью возврата в производство.

На содовой станции производятся следующие операций

1) приемка, хранение и отстаивание жидкого едкого натра и растворение твердого едкого натра, приготовление концентрированного раствора щелочи (450 г/л NaОН) и осветление его,

Рис 48.Схема циркуляции раствора щелочи на содовой станции при мерсеризации целлюлозы на установках непрерывного действия: 1-бак для концентрированных растворов щелочи: 2 —бак для отработанной щелочи, отфильтрованной от мелких волокон целлюлозы; 3 — бак-мерсеризатор: 4—устройство для отжима щелочной целлюлозы; 5-бак для отжимной и промывной щелочи: 6—вакуум-фильтр: 7 —бак для приготовления растворительной щелочи: 8—бак для сбора диализной щелочи: 9 — диализатор; 10—бак для приготовления рабочей щелочи; 11 —бак для хранения рабочей щелочи.

2) очистка (фильтрация или отстаивание) отработанно. раствора щелочи и приготовление мерсеризационного раствора

3) очистка отжимного раствора едкого натра от гемицеллюлоз (диализ, регенерация) и получение регенерированной щелочи;

4) приготовление раствора щелочи (концентрацией 50-80 г/л для растворения ксантогената целлюлозы (для получения вискозы)

Схема циркуляции растворов щелочи на содовой станции проведение мерсеризации в аппаратах непрерывного действия.

Приготовление мерсеризационного раствора щелочи рис. 48

Помимо точного выдерживания концентрации приготовляемых растворов особое значение имеет их тщательная очистка и освет­ление. В практике работы заводов вискозного волокна наиболее часто применяют комбинированный метод осветления растворов— отстаивание и фильтрацию. Концентрированный раствор едкого натра обычно отстаивается, а отстой для уменьшения отходов едкого натра фильтруют.

Концентрированный раствор щелочи 610-650 г/л из цистерн сливается в баки хранения. Твердый каустик растворяют в воде с концентрацией 450-500 г/л, т.к. при данной концентрации лучше растворяются примеси (NaCl, Na₂CO₃).

Концентрированный раствор из баков хранения поступает на приготовление рабочего раствора. Рабочий раствор готовят из концентрированного раствора, отфильтрованного и диализной NaOH. Перемешивают 1,5 часа. Полученный раствор поступает в баки хранения, затем на мерсеризацию. После отжима щелочной целлюлозы отжимная и промывная щелочь фильтруется от целлюлозных волокон и поступает в бак хранения отфильтрованной щелочи. Отфильтрованная щелочь затем поступает на диализ с целью удаления гемицеллюлоз. Диализная щелочь поступает на приготовление растворительной щелочи с концентрацией 50-80г/л.

Рабочий готовят из концентрированно, рабочей, диализной.

Отстаивание и фильтрация растворов щелочи

Отстаивание производят крепких растворов в течение 2-18 суток в баках емкостью 220 м³.Нижняя часть бака выполнена виде конуса (V=1,5 м³). Примеси(NaCl, Na₂CO₃,)отстаиваются в конусе. Продолжительность отстоя зависит от высоты бака, от концентрации раствора и размеров частиц.

Рабочий раствор щелочи содержит гидраты Ca, Al, Fe, гемицеллюлозы, целлюлозные волокна.

Гемицеллюлозы удаляют методом диализа, а целлюлозные волокна методом фильтрования.

Для фильтрации щелочей применяют рамные фильтры(фильтрующий материал хлорин) и фильтры с намывным слоем(фильтрующим материалом является асбест). Фильтр с намывным слоем имеет прямоугольную форму внутрь которого вставляются рамы выполненный из никеля в количестве 24 шт. Общая поверхность фильтрации 36м². Скорость фильтрации 06-1 м³/м² фильтрующей поверхности.

Регенерация едкого натра методом диализа

Рис.49 Схема работы рамного диализатора 1-воронка, 2-труба для подачи отжимной щелочи в диализатор, 3- трубка для отвода регенерированной щелочи, 4-трубка для слива канализационной щелочи, 5-трубка для подачи умягченной воды в мешки для диализа

Из отжимного раствора удаляют гемицеллюлозы методом диализа с целью увеличения прочности волокна, а также улучшения фильтруемости вискозы. Повышенное содержание гемицеллюлоз способствует образованию клейких ксантогенатов целлюлозы. Сущность диализа заключается с диффузии щелочного раствора через мембрану, через которую ионы Na проходят, а гемицеллюлозы задерживаются. В качестве мембран применяют(полупроницаемые перегородки)

1.диализаторную ткань(хлопчатобумажная ткань с высокой степенью крутки, обработанная раствором щелочи и 19-20% MgCl₂)

2.пергамент- бумага, пропитанная раствором серной кислоты

3.мадлина- это бумага армированная марлей

Наибольшим сроком службы обладает диализатораная ткань(12 мес), а наибольшей диализующей способностью обладает марлин. Для диализа применяют рамные или капиллярные диализаторы с поверхностью фильтрации (80-300м² с количеством рам 24-50)

Отжимной раствор поступает в воронку затем в трубку на дно диализатора, затем омывает диализаторную ткань и отводится в виде канализационный щелочи (NaOH 15-20 г/л, гемицеллюлоз 25-30 г/л). Ионы Na проходят через диализаторную ткань взаимодействуют с водой образуя 6-10% раствор щелочи. Диализная щелочь отводится с нижней части диализатора. Основными параметрами процесса является: концентрация диализной щелочи и температура. Чем ниже концентрация и выше температура, тем производительность диализатора больше. Но с увеличением температуры срок службы мембран уменьшается.

Вопросы для закрепления

1.Операции протекающие на содовой станции?

2.Метод диализа?