Выделение сульфатного мыла из щелоков от варки смешанных пород древесины
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-178-192Ключевые слова:
регенерация сульфатных щелоков, сульфатное мыло, черный щелок, талловое масло, планированный эксперимент, параметры отстаивания, добавки для коагуляцииАннотация
На процесс выделения сульфатного мыла из черного щелока влияет большое число факторов: породный состав древесины, физические свойства и состав компонентов щелока. Основы процесса достаточно широко изучены, но влияние некоторых факторов требует дополнительных исследований. Вместе с тем в связи с разнообразием породного состава перерабатываемой древесины и различными условиями варки состав и свойства щелока могут значительно отличаться и выделение мыла на разных предприятиях не всегда подчиняется установленным исследованиями закономерностям. Целью работы стало определение оптимальных параметров для выделения сульфатного мыла из полуупаренного черного щелока от варки смешанных пород древесины, а также подбор расхода добавок, позволяющих увеличить выход сульфатного мыла. Исследование построено на принципах математического моделирования процессов и проведено в лабораторных условиях. Для получения математической модели процесса съема мыла в зависимости от выбранных переменных и определения оптимальных значений параметров процесса использовали метод планированного эксперимента в виде ротатабельного композиционного униформ-плана второго порядка. В ходе эксперимента варьировали следующие факторы: температуру, продолжительность отстаивания мыла и плотность щелока. По итогам эксперимента определены оптимальные значения этих факторов для выделения сульфатного мыла из щелока, построена математическая модель процесса, найдены оптимальные параметры для эффективного отстаивания сульфатного мыла. Приведение производственных условий съема мыла к оптимальным может увеличить съем мыла с полуупаренных щелоков на 20 %. В результате оценки влияния добавок поверхностно-активных веществ различной природы в черный щелок разной плотности на полноту выделения сульфатного мыла подобраны их оптимальные дозировки, дающие наибольший положительный эффект – прирост съема мыла на 15 %.
Для цитирования: Старжинская Е.В., Кряжев А.М., Третьяков С.И., Глуханов А.А. Выделение сульфатного мыла из щелоков от варки смешанных пород древесины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 6. С. 178–192. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-178-192
Скачивания
Библиографические ссылки
Алферова Л.А. Выделение сульфатного мыла из черных щелоков // Лесохимия и подсочка. 1972. № 2. С. 16–17. Alferova L.A. Sulphate Soap Separation from Black Liquors. Lesokhimiya i podsochka, 1972, no. 2, pp. 16–17. (In Russ.).
Андранович О.С., Демьянцева Е.Ю., Филиппов А.П., Смит Р.А. Деэмульгирование сульфатного мыла при введении неионогенного поверхностно-активного вещества // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 6. С. 224–232. Andranovich O.S., Demiantseva E.Yu., Filippov A.P., Smit R.A. Sulphate Soap Demulsifying with Addition of Non-Ionic Surfactant. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 6, pp. 224–232. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.6.224
Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Расчеты в планировании эксперимента. Архангельск: АГТУ, 2008. 124 с. Bogdanovich N.I., Kuznetsova L.N., Tret’yakov S.I., Zhabin V.I. Calculations in Planning an Experiment. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 124 p. (In Russ.).
Богомолов Б.Д., Сапотницкий С.А., Соколов О.М., Соколова А.А., Филиппов Б.С., Мариев А.А., Тиранов П.П., Третьяков С.И., Новожилов Е.В., Гельфанд Е.Д., Селянина Л.И., Борисов Г.В. Переработка сульфатного и сульфитного щелоков. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 360 с. Bogomolov B.D., Sapotnitskiy S.A., Sokolov O.M., Sokolova A.A., Filippov B.S., Mariyev A.A., Tiranov P.P., Tret’yakov S.I., Novozhilov E.V., Gelfand E.D., Selyanina L.I., Borisov G.V. Processing of Sulphate and Sulfite Liquors. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1989. 360 p. (In Russ.).
Головин А.И., Трофимов А.Н., Узлов Г.А., Жукова И.П., Киприанов А.И., Прохорчук Т.И., Ковалев В.Е. Лесохимические продукты сульфатцеллюлозного производства. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 288 с. Golovin A.I., Trofimov A.N., Uzlov G.A., Zhukova I.P., Kiprianov A.I., Prokhorchuk T.I., Kovalev V.E. Wood Chemical Products of Sulphate Pulp Production. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1988. 288 p. (In Russ.).
Личутина Т.Ф., Сажинов А.А., Краснова О.М. Совершенствование технологии выделения сульфатного мыла с применением поверхностно-активных веществ // Гидролиз. и лесохим. пром-сть. 1985. № 4. С. 18–20. Lichutina T.F., Sazhinov A.A., Krasnova O.M. Improving the Sulphate Soap Separation Technology with the Use of Surfactants. Gidroliznaya i lesokhimicheskaya promyshlennost’, 1985, no. 4, pp. 18–20. (In Russ.).
Маслов В.А., Колобов Ю.В., Личутина Т.Ф. и др. Потери компонентов древесины в процессе открытого кучевого хранения щепы // Бумаж. пром-сть. 1974. № 3. С. 14–15. Maslov V.A., Kolobov Yu.V., Lichutina T.F. et al. Loss of Wood Components during Open Pile Storage of Wood Chips. Bumazhnaya promyshlennost’, 1974, no. 3, pp. 14–15. (In Russ.).
Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. II / под ред. В.А. Столярова. СПб.: Профессионал, 2005. 1142 с. New Handbook of Chemist and Technologist. Raw Materials and Products of the Industry of Organic and Inorganic Substances. Part II. Ed by V.A. Stolyarov. Saint Petersburg, Professional Publ., 2005. 1142 p. (In Russ.).
Парфенова А.В., Демьянцева Е.Ю. Коагуляция органических веществ древесины в отработанных щелоках целлюлозно-бумажного производства // Инновационные технологии в науке и образовании: сб. ст. X Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Наука и Просвящение, 2019. С. 19–21. Parfenova A.V., Demyantseva E.Yu. Coagulation of Wood Organic Substances in Waste Liquors of Pulp and Paper Production. Innovative Technologies in Science and Education: Collection of Academic Papers of the 10th International Scientific and Practical Conference. Penza, Nauka i Prosveshcheniye Publ., 2019, pp. 19–21. (In Russ.).
Патент 2570710 С2 РФ, МПК C11B 13/02. Способ выделения концентрированных порций продукта, состоящего из мыла таллового масла, из смеси черного щелока и продукта, состоящего из мыла таллового масла, и устройства для этого концентрированного продукта, состоящего из мыла таллового масла, и/или отделенного черного щелока: № 2012131912/13: заявл. 28.12.2010: опубл. 10.12.2015 / А.Г. Хофстедт (Швеция). Khofstedt A.G. Extraction of Concentrated Portions of Product Consisting of Tall Oil Soap, of Mix of Black Alkali Liquor and Product Consisting of Tall Oil Soap, and Device for This Concentrated Product Consisting of Tall Oil Soap and/or Separated Black Alkali Liquor. Patent RF no. RU 2 570 710 C2, 2011. (In Russ.).
Полубояринов О.И., Зарудная Г.И. Лесосырьевая база России // Технология целлюлозно-бумажного производства. Т. 1, ч. 1. СПб.: Политехника, 2002. С. 13–25. Poluboyarinov O.I., Zarudnaya G.I. Forest Raw Material Base of Russia. Technology of Pulp and Paper Production. Vol. 1, part 1. Saint Petersburg, Politekhnika Publ., 2002, pp. 13–25. (In Russ.).
Свиридов В.В., Гомзиков А.И., Тагильцева В.С., Скрылев Л.Д., Узлов Г.А. Влияние технологических факторов на выделение сульфатного мыла из щелоков // Бумаж. пром-сть. 1980. № 1. С. 22–24. Sviridov V.V., Gomzikov A.I., Tagil’tseva V.S., Skrylev L.D., Uzlov G.A. Influence of Technological Factors on Sulphate Soap Separation from Liquors. Bumazhnaya promyshlennost’, 1980, no. 1, pp. 22–24. (In Russ.).
Селянина Л.И., Селянина С.Б. Переработка низкокачественного сульфатного мыла: моногр. Архангельск: АГТУ, 2008. 208 с. Selyanina L.I., Selyanina S.B. Recycling of Low-Quality Sulphate Soap: Monograph. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 208 p. (In Russ.).
Фейгус Э.И., Храменков Б.А. Сбор сульфатного мыла и работа выпарных станций в условиях замкнутой системы водопотребления // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1994. Вып. 11-12. С. 16–18. Feigus E.I., Khramenkov B.A. Collection of Sulphate Soap and Operation of Evaporation Plants in a Closed System Water Consumption. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 1994, iss. 11-12, pp. 16–18. (In Russ.).
Харламова А.Н., Демьянцева Е.Ю. Исследование смешанных мицелл неионогенного и катионного ПАВ в водных растворах // Вестн. молодых ученых СПГУТД. 2018. № 1. С. 8–12. Kharlamova A.N., Demyantseva E.Yu. Investigation of Mixed Micelles of Nonionic and Cation Surfactants in Aqueous Solutions. Vestnik molodykh uchenykh SPGUTD, 2018, no. 1, pp. 8–12. (In Russ.).
Цветков А.А., Богданович Н.И., Селянина С.Б. Извлечение сульфатного мыла, как способ увеличения эффективности работы предприятия ЦБП // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2014. № 7. С. 58–61. Tsvetkov A.A., Bogdanovich N.I., Selyanina S.B. Sulphate Soap Extraction as a Way to Increase the Efficiency of the Pulp and Paper Enterprise. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 2014, no. 7, pp. 58–61. (In Russ.).
Analysis of Soda and Sulfate Black Liquor. Test Method T 625 CM-1985. TAPPI, 1985. 7 p.
Foran C.D. Tall Oil Soap Recovery. Savannah, Arizona Chemical Company, 2008. 49 p.
Pirttinen E., Stenius P., Vuorinen T., Kovasin K., Ala-Kaila K. A New Method to Improve Soap Separation in Black Liquor by Adding Extracted Neutrals of Tall Oil. Proceedings of the Engineering, Pulping, and PCE&I Conference. Atlanta, GA, TAPPI, 2004.
Svarz J.J., Duggirala P.Y., Worley G.E. Additives for Increasing the Separation Yield of Tall Oil Soap from Black Liquors. Patent US no. US 7,504,478 B2, 2009.
Tikka P. Chemical Pulping. Part 2. Recovery of Chemicals and Energy. Finland, Paperi ja Puu Oy, 2008. 383 p.
Tikka P., Kovasin K., Laxen T. Solving Soap and Turpentine Related Process Problems in Softwood Kraft Mills. Pulp & Paper Canada, 2002, vol. 103(6), pp. T149–T154.
Tourtellotte J.F. Recovery of Soap Fraction from Recycle Impregnating Cooking Liquor in a Continuous Rapid Pulping System. Patent US no. 3,562,096, 1971.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
