19.Варка целлюлозы с антрохиноном.
Первые свед-я о примен-и антрохинона для ускор-я процесса щел-й варки и увел-я выхода ц. относ-ся к 1977г. Америк-й химик Холтон показал, что при введ-и в щелок немодифицир-го антрох. в кол-ве 0,01-0,1% набл-ся ускор-е делиг-и и стабилизация углеводов путем замедления р-ии пилинга. Антрох. явл-ся производным антрацена.
Реакция
Антрохинон(AQ), являясь слабым ок-лем в щел-й среде, восст-ся до соотв-го спирта. Больш-во исслед-лей считают, что антрох. взаим-ет с концевыми восстанавливающими группами углеводов, окисляя их до карбоксильныхи, тем самым, стабилизируя их против щел-го пилинга. При этом антрох. восст-ся до антрогидрохинона(AHQ), кот-й в отл-е от антрох. хорошо раств-ся в щелочи. AHQ восст-ет лигнин, кот-й станов-ся более реакц-но спос-м. Образование растворимых фрагментов лигнина ускоряется за счет присоединения дианионов AHQ к α-углеродному атому с последующим разрывом β-эфирной связи и появлением вновь AQ и фенолят-иона.
Рисунок.Молекула разрушается, т.к. AHQ большая молекула.
Обр-ся AQ вновь ок-ет углеводы и, благодаря этому автокаталитическому механизму ок-я – в-я, требуется незначительный расход AQ по отнош-ю к древесине. До недавнего времени стоимость AQ была высока, но это не явл. препят-ем для его использ-я в пром-ти. В наст-е время на всех предпр-ях Японии исп-ся AQ, многие предприятия США, Финл-и, Швеции исп-ют его для реш-я разл-х проблем.
Использование AQ позволяет:
1.Снизить удельный расход древесины на 0,1-0,2 пл. м3 за счет увел-я выхода ц. на 1-2% при одинаковом числе каппа.
2.Снизить расход АЩ на варку на 1-3% за счет интенсификации растворения лигнина.
3.Снизить t варки на 3-4 град без сокр-я продолжительности варки до одного числа Каппа.
4.Сократить продолжительность варки до одного и того же числа Каппа.(ув-ть производительность)
5.Увеличить выпуск продукции без ув-я расхода древесины на 1 т ц.
6.С экологической точки зрения можно ум-ть сульфидность БЩ без ув-я расхода щелочи на варку и ум-я качества ц.
Действие AQ наиболее эффективно при пониж-и сульфидности БЩ. Ув-е выхода ц. явл-ся следствием сокр-я продолжит-ти варки и проявлением специфического защитного действия AQ как ок-ля концевых восстанавливающих групп.
Влияние расхода AQ на выход и пок-ли прочности СФА ц.
За счет сокращения в 2 раза сульфидности щелока сокращаются выбросы метилсернистых соединений.
23. Технологич. И теплотехнич. Кпд срк
ВТС(12-17) – формула, ВТС, МДж/кг сух.ост; Сс- сод-е С в сух. Ост-ке в кгС/кг сух. Ост. Если известно сод-ие S,Na,H2 то 2 ур-ие. Вкл-ие в ф-лу S,Na,H2 не знач-но ув-т точность, т.к. соотнош-ие м/у Н и С пост-но, а большая часть S связ-на с неорг-ми соед-ми и не уч-ет в опред-нии ВТС. Тепло сгор-ия сух-х вещ-в в Щ зав-т от зольности, чем <, тем теплотв-ая спост-ть <, поэт Щ от варки мягкой Ц им-т пониж-й 14,5 МДж/кг против 17,5 у ЦВВ. Тепло сжиг-я топлива измер-ое с пом-ю ВТС треб-ся конд-ция всех паров воды, обычно это не возможно, поэт для опред-ия тепловой эфф-ти исп-ют пок-ль МТС. Этот пок-ль общий для котлов, раб-щих на биотопливе, мазуте, угле. МТС выч-ют путём вычет-ия из ВТС теплп для испар-ия влаги как образ-ся, так и сод-ся в топливе:
МТС=ВТС-I25[(MH2O/MH2)CH2+1(1-x)],где I25 – тепло испар-я воды при 25 С, МДж/кг=2,443; CH2 – сод-ие Н в сухом ост-ке, кг/кг; х – конц-ия сух-х вещ-в в Щ на сжиг-е.
Тепловой баланс СРК:
Приход тепло горения сухого вещ-ва щелока Q
Расход: Тепло испарения воды из щелока Q1;
Тепло эндотермичекских реакций ( гл-м образом восст-е Сфата) Q2; тепло плавления минеральной части Q3; физическое тепло плава Q4; неполнота сгорагия Q5(уголь в плаве и золе, СО и вод-д в газах); потери тепла с дымовыми газами Q6; потери тепла теплоотдачей Q7; тепло на получение пара в котле-утилизаторе Q8.
Теплотехн-й КПД
Технол-й КПД
На вел-ну теплотехн-го КПД вл-ют затраты на испарение воды Q1 и потери с дымовыми газами Q6. Вел-на технол-го КПД зав-т только от потерь тепла( главным образом, с дымовыми газами). Вел-на потерь с дымовыми газами зав-т от их темп-ры и от избытка в-ха.