Способ контроля за процессом отбелки целлюлозной массы
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и позволяет повысить оперативность контроля и улучшить качество целлюлозы. В автоклав с оптически прозрачн 1М дном, снабженным мешалкой и печью для нагрева и поддержания заданной температуры, загружают пробу сульфатной целлюлозы и нагревают до заданной температуры. Затем массы смешивают с щелочью и отбеливающим реагентом и измеряют интенсивность хемилюминесценции. По измеренному значению хемилюминесценции определяют концентрацию отбеливающего реагента или концентрацию щелочи, или степень полимеризации отбеленной целлюлозы. Перед окончанием отбелки опять измеряют хемилюминесценцию и по ее значению определяют жесткость или белизну целл олозы. 7 табл. € СО 4 05
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3933234/29-12 (22) 25.07 ° 85 (46) 23.10.87. Бюл. N 39 (71) Сибирский научно-исследовательский институт целлюлозы и картона (72) Э.И.Чулка, Н.А.Красикова, В.Н.Гвоздев и Ч.С.Пак (53) 676.1.023.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 224299, кл. D 21 С 9/14.
Авторское свидетельство СССР № 857331, кл. D 21 С 9/)0.
Патент Швеции ¹ 399966, кл. С 01 N 21/52, 1975. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЧ ЗА ПРОЦЕССОМ
ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛОЛОЗНОИ МАССЫ (57) Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и поз„,SU„„1346712 А 1 (5D4 D 21 С 9 10 G 01 N 21/64 воляет повысить оперативность конт— роля и улучшить качество целлюлозы.
В автоклав с оптически прозрачным дном, снабженным мешалкой и печью для нагрева и поддержания заданной температуры, загружают пробу сульфатной целлюлозы и нагревают до заданной температуры. Затем массы смешивают с щелочью и отбеливающим реагентом и измеряют интенсивность хемилюминесценции. По измеренному значению хемилюминесценции определяют концентрацию отбеливающего реагента или концентрацию щелочи, или степень полимеризации отбеленной целлюлозы.
Перед окончанием отбелки опять измеФ ряют хемилюминесценцию и по ее значению определяют жесткость или белизну целлюлозы. 7 табл.
1346712
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для контроля и управления за процессами отбелки.
Целью изобретения является повышение оперативности контроля и улучшение качества целлюлозы.
Сущность изобретения заклочается в том, что согласно способу контроля эа процессом отбелки целлюлозной массы интенсивность хемилюминесценции измеряют в целлюлозной массе непосредственно после смешения ее с отбеливающим реагентом и перед окончанием отбелки. При этом по значению интенсивности хемиломинесценции, измеренному после смешения с отбеливающим реагентом, определяют концентрацию отбеливающего реагента или концентрацию щелочи, или степень полимеризации отбеленной целлюлозы, а по значению интенсивности хемилюминесценцни, измеренной перед окончанием отбелки, определяют жесткость или бе- 25 лизну целлолозы.
Способ осуществляют следующим образом.
В автоклав с оптически прозрачным дном, снабженный мешалкой и печью для нагрева и поддержания заданной температуры, загружают пробу сульфатной целлолозы с жесткостью от 27 до 47 ед.
Каппа и нагревают до заданной температуры. Затем в автоклав подают отбеливающий реагент и регистрируют изменение величины интенсивности хемилюминесцонции с помощью фотоэлектрон-ного умножителя, чувствительного в области 400-800 нм. По истечении вре- 40 мени процесса целлюлозу промывают водой и определяют жесткость по ГОСТУ.
Зависимость между интенсивностью хемилюминесценции и концентрацией щелочи выражается уравнением с коэффи- 45 циентом корреляции 0,97
Сил Он = — 4. 13 + О, 0053 ™к где С „ „— концентрация щелочи, Е, к целлолозе;
I — мак сималь на я ин тенсив1л 50 ность хемилюминесценции после напуска кислорода, Зависимость между конечной жесткостью целлюлозы и интенсивностью хемилюминесценции через 30 мин после напуска отбеливающего реагента, т.е. по окончании процесса отбелки, может быть выражена линейным уравнением для целлюлозы с исходной жесткостью
27 ед. Каппа с коэффициентом корреляции 0,94.
Ж, = 13. 203 00345 Iõë ° для целлюлозы с исходной жесткостью
35 ед. Каппа — линейным уравнением с коэффициентом корреляции 0,98
Ж „= 12,6 — 0,157 I„„.
Пример I Целлюлозную массу концентрацией 151 помещают в автоклав, нагревают до 110 С, затем массу смешивают с щелочью и кислородом при давлении Р = 1,0 МПа. Измеряют интенсивность хемилюминесценции. По измеренному значению определяют концентрацию щелочи.
Перед окончанием отбелки (по истечении 30 мин после ее начала) вновь измеряют интенсивность хемилюминесценции. По измеренному значению определяют жесткость целлюлозы.
Концентрация щелочи составляет по отношению к целлюлозе
С,,он = 4 ° 13 +Q QQ53 1520=3 93 заданная концентрация щелочи составляе т 47., Конечная жесткость целлюлозы после отбелки составляет
Ж „ = 1 3, 203 — О, 0345 ° 65 = 1 О, 9, конечная жесткость, определенная по
ГОСТУ, составляет 10, 6.
В табл.1 представлена зависимость между интенсивностью хемилюминесценции и концентрацией щелочи в целлюлозной массе.
В табл.2 представлена зависимость между интенсивностью хемилюминесценции и жесткостью получаемой целлюлозы. Время регистрации после напуска кислорода 30 мин, Из представленных данных видно, что регистрация интенсивности хемиломинесценции позволяет контролировать концентрацию щелочи в целлюлозной массе и жесткость получаемой целлюлозы, Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Пробу сульфатной целлюлозы с жесткостью 27,5 ед.
Каппа загружают в термостатируемый сосуд с оптическим прозрачным дном.
Сосуд снабжен мешалкой. Схема регистрации интенсивности хемилюминесценции подобна схеме в примере I. 3aтем в реакционный сосуд подают отбеливающий реагент — раствор перекиси водорода — и регистрируют изменение величины интенсивности хемилюминесценции. По истечении времени процес1346712 са це113по.-10 3у промывают водой lf анал11зируют. Белизну целлюлозы определяют по ОСТУ при длине волны Л =457 Fl>f.
В таб.п.З представлена зависимост1. с между 1штенсивностью хемилюмш1есцеn— цпи и концентрацией пероксида водорода, время регистрации после с>1е п11 ния 2 11ин °
Из с1апных, представленных в табл. 3 с:1едует, что межцу концентрацией пер— оксида водорода и пнтенсивцос.т1яо хе— мп3поми 10 сце Hli IIII набл1031ае тс»,гпшейна» .3ависимос г:. с коэффицие11том ппп1ейной парной каррсляц1п1 О, 98, котора.«onff сьп3ается уравне — 0,21 + 1,39.Т„.„ (для пел..доно 31,. с;1п сткостью 27,5 ед,Каппа) с, =Г1 ) )1 ) ) 4 т (lля 11PITII!03!0— .1ы с ITCC 1 1 . C Гьlо 4 0 е;.1, Каппа), -20
В таб .I. 4 11 предста13 лена завпсп—
I0cTb ме;1огу пнтенснвностьlо хе)п1люм!1 неспеншп1 ff исходной жесткос1ью неff
ПОЛО П,l.
Из ца11н10, прецста13 енны. . и 26 таб;1,4, clff .дует, что между интс нспсзнос г1.10;;с м1.3поминесценции и жесткостью цс ллюлозы, поступающей на отбе31ку, пабл11дается Гпшей11ая aaT3ncfl мость с к<0.3ффпциентом корреляп;пl 30
О, 96, кс>торая вгпражена следу10щ1п1 уpа13 н е1111е11
4, 04 — О, 125 )),.
Заг3ис11»1ост1. между интенс11г3ност1 к3 хемпгпом;шесценции исходной жестЗВ
КОс тъ10 це »1поло зы и КО нце HTpa! I f ff I: ll()э оксида водорода описывается уран 10—
11И1 nt
Т,=2, IΠ— 0,062 Ж,,+0,364 С,, 0 .
С ЛЕ ЛОВ а ГЕ . 31Ь НО, К0.110б а Ння жЕ C»III 0C — св ) ти ITC»1п0310 з1T, пос тупа10щей H;l 0òá елку, не ок;! 3f IBaf0T 3llачите:1ъного вли»вЂ” ния на 1штенсивиость хемилюминесцеч—
ITHTT . ,Т г
Из да»ш».:, представленных в табл. 5, с:1сдует, что между пнтеlfclf13
FfOC 1)10».Е)tlf TTfti ffffiBCITQF!LJTIHЭ 11ЗМЕРЕП1П,I чеpo 3 3 О 1tf lfl поcле сме1пения 1гелл10310 3
1 о11 В=33, 2+40, г3 Т,, (для целлюлозы с исходной жес гкостью 27,5 ед.Каппа); В = 38,7 + 322, О .I,,(äëFI целлоло3ы с исхоп1ой жесткостью 4,6 ед.каппа). Из представленных в таблицах данн1,1х следует, что регистрация интенсивности хеми3поминесценции позпо31яет контролировать и оперативно рег>лирова гь расход пероксида водо рода на отбелку и белизну получаемой целпполо зы. Так, например, целлюлозную массу помещают в реактор, термостатируют до t=70 С, затем из термостатнруемо— гo шприца подают раствор пероксида нс дорода концентрацией С „, =1,08 » л ° 10 моль/л. Интенсивность xel«fvo>IHнсспенции резко возрастает до I, =0, 88 усл. ед. Далее наблюдается медле ный спад интенсивности свечения и через 30 мин T„,„ составила 0,32 усл.ед. Белизна полученной целлюлозы составила 46,07. Концентрация пероксида водорода С ц „ =-0,21 + + 1,Зб:1,08 =0,99. БОЛИЗНа ПОЛуЧЕННОй цЕЛЛЗОЛОЗЫ В = 33,2 + 40 0,32 = 46,07. В табл.5 представлена зависимость между интенсивностью хемилюминесценцип и белизной получаемой целлюлозы, время регистрации после смешения 30 мпп. Пример 3 ° Способу осушествля1от аналогично примеру 1. Пробы сульфатной целлюлозы, предварительно обработанные хлором и едким натром, со степенью делигнификации 5,5; 7,2; 9,3 перманганатных единиц по ГОСТУ смешивают с раствором отбелпвспощего реагента — гипохлорида натрия — в реакционном сосуде при разгп1чной дозе ;1ктивного хлора и регистрируют измеНЕН11Е ВЕЛИЧИНЫ ХЕМИЛ1ОМИНЕСЦЕНЦИИ ВО времени. После смешения массу выдержnffafoz в течение 180 мин при 39 С, после чего промыванот водой до нейтральной среды. Белизну целлюлозы oliределяют по ГОСТУ при длине волны ) = =457 нм. Регистрац1:ю Ш1тенси13нос ти хеми3поминесценции проводят с момен1 та начала смешивания гипохлорита натрия с массой. Схема регистрацш1 интенсивности хемилюминесценции подобна схеме в примере 1. В табл, 6 представлена зависимость между интенсивностью хеми3поминесценпии и белизной получаемой целлюлозы. Время регистрации после смешения — 50c. Из данных, представленных в табл. б с.ледует, что между белизной получае1346712Т а б лица 1 макс ЦаОН кл у.е ° у.е. Сн,он . Смон . 1256 4 1520 6 1780 4 1 640 8 2370 1370 мой целлюлозы и интенсивностью хемилюминесценции наблюдается линейная зависимость с коэффициентом корреляции 0,98, которая определяется уравнением В 29 38+Ов2811 Тхл ° Следовательно, по требуемому значению белизны расчитывается необходимая величина интенсивности хемилюминесценции и изменение расхода гипохлорита поддерживается на данном уровне. Так, например, целлюлоэную массу со степенью делигнификации 7,2 перманганатных единиц смешивают с раствором гипохлорита в реакционном сосуде. Интенсивность хемиломинесценции через 50 с после смешения составила 75 усл. ед. Белизна полученной целлюлозы 51,8 .. Белизна, рассчитанная по величине интенсивности хемилюминесценции В = 50,5 .. В табл.7 представлена зависимость между интенсивностью хемилюминесценции и СП-целлюлозы. Время регистрации после смешения = 50с. Данные, представленные в табл.7, показывают, что наблюдается линейная зависимость между интенсивностью хемилюминесценции и величиной степени полимериэации с коэффициентом корреляции 0,97, которая определяется уравнением СП = 1323,376 — 12,0n . Т Это позволяет по измерению интенсивности рассчитывать степень полимеризации целлюлозы и поддерживать ее на заданном уровне, регулируя подачу гипохлорита. Таким образом, измеряя интенсивность хемилюминесценции непосредственно в целлолозной массе после смешения ее с отбеливающим реагентом, можно оперативно контролировать концентрацию отбеливающего реагента ил 1 концентрацию щелочи, или степень полимериэации, что позволяет точно дозировать количество отбеливающего реагента на процесс и контролировать степень полимеризации получаемой целлюлозы и, измеряя интенсивность хемилюминесценции непосредственно в цел10 люлоэной массе перед окончанием процесса отбелки, можно оперативно конт- ролировать жесткость или белизну получаемой целлюлозы, что позволит точно регулировать расход отбеливающего реагента на последующих ступенях отбелки, что повысит качество получаемой целлюлозы и позволит оперативно устранять брак ° 20 Формула изобретения Способ контроля за процессом отбелки целлолозной массы путем измерения интенсивности хемилюминесценции и установления по ее величине параметров, определяющих условия осуществления процесса отбелки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения оперативности контроля и улучшения качества целлюлозы, интенсивность хемилюминесценции измеряют в целлюлозной массе непосредственно после смешения ее с отбеливающим реагентом и перед окончанием отбелки, 35 при этом по значению интенсивности хемилюминесценции, измеренной после смешения с отбеливающим реагентом, определяют концентрацию отбеливающего реагента или концентрацию щелочи, или степень полимеризации отбеленной целлюлозы, а по значению интенсивности хемилюминесценции, измеренной перед окончанием отбелки, определяют жесткость или белизну целлюлозы, 1 1346712 Таб лица 2 хл + k эед ° у.е. Каппа Ж „,ед. Каппа хл у. е. Ж „ед. Каппа Исходная жесткость 27 ед.Каппа 10,6 25 12,0 11,4 Исходная жесткость 35 ед.Каппа 140 10,0 84 11,6 135 10,2 30 12 8 10,2 108 Таблица 3 С н 02 10 Iхл моль/л Сн о, 10 моль/л С н,о "10 I „,, моль/л ? Целлюлоза жесткостью 27, 5 ед. Каппа 0,32 О, 51 0,99 0,68 1,27 1,05 0,43 0,71 0,51 0,58!,35 1,02 0,43 0,35 1,08 0,43 0,43 0,86 056 060 1 02 0,68 1 38 1,19 0,70 1972 1,72 0,88 Целлюлоза жесткостью 4,6 ед.Каппа 0,32 0,144 0,96 0,660 О 64 О 344 1,27 О 680 О, 79 О, 560 1, I! 0,740 1 43 l,59 Таблица4 Ж ». Жк Т». Жк Т хл 6,15 3,44 15,21 2,12 19,5 1,57 )2,8 2,59 18,93 1,79 115 8,6 80 9,5 180 8,5 160 8,9 150 9,6 1,020 l,120 1346712 Таб лица 5 Белизна, % Белизна, % Бnли 1па с Тхл Температура 70 С 42,0 0,3 46,0 0,32 47,8 0s35 49,7 0,06 0,32 35, 2 35,6 0,04 43,0 0,38 0,40 44,4 40,6 0,20 Температура 80 С О. 13 49,5 0,21 49,0 О, 28 52,4 0,32 43 5 Зс, 4 0,35 46,5 0,08 ),2 0,41 47,? 0,12 42,5 Таб лица 6 Т..л . < . и, ец т хл отн.ед, T. В, % отн. ед. В,% 5,: перманганатных единиц 4."., " 132 67,9 114 59 2 152 70,9 7,? пс рмапганатнмх единиц > О. 115 63,5 п4 58,9 132 68,9 9, 3 перманганатнмх единиц 39. 9 50,1 124 64,8 45,1 103 57,0 134 66,8 Таб лица 7 1 (T Т,, СП Т,„СП Т „, СП 67,2 514,0 60,0 631,5 39,2 854 621,9 49,6 750,O
