Отрасли промышленности в которых используется бумага. Целлюлозно-бумажная промышленность россии

7. ДРЕВЕСНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

Волокнистый материал, получаемый из балансовой древесины, древесной щепы, стружек и отходов путем их механической и/или химической обработки и используемый для производства бумаги, картона, древесноволокнистых плит или других видов целлюлозной продукции. В JQ1 и JQ2 в эту общую категорию входят механическая древесная масса; полуцеллюлоза; целлюлоза; и целлюлоза для химической переработки. Данные представляются вметрических тоннах абсолютнаэо сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

7.1 МЕХАНИЧЕСКАЯ ДРЕВЕСНАЯ МАССА

Древесная масса, получаемая путем измельчения или размола балансовой древесины и отходов, а также путем рафинирования щепы или стружек. Она также называется дефибрерной или рафинированной древесной массой, и может быть беленой или небеленой. Этот термин включает химико-механическую и термомеханическую древесную массу. Этот термин не включает древесную массу, полученную взрывным способом, и дефибраторную древесную массу. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

7.2 ПОЛУЦЕЛЛЮЛОЗА

Масса, получаемая путем осуществления комплекса операций по механической и химической обработке балансовой древесины, древесной щепы, стружек и отходов, ни одна из которых сама по себе не может обеспечить расслаивание волокон. Она может быть беленой или небеленой.Этот термин включает химико-дефибрерную массу; химико-механическую массу и т.д. (названия даются в зависимости от порядка и относительного значения той или иной операции в рамках процесса производства). Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

7.3 ЦЕЛЛЮЛОЗА

Масса, получаемая из балансовой древесины, древесной щепы, стружек и отходов путем их химической обработки. Этот термин включает сульфатную (крафт), натронную и сульфитную целлюлозу. Она может быть беленой, полубеленой или небеленой. Этот термин не включает целлюлозу для химической переработки. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги). Просьба также представлять статистические данные, если таковые имеются, по следующим четырем классам целлюлозы: небеленая сульфитная целлюлоза; беленая сульфитная целлюлоза; небеленая сульфатная целлюлоза; и беленая сульфатная целлюлоза.

7.3.1 СУЛЬФАТНАЯ НЕБЕЛЕНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

7.3.2 СУЛЬФАТНАЯ БЕЛЕНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

Масса, получаемая путем механического измельчения балансовой древесины, древесной щепы, стружек и отходов с последующей варкой в сосуде высокого давления с добавкой варочного щелока на базе натриевого гидрооксида (натронная целлюлоза) или смеси натриевого гидрооксида и сульфитного щелока на натриевом основании (сульфатная целлюлоза). Этот термин не включает целлюлозу для химической переработки. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги). Просьба представлять данные по двум классам (беленая, включая полубеленую, и небеленая).

7.3.3 СУЛЬФИТНАЯ НЕБЕЛЕНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

7.3.4 СУЛЬФИТНАЯ БЕЛЕНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

Масса, получаемая путем механического измельчения балансовой древесины, древесной щепы, стружек и отходов с последующей варкой в сосуде высокого давления с добавкой бисульфитного варочного раствора. Обычно используются такие бисульфиты как аммоний, кальций, магний и натрий. Этот термин не включает целлюлозу для химической переработки. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги). Просьба представлять данные по двум классам (беленая, включая полубеленую, и небеленая).

7.4 ЦЕЛЛЮЛОЗА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

Целлюлоза (сульфатная, натронная или сульфитная) из древесины специального качества с высоким содержанием альфа-целлюлозы (обычно 90% или более). Это всегда беленая целлюлоза, при этом она применяется не для производства бумаги, а в других целях. Она используется главным образом в качестве источника клетчатки в процессе производства таких товаров, как искусственное волокно, пластик на основе целлюлозы, лаки и взрывчатые вещества.Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

8. ПРОЧИЕ ВИДЫ МАССЫ

Масса, изготовляемая из макулатуры и волокнистых растительных материалов, помимо древесины, и используемаядля производства бумаги, картона и древесноволокнистых плит.В JQ1 и JQ2 в эту общую категорию входят масса из недревесного волокна и масса из рекуперированного волокна. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

8.1. МАССА ИЗ НЕДРЕВЕСНОГО ВОЛОКНА

Масса, изготовляемая из волокнистых растительных материалов помимо древесины и используемаядля производства бумаги, картона и древесноволокнистых плит. Этот термин не включает массу из рекуперированной бумаги. Этот термин включает массу из: соломы, бамбука, сахарного тростника, эспарто, других видов тростника и трав, хлопкового линта, льняной костры, пеньки, тряпичного сырья и других текстильных отходов. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

8.2 МАССА ИЗ РЕКУПЕРИРОВАННОГО ВОЛОКНА

Масса, изготовляемая из рекуперированной бумаги или картона и используемаядля производства бумаги, картона и древесноволокнистых плит. Этот термин не включает массу из: соломы, бамбука, сахарного тростника, эспарто, других видов тростника и трав, хлопкового линта, льняной костры, пеньки, тряпичного сырья и других текстильных отходов. Данные представляются в метрических тоннах абсолютно сухого веса (т.е. 10% содержания влаги).

9. РЕКУПЕРИРОВАННАЯ БУМАГА

Макулатура и отходы бумаги и картона, собранные для повторного использования в качестве сырья для производства бумаги и картона. Этот термин включает бывшие в употреблении бумагу и картон, а также отходы бумажного и картонного производства.

10. БУМАГА И КАРТОН

Категория бумаги и картона является общей категорией. В статистике производства и торговли она охватывает следующие товары: бумагу для печати и письма; гигиеническую и бытовую бумагу; упаковочные материалы; и прочие сорта бумаги и картона. Этот термин не включает изделия из бумаги и картона, например, ящики, коробки, книги и журналы. Данные представляются в метрических тоннах.

10.1 БУМАГА ДЛЯ ПЕЧАТИ И ПИСЬМА

Категория бумаги для печати и письма является общей категорией. В статистике производства и торговли она охватывает следующие товары: газетную бумагу; немелованную бумагу с содержанием древесной массы; немелованную бумагу без содержания древесной массы; и мелованную бумагу. Товары, включенные в эту категорию, обычно производятся в рулонах шириной более 15 см или в прямоугольных листах длиной более 36 см и шириной более 15 см в развернутом виде. Этот термин не включает изделия из бумаги и картона, например, книги и журналы. Данные представляются в метрических тоннах.

10.1.1 ГАЗЕТНАЯ БУМАГА

Бумага, используемая главным образом для печатания газет. Она изготавливается главным образом из механической древесной массы и/или макулатуры с добавкой или без добавки небольшого количества наполнителя. Товары включенные в эту категорию обычно производятся в рулонах шириной более 36 см, или в прямоугольных листах длиной более 36 см и шириной более 15 см в развернутом виде.Вес обычно колеблется в пределах 40-52 г/м 2 , но может достигать и65 г/м 2 . Газетная бумага имеет машинную гладкость или слегка каландрирована, может быть белой или иметь незначительный оттенок, используется в рулонах для высокой, офсетной или флексографской печати. Данные представляются в метрических тоннах.

10.1.2 НЕМЕЛОВАННАЯ БУМАГА С СОДЕРЖАНИЕМ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

Бумага для печати и других графических целей, в композиции которой доля целлюлозного волокна составляет менее 90%. Этот сорт также известен под названием бумага из древесной массы, при этом к нему также относится журнальная бумага, например, глазированная бумага с большим содержанием наполнителей, используемая для печатания журналов ротогравюрным и офсетным методами. Этот термин не включает основу обойной бумаги. Данные представляются в метрических тоннах.

10.1.3 НЕМЕЛОВАННАЯ БУМАГА БЕЗ СОДЕРЖАНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

Бумага для печати и других графических целей, в композиции которой доля целлюлозного волокна составляет по крайней мере 90%. Немелованная бумага без содержания древесной массы может изготавливаться из волокна различных материалов с использованием различных минеральных наполнителей и процессов отделки как то, проклейка, каландрирование, машинное глазирование и нанесение водяных знаков. К этому сорту относится большинство видов конторской бумаги, например, бумага для конторских бланков, копировальная бумага, бумага для компьютеров, почтовая и книжная бумага. Под эту категорию также подпадают пигментированная и клееная под прессом «мелованная» бумага (с содержанием наполнителей менее 5г на каждую сторону). Этот термин не включает основу обойной бумаги. Данные представляются в метрических тоннах.

10.1.4 МЕЛОВАННАЯ БУМАГА

Бумага для печати и других графических целей, одна или обе стороны которой мелованы с помощью углерода или минеральных веществ, например, фарфоровой глины (каолина), карбоната кальция, и т.д. Мелование может производится с помощью различных методов, как машинных, так и ручных, и дополняться каландрированием. Этот термин включает бумагу-основу для карбонирования и самокопирующую бумагу в рулонах и листах. Этот термин не включает прочие сорта копировальной и переводной бумаги. Данные представляются в метрических тоннах.

10.2 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ И БЫТОВАЯ БУМАГА

К этой категории относятся различные сорта бумаги, которая служит сырьем для производства косметической и другой гигиенической бумаги, используемой в быту, а также в торговых и производственных помещениях. Товары включенные в эту категорию обычно производятся в рулонах шириной более 36 см, или в прямоугольных листах длиной более 36 см и шириной более 15 см в развернутом виде. В качестве примера можно привести туалетную бумагу и гигиенические салфетки, кухонные бумажные полотенца, бумажные полотенца для рук и промышленные одноразовые полотенца. Некоторые сорта этой бумаги также используются в производстве детских салфеток, гигиенических полотенец и т.д.

Бумага-основа изготавливается из первичной целлюлозы, рекуперированного волокна или их смеси. Конечные изделия, нарезанные в размер, или в рулонах шириной менее 36 см к этой категории не относятся.Данные представляются в метрических тоннах.

10.3 УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Бумага и картон, используемые главным образом для обертки и упаковки. Товары включенные в эту категорию обычно производятся в рулонах шириной более 36 см, или в прямоугольных листах длиной более 36 см и шириной более 15 см в развернутом виде. Этот термин не включает небеленую крафт-бумагу и картон, которые не являются мешочной крафт-бумагой или оклеечной крафт-бумагой, весом более 150 г/м 2 , но менее 225 г/м 2 ; прокладочные бумагу и картон; вощеную бумагу; немелованную бумагу-основу весом 225 г/м 2 или более. Данные представляются в метрических тоннах.

10.3.1 КАРТОНАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Бумага и картон, используемые главным образом для производства гофрированного картона. Они изготавливаются из смеси первичной целлюлозы и рекуперированного волокна, могут быть белеными, небелеными и неравномерной окраски.Этот термин включает оклеечную крафт-бумагу, целлюлозно-макулатурную бумагу, целлюлозную основу для гофрирования и основу для гофрирования из отходов (Wellenstoff). Данные представляются в метрических тоннах.

10.3.2 КАРТОН ДЛЯ СКЛАДНЫХ КОРОБОК

В литературе на английском языке часто называется Cartonboard , может быть однослойным или многослойным, мелованным или немелованным. Изготавливается из первичной целлюлозы и/или рекуперированного волокна, обладает хорошей сгибаемостью, прочностью и способностью к фальцеванию. Используется главным образом в производстве картонной упаковки для пищевых товаров, например, коробок для замороженных продуктов и тары для напитков. Этот термин включает бумагу и картон, покрытые или обработанные пластиком (исключая связывающие материалы), мелованные многослойные бумагу и картон, неравномерно беленные по всей массе. Данные представляются в метрических тоннах.

10.3.3 ОБЕРТОЧНАЯ БУМАГА

Бумага (весом до 150 г/м 2), используемая главным образом для обертки и упаковки. Изготавливается главным образом из смеси первичной целлюлозы и рекуперированного волокна, может быть беленой и небеленой. Может подвергаться различным процессам отделки и /или маркировки.Этот термин включает мешочную крафт-бумагу, прочие сорта оберточной крафт-бумаги, сульфитную и жиронепроницаемую бумагу, а также мелованные бумагу и картон, неравномерно беленные по всей массе, за исключением многослойных. Этот термин не включает вощеную бумагу. Данные представляются в метрических тоннах.

10.3.4 ПРОЧИЕ СОРТА БУМАГИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ГЛАВНЫМ ОБРАЗОМ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ УПАКОВКИ

К этой категории относятся все не указанные выше сорта бумаги и картона, используемые главным образом для целей упаковки. Большинство из них производится из рекуперированного волокна, например из макулатурного картона, и перерабатывается для использования в некоторых случаях в других целях помимо упаковки.Данные представляются в метрических тоннах.

10.4 ПРОЧИЕ СОРТА БУМАГИ И КАРТОНА, КОТОРЫЕ НЕ ВКЛЮЧЕНЫ В ДРУГИХ КОДАХ

Прочие сорта бумаги и картона промышленного и специального назначения. К этой категории относятся сигаретная и фильтровальная бумага, а также изоляционная бумага и специальные сорта бумаги для парафинирования, изоляции, кровельного покрытия, асфальтирования, и других специальных работ. Этот термин не включает многослойные немелованные бумагу и картон, мелованные бумагу и картон, неравномерно беленные по всей массе, бумагу и картон, покрытые или обработанные пластиком (исключая связывающие материалы). Этот термин включает основу обойной бумаги, небеленую крафт-бумагу и картон, которые не являются мешочной крафт-бумагой или оклеечной крафт-бумагой, весом более 150 г/м 2 , но менее 225 г/м 2 ; прокладочные бумагу и картон; вощеную бумагу; немелованную бумагу-основу весом 225 г/м 2 или более, основу для копировальной и переводной бумаги в рулонах и листах, за исключением копировальной и самокопирующей бумаги.

Стандартные коэффициенты пересчета
Пересчет с бывшей британской системы на метрическую

Целлюлозно-бумажная промышленность (ЦБП) – наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины. Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них.

В России эта отрасль изначально возникла и развилась в Центральном районе, где было сосредоточено потребление готовой продукции и имелось необходимое текстильное сырье, из которого прежде делали бумагу (не случайно один из первых центров производства бумаги в стране получил название Полотняный Завод). В дальнейшем технология изготовления бумаги изменилась, для нее стало использоваться древесное сырье, и ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в лесоизбыточные районы.

Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности по характеру выпускаемой продукции делятся на:

полуфабрикатные заводы, производящие сульфитную и сульфатную целлюлозу, древесную массу;

бумагоделательные фабрики, производящие из полуфабрикатов разнообразные виды и сорта бумаги;

специальные бумажные производства, перерабатывающие бумагу в асбестную, пергаментную, фибровую и другие виды технической бумаги.

На сегодняшний день производственная деятельность в отрасли осуществляется на 165 целлюлозо-бумажных и 15 лесохимических предприятиях. Несмотря на то, что Россия располагает самыми большими в мире лесными ресурсами леса (81,9 млрд. м3), а целлюлозо-бумажная промышленность могла бы стать локомотивом российской экономики, техническое состояние отрасли и её удельный вес в народном хозяйстве оставляет желать лучшего. Так, имеющиеся производственные мощности в ЦБП используются лишь на 35-50 % (рис. 1). Износ активной части основных фондов составляет 60-70%.

Рис.1. Производственные мощности.

Целлюлозно-бумажное производство (включая издательскую и полиграфическую деятельность) характеризуется достаточной конкурентоспособностью на внутреннем рынке и средней конкурентоспособностью на мировом рынке. На внутреннем рынке местная продукция успешно конкурирует с импортом в большинстве сегментов, слабым местом является выпуск изделий из бумаги и картона (включая полиграфическую продукцию) и производство мелованной бумаги, до недавнего времени практически отсутствовавшее в России. На мировом рынке наиболее конкурентоспособна сырьеёмкая продукция (целлюлоза, газетная бумага). Главная проблема сектора - высокий износ основных фондов и применение устаревших технологий. За последние 15 лет глубокую модернизацию прошли лишь отдельные предприятия, за этот же период запущено в эксплуатацию лишь несколько новых крупных производств.

Характеристика отрасли.

Целлюлозно-бумажная промышленность – наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины.

Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них. Эта отрасль отличается:

Высокой материалоёмкостью: для получения 1 т целлюлозы необходимо в среднем 5-6 куб. древесины;

Большой водоёмкостью: на 1 т целлюлозы расходуется в среднем 350 куб.м. воды;

Значительной энергоёмкостью:1 т продукции требует в среднем 2000 кВт/ч;

На 8 предприятиях производится более 70 % российской целлюлозы и бумаги, а также более 50 % картона.

Состояние ЦБП России характеризуется высокой степенью износа оборудования, значительным количеством небольших предприятий, оснащенных устаревшим оборудованием небольшой единичной мощности, производящих продукцию ограниченного спроса. На многих предприятиях используются энергоемкие и экологически устаревшие технологии с высоким потреблением древесного сырья, химикатов, энергоресурсов, воды. Не созданы благоприятные условия для значительного вовлечения в переработку вторичного бумажного сырья. Назрела настоятельная необходимость в значительном техническом переоснащении действующих производств отрасли.

Следовательно, при строительстве крупных ЦБП очень важным условием является наличие близи лесных ресурсов и надежного источника водоснабжения, хороших условий сброса сточных вод, их очистка и обеспечение чистоты воздушного бассейна.

Основной целью многочисленных исследований эффективности очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности с помощью полупроницаемых мембран было получение необходимых данных для инженерных расчетов установок очистки и концентрирования сильно разбавленных сточных вод. Оценка эффективности очистки различных типов сточных вод заключалась в определении химического потребления кислорода (ХПК), биохимического потребления кислорода (13ПК), окисляемости раствора, степени удаления ионизированных солен п виде хлоридов из стоков после отбелки и сухого остатка с подразделением на органическую и минеральную части, значений pH в спектрофотометрическом определении оптической плотности или цветности в градусах платино-кобальтовой шкалы как меры концентрации лигнина.

Воздействия отрасли на окружающую среду.

Загрязнение атмосферы

Производство целлюлозы – крупный источник загрязнения атмосферы, характер которого обусловлен двумя основными способами производства целлюлозы – сульфитным и сульфатным. Другие способы по характеру выбросов близки к основным.

Больше всего загрязняют атмосферный воздух предприятия, производящие целлюлозу по сульфатному способу. Основная причина выделения вредных газовых соединений – это использование в технологическом процессе сульфида натрия, что приводит к образованию серосодержащих соединений сероводород, метилмеркаптана, диметилсульфида, диметилдисульфида, сернистый и сетный ангидрид. Все эти соединения выделяются через неплотности из большого количества аппаратов, баков и через вентиляционные трубы эти соединения выбрасываются в атмосферу.

Сульфитно – целлюлозное производство загрязняет атмосферу заметно меньше. Главным загрязнителем атмосферы здесь является сернистый ангидрид, который используется для приготовления варочной кислоты.

С загрязнением атмосферы связаны процессы отбелки как сульфитной, так и сульфатной целлюлозы. Причина – применение для отбелки целлюлозы газообразного хлора и двуокиси хлора. При получении хлора и двуокиси хлора образуются такие токсические соединения, как хлористый водород, пары ртути, сернистый ангидрид, щелочные аэрозоли.

Значительным источником загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции, необходимые для снабжения производства паром и электроэнергий. При сжигании топлива, угля, щепы дымовые газы содержат частицы золы. При сжигании высокосернистого мазута атмосферный воздух загрязняется сернистым ангидридом.

Загрязнение объектов гидросферы

Целлюлозно-бумажная промышленность одна из наиболее водоемких отраслей промышленного производства. Она расходует около 9,2 млн. м3 воды ежесуточно. Кроме большого количества воды отрасль использует различные химикаты и топливо, которые частично в виде потерь и отходов попадают в производственные сточные воды.

Количество и степень загрязнения производственных сточных вод зависят от вида вырабатываемой продукции, мощности предприятия, совершенства технологического процесса и схемы производства.

Сточные воды предприятий ЦБП содержат огромные количества взвешенных и растворенных веществ как органического, так и неорганического происхождения. Взвешенные вещества состоят из кусочков коры, волокна, наполнителей. Растворенная органика представляет собой компоненты древесины – сахара, углеводы, лигнин, и другие. Взвешенные вещества, попадая со сточными водами в водоемы, отлагаются на дне в месте спуска сточных вод и накапливаются в огромных количествах, иногда занимая в водоеме большие площади.

Действие на биоту водоемов

Органические вещества, осевшие на дно (кора, волокно), в анаэробных условиях загнивают, выделяя вредные газы (СО2 , СН4 , Н2 S), и тем самым образуют очаги вторичного загрязнения. Продукты гниения и распада веществ придают воде водоемов неприятный вкус, отравляют атмосферный воздух. При высокой концентрации газов в водоеме могут погибнуть растительность, микроорганизмы и рыбы.

Неосевшие взвешенные вещества засоряют жабры рыб, что приводит к их гибели. Сточные воды, содержащие щелока, имеют темно – коричневый цвет, что придает воде водоемов темную окраску, препятствует проникновению света на глубину, тормозит процесс фотосинтеза, уменьшает прирост органических соединений, уменьшает кормовую базу для рыб.

Происходит нарушении кислородного баланса водоемов. Растворенные в сточной воде вещества (хлор, углекислый газ, сернистый ангидрид, сероводород, метилмеркаптан), попадая в водоем, придают свежей воде неприятный запах и привкус, который сорбируется мясом рыб, и рыба становится непригодной для пищи. Летучие газы, десорбируясь из воды водоемов, загрязняют атмосферный воздух, губительно действует на окружающую растительность и здоровье человека.

Особую опасность для водоемов представляет ртуть (сточные воды хлорного завода), присутствие которой в ничтожно малых концентрациях (менее 0,001%) способствует подавлению и полному прекращению биологических процессов и делает невозможной очистку воды на сооружениях биологической очистки и в естественных водоемах. Ртутные соединения накапливаются в рыбе.

Образование твердых отходов

Долгое время кора являлась отходом и ее отвозили в отвал, на что тратились значительные средства, а для отвалов требовались большие площади. Так на одном из предприятий ЦБП под свалку коры при высоте слоя ее 5-6 м был занят участок около20 га. При постройке в настоящее время мощных предприятий, количество коры на отдельных из них достигает 250 м3 /час и больше. В этих условиях перевозка коры в отвал как по затратам, так и из-за невозможности выделения огромных территорий совершенно недопустима. Также твердыми отходами являются зола от сжигания топлива, шлаковые отходы.

Часть первая. Производство целлюлозы

Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из ведущих отраслей лесного комплекса - объединяет технологические процессы получения целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных изделий (писчей, книжной и газетной бумаги, тетрадей, салфеток, технического картона и др.). В России эта отрасль изначально возникла и развилась в Центральном районе, где было сосредоточено потребление готовой продукции и имелось необходимое текстильное сырье, из которого прежде делали бумагу (не случайно один из первых центров производства бумаги в стране получил название Полотняный Завод). В дальнейшем технология изготовления бумаги изменилась, для нее стало использоваться древесное сырье, и ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в лесоизбыточные районы.
Технологический цикл отрасли четко подразделяется на два процесса - получение целлюлозы и производство бумаги. Целлюлоза - распространенное в живой природе углеводное соединение класса полисахаридов. Волокна целлюлозы служат основой для бумаги.
Главное сырье для выработки целлюлозы - древесина хвойных пород, в которой содержание целлюлозы составляет 40-50% от всей массы. Для выделения целлюлозы из древесины применяется термохимическая обработка - варка. Технологически допустимо добавление при варке целлюлозы лиственных пород в количестве до 10%. На производствах чаще всего используют сульфитную, бисульфитную или сульфатную варку древесной щепы, поэтому для любого целлюлозного процесса необходимо использовать соединения серы, вредность которых для природы и человека широко известна.

Таблица 1

Лидирующие предприятия России по варке целлюлозы, 2003,
тыс. т

Kотласский ЦБK	912,5
Архангельский ЦБK	770,7
Братский ЦKK	737,2
Усть-Илимский ЛПK	650,0
ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»	505,6
ОАО «Светогорск»	369,0
Сегежский ЦБK	243,2
Соломбальский ЦБK	211,9
Байкальский ЦБK	171,4
ОАО «Kондопога»	105,4
Россия	5752

Древесина после распиловки поступает в рубительные машины, где из нее образуется щепа. Щепа подается в варочные котлы. При сульфитной варке древесину обрабатывают раствором, содержащим оксид серы. Одновременно с этим процессом происходит механическое истирание другой части древесины в шахтах на специальных устройствах - дефибрерах. Продуктом его является древесная масса (диаметр частиц всего 2-3 мм). На получение 1 т древесной массы расходуется 2,5 м 3 , а 1 т целлюлозы - 5 м 3 древесины. Для изготовления обойной или тетрадной бумаги целлюлоза и древесная масса берутся в равных соотношениях - по 50%, для газетной - 70% древесной массы и 30% целлюлозы.
Древесная щепа и варочная кислота поступают в варочный котел периодического действия. Варка целлюлозы ведется при 100-150 °С и давлении 6 атмосфер. После окончания варки в котле снижается давление и вытесняется щелок. Щелок пропускают через фильтр, где улавливаются волокна целлюлозы, затем щелок поступает на отдувочную колонну, где из него отдувается SO 2 . Далее щелок на многих предприятиях передается в спиртодрожжевой цех для дальнейшей утилизации растворенных в нем биологических веществ. В варочном котле остается целлюлоза. После варки целлюлозу пропитывают горячей водой, а затем тщательно истирают. Если целлюлозу используют для производства бумаги на этом же комбинате, то ее в полужидком виде направляют в бумажный цех. В том случае, если целлюлоза предназначается для отправки на другие предприятия, ее прессуют, сушат и превращают в более или менее плотные листы серого цвета - товарную целлюлозу .
Исходя из технологических особенностей производства целлюлозы, главными факторами размещения отрасли являются сырьевой (ориентация на лесодостаточные и лесоизбыточные районы) и водный (необходимость использования большого количества воды). В СССР некоторые производители целлюлозы располагались вне лесной зоны и работали на камышовом сырье (в Астрахани, Кзыл-Орде, Измаиле), но в современной России таких предприятий нет. В любом случае создание крупного целлюлозного предприятия возможно лишь вблизи крупного водотока или водоема. К таким гидрологическим объектам можно отнести Северную Двину (предприятия в Архангельске и Новодвинске), Вычегду (Коряжма), Ангару (Усть-Илимск и Братск), Волгу (Балахна и Волжск), Байкал (Байкальск), Онежское озеро (Кондопога), Ладожское озеро (Питкяранта и Сясьстрой). Ориентация на потребителя в целлюлозной отрасли вторична, поэтому значительная часть отечественной целлюлозы вырабатывается в относительно слабо заселенной Восточной Сибири.

Таблица 2

Крупнейшие российские производители товарной целлюлозы, 2003,
тыс. т

Выработка целлюлозы в России производится на целлюлозно-бумажных комбинатах (ЦБК), целлюлозно-бумажных заводах (ЦБЗ) и целлюлозно-картонных комбинатах (ЦКК). Почти на всех этих предприятиях целлюлоза в дальнейшем перерабатывается в бумагу или картон. Однако имеются исключения: в Усть-Илимске, Советском Выборгского района, Питкяранте стадия производства целлюлозы - завершающая, товарная целлюлоза, полученная здесь, идет на другие предприятия отрасли для дальнейшей переработки.
Целлюлозу в России выпускает около трех десятков предприятий. Производство целлюлозы размещено только в 14 регионах, прежде всего в Архангельской, Иркутской, Ленинградской, Калининградской, Пермской областях, республиках Коми и Карелия. Целлюлоза не производится в Центральном и Дальневосточном федеральных округах. Крайне невелики мощности по производству целлюлозы в Южном и Уральском округах. До недавнего времени целлюлоза еще выпускалась на Сахалине, в Хабаровском крае, Астраханской области, но по экономическим причинам от этих производств пришлось отказаться.
Любопытно, что повышенная концентрация целлюлозных предприятий, пусть и не очень крупных, отмечается в тех частях страны, которые еще относительно недавно - 60-70 лет назад - входили в состав территории экономически развитых соседей. Речь идет о Карельском перешейке, который был до 1940 г. финским (3 предприятия, до 90-х годов - 4, включая закрытый ныне завод в Приозерске); Калининградской области - части бывшей германской Восточной Пруссии (3 предприятия); Южном Сахалине (7 предприятий, к настоящему времени все закрыты), до конца Второй мировой являвшимся японским владением. Это не случайно, учитывая те обстоятельства, что, во-первых, указанные районы для своих стран были наиболее удобным местом развития отрасли, во-вторых, состояние полиграфии и книгоиздательства в Финляндии и Германии находилось и продолжает оставаться на более высоком уровне, нежели в нашей стране. К настоящему времени все доставшиеся в наследство от соседей ЦБК и ЦБЗ нуждаются в реконструкции, и во многом из-за этого значительная их часть уже закрыта.
Перспективы развития целлюлозной промышленности в России связаны с совершенствованием технологического процесса, более полным использованием лесных ресурсов на имеющихся предприятиях, а также со строительством новых ЦБК. В настоящее время проектируется создание комплексов по производству целлюлозы и бумаги в Александрове Владимирской обл., Нее Костромской обл., Туртасе Тюменской обл., Амазаре Читинской обл. Проводятся предпроектные изыскания в Кировской, Вологодской и Новгородской областях и некоторых других регионах.

Целлюлозно-бумажная промышленность

1. Характеристика отрасли

Целлюлозно-бумажная промышленность – одна из наиболее важных отраслей РФ. Она составляет 1,24% от объема промышленной продукции России и около 2% от мирового производства. Но обладая такими возможностями и потенциалами, как в нашей стране, эти цифры должны быть на уровне 12 – 15 %.

Эта отрасль отличается:

· Высокой материалоёмкостью: для получения 1 т целлюлозы необходимо в среднем 5-6 куб. древесины;

· Большой водоёмкостью: на 1 т целлюлозы расходуется в среднем 350 куб.м. воды;

· Значительной энергоёмкостью: 1 т продукции требует в среднем 2000 кВт/ч.

При строительстве крупных ЦБП очень важным условием является наличие надежного источника водоснабжения, хороших условий сброса сточных вод, их очистка и обеспечение чистоты воздушного бассейна.

ЦБП является высококонцентрированной отраслью промышленности. На 8 предприятиях производится более 70 % российской целлюлозы и бумаги, а также более 50 % картона.

2. Технология основного производства

В зависимости от того, в каком растворе варят щепу, различают сульфитный и сульфатный методы производства целлюлозы. Если в растворе сернистой кислоты или сернистокислого кальция (гидросульфита кальция) под давлением 7-8 атм и при температуре 140ºС, то это сульфитный способ варки. Но на многих комбинатах целлюлозу варят со щелочами – получают сульфатную целлюлозу.

Табл. 2.1. Сравнительная характеристика

сульфатного и сульфитного способа варки

Сульфатная целлюлоза	Сульфитная целлюлоза
Положительные	Возможна переработка практически любой древесины; бумага имеет более высокую прочность, термостойкость, долговечность, непрозрачность; обладает более высокими диэлектрическими свойствами, поэтому она используется для производства электротехнической бумаги (кабельную, конденсаторную, телефонную); из нее готовят мешочную и оберточную бумаги, картонную тару, бумажный шпагат.	Более высокий выход из древесины обеспечивает повышенную способность к размолу, лучшие оптические и деформационные свойства, высокую белизну, что позволяет использовать ее в массовых видах бумаги, типа газетной, в небеленом виде; высокая способность к отбелке, в том числе без применении хлора; при получении в атмосферу не поступают метилмеркаптаны, сероводород и дурнопахнущие летучие вещества, а в сточных водах отсутствуют сульфиды; бумага с повышенной пухлостью и впитываемостью, поэтому ее чаще применяют для производства санитарно – гигиенических видов.
Отрицательные	Волокна более гибкие и они, труднее размалываются; волокна бурого цвета; без регенерации сульфатный способ технологически не может функционировать; содержит дурнопахнущие серосодержащие вещества	Проблема утилизации отработанных щелоков, которые загрязняют окружающую среду. При варке происходит повышенное воздействие на окружающую среду (водоемы), в основном, из-за ограниченности сбыта технических лигносульфонатов (упаренных щелоков), а также отсутствие систем регенерации химикатов и тепла из отработанных щелоков, утилизируется лишь 30 – 40 % сухих веществ щелока; высокий расход серы и варочного основания; не используются вторичные тепловые ресурсы органических веществ щелока; щелока при разбавлении становятся хорошими питательным субстратом для многих микроорганизмов, вызывая сильное обрастание подводных сооружений.

В основном в ЦБП России применяют сульфатный способ производства целлюлозы и тенденция развития этого способа сохраняется. Сульфитный способ стал вполне конкурентоспособным, однако до сих пор не получил заметного роста.

Рис 2.1. Технология производства бумаги

1. Бревна поступают в окорочные вращающиеся барабаны , где древесина за счет трения друг о друга и ребристую поверхность стенок барабана освобождаются от коры и грязи, и бревна промываются водой. Длинник распиливают на высокопроизводительных машинах – сленгерах на балассы (длиной до 1,5 м).

2. Конвейер несет их к рубильным машинам , где получают технологическую щепу. Щепа по конвейеру поступает в варочный цех.

3. В варочном цеху щепа варится в растворе сернистой кислоты и сернистокислого кальция (гидросульфита кальция) – получают сульфитную целлюлозу или варят со щелочами – получают сульфатную целлюлозу.

4. Полученную целлюлозу выдувают за счет давления пара, тщательно промывают водой в сцежах, очищают от оставшихся крохотных сучков, мелких непроваренных кусочков древесины и отбеливают хлором . Отбелка производится в особых башнях.

5. Промытую, очищенную и отбеленную целлюлозу по трубам перекачивают в бассейны для изготовления бумажной массы . Из бассейнов она попадает на специальную мельницу для размола.

6. Размол . Цель – подготовить полуфабрикаты к отливу; сделать волокна гибкими, пластичными; увеличить их поверхность с целью эффективного связеобразования, от которого зависит прочность бумажного листа; придать бумаге требуемую структуру и физические свойства. Производят размол в специальных аппаратах – роллах, дисковых и конических мельницах. В настоящее время на всех предприятиях ЦБП размол ведется в аппаратах непрерывного действия.

7. Проклейка бумаги . Цель – придать ей водостойкость; при этом уменьшается ее впитывающая способность и увеличивается пригодность для письма и печати. Водостойкость придают: канифольный клей, парафин, пек. Дополнительно еще придают механическую прочность: крахмал, животный клей.

8. Наполнение бумаги .

Цель – экономия волокнистых полуфабрикатов, повышение белизны, впитывающей способности, гладкости. Применяются: каолин, тальк, мел, гипс.

Введение наполнителей снижает прочность бумаги и затрудняет ее проклейку.

9. Крашение бумаги .

Около 90% бумажной продукции вырабатывается с применением красителей.

Способы окраски:

o краситель добавляют в бумажную массу (наиболее часто);

o добавляют краситель на поверхность бумажного полотна.

10. Очистка бумажной массы.

В бумажную массу вместе с волокнистыми полуфабрикатами, суспензии красителей, наполнителя и клея попадают частицы коры, луба, сучков, песка, смолы, и др. загрязнений. Нежелательным является и присутствие воздуха в массе.

Получение массы высокой чистоты связано с образованием значительного получения отходов, использование которых определяется экономической необходимостью.

11. Изготовление бумаги на бумагоделательной машине.

Современная бумагоделательная машина позволяет со скоростью 2000 м/мин и выше осуществлять непрерывный процесс переработки жидкой массы концентрацией 0,1 – 0,3 % в листовой материал – бумагу, с влажностью 4– 8 %.

3. Воздействие отрасли на окружающую среду

· Загрязнение атмосферы

Больше всего загрязняют атмосферный воздух предприятия, производящие целлюлозу по сульфатному способу . Основная причина выделения вредных газовых соединений – это использование в технологическом процессе сульфида натрия, что приводит к образованию серосодержащих соединений сероводород, метилмеркаптана, диметилсульфида, диметилдисульфида, сернистый и сетный ангидрид. Все эти соединения выделяются через неплотности из большого количества аппаратов, баков и через вентиляционные трубы эти соединения выбрасываются в атмосферу.

Сульфитно – целлюлозное производство загрязняет атмосферу заметно меньше. Главным загрязнителем атмосферы здесь является сернистый ангидрид, который используется для приготовления варочной кислоты.

· Загрязнение объектов гидросферы

Целлюлозно-бумажная промышленность одна из наиболее водоемких отраслей промышленного производства. Она расходует около 9,2 млн. м 3 воды ежесуточно. Кроме большого количества воды отрасль использует различные химикаты и топливо, которые частично в виде потерь и отходов попадают в производственные сточные воды.

· Действие на биоту водоемов

Органические вещества, осевшие на дно (кора, волокно), в анаэробных условиях загнивают, выделяя вредные газы (СО 2 , СН 4 , Н 2 S), и тем самым образуют очаги вторичного загрязнения. Продукты гниения и распада веществ придают воде водоемов неприятный вкус, отравляют атмосферный воздух. При высокой концентрации газов в водоеме могут погибнуть растительность, микроорганизмы и рыбы.

· Образование твердых отходов

Долгое время кора являлась отходом и ее отвозили в отвал, на что тратились значительные средства, а для отвалов требовались большие площади. Так на одном из предприятий ЦБП под свалку коры при высоте слоя ее 5-6 м был занят участок около20 га. При постройке в настоящее время мощных предприятий, количество коры на отдельных из них достигает 250 м 3 /час и больше. В этих условиях перевозка коры в отвал как по затратам, так и из-за невозможности выделения огромных территорий совершенно недопустима. Также твердыми отходами являются зола от сжигания топлива, шлаковые отходы.

4. Техника защиты окружающей среды

· Очистка от пылегазовых выбросов

Выбор метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь химическими и физическими свойствами этой примеси, также оказывает влияние характер производства.

В целлюлозно-бумажной промышленности имеется достаточный выбор эффективных жидких поглотителей, что определяет широкое применение метода абсорбции для очистки от газообразных примесей.

Для очистки промышленных выбросов от вредных газообразных компонентов можно использовать различные процессы: абсорбцию, адсорбцию, химическое превращение вредных газообразных компонентов безвредные соединения.

- Абсорбция

В ЦБП для поглощения газовых примесей служат, как правило, водные растворы химикатов, используемых в цикле производства, в некоторых случаях – чистая вода, а иногда и другие поглотители. Выбор поглотителя в каждом конкретном случае определяется свойствами по отношению к абсорбируемому компоненту и в основном – условиями равновесия компонента над поглотителем.

- Адсорбция

Наиболее распространенные адсорбенты: активный уголь, силикагель, алюмогель, цеолиты, минеральные адсорбенты.

Адсорбционные установки непрерывного действия бывают с движущимся поглотителем и с неподвижным его слоем. Адсорбер непрерывного действия представляет собой колонну, в которой сверху вниз под действием силы тяжести движется адсорбент. Он проходит зоны охлаждения, поглощения, нагрева и десорбции.

- Окислительные процессы

К ним относятся сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения. Очень часто окислительные процессы используют для очистки газов от сернистых соединений.

· Очистка сточных вод

Методы обезвреживания и очистки СВ:

· очистка и повторное использование воды;

· обезвоживание ила и шлама;

· выпаривание СВ;

· осаждение, флокуляция, фильтрование твердых частиц;

· нейтрализация кислых или щелочных СВ;

· использование очищенных СВ в сельском хозяйстве;

· денитрификация СВ.

Очистка сточных вод ЦБП

· Утилизация твердых отходов

Сжигание коры и щелоков существенным образом сокращает расход натурального топлива и позволяет около 30% потребного для предприятий пара получать от их сжигания. Каждая тонна влажной коры при сжигании по тепловому эффекту заменяет 0,2-0,25т условного топлива. Кору можно использовать для процесса пиролиза и получать на выходе биотопливо. Кора используется также в качестве фильтрующего материала при изготовлении дешевых сорбентов, строительных материалов и изделий с применением вяжущих и клеевых веществ, для получения дубильных веществ. Производство из коры топливных брикетов включает в себя ее измельчение, обезвоживание и брикетирование. Технико-экономические расчеты показывают, что производство из древесной коры топливных брикетов экономически целесообразно. Кора – это ценное сырье для получения дубильных экстрактов. Ее надо правильно хранить и быстро отправлять на переработку, пока дубильные вещества не разрушились под воздействием микроорганизмов.

5. Перспективы экологического развития

· В ЦБП неизбежным является образование отходов, для устранения которых необходима модернизация и реконструкция производств с доведением до стандартов экологических показателей действующих в ЕС.

· ЦБП России нуждается в развитии наукоемких технологий продукции. Необходим переход на технологию бесхлорной отбелки целлюлозы.

· Предприятия ЦБП должны начать производство биотоплива в виде энергетической щепы для собственного потребления и на экспорт; в виде энергопеллет.

· Экологически целесообразным будет способ производства многослойного картона для плоских слоев гофрированного картона и бумаги на основе композиции макулатуры (это может покрыть потребность в волокон на 25 – 50 %. Это реальная экономия древесины и является решением утилизации многотоннажного отхода). Перспективно применение золя шлам – лигнина в качестве сорбента для извлечения из сточных вод широкого спектра загрязнений.

· Необходима корректировка действующего российского природоохранного законодательства, так как экологические нормативы не базируются на принципах применения наилучших существующих технологий.

· Улучшение качества продукции и экологических характеристик производства может быть достигнуто путем обеспечения единства методов контроля, как качества продукции, так и промышленных сбросов и выбросов загрязняющих веществ.

Целлюлозно-бумажная промышленность объединяет производства, выпускающих целлюлозу, бумагу, картон. Особенность этих производств - измельчение древесины до размера волокна и изготовление из волокна необходимой продукции. Основные химические компоненты древесины (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) является высокомолекулярными соединениями, которые соединены между собой не только межмолекулярными, но и некоторыми химическими связями. Поэтому обычными способами разделения органических веществ и отделение их невозможно. Этого можно достичь только в результате определенных химических реакций, которые позволяют перевести один или несколько компонентов в водорастворимый состояние.

Целлюлозное производство

Основное сырье производства - специально подготовленная (балансовая) древесина и отходы лесозаготовок, лесопиления, деревообработки.

Главные составные части древесины:

Целлюлоза - 40-50% (клетчатка, полисахарид, образованный остатками глюкозы: (C6H10O6) n, где n = 5000-20000; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливает их механическую прочность и эластичность растительных тканей, в хлопчатника - 95-98 %, в льне - 80-90%, в джуте - 75%);

Лигнин - 20-30% (аморфное вещество, органический полимер, состоящий из различных ароматических спиртов, содержится в клеточных оболочках растений, вызывает их одеревениння)

Гемицеллюлозы - 17-33% (геми... - полу, полисахариды, имеющих разветвленные цепи и степень полимеризации меньше, чем в полисахаридах - η = 100-200)

Волокна целлюлозы в древесине связаны между собой лигнином. Для удаления лигнина и освобождения от него целлюлозы проводят варку древесины в присутствии реагентов, разрушающих или растворяют нецеллюлозные компоненты.

Перевести в водорастворимый состояние лигнин значительно труднее, поскольку он является полимером сетчатой строения, имеющий ароматические ядра и небольшое количество гидрофильных групп (ОН, СООН). Для этого необходимо провести частичную химическую деструкцию макромолекул лигнина с одновременным введением в его структурные единицы достаточного количества гидрофильных групп.

Процессы перевода лигнина в водорастворимый или растворим в органических соединениях состояние и выделения его из древесины называют делигнификации древесины. Процессы делигнификации древесины, которые сопровождаются переводом в растворимое состояние вместе с лигнином большей части гемицеллюлозы, используют для получения целлюлозы и называют варкой целлюлозы.

В результате процессов варки получают технические целлюлозы, которые в зависимости от условий варки и назначения, содержат еще определенное количество лигнина, гемицеллюлозы и экстрактивных веществ. По содержанию в них нецеллюлозные материалов технические целлюлозы разделяют на:

Полуцеллюлозу;

Целлюлозу высокого выхода;

Небеленой целлюлозы.

Технические целлюлозы используют для производства картона, бумажных мешков, оберточной бумаги и тому подобное. Небеленой целлюлозы преимущественно подвергают дополнительной очистке от нецеллюлозные компонентов, в первую очередь от лигнина, процесс состоит из двух операций - отбеливание и облагораживания целлюлозы.

Отбеливание осуществляется в несколько этапов последовательной действием на диспергированных в воде целлюлозную массу различных окислителей: газообразного хлора хлорной воды; гипохлоритов; оксидов хлора пероксида водорода; кислорода в щелочной среде.

Отбеленного целлюлозу используют для производства печатной бумаги, бумаги для тетрадей и тому подобное.

Облагораживания отбеленной целлюлозы осуществляют обработкой ее раствором гидроксида натрия - 0,5 - 2% раствором при температуре 95 - 135 ° С или 4 - 10% раствором при температуре 15-25 ° С. Облагорожена целлюлоза используется для получения химических волокон, пленок, лаков, пластических масс, бездымного пороха и др.

После очистки целлюлозы около 50% массы химических компонентов древесины становятся водорастворимыми и переходят в варочные растворы. Для достаточно полного их удаления на отмывание целлюлозы расходуется значительное количество воды. Например, на производство одной тонны отбеленной целлюлозы - 200 - 300 м3, а на одну тонну облагороженной целлюлозы - 285-500 м3.

Сточные воды содержат значительное количество различных органических веществ - от 100 до 500 кг для производства одной тонны целлюлозы (в зависимости от способа варки и очистки целлюлозы), поэтому их очистки требует значительных капиталовложений, которые составляют 15-40% от стоимости производства.

В настоящее время используют преимущественно три способа варки целлюлозы - щелочная, сульфатный и сульфитной.

Щелочная варка иелюлозы. Первый технический способ выделения целлюлозы из древесины был разработан в 1854 году К. Ватт и Г. Бургессом. Он заключался в нагревании древесины под давлением с раствором гидроксида натрия (каустическая сода), за что получил название щелочного. Варки проводят в автоклавах. В них помещают деревянные щепки лиственных пород, заливают 4-6% раствор NaOH и нагревают до температуры 165-175 ° С - в течение 2-6 часов. В этих условиях в автоклаве создается давление около 1 МПа. После варки целлюлозную массу отделяют от отработанного варочного раствора, называют натронной лужайкой, очищают от механических примесей и отмывают водой. Получают техническую целлюлозу, которая содержит до 2% лигнина, 20% пентозанов и примерно 78% - целлюлозы. Ее главным образом используют для производства топографического бумаги, хлопковой целлюлозы.

Отработанный варочный раствор, содержащий формальдегиды, каустическую соду и т.п., как правило, испаряют, а вещества, содержащиеся в нем, сжигают для регенерации гидроксида натрия.

Сульфатный варки иелюлозы. Сульфатный способ удаления целлюлозы из древесины также модификацией щелочного способа варки. Основными реагентами варочного раствора в этом способе есть гидроксид и сульфат натрия.

Изобретателем сульфатного варки считают Даля (1884 г.). Даль предложил для компенсации щелочи при натронной варки использовать сульфат натрия, который был в то время промышленным отходом. Это и обусловило название метода. Суть метода заключается в том, что отработанному натронной лужайке во время его сжигания добавляют сульфат натрия.

Сульфатный варки проводят в аппаратах непрерывного действия, в которые подают технологическую щепу любых пород древесины или тростника и варочные растворы, содержащие 4 - 8% NaOH и NaSH. В течение 2-4 часов поднимают температуру до 165-180 ° С. Целлюлозную массу отделяют от отработанного варочного раствора (который называют черным лужайкой) и промывают. Иногда, перед сульфатной варкой, проводят предварительный гидролиз древесины разбавленными кислотами (0,3 - 0,5% H2SO4 или 0,5 - 1,0% НСl при температуре 100-125 ° С в течение 2-5 часов) или водой (при температуре 140 - 180 ° с в течение 0,5 - с часов) с целью выделения из нее гемицеллюлозы. С черного лужайке выделяют сульфатный мыло. Сульфатный мыло представляет собой смесь натриевых, смоляных и высших жирных карбоновых кислот, сложных эфиров, высших спиртов и др. В процессе сульфатной варки хвойных пород древесины с варочного раствора испаряются терпеновые углеводороды, конденсацией которых получают сульфатный скипидар.

Сульфатный способ варки целлюлозы наиболее распространенный в мире, так как позволяет перерабатывать на целлюлозу все виды древесины, а также другие целлюлозосодержащих природные материалы (тростник, солома и т.д.), с экологической точки зрения для приготовления варочного раствора используются относительно токсичные вещества - сульфат натрия и известь. С их помощью получают больше половины всей целлюлозы.

Сульфитной варки целлюлозы. Сульфитный способ варки целлюлозы был внедрен в производство впервые в Швеции - 1874 В отличие от щелочных способов, сульфитной варки целлюлозы проводят в кислой или нейтральной среде. Изобретателем метода считают Ф.Тильгмена, который в 1866 предложил использовать раствор диоксида серы в воде в присутствии солей, серной кислоты. В процессе растворения SO2 в воде образуется сернистая кислота. Как слабая кислота, в водном растворе, она разлагается преимущественно с образованием гидрид-аниона (бисульфит- аниона):

SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3

H 2 SO 3 Û H + + HSO 3

Сульфитной варки проводят в варочных котлах, изготовленных из кислотостойкого материала и оборудованных принудительной циркуляцией варочного раствора, в которые подают технологическую щепу (преимущественно хвойных пород древесины) и варочный раствор. В течение 1,5-4 часов постепенно поднимают температуру до 100-110 ° С. Выдерживают, при этой температуре древесину 1-2 часа, а затем температуру повышают до 135 - 150 ° С и выдерживают еще 1-4 часа. Полученную небеленой целлюлозы отделяют от отработанного варочного раствора, называют сульфитным лужайкой, и отмывают.

При производстве одной тонны целлюлозы получают 8-9 м3 сульфитного лужайке, содержащий различные вещества, а именно: углеводороды (С - 4,5%), Альдоны кислоты (0,6 - 0,8%), сернистой кислоты и ее соли, муравьиную и уксусную кислоты и др. Поскольку сульфитный лужайка содержит значительное количество моносахаридов, его подвергают биохимической или химической переработке.

Биохимической переработкой сульфитного лужайке преимущественно получают кормовые белки, этиловый спирт, антибиотики и многоатомные спирты. На одну тонну полученной переработкой лужайке целлюлозы получают 100 -110 кг кормовых белков, или 80 - 100 литров этилового спирта, а также 1,0 - 1,2 тонн концентрата сульфитоспиртовои барды.

Химической переработкой сульфитного лужайке получают ванилин, фенолы, ароматические кислоты. В мире этим способом получают около 30% древесной целлюлозы, используемой для производства различных сортов бумаги и картона.

Часть первая. Производство целлюлозы

Лидирующие предприятия России по варке целлюлозы, 2003, тыс. т

Крупнейшие российские производители товарной целлюлозы, 2003,тыс. т

Целлюлозное производство

Лидирующие предприятия России по варке целлюлозы, 2003,
тыс. т

Крупнейшие российские производители товарной целлюлозы, 2003,
тыс. т