При обработке растительного сырья варочным раствором при
температуре 170 - 190°C в раствор переходят некоторые составные части
сырья.Поэтому черный щелок содержит кроме минеральных веществ органические
соединения, образующиеся в процессе варки.
Количество черного щелока, получаемого
после промывки целлюлозной массы, зависит от разных факторов, основным из
которых является степень делигнификации целлюлозы.В случае жесткой целлюлозы, с
низкой степенью провара древесного сырья, количество поступающего на упаривание
черного щелока составляет примерно 7 - 10 м³ на 1 т целлюлозы, а в случае
мягкой (белимой) целлюлозы оно возрастает до 11 - 12 м³.
Состав щелока в значительной степени
определяется его плотностью.Чем выше плотность, тем больше содержится в нем
сухих веществ.Поэтому при промывке целлюлозной массы расход свежей воды должен
быть минимальным.Практически содержание сухого остатка в черном щелоке,
поступающем в выпарной цех, не превышает 12 - 15%.
На содержание сухого остатка в черном
щелоке большое влияние оказывают: влагосодержание щепы, загружаемой в варочный
котел, способ нагрева содержимого котла - прямой или непрямой ( в
подогревателях), режим промывки массы, а также степень делигнификации сваренной
целлюлозы.
В зависимости от вида растительного
сырья, степени делигнификациии целлюлозы и расхода активной щелочи на варку
черный щелок содержит после его уплотнения и выделения из него сульфатного мыла
примерно 35 - 45% минеральных и 55 - 65% органических веществ.На процентное
соотношение в черном щелоке минеральных и органических веществ вид
вырабатываемой целлюлозы заметного влияния не оказывает, но количество
сухих веществ в щелоке значительно зависит от вида полуфабриката (при выработке
жесткой целлюлозы оно примерно в 2 раза выше, чем при выработке мягкой).
Минеральная часть сухого остатка
состоит в основном из натриевых соединений.Содержание свободного едкого
натра в ней составляет 0.5% - 3%, сульфида натрия 1,3 - 6%, карбоната натрия
1,5 - 17%, сульфата натрия 1,5 - 7%.При варке тростниковой сечки в черном
щелоке содержится также некоторое количество силиката натрия, создающего
затруднения при упаривании щелока вследствии образования на поверхностях
теплообмена трудно удаляемой накипи.
Органическая часть сухого вещества щелока
состоит в основном из лигнина и продуктов разрушения углеводов в соотношениях,
зависящих от вида перерабатываемого сырья и выхода целлюлозы.
Содержание в сухом остатке смолистых
веществ, экстрагируемых эфиром, составляет 2,5 - 3% и существенно зависит от
породы древесины и ее местопроизрастания. Так, в древесине сосны обыкновенной
содержание смолистых веществ составляет 4,12 - 4,98% от абсолютно сухой
древесины , ели 1,47 - 2,37% ( у сахалинской ели оно повышается до 3,1%).В
древесине сибирской пихты смолы содержится 4,35%, а в древесине сахалинской
сосны 3,7%. В древесине березы смолы содержится 2,28 - 2,76%, а в древесине
осины 1,5 - 2,66%.
