Одним из свойств черного щелока является его способность при определенных
условиях образовывать на поверхностях нагрева выпарного аппарата , щелоковых
насосов и трубопроводов накипи в виде минеральных натриевых солей , особенно
сульфата и силиката натрия, и органических соединений мыла и мелкого волокна.
Полагают, что способность черного
щелока образовывать накипь связана с содержанием в нем двойной соли сульфата и
карбоната натрия. Особенно большое количество которых выделяется из щелока при
содержании в нем сухих веществ свыше 50%. Кроме того, сульфат натрия, хорошо
растворяющийся при низкой температуре, при более высокой температуре обладает
способностью выпадать в осадок, образую накипь на поверхностях нагрева.
Органические соединения натрия, находящиеся
в черном щелоке , весьма неустойчивы при повышении температуры и, соприкасаясь
с поверхностью нагрева выпарного аппарата, конденсируются, образуя на них
накипь. Поэтому наряду с выполнением регулярной промывки выпарных аппаратов,
насосов, трубопроводов, особенно выпарных выпарных аппаратов, работающих на
щелоке с высоким содержанием сухих веществ, следует стремиться к тому, чтобы
завершение процесса упаривания щелока происходило при минимально допустимой
температуре. Так, на сульфатцеллюлозных заводах Швеции максимальную температуру
упариваемого щелока поддерживают на уровне, не превышающем 120-125ºС.
Образование накипи на поверхности нагрева понижает их теплопередачу. Так, при
толщине накипи 1мм коэффициент теплопередачи снижается в 2 раза.
Накипь, содержащая соли кремния ,
весьма трудно поддается удалению, поэтому для ее недопущения применяются
различные меры, направленные на предварительное(перед упариванием)
обескремнивание щелока. В промышленности до настоящего времени отсутствуют
достаточно надежные способы обескремнивания черного щелока. Насадочные
скруббера, иногда применяемые для этой цели, часто забиваются отложениями
силикатных солей, а фильтрация щелока через различные материалы,
центрифугирование и другие способы(применение ультразвука, электромагнитного
поля) не обеспечивают полного удаления осадка. Поэтому наиболее эффективным
способом борьбы с накипью на поверхности нагрева выпарных аппаратов, насосов и
трубопроводов является их своевременная промывка, для выполнения которой
применяются соответствующие установки.
В целях снижения скорости
накипеобразования необходимо:
температуру щелока в выпарных
аппаратах, упаривающих щелок с высоким содержанием сухих веществ (свыше 50%),
поддерживать не выше 120-130ºС;
для стабилизации коллоидов щелочного
лигнина и предотвращения его выделения и образования осадка поддерживать
минимальное содержание в черном щелоке остаточной активной щелочи;
обеспечивать максимальное удаление из
щелока мыла и мелкого волокна;
поддерживать высокую степень
восстановления сульфата натрия при сжигании черного щелока и каустизации
зеленого щелока;
применять для варки целлюлозы белый
щелок совершенно чистый, не содержащий шлама в виде кальциевых солей, которые
при упаривании щелока также образуют накипь.
Следует иметь в виду, что наличие в
щелоке мелкого волокна способствует образованию совместно с остальными
выделяющимися из щелока компонентами более устойчивой накипи.
В таблице 2 приведены данные ,
характеризующие состав сухих веществ черного щелока от варки обыкновенной
сосновой древесины и накипи.
Таблица 2
|
Наименование
химикатов сухого остатка
|
Состав сухих
веществ, %
|
|
|
черного щелока
|
накипи
|
|
|
Неорганические
вещества, вызывающие коррозию
|
-
|
9,3
|
|
Сульфат натрия Na2SO4
|
5
|
28,1
|
|
Карбонат натрия Na2CO3
|
11,6
|
12,1
|
|
Едкий натр NaOH
|
0,9
|
-
|
|
Сульфид натрия Na2S
|
1
|
-
|
|
Органические
соединения натрия
|
10,3
|
9,8
|
|
Неанализированные
неорганические вещества
|
1,4
|
2,4
|
|
Лигнин
|
30,7
|
17,7
|
|
Полисахариды
|
0,1
|
0,2
|
|
Смоляные соединения
|
2,5
|
5,1
|
|
Органические
кислоты
|
7
|
2,2
|
|
Неанализированные
органические вещества
|
29,5
|
13,1
|
