ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ЩЕЛОЧЕНИЕ

Подчин-ся тем-же кин-м законом-тям, что и обычное. Ок-ли вводят на ступень щелочения в 1-ю очередь чтобы ум-ть расход ClO₂, главным образом на ступени Д₀. Ещё введ-е ок-лей ум-т образ-ие хлорфенолов, ум-т цвет-ость стоков, образ-е ХПК и БПК. Ок-ли оказ-т вл-ие в 1-ю очередь на быструю стадия щелочения. При исп-ии ок-лей необх-мо ув-ть расход щёлочи, т.к. при ок-нии органики ув-ся образ-ие Na₂CO₃. В газ-х выбросах после ок-го щелочения прис-т СО, СО₂, прод-ты дестр-ции Л и углеводов, не токсичные и не взрывоопасные. Расход О₂ до 5кг/т, соотв-но давл-ие в нижней части башни 0,2 МПа. Расход Н₂О₂ 3-5кг/т. Сниж-ие числа К, пол-ое при ок-ом щелочении, неточно отображает сниж-ие содерж-ия Л, оцениваемое по числу К. При ок-ом щелочении остат-й Л Ц-зы более ок-лен и потребл-т <-ее кол-во КМnO4 при опред-ии числа К., чем Ц-за после традиц-ого щелочения.

58 ДЕЛИГН-Я ClO₂ (ступ. Д₀)

ClO₂ – электрофильн. реагент, кот. быстро с фенольн. стр-им и значит. медленнее со стр-ми этерифицир-ми => если Ц ранее подверг. окислит. обраб-ам эффект-ть ClO₂ м.б. несколько <. Расход ClO₂ на ед. Каппа может увелич. Окислит. св-ва ClO₂ обусловл. неустойч-ю его мол-лы, содер-щей ион Cl (+4). Окисление ClO₂ идёт ступ-то: ClO₂+е=> ClO₂^-; ClO₂^- + H⁺ +e=>Cl^- + H₂O. 1 р-ия преобл. при рН близк. к 7. След. этап. при рН 4-5=>чтобы использ-ть полн-ю окислит. эквивал-т ClO₂ необх. пров. обр-ки в кислых средах. при взаимод. ClO₂ и Л осн. атака идёт на полож. с > электрон. плотн-ю и в этиленовых стр-ах боков. цепочки. Особен-ть возд-я ClO₂ – преимущ-ное окисл. фенольного кольца с обр-ем эфира хлорноватист. к-ты и послед-им его окисл. стр-р муконов. к-ты. // может протек. окисл. до хинонов. Но хиноны тоже будут окисл-ся с разруш. фенольн. кольца. Р-ия хлорир-я при обр-ке ClO₂ развив. слабо и хлор-е идёт в осн. в боков. цепочку (β-полож).

Прод-ты, получ. при обр-ке, лучше раств-ся в водн. средах. Возм-но хлорир-е фенольн. кольца. Но образ-ся в основн. монохлорфенолы (токсичность не высока). При дейс-ии на углеводы, ClO₂ в осн-ом окисл. альдегидн. гр. до карбоксильных. При этом ОН-гр. не окисл-ся, т.е доп-ных карбонильн. гр. не обр-ся.=> Ц при обр-ке ClO₂ лучше сохрн-ет прочн. и > устойч. на последующих стадиях обраб-ки.

Факторы ClO₂ исп-ся как делигнифиц-ий и белящий реагент. Эффект-ть его на на ступ. делигнифик. хар-ся по уменьш. Каппа. (ф-ла)

 

к - конс-та скорости (по ур-ю Аррениуса). Т.к. в ф-лу входит конст-та скор-ти => Факторы 1. Температ. На стадии делигниф. увелич темпер. привод. к уменьш. Каппа. наиб заметное влиян в инт t^о 15-40 ^оС. Затем влиян. менее заметно. (график)

 

 

Дальн. увелич. t^о опред-ся потоком. Увелич. привод. к уменьш. вязк. Хар-ер зависим-ти прим. такой же. Но здесь оказ. влиян. – расход. Из заданного кол-ва ClO₂ 75 % расход-ся в течен. перв. 5-10 мин. обр-ки. Продол-ть делигниф. обычно 40-60 мин. При оптим. расходе (KF до 0,22) к концу обраб-ки в сист. отсут. остаточ. Cl₂. 2. рН При делигниф. для > полн. исп-ния окислит. реаг-та рН д.б. 3-3,5. Макс. эффект при рН 2. Но тут в сист. появл. Cl₂ – нежелат-но. Не происх. сниж. вязкости и дестр. Ц. 3. Расход ClO₂. На стад. делигнифик. обычно расход ClO₂ задаётся по фактору Каппа (КF=0,15-0,22). При этих знач. KF образ. миним. колич. вредн. хлорорган. соед-йи обеспеч-ся оптим. услов отбелки. Число Каппа после ступени = 5. 4. Содерж. молек. Cl₂. Кач-во технич. р-ор молек. Cl₂ тем >, чем < в них конц-я молек. Cl₂. Практ. все р-ры ClO₂ сод-ат некотор. колич. хлора, => они им. желт. цв. и запах хлора. Счит., что при сод-нии Cl₂ не > 10% от общ. конц. акт. Cl₂ в р-ре диоксида писут-е его не влияет на рез-ты обраб-ки. Наиб. чист. р-ры сод-ат не >0,5 г/л молек. Cl₂. 5. Сm. ClO₂ исп-ся в виде водн. р-ов прост. конц., что сниж. влияние Сm при отбелке. В целях экономии пара, необход-го для подогрева массы, отбелку ClO₂ ведкт при сред. Сm (10-12 %). Исп-ние высок. Сm (20-30 %) нежелат-но из-за малых объемов воды, что при повышенной t^о привод. к образ. газовой фазы.

 

59 ДОБЕЛКА ДИОКСИДОМ (ступ. Д₁ и Д₂)

Clo₂ – электрофильн. Реагент, кот. Быстро с фенольн. стр-им и значит. медленнее со стр-ми этерифицир-ми => если Ц ранее подверг. окислит. обраб-ам эффект-ть ClO₂ м.б. несколько <. Расход ClO₂ на ед. Каппа может увелич. Окислит. св-ва ClO₂ обусловл. неустойч-ю его мол-лы, содер-щей ион Cl (+4). Окисление ClO₂ идёт ступ-то: ClO₂+е=> ClO₂^-; ClO₂^- + H⁺ +e=>Cl^- + H₂O. 1 р-ия преобл. при рН близк. к 7. След. этап. при рН 4-5=>чтобы использ-ть полн-ю окислит. эквивал-т ClO₂ необх. пров. обр-ки в кислых средах. при взаимод. ClO₂ и Л осн. атака идёт на полож. с > электрон. плотн-ю и в этиленовых стр-ах боков. цепочки. Особен-ть возд-я ClO₂ – преимущ-ное окисл. фенольного кольца с обр-ем эфира хлорноватист. к-ты и послед-им его окисл. стр-р муконов. к-ты. // может протек. окисл. до хинонов. Но хиноны тоже будут окисл-ся с разруш. фенольн. кольца. Р-ия хлорир-я при обр-ке ClO₂ развив. слабо и хлор-е идёт в осн. в боков. цепочку (β-полож). Прод-ты, получ. при обр-ке, лучше раств-ся в водн. средах. Возм-но хлорир-е фенольн. кольца. Но образ-ся в основн. монохлорфенолы (токсичность не высока). При дейс-ии на углеводы, ClO₂ в осн-ом окисл. альдегидн. гр. до карбоксильных. При этом ОН-гр. не окисл-ся, т.е доп-ных карбонильн. гр. не обр-ся.=> Ц при обр-ке ClO₂ лучше сохрн-ет прочн. и > устойч. на последующих стадиях обраб-ки.

Факторы ClO₂ исп-ся как делигнифиц-ий и белящий реагент. Эффект-ть его на на ступ. добелки харкт-ся по уменьш. содер-ния хромофоров.(ф-ла) к - конс-та скорости (по ур-ю Аррениуса); к₄₅₇- конц. хромофоров при λ= 457; к_457∞ - сод-ние остат. хромофоров. Т.к. в ф-лу входит конст-та скор-ти => Факторы 1. Температ. При добелке оптим. счит. t^о 70-75 ^оС. В этом инт. t^о достиг. макс. уровень белизны при сохран. механ. прочн. Ц. Вообще увелич-е t^о прив. к > быстрому росту белизны и > быстрому поглащ. ClO₂: (график)

 

При увелич. t^о > 75 ^оС может привести к потере вязк. Ц. Продол-ть проц. добелки в сред. 3 ч. Осн. прирост белизны достиг. в перв. 10-20 мин.обр-ки. Затем белизна ещё медлен. возраст. в теч. 4 ч, после чего она незначит уменьш. При добелке остат. Cl₂ д.б. обязат-но, чтобы избежать пожелтения Ц. При добелке в две ступ. сод-е остат. Cl₂ должно увелич. по ходу отбелки. 2. рН среды. При добелке оптим. рез-ты, когда конечн. рН 4. Начальн. рН 5-6. Макс. белизна достиг. в том случ, если нач. рН при отбелке 6. Тут присут. хлориты в сист., кот. облад.высок. белящ. св-ми. Но на практ. устан-ть такой рН опасно, т.к. легко перейти в нейтр. ср., когда в сист. присут. хлориты в большом колич-ве и будет сниж-ся вязк. => потери волокна при р-ии в щелочи. В рез-те при добелке ClO₂ в кисл. среде окисл. карбонильн. гр. Л и углеводов до карбоксильн.

3. Расход ClO₂. Больш. значение им. соотнош. расходов ClO₂ на ступенях добелки. Повышен. белизны при увелич. расхода ClO₂ на обеих ступ. имеет предел – «порог белимости», после которого белизна практ. не возраст. Для достиж. требуем. уровня белиз. при услов. эконом. и эффект-го испол-ния ClO₂ его расходы на ступ. Д₁ и Д₂ д.б. сбаланс-ны. Это хорошо иллюстир-ся на диаграмме.

 

 

Остат. сод-ние остат. Cl₂ в массе после отбелки должно увелич-ся от Д₁ к Д₂. достат. сод-е остат. хлора в массе обеспеч. > полное окислен. карбонильн. гр. до карбоксильн. и стабильность белизны. 4. Содерж. молек. Cl₂ в р-ах диоксида. Кач-во технич. р-ор молек. Cl₂ тем >, чем < в них конц-я молек. Cl₂. Практ. все р-ры ClO₂ сод-ат некотор. колич. хлора, => они им. желт. цв. и запах хлора. Счит., что при сод-нии Cl₂ не > 10% от общ. конц. акт. Cl₂ в р-ре диоксида писут-е его не влияет на рез-ты обраб-ки. Наиб. чист. р-ры сод-ат не >0,5 г/л молек. Cl₂. 5. Сm. ClO₂ исп-ся в виде водн. р-ов прост. конц., что сниж. влияние Сm при отбелке. В целях экономии пара, необход-го для подогрева массы, отбелку ClO₂ ведкт при сред. Сm (10-12 %). Исп-ние высок. Сm (20-30 %) нежелат-но из-за малых объемов воды, что при повышенной t^о привод. к образ. газовой фазы.