124751 (Целлюлозо–бумажное производство)

Министерство образования и науки РФ

Иркутский Государственный Технический университет

Кафедра химической технологии

Реферат:

«Целлюлозо–бумажное производство»

Выполнил:

Проверил:

Иркутск2007г.

Содержание

1. ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3. БУМАГООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ БУМАЖНОГО СВОЙСТВА

4. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ

5. ПРОИЗВОДСТВО ЛИСТОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ПЕРЕРАБОТКА: ТОВАРНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА, БУМАГА, КАРТОН

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

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;

Следовательно, предприятия ЦБП ориентируются на лесные ресурсы вблизи крупных водных источников. В основном они размещаются на европейской части страны

Первое место по выработке бумаги принадлежит северному экономическому району, в котором особенно выделяется Карелия (Кондопожский и Сержский ЦБК). В Архангельской области размещается Соломбальский ЦБК. Крупные ЦБК расположены в Котласе, Новодвинске, Сыктывкаре.

Второе место занимает уральский экономический район. Производство почти целиком сконцентрировано в Пермской области: Краснокамске, Соликамске, Перми и др. В Свердловской области ЦБК расположены в Туринске и Новой Ляле.

На третьем месте Волго-Вятский район. Наиболее крупные предприятия действуют в Нижегородской области (Правдинский Балахнинский ЦБК), в республике Марий Эл (Марийский ЦБК в г. Волжске).

Целлюлозно-бумажная промышленность развита и в Северо-западном экономическом районе, главным образом в ленинградской области( города Сясьск и Светогорск), в Восточной Сибири (Братский, Усть-Илимский, Красноярский, Селенгинский, Байкальский ЦБК). На Дальнем Востоке производство концентрируется в городах Корсаков, Холмск, Углегорск, Амурск и др.

Производство бумаги исторически возникло в Центральном экономическом районе вблизи от потребителей сырья. В настоящее время оно наиболее развито:

В Северном экономическом районе, особенно в Республике Карелия, дающей 20% всего производства России, в Республике Коми, доля которой составляет 12%;

В Уральском экономическом районе, главным образом в Пермской области, дающей 15,1% всего производства России;

В Волго-Вятском экономическом районе, в первую очередь в Нижегородской области, производящей 8,6% всей бумаги страны;

Самыми высокими показателями по производству картона характеризуются:

Северный экономический район, главным образом Архангельская область, дающая 21,4% всего картона России;

Северо-западный экономический район, в первую очередь Ленинградская область-7,8% всего производства;

Восточно-Сибирский экономический район, в котором выделяются Иркутская область, дающая 7,3%, и Красноярский край – 4,8%;

Дальневосточный экономический район, особенно Хабаровский край, производящий 4,6% всего картона страны;

Центральный экономический район, в том числе Московская область, дающая 2,0%.

В структуре лесного комплекса 12% по стоимости приходится на целлюлозу, 8%-на бумагу, картон и изделия из них.

Современной чертой отрасли стало создание лесопромышленных комплексов(ЛПК), представляющих собой территориальное сочетание лесозаготовок и различных производств лесной промышленности. Выделяются Братский, Усть-Илимский, Енисейский, Асиновский ЛПК - в Сибири; Амурский ЛПК – на Дальнем Востоке; Архангельский и Сыктывкарский ЛПК – в Северном экономическом районе.

Лесопромышленные комплексы особенно перспективны для районов, имеющих богатые лесные ресурсы, но отличающиеся нехваткой трудовых ресурсов, слабой степени освоенности, суровыми климатическими условиями. Это преимущественно Сибирь и Дальнем Востоке.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Бумага— листовой материал, состоящий в основном из растительных волокон, соответствующим образом обработан­ных и соединенных в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления. Помимо рас­тительных волокон в последнее время при выработке специ­альных видов бумаги все чаще применяют волокна как син­тетические органического происхождения, так и минеральные (асбестовые, стеклянные и др.). Крайне редко используют во­локна шерсти. Кроме того, в бумаге могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители и кра­сители.

Свойства бумаги легче всего поддаются объяснению, если исходить из того, что бумага является упругопластическим капилянрно-пористым коллоидным материалом.

Происхождение термина «бумага» остается до сих пор не­ясным. Однако в европейских странах это понятие явно свя­зано с корнем слова папирус — растения, из которого в былое Бремя изготовлялся бумагоподобный материал. Действительно, бумага по английски — (the рарег, по немецки — das Рарiеr, но французски —le рарiеr.

Обычно при изготовлении разных видов бумаги применяют два, три и более волокнистых полуфабрикатов, образующих, таким образом, композицию бумаги по виду волокон. Иногда ее изготовляют из одного волокнистого полуфабриката, подготовленного для этого соответствующим образом. Очень часто в композицию бумаги вводят минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества.

В Советском Союзе приняты следующие обозначения. Когда после названия вида бумаги (например, типографская, писчая, офсетная) стоит номер и одна из цифр от О до 3 включительно, то эти цифры свидетельствуют о композиции бумаги по виду использованных волокон. О — означает, что бумага изготов­лена из тряпичных волокон, 1 — из 100 % волокон целлюлозы, 2 —из 50% целлюлозы и 50% древесной массы, 3 —из 35% целлюлозы и 65% древесной массы.

В настоящее время мировая бумажная промышленность, выпускает свыше 600 видов бумаги и картона, обладающих разнообразными, а в ряде случаев совершенно противополож­ными свойствами: высокопрозрачные и почти совершенно не­прозрачные (неактиничные); электропроводящие и электро­изоляционные; толщиной в 4—5 мкм (т. е. в 10—15 раз тоньшечеловеческого волоса) и толстые виды картона, хорошо впитывающие влагу и водонепроницаемые (бумажный бре­зент); прочные и слабые, гладкие и шероховатые; паро-, газо-,, жиронепроницаемые и др.

Это разнообразие свойств разных, видов бумаги обеспечи­вает широкие возможности применения ее не только в быту и в качестве материальной основы для письма и печати, но и в различных областях народного хозяйства: химической, элек­тро-, радиотехнической, пищевой, строительной и других от­раслях промышленности.

Часто смешивают понятия вид и сорт бумаги, хотя сорт обычно определяет качество одного и того же вида бу­маги (например, 1-й или 2-й сорт того или иного Вида бумаги).

Не следует относить к другому виду бумагу того же назна-чения, но отличающуюся величиной массы 1 м². Например, ме­шочная бумага массой I м² 80 г и 70 г остается одним и тем же видом бумаги, т. е. мешочной бумагой, но эти разновид­ности мешочной бумаги могут быть названы ее марками., Существует множество разновидностей бумаги по ее назна­чению, по массе 1 м², окраске или по какому-либо другому признаку (по некоторым литературным данным их свыше 7000 разновидностей).

Отсутствует четкое различие между понятиями бумага и картон. Условно принято считать, что картоном называют-продукцию, имеющую массу 1 м² более 250 г, толщину более 0,5 мм. Однако такое определение нельзя считать точным. На­пример, волокнистый материал, применяемый в текстильной промышленности и именуемый шпульной бумагой, имеет массу 1 м² до 400 г при толщине 0,6 мм, в то же время некоторые виды бумажной продукции при толщине 0,1 мм и массе 1 м² 110120 г называют электроизоляционным картоном.

Не следует смешивать понятия обработка и переработка-бумаги. Под обработкой бумаги понимаются процессы мелования, поверхностной проклейки, пропитки, окраски, по­крытия бумаги битумными, светочувствительными и другими эмульсиями, а также гуммирование, гофрирование, крепирование, тиснение, армирование и др. Под переработкой бу­маги понимаются операции превращения бумаги в другие из­делия: в фибру, растительный пергамент, гильзы, шпули, бу­мажную пряжу, мешки, тетради, блокноты, конверты, альбомы и др.

Иногда массу 1 м² бумаги ошибочно называют ее плот­ностью. Известно, что плотность материала представляет со­бой величину массы этого материала в единице объема. Та­ким образом, по своему физическому смыслу и по размерно­сти величин понятия «масса 1 м² » и «плотность» являются: совершенно различными и отождествлять их не следует.

БУМАГООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ БУМАЖНОГО СВОЙСТВА

При выборе нужного вида волокнистого материала следует учитывать его бу м а го обр а зу ющ ие свойства, кото­рые в совокупности определяют достижение требуемого каче­ства изготовляемой бумаги. При этом имеется в виду как по­ведение материала в технологических процессах изготовляемой из него бумаги, так и его влияние на свойства получаемой бу­мажной массы и готовой бумаги. Таким образом, бумагообра-зующие свойства волокнистого материала нельзя охарактери­зовать однозначно каким-либо показателем. Действительно, по отношению к процессу размола бумагообразующие свойства материала характеризуются, например, его способностью рас­щепляться на фибриллы (фибриллированне) или укорачи­ваться, скоростью достижения требуемой степени помола. По отношению к процессу отлива листа из бумажной массы важ­ным является, например, показатель скорости обезвожива­ния и т. д.

Строение исходных волокон во многом определяет их бума-гообразующие свойства. Волокна трубчатого строения способ­ствуют получению пухлых видов бумаги, обладающих повы­шенной впитывающей способностью. Такие волокна требуют больше времени для фибриллирования. Из волокон ленточ­ного строения обычно получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Толстостенные волокна (с толщи­ной стенки 6—8 мкм) легче фибриллируются, а тонкостенные (1,5—2 мкм) более подвержены поперечной рубке.

Волокна твердых пород древесины, как правило, обеспечи­вают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость и впи­тывающую способность бумаги. Волокна мягких пород, наоборот, придают бумаге относительно более высокую про­зрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротив­ления разрыву (табл. 1).

Сырьем для изготовления разных полуфабрикатов явля­ется древесина девяти основных пород, используемых в раз­личных соотношениях: ели, сосны, пихты, ольхи, лиственницы, тополя, березы, осины, бука. Наряду с этими породамивмень-шем количестве используется также древесина эвкалипта, каштана, липы, дуба, клена и других пород. Указанное сырье де­лится на две группы: хвойные и лиственные породы древесины, отличающиеся между собой по химическому со­ставу н морфологическим признакам, известным студентам из курса химии древесины и целлюлозы. Эти различия опреде­ляют н различия в свойствах волокон соответствующих полу­фабрикатов.

Основным полуфабрикатом для производства бумаги яв­ляется целлюлоза — продукт варки растительного сырья

с кислотой (сульфитный метод), щелочью (сульфатный) или методом, являющимся модификацией указанных методов (би-сульфитный, полисульфидный и др.). Выход обычной целлю­лозы из древесины в зависимости от вида древесины и способа ее варки находится в пределах от 46 до 53%. Целлюлоза высокого выхода характеризуется выходом выше 53 и до 65 %.

При сравнении свойств сульфатной и сульфитной целлюлозы легко видеть, что волокна сульфатной целлюлозы при всех прочих равных условиях придают бумаге, как пра­вило, более высокие показатели механической прочности по сопротивлениям разрыву, излому, продавливанию и надрыву, повышенное удлинение до разрыва, термостойкость, долговеч­ность и меньшую прозрачность, чем волокна сульфитной цел­люлозы, особенно полученные в результате варки на кальцие­вом основании. Поэтому сульфатная целлюлоза успешно используется для изготовления прочных упаковочных видов бу­маги, мешочной бумаги, а также бумажной пряжи и шпагата.