Сваренная целлюлоза должна быть выгружена из котла и тщательно отмыта от щелока. Выгружают целлюлозу в специ­альные резервуары — сцежи, в отдельных случаях вместе со щелоком. В других случаях — после отбора щелока из котла. Окончательно целлюлозную массу промывают водой от остатков щелока в сцежах. Для промывки требуется около 35 м3 воды на 1 г целлюлозы, тогда как щелока содержится в котле после вар­ки всего 8—10 м3 на I т целлюлозы. Следовательно, промывка в котле привела бы к очень сильному разбавлению щелока. По­этому весьма важно отделить щелок до промывки целлюлозы, чтобы сохранить его концентрацию.

Способ отбора щелока зависит от применяемого на целлю­лозном заводе способа опоражнивания варочных котлов. В прак­тике встречаются два способа: вымывка и выдувка. При вымыв — ке давление в котле снижается примерно до 1,5 атм и свободно стекающий щелок самотеком (или при помощи насоса) поступа­ет в сборный бак крепкого щелока. После этого в котел подает­ся вода и все содержимое за счет собственного веса по спускной трубе вымывается в сцежу, расположенную ниже выходного от­верстия варочного котла. При такой схеме отбора внутри котла
устанавливают фильтрующие устройства в виде кольцевой трубы с отверстиями, обычно располагая их в нижней конической части котла.

При выдувке давление в котле снижается до 2,5—3,5 атм и все содержимое котла выдувается по трубопроводу в сцежу. В этом случае сцежа расположена на одном уровне с котлом.

Главное преимущество выдувки — быстрое опоражнивание котла. Выдувка длится всего 12—15 мин, а вымывка 1,5—2 часа. Однако при выдувке в результате резкого изменения давления и вскипания воды внутри массы происходит разрыхление непро — варенной щепы и сучков, а следовательно, засорение целлюлозы кострой.

При вымывке массы вследствие предварительного снижения давления и охлаждения массы водой сваренная щепа почти не нарушает своей структуры и в дальнейшем, после сепарирова­ния, механически легко разделяется на тонкие волокна, непро- варенные сучки и грубые волокна. Поэтому при опоражнивании варочных котлов вымывкой получают целлюлозу с меньшей сорностью, чем при выдувке.

Сцежи в обоих случаях принципиально между собой мало различаются. При выдувке вследствие большого парообразова­ния сцежи делают закрытыми и снабжают вытяжной трубой, высота которой должна быть выше здания варочного цеха. При вымывке сцежи открытые. Сцежа представляет собой железо­бетонный, реже кирпичный или деревянный резервуар, емкость которого примерно в 1,5 раза превышает емкость варочного кот­ла. Для каждого варочного котла, как правило, имеется своя сцежа. Рабочим элементом сцежи является ложное дно, распо­ложенное на высоте 0,3—0,5 м от истинного. Под ложное дно сте­кают щелок и промывные воды. Ложное дно может быть изготов­лено из фильтровальных плиток, из деревянных брусьев или из листов кислотоупорной стали с отверстиями. Как основной, так и ложный пол сцежи делается с уклоном в сторону выпуска ще­лока, промывной воды и целлюлозной массы.

Самым важным является вопрос о количестве отбираемого щелока

Выше указывалось, что количество щелока в варочном котле к концу варки зависит от многих условий и обычно составляет 8—11 ж3 на 1 г сваренной целлюлозы. Волокнистая масса, нахо­дящаяся в котле, удерживает в среднем около 5 м3 жидкости, следовательно, свободно стекает только оставшееся количество.

Если принять количество щелока в котле 10 мг на 1 т целлю­лозы, то 50%, т. е. 5 ж3, можно отобрать в неразбавленном виде, остальной щелок задерживается между пучками волокон и отдельными волокнами, а также в полостях клеток и клеточ­ных стенках.

Количество жидкости, удерживаемое целлюлозой после вы­дувки ее в сцежу, больше, чем в котле, и составляет 7,5—8 м3 на 1 т целлюлозы. Это объясняется физическим состоянием волок­нистой массы.

Механизм промывки может быть представлен в следующем виде. Оставшийся после стекания в целлюлозной массе щелок распределен в ней между волокнами и пучками волокон в виде наружного слоя жидкости, частью же находится внутри волокон в виде капиллярной и межмицеллярной влаги. При подаче воды сверху та часть щелока, которая находится снаружи волокон, может быть. вытеснена новой жидкостью. Это вытеснение про­изойдет без изменения концентрации растворимых в щелоке ор­ганических веществ. Удаление же той части щелока, которая заключена в волокнах, невозможно иначе, как путем диффузии, которая будет иметь место вследствие разности концентрации веществ в жидкости снаружи и внутри волокон. В данном случае выравнивание концентраций, а следовательно, и разбавление щелока неизбежно.

Таким образом, средняя концентрация жидкости, удаляемой при промывке массы водой, будет зависеть от соотношения меж­ду внешнекапиллярной и внутренней жидкостью.

Установлено опытным путем и проверено практикой, что это соотношение находится в пределах 0,4—0,6, в среднем 0,5. Это значит, что при промывке около 50% находящегося в массе ще­лока удаляется вытеснением без разбавления и 50% путем сме­шения, а следовательно, и разбавления.

Исходя из этого, можно представить жидкостной баланс при отборе щелока из котла при вымывке массы. Примем, что коли­чество щелока в котле /г = 10 м3, свободно стекает^-, т. е. 5 м3, удерживается массой также у = 5ж3 щелока. На вытеснение за­дается равный объем воды, т. е. тр, или 5 ж3, при этом вытесня­ется крепкого щелока без разбавления с начальной концентраци­ей растворенных веществ (или Сахаров) Ск50% от удержа иного

Массой, или 2, 5л13 остальные-4-= 2,5 м3 щелока разбавляются

Водой до средней концентрации С

Отсюда

__ 2,5 ■ Су _______ Ск

— 2,5 + 5,0 — 3 ‘

Т. е. эта часть щелока будет разбавлена в 3 раза. Графически такой жидкостный баланс показан на рис. 106.

На графике видно, что если отбор ограничивать крепким ще­локом, то его можно отобрать в количестве 75% от объема ще­лока в котле и на те же 75% использовать органические веще­ства. При варианте, когда разбавленный щелок будет направлен на переработку, количество его увеличится и будет равно содер­
жанию в котле п м3/т целлюлозы, но концентрация смеси снизит­ся. В данном случае

—J— и • Ск + — и • С1 С,.. = — ,

То, сделав подстановки, получим Сем — 0.83 • Ск.

Следовательно, при отборе щелока в количестве, равном его содержанию в котле, т. е. пм3/т целлюлозы, концентрация его снизится на 17%. Количество отобранных к использованию орга­нических веществ составит 83%.

Перед выдувкой содержимого котла в сцеже должна быть создана гидравлическая подушка — слой жидкости, предохраняю­щий ложное дно от ударов при выдувке массы под давлением

Вода на Вытеснение Nj2M3Jm

Но так как

Количество щепана В котле — п м3/т канц.-Ск

Удерживается массой п/2 м3 крепкого

Чщелока, с

УвержиВоется массой П/2 мЦт щелок с конц. С

Сдободно стекает крепкий щелок п^м^т с кони. Ск

В количестве ЗН п мЦт

Вытесняется креп кого щелока без раз­бавления Nh мЩт;£к

С

Вытесняется разбавленного щелока лД M3Jm С конц. £(

Рис. 106. Графический баланс вытеснения щелока из котла водой

И помогающий равномерно распределяться выдуваемой массе по всей площади сцежи. Такой слой жидкости высотой около 0,5 м Требует около 6 ж3 жидкости на 1 т выдуваемой целлюлозы.

Чтобы уменьшить парообразование, сцежу орошают водой или щелоком. Количество воды или щелока, необходимое для создания такого зонта, практически составляет 2,5—3 м3 на 1 т Выдуваемой целлюлозы.

Таким образом, при выдувке в сцежу должно быть подано около 9 мг жидкости на 1 т выдуваемой целлюлозы, т. е. практи­чески столько же, сколько поступает сульфитного щелока из варочного котла. Если для создания подушки и зонта применить свежую воду, то сульфитный щелок разбавится примерно вдвое.