Целесообразность использования углеводной части щелоков для производства этилового спирта и дрожжей не вызывает сомнения. Спорным остается вопрос о том, как использовать сульфитно-спиртовую барду, состоящую в основном из лигно — сульфонового комплекса. Различные варианты комплексной переработки сульфитных щелоков представлены на рис. 127.

Вариант / — обычная переработка щелока по схеме спирт — дрожжи — концентраты. Концентраты можно выпускать в раз­личной товарной форме как жидкие, твердые или порошкообраз­ные продукты. Методы упаривания барды бывают разные, в частности не исключена возможность применения газоконтакт­ной выпарки (вариант II). В обоих случаях возможно лигно — сульфонаты выпускать в качестве товарного продукта или на­правлять на сжигание.

В том случае, когда на сульфитно-спиртовых заводах пол­ностью используется барда, как товарный продукт, упаривание целесообразно начинать в начальной стадии процесса комплекс­ной переработки щелока и предварительно упаривать сульфитные щелока в 2—2,5 раза. Это даст возможность пропорцио­нально сокращать оборудование спиртозавода и производствен­ные помещения, снижать удельный расход пара на брагопере — гонку и ректификацию спирта, значительно улучшить качество сусла.

Вариант III — для предварительного упаривания может быть использована как паровая, так и контактная выпарка.

Выше была показана возможность химического осаждения лигносульфонатов из барды, при этом осажденный лигносульфо — нат можно использовать как товарный продукт (специальная марка концентратов) или для сжигания с целью регенерации извести и использования теплотворной способности органической части. Соответствующая схема представлена в виде варианта IV комплексного использования сульфитных щелоков. Если бы уда-

—

Лось хотя бы частично возвратить остающуюся после химического осаждения жидкость и использовать ее для приготовления кис­лоты (вариант V), можно было бы достичь полного обезврежи­вания сточных вод сульфитцеллюлозных заводов при одновре­менном полном использовании всех компонентов щелока.

Во введении указывалось, что на некоторых заводах, обычно малой производительности, целесообразно весь сахар, минуя ста­дию спиртового производства, направлять для получения дрож­жей. В этом случае схема упрощается (вариант VI). Весьма пер­спективной является схема, совмещающая выпарку с брагопере — гонкой, когда на первую ступень выпарки поступает спиртсодер — жащая бражка. После отгонки спирта барду, содержащую пен- тозные сахара, можно сначала использовать для производства дрожжей, а последрожжевую бражку подвергнуть окончатель­ному упариванию (вариант VII).

Все перечисленные варианты предусматривают получение спирта, дрожжей и упаривание барды для получения концентра­тов или сжигания. Такие схемы в настоящее время являются общепризнанными. Однако имеется, кроме того, весьма большое количество схем технологического процесса, предполагающих повышение эффективности его использования. Нет возможности перечислить все эти предложения, но некоторые из них заслужи­вают внимания, что позволяет дать о них хотя бы краткие сведения.

К способам, имеющим цель уменьшить расход тепла на вы­парке щелока, нужно отнести предложения советских инженеров Чувиковского и Ляховецкого и аналогичный способ Паульсона. Общая идея этих способов состоит в том, что щелок выпаривает­ся под давлением паром таких параметров, чтобы образующийся при выпарке соковый пар мог быть«использован для варки цел­люлозы. Действительно, в этом случае, как показывают расчеты, можно резко снизить расход пара в целом на варку и выпарива­ние щелЬка. Существенный недостаток этой схемы заключается в том, что выпарные аппараты работают непрерывно с равномер­ным расходом пара, а следовательно, и с равномерной выдачей сокового пара, в то время как у варочных котлов расход пара периодический, часто с весьма неравномерным графиком. Это приводит к усложнению парового хозяйства, требующего аккуму­лирования пара для выравнивания его расхода на варку.

Имеются предложения использовать соковый пар не на варку целлюлозы, а для брагоперегонки и ректификации спирта или для сушки целлюлозы или бумаги, так как здесь требуется посто­янный расход пара. Для брагоперегонки использование сокового пара от выпарки не представит затруднений. Что же касается применения его для сушки бумаги, то при этом возникает опасе­ние коррозийного воздействия на металл сушильных цилиндров. Однако не исключается возможность нейтрализации соковых па­ров. Высокий тепловой эффект оправдывает устранение этих затруднений. На отдельных предприятиях за рубежом этот прием используется.

Представляют особый интерес различные способы варки цел­люлозы с варочной кислотой, содержащей не кальциевое основа­ние, как обычно, а другие катионы, в частности Na, NH4, Mg.

Применяя перечисленные виды оснований для варки целлю­лозы, можно разрешить ряд серьезных технических трудностей, имеющих место в настоящее время. Например, при выпарке ще­локов, полученных после варки целлюлозы на этих основаниях, практически исключается накипеобразование в выпарных аппа­ратах, что не только увеличивает их производительность, но и резко удешевляет процесс выпаривания. Весьма интересным оказалось также, что при сжигании упаренного щелока от варок на магниевом основании MgSC>4, являющаяся основным компо­нентом зольной части щелока, почти количественно разлагается на MgO и S02; это позволяет с относительно небольшими поте­рями регенерировать как основание, так и серу, затраченные на Варку. Возмещать потери окиси магния возможно путем добавки соответствующих количеств свежей MgO при нейтрализации ще­лока, а потери SO2—путем сжигания серы обычным спо­собом.

Выше указывалось, что замена Са-иона при получении товар­ных сульфитно-бардяных концентратов на одновалентные кати­оны способствует резкому повышению их качественных показате­лей. Совершенно естественно, что при варках с варочной кисло­той, содержащей одновалентные катионы Na или NH4, можно без всяких дополнительных затрат подучить, высококачественные концентраты. Опыты показали, что такие щелоки нормально сбра­живаются, общая схема комплексной переработки щелока в этом случае не нарушается, а, напротив, положительно сказывается на всей технологии: повышается качество концентратов, отсутст­вует гипсация брагоректификационных колонн и накипеобразо­вание в выпарных аппаратах и др.

Много предложений об использовании сульфитного щелока сводится к так называемому мокрому обугливанию путем обра­ботки щелока при высоких температурах и давлении, иногда с добавкой различных химических веществ.

В качестве примера ©общи мо способе Стреленерта. иредло — жившего обработку щелока при высокой температуре. Способ основан на том, что серная кислота обладает способностью раз­лагать лигносульфоновый комплекс. В первой стадии нагрева щелока, к которому добавляется H2SO4, выпадает гипс, который отделяется, а при дальнейшем нагреве до 160° с подачей в авто­клав воздуха, поднимающего давление до 18 атм, выделяются обугленные органические соединения. Выпадающий осадок орга­нических веществ можно направить за сухую перегонку или сжи­гание, так как калорийность его довольно высокая (6ООО— 7000 кал). По утверждению автора способа, в результате описанной обработки может быть выделено 70—80% органиче­ских веществ щелока.

Совершенно в ином свете проведены лабораторные работы на кафедре гидролизных производств JTTA. Оказалось возмож­ным подобрать такие условия термической обработки жидких сульфитно-бардяных концентратов, что последние вследствие глубокой полимеризации потеряли способность растворяться в воде и в то же время не обуглились, а сохранили свою химиче­скую активность, в частности ионообменную способность. Такие продукты могут найти широкое применение в промышленности.

Вполне очевидно, что будут разработаны совершенно иные способы утилизации сульфитных щелоков, кроме перечисленных, и вопрос о комплексной переработке древесины на основе произ­водства сульфитной целлюлозы найдет рациональное техническое и экономически оправданное решение. Вышеперечисленные при­меры использования сульфитных щелоков уже в значительной степени позволяют решить эту важную народнохозяйственную проблему. Однако все еще остается большое количество неразре­шенных научно-технических вопросов.