Pulping ni mchakato ambao vifungo ndani ya muundo wa kuni hupasuka ama mechanically au kemikali. Majimaji ya kemikali yanaweza kuzalishwa kwa alkali (yaani, salfa au krafti) au michakato ya tindikali (yaani, salfeti). Sehemu ya juu ya massa hutolewa na njia ya sulfate, ikifuatiwa na mitambo (ikiwa ni pamoja na nusu-kemikali, thermomechanical na mitambo) na mbinu za sulphite (takwimu 1). Michakato ya kusukuma hutofautiana katika mavuno na ubora wa bidhaa, na kwa mbinu za kemikali, katika kemikali zinazotumika na uwiano unaoweza kupatikana kwa matumizi tena.

Mchoro 1. Uwezo wa massa duniani kote, kwa aina ya massa

Kusukuma kwa Mitambo

Mimba ya mitambo hutolewa kwa kusaga kuni dhidi ya jiwe au kati ya sahani za chuma, na hivyo kutenganisha kuni ndani ya nyuzi za kibinafsi. Kitendo cha kukata nywele huvunja nyuzinyuzi za selulosi, hivyo kwamba majimaji yanayotokana ni dhaifu kuliko massa yaliyotenganishwa na kemikali. Lignin inayounganisha selulosi kwa hemicellulose haijafutwa; inalainisha tu, ikiruhusu nyuzi kusagwa nje ya tumbo la kuni. Mavuno (idadi ya kuni asilia kwenye massa) kawaida huwa zaidi ya 85%. Baadhi ya mbinu za kusukuma za kimitambo pia hutumia kemikali (yaani, majimaji ya mitambo ya kemikali); mavuno yao ni ya chini kwa vile wao huondoa zaidi ya vifaa visivyo vya selulosi.

Katika usagaji wa mbao za ardhini (SGW), njia ya zamani zaidi na ya kihistoria ya kawaida ya mitambo, nyuzi huondolewa kutoka kwa magogo mafupi kwa kuzibonyeza dhidi ya silinda ya abrasive inayozunguka. Katika uvutaji wa mitambo ya kisafishaji (RMP, mchoro 2), ambao ulipata umaarufu baada ya kuanza kutumika kibiashara katika miaka ya 1960, chipsi za mbao au vumbi vya mbao hulishwa katikati ya kisafishaji diski, ambapo hukatwakatwa vipande vidogo zaidi huku vikisukumwa nje. hatua kwa hatua baa nyembamba na grooves. (Katika mchoro wa 2, visafishaji vimefungwa katikati ya picha na injini zake kubwa ziko upande wa kushoto. Chipu hutolewa ingawa mabomba yenye kipenyo kikubwa, na majimaji hutoka kwenye yale madogo.) Marekebisho ya RMP ni msukumo wa thermomechanical (TMP). ), ambayo chips hupigwa kabla na wakati wa kusafisha, kwa kawaida chini ya shinikizo.

Kielelezo 2. Refiner mitambo pulping

Maktaba ya Canfor

Mojawapo ya mbinu za awali za kutengeneza masaga ya chemi-mechanical ilihusisha magogo ya kuanika kabla ya kuyachemsha katika vioweo vya kusaga vya kemikali, kisha kusaga katika visagia vya mawe ili kutoa majimaji ya "chemi-groundwood". Kisasa chemi-mechanical pulping hutumia visafishaji diski na matibabu ya kemikali (kwa mfano, sodium bisulphite, hidroksidi ya sodiamu) ama kabla, wakati au baada ya kusafisha. Pulps zinazozalishwa kwa namna hii hurejelewa ama kama massa ya chemi-mechanical (CMP) au chemi-thermomechanical pulps (CTMP), kulingana na ikiwa usafishaji ulifanyika kwa shinikizo la anga au la juu. Tofauti maalum za CTMP zimetengenezwa na kupewa hati miliki na mashirika kadhaa.

Kemikali Pulping na Recovery

Majimaji ya kemikali hutokezwa kwa kuyeyusha lignin kati ya nyuzi za kuni kwa njia ya kemikali, na hivyo kuwezesha nyuzi kutenganisha ambazo hazijaharibika. Kwa sababu sehemu nyingi za kuni zisizo na nyuzi huondolewa katika michakato hii, mavuno kawaida huwa katika mpangilio wa 40 hadi 55%.

Katika pulping kemikali, chips na kemikali katika ufumbuzi wa maji hupikwa pamoja katika chombo shinikizo (digester, takwimu 3) ambayo inaweza kuendeshwa kwa kundi au msingi wa kuendelea. Katika kupikia kundi, digester imejaa chips kupitia ufunguzi wa juu, kemikali za digestion huongezwa, na yaliyomo hupikwa kwa joto la juu na shinikizo. Mara tu mpishi akikamilika, shinikizo hutolewa, "kupiga" massa yenye heshima kutoka kwenye digester na kwenye tank ya kushikilia. Kisha mlolongo unarudiwa. Katika usagaji unaoendelea, chipsi zilizopikwa kabla ya mvuke huingizwa kwenye digester kwa kasi inayoendelea. Chips na kemikali huchanganywa pamoja katika eneo la utungishaji mimba juu ya mtambo na kisha kuendelea kupitia eneo la juu la kupikia, eneo la chini la kupikia, na eneo la kuosha kabla ya kupulizwa kwenye tanki la pigo.

Kielelezo 3. Digestor inayoendelea ya krafti, na conveyor ya chip chini ya ujenzi

Maktaba ya Canfor

Kemikali za usagaji hupatikana katika shughuli nyingi za usagaji wa kemikali leo. Malengo makuu ni kurejesha na kuunda upya kemikali za usagaji chakula kutoka kwa pombe iliyotumika kupika, na kurejesha nishati ya joto kwa kuchoma nyenzo za kikaboni zilizoyeyushwa kutoka kwa kuni. Mvuke na umeme unaotokana na hayo hutoa, kama si yote, mahitaji ya nishati ya kinu.

Sulphate Pulping na Recovery

Mchakato wa sulphate hutoa majimaji yenye nguvu, nyeusi kuliko njia zingine na inahitaji urejesho wa kemikali ili kushindana kiuchumi. Mbinu hiyo ilitokana na kusukuma kwa soda (ambayo hutumia tu hidroksidi ya sodiamu kwa usagaji chakula) na ilianza kupata umaarufu katika tasnia kutoka miaka ya 1930 hadi 1950 na maendeleo ya upaukaji wa dioksidi ya klorini na michakato ya kurejesha kemikali, ambayo pia ilizalisha mvuke na nguvu kwa kinu. Uundaji wa metali zisizoshika kutu, kama vile chuma cha pua, kushughulikia mazingira ya kinu chenye asidi na alkali pia ulichangia.

Mchanganyiko wa kupikia (pombe nyeupe) ni hidroksidi ya sodiamu (NaOH, "caustic") na sulfidi ya sodiamu (Na.₂S). Kraft kisasa pulping kawaida kufanyika katika digesters kuendelea mara nyingi lined na chuma cha pua (takwimu 3). Joto la mtambo hupandishwa polepole hadi takriban 170°C na kushikiliwa katika kiwango hicho kwa takriban saa 3 hadi 4. Mimba (inayoitwa hisa ya kahawia kwa sababu ya rangi yake) huchujwa ili kuondoa kuni ambazo hazijapikwa, huoshwa ili kuondoa mchanganyiko wa kupikia uliotumika (sasa ni pombe nyeusi), na kutumwa ama kwenye mmea wa bleach au kwenye chumba cha mashine ya massa. Mbao ambazo hazijapikwa hurejeshwa kwa digester au kutumwa kwa boiler ya nguvu ili kuchomwa moto.

Pombe nyeusi iliyokusanywa kutoka kwa mtambo wa kuoshea nyama na viosha vya hudhurungi ina nyenzo ya kikaboni iliyoyeyushwa ambayo muundo wake halisi wa kemikali unategemea spishi za kuni zilizosukumwa na hali ya kupikia. Pombe hujilimbikizia kwenye evaporators hadi iwe na maji chini ya 40%, kisha hunyunyizwa kwenye boiler ya kurejesha. Sehemu ya kikaboni hutumiwa kama mafuta, kuzalisha joto ambalo hurejeshwa katika sehemu ya juu ya tanuru kama mvuke wa joto la juu. Kipengele cha isokaboni ambacho hakijachomwa hukusanywa chini ya boiler kama smelt iliyoyeyuka. Kiyeyusho hutiririka nje ya tanuru na kuyeyushwa katika suluji dhaifu ya kisababishi, ikitoa “pombe ya kijani kibichi” iliyo na Na iliyoyeyushwa kimsingi.₂S na kabonati ya sodiamu (Na₂CO₃) Pombe hii inasukumwa kwa mmea wa kurejesha tena, ambapo inafafanuliwa, kisha hujibu kwa chokaa kilichopigwa.
(Ca(OH)₂), kutengeneza NaOH na calcium carbonate (CaCO₃) Pombe nyeupe huchujwa na kuhifadhiwa kwa matumizi ya baadae. CaCO₃ hutumwa kwa tanuru ya chokaa, ambapo huwashwa ili kutengeneza chokaa (CaO).

Sulfite Pulping na Recovery

Upasuaji wa salfa ulitawala tasnia kutoka mwishoni mwa miaka ya 1800 hadi katikati ya miaka ya 1900, lakini mbinu iliyotumiwa wakati huu ilipunguzwa na aina za kuni ambazo zingeweza kusagwa na uchafuzi wa mazingira unaotokana na kumwaga takataka ya pombe isiyosafishwa kwenye njia za maji. Mbinu mpya zimeshinda mengi ya matatizo haya, lakini kusugua salphite sasa ni sehemu ndogo ya soko la majimaji. Ingawa msukumo wa salfeti kwa kawaida hutumia usagaji wa asidi, tofauti za upande wowote na za kimsingi zipo.

Pombe ya kupikia ya asidi ya salfa (H₂SO₃) na ioni ya bisulphite (HSO₃^-) imeandaliwa kwenye tovuti. Sulfuri ya asili huchomwa ili kutoa dioksidi ya sulfuri (SO₂), ambayo hupitishwa kupitia mnara wa kunyonya ambao una maji na moja ya besi nne za alkali (CaCO₃, msingi wa awali wa salfeti, Na₂CO₃, hidroksidi ya magnesiamu (Mg(OH)₂) au hidroksidi ya amonia (NH₄OH)) ambayo hutoa asidi na ioni na kudhibiti uwiano wao. Upigaji wa sulphite kawaida hufanywa katika digester za batch zilizo na matofali. Ili kuepuka athari zisizohitajika, digester huwashwa polepole hadi joto la juu la 130 hadi 140 ° C na chips hupikwa kwa muda mrefu (masaa 6 hadi 8). Kadiri shinikizo la digestion inavyoongezeka, dioksidi ya sulfuri ya gesi (SO₂) hutiwa damu na kuchanganywa tena na asidi mbichi ya kupikia. Wakati takriban saa 1 hadi 1.5 ya wakati wa kupikia inabaki, inapokanzwa hukoma na shinikizo hupungua kwa kutokwa na damu kutoka kwa gesi na mvuke. Massa hupigwa ndani ya tank ya kushikilia, kisha kuosha na kuchunguzwa.

Mchanganyiko wa usagaji chakula uliotumika, unaoitwa pombe nyekundu, unaweza kutumika kwa joto na urejeshaji wa kemikali kwa shughuli zote isipokuwa shughuli za msingi wa kalsiamu-bisulphite. Kwa msukumo wa salphite ya msingi wa amonia, pombe hiyo nyekundu iliyoyeyushwa huvuliwa kwanza ili kuondoa mabaki ya SO.₂, kisha kujilimbikizia na kuchomwa moto. Gesi ya moshi iliyo na SO₂ hupozwa na kupita kwenye mnara wa kunyonya ambapo amonia safi huchanganyika nayo ili kuzalisha upya pombe ya kupikia. Hatimaye, pombe huchujwa, na kuimarishwa na SO safi₂ na kuhifadhiwa. Amonia haiwezi kurejeshwa kwa sababu inabadilishwa kuwa nitrojeni na maji katika boiler ya kurejesha.

Katika msukumo wa salphite ya msingi wa magnesiamu, kuchoma kileo kilichokolea hutoa oksidi ya magnesiamu (MgO) na SO.₂, ambazo zinarejeshwa kwa urahisi. Hakuna smelt inayozalishwa katika mchakato huu; badala ya MgO hukusanywa kutoka kwa gesi ya moshi na kukamuliwa kwa maji ili kutoa hidroksidi ya magnesiamu (Mg(OH)₂) HIVYO₂ imepozwa na kuunganishwa na Mg(OH)₂ katika mnara wa kunyonya ili kuunda upya pombe ya kupikia. Bisulphite ya magnesiamu (Mg(HSO₃)₂) basi huimarishwa na SO safi₂ na kuhifadhiwa. Urejeshaji wa 80 hadi 90% ya kemikali za kupikia inawezekana.

Urejeshaji wa pombe ya kupikia sulphite ya sodiamu ni ngumu zaidi. Pombe iliyokolea iliyotumiwa huteketezwa, na takriban 50% ya salfa hubadilishwa kuwa SO.₂. Salio la sodiamu na salfa hukusanywa chini ya boiler ya urejeshaji kama kuyeyusha Na.₂S na Na₂CO₃. Kiyeyusho hicho huyeyushwa na kutoa pombe ya kijani kibichi, ambayo hubadilishwa kuwa sodium bisulphite (NaHSO).₃) katika hatua kadhaa. NaHSO₃ inaimarishwa na kuhifadhiwa. Mchakato wa kuzaliwa upya hutoa gesi za sulfuri zilizopunguzwa, haswa sulfidi ya hidrojeni (H₂S).

Back