Черный щелок — это отходы, образующиеся в процессе производства целлюлозы на целлюлозно-бумажных комбинатах. В настоящее время он используется для регенерации химикатов, используемых при варке бумаги, и для получения пара высокого давления, необходимого в процессах варки целлюлозы и производства бумаги. Он содержит различные вещества, такие как лигнин, гемицеллюлоза, NaOH (гидроксид натрия) и Na₂S ( сульфид натрия). Биотопливо может быть получено с использованием лигнина, содержащегося в черном щелоке.
Однако, согласно отчету МЭА, черный щелок как источник энергии имеет блестящее будущее, поскольку он считается одним из пяти самых важных источников энергии на Земле!
Свойства черного щелока
Основные свойства:
- Основы проектирования выпарного оборудования: Оптимизирует конструкцию на основе теплопередачи, характеристик материалов и процессов.
- Влияние изменений в химии ликворного цикла: Регулярный контроль отклонений от проектного значения имеет решающее значение для обеспечения производительности испарителей.
- Вязкость: Он влияет на движение и теплопроводность и увеличивается при более высоком содержании твердых веществ и температурах.
- Повышение температуры кипения: Оборудование должно справляться с повышением температуры кипения во время испарения, а также с влиянием химического состава и концентрации.
См. также: Что такое возобновляемые источники энергии?
Термические свойства черного щелока
1. Корреляция теплопроводности:
Теплопроводность черного щелока моделируется с помощью корреляции в терминах ± 4%k, Вт/м°C -0.58 +1.44×10⁻³ ( Т°C) -3.35× 10⁻³ (%S). С погрешностью около трех, это уравнение дает точное значение теплопроводности при любой заданной температуре относительно содержания твердых веществ (%).
2. Удельная теплоемкость (Cp):
Он имеет неравномерную удельную теплоемкость, обозначенную как Cp, которая изменяется в зависимости от содержания твердых веществ и температуры. Такие колебания варьируются от 2700 до 3900 Дж/кг/°C или 0.65–0.95 БТЕ/фунт-сила/°F. Это понимание становится необходимым при термических передачах черных щелоков.
3. Теплота испарения:
Теплота испарения составляет -2325 кДж/кг или 1000 БТЕ/фунт. Наличие этого параметра имеет решающее значение при проектировании и оптимизации процесса испарения черного щелока, поскольку позволяет определить количество энергии, необходимой во время этого фазового перехода.
См. также: Что такое биомасса?
Черный щелок, произведенный бумажной промышленностью
Это вещество содержит огромное количество взвешенных частиц, органических загрязнителей и ядовитых соединений, что приводит к серьезному загрязнению при прямом попадании в близлежащий водоем. Основные опасности:
- Присутствие в водоеме отходов бумажной промышленности с избытком волокон, пигментов и неорганических солей придает ему темно-черный цвет и неприятный специфический запах.
- Черный щелок, содержащийся в отходах бумажной промышленности, с высокой концентрацией органических загрязнителей имеет высокую биохимическую потребность в кислороде (БПК) 5000~40000 г/л.
- Экструдированный черный щелок, используемый в процессе варки целлюлозы, имеет высокая концентрация лигнина. Полная утилизация лигнинсульфонатного продукта в виде черного щелока для производства бумаги.
- В качестве сырья используется концентрированный, сульфированный и пылевидный черный щелок. комплексно используется в производстве лигносульфонатной продукции.
- В целях экологической безопасности и естественной гармонии развития черный щелок, образующийся при производстве бумаги, путем комплексной утилизации преобразуется в лигниновые продукты, что снижает воздействие на окружающую среду.
Читайте также: Что такое электронное топливо?
Почему при производстве бумаги получается черная жидкость?
Причиной образования конденсата в процессе производства бумаги является сброс трех типов воды.
- Первая — это отработанная жидкость, образующаяся в процессе варки и варки целлюлозы, обычно известная как бумажная жидкость.
- Второй тип — это вода, используемая для промывки, отбора и ополаскивания мякоти после отделения ее от щелока, также называемого водой.
- Наконец, в бумагоделательной машине есть вода, которую можно очищать и использовать повторно.
Среди этих вод, средняя вода составляет более 10% от количества, остающегося после извлечения черного щелока. Однако важно отметить, что 90% загрязняющих веществ, выбрасываемых заводом, поступают из выбросов черного щелока. Следовательно, эти выбросы становятся источником загрязнения на бумажных комбинатах.
Состав отработанного раствора изменяется в процессе обработки. Что касается материалов, используемых в производстве бумаги, таких как солома, они содержат целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозу (гликозиды). Для изготовления бумаги используется только целлюлоза (40%), а 25% приходится на древесину. 18% составляют гемицеллюлоза и ксилоза, а также калий, азот, фосфор и другие элементы, которые удаляются вместе с раствором. Черный щелок содержит такие вещества, как лигнин и гемицеллюлоза, а также ксилоза, калий, азот и фосфор, которые имеют важное промышленное и сельскохозяйственное применение.
Читайте также: Что такое стандарт возобновляемого топлива (RFS)?
