В Европе имеется две компании, производящие специальную сульфитную целлюлозу (во Франции и Норвегии): одна использует аммониевую основу, другая — кальциевую. Из-за существенных различий в процессах и конечных продуктах, производство специальной целлюлозы выделяется отдельно от производства бумажной и вискозной (растворимой) целлюлозы.

Специальная целлюлоза — это целлюлоза, которая после модификации может использоваться в различных отраслях химической промышленности. Основные области применения:

• Целлюлозные эфиры (метил-, гидроксиэтил-, карбоксиметилцеллюлоза), большинство из которых растворимы в воде. Благодаря этому они применяются в фармацевтике, пищевой, косметической, лакокрасочной и строительной отраслях.

• Целлюлозные сложные эфиры (ацетат целлюлозы и нитроцеллюлоза), которые используются в взрывчатых веществах, лаках, красках, фильтрах и пластмассах.

• Микрокристаллическая целлюлоза, применяемая в пище и фармацевтике.

Производство такой целлюлозы требует условий производства, способных обеспечивать очень низкие или очень высокие уровни каппа и производить целлюлозу с различным содержанием альфа-целлюлозы (уровнем чистоты).

Таким образом, завод по выпуску специальной целлюлозы — это многоцелевой специализированный завод с гибким технологическим процессом. Этот процесс отличается от большинства производителей растворимой целлюлозы, так как последние производят низкокапповую целлюлозу (моно-продукт), в основном для текстильной вискозной промышленности.

Регулирование вязкости осуществляется путем модификации стадии варки (низкий или высокий каппа-номер) и отбеливания (с использованием перекиси водорода и гипохлорита). Производство высоковязкой целлюлозы, как требуется, например, для целлюлозных эфиров, требует очень деликатной варки, в результате которой достигаются высокие значения каппа до отбеливания. Дальнейшая обработка такого материала требует особых условий на стадии отбеливания.

Кислородная стадия отбеливания не подходит, так как вызывает потерю вязкости. По той же причине исключается использование озона. Еще один негативный эффект кислорода — стабилизация гемицеллюлоз, что затрудняет достижение необходимого уровня альфа-целлюлозы при экстракции горячим щелоком.

Удаление лигнина осуществляется на стадии экстракции горячим щелоком с применением едкого натра (NaOH), параллельно с экстракцией гемицеллюлоз. Количество реагента определяется в зависимости от требуемого содержания альфа-целлюлозы. Эта стадия экстракции является основным источником ХПК (COD) в схеме отбеливания. Из-за высокого уровня каппа до отбеливания, производство высоковязких продуктов сопровождается более высоким ХПК, чем при производстве бумажной или вискозной целлюлозы (или низковязкой специальной целлюлозы). Оставшийся лигнин удаляется с помощью одной или нескольких стадий обработки диоксидом хлора.

На рисунке 1 представлена схема производства на сульфитном заводе, выпускающем специальную целлюлозу для химических применений. Отображены основные потоки волокна, отработанных щелоков, приточной воды и сточных вод.

Пример применяемой схемы отбеливания — E-D-E/P-D (на французском заводе) или представленная на рисунке 1. На заводе, полностью ориентированном на производство специальной целлюлозы, нагрузка по ХПК (химическое потребление кислорода) от стадии извлечения в горячем щелоке представляет собой очень большое количество органических веществ, которые не могут быть эффективно удалены биологической очисткой. Поэтому в Европе сульфитные заводы концентрируют поток сточных вод со стадии экстракции в установке выпаривания (см. рисунок 1). Концентрированный щёлок затем сжигается в содовом котле (на собственных или сторонних мощностях).

Выпаривание растворённых веществ после стадии щелочной экстракции — это специализированный процесс, требующий точного контроля. При нарушении эксплуатационных условий возникает риск засорения выпарной установки, поэтому требуется её регулярная очистка.

Из-за высокого уровня непрореагировавшего лигнина (высокого числа каппа) при производстве продуктов с высокой вязкостью наблюдается изначально более высокий уровень ХПК по сравнению с производством бумажной целлюлозы. Повышенный уровень AOX (адсорбируемых органических галогенов) обусловлен использованием диоксида хлора на стадиях отбеливания.

Производство специальной целлюлозы включает также продукты с очень низкой вязкостью. Для её снижения может использоваться перекись водорода. Для целлюлоз с низкой вязкостью дополнительно может применяться кислород. В отдельных случаях для стабилизации и снижения колебаний вязкости используется гипохлорит натрия.

Заводы по производству специальной целлюлозы должны выпускать широкий ассортимент продукции для различных рынков. Соответственно, соотношение между марками с низкой и высокой вязкостью может меняться из года в год. Эти колебания могут вызывать значительные изменения уровней выбросов.