Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Том 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы

Подождите немного. Документ загружается.

Промытая

масса, подлежащая очистке, собирается

массных

бассейнах,

рассчитанных

на

пребывание

в них

массы

при

концент-

рации

10—12%

течение нескольких часов

При

опорожнении

ва-

•>

-чых

котлов выдувной

промывке

на

барабанных

фильтрах

или

^.р\гой

современной аппаратуре нормально проваренная

целлю-

-VMd

оказывается хорошо

сепарированной

на

волокна

после необ-

ходимого

разбавления оборотной водой может непосредственно

направляться

на

очистку.

На

отдельных сульфитцеллюлозных

за-

водах,

где

котлы опоражнивают

по

методу

вымывки

промывку

ведут

сцежах,

промытую массу

из

сцеж

выгружают багерами

по

сухому

способу, промытая целлюлоза

значительной степени

сохраняет форму щепы

требует

предварительного сепариро-

вания

перед

очисткой

Следовательно,

подобных случаях

об-

щ>ю

схему очистки включается сепарирование массы

качестве

необходимой предварительной стадии. Предварительное сепариро-

вание

массы перед очисткой приходится предусматривать также

в.случае

производства целлюлозы высокого выхода,

частности

сульфатной!

целлюлозы, используемой

для

выработки тарного кар-

тона.

Иногда

при

производстве целлюлозы высокого выхода ста-

дия

сепарирования

приобретает

характер

предварительного

раз-

молу,

такого

же, как в

производстве полуцеллюлозы,

где

предва-

рительйый

размол после варки является обязательным (см.

главу

9).

'ТЗез

учефа

предварительного сепарирования

или

размола мас-

сы

типовая

схема

очистки целлюлозы складывается

из

следующих

операций: грубого сортирования, имеющего целью

от-

деление

Сучков

непровара; тонкого сортирования,

при

котором

О1дедйет"бя

костра (третий

сорт);

отделения минеральных загряз-

нений

«точечного» сора

на

вихревых очистителях; сгущения

от-

сортированной

массы;

хранения

отсортированной массы,

исполь-

зован'йя

оборотной воды.

При

производстве целлюлозы

для

хими-

ческ^й,

переработки

эшм

операциям

добавляется

еще

фракцио-

нирование

целлюлозы

отделением мелкого волокна

Помимо этих основных операций,

очистном

отделе

предусмат-

ривается

переработка отходов грубого

тонкого

сортирования,

состоящая'из

предварительного

размола сучков

непровара,

сортирования

грубой массы, сгущения

хранении

массы

котооая

чаще всего используется

для

выработки

кар-ю

или

оберточной

бумаги

на том же

предприятии

12.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ СЕПАРИРОВАНИЕ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ

РАЗМОЛ

1.2.1.

Устройство

сухих

мокрых

сепараторов

Для

сепарирования

сухой массы

концсшрац

icn

15%,

выгр\/касмоп

открытой

сцежи

после

промывки,

на

некоторых

с\

льфитцеллюлозных

заводлх

применЯ1отсй

сухие

сепараторы,

представляющие собой

открытую

ванну

овального

сечения

или

закрытой

цилиндрической

или

овальной формы кожух,

которых вращаются один

или два

вала

билами

для

разбивания массы.

Кроме большого расхода

энергии

(около

кВт-ч/т

целлюлозы), недостатком

сухих

сепараторов является разбивание непровара,

что

ведет

увеличению

сорности целлюлозы [15,

с.

212].

При

разгрузке

промытой

массы

из

сцеж насосами

удобнее

пользоваться

мокрым

сепаратором.

Мокрый сепаратор

(рис.

соединяет

себе

операции

сепарирования

массы

час-

тичного

отделения

от нее

сучков

непровара,

т.

е.

выполняет

одно-

временно

функции

сучколовтсля.

Сепаратор

работает

при

кон-

центрации массы

1,5—3,5%.

Масса через боковой верхний

патру-

Рис.

Схема

устройства

мокрого сепаратора:

—

корпус;

2 —

вал;

3 —

диск;

—

било;

5 —

сито;

—

сборник

отсортированной

массь

СУЧКИ

Втсортирсданиая

масса

Рис.

Схема

установки

мокрого

сепаратора

совместно

сучколовителями:

—

варочный

котел;

—

сцежа;

3 —

сучколовитель

первой

ступени;

4 —

мокрый

сепара-

тор,

—

сучколовитель

второй

ступени;

—

сортировки

Гик

попадает

закрытую,

цилиндрической

формы

ванну,

всрх-

тсн

крышке

которой

закреплены

стационарные

била,

нижняя

-,е

часть выполнена

из

трех

сит с

отверстиями

диамст-

?ом

2—3

мм. В

ванне вращается

вал с

насаженными

на

пето про-

пеллерами

или

наклонными дисками.

Через

верхнюю крышку под-

водится

разбавляющая оборотная

вода.

Отмытое волокно прохо-

дит

сквозь отверстия

сит и

выходит

из

кожуха сепаратора через

лижний

отвод,

непровар выводится через штуцер

верхней

чрышке

выгрузочном конце кожуха.

отходами

уходит

25—

30%

хорошего волокна,

для

отделения которого необходимо про-

пускать

сучки через сучколовитель второй ступени.

Мокрые сепараторы выпускаются производительностью

от 20

до 100 т

целлюлозы

сутки

двигателями мощностью

от 12 до

кВт. Удельный расход энергии составляет

12—15

кВт-ч/т

цел-

люлозы.

При

гидравлической

разгрузке

сцеж

помощью насоса,

час-

-ично

обеспечивающей сепарирование массы, мокрый сепаратор

можно устанавливать после

сучколовителей

первой ступени,

ис-

пользуя

его для

сепарирования отходов этих сучколовителей,

со-

держащих, кроме сучков,

довольно

много проваренного,

но не

разбитого

насосе волокна (рис.

2). В

мокром сепараторе осу-

ществляется

разбивание этого волокна

без

повреждения сучков,

г.

отделение

сучков

от

полученной массы производится

на

вторичном

сучколовителе [25,

с.

753]. Подобная схема применя-

ется

успехом

при

очистке высокосортной сульфитной целлюлозы,

предназначенной

для

химической

переработки.

1.2.2.

Сепарирование целлюлозы высокого

выхода

Для

сепарирования

целлюлозы высокого выхода

низкой сте-

пенью

провара описанные типы сепараторов непригодны,

так как

такой

массе

еще

достаточно сильна химическая связь

между

во-

локнами.

Для

сепарирования целлюлозы высокого выхода приме-

няются

мельницы

различного типа,

самый

процесс

называ-

ется

не

сепарированием,

горячим

размолом,

поскольку

масса

размалывается вместе

горячим

отработанным варочным

щелоком,

пропитывающим

целлюлозу,

сохраняющую

форму

щепы.

сульфащеллюлозном

производстве

для

горячего размола

целлюлозы высокого выхода, применяемой

для

выработки покров-

ных

слоев

тарного картона, используются

цилиндрические

мельницы

типа Брэкер-трэп [12,

с.

853]. Рабочим органом этой

мельницы

(рис.

является цилиндрический стальной

ротор

про-

дольными изогнутыми канавками.

Ротор

вращается

частотой

1000

мин~'

внутри цилиндрического статора,

на

внутренней

по-

верхности которого

также

имеются

канавки

для

прохода

массы.

На

роторе

статоре закреплены съемные стальные ножи.

Ротор

слегка выступает

из

статора

сторону входа массы, благодаря

чему возникает

центробежная

сила, отбрасывающая посторонние

тяжелые загрязнения

специальное

углубление

корпусе, служа-

щее

ловушкой, откуда

их

периодически удаляют через

люк.

Го-

рячая

масса

со

щелоком

из

выдувного резервуара

при

концентра-

ции

3—-4%

подается

мельницу насосом

через

тангенциально

рас-

положенный

входной патрубок. Пройдя

под

давлением

0,2—0,3

МПа

через узкий зазор

между

ротором

статором,

масса

выходит

из

мельницы

через вертикальный выпускной

патрубок.

При

суточной

производительности

мельницы

150—200

целлюлозы размеры

ро-

Рис ,3

Цилиндрическая

мельница

типа Брэкер-трэп

для

горячего

радиола

в<од

массы,

выхог

массы,

—

ножевая гарнитура ротора

статора

'•*

—

тюк

для

чистки

тора

составляют:

диаметр

455 мм и

длина

305 мм.

Мощность

при-

водного двигателя равна

250 кВт и

средний удельный

расход

энер-

гии

около

кВт-ч/i

целлюлозы.

Кроме

цилиндрических мельниц,

для

сепарирования

первич-

ного

размола целлюлозы высокого выхода применяются одно-

дисковые мельницы

рафинеры,

основном такие

же,

'как

дл5

размола полуцеллюлозы

(см.

главу

9), а

также

фибрилли-

загоры

[27,

с.

499].

Фибриллизатор

(рис.

действует

на

массу,

сохранившую

форму щепы,

по

принципу гидравлического истирания

трения

волокон

друг

друга.

Достигается

это

путем продавливания

мас-

сы

сквозь отверстия круглого

сита,

насаженного

на вал в

корпусе

фибриллизатора

Фибриллизатор уподобляется центробежному

насос\

способен

развивать

напор

до 30 м

водяною столба.

Мас-

са

из

выдувного

резервуара

забирается через центральный

вход-

ной

патрубок

попадает

цилиндрическую форкамеру

перед

си-

товой

решеткой

отверстиями диаметром

от 6 до 25 мм. За

ситом

расположено

рабочее колесо насоса, насаженное

на тот же

вал,

вращающийся

частотой

от 270 до 530

мин"

Сепарированная

масса

раздавленными сучками

непроваром проходит

сквозь

отверстия

сита, подхватывается крыльчаткой насоса

через

вы-

ходную

камеру выбрасывается

напорный трубопровод.

Посто-

оонние

тяжелые загрязнения задерживаются

форкамере

перио-

дически

удаляются через

люк.

Сито очищается

на

ходу

помощью

скребка,

закрепленного

верхней части кожуха насоса

со

сторо-

ны

форкамеры.

При

пропуске полуцеллюлозы дополнительно уста-

навливают

ножа

шириной

65 мм и

высотой

18 мм по

перифе-

Рис

Устройство фибриллизатора

—

Йход

массь'

форматера,

—

сиго,

4 -

нал,

5 —

рабочее

колесо

насоса,

6 —

кор-

пус

насоса,

7 —

выход массы,

*—люк

для

чисгки;

9 —

скребок

для

очистки сита

рии

сита, которые придают полупроваренной

щепе

вращательное

направление

движения

форкамере

и тем

способствуют

ее

разби-

ванию

на

волокна.

При

сепарировании целлюлозы нормального

выхода

этом

нет

необходимости. Фибриллизатор работает

при

концентрации

массы около

6%.

Расход

электроэнергии составляет

от 10 до 25

кВт-ч

на 1 т

воздушно сухой целлюлозы.

На

некоторых предприятиях

для

сепарирования

целлюлозы

высокого

вы-

хода

пользуются

винтовыми

прессами,

которые

одновременно

Отжи-

мают

из

массы отработанный щелок

обезвоживают целлюлозу

до

сухости

30—40%

выше

Примером

является

пресс

типа

Андерсона

(рис.

5),

который

представляет

собой

комбинацию

двух винтовых

прессов

—

вертикального

и го-

ризонтального.

Каждый

из них

приводится

во

вращение

от

своего

элсктро-

Рис

Винтовой

пресс типа Андерсона:

/—

.шинель;

2 —

выход

массы;

—

сток

йоды

или

щелока;

—

регулирующее

кольцо;

J-

вертикальный

пинтовои

пресс,

горизонтальный

винтовой

пресс,

7 —

редурто'ры,

—

электродвигатели

двигателя

через шестеренчатый

редуктор.

При

суточной производительности

пресса

60—70

возд\шно-сухой

целлюлозы

мощность

каждою

двигателей

составляет

кВт,

чю

соответствует

удельном)

расходу

«екфоэнергии

около

кВт-ч/т

Перед

нос

млением

пресс масса должна быть обезвожена

до

концерн

рации

не

менее

20 % на

барабанном фильтре

или в

пресс-фильтре

вертикальный винтовой пресс масса

подается

горизонтальным питательным

винтовым

конвейером, имеющим привод

от

отдельного

электродвигателя.

После

отжима

вертикальном прессе

до

сухости

40—45%

масса

передается

в,

го-

ризонтальный

винтовой пресс, отжимающий

ее до

сухости

60—65%.

Одно-

временно

вследствие

раздавливания пучков волокон происходит

их

достаточ-

но

полное сепарирование совместно

непроваром,

что

делает

ненужным

уста-

новку

сучколовителей,

но

приводит

увеличению количества

отходов

на

тон-

ких

сортировках.

На

Майкопском

ЦКК

установлены прессы типа Андерсона суточной про-

изводительностью

50 т.

воздушно-сухой

натронной лиственной

целлюлозы

вы-

сокого

выхода.

Питательный винтовой конвейер

имеет

диаметр

230 мм и

при-

водится

от

электродвигателя

мощностью

1,5

кВт.

Частота

вращения питатель-

ного

винтового

конвейера

составляет

37—63

мин—

горизонтального

винтового

пресса

— 190

мин~

Вертикальный винт приводится

действие

от

электродви-

гателя мощностью

кВт, горизонтальный

— от

двигателя мощностью

кВт.

По

этим

данным

[5, с.

267], удельный расход электроэнергии составляет

около

Вт-ч/т.

1.3.

ГРУБОЕ

СОРТИРОВАНИЕ

1.3.1.

Вибрационные

сучколовители

Аппараты

для

отделения

от

целлюлозной массы грубого непро-

вара

сучков получили название

сучколовителей.

Применяемые

настоящее время сучколовители

по

конструк-

ции

можно разделить

на три

группы: вибрационные, центробежные

прочие

(с

плоской сеткой

другие

типы).

На

рис.

изображена схема устройства вибрационного

сучколовителя

типа

Джонсена. Рабочая часть сучколовителя пред-

ставляет собой корытообразный ковш

из

нержавеющей стали,

днище

которого снабжено отверстиями диаметром

6 мм.

Ковш,

разделенный продольной перегородкой

на две

половины, подвешен

на

четырех стальных пружинах, укрепленных

на

мощных кронш-

тейнах.

Через боковые

стенки

ковша

пропущен

горизонтальный

вал,

на

выступающий конец которого насажен вибратор

виде

диска

четырьмя гнездами.

Вал

через гибкую муфту получает

привод

от

электродвигателя

вращается

частотой 1450

мин~'.

Для

создания

вибрации

в два из

четырех гнезд вибратора закла-

дываются грузы,

что

приводит

нарушению балансировки

и со-

общает ковшу вибрирующие колебания, частота которых равна

частоте вращения вала. Сортируемая масса концентрацией

2—3%

подается

по

трубе

верхний

конец ковша; хорошее волокно,

по-

буждаемое

вибрацией, проходит

через

отверстие

днище

попа-

дает-

приемную

ванну, выполненную

из

железобетона,

или ме-

Рис.

Вибрационный

сучколови-

тель

СД

типа

Джонсеиа:

—

несортированная

мпсса;

кочш,

—

сито;

4 —

пружины;

5 —

пибраци-

онный

вал;

6 —

выход

сор

тиров

;ш

ной-

массы;

7 — щит для

регулирования

уровня;

8 —

желоб

для

сучков;

9 —

спрыски;

10 —

ванна

таллическую,

сучки

после

промывки

их

водой

из

спры-

ска

сваливаются

выходного

конца

ковша

сборный

желоб.

Амплитуда

колебаний

сита составляет

2,2 мм.

Срок службы

пру-

жин,

по

опыту отечественных

предприятий,

до 1

года.

Ниже при-

ведена техническая характеристика марок вибрационных

сучко'

ловителей, выпускаемых отечественным машиностроением

[13,

с.

222]

Марка

сучколовителя

СВ-01Л

СВ-02

СВ-"3

Суточная производительность,

воздушно-

сухой

целлюлозы

100 150 200

Площадь,

сита,

1.2

1,80

2,6^

Концентрация

сортируемой массы,

% . .

'.'.

2—3

Частота

колебаний сита,

мин-

....

ИЗО

1430 1450

Амплитуда колебаний сита,

мм

....

2,2 2,2

Мощность электродвигателя,

кВт

...

3 3 4

Удельный

расход

электроэнергии

составляв

0,5—0,7

кВт-ч/т

целлюлозы. Качество сортирования вполне

удовлетворительно,

ины-

ми

словами, сучки

непровар практически

не

проскакивают

в от-

сортированную массу,

количество хорошего волокна, сопровож-

дающего

сучки, очень невелико.

Поэтому,

если

грубое

сортирова--

ние

организуется

в две

ступени, вибрационные сучколовители

уста-.

навливаются

на

второй ступени. Вибрационные сучколовители

применяют

и для

грубого сортирования

непрймытой

массы,

например

перед

промывными барабанными фильтрами

на

суль-

фатцеллюлозных

заводах.

Присутствие

массе

черного

щелока

осложняет работу сучколовителей из-за образования стойкой

пе-

ны,

но

достаточно частая вибрация, которой подвергается ковш

сучколовителя,

известной степени разрушает

пену.

(

1.3.2.

Центробежные сучколовители

Центробежные

сучколовители

стаЛи

применять

срав-

нительно

недавно.

Их

конструкция родилась

как

модификация

центробежных сортировок, используемых

для

тонкого сортирова-

ния

целлюлозы.

На

рис.

показана схема устройства центробеж-

ного

сучколовителя типа

Ковен,

выпускаемого отечественным

машиностроением

под

маркой

СЦС

[13,

с.

225].

Сучколовитель

имеет

цилиндрический

кожух,

внутри

которого

закреплено

непо-

движное

цилиндрическое

сито,

снабженное

круглыми

отверстиями

диаметром

от 6 до 10 мм. По

центру кожуха проходит вал,

на ко-

тором

насажен ротор, вращающийся

частотой

150—200

мин"

Ротор состоит

из

лопастей

поперечных перегородок, образующих

три

последовательные зоны сортирования,

соответствующие

трем

частям

сита

различным размером отверстий. Несортированная

/О

Рис.

Центробежный

сучколовитсль

типа

СЦС:

'—кожух;

2 —

ротор;

—

цилиндрическое

сито;

4 —

перегородка;

5 —

передний

торец;

—

задняя

крышка;

7 —

подача

массы;

—

выход

отходов;

—

подвод

раэбавителыюй

воды;

10 —

электродвигатель

масса, имеющая концентрацию около

2%,

через широкий впуск-

ной

патрубок

торцевой крышке сучколовителя поступает внутрь

ситового барабана, подхватывается лопастями

центробежной

си-

лой

отбрасывается

на

сито первой зоны сортирования

диаметром

отверстий

10 мм.

Большая часть хорошего волокна проходит

сквозь

эти

отверстия. Оставшиеся

на

сите сучки, непровар

часть

сепарированного

волокна

под

давлением поступающей массы

(15—

кПа), продвигаются

во

второе отделение

диаметром отвер-

стий

сит 8 мм, где

происходит отмывка волокна

от

отходов

спрыс-

ковай

водой, подаваемой сквозь полый вал.

третьей зоне сорти-

рования

диаметром отверстий

сит 6 мм

сучки промываются окон-

чательно, разбавляются водой через верхние

спрыски

и в

сопро-

вождении

избытка

воды выгружаются через

нижний

патрубок

задней крышке. Отсортированная

масса

выводится

из

кожуха

через широкий нижний штуцер. Установленные

на

роторе кольце-

вые

перегородки

задерживают

продвижение

сучков

по

длине сита,

что

способствует лучшему отделению

от них

хорошего волокна.

Все

детали сучколовителя, соприкасающиеся

массой

выполнечы

из

нержавеющей стали. Оптимальной концентрацией массы можно

считать

1,8—2%:

при

увеличении

или

уменьшении концентрации

вне

этих

пределов

производительность снижается.

Оптимальный

расход разбавляющей воды составляет около

15% or

колпч^-ва

жидкой

массы. Ниже приведена техническая характеристика цент-

робежных сучколовителей, выпускаемых отечественными машино-

строительными

заводами

[13,

с.

225].

Марка

сучколовителя

СЦС-07

СЦС-08

СЦС-10

Суточная

производительность,

воздушно-

сухой целлюлозы

2i>

i_'it

>')ti

Площадь

сита,

2,1

.',8

4,3

Концентрация сортируемой массы,

1,8—20

1,8-2,0

Размеры

сита

(диаметр

длина),

мм

SjOyt-З)

800Х1Ш

800

1790

Частота

вращения ротора,

мин—'

2ои

18)

15»

Мощность

электродвигателя

кВт

-2

Сучколовители

центробежного

типа

высокопроизводительнь,

на-

дежны

эксплуатации,

требуют

небольших затрат

на

ремонт.

Удельный расход электроэнергии составляет

2—2,5

кВт-ч/т

цел-

люлозы,

что

значительно

больше,

чем для

вибрационных сучко-

ловителей. Недостатком является

неполная отмывка

от

сучков

хорошего волокна.

По

этой причине

на

потоке сучков

от

центро-

бежных сучколовителей обычно устанавливают вибрационные

сучколовители,

т. е.

организуют

грубое

сортирование

в две

ступе-

ни.

Для

грубого сортирования непромытой целлюлозы центробеж-

ные

сучколовители применять нецелесообразно,

особенности

если

отделяемые сучки, содержащие большое количество хорошего

во-

локна, возвращаются

на

повторную варку.

На

рис 8

изображено

устройство другого центробежного

СУЧКОЛОВИИЛЯ

—

типа

Сунд-Импко

[15,

с.

217].

отличие

от

сучколовителя типа

Ковен

(или

СЦС)

сучколовитель

этого

типа

работает

не под

давлением,

а п

>д

раз-

режением

Ротор

состоит

из

узких продольных

лопастей,

прикрепленных

к на-

саженному

на вал

диску. Цилиндрическое сито собрано

из

трех

сегментов,

диаметр отверстий сита

от 6 до 9 мм

Масса концентрацией

около

нсасы-

вастся

сучколовитель

череч

тангенциально

установленный

штуцер

торлвой

стенке

кожуха

проходит

распределитель,

образованный

направляющими

ло-

пастями, расположенными

по

спирали.

Это

устройство

придает

потоку

массы

дополнительное

центробежное

ускорение, когда

она

отбрасывается

на

сито

Разбавляющая

вода

подводится через

противоположную

торцевую

крышку

через

две

трубы,

введенные

рабочую

зону

Расход

воды

составляет

около