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.

ствующих

конструкций сортировок

не

обеспечивает достаточно

полного

разделения

нормальной массы

мелкого

сора,

весьма

разнообразного

по

своему

характеру.

Поэтому

тонкое

сортирова-

ние

является

многоступенчатым

процессом.

При

построении

схем

многоступенчатого

сортирования

наилучшие

результаты

дает

ком-

бинирование

разнотипных

сортировок,

хотя

нужно

сразу

огово-

риться,

что

безусловных

правил

этом

отношении нет.

Во

избежа-

ние

промежуточных

сгущений

массы

логично

устанавливать

на

первых

ступенях сортировки, позволяющие применять

более

высо-

кую

концентрацию массы.

Общим

требованием

многоступенча-

той

счеме сортирования является получение чистой отсортирован-

ной

массы

при

минимальных потерях тонкого волокна

отходами

сортирования.

Весьма

интересный

метод

построения

многоступенчатых

схем

сортирования

изложен

работах

СтеенОерга

[35,

36],

который

пользовался

приемами

теории

вероятности

математической

статистики.

Соблюдение

этих

принципов

привело

наиболее

рацио-

нальному

решению:

так

называемой

каскадной

схеме

многоступенча-

того

сортирования (рис. 14).

Каскадная

схема состоит

из

двух

ветвей,

между

Г~^~7(

которыми

вводится несортированная

масса. Увеличение числа сортировок

ветви

позволяет улучшить чистоту

отсортированной

массы,

тогда

как ус-

тановка большего числа ступеней сор-

тирования

ветви

ведет

уменьше-

нию

количества тонкого волокна, увле-

каемого отходами.

Отсортиройанная

масса

При

построении

многоступен-

чатой схемы принципиально воз-

можны

два

варианта.

первом

случае,

наиболее

часто

встречаю-

щемся

на

практике, последова-

тельному

сортированию--первич-

ному,

вторичному,

третичному

—

подвергаются отходы сортирова-

ния,

отсортированная масса

со

всех ступеней соединяется

в об-

щий

поток.

этом случае

имеет-

ся

возможность

на

первых ступе-

нях

работать

повышенным

количеством

отходов,

что

обеспе-

чивает

высокую

эффективность

очистки основного

количества

массы,

но

сорность отсортирован-

ной

массы

последней

ступени

поступающая

масса

РИС.

14.

Каскадная

счема

многосту-

пенчатого сортирования

неизбежно

получается

повышенная,

смешение

ее с

общим потоком

снижает суммарную эффективность очистки.

Во

втором

случае

вто-

ричному,

третичному

т. д.

сортированию последовательно подвер-

гают поток сортированной массы,

отходы,

отделяемые

на

каждой

из

ступеней, соединяют

вместе.

Сортирование

по

этому

принципу

называют

двойным,

тройным

т.

д.

[34,

с.

750];

оно

обеспечивает

более

полную

очистку

отходов

от

нормального

волокна. Совмеще-

ние

обоих

помяну1ых

принципов

приводит

как к

оптимальному

варианту

каскадной

схеме Стеенберга.

3 1

4ZJ4

Рис 15.

Примеры

схем многоступенчатого сортирования:

—

первичные

сортировки;^

—

вторичные сортировки;

В и Г —

третичные

сортировки,

—

поступающая

масс,;.

2 —

отсортированная

масса;

2а

—

отсортированная

масса

вто-

рого

сорта;

3 —

отходы

Реальные

варианты

схем

сортирования очень много-

численны,

особенности если включать

общую схему

также

ста-

дию

удаления

из

массы минеральных примесей

«точечного»

сора

(см.

1.5.1).

На

рис.

15 для

примера показано несколько

многоступенчатых схем тонкого сортирования

из

числа наиболее

часто встречающихся.

Схема

представляет

собой простую

двухступенчатую

схему

вторичным сортированием отходов первой ступени

объедине-

нием

потоков

отсортированной массы.

На

первой ступени могут

применяться

закрытые напорные сортировки,

на

второй

—

центро-

бежные

или

вибрационные. Вариантом такой схемы является воз-

врат отсортированной массы после второй ступени

на

первую,

при

этом

обеспечивается лучшая чистота

отсортированной

массы,

но

сильно

перегружается

первая ступень сортирования,

что

может

быть связано

необходимостью увеличения числа первичных сор-

тировок. Схема

позволяет применять

на

первой ступени сита

более

крупными отверстиями

без

ухудшения эффективности

очистки;

она

широко используется

при

сортировании небеленой

беленой целлюлозы массовых видов.

Количество

отходов

первичных

сортировок

поддерживается

на

уровне

от 15

до

30%.

Схема

представляет

собой трехступенчатое сортирование,

при

котором отсортированная целлюлоза разделяется

на два

сор-

та:

первый отбирается

сортировок первой

второй ступени, вто-

рой—

сортировок третьей ступени.

На

практике

этот вариант

используется

случае, если

на

предприятии вырабатываются

два

вида продукции

различными нормами

по

сорности. Чаще сорти-

рование

в три

ступени

ведут

по

схеме

в,

которая отличается

от

предыдущей

тем,

что

отсортированная целлюлоза

сортировок

ретьей

ступени возвращается

поток

отходов

сортировок пер-

вой

ступени, направляемых

на

вторичное сортирование.

Другим вариантом трехступенчатого сортирования является

схема

г,

которую можно считать двухступенчатым сортированием

дополнительным сортированием отсортированной массы второй

ступени.

Отход сортировок второй ступени

дополнительного

•

двойного) сортирования объединяется

общий поток.

этом слу-

чае

можно увеличить диаметр отверстий

сит в

сортировках второй

ступени

без

опасений увеличить сорность

общего

потока

отсорти-

рованной

массы.

Более

сложные варианты двухступенчатого сор-

-арования

двойным сортированием тонкого волокна показаны

на

схемах

д и е.

Необходимо иметь

виду,

что

применение

двойного

^ртирования

всякий

раз

требует

установки соответственно

двой-

'лъ

количества сортировок,

поэтому

может

быть допущено

только

при

очистке

целлюлозы

повышенного качества.

Основные

принципы

построения

схем

тонкого сортирования

- С.

Потапов

и В Е.

Шамко

[15,

с.

247] формулируют

следующим

образом,

^•--первых,

следует

стремиться

двойному сортированию потока

отсортиро-

чгяоЛ

массы,

желательно

—

на

различного типа сортировках. Во-вторых,

не-

'''•млимо

применять

возврат

отсортированной массы

каждой

последующей

—-геяи

на

предыдущую.

В-третьих,

главному

потоку

отсортированной мас-

:j*

уожет

присоединяться

лишь

масса,

которая имеет одинаковую

или

меньшую

гтряоеть

равную

или

несколько

большую

концентрацию

И,

наконец,

в-чет-

кеэтыт,

желательно, чтобы часть отсортированной массы участвовала

по-

Заказ

стоянной

циркуляции

системе.

На

практике

эти

принципы

далеко

не

всегда

соблюдаются,

чаще

всего

потому,

что

следование

им

связано

необходимостью

установки дополнительных сортировок

увеличением

расхода

энергии.

1.4.3.

Центробежные сортировки

Общие

принципы

устройства центробежных сортировок

освеще-

ны

1.4.2,

приведем лишь несколько примеров

отдельных

их

кон-

струкций.

настоящее время наибольшим распространением поль-

зуются центробежные сортировки типа

Ковеиа

созданные

по

их

образцу отечественные сортировки типа

СЦ. На

рис.

пока-

заны

схемы устройства сортировок типа

СЦ

(а), Ковен

КХ

(б)

Ковен

(в),

отличающихся между собой лишь отдельными

де-

талями.

Рис.

16.

Центробежные

сортирошш

типа

СЦ и

Ковена:

а —

СЦ-0,8;

б —

Ковен

КХ; в —

Конец

Ph.

/—ввод

массы;

—

распределитель

мае

сы;

3 —

выход

отсортированной

массы

—

ситовой

барабан;

—ротор;

6--вы

вод

отходов;

7 —

ввод

разбапителыюй

воды

Сортировка

типа

СЦ

близка

по

конструкции

центробежно-

му

сучколовителю (см.

1.3.2),

т. е.

имеет

три

зоны

сортирования^,

диаметр отверстий

сит в

которых может быть различным. Полый

вал

ротора используется

для

раздельной подачи оборотной разба-

вительной воды

во

вторую

третью зоны сортирования. Масса

под

давлением

12—24

кПа

через входной патрубок

торцевой

крышке подается

первую зону сортирования, подхватывается

ло-

пастями

ротора

отбрасывается

на

сито. Основная часть отсорти-

рованной массы проходит сквозь сито первой зоны,

сгустив-

шаяся

часть массы

отходами направляется

во

вторую

третью

зоны,

где

происходит разбавление оборотной водой. Отходы

из

третьей зоны удаляются через

нижний

патрубок

торце сорти-

ровки. Рабочее пространство сортировки заполнено массой

лишь

частично.

Поэтому центробежные сортировки называют открыты-

ми

сортировками,

отличие

от

закрытых напорных.

Ниже приведены основные параметры сортировок

типа

СЦ

[13,

с.

230].

.Марка

сортировки

СЦ-0,-1-01

СЦ-1,0-01

СЦ-1,(

;

-01

СЦ-2,6-91

Суточная

производительность,

воз-

душно-сухой

целлюлозы

....

-5—ЗЭ

СО—8!)

9)—125

150—200

Площадь

сита,

и.

4 1,0 1,6

2,6

Концентрация сортируемой массы,

% 1,5 — 2,5 1,5 2,5

1,5—2,5

Число

лопастей

на

роторе

...

8 к 10

Частота

вращения

ротора,

мин—

125Э

600

С90

480

Мощность

электродвигателя,

кВт 22 30 75 100

Максимальная

концентрация массы,

при

которой могут рабо-

тать сортировки

СЦ,

составляет 2,5%,

концентрация,

при

кото-

рой

они

дают

проектную производительность, равна

1,2—1,4%.

Количество

разбавительной воды колеблется

пределах

от 10 до

30% от

расхода жидкой массы, давление,

под

которым

она

подает-

ся,

равно

35—40

кПа.

Сортировка

типа Ковен

КХ

также состоит

из

трех

зон

сортирования,

образованных двумя перегородками. Ротор имеет

лопастей, причем

10 из них

проходят

через

все

рабочее простран-

ство,

остальные

—

только через вторую

третью зоны. Частота

вращения

ротора составляет

400

мин-

Разбавляющая оборотная

вода

так же, как в

сортировке

СЦ,

подается через полый

вал

раздельно

во

вторую

третью зоны. Напор воды

15—20

кПа,

на-

пор

поступающей массы

12—24

кПа. Ниже указана техническая

характеристика

сортировок типа Ковен

КХ

[15,

с.

225].

Марка

сортировки

КХ-300

КХ-400

Суточная производительность, воздушно-сухой целлюлозы

120—200

200—250

Расход

жидкой массы,

/мин

11,0 15,0

Размеры отверстий сит,

мм

1,3-2,2

1,8—2,2

Концентрация массы,

на

входе

1,0—2,0

на

выходе

0,8—1,7

Мощность

электродвигателя,

кВт

40—50

6Э—80

Удельный

расход электроэнергии,

по

этим данным, составляет

6—8

кВт-ч/т

целлюлозы,

что

примерно

в 2

раза меньше,

чем для

сортировок

СЦ.

сортировке типа Ковен

ротор снабжен лопастями,

закрепленными

под

острым углом

поверхности сита

образую-

щими

конус вращения. Сито разделено

на три

секции

круглыми

отверстиями диаметром

от 1,6 до 2,4 мм.

Разбавительная

вода

подается

по

трубе

через торцевую стенку

образует

на

выходе

из

сортировки

водяное кольцо, способствующее смыву отходов. Наи-

более

желательна концентрация массы 1,8%.

Частота

вращения

ротора

составляет

от 300 до 430

мин~'.

Давление массы

при по-

даче

сортировку

кПа,

на

выходе

отходов

кПа;

давление

воды

не

менее

100

кПа. Сортировки

Ковен

выпускаются

.про-

изводительностью

от 150 до 450 т

целлюлозы

сутки

при

мощно-

сти

электродвигателя

от

55 до 90

кВт. Удельный расход электро-

энергии

5—10

кВт-ч/т.

Сортировки

могут применяться

для

сорти-

рования

непромытой

массы

сульфатцеллюлозном

производстве.

Помимо

упомянутых,

некоторое

применение

имеют

центробежные

сорти-

ровки

типа

Сунд-Импко,

по

устройству

не

отличающиеся

от

сучколо-

внтслей

того

же

типа

(см.

1.З.З.),

а на

старых

предприятиях

еще

работают

сортировки

типа

Биффара,

имеющие

небольшую

производительность

(не

более

70 т

целлюлозы

сутки).

Основными

факторами,

влияющими

на

работу всех

центробеж-

ных

сортировок, можно считать: размер отверстий сита, концент-

рацию

поступающей массы, частоту вращения ротора, количество

разбавляющей

воды [15,

с.

220,

14, с.

50].

Чем

меньше диаметр

Таблица

Концет

рация

лоступающеи

массы,

9„

0,9

1,1

1,3

1,5

Произиочитель-

но:ть

соршроики,

т/с

у г

150

175

20(1

225

Эффект

ивность

очистки,

Количество

oixo-

дон,

% от

поступа-

ющей

массы

3,0

4,3

6,9

1 1

отверстий

сита,

тем

выше эффективность очистки массы

от

сора

костры,

но тем

меньше

производительность сортировки

боль-

ше

удельный расход энергии. Кроме того,

при

этом увеличивается

количество тонкого волокна,

уходящего

отходами,

и за

этот

счет возрастает

общее

количество

отходов.

Слишком малый раз-

мер

отверстий

сит

может явиться причиной забивания сортировки.

Концентрация

массы

определяет

производительность сортировки

значительной

степени влияет

на

эффективность очистки.

С по-

вышением

концентрации

при

данном размере отверстий

сит

про-

изводительность растет, удельный расход энергии снижается

и эф-

фективность

очистки

улучшается

за

счет увеличения количества

отходов.

Это

показывает

табл.

составленная

для

сортировки

ти-

па

Ковен КХ-400

при

диаметре отверстий

сит 1,9 мм для

случая

сортирования

небеленой

сульфитной целлюлозы [15,

с.

221].

На

самом деле,

как

говорилось

1.4.1,

концентрацию

массы

иелесообразно

повышать лишь

до

определенного оптимального

пре-

дела,

после

превышения

которого производительность начинает

снижаться,

эффективность очистки

ухудшается.

Частота вращения ротора

также

должна

быть оптимальной

^ля

данной сортировки.

повышением частоты вращения

увели-

чивается

центробежная сила, производительность

растет,

но

умень-

шается

количество

отходов

за

счет

их

механического измельчения

возрастает

удельный

расход

энергии. Одновременно

ухудшается

эффективность

очисши

массы

увеличивается сорность отсорти-

рованной

массы.

Количество разбавляющей

воды

определяет

концентрацию

мас-

сы

во

второй

(и

третьей, если

она

есть)

зоне

сортирования.

При

недостатке

воды

возрастает

количество

отходов

теряемого

с ни-

ми

тонкого волокна

появляется опасность забивания

сит

[15,

с.

220].

При

избытке

воды

увеличивается

сорность

отсортирован-

»й

массы.

1зк

как

гонкий

сор

легче проникает

сквозь

отверстия

зо

юрой

зоне

сит

вследствие

разрушения

фильтрующего

слоя.

Из

изложенного ясно,

что

оптимальный

режим

работы

каждой центробежной сортировки

должен

подбираться

на

практи-

ке

процессе

ее

эксплуатации.

1,4.4,

Вибрационные

сортировки

Единственной конструкцией вибрационных

сортировок,

которая

сохранила

практическое

признание,

как уже

указывалось

1.4.3,

оказалась барабанная сортировка

типа

Иенсена

—Линд-

грен

а,

выпускаемая отечественным машиностроением

под

мар-

кой

СВЦ

(рис. 17).

Ванна сортировки, имеющая

широкий

штуцер

для

ввода

массы концентрацией

1,2—1,5%,

установлена

на

пружи-

нах.

Эксцентрично установленный ситовой цилиндр, набранный

из

сит

со

шлицами

шириной

0,25—0,35

мм (до 0,7

мм),

совершает

Рис.

If.

Шибрациопная

цилиндрическая

сортировка:

вид

сбоку;

б —

поперечный

разрез;

—

ванна;

2 —

ситовый

цилиндр,

—

вибраци-

онный

механизм,

4 —

устройстно

для

промывки

сит;

-привод

одновременно

колебательное

(с

круговой

траекторией)

враща-

тельное

движения. Частота вибраций высокая (1250

мин-

час-

тота

вращения небольшая

(5—6

мин-

Вибрационный механизм

состоит

из

двух

коромысел, поддерживающих цилиндр,

двух

вибрационных неуравновешенных валов, которые синхронно вра-

щаются

одном направлении. Коромысла закреплены

на

ванне

помощью

четырех

пружин. Привод

от

электродвигателя осуще-

ствляется

через

цепную

передачу.

Нормальное волокно фильтрует-

ся

сквозь шлицы сита

под

действием разности уровней снаружи

внутри цилиндра.

Отходы

остаются

ванне

переливаются

че-

рез

наборную перегородку, регулирующую уровень массы

ванне.

Ниже

приведена техническая характеристика барабанных виб-

рационных сортировок отечественного производства [13,

с.

243].

Марка сортировки

СВЦ-04

СВЦ-05

Суточная производительность,

воздушно-сухой цел-

люлозы

15—75

21—100

Площадь

сита,

2,34 3,14

Частота

вибраций цилиндра,

мин-

1250 1250

Частота вращения цилиндра,

мин-

5,8 5,8

Мощность электродвигателей, кВт:

привода цилиндра

1,1 1,1

вибрационного привода

13 13

Удельный

расход

энергии

для

сортировки

СВЦ

составляет

от

4 до 20

кВт-ч/т

целлюлозы.

Как

установил

Г. А.

Тордуа

[19],

для

каждой

концентрации

массы

суще-

ствует

минимальная

амплитуда

колебаний,

ниже которой вибриру-

ющее

сито

забивается.

Например,

для

концентрации 0,6% амплитуда

должна

быть

не

менее

2 мм, для

0,8%

и 1% не

менее

2,5 мм. С

повышением

частоты

колебаний

до 900

мин—'

возрастает производительность (при концентрации

0,6%);

дальнейшее увеличение интенсивности колебаний

не

дает

эффекта.

Ко-

лебания должны происходить либо

по

кругу, либо

вертикальной плоскости.

сортировках типа Иенсена

—

Линдгрена каждая точка

на оси

отверстия сита

при

вибрации описывает окружность,

т. е.

совершает плоскопараллельное дви-

жение

вертикальной плоскости,

что и

обеспечивает успех.

1.4.5.

Вертикальные

напорные

сортировки

Конструкции

вертикальных

напорных

сортировок весьма раз-

нообразны. Различия касаются главным образом числа ситовых

барабанов (один

или

два), конструкции ротора

(с

гидродинами-

ческими лопастями

или в

виде

барабана

выступами), располо-

жения лопастей (внутри

или

снаружи

сита),*на'Аравления

движе-

ния

сортируемой массы (снаружи внутрь ситового

барабана

или

-:зоборот),

расположения лопастей

зоне сортированной

или не-

сортированной

массы.

На

рис.

изображена схема устройства

вертикальной

напор-

ной

сортировки

типа

центрискрин,

выпускаемой

под

мар-

1/ж

СЗ.

Несортированная масса

под

давлением

0,5 МПа

поступает

-о

тангенциальному входному патрубку

верхнюю часть корпуса,

валяющуюся

камерой предварительной очистки: содержащиеся

массе

тяжелые посторонние загрязнения

под

действием центро-

бежной

силы

отбрасываются

стенкам

сползают

предназна-

ченный

для них

приемник. Внутри разъемного корпуса установле-

ны

концентрично

два

вертикальных цилиндрических сита

отвер-

стиями

одинакового диаметра

(от 1,4 до 3

мм). Масса перелива-

ется

через кольцевой порог

межситовое пространство; тонкое

Рис.

18.

Двухситовая

напорная

сортирогка

типа

центрискрин:

».орпус,

2 —

ротор;

—

наружное сито,

4 —

внутреннее

euro.

5 —

впускная камера;

змчод

отсортированной

массы,

7 —

выход

отходов,

8 —

крышка.

9 —

электродвигатель

волокно

фильтруется сквозь отверстия

сит и

попадает

в две

соеди-

няющиеся

внизу полости. Отходы,

не

прошедшие через сито, опус-

каются вниз, разбавляются оборотной водой

выводятся

из

сор-

тировки

через предназначенный

для

этого патрубок.

Ротор

состоит

из

вертикального вала,

на

верхний конец которого насажена уплот-

ннтельная

крышка

прикрепленной

к ней

крестовиной

восьмью

лопастями, опущенными

межситовое пространство. Лопасти име-

»зт

гидродинамический профиль, наклонены

под

углом

вертикали

связаны

между

собой двумя кольцами. Ротор приводится

во

вра-

щение

от

вертикального

электродвигателя

через клиноременную

передачу.

При

работе

внутренность сортировки полностью запол-

нена жидкой массой. Концентрация исходной массы

может

состав-

лять

около

2%.

Техническая характеристика

напорных

двух

ситовых

сортировок типа

СЗ,

изготовляемых

нашей стране, приведена

ниже.

Марка сортировки

СЗ-09

СЗ-12

СЗ-13

Суточная

производительность,

воздушно-

сухой

целлюлозы

30- 70

50—120

150—250

Площадь сита (общая),

0,9Э

1,60 2,92

Концентрация

сортируемой

массы,

% . . 2,0 2,0 2,0

Число лопастей ротора

6 8 8

Частота

вращения ротора,

мин—

....

478 428 330

Мощность электродвигателя,

кВт

....

17 30 55

Удельный

расход

электроэнергии,

по

этим данным,

составляет

среднем

7—8

кВт-ч/т

целлюлозы.

Рис.

изображает

устройство

напорной

односитовой

сорти-

ровки

типа

центрисортер,

выпускаемой отечественным

ма-

шиностроением

под

маркой

СЦН.

Вертикальное

цилиндрическое

сито

закреплено

между

двумя

кольцевыми

перегородками,

разде-

Рис.

19.

Односитовая напор-

ная

сортировка типа центри-

сортер:

—

корпус;

2 —

ротор;

3 —

сито,

—

опора

ротора;

—

прижим;

6 —

ввод

массы;

7 —

отвод

отсорти-

рованной

массы;

8 —

отвод

тяже-

лых

загрязнений;

9 —

выход

отхо-

дов;

10 —

электродвигатель