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.

движущийся

толчками

При

подходе

мундштуку вступает

дей-

ствие

верхний мундштучный цепной пресс, перед которым установ-

лен

разрыхлительный валик. Слой соломы, зажатый

между

верх-

ней

нижней цепями, автоматически подается

мундштук

про-

талк^вается

под

режущие ножи. Дисковые ножи точат через

каж-

дый

час,

контрнож

—

1 или 2

раза

смену.

Через

2—3

дня ра-

Рис 195

Устройство

дисковой соломорезки

—

фзрМХдитель

2, 3, 4 —

пластинчатые

конвейеры,

5 —

ноженои

диск,

6 —

привод

'„

боты

меняют

весь комплект ножей

передают

их для

переточки

на

Специальные

станки.

Ножи изготовляются

из

марганцовистой

стал#|

обычно

из

двух

прочно

сваренных между собою пластин,

подвергнутых

закалке. Диск соломорезки может

не

иметь наруж-

ного^

Ьбода,

если ножевая крестовина выполнена достаточно

прочной.

Ниже

приведена техническая характеристика некоторых

кон-

струкций

барабанных

дисковых соломорезок

[26,

с.

110].

431

Тип

машины

. . .

Дисковые Барабанные

Марка

соломорезки

АЗТ-01

„Грумб^

Н450"

ЛЗИ-02

„Ниблад"

Диаметр

диска (бараба-

на),

мм

2050

2040

800 800

Число

режущих

ножей

6 6

Частота

вращения

дис-

ка

(барабана),

мин-

3)0

275 580 585

Ширина

реза,

мм . 650 650

650

Мощность

привода,

кВт

100

6,.

1_'5

125

Прошводителыюсть,

т/ч 8 8

Толученная

посце

резки

соломенная

или

тростниковая

сечка

подвергается

очистке

для

освобождения

от

пыли,

песка,

мя-

кины,

зерна, обрезкой проволоки,

узлов

(коленец),

сорняков

длинных неперерезанных кусков

стеблей.

Следует

заметить,

что

производственная

практика

не

выработала

стандартной

схемы

су-

хой

снетки

сечки

и все

варианты

схем

имеют

те или

иные

недо-

статки'[25].

Практически нерешенным

остается

вопрос

сорти-

ровании

сечки

по

размерам.

При

резке прессованной соломы

или

тростника

выход сечки нормальных

размеров

редко

превышает

50%. Крупная

сечка

имеет

значительно

меньшую

насыпную

массу.

Например,

при

одном

из

анализов соломенной сечки были получе-

ны

следующие цифры [20,

с.

745];

Длиал

.сечки,

мм .

,30

50 ' 100

Насыпная

масса,

кг/М?

' 73

'52

Ч ,

Количество

пыли

особенно

велико

при

переработке

пересу-

шенн,ой

соломы (или тростника),

когда

оно

может

составлять

до

I»

более

от

массы сечки. Отпыловка сечки

процессе сухой

очистки совершенно

обязательна.

Коленца

сорняки

пред-

ставляют собой очень нежелательные примеси

сечке,

так как

они

плохо провариваются

даже

при

щелочной варке. Однако пол-

ное

отделение сорных трав

при

сухой очистке

не

обеспечивается.

На

рис.

196

показан

пример сечкоподготовительной

установки

производительностью

10 т/ч

сечки.

Очистка

скла-

дывается

из

следующих

операций:

отпыловки

—

отделения

прово-

локи—

отделения

мякины

половы

—

отделения коленец

зер-

на

—

окончательной отпыловки.

Для

предварительной

отпыловки

сечка

после

соломорезки подастся

циклон,

установленный

на

крыше

здания.

Обрезки

проволоки

улавливает

магнитный

вал.

Перед

поступлением

на вал

сечка проходит через разрыхлитель,

устроенный

по

типу дезинтегратора

прямыми билами. Предвари-

тельное

сортирование производится

коническом просевном

бара-

бане диаметром 1150/2500

длиной

8,5 м.

Барабан отбтянут пле-

теной

сеткой

вращается

на

роликах

частотой

мин~'.

Снару-

жи

просевной барабан заключен

закрытую

камеру,

из

которой

пыль

отсасывается вентилятором

сборную

пыльную

камеру, уста-

новленную

вне

помещения.

432

Пыль смывают водяными спрысками

канализацию. Просев-

ной

барабан хорошо работает

на

сухой сечке, отделяя мелкую

мякину,

но

сырая сечка

сортируется

плохо

образует завалы.

Да-

лее

производится отделение коленец, зерна

крупной сечки

на

соломотрясах. Соломотряс представляет собой наклонное плос-

кое

вибрирующее сито

из

перфорированного листового

железа

или

плетенное

из

проволоки. Размеры соломотряса описываемой

уста-

П ш -И

цл

it*

ц rfi

"Ц

Рис. 196.

Устройство

ссчкогюдготовительного

отдела

(план

разрез):

2 —

соломорезки,

,,',

ч,

/-(

—

вентиляторы;

4 —

циклон;

5 —

разрыхлитель;

6 —

магнитный

вал;

7 —

просевной

барабан,

—

пыльная

камера

(окружающая

барабан);

10 —

соломо-

тряс;

//—триер

(веялка),

12 —

ветрогоны,

—

отпылительный

циклон;

15 —

сечкопровод

варочный

отдел

новки:

длина сита

4,5 м,

ширина

2,5 м,

частота колебаний

180

мин-

Обычный размер отверстий

сит

3—4

мм.

Лучше

приме-

нять сита

отверстиями размером

2 мм,

овальной формы. Зерно

мелкие узлы проваливаются сквозь отверстия

сит,

сечка пере-

дувается вентилятором

приемный

отпыловочный

циклон,

откуда

пневматически

транспортируется

бункера варочного

от-

дела

или на

промежуточный

склад.

43S

Для

более

успешного отделения коленец

крупной сечки при-

меняют

систему

из

двух последовательно установленных

соломо-

трясов, причем сечка передувается

одного сита

на

другое

пи-

мощью вентиляторов

короткими патрубками

—ветрогонов.

Давление воздуха регулируется таким образом, чтобы струя

efro

уносила лишь нормальную сечку,

более тяжелые крупные

кусКи

узлы падали вниз

попадали

бункер

для

отходов. Схема

оч$-

стки,

показанная

на

рис. 196, включает

еще

отделение зерна

из

отходов соломотряса

помощью триера

(веялки).

При

отчистке сечки

по

описанной схеме

.потери

на

одном

из

заводов

составляли,

отходы

просевного барабана 5,4,

отходь!

соломотряса 3,2, коленца

зерна 0,8,

проволока

0,7, всего

10,1

eft

массы

сечки.

отходах соломотряса содержалось около

30%'

rob-

ной

сечки,

коленцах

отходах

барабанной

сортировки—-до

20%.

Это

объяснялось увеличенным размером отверстий

сит (4

мм)>>

При'.нормальных

ситах потери

при

сухой очистке

колеблютей

пределах

5—8%.

Состав отсортированной соломенной сечки

при

работе

по

описанной схеме характеризуется

примерно,

следующи-

ми

цифрами,

сечка длиной

до 10

мм—

10-<-20,

от 10 до 20

мм-^

10—20,

от 20 до 50 мм

—40—50,

свыше

мм|—

20—30.

Помимо описанной, многие

заводы

применяют

более

или

менее

>п{|ощен-

ные

схемы

сухой

очистки, например, циклон

—

соломотряс

—

циклон,

или

цик-

лон—

соломотряс.

На

рис.

197

показана

упрощенная!

схема

очистки

Урост,-

никовой

сечки,

которая

обеспечивает

отделение

листьев,

метелок,

'пыли

мелочи [26,

с.

111]. Отпыливание производится

две

ступени: сначала

сдвоенном отпылительном

барабане,

затем

— в

вертикальном

отпылителе,

внутри которого установлены ветрогоны, отдувающие

из

сечки листья

мее-

телки.,.

Пыль

мелочь,

отделенные

отпылительных

барабанах,

переду^аютсй

вентилятором

другую

пыльную камеру

(на

рисунке

не

показана),

откуда

смык

ваются-

водой

сток.

При

подготовке

тростниковой сечки

целесообразной!

пред-

варительной операцией надо считать отрезание

метелф,

которое

удобнее

всего

можно

осуществить

на

местах

заготовки

перед

прессойанием

тростника

кипы,

Для

подачи

сухой

сечки

варочный

отдел

применяют главным образом

пнев-

матический

транспорт.

Скорость воздуха

составлять

20—25

м/с,

концентрация сечки

200—25(

боты

пневмотранспорта влажность сечки

не

должна

гревышать

15%.

TpocfiW-

ковая

сечка

может

успешно

транспортироваться

лент>

трубопроводах

должнй

г/м

Для

успешной

ра-

эчными

наклонными

вейерами. Общий

расход

энергии

на

сухую

очистку

сечки

(включа"

пнев-

матический

транспорт) колеблется

пределах

15—25

кВт-ч/т

сечки.

Бункера,

.или

закрома,

для

хранения готовой сечки рай*

полагаются

или над

котлами

помещении варочного

отдела,-

или

отдельном здании промежуточного склада, откуда сечка

по

мере

надобности

передувается вентилятором

загрузочные

воронки

кхф

лов.

При

подаче сечки

закрома

над

котлами

устанавливает

приемный

циклон-отпылитель

перфорированным

кожухом,

заклю-

434

ченный

пыльную камеру.

Распределение

сечки

пр

закромам про-

изводит ленточный конвейер. Вместимость закромов рассчитывают

примерно

на

суточный

запас,

исходя

из

насыпной

массы

сечки

кг/и

Помещение соломоподготовительного

отдела

должно

иметь

хорошую

вентиляцию,

так как

пыль

соломы

тростника,

содержащая много силикатов, очень вредна

для

здоровья. Обслу-

живающий персонал должен

употреблять

противогазы.

При

большой концентрации пыль взрывоопасна, поэтому

электродви-

гатели

должны

быть

закрытого

типа.

Рис. 197. Схема сухой

очистки

тростниковой

сечки:

—

конвейеры;

—

дисковая

тростникорезка;

—

элеватор;

—

отпылительные

бараба-

ны;

—вентилятор

для

пылч

мякины;

7 —

винтовой

питатель;

8 —

вертикальный

отпы-

литель,

fl —

пыльная

камера,

конвейер

для

сечки.

6.2.4.

Мокрая

очистка

сечки

Неудовлетворительные

результаты сухой

очистки

сечки,

особенно

отно-

шении

удаления

колосьев,

сорных трав

крупной

сечки,

заставили искать новые

способы

очистки.

Одним

из

таких способов является мокрая очистка

сечки,

пригодная

для

крупных

предприятий.

На

рис.

198

представлена схема

мокрой

очистки

соломенной сечки

на за-

воде

по

получению полуцеллюлозы

для

гофры

установке

непрерывной варки.

Сечка после соломорезок

ленточным

конвейером подается

гидроразби-

в а т е л ь,

куда заливается оборотная

вода,

разбавляющая сечку

до

концент-

рации

3—4%.

После легкого размола

гидроразбивателе

суспензия

насосом

перекачивается

горизонтальный бассейн,

напоминающий

кратцерную ловушку.

435

Рис. 198.

Схема

мокрой

очистки

соломенной сечки перед непрерывной варкой:

—

ленточный

конвейер.

2 —

гидроразбиватель;

3 —

насосы;

^—осадительный

бассейн;

5 —

скребковый

наклонный конвейер;

6 —

бункер-аккумулятор;

выгрузочное

устройство;

в—элеватор;

—

ротационный расходомер;

—

пропиточный

винтовой

кон-

вейер;

—

уплотните-!ьнн1"|

пресс;

—

винтовой

питатель;

1,1—

трубчатая

варочная >станоака

бассейне

движется

скребковый наклонный конвейер, который выносит сечку

на

поверхность,

отстоявшаяся грязь

оседает

на дно и

уходит

сточный

ка-

нал.

конце бассейна устроена перегородка, через которую переливается обо-

ротная

вода,

подаваемая

насосом обратно

гидроразбиватель.

Скребковый

конвейер

подает сечку,

имеющую

концентрацию

25—30%

сухого

вещества,

бункер-аккумулятор,

снабженный подвижным дном.

Из

нижней

час-

ти

бункера

мокрая

сечка ковшовым

элеватором

горизонтальным сетчатым кон-

вейером

через расходомер,

пропиточный

винтовой

конвейер

уплотнительное

приспособление

подается

загрузочному винту-прессу непрерывного варочного

аппарата.

Вместимость

аккумулятора

при

непрерывном способе варки должна

быть достаточна

на

6—8

работы,

при

периодической варке

необходимо

пре-

дусматривать запас

на

12—16

ч.

Объемная масса мокрой сечки составляет

120—140

кг/м

6.3.

ЩЕЛОЧНАЯ

ВАРКА

ПРОМЫВКА

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

6.3.1.

Особенности

щелочной

варки

соломы

тростника

Как

указано

выше,

лигнин

соломы

значительно

легче,

чем

лиг-

нин

древесины,

поддается

действию

многих

реагентов,

в том

числе

щелочи.

табл.

приведены

результаты

сравнительных

щелоч-

ных

обработок

соломы,

проведенных

Уэлльсом

[по 20, с.

750].

Таблица

Обработка

Исходная солома

Известковым молоком

при

1500

1,5

%-ным

NaOH

при

тем-

пературе,

"С

100

150

Смесью

соды

сульфита

при

25° С

Остаток,

% от

массы соломы

целлюлозы

пентозанов

64,7

47,5

60,5

46,6

46,4

50,4

лигнина

24,1

12,8

10,2

7.3

5,3

16,4

Растворилось,

% от

массы

соломы

целлюлозы

пенюзанов

—

17,2

4,2

18,1

18,3

14,3

лигнина

—

11,3

13,9

16,8

18,8

7,7

Как

видно,

варка

известковым

молоком

удаляет

значительно

меньше

лигнина,

чем

варка

гидроксидом

натрия,

но в то же

вре-

мя

большей

степени

разрушает

углеводную

часть.

Повышение

температуры

при

обработке

NaOH

немного

увеличивает

раствори-

мость

лигнина

заметно

усиливает

разрушение

углеводов.

При

437

обработке

на

холоду

расходом щелочи

7,5%

NaOH

от

массы

сечки

течение

72 ч

выход полуцеллюлозы составляет около

70%,

причем

углеводный комплекс оказывается мало затронутым.

По

данным

Н. А.

Розенбергера

[24],

обработка

1%-ным

NaOH

при

95°С

течение

2 ч

переводит

раствор

79%

лигнина

соломы,

тог-

да как

еловый лигнин растворяется

в тех же

условиях лишь

на

20%.

680

§т

^480

?§•

>#0

6700

6500

*6tOO

5900

\57DO

5SOO

5300

5100

це/!/!/а/гоза,

*Ъ

Ъл

ЪЬ

&Ь

N»

-fr.

ISO

640

480

240

6700

6500

6300

ъ.

6100

5900

5700

\5500

S300

5100

*<№

i»

/if

20 24

Расход

активной.

% am

массы

co/fo/utt

'ч

•"^»

•

•II*

•SI

••I

Oft

«Q

X**

16 20

Расход

эффективной

УаОН,

% от

массы

Рис

199.

Влияние расхода активной щелочи

на

выход

свойства

соломенной

целлюлозы:

—«атронная

варка,

б —

сульфатная

варка;

—

выход

отсортированной

Целлюлозы;

2 —

общий

выход;

—

содержание

лигнина;

4 —

содержание

альфа-целлюлозы,

разрцпная

длина;

£ —

число

двойных

перегибов

438

Легкая

раствор

им

ость

лигнина соломы

тростника

щелочи позволяет

при

натронной

сульфатной варке применять

меньшие

расходы активной щелочи

более

низкие температуры.

Н. А.

Розенбергер

и П. С.

Ларин [23] исследовали влияние расхо-

да

активной щелочи

при

натронной

сульфатной варке ржаной

озимой соломы (рис.

199).

Все

варки осуществлялись

по

одинако-

вому

температурному режиму: подъем

до

160°С

проводился

те-

чение

1 ч 30 м,

варка

при

160°С

—

4 ч

Сульфидность

при

сульфат-

ных

варках составляла 33%,

расход

эффективной щелочи

(NaOH+1/2

отвечал расходу NaOH

при

соответствующих

натронных

варках Сульфатные варки показали заметное ускоре-

ние

процесса

по

сравнению

натронными: лучший провар,

более

высокие

выход

содержание альфа-целлюлозы.

Ниже

приведены

результаты исследования поведения

пентозанов,

получен-

ные

К..

А.

Долговым

[П].

Варке подвергалась ржаная солома

содержанием

пентозанов

28,1%;

сравнивались

натронный,

сульфатный

сульфидный (100%

NajS)

способы, причем расход

активной

щелочи

во

всех случаях составлял

18%

NaOH

от

массы сечки.

Способ

варки

Натгоннын

Сульфатны»

Сульфидный

Содержание пентозанов после вар-

ки,

% от

массы сечки:

целлюлозе

12,53/11,50

13,22/12,43 14,00/14,21

щелоке 6,97/6,74

6,72/6,51

7,15/7,46

Потери пентозанов после варки,

от

массы сечки

8,64/9,90

8,20/9,20

7,00/6,47

Примечание.

числителе

—

после варки

при

температуре

НО°С,

знаменателе

—

при

155°С.

Из

приведенных данных следует,

что при

сульфатной варке

технической

целлюлозе

сохраняется

больше

пентозанов,

чем при

натронной,

степень раз-

рушения

пентозанов (потери) несколько меньше.

наименьшей

же

степени

пентозаны

разрушаются

при

варке

со

100%-ным

раствором

В той же ра-

боте

К. А.

Долгов

констатировал,

что

силикатная

зола,

большом

количестве

содержащаяся

соломй

тростнике, растворяется

щелоке

при

натронной

варке

на 92% и при

сульфатной

—

на

84%.

На

рис.

200

покЙзан

ход

растворения лигнина

углево-

дов

пшеничной

соломы

при

сульфатной

варке

различным расхо-

дом

активной

щелоки

[15,

с.

135].

Легко

заметить,

что с

уменьше-

нием

расхода

щелоЧи

избирательность варки улучшается:

на 1 %

растворенных

углевЬдов

удаляется

большее

количество

лигнина^

или

соответственно

на 1 %

растворенного лигнина теряется мень-

ше

углеводов.

Это

йущественное

отличие

поведении соломы,

по

сравнению

варкой древесины. Поэтому

для

получения целлюлозы

из

соломы

возможно более высоким выходом целесообразно вес-

ти

варку

минимальным расходом

активной

щелочи.

439

Кинетика

варки

соломы,

по

данным

Лендьеля

[15,

с.

133],

характеризуется быстрой начальной стадией:

при

значе-

нии

фактора

Я=0

выход

целлюлозы

из

пшеничной соломы

уже

оказывается

равным

53%,

в то

время

как для

древесины

ели его

величина равна

68,5%,

а для

тополя

—

63%.

Однако

продолже-

ние

варки скорость процесса

для

соломы заметно

замедляется,

увеличением значения

фактора

выход

сульфатной

соломен-

ной

целлюлозы падает значительно медленнее,

чем

еловой

и то-

полевой (рис.

201).

Лендьел

Морваи

[15,

с.

135]

отмечают,

что

температура

варки

пределах

до

180°С

практически

не

оказывает

влияния

на

выход соломенной

целлюлозы,

но

механическая проч-

ность

ее с

повышением

температуры ухудшается,

отбеливаемость

<п

*-.

^»

„

^"^

•

200 400 600 800 WOO

фактор

? 60

180 240

Зродолжителыюсть

дарни,мин

•Рис.

200.

Ход

растворения

лигнина

углеводов

при

сульфатной

варке соломы

различным

расходом

активной

щелочи-

4—25%

2 и

—

15»„,

3 и 6 — 10%

—углеводы,

—

лигнин

Рис

201.

Изменение

выхода

сульфатной

целлюлозы

зависимости

от

величи-

ны

фактора

Я:

—

—ель;

—•

—

•—тополь;

-солома

улучшается.

Сульфидность варочного щелока

как

фактор

влияет

на

результаты

варки соломы

еще

слабее,

чем при

варке

древесины

лиственных пород,

что,

по-видимому,

объясняется

до-

полнительным

буферным действием силиката натрия, образующе-

гося

при

растворении золы соломы.

Тростник

поддается щелочной варке труднее,

чем

солома.

При

получении

целлюлозы

одинаковой

степени

провара расход

активной

щелочи

при

варке тростника

возрастает

примерно

на

20%

[15,

с.

138],

продолжительность варки,

или

фактор

Я, на

25^30%.

'Выход

метанола

дурнопахнущих

метилсернистых

соединений

при

сульфатной варке соломы

тростника примерно такой

же, как

440