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.

J 4 5 6 7

20 30 40 50 71

№0

"корость,м/с

100Lгриф

Удельные

потери

напора,м

на

100м

а.

длины

трубопровода

Скорость,

м/с

25 30 40 50 SO

80 100

Удельные

потери

граф

Нап0

ра,

наЮОм

йлины

/пру5опровма

100

Рис.

42.

Номограмма

для

определения

потерь напора

массопроводах

при

перекачке

массы

различной

концентрации:

а — при

концентрации

ог 1 до

4,5%;

б — при

концентрации

от 4,5 до 10%

по

эмпирической формуле

—8,25-0,75

(с—1),

м/мин,

где

—

концентрация

массы,

Вертикальные

массные бассейны применяются

для

массы

как

низкой,

так и

высокой

концентрации.

Их

изготовляют цилинд-

рической

формы, иногда

из

железобетона,

но

чаще металлически-

ми

внутренней гуммировкой. Бассейны

для

массы низкой кон-

центрации

снабжаются

несколькими

метальными

устройствами-

по

высоте. Вертикальные бассейны

для

массы

высокой

кон-

центрации применяют очень широко

для

аккумулирования

за-

пасов

массы после

промывки,

очистки,

отбелки.

Как

показывает

рис.

41,

верхняя часть бассейна представляет собой

цилиндриче-

ский

резервуар,

которой масса

при

концентрации

12—14%

хра-

нится

без

перемешивания.

нижнем

конусе производится разбав-

ление

Массы

до

концентрации

3—4%

масса перемешивается

пропеллерными

устройствами вертикального

или

горизонтального-

типа.

Размеры,

указанные

на

рис.

41,

соответствуют объему бас-

сейна

500 м

Пропеллеры имеют диаметр

1,2—1,8

м. На

крупных

предприятиях

полезная вместимость бассейнов достигает

4500

Из-за больших размеров такие бассейны устанавливают

вне

зда-

ния

пристройкой

небольшого помещения

нижней части

для

раз-

мещения

приводов

мешальных

устройств.

числу вспомогательного

оборудования

очистного

отдела

относятся

т;,кжс

многочисленные

насосы

для

перекачки

массы

оборотной воды.

Массные насосы

для

массы низкой концентрации

(до

3—3,5%)

по

своей

кон-

струкции мало

чем

отличаются

от

обычных центробежных насосов

для

перс-

качки

жидкостей.

До

концентрации

целлюлозная масса имеет

вязкость.

близкую

вязкости

воды,

но по

мере повышения концентрации вязкость

^ус-

пензии

быстро

растет

потери напора

при

перекачке увеличиваются.

На

рис.

изображена номограмма,

по

которой можно определить потери напора

на

100 м

длины массопровода, зная концентрацию массы

скорость

ее

движе-

ния.

Для

массы концентрацией

1.—2%

скорость можно принимать

пределах

до

3—3,5

м/с [6, с.

44],

для

массы концентрацией

3,5—4,5%

—до

1,5 м/с и при

концентрации

6—10%—не

более

м/с.

Наибольшие

трудности

причиняет перекачка массы средней

повышен-

ной

концентрации

(от 5 до

10%).

Для

массы

концентрацией

не

более

6—7°'

применяют

горизонтальные

центробежные насосы

на

вертикальном

валу

открытым колесом,

но

развиваемый

ими

напор невелик

перекачка

может

вестись лишь

небольшим

подъемом.

Значительно ниже используют

шесте-

ренчатые насосы

насосы винтового типа,

которых крылатка заменена

ко-

ротким винтом,

но и эти

насосы

не

обеспечивают достаточного напора.

последние годы

связи

развитием идеи

«МС-технологии»

появились

специальные

центробежные

насосы

для

массы

концентрацией

до

15%,

которых

рабочему колесу

от-

крытого

типа добавлен сидящий

на том же

валу ротор (рис. 43).

Ротор имеет форму спирального ножа, вставленного

во

всасываю-

щий

трубопровод. Назначение

его

состоит

во

флюидизации густой

массы

при

разбивании

ее на

мелкие комочки, которые легко про-

ходят через колесо насоса,

не

вызывая излишнего трения.

Ротор

насоса типа

МС

превращает массу

однородную текучую суспен-

зию.

При

установке насосов

МС при

буферных

бассейнах,

кото-

рых

хранится масса концентрацией

12—14%,

отпадает необходи-

мость разбавления массы

перед

насосом.

Следует

заметить,

что на-

сосы

МС

снабжены отводами

для

воздуха, выделяющегося

из

массы

при

проходе через колесо (см. рис. 43),

что

облегчает

со-

здание

необходимого

напора

после насоса.

Рис.

43.

Массный насос типа

МС:

—

вход

массы;

2 —

выход

массы;

3 —

отсос

воздуха

Прочее вспомогательное оборудование очистных

отделов

(раз-

рыхлители массы, винтовые

ленточные

конвейеры,

в том

числе

«обезвоживающие,

разбавительные

бачки,

желоба

для

массы

.и

т. п.) по

своему

устройству весьма несложно

специального рас-

смотрения

не

требует.

1.8.2.

Примерные

технологические

схемы

очистных

отделов

При

выборе

технологической

схемы

очистного

отдела

необходимо принимать

во

внимание качество

и вид

подлежащей

•очистке

целлюлозной массы

требования

чистоте конечного про-

дукта. Устранение сорности целлюлозы является весьма сложной

задачей, которую трудно успешно решить

очистном отделе, если

на

предыдущих стадиях технологического процесса этому вопросу

,не

будет

уделено должного внимания

[23].

Естественно, что, помимо отвечающего своему

назначению

обо-

рудования, работа очистного отдела определяется правильно

вы-

бранным

режимом [24]. Основным

при его

разработке

является

поддержание

на

надлежащем

уровне концентрации массы.

Понят-

но

также,

что

соблюдение режима

не

может быть обеспечено

при

колебаниях количественного расхода массы. Поэтому оснащение

очистного отдела соответствующей контрольной

регулирующей

аппаратурой

является совершенно обязательным.

Из

операций,

выполняемых

очистном

отделе, наиболее ответственными явля-

ются стадии тонкого сортирования

отделения мелкого минераль-

ного

точечного сора.

При

рассмотрении этих операций указыва-

лось,

что для

повышения эффективности очистки

доассы

применяют

многоступенчатые

схемы обработки.

Принцип

ступенчатости

в на-

стоящее

время используется

и на

других операциях

очистном

отделе:

при

грубом

сортировании,

сгущении

обезвоживании мас-

сы.

Операция механического отделения смолы

мелкого волокна

входит

схему очистного отдела лишь

при

выработке целлюлозы

для

химической переработки.

На

отдельных зарубежных предприя-

тиях

при

переработке сосновой древесины бисульфит-сульфитным

способом варки применяют химическое

обессмоливание

целлюлозы путем обработки массы раствором щелочи, однако

ши-

рокого распространения этот метод

не

получил.

Многие

современные предприятия, вырабатывающие сульфат-

ную

целлюлозу

для

отбелки

из

древесины лиственных пород,

для

снижения

начальной костричности массы перед очисткой непосред-

ственно

после

промывки

или

даже

перед промывкой

применяют

кислородно-щелочную

обработку

(КЩО) целлюлозы

специально

для

этого

предназначенных

реакторах.

Одновременно

отбелкой костры

процессе

КЩО

происходит

делигнификация

целлюлозы, являющаяся продолжением процесса варки. Посколь-

ку КЩО

является одним

из

способов отбелки

целлюлозы,

подроб-

нее

рассмотрим этот случай

главе

здесь

же

отметим,

что од-

ной

из

характерных черт современных схем

очистки

целлюлозы

является комбинирование этого процесса

другими «со-

седними»

технологическими

процессами

—

отбелкой

и в

особенно-

сти

промывкой. Последняя особенность стала почти обязательной

для

сульфатцеллюлозного

производства,

где

операции

грубого,.

часто

тонкого сортирования,

как

правило, предшествуют про-

мывке целлюлозы

соответствующее очистное оборудование

ра-

ботает

на

непромытой

массе, содержащей

крепкий

горя-

чий

черный щелок.

Перейдем

конкретным примерам.

На

рис.

показана схема современ-

ного очистного отдела

для

небеленой сульфитной

целлюлозы,

пред-

назначенной

для

отбелки

или

передачи

на

бумажную фабрику

для

выработки

из

нее

различных видов бумаги

[14,

с.

58]. Предполагается,

что

варочные

котлы опоражниваются

по

способу выдувки

и что

целлюлоза

от

щелока про-

мывается

на

барабанных фильтрах.

Из

массного бассейна

промытой

целлю-

Промытая

целлюлоза

U-Ji

UJj

!_„_?

Целлюлоза

отбельный,

цен

и.ли

на

бумажную

фабрику

На

Нумагоделательнук!

-jT'-t

машину

Рис.

44.

Схема очистного отдела целлюлозного завода, вырабатывающего сульфитную целлюлозу

для

отбелки

или

для

бумажного

производства:

целлюлоза;

отходы;

свежая

вода;

—х—х—оборотная

вода

лозы

масса

подается

разбавительный

бачок

2, из

которого

при

концентрации

I—1,5%

поступает

на

центробежный сучколовитель первой

ступени

Отходы

(сучки

непровар)

от

этого

сучколовителя

передаются

на

вибрационный

суч-

коловитель

второй ступени

4, где

отсортировывается некоторое количество год-

ного

волокна,

возвращаемого

бассейн промытой целлюлозы.

После

сучко-

ловителя

первой ступени

масса направляется

напорный

бачок

перед сор-

тировками,

где к ней

присоединяется хорошее волокно, отсортированное

на

сучколовителях

сортировках второй ступени. Тонкое сортирование ведется

в две

ступени

на

центробежных сортировках

6 и 7,

причем

на

дальнейшую-

очистку

передается

только отсортированная целлюлоза

первой ступени.

этой массе

мешалке

присоединяется возврат

хорошей

массы после второй

ступени центриклинеров

и при

надлежащем разбавлении насос подает

ее

длж

очистки

от

крупных минеральных загрязнений

на

магнаклинеры

сле-

дует

очистка

от

мелкого точечного сора

в три

ступени

на

центриклинерах

10.

Тонкое волокно, отсортированное

на

центриклинерах первой ступени,

при

кон-

центрации

0,5—0,7%

передается

для

сгущения

на

барабанный

низковакуумный

фильтр

//,

сгущенная масса

при

концентрации

10—12%

спускается

акку-

мулирующий

бассейн высокой концентрации

12,

откуда

по

мере

надобности

через

так

называемый

уравнительный бассейн небольшого объема

13, где

про-

изводится разбавление

до

3—4%,

масса перекачивается

отбельный отдел

или

на

бумажную

фабрику.

На

схеме

показаны

также

переработка

отходов

(см.

раздел

1.9)

линии

оборотной

свежей воды.

Описанная

схема

не

может

считаться достаточно современной. Более

ра-

циональной является схема очистки небеленой сульфитной целлюлозы, осуще-

ствленная недавно

при

реконструкции одного

из

заводов. Целлюлозная масса

из

выдувных

резервуаров

вместе

со

щелоком пропускается через

двухступен-

чатое отделение сучков, проходит предварительное сепарирование

дисковых

дефибраторах

промывается

в три

ступени

на

вакуум-фильтрах.

Сортирова-

ние

производится

в две

ступени

на

центрисортерах. причем отсортированная

масса после второй ступени везвращается

общий поток перед первой ступенью

сортирования,

отсортированная масса после первой ступени пропускается

через четырехступенчатую

центриклинерную

установку, после которой направ-

ляется

на

бумажную фабрику. Отходы после второй ступени сортирования

проходят

трехступенчатую центриклииерную установку, отсортированная

на

цент-

риклинерах

масса возвращается

на

вторую ступень центрисортеров,

отход

третьей ступени центриклинеров направляется

поток сучковой массы. Сгу-

щение

массы

перед

подачей

на

бумажную фабрику производят

на

вакуум-

фильтрах.

Процесс очистки целлюлозы полностью автоматизирован

управля-

ется

пульта.

На

рис.

изображена технологическая схема [15,

с.

247] промывного

очистного

отдела

сульфатцеллюлозного

завода

небеленой цел-

люлозы,

предназначенной

для

выработки промышленных видов бумаги (не-

электроизоляционных).

Варка проводится

котлах периодического

действия-

Из

выдувного резервуара

масса

со

щелоком перекачивается

уравнитель-

ный

бассейн

3, где

разбавляется

оборотным черным щелоком,

и при

концент-

рации

около 1,5% подается

на

центробежные сучколовители

Отходы

до-

полнительно

сортируются

на

вибрационном сучколовителе

причем

отсортиро-

ванная

масса возвращается

уравнительный бассейн.

После

сучколовителей

следует

шестиступенчатая

противоточная промывка

на

трех двухзонных

бара-

банных

фильтрах

6 с

отбором щелока

баки

Промытая масса

при

кон-

центрации

12%

собирается

бассейне

куда

возвращаются отсортированная

масса

со

второй ступени тонкого сортирования

и,

при

желании, часть

отсор-

тированной

массы

центриклинеров.

Дополнительно разбавленная оборотной

водой перед насосом масса

при

концентрации 1,5% направляется

на

двухсту-

пенчатое

сортирование

на

центробежных сортировках

Отсортированная мас-

са

после

сортировок первой ступени

собирается

бассейне

10 и,

разбавлен-

ная

оборотной водой

до

0,5%, пропускается через магнаклинер

проходит

трехступенчатую

очистку

на

центриклинерах

12,

после чего сгущается

на

низ-

Третий,

сор/л

Рис.

45.

Схема

промывки

очистки

сульфатной целлюлозы,

предназначенной

для

выработки

промышленных

видов бумаги

(не

электроизоляционных)

ковакуумных

фильтрах

до

концентрации

10—12%

насосом высокой кон-

центрации

транспортируется

бассейн

перед передачей

на

бумажную

фабрику

или в

сушильный

отдел.

Сучки

вибрационного сучколовителя

отходы

сортировок второй ступени направляются

на

переработку. Отходы

магнаклинера

центриклинеров третьей ступени спускаются

сток. Оборотная

вода

из

бака

насосом подается

местам потребления.

Другой вариант промывки

очистки сульфатной целлюлозы показан

на

рис.

[27,

с.

89]. Варка осуществляется

непрерывной установке Камюр

отдельным пропиточным резервуаром. Нижняя часть котла используется

для

JiiflU

Рис 46.

Схема

варки,

промывки

очистки

жесткой сульфатной целлюлозы:

/—бункер

для

щепы;

2 —

пропарочная камера;

3 —

питательная камера,

4 —

питатель

высокого давления,

5 —

пропиточный

резервуар;

6 —

теплообменник;

7 —

варочный

ко-

тел;

—

выгружатель;

—

дисковая мельница;

10,

—

расширители;

12 —

бассейн

вы-

сокой концентрации;

вакуум-сгуститель;

— бак

оборотной

воды;

15 — бак

отхо-

дов

сортирования;

16 —

сортировка второй

ступени;

—

сортировка первой

ступени;

—

поддиффузорный

бассейн;

19 —

диффузор

непрерывного действия;

20 — бак

черно-

го

щелока

Врсгнпор

кис/юродно-

щелочной

//а

произбодстдо

Г*"

санитарно-бытовы/

ОН

\-€)

горячей

промывки.

Во

время холодной выдувки масса

со

слабым щелоком

про-

ходит

через

дисковую

мельницу

для

сепарирования.

Выдувка

производится

непосредственно

диффузор непрерывного

действия,

где

масса окончательно

промывается;

промытая целлюлоза спускается

гюддиффузорный

бассейн,

от-

куда

направляется

на

двухступенчатое

сортирование

на

сортировках давле-

ния.

Сортирование

организовано

по

«безотходному»

принципу:

отходы сорти-

ровок

Biopoft

ступени подмалываются

дисковой мельнице

вновь возвра-

щаются

на

вторую

ступень сортирования. Отсортированная целлюлоза

обеих

ступеней

сортирования смешивается

сгущается

на

низковакуумном

фильтре

собирается

аккумулирующем бассейне высокой концентрации. Таким

обра-

зом,

процесс

очистки

данном

случае

совершенно

не

HMCCI

отходов

—

ни

суч-

ков,

ни*

третьего сорта. Естественно,

что

отсортированная целлюлоза неизбеж-

но

будет

иметь повышенную сорность. Поэтому применение схемы

безотход-

ного

сорбирования

возможно лишь

при

выработке грубых сортов

сульфатной

целлйлозы*,'

.например-

целлюлозы

для

производства наружных слоев

тарного

картона

или

мешочной

бумаги.

На-

рис.

[16,

с. 94]

показан вариант очистки сульфатной

целлюлозы,

предназначенной

для

отбелки.

После

варки

промывки

непрерывных

котле

Диффузоре типа Камюр целлюлоза собирается

поддиффузорном

бассейне

При

концентрации

около

10% и

прокачивается насосом через фибрил-

лизатрр"

для

сепарирования. Разбавленная

до

концентрации

2% в

промежуточ-

ном

бассейне масса подается насосами

под

давлением

0,5 МПа на

сортировки

давления

''.типа

юнискрин,

работающие

одну

ступень. Отсортированная

масса

из

преемника

направляется

на

вакуум-фильтр

для

сгущения

и при

концентра-

ции

около-

10%

перекачивается

реактор

для

кислородно-щелочной

отбелки.

На

этци

заканчивается схема очистки небеленой целлюлозы.

После

отбелки

неллюлозй".

подвергается дополнительному тонкому сортированию

очистке

от

точеного

сора

на

центриклинерах. Отходы

от

сортировок

юнискрин

в ко-

личестае

8—10%

.проходят

сортирование

на

вибрационном сучколовителе;

от-

сортированное

волокно направляется

поток целлюлозы второго сорта,

и»

которой

изготовляется оберточная бумага,

грубые отходы прессуются

прес-

се

собираются

сборнике,

откуда

возвращаются

на

повторную

варку.

Следующим примером может явиться схема промывки

очистки

п р е

д-

гидро.Лизной

сульфатной целлюлозы, предназначенной

для

отбелки

на

кордную

'целлюлозу

(рис. 48). Масса

из

выдувного резервуара, разбавленная

черный

оборотным щелоком

до 2%,

подается

на

центробежные

сучколовители

типа

Сунд-Импко.

Перед

сучколовителями производится

дополнительное

раз-

бавление

волоком

' до

концентрации

1—1,2%.

Сучки

от

центробежных

сучко-

ловитедей

поступают

на

вибрационные сучколовители

для

отделения

тонкого

волокйа.

Прошедшая сучколовители масса проходит четырехступенчатую про-

тивотфшую

промывку

на

однозонных

барабанных фультрах типа Вяртсиля,

после'

чего

промытая

целлюлоза концентрацией

11—13%

винтовым насосом

Рис.

47.

Схема

промывки

очистки

сульфатной

целлюлозы

для

отбелки'

—

варочный

котел;

2 —

выгружатель;

3 —

диффузор

непрерывного действия;

4 —

поддн-

фузорный

бассейн,

11,

15 —

насосы;

€ —

фибриллизатор;

7, 10 —

массные

бассейны;

17 —

сортировки юнискрин;

12 —

вакуум-фильтр;

—

вибрационный

сучколовитель.

14 —

Оассейн

для

отходов;

16 —

магнаклинер;

—

сгуститель;

—

рафинер;

20 —

пресс

для

сучков;

2! —

бункер

для

сучков

с»

Горячая

воде

Сучки.

Г\\

Черный

щелоке

на

регенерацию

-О

Вако

Рис.

48.

Схема

промывки

очистки

сульфатной

предгидроли

зноп

целлюлозы:

—

выдувной

резервуар;

2 —

рачбавительный

бачок;

3 —

центробежный

сучколовитель,

4 —

вибрационный

сучколовитель;

5 —

промывные бара-

банные

фильтры;

6 —

фильтра|ные

баки;

7 —

винтовой насос;

—

бассейн

промытой

массы;

Ч —

центробежная сортировка первой ступени;

'«

—

центробежная сортировка второй ступени;

//—трехступенчатая

установка вихревых очистителей;

—бак

отсортированной массы.

—

фракционатор

типа Валвик;

—

низковакуучный

фильтр,

—

массный конвейер,

16 —

бассейн

отсортированной

массы;

/7 —

бак

обо

ротной

воды