Очистка целлюлозы в вихревых очистителях

Стандарт на готовую продукцию

Таблица 2 – Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных пород древесины (ГОСТ 28172-89)

Показатель	Марка ЛС-1
Высший сорт	Первый сорт
Механическая прочность при размоле в мельнице ЦРА до 60° ШР: разрывная длина, км, не менее абсолютное сопротивление раздиранию, сН, не менее прочность на излом, ч. д. п., не менее	8,0	7,1
Белизна, %, не менее

 

 

Продолжение таблицы 2

Сорность, число соринок площадью: св. 0,1 до 1,0 мм2 включительно, не более св. 1,0 до 2,0 мм2, включительно, не более св. 2,0 мм2
рН водной вытяжки	5,0…7,0	5,0…7,0
Влажность, % не более

Целлюлоза марки ЛС-1 – для бумаги обложечной, типограф­ской № 1, этикеточной, сигаретной, писчей № 1, офсетной № 1, картографической, документной, бумаги-основы для пе­реводных изображений, для телетайпной и телеграфной ленты, пергамина для бумаж­ной натуральной кальки, упаковочного пер­гамина.

Стандарт на свежую производственную воду

Стандартом ТАРРI для производства белёной сульфатной целлюлозы предусмотрены следующие показатели качества производственной воды.

Таблица 3 – Показатели качества производственной воды

Показатель	Норма
Мутность (по SiO2), мг/л
Цветность (по ОПКШ)
Общая жёсткость (по СаСО3), мг-экв/л
Щёлочность по метилоранжу (по СаСО3), мг-экв/л
Железо (по Fe), мг/л	0,2
Марганец (по Mn), мг/л	0,1
Кремний растворённый (по SiO2), мг/л
Общее солесодержание, мг/л
Свободная углекислота (по СО2), мг/л
Хлориды (по Cl), мг/л

 

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНИМАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЯ, СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Сортирование и очистка белёной целлюлозы. Общие сведения.

В белёной целлюлозе сор очень мелкий и на обычных сортировках его сложно удалить. Поэтому чаще всего в потоках очистки белёной целлюлозы используют вихревые очистители.

Целлюлозная массе после отбелки обычно аккумулируется в баках высокой концентрации и после её разбавления перед очисткой возможно образование сгустков и хлопьев. Поэтому перед основными ступенями очистки на вихревых очистителях в схему обычно включают полицейскую сортировку, предназначенную для диспергирования массы. Отходы на ней практически не отделяются.

Очистка массы ведётся на прямых и обратных очистителях. На прямых очистителях удаляется сор с плотностью большей плотности волокна, на обратных – сор с плотностью меньшей плотности волокна (смола). Отходы с последней ступени сбрасываются в сток. Их количество обычно не превышает 0,3% от поступающей массы.

Очистка целлюлозы в вихревых очистителях

Вихревые очистители хорошо отделяют включения в виде минеральных загрязнений и точечного сора, что обеспечило им широкое применение на современных предприятиях.

Типичным представителем вихревых очистителей является центриклинер. Он представляет собой коническую трубку с небольшой цилиндрической головкой в верхней части. Угол конусности составляет 5…10°. Цилиндрическая головка снабжена двумя патрубками для ввода потока очищаемой массы и вывода кондиционного потока. Входной патрубок расположен тангенциально. Нижняя (узкая) часть конуса заканчивается отверстием с насадкой для выпуска потока отходов.

Поток волокнистой массы вводится в центрикленер под давлением. При этом в аппарате возникает два вихревых потока: внешний, направленный к вершине конуса, и внутренний, движущийся в противоположном направлении, к цилиндрической головке. Включение под действием центробежной силы перемещаются радиально во внешнем потоке к стенке и одновременно опускаются вместе с потоком в нижнюю часть, где и удаляются через насадку. Освобождённая от включений волокнистая масса резко меняет направление перемещения в вершине конуса, устремляется вверх и покидает центриклинер через патрубок кондиционного потока.

В центриклинерах небольшого диаметра (75...100 мм) разви­вается самая большая центробежная сила, поэтому они используются для удаления различных видов небольших частиц. Но повышение эффективности очистки приводит к снижению производительности центриклинера.

Из выпускаемых предприятиями России вихревых очисти­телей наиболее пригодны для тонкой очистки аппараты серии ОК (типоразмеры ОК-01, ОК-02).

Для обеспечения требуемой про­изводительности вихревые очистители объединяют группами в установки, со­стоящие из десятков и даже сотен тру­бок. Очистные установки отличаются друг от друга компоновкой. Используются в основном два различных типа компоновки: канистровая и батарейная.

Батарейная компоновка возможна двух видов: с горизонталь­ными и вертикальными камерами. Один из вариантов такого объеди­нения представлен отечественными ус­тановками серии УВК разных типоразмеров. Вихревые очистители располагаются вертикальными рядами по 8 штук в одном блоке. Корпус блока представляет собой замкнутую емкость, разделенную по вертика­ли на две части. Нижняя часть корпуса имеет патрубок для ввода поступающей на очистку массы, верхняя – патрубок для отвода кондиционного потока. Вихревые очистители присоединены к корпусу таким образом, что отверстия их входных патрубков располагаются в нижней зоне корпуса (в зоне ввода массы), а отверстия выходных патрубков – в верхней зоне (в зоне кондиционной массы).

При канистровой компоновке канистра установки состоит из двух концентрических труб, из которых внутренняя образует камеру для отсортированной массы, наружная - пита­тельную камеру. Коническая часть каждого вихревого очистителя находится снаружи канистры, к отверстию для вывода отходов подсоединена камера для отходов и прозрачная трубка для отвода отходов в трубопровод. Такая конструкция устраняет необходимость в шлан­гах для подсоединения питательного патрубка и отверстия для отвода очищенной массы каждого циклона к трубопроводам.

Разновидностью канистровой компоновки является установка радиклон. Это батарея центриклинеров, расположенных горизонтально рядами внутри цилиндрического закрытого корпуса. Внутреннее про­странство корпуса разделено двумя концентрично установленны­ми цилиндрическими стенками на три вертикальных зоны. Центриклинеры закреплены радиально таким образом, что их вход­ные патрубки располагаются в средней зоне, патрубки вывода кондиционного потока – во внешней зоне, патрубки вывода пото­ка отходов – во внутренней зоне. Поступающая на очистку масса с концентрацией 0,5 % закачивается снизу под давлением 0,2 МПа в среднюю зону. На выходе кондиционного потока (из внешней зоны) поддерживается давление около 0,1 МПа. Поток отходов разбавляется водой и выводится из центральной зоны при атмосферном давлении. В одном радиклоне типоразмера Р-40 устанавливают от 150 до 250 центриклинеров с пропускной спо­собностью каждого 40 л/мин, в радиклоне Р-100 – от 100 до 300 центриклинеров с пропускной способностью каждого по 100 л/мин.

Конструкционные особенности радиклона позволяют снизить потери волокна. В конце циклона на выходе для отходов имеется ряд сужений, способствующих сепарированию хо­роших волокон от отходов.

Похожая по конструкции и принципу действия установка твинклинер отличается от радиклона только тем, что трубки цен­триклинеров в ней расположены не радиально, а параллельно друг другу.

Для размещения радиклонов требуется в 5...6 раз меньше пло­щади, чем для аналогичной по производительности центриклинерной установки с вертикальным рядовым расположением трубок. Это особенно удобно при реконст­рукции предприятия с увеличением его мощности.

Схемы разделения

Вихревые очистители любой конструкции делят поступающую в них массу таким образом, что в кондиционный поток попадает некоторое количество включений, а с потоком отходов уходит кондиционное волокно. Нежелательные послед­ствия этой особенности процесса – низкую эффективность раз­деления и значительные потери кондиционного волокна – можно свести к минимуму рациональной организацией технологической схемы разделения.

Для повышения эффективности разделения кондиционный поток последовательно пропускают через несколько вихревых очистителей. Такую организацию процесса называют ступенчатым разделением, а последовательно установленные сортировки – ступенями.

Уменьшение количества кондиционного волокна, теряемого с потоком отходов, достигается повторным пропуском потока от­ходов через дополнительные вихревые очистители. Такую организацию процесса разделения называют каскадным разделени­ем, а группы сортировок для осуществления этой схемы – каскадами.

Возможны следующие вариан­ты технологических схем разделения:

- ступенчатое разделение;

- каскадное разделение;

- каскадное разделение с рециклами кондиционных потоков;

- комбинированные (каскадно-ступенчатые) схемы;

- реальные производственные схемы.

Схема ступенчатого разделения приведена на рисунке 1. Кондиционный поток последовательно проходит три ступени разделения. Потоки отходов от каждой ступени могут либо перерабатываться раздельно, либо объединяться для совместной ути­лизации всех отделяемых включений.

Рисунок 1 – Схема трехсту­пенчатого разделения: /, 2, 3 – вихревые очистители первой, второй и третьей ступеней; 4 – поток мас­сы, поступающей на разделение; 5 – кондиционный поток; 6 – по­ток отходов.

 

Серьезным недостатком приведенной схемы является потеря большого количества кондиционного волокна с потоком отходов.

Каскадное разделение (рисунок 2) позволяет полнее от­делить кондиционное волокно от потока отходов. При этом доля включений в потоке отходов увеличивается от первого каскада к последнему. Соответственно увеличивается вероятность попада­ния включений в кондиционный поток, то есть при переходе от каскада к каскаду снижается эффективность разделения. В сравнении соступенчатым разделением, при каскадной схеме меньше потери хорошего волокна, но хуже качество очистки кондиционного потока.

Рисунок 2 – Схема трехкаскадного разделения: 1, 2, 3 – вихревые очистители первого, второго и третьего каскадов; 4 – поток массы, поступающей на разде­ление; 5 – кондиционный поток.	Рисунок 3 – Схема трехкаскадного разделения с рецикла­ми: I, 2, 3 – вихревые очистители первого, второго и третьего каскадов; 4 – поток массы, поступающей на разделение; 5 – кондиционный поток; 6 – поток отходов.

Каскадное разделение с рециклами (рисунок 3) значительно повышает эффективность разделения, так как более за­грязненные кондиционные потоки после второго и последующих каскадов возвращаются на повторное разделение в предыдущие каскады. При этом сохраняется присущий каскадным схемам низкий уровень потерь кондиционного волокна.

Главный недостаток схем с рециклами – дополнительные капитальные вложения и текущие расходы для обслуживания циркулирующих потоков.

Комбинированные схемы наиболее распространены в практике предприятий. Они включают в себя элементы рассмот­ренных выше ступенчатых и каскадных схем. Пример «классиче­ского» построения комбинированной схемы приведен на рисунке 4. Основной поток подвергается двухступенчатому разделе­нию на сортировках 1 и 4, что обеспечивает эффективное отделе­ние включений. Для уменьшения потерь кондиционного волокна

в каждой ступени предусмотрено трех каскадное разделение потоков отходов с рециклами: в первой ступени – на вихревых очистителях 1, 2 и 3, во второй ступени – на вихревых очистителях 4, 5 и 6.

Рисунок 4 – Комбинированная схема раз­деления: 1, 2, 3 – вихревые очистители первого, второго и третьего каскадов первой ступени; 4, 5, 6 – вихревые очистители первого, второго и третьего кас­кадов второй ступени; 7 – поток массы, по­ступающей на разделение; 8 – кондиционный поток; 9 – поток отходов.

 

Реальные схемы разделения, используемые на промышлен­ных предприятиях, отличаются большим разнообразием. Реше­ние задачи выбора оптимальной схемы для конкретного предпри­ятия всегда, сводится к поиску разумного компромисса между ка­чеством получаемой продукции и необходимыми материальными затратами.