Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл
.pdfродной и стабильной по качеству щепы, соблюдения постоян ных параметров пара и щелоков, высокой квалификации об служивающего персонала.
По основному аппарату, в котором происходит варочный процесс, установки непрерывной варки делятся на установки с вертикальным котлом и установки многотрубные.
2.2.1. Установки непрерывной варки с вертикальным котлом
Установка этого типа (рис. 2.5) состоит из варочного котла с циркуляционно-подогревательными устройствами, зоны по догрева, зоны варки и зоны диффузионной промывки, линии питания, обеспечивающей подачу щепы и щелока в варочный котел, и линии выгрузки с приемником целлюлозной массы после котла — выдувным резервуаром. Кроме того, в систему входят теплоулавливающие установки, обеспечивающие утили зацию тепла сдувочных газов, отводимых в процессе пропарки щепы и ее варки.
Линия питания состоит из загрузочной воронки £7, доза тора Д, питателя низкого давления Л/, пропарочной цистерны А], питающей камеры £2, питателя высокого давления /72, вы носных сит Е4, циклона-очистителя ЕЮ, бака постоянного уровня £5 и насосов Н1, Н4, Н5.
Варочный котел с циркуляционно-подогревательными уст ройствами включает собственно котел А2, подогреватели 7(77,
КТ2, КТЗ, КТ4, циклоны Е6, £7, насосы Н2, Н6, Н7 и Н8,
баки-конденсатоотводчики 7(7, 7(2, КЗ, бак конденсата £77. Линия выгрузки состоит из выдувного устройства £§, мель
ницы горячего размола М и выдувного резервуара Е9.
В состав теплоулавливающей установки, куда направля ются сдувки с пропарочной цистерны и из верхней части котла, входят циклон-сборник Е3} в котором происходит отделение жидкой фазы от газовой, и спиральный теплообменник СТ2, где происходит конденсация парогазовой смеси.
Терпентинная установка состоит из ловушки £72, в кото рой улавливается волокно, щелок и другие мелкие включения, спиральных конденсаторов первой СТЗ и второй СТ4 ступеней.
Древесная щепа необходимых размеров и качества непре рывно подается к загрузочной воронке £7 с вибратором. Из воронки щепа дозатором Д подается в питатель низкого дав ления П1 и далее питателем П1 подается в пропарочную ци стерну А1, в которой щепа пропаривается при температуре 118—120° С с целью удаления из нее воздуха для улучшения пропитки перед варкой. Пар в пропарочную цистерну может подаваться как в верхнюю, так и в нижнюю часть. В зависи мости от этого, сдувочные пары и терпентинный конденсат от водятся снизу или сверху и поступают в установку для исполь зования тепла сдувок.
Пропаренная в цистерне щепа поступает в питающую ка меру Е2, в которой смешивается со щелоком перед подачей смеси в питатель высокого давления П2. Для обеспечения нор мальной загрузки щепы со щелоком в питатель высокого дав ления уровень щелока в питающей камере поддерживается по стоянным автоматически при помощи регулирующего клапана /, установленного на трубопроводе отвода щелока в бак посто янного уровня Е5. Уровень щепы в питающей камере контроли руется радиоактивным индикатором. Загрузка каналов ротора питателя высокого давления осуществляется благодаря цирку ляции щелока в системе питатель высокого давления — питаю щая камера при помощи насоса Н5. Для очистки щелока от посторонних включений на линии циркуляции установлен цик лон-очиститель ЕЮ.
Щелок, вытесненный из каналов питателя высокого давле ния при загрузке их щепой, и щелок, проникающий через за зор между ротором и корпусом, отводится из выносных сит Е4 в бак постоянного уровня и далее насосом высокого давле ния Н1 подается в верхнюю часть котла.
Щепа из каналов питателя высокого давления вымывается циркулирующим щелоком, отбираемым из пространства между ситом загрузочного устройства котла и его корпусом при по мощи насоса Н4. Этим же насосом смесь щепы со щелоком по дается в загрузочное устройство, которое загружает щепу в котел А2.
Уровень щепы в котле измеряется уровнемером, встроенным в загрузочное устройство, и контролируется световой сигнали зацией на щите управления. Сдувки из верхней части котла отводятся в спиральный теплообменник СТ2 для утилизации паров вскипания и получения терпентинного конденсата. Ва рочный щелок в котел подается насосом Н1 и регулируется клапаном 2 в зависимости от уровня в баке Е5. Расход белого щелока регулируется клапаном 3 в соответствии с заданным выходом целлюлозы и производительностью установки. Коли чество черного щелока, подаваемого на варку, регулируется клапаном 4 в зависимости от заданного гидромодуля в котле, температуры и влажности щепы.
При пуске котла или при низком уровне щепы в нем темпе ратура в верхней циркуляционной линии может превысить нор мальную. Для предотвращения повышения температуры в этой линии более 110—125° С на общей линии белого и черного ще локов установлен теплообменник СТ1.
Для облегчения поддержания необходимой температуры по> высоте котла и во избежание вскипания циркулирующих щело ков при отборе их через сито в варочном котле с помощью на соса Н2 создается избыточное гидростатическое давление.
Рис. 2.5. Установка непрерывной варки с вертикальным котлом
По мере выгрузки массы из нижней части котла щепа и щелок, перемещаясь сверху вниз, последовательно проходят через зоны подогрева, варки и диффузионной промывки, в ко торых для отбора щелока установлено четное число сит. По ловина сит связана с верхним коллектором, другая половина — с нижним коллектором. Щелок отбирается попеременно через верхние и нижние коллекторы. При такой работе сита посте пенно очищаются движущимся столбом содержимого котла. Переключение работы коллекторов проводится автоматически через 1—3 мин при помощи поворотных затворов, установлен ных на каждом коллекторе.
Щелок из зон подогрева и варки через сита отбирается цен тробежными насосами Н6 и Н7 и подается для нагрева в со ответствующие подогреватели КТ1 и КТ2, откуда после подо грева до заданных температур возвращается по центральным трубам, расположенным внутри котла, каждый в свою зону. Для поддержания постоянной температуры в зонах подогрева и варки на паропроводах подогревателей установлены регули рующие клапаны 5 и 6, импульс на которые отбирается по тем пературе щелока, выходящего из подогревателей.
После прохождения зоны варки масса подвергается противоточной диффузионной промывке. Диффузионная промывка позволяет удалить минеральные и растворенные органические вещества из целлюлозы путем обмена щелоков разных плотно стей, для чего насосом Н2 слабый черный щелок с темпера турой 70° С подается в нижнюю часть котла.
В целях интенсификации процесса диффузионной промывки промывной щелок дополнительно нагревается в теплообмен нике КТ4. Щелок, отобранный в нижней части зоны промывки с температурой 110° С и нагретый в теплообменнике КТ4 до температуры 130° С, насосом Н8 подается в эту же зону через нижнюю часть котла по трубе, концентрично расположенной внутри полого вала мешалки.
Для выравнивания температуры в средней части зоны про мывки щелок циркулирует, для чего он насосом Н9 отбирается через сита этой зоны и по центральной трубе возвращается в эту же зону.
При движении промывного щелока снизу вверх проходит промывка массы при повышенных температуре и давлении с одновременным вытеснением крепкого горячего щелока в цик лон Е6 через верхний ряд сит зоны промывки, причем количе ство вытесненного щелока равно количеству щелока, подан ному на промывку в нижнюю часть котла.
Щелок, отобранный насосом НЮ через нижний ряд сит зоны промывки и возвращенный над верхним рядом сит, вытесня.ет щелок в радиальном направлении и прекращает процесс варки. Вытесненный щелок поступает в циклон Е6, предназна ченный для приема крепких щелоков и отделения паров вски
пания от него. Количество отбираемого щелока регулируется регулирующим клапаном 7.
Из циклона Е6 щелок с температурой около |
122° С посту |
|
пает в циклон Е7, откуда охлажденный до 105° С (за |
счет |
|
вскипания) поступает частично в бак черного |
щелока |
и ча |
стично на варку. Пары вскипания из циклонов Е6 и Е7 раз дельно поступают на две терпентинные установки для утили зации тепла и сбора терпентинного конденсата. Уровни щелока в щиклонах Е6 и Е7 регулируются соответственно клапанами 8 и 9. Пары вскипания проходят через конденсаторы. Терпен
тинный конденсат |
направляется на |
дальнейшую переработку, |
а .несконденсированные газы — на |
обезвреживание. |
|
Для улучшения выгрузки в нижнюю часть варочного котла |
||
через полый вал |
разгрузочного устройства подается слабый |
черный щелок с температурой 75° С, разбавляющий массу до концентрации 10% и охлаждающий ее до температуры 80° С. Благодаря этому волокно при выдувке не подвергается дест рукции.
Масса, разбавленная в котле, передувается в выдувное уст ройство Е8, где происходит разбивание комков, а затем по одному из трубопроводов поступает в выдувной резервуар Е9. На одном из выдувных трубопроводов установлена мельница горячего размола М, которая позволяет уменьшить процент вы хода непровара. В нижней части выдувного резервуара масса разбавляется слабым черным щелоком с температурой 75° С до концентрации 3%.
Конденсат из теплообменников КТ1, КТ2, КТЗ и КТ4 отво дится в баки-конденсатоотводчики Kl> К2, КЗ, а из них в бак
2.4. Техническая характеристика установок с вертикальным котлом
Наименование |
параметров |
УКВ-1/450 |
УКВ-2/450 |
Давление расчетное в верхней части кот |
1,25 |
1,25 |
|
ла, МПа |
|
180 |
180 |
Температура расчетная, °С |
|||
Выход целлюлозы, % |
42—50 |
70 |
|
Продолжительность |
диффузионной про |
4 |
3 |
мывки, ч |
|
|
|
Объем, м3: |
|
|
610 |
котла |
|
1 1 0 0 |
|
карманов ротора дозатора |
0,33 |
0,16 |
|
карманов ротора питателя низкого да |
0 , 6 |
0,295 |
|
вления |
|
|
0,42 |
каналов ротора питателя высокого дав |
1 ,0 |
||
ления |
|
3465 |
8260 |
Установленная мощность электродвига |
|||
теля, 'кВт |
|
1150 |
700 |
Масса, т |
|
конденсата E l l , где сбрасывается давление и понижается тем пература до 100° С. Конденсат и водяной пар из бака Е11 на правляются на спиральный конденсатор СТ5, откуда в виде конденсата вновь возвращаются в бак E1L
Отраслевым стандартом ОСТ 26-08-751—73 «Установки с вертикальным котлом. Типы и основные параметры» преду смотрены установки двух типов УКВ-1 с однопоточной си стемой питания и УКВ-2 с двухпоточной. За основной параметр принята производительность по воздушносухой беленой полуцеллюлозе или целлюлозе. Стандарт предусматривает следую щий ряд производительностей: 300, 450, 600 и 900 т/сут. На пример, установка типа УКВ-2 производительностью 450 т/сут обозначается УКВ-2/450.
Заводы химического машиностроения изготовляют уста новки с вертикальным котлом УКВ-1/450 и УКВ-2/450 (табл. 2.4).
2.2.2. Установки непрерывной варки многотрубные
Установки этого типа предназначены для варки целлюлозы и полуцеллюлозы в парогазовой фазе. Основным преимущест вом их перед установками с вертикальным котлом является их
2.5. Техническая характеристика многотрубных установок непрерывной
варки целлюлозы |
и полуцеллюлозы |
|
|
|||
|
|
|
|
Установки |
производительностью, т сут |
|
Наименование параметров |
30 |
160 |
250 |
|||
|
|
|
|
|||
Давление расчетное, МПа! |
|
|
0,3 |
|||
в пропарочной трубе |
— |
— |
||||
в пропиточной трубе |
0 , 6 |
|||||
в варочном аппарате |
1 |
1 |
1,6 |
|||
Температура расчетная, °С: |
_ |
_ |
|
|||
в пропарочной трубе |
1 2 0 |
|||||
в пропиточной трубе |
|
— |
— |
150 |
||
в варочном аппарате |
180 |
180 |
180 |
|||
Установленная |
мощность |
155 |
445 |
840 |
||
электродвигателей, кВт |
4 |
|
|
|||
Количество варочных |
труб, |
8 |
6 |
|||
шт. |
|
|
|
Винтовой |
Винтовой |
Роторный |
Тип питателей |
|
|
||||
Выгрузка |
|
|
Разгрузочное |
Разгрузочное |
Мельница го |
|
|
|
|
|
устройство |
устройство |
рячего раз |
Объем |
выдувного |
резер |
140 |
400 |
мола |
|
8 |
||||||
вуара, |
м3 |
т |
|
98,9 |
225 |
242,4 |
Масса |
установки, |
|
Мобильность. Их проще пускать в работу и легче останавли вать, легче обслуживать.
В установках многотрубных (табл. 2.5) варочный аппарат выполняется из нескольких расположенных в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой гори зонтальных труб. Их количество зависит от производительно сти установки и продолжительности варки. По конструкции
Рис. 2 .6 . Установка непрерывной варки многотрубная:
Ш П — питатель винтовой; |
А — аппарат |
варочный; |
Е1 — бак варочного раствора; Е2 — |
устройство разгрузочное; |
Е З — выдувной |
резервуар; |
К Т — конденсатор кожухотрубчатый; |
Н 1, Н2, Н З — насосы |
|
|
|
линии питания различают установки с винтовыми и с ротор ными питателями. Как правило, в случае применения винто вых питателей масса выгружается при помощи специальных разгрузочных устройств, а в случае применения роторных пи тателей— через мельницы горячего размола. Такие установки применяются для варки полуцеллюлозы. Схема установки с разгрузочным устройством показана на рис. 2.6.
ОСТ 26-08-942—74 «Установки одно- и многотрубные. Ос новные параметры» определен следующий ряд значений номи нальной производительности: 30, 60; 120; 250 т воздушносухой полуцеллюлозы или целлюлозы в сутки.
2.3. АППАРАТЫ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
2.3.1. Дозаторы
Дозатор предназначен для обеспечения постоянного во времени и регулируемого объемного расхода щепьг на варку. Дозатор (рис. 2.7) состоит из корпуса, ротора и торцевых крышек.
Корпус сварной конструкции имеет входной и выходной па трубки прямоугольного сечения, причем патрубки смещены от носительно друг друга. Смещение патрубков позволяет увели чить коэффициент заполнения карманов дозатора практически до единицы и улучшить условия выгрузки щепы из дозатора. Верхним патрубком дозатор соединяется с загрузочной ворон кой, а нижним — с питателем, низкого давления. В нижнем патрубке расположен откидывающийся внутрь люк, исполь зуемый для отбора щепы во время определения коэффициента заполнения. Верхний патрубок оборудован смотровыми стек лами для визуального наблюдения за работой дозатора. С бо ков корпус имеет фланцы для крепления крышек дозатора.
Ротор дозатора цилиндрической формы. Лопасти, заклю ченные между торцевыми дисками, установлены под некото рым углом к радиусу. С наружной стороны торцевых дисков
2.6. Техническая характеристика дозаторов
|
|
Дозаторы • |
|
Наименование |
параметров |
1 |
2 |
|
|
||
Объем карманов, м3 |
максимальная, |
0,07 |
0,16 |
Производительность |
62 |
121 |
|
м3/ч |
|
4,9—14,8 |
6—18 |
Частота вращения, мин- 1 |
|||
Потребляемая мощность, кВт |
4,0 |
5 5 |
|
Габаритные размеры, |
м |
1,35X1,45X 1,29 |
1,24Х 1.35Х 1,27 |
Продолжение |
|
|
|
|
|
Дозаторы |
|
Наименование параметров |
3 |
4 |
|
|
|
||
Объем карманов, м3 |
максимальная, |
0 , 2 |
0,33 |
Производительность |
81,5 |
338 |
|
м3/ч |
|
3,2—9,6 |
8—25 |
Частота вращения, мин- 1 |
|||
Потребляемая мощность, кВт |
5,5 |
11 |
|
Габаритные размеры, |
м |
1.24Х 1,35Х !1,27 |
1,67X 1,87X 1,80 |
Рис. 2.7. Дозатор:
/ — корпус; 2 — ротор; 3 — крышка правая; 4 — откидном люк; 5 — крышка левая; 6 — смотровое окно
приварены два-три скребка для удаления опилок, попавших между крышкой и торцевым диском ротора.
Привод дозатора всегда регулируемый. Собственно доза тором задается производительность всей установки. Привод
состоит из электродвигателя, редуктора, |
цепной передачи и |
при применении механического способа |
регулирования — ва |
риатора. В современных установках применяют способ регули рования скорости привода, основанный на изменении частоты тока. Техническая характеристика дозаторов,^, выпускаемых за водами химического машиностроения приведена в табл. 2.6.
2.3.2. Питатели
Питатели служат для непрерывной подачи -щепы в аппа раты и разделения зон с различным,давлением. По конструк ции различают питатели винтовые и роторные. Питатели ро торного типа подразделяются на питатели низкого давления, пи татели высокого давления и роторные. Питатели низкого и вы сокого давления применяются в установках с вертикальным кот лом, а винтовые и роторные в многотрубных установках не прерывной варки.
Питатели низкого давления. Питатель низкого давления (рис. 2.8) служит затвором роторного типа, обеспечивающим непрерывную подачу щепы в пропарочную цистерну. Питатель состоит из корпуса, ротора с цапфами, двух торцевых крышек и механизма осевой присадки ротора.
Корпус питателя литой, имеет в верхней и нижней части прямоугольные патрубки, при помощи которых он соединен с дозатором и пропиточной цистерной. Внутренняя поверхность корпуса имеет конусность 1 20. На внутренней поверхности верхнего патрубка установлен скребок, предназначенный для очистки ротора от щепы. В верхней части корпуса имеются два щелевых отверстия, предназначенных для отвода пара из карманов ротора. Одно из отверстий в зависимости от направ ления вращения ротора закрыто заглушкой. С наружной сто роны корпус закрыт рубашкой с коллектором для подвода пара. При остановке, питателя корпус охлаждается быстрее и воз можно заклинивание ротора1в корпусе. Во избежание этого перед пуском питателя корпус обогревают паром.
Ротор литой конструкции имеет пять карманов. Для повы шения износостойкости наружная поверхность ротора наплав лена твердым сплавом толщиной 4—6 мм и выполнена с конус ностью 1 20. По торцам ротора имеются приливы для уста новления и крепления цапф. Цапфы в местах соприкосновения с сальниковым уплотнением защищены износостойкими втул ками. Механизм осевой присадки позволяет перемещать ротор с цапфами вдоль оси на 60—100 мм, перемещение ротора в осе вом направлении фиксируется по шкале, установленной на не подвижном стакане.