Производство бумаги и картона
..pdfдревесная масса......................................................................... |
7200 |
|
Среднераспускаемые материалы: |
|
|
целлюлоза небеленая............................................................... |
9000 |
|
бумага журнальная................................................................... |
10080 |
|
бумага писчая............................................................................ |
10080 |
|
бумага конденсаторная........................................................... |
9000 |
|
бумага мешочная...................................................................... |
10800 |
|
бумага оберточная.................................................................... |
14400 |
|
бумага упаковочная................................................................. |
14400 |
|
картон папочный...................................................................... |
9000 |
|
картон макулатурный............................................................. |
9000 |
|
Труднораспускаемые материалы: |
|
|
целлюлоза соломенная............................................................ |
12600 |
|
бумага перфокарточная.......................................................... |
12600 |
|
бумага мелованная................................................................... |
12600 |
|
бумага рисовальная.................................................................. |
12600 |
|
бумагафотоподложка.............................................................. |
12600 |
|
картон многослойный............................................................. |
14400 |
|
подпергамент |
............................................................................. |
16020 |
пергамент прозрачный............................................................ |
18000 |
|
Коэффициент |
£ - экспериментальная величина, зависящая |
|
от конструкции |
гидроразбивателя и режима течения |
массы |
вванне. Для роторов гидроразбивателей коэффициент £ находится
впределах 0,1... 0,3.
Установлено, что чем больше поверхность ротора, тем ин тенсивнее циркуляция массы в ванне. В то же время с увеличением поверхности ротора условия для полного роспуска массы на от дельные волокна ухудшаются. При конструировании роторов необходимо учитывать оба эти фактора.
Поскольку режим движения водно-волокнистой суспензии в ванне при роспуске брака находится в автомодельной области, для подобных установок можно использовать для пересчета сле дующую зависимость:
N /N i = n3D p5/n i3-DpiS,
где N, п, D p - соответственно потребляемая мощность, частота вра щения и диаметр ротора модели; N \t щ D pj - соответствующие значения проектируемого ротора.
ЗАО «Петрозаводскмаш» предлагает установки для переработ ки мокрого брака (гауч-мешалки). Эти установки состоят из ванны,
вкоторой размещен рабочий орган:
-пропеллер (один, два, три) на консольном валу;
-пропеллер (два и более) на горизонтальном валу.
Техническая характеристика гауч-мешалок ЗАО «Петрозавод скмаш» приведена в табл. 87.
Отечественная промышленность выпускает гидроразбиватели для роспуска сухого брака с вертикальным валом типа ГРВ производи тельностью 6... 180 т/сутки и гидроразбиватели с горизонтальным валом производительностью 10...40 т/сутки.
При роспуске бумаги с высокой степенью проклейки производи тельность гидроразбивателя снижается в 1,5...2 раза. Влагопрочная бумага распускается при концентрации массы 3,5...5 %, нагреве массы до температуры 85...90°С и величине pH = 3,5...5. При этом произво дительность гидроразбивателя снижается в 3...4 раза.
|
|
|
Т а б л и ц а 87 |
||
Техническая характеристика |
|
|
|||
гауч-мешалок ЗАО «Петрозаводскмаш» |
|
||||
|
|
Вместимость ванны, MJ |
|
||
Параметр |
с рабочими органами |
с рабочими органами |
|||
на горизонтальном валу |
на консольном валу |
||||
|
|||||
|
12 |
16-18 |
16 |
20 |
|
Количество пропеллеров, шт. |
2 |
4 |
1 |
2 |
|
Диаметр пропеллера, мм |
840 |
840 |
900 |
900 |
|
Частота вращения ротора, мин * |
350 |
290...300 |
220 |
220 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
30 |
75...90 |
30 |
2x30 |
|
Основные размеры ванны, мм*: |
|
|
|
|
|
длина |
1700 |
1750 |
1350 |
2000 |
|
ширина |
2500 |
4900 |
3000 |
5000 |
|
высота |
2100 |
2100 |
2300 |
2300 |
|
Масса, кг |
4500 |
8200 |
3700 |
6100 |
|
* Параметры определяются в соответствии с условиями заказа. |
|
||||
Гидроразбиватели отечественного производства |
бывают |
с вертикальным валом (ГРВ) и с горизонтальным валом (ГРГ). Ос новная характеристика гидроразбивателей отечественного произ водства приведена в табл. 88.
Для высокопроизводительных БДМ и КДМ фирма «Valmet» предлагает более мощный гидроразбиватель Bale Pulper, который
может работать как в непрерывном, так и в периодическом режиме. Техническая характеристика гидроразбивателя Bale Pulper пред ставлена в табл. 89.
Т а б л и ц а 88
Техническая характеристика гидроразбивателей вертикальных (ГРВм)
Параметры |
|
Типоразмер |
ГРВм-32 |
||
ГРВм-12 ГРВм-16 |
ГРВм-24 |
||||
|
|||||
Производительность, т/сут |
30...120 |
45...160 |
75...240 |
120...320 |
|
Вместимость ванны, м3 |
12 |
16 |
24 |
32 |
|
Диаметр отверстий сита, мм |
6; 12; |
6; 12; |
6; 12; |
6; 12; |
|
|
20; 24 |
20; 24 |
20; 24 |
20; 24 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
90 |
160 |
315 |
315 |
Т а б л и ц а 89
Техническая характеристика гидроразбивателя Bale Pulper
|
Габаритные размеры |
Мощность |
Общий вес |
|
|
Тип |
диаметр, мм |
высота, |
двигателя, |
(без двигате |
Объем, м3 |
|
|
мм |
кВт |
ля), кг |
|
HD 1800 |
1810 |
2950 |
22 |
2800 |
3 |
HD 2400 |
2400 |
3300 |
55 |
3500 |
6 |
HD 3000 |
3000 |
3900 |
90-110 |
5500 |
12 |
HD 3650 |
3650 |
4000 |
132-160 |
7000 |
17 |
HD4250 |
4250 |
4100 |
160-200 |
11500 |
24 |
HD 4800 |
4800 |
4500 |
250 |
16000 |
35 |
HD 5000 |
5000 |
4700 |
250 |
17000 |
40 |
HD 5500 |
5500 |
5100 |
315 |
20000 |
54 |
HD6100 |
6100 |
5200 |
400 |
26000 |
70 |
HD 6400 |
6400 |
6000 |
макс. 800 |
28000 |
75 |
HD6700 |
6700 |
6000 |
макс. 800 |
31000 |
82 |
HD 7000 |
7000 |
6000 |
макс. 800 |
33000 |
100 |
Для подготовки суспензии каолина и смесей, состоящих из нескольких компонентов, а также для непрерывного и периодиче ского разволокнения волокнистых материалов, таких как целлюлоза, древесная масса, макулатура, включая влагопрочную бумагу, брак бумагоделательной машины, минеральные волокна, асбест и т.п. фирма «Papcel» выпускает вертикальные гидроразбиватели. В некоторых случаях их также можно использовать для роспуска других материалов.
Техническая характеристика вертикальных гидроразбивателей Papcel представлена в табл. 90.
Производительность указана в таблице в тоннах по воздушно сухому веществу при расчётной влажности распускаемой волокни стой массы 12%, для непрерывного режима работы и степени роспуска 80...85%. Расчётные удельные расходы электроэнергии приняты: для легкораспускаемых материалов 32...35 кВтч/т, для труднораспускаемых 96 кВтч/т.
Тип
| VV-12
VV-17 W -25 VV-36
W -36
VV-42
VV-56
Т а б л и ц а 90
Техническая характеристика вертикальных гидроразбивателей Papcel
Объем,м3 |
Высота, мм |
Диаметр, мм |
[Двигатель, кВт |
Потреб. мощность, кВт |
к, % |
т/сут |
к, % |
т/сут |
тель, кг |
|
|
|
|
|
Периодиче |
Непрерывный |
Масса |
||
|
|
|
|
|
ский режим |
режим работы |
ВКЛ. |
||
|
|
|
|
|
работы |
двига- |
|||
1 |
2250 |
1320 |
30 |
20-25 |
|
2,5-8 |
|
4,5-12 |
2150 |
2,5 |
2690 |
1820 |
55 |
35-45 |
|
6-20 |
|
15-75 |
3630 |
6,5 |
3500 |
2640 |
75 |
50-65 |
|
12-40 |
|
15-75 |
6550 |
16 |
4610 |
3780 |
130 |
10О- |
|
30-80 |
|
80-220 |
12910 |
|
|
3780 |
|
120 |
3-10 |
|
2-4,5 |
|
|
20 |
4610 |
130 |
100- |
30-100 |
80-220 |
- |
|||
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
30 |
5190 |
4400 |
200 |
150- |
|
60-150 |
|
150-350 |
- |
|
|
|
|
170 |
|
100- |
|
|
|
50 |
— |
— |
400 |
250- |
|
|
300-600 |
— |
|
|
|
|
|
300 |
|
250 |
|
|
|
9.2. Пульсационные мельницы
После гидроразбивателя в массе остается 3...5 % мелких лепе стков нераспущенного брака. Для окончательного рафинирования массы применяются гидрофайнеры, дисковые и пульсационные мельницы. Хорошей рафинирующей способностью обладают оте чественные пульсационные мельницы, характеристика которых приведена в табл. 91, и мельницы фирмы «Sunds», «Voith Paper», характеристики которых приведены в табл. 92.
Производительность пульсационной мельницы зависит от концентрации и кратности рециркуляции массы.
Мокрый брак с сеточной и прессовой частей бумагоделатель ной машины обычно распускается в мешалке, установленной под гауч-валом.
|
|
|
Т а б л и ц а |
91 |
|
Техническая характеристика |
|
|
|
|
мельниц пулъсационных типа МП, |
|
|
|
|
выпускаемых АО «Петрозаводскмаш» |
|
||
|
Параметр |
Типоразмер |
|
|
|
МП-375 |
МП-400 |
|
|
|
|
|
||
Производительность по а.с. |
35...110 |
60... 190 |
|
|
волокну, т/сут |
|
|
|
|
Массовая концентрация суспензии, г/л |
20...50 |
20...50 |
|
|
Степень роспуска, % |
65...96 |
65...96 |
|
|
Наибольший диаметр ротора, мм |
375 |
400 |
|
|
Давление массы, МПа: |
0,05 |
0,05 |
|
|
на входе, не менее |
|
|
|
|
на выходе, не более |
0,4 |
0,4 |
|
|
Электродвигатель привода ротора: |
75 |
п о |
|
|
мощность, кВт |
|
|||
частота вращения, мин _1 |
1500 |
1500 |
|
|
Масса, кг, не более: |
|
|
|
|
мельницы |
|
1770 |
2085 |
|
мельницы с электрооборудованием |
1930 |
2290 |
|
|
Габаритные размеры с приводом, мм: |
2252 |
|
|
|
длина |
|
2530 |
|
|
ширина |
|
608 |
865 |
|
высота |
|
825 |
858 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
92 |
|
Техническая характеристика |
|
|
|
мельниц пулъсационных Deflo фирмы «Sunds» |
|
|||
Тип |
Производительность, |
Мощность |
Частота вращения |
|
|
т/сут |
электродвигателя, |
ротора, мин-1 |
|
|
|
кВт |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
IF-55 |
5...43 |
55 |
1500 |
|
IF-75 |
9...60 |
75 |
1500 |
|
IF-90 |
12...80 |
90 |
1500 |
|
IF-110 |
18...115 |
110 |
1500 |
|
IF-132 |
21...130 |
132 |
1500 |
|
IF-160 |
26...145 |
160 |
1500 |
|
IIF-160 |
35...180 |
160 |
1500 |
|
О к о н ч а н и е т а б л . 92
1 |
2 |
3 |
4 |
IIF-200 |
45...210 |
200 |
1500 |
IIF-250 |
52...260 |
250 |
1500 |
IIF-315 |
60...310 |
315 |
1500 |
IIF-400 |
90...440 |
400 |
1000 |
IIF-500 |
110...510 |
500 |
1000 |
IIF-630 |
130...620 |
630 |
1000 |
Затем после сгущения на вакуумных сгустителях до концен трации 3...4 % брак подается в бассейн готового брака, где смешивается с рафинированным сухим браком (в ряде случаев счи тается целесообразным раздельная подача мокрого и сухого брака
в композиционер, |
что связано с потерей бумагообразующих |
свойств волокнами |
после сушки). Дозировка оборотного брака |
в композиционный бассейн не должна превышать 10 % (зависит от вида продукции). Превышение доли брака в композиции выше нормы приводит к потере качества бумаги и повышению обрывно сти при работе машины.
Технические характеристики сгустителей приведены в работе [20]. Пример расчета оборудования для переработки брака приведен
в разделе 13 настоящего пособия.
10. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ НА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ
10.1. Система водопользования
Система водопользования бумаго- и картоноделательных машин должна обеспечить максимальное использование оборотной воды с целью снижения расхода свежей воды, волокна, наполнителей, хи микатов, а также сокращения стоков (с учетом обеспечения выработки готовой продукции требуемого качества). Эти требования обеспечи ваются благодаря рациональному водообороту, автоматизации контроля и управления системами водопользования, оснащению по следних высокоэффективным компактным оборудованием для локальной очистки оборотных вод и применению различных добавок, снижающих отрицательные явления, возникающие при замкнутых системах водопользования. Оборотные воды бумаго-, картоно делательных машин разделяются в основном на три потока:
1)регистровая вода с большим содержанием волокна и наполнителя;
2)вода от отсасывающих ящиков с меньшим содержанием волокна и наполнителя; 3) избыточная оборотная вода.
Наиболее богатая волокном и наполнителем регистровая вода используется для разбавления бумажной массы перед машиной.
Вслучае недостатка регистровой воды для разбавления массы ис пользуется частично вода от отсасывающих ящиков. Избыточная оборотная вода (неиспользованная вода первого и второго потоков, вода от гауч-вала и спрысковая вода) применяется для разбавления массы в системе переработки брака, остаток воды отводится в раз мольно-подготовительный отдел (на технологические нужды и на осветление). Часть осветленной воды используется в основном на спрыски сетки, пеногашение в напорном ящике и другие цели. По вторно используется на машине до 70 % оборотной воды.
Безвозвратные потери воды в системе водопользования со
ставляют около 5 %. Это потери при сушке бумаги; испарение
споверхности открытых емкостей; унос с отходами сортирования
иготовой продукцией.
Свежая вода в системах водопользования подается только в те точки потребления, где оборотная вода не может быть использована: на промывку сукон, на охлаждение оборудования, на уплотнение
сальников насосов, камер отсасывающих валов, дополняется в воду, поступающую на создание водяного кольца вакуум-насосов с целью ее охлаждения, и на санитарно-технические нужды.
Система водопользования должна разрабатываться с учетом со временных технических решений, направленных на создание замкнутого цикла использования воды. Внедрение замкнутых систем водопользования связано со значительными капиталовложениями и эксплуатационными затратами, а также с возникновением таких негативных явлений, как усиление развития микроорганизмов с образованием биообрастаний оборудования и трубопроводов; кон центрирование солей и коллоидов, приводящее к повышенной коррозии оборудования; ухудшение процесса проклейки; ухудшение обезвоживания полотна из-за накапливания мелкого волокна; пенообразование и др.
На сегодняшний день технически выполнимыми решениями являются:
-сбор и циркуляция в замкнутом цикле воды, используемой для создания водяного кольца вакуум-насосов; температура этой воды поддерживается автоматически за счет подачи в систему не обходимого количества свежей воды; датчик температуры устанавливается в распределительном коллекторе воды;
-сбор охлаждающей воды от холодильных цилиндров, наката, теплообменников пароконденсатной системы и повторное приме нение ее для кондиционирования сукон;
-сбор, очистка ворссодержащих вод и повторное использова ние их для промывки желобчатых валов;
-сбор избыточной оборотной воды от сеточной части машины
итранспортировка ее на аппараты внутрицеховой очистки с целью повторного использования непосредственно на машине взамен свежей воды;
-сбор и локальная очистка воды для повторного использова ния ее в тех же точках потребления.
Избыточные сточные воды целлюлозных заводов, бумажных
икартонных фабрик очищаются механическим путем на внутрице ховых установках, улавливающих волокно, частицы наполнителя
ипроклеивающих веществ. Содержание указанных веществ зави
сит от вида вырабатываемой продукции, ее композиции, массы 1 м2, степени разбавления массы перед сеткой, конструктивных особенностей машины, режима ее работы и других факторов.
Для внутрицеховой очистки избыточной оборотной воды при меняются: аппараты, работающие на принципе осаждения; скребковые ловушки, отстойники, аппараты, работающие на прин ципе флотации, дисковые фильтры. Для локальной очистки обо ротных вод бумаго- и картоноделательной машин применяются: фракционаторы; самоочищающиеся фильтры; гидросита. Для ох лаждения воды из теплообменных устройств применяются: охладительные башни, градирни; теплообменники.
С целью сокращения производственных площадей и ускорения процесса осветления при внутрицеховой очистке избыточных обо ротных вод взамен флотоловушек обычной конструкции приме няют высокоэффективные компактные полочные флотаторы.
За рубежом для локальной очистки оборотных вод с целью их повторного использования в технологических системах бумаго- и картоноделательных машин используются фракционаторы раз личных конструкций, напорные и безнапорные гидросита.
Характеристика оборотной воды при выработке разных видов бумаги приведена в табл. 93.
Уловленный скоп и осветленная вода вновь возвращаются в произ водство. Характер взвешенных в воде веществ влияет на выбор прин ципа работы улавливающей установки: осаждение, флотация, фильтра ция. В настоящее время проектируются промышленные установки, работающие по принципу обратного осмоса и ультрафильтрации.
10.2. Скребковые ловушки
При выработке высокозольных бумаг с содержанием наполни теля более 10 % высокую степень улавливания обеспечивают скребковые ловушки (93...95 %), работающие по принципу осажде ния. Объём отстойника ловушки Vn должен быть в 200...240 раз больше минутного расхода сточной воды.
Ул ~ (200.. .240) VWWh
P H Y
К“,,н _ 60 1000у’
где VMlill - минутный расход воды, м3/мин; Рп - часовая производи тельность машины, кг/ч; Y - количество избыточной воды на 1 т бумаги (берется из расчета баланса воды и волокна), кг/т; у - плот ность воды (при температуре 20 °С у =1000 кг/м3), кг/м3.
Характеристика оборотной воды при выработке разных видов бумаги
|
Масса бума |
Зольность |
Концентрация массы в |
Концептрация волокна в воде, г/л |
||
Вид бумаги |
|
от отсасывающих |
|
|||
ги, г/м2 |
бумаги, % |
напорном ящике, г/л |
регистровой |
от прессов |
||
|
|
Без применения флокулянтов |
|
ящиков |
|
|
|
|
|
|
|
||
Конденсаторная толщиной 8мкм |
10 |
естеств. |
3,0 |
0,35 |
0,10 |
0,10 |
Основа для парафинирования |
20 |
естеств. |
2,1 |
0,47 |
0,25 |
0,20 |
Телефонная (две сетки) |
36 |
естеств. |
2,0 |
0,55 |
0.34 |
0,10 |
Пропиточная |
55 |
естеств. |
2,3 |
0,35 |
0,20 |
0,10 |
Основа пергамента и фибры |
55-65 |
естеств. |
5,5 |
0,50 |
0,25 |
0,31 |
Мешочная |
80 |
естеств. |
4,0 |
0,40 |
0,12 |
0,15 |
Кабельная (две сетки) |
100 |
естеств. |
3,5 |
0,30 |
0,20 |
0,10 |
Перфокарточная |
175 |
естеств. |
9,2 |
0,28 |
0,19 |
0,30 |
Подпергамент |
55 |
естеств. |
4,8 |
0,10 |
0,06 |
0,07 |
Газетная |
52 |
естеств. |
7,2 |
3,46 |
0,78 |
4,00 |
Мундштучная |
100 |
4 |
10,0 |
2,00 |
0,60 |
1,20 |
Основа светочувствительной |
70 |
5 |
7,0 |
2,00 |
0,60 |
2,00 |
Писчая № 1 |
70 |
6 |
8.5 |
1,80 |
0,90 |
2,10 |
Писчая №2 |
65 |
6 |
7,2 |
3,00 |
1,00 |
3,00 |
Типографская № 1 |
70 |
15 |
9,5 |
5,40 |
2,80 |
6,00 |
Типографская № 2 |
65 |
14 |
10,2 |
5,20 |
2,40 |
6,00 |
Для глубокой печати № 1 |
90 |
18 |
13,0 |
6,20 |
0,00 |
7,00 |
Офсетная |
100 |
14 |
12,2 |
3,00 |
1,30 |
5,00 |
|
С применением флокулянта (полиакриламида) |
|
|
|
||
Писчая № 1 |
70 |
8 |
7,0 |
1,60 |
0,00 |
2,00 |
Типографская № 1 |
70 |
18-20 |
7,8 |
3,20 |
1,20 |
5,00 |
Офсетная |
100 |
14 |
9,5 |
2,00 |
0,60 |
3,50 |
Для глубокой печати |
80-100 |
22 |
10,0 |
3,50 |
2,00 |
4,50 |