книги / Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов

менении их на размоле отходов сортирования древесной массы и размоле сульфатной небеленой целлюлозы, установленные отраслевым стандартом, приведены в табл. 4.15. В таблице указаны также марки применяемого в установках оборудо­ вания.

В установках применяются двухбарабанные сгустители и дисковые мельницы с питателями и со свободным выходом массы из размольной камеры.

Так как в некоторых случаях возникает необходимость в различном расположении входящего в установки оборудова­ ния, предусмотрено несколько вариантов их компоновки. На рис. 4.21 показаны два основных варианта компоновки уста­ новок: одноэтажное, с наклонным винтовым конвейером, и двухэтажное, с горизонтальным конвейером.

Длина этого конвейера выбрана такой, чтобы дисковая мельница располагалась вне сгустителя. Это обеспечивает до­ ступ к ней при ремонтах и обслуживании. Транспортирующий винтовой конвейер, кроме того, позволяет сгладить колебания в подаче массы к мельнице в тех случаях, когда происходит на­ рушение равномерности схода папки со сгустителя.

При размещении установки не всегда возможно установить дисковую мельницу непосредственно над бассейном. В этих вариантах компоновки возможно применение специального сме­ сителя, который устанавливается в фундаменте мельницы под ее разгрузочным проемом. Смеситель перемешивает густую размолотую на мельнице массу с оборотной водой, и она са­ мотеком или с помощью насосов может направляться в бас­ сейн. Степень разбавления массы оборотной водой в смесителе

устанавливается регулирующим клапаном или задвижкой. Как известно, обязательным условием - нормальной работы сгусти­ теля является стабилизация давления массы в ванне сгусти­ теля. Она может быть осуществлена регулированием с по-

Рис. 4 .2 1 . Установка для сгущения и размола:

мощью задвижки, устанавливаемой на входе массы в сгусти­ тель, или установкой бака постоянного напора. Второй вариант предпочтительнее первого, так как обеспечивает лучшую ста­ билизацию давления.

С целью снижения концентрации массы при размоле (для некоторых случаев может потребоваться размол при концент­ рации массы ниже предела стабильной работы сгустителя) пре­ дусматривается трубопровод, по которому масса от насоса (не

прошедшая сгущение) смешивается со сгущенной массой непо­ средственно перед мельницей. Количество подаваемой несгуЩенной массы в мельницу регулируется задвижкой.

5. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ, ОЧИСТКИ И СГУЩЕНИЯ МАССЫ

Загрязнения волокнистой массы имеют различное происхождение, форму и размеры. Они представляют собой минеральные, металлические, волокни­ стые частицы, кусочки пленки, резины, лепестки недораспущенной бумаги или картона и др. Способ удаления загрязнений из массы в основном опреде­ ляется их плотностью.

Загрязнения с плотностью большей плотности волокна (частицы металла, песок, окалина, уголь и т. п.) эффективнее всего удаляются в вихревых очи­ стителях наряду с тяжелыми загрязнениями, но в них в меньшей степени удаляются загрязнения органического происхождения, имеющие форму близ­ кую к шарообразной (кора, костра и т. п.). В некоторых технологических по­ токах для удаления металлических ферромагнитных частиц применяются ап­ параты для магнитного сепарирования массы. Такие загрязнения, как сучки, непровар, щепки, костра, кора, луб, узелки волокон, обрывки веревок, ниток, лепестки бумаги, картона, кусочки полиэтилена, удаляются в сортировках различных конструкций.

Необходимая эффективность сортирования определяется загрязненно­ стью исходной массы и требованиями к качеству готовой продукции. Кон­ тролируются соринки площадью от 0,06 до 5 мм2, что соответствует значи­ тельному диапазону линейных размеров и формы частиц — от точечного сора до частиц толщиной 0,3—0,5 и длиной до 7 мм и более.

Концентрация сортированной и очищенной массы при выработке различ­ ных видов волокнистых полуфабрикатов составляет 0,5—1,5%. Для сокра­ щения материальных затрат на хранение и транспортировку волокнистая масса обезвоживается. Сгущение применяется также перед размолом, при промывке и отбелке целлюлозы, полуцеллюлозы, химической древесной массы и при других технологических операциях, а также при выработке товарной продукции. Большую роль играет сгущение для сохранения теплового ба­ ланса в древесномассных цехах и при замкнутом водопользовании на цел­ люлозных заводах. В зависимости от требований производства и принятой технологии концентрация сгущенной массы составляет от 3 до 50%.

5.1.СОРТИРУЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

5.1.1.Схемы сортирования

Исходная масса разделяется сортировкой на два потока — сортированной массы и отходов. Поскольку через отверстия сортирующего сита вместе с волокнами проходят загрязнения, имеющие размеры меньше размеров отверстий, то в потоке сортированной массы остается часть загрязнений. В то же

яремя в отходах сортирования оказывается значительное ко­ личество доброкачественного волокна. Для выделения этого волокна из отходов они подвергаются дополнительному сорти­ рованию в одну или несколько ступеней. Поток сортированной массы с этих ступеней либо направляется для выработки про­ дукции более низкого качества, либо возвращается на преды­ дущую ступень сортирования (каскадная схема сортирования).

При выработке высококачественных видов бумаги и целлю­ лозы сортированная на первой ступени волокнистая масса по­ вторно очищается на сортировках другого типа, либо на таких же, но с меньшим размером отверстий сит или с отверстиями иной формы (после сит с круглыми отверстиями применяются еита со щелевыми или наоборот).

В ходе производства волокнистых полуфабрикатов масса сортируется неоднократно. Древесная масса сортируется после дефибрирования и в композиции с другими составляющими перед бумагоделательной машиной, целлюлоза — после варки, перед отбелкой, после отбелки, перед пресспатом или бумаго­ делательной машиной, макулатурная масса — после роспуска и перед картоноделательной машиной.

Состав сортирующего оборудования и схемы сортирования зависят от сорности исходной массы, наличия таких технологи­ ческих операций, как размол, отбелка и др., требований к чи­ стоте готовой продукции.

5.1.2. Типы оборудования для сортирования волокнистой массы

Все оборудование для сортировдния волокнистой массы по назначению можно разделить на две группы: для грубого и тонкого сортирования. При грубом сортировании из волокни­ стой массы удаляются включения большого размера: сучки и непровар из целлюлозы, щепки, обмолыши, куски древесины из дефибрерной древесной массы, нераспущенные лепестки бумаги и картона, обрывки веревок, скрепки, кусочки целлофана, фольги из макулатурной массы. При тонком сортировании из массы удаляются костра, кора, луб, пучки и узелки волокон.

Для грубого сортирования древесной массы выпускаются плоские вибрационные сортировки (сучколовители и щеполовки), центробежные сортировки-сучколовители и так называ­ емые протирочные сортировки для макулатурной массы.

Плоские вибрационные сортировки-сучколовители типа СВ предназначены для сортирования промытой целлюлозы после варки, близкая по конструкции плоская вибрационная сорти- ровка-щеполовка типа ЩВ — для грубого сортирования дре­ весной массы после дефибреров. Вибрационные сучколовители и щеполовки применяются также для грубого сортирования макулатурной массы и отходов после узлоловителей, установ­ ленных перед бумаго- и картоноделательными машинами.

Для грубого сортирования непромытой целлюлозы, имеющей высокую температуру, выпускаются центробежные сучколовители типа СЦС. Полностью закрытая конструкция этих машин исключает пенообразование. В последние годы центро­ бежные сучколовители все шире используются и на сортирова­ нии промытой целлюлозы. Для грубого сортирования макула­ турной массы после гидроразбивателей отечественным машино­ строением в течение многих лет выпускаются протирочные сортировки типа СМ. Отличительная особенность этих машин в том, что одновременно с сортированием с помощью установ­ ленных на роторе скребков производится растирание недораспущенных в гидроразбивателе комков массы. По мере совер­ шенствования технологии производства макулатурной массы протирочные сортировки заменяются на более современное обо­ рудование.

Для тонкого сортирования волокнистой массы выпускаются центробежные, напорные и вибрационные цилиндрические сор­ тировки.

Центробежные сортировки типа СЦ обеспечивают высокую эффективность сортирования и применяются для тонкого сор­ тирования практически всех видов волокнистой массы. Сорти­ ровки этого типа работают^при относительно низком давлении на входе массы (0,015—0,03 МПа) и со свободным (без под­ пора) выходом сортированной массы и отходов. Поэтому регу­ лирование работы центробежных сортировок может осущест­ вляться только по потоку поступающей массы.

В напорных сортировках истечение суспензии через сито происходит под действием перепада давления на нем. Отходы и сортированная масса из напорных сортировок выходят под давлением. Отечественное машиностроение выпускает следую­ щие конструкции напорных сортировок: односитовые типа УЗ-01 с гидродинамическими лопастями на роторе, располо­ женными в зоне сортируемой массы, эти сортировки использу­ ются в основном перед бумаго- и картоноделательными ма­ шинами и именуются узлоловителями; двухситовые типа УЗ-12 и СЗ-12 с гидродинамическими лопастями, расположенными в зоне сортируемой массы; односитовые типа УЗШ с гидроди­ намическими лопастями на роторе, расположенными в зоне сортированной массы, эти сортировки предназначены для сор­ тирования загрязненной массы перед картоноделательной ма­ шиной и имеют ограниченное применение; односитовые типа СЦН с цилиндрическим ротором, предназначенные для сорти­ рования различных видов массы при концентрации до 3%.

Вибрационные цилиндрические сортировки типа СВЦ при­ меняются главным образом для сортирования высококачествен­ ных видов целлюлозы.

К группе сортирующего оборудования следует отнести от­ делитель волокна и мельницу-сортировку. Отделители волокна

предназначены для выделения из массы мелкого волокна и улавливания волокнистых частиц из оборотных вод. В отличие от сортировок рабочим (фракционирующим) органом у отде­ лителя служат сетки.

5.1.3. Сита сортировок

Принцип действия сортировок основан на разделении массы на фракции, различающиеся размерными характеристиками,

в виде лотка, цилиндра или диска. Цилиндровое сито изготав­ ливается из нескольких сегментов, скрепленных между собой разъемным соединением (в центробежных сортировках), или в виде перфорированной обечайки с несущим каркасом или двумя установочными кольцами для крепления его в сорти­ ровке.

В сортировках для волокнистой массы применяются сита с круглыми и щелевыми отверстиями. Сита с круглыми отвер­ стиями лучше задерживают загрязнения продолговатой формы, со щелевыми — шаровидной, кубической и приближающейся к ним формы.

Сита с круглыми отверстиями изготавливаются сверлением и штампованием. Микротрещ'ины и остаточные напряжения по­ сле штамповки существенно снижают срок службы, сит, по­ этому сита со штампованными отверстиями находят ограничен­ ное применение.

Конструкция и размеры сит со сверлеными и фрезерован­ ными отверстиями установлены отраслевым стандартом [38], разработанным с учетом обеспечения наибольшей пропускной способности и необходимой прочности. Стандарт определяет схемы расположения, профиль и размеры отверстий, требова­ ния к качеству изготовления сит, а также предельные габарит­ ные размеры ситовых листов.

Для обеспечения равной прочности сита во всех направле­ ниях круглые отверстия в нем должны распределяться на оди­ наковом расстоянии друг от друга. Щелевые отверстия распо­ лагаются на листе рядами. На концах рядов щели выполня­ ются меньшей длины для снятия остаточных напряжений после фрезерования. В табл. 5.1. приведена характеристика перфора­ ции сит с круглыми отверстиями.

Исходя из назначения операции сортирования на различ­ ных стадиях подготовки волокнистых полуфабрикатов, выпу­ скают сита с круглыми отверстиями диаметром от 1,2 до 12 мм и щелевыми отверстиями от 0,2 до 3 мм. Сита с круглыми от­ верстиями диаметром от 0,8 до 3 мм и щелевые сита применя­ ются в сортировках для тонкого сортирования волокнистой массы, свыше 3 мм — для грубого сортирования. Выбор раз-

мера отверстий сит зависит от требований к чистоте готового полуфабриката или бумаги, концентрации сортируемой м^ссы и в какой-то мере от конструкции сортировки.

Круглые отверстия различаются по профилю и могут быть цилиндроконическими, ступенчатыми цилиндрическими или ци­ линдрическими. Исследованиями [44] установлено, что еита

сотверстиями цилиндроконической формы имеют по сравнению

сситами с цилиндрическими отверстиями меньшее гидравли­ ческое сопротивление. Однако изготовление этих сит требует больших затрат, так как для их сверления требуется более сложный режущий инструмент. По этой причине отверстия ци­

линдроконической формы изготавливаются диаметром только до 3 мм, т. е. в ситах, имеющих наибольшее гидравлическое сопротивление.

Кроме размеров и профиля отверстий важными характери­ стиками сита являются шаг отверстий, коэффициент перфора­ ции, толщина ситового листа. Толщина сит составляет 2—5 мм. Сита толщиной до 3 мм применяются в ситовых-барабанах каркасной конструкции, толщиной 4 и 5 мм — в бескаркасных вариантах. Шаг t и диаметр отверстий d определяют степень перфорации сита (коэффициент перфорации К). Коэффициент перфорации при равномерном расположении отверстий может быть определен по формуле K=0i907d2/t2. Коэффициент пер­ форации имеет большое значение для обеспечения стабильной работы и высокой производительности сортировки. Исследова­ ния [21] показали, что при ширине перемычки между отвер­ стиями меньшей длины волокон сортируемой массы они могут зависать на перемычках. Это уменьшает живое сечение сита и способствует его забиванию. Значение коэффициента перфо­ рации сит, нормируемое стандартом, зависит от вида сортируе­ мой массы и типа сортировки и изменяется от Д08 до 0,44.

В табл. 5.2 приведена характеристика перфорации щелевых сит. Щелевые отверстия выполняются с расширением в направ­ лении движения волокнистой суспензии. Сита с шириной щелей до 0,4 мм применяются для тонкого сортирования целлюлозной массы из лиственной древесины, беленой целлюлозной массы из хвойной древесины, небеленой целлюлозной массы для тон­ ких видов бумаг, массы из облагороженной макулатуры для покровных слоев и высококачественного картона и т. п.

Небеленая целлюлозная масса из хвойной древесины, дре­ весная масса для писчей и типографской бумаги сортируется при ширине щелей от 0,5 до 0,8 мм, макулатурная масса для средних и нижних слоев картона — при ширине щелей выше 1 мм.

До недавнего времени щелевые сита применялись исключи­ тельно в вибрационных сортировках. В последние годы сита этого типа получают все большее распространение и в напор­ ных сортировках различных конструкций.