close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

НЕПРЕРЫВНАЯ ВАРКА СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Способы

код для вставкиСкачать
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
1
НЕПРЕРЫВНАЯ ВАРКА СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Способы варки. Различают периодический и непрерывный способы варки.
Периодическим методом варка осуществляется в стационарных вертикальных
котлах вместимостью 100, 125, 160 и 200 м3. Непрерывный способ является
наиболее современным и более 50 % целлюлозы получают этим способом.
Для периодической варки характерен ряд технологических недостатков:
необходимость больших буферных емкостей для хранения щепы, щелоков; неравномерный расход пара; залповые выбросы дурнопахнущих газов и сточных
вод при большом разбавлении. Поэтому периодическая варка вытесняется непрерывной, которая осуществляется на специальных установках.
По сравнению с варкой в котлах периодического действия варка в непрерывных установках имеет следующие преимущества: возможность постоянного
контроля процесса варки и его регулирования; компактность системы регенерации тепла вследствие проведения непрерывных сдувок и выдувки массы; равномерный расход щепы, щелока, пара; получение более равномерного качества целлюлозы при постоянном контроле процесса варки; большая производительность
оборудования в результате исключения операций загрузки щепы в котел и выгрузки массы (так называемое «мертвое время»); меньшая потребность в производственных площадях; меньший расход пара на варку вследствие более низкого гидромодуля в котле; меньшая численность обслуживающего персонала; получение целлюлозы более однородной по качеству;
Различают два способа непрерывной варки – медленный и быстрый.
Медленная варка, при которой сохранены все основные параметры периодической варки – пропитка, заварка, варка. В этом случае температура в варочном
аппарате поднимается постепенно до конечной 170…175° С, давление до 1…1,2
МПа, на 0,1…0,2 МПа выше кипения варочного раствора. Поскольку жидкость в
варочном аппарате не кипит, то уменьшается конвективное перемещение жидкости и возможно поддерживать различные температуры по высоте аппарата. Продолжительность пребывания щепы в аппарате достигает 3,5…4 ч при проведении
диффузионной промывки. Перемещение щепы, как правило, проходит под действием тяжести самой массы.
Быстрая варка, при которой щепа поступает непосредственно в зону варки.
Этот способ варки преимущественно применяется при получении целлюлозы или
полуцеллюлозы из лиственной древесины или тростника. Варка проходит при
температуре 175…190° С, продолжительность нахождения массы в установке ме-1-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
2
нее 60 мин. Перемещение массы осуществляется при помощи шнековых транспортеров и других приспособлений.
Для медленной варки наибольшее распространение получили установки типа Камюр. В настоящее время в мире эксплуатируются 500 установок, производительность которых составляет 100 млн. т целлюлозы в год. Производительность
современных установок превышает 1000 т в сутки.
В настоящее время используются следующие виды технологических установок:
- с горячей выдувкой массы из котла (использовались в 50 г.г.);
- с частичным отбором щелока из котла и холодной выдувкой массы;
- с горячей диффузионной промывкой массы в котле;
- с выносным наклонным сепаратором;
- с отдельными пропиточными резервуарами («двухсосудная система»).
Установка непрерывной варки системы Камюр с горячей диффузионной промывкой целлюлозы
Рис. 2. Схема варочной установки «Камюр»:
1 – варочный котел; 2, 3 и 4 – насосы высокого давления;
5 – регулирующий бак варочного щелока; 6 – питатель высокого давления;
7 – пропарочная цистерна; 8 – питатель низкого давления; 9 – расходомер; 10 – бункер;
11 – магнитный сепаратор; 12 – питающий трубопровод; 13 – загрузочное устройство;
14 – винт; 15 – цилиндрическая сетка; 16, 17, 22 и 23 – подогреватели; 18, 19 – циклоныиспарители; 20 – выдувное устройство; 21 – разгрузочное устройство
-2-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
3
Это наиболее распространенный тип установок. Основным узлом установки
Камюр является вертикальный цилиндрический варочный котел. Щепа и варочный щелок поступают в верхнюю часть котла, в котором создается гидравлическое давление 1…1,2 МПа, препятствующее вскипанию жидкости, и в разных
точках котла по высоте требуемая технологическим режимом температура (°С):
Зона пропитки (нахождение массы 45…60 мин)
105…110
Зона подогрева (20…30 мин)..............
150…155
Зона собственно варки (60…90 мин)
170…175
Зона диффузионной промывки (120…190 мин)
125…130
Зона выгрузки и охлаждения (10…20 мин)
90…100
В состав установки входят дозирующее устройство, питатель низкого давления, пропарочная камера, питатель высокого давления, вертикальный варочный
котел, устройство для выгрузки массы, контрольная аппаратура и регулирующие
приборы.
Для обеспечения нормальной работы установки должны быть выполнены
следующие условия:
- контроль за непрерывным поступлением в варочный котел щепы и варочного
щелока;
- хорошая предварительная пропитка щепы;
- равномерное нагревание содержимого котла;
- строгое соблюдение режима варки (продолжительность нахождения щепы в варочном котле и т. п.);
- равномерное прохождение щепы по всей высоте котла;
- охлаждение сваренной массы перед выгрузкой из котла не менее чем до 100° С;
- эффективное использование выдувных паров вскипания.
Основным элементом установки является варочный котел цилиндрической
формы производительностью 450...500 т в сутки; диаметр котла 4,7 м, общая высота 45 м. В варочном котле установлены ситовые пояса а, б, в и г. По высоте котла различают три температурные зоны:
- заварки – от загрузочного устройства до уровня ситового пояса а;
- варки – от уровня ситового пояса б до уровня ситового пояса в;
- диффузионной промывки – от уровня ситового пояса а и до низа котла.
Питатель высокого давления осуществляет питание котла щепой и одновременно является запорным клапаном, разделяющим область высокого давления
-3-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
4
в котле (1,0...1,2 МПа) от области низкого давления в пропарочной камере
(0,07...0,15 МПа).
В начале зоны заварки температура поддерживается 110...115 °С (поступает
пропаренная щепа и горячий щелок). По мере продвижения щепы к ситовому поясу а температура повышается до 150 °С за счет нагрева в подогревателе непрерывно циркулирующего через него щелока. Щелок забирается насосом из зоны
сит а и, пройдя подогреватель, возвращается в эту же зону. До конечной температуры варки 170...172 °С постоянно циркулирующий щелок нагревается в другом
подогревателе. Щелок забирается насосом из зоны б и также возвращается в эту
зону.
Для промывки целлюлозной массы в нижнюю часть котла подается слабый
черный щелок с температурой не выше 80 °С, который движется снизу вверх
навстречу спускающейся массе. Слабый щелок, вытесняя крепкий черный щелок,
постепенно укрепляется и нагревается. Целлюлозная масса внизу варочного котла
охлаждается слабым щелоком до температуры 80...85 °С, варка прекращается, и
при концентрации 14...16 % через разгрузочное устройство целлюлоза поступает в
выдувное устройство и далее в выдувной резервуар.
Питатель низкого давления предназначен для передачи щепы из дозатора
в пропарочную камеру и одновременно является запорным устройством, обеспечивающим поддержание избыточного давления в пропарочной камере. Устройство питателя представлено на рисунке 3.
Рисунок 3. Питатель низкого давления:
1 – корпус; 2 – ротор; 3 – вал; 4 – крышки; 5 – загрузочное отверстие;
6 – разгрузочное отверстие; 7 – маховичок; 8 – стопорный винт
Он состоит из стального литого корпуса 1, внутри которого вращается конический ротор 2 с пятью карманами. Ротор насажен на стальной вал 3. Вал вра-4-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
5
щается на двух роликовых подшипниках с частотой 8 мин-1. В питателе имеется
шабер, препятствующий попаданию щепы между ротором и корпусом. Присадка
ротора осуществляется с помощью маховичка 7, а положение его в корпусе фиксируется стопорным винтом 8.
Пропарочная камера служит для пропаривания щепы, удаления из нее воздуха с целью улучшения последующей пропитки щепы. Пропарка щепы в пропарочной камере осуществляется парами вскипания, поступающими из загрузочного устройства варочного котла и из циклонов-испарителей. Вытесняемый из щепы
при пропарке воздух и пары скипидара вместе с избытком паров вскипания отводятся из пропарочной камеры в спиральный теплообменник и далее в терпентинный конденсатор, где из образовавшегося конденсата выделяется скипидар. При
нехватке паров вскипания в пропарочную камеру подается пар низкого давления.
Пропарочная камера (рисунок 4) состоит из корпуса 1, представляющего
собой цилиндр, сваренный из двух половин. Верхняя половина камеры изготовлена из обычного стального листа толщиной 10 мм, нижняя – из двухслойной стали, внутренняя плакирующая часть которой имеет толщину 10 мм и выполнена из
хромоникелевой стали.
Рисунок 4. Пропарочная камера:
1 – корпус; 2 – днище; 3 – шнек; 4 – выходное отверстие; 5 – пластинки;
6 – загрузочная горловина; 7 – смотровое окно; 8 – штуцер
В нижней части корпуса пропарочной камеры находятся гнезда для сальниковых уплотнителей и кронштейны с подшипниками, в которых вращается шнек
3, продвигающий щепу с одного конца пропарочной камеры к другому, где она
через выходное отверстие 4 поступает в питательную камеру. Шнек пропарочной
камеры расположен эксцентрично по отношению к корпусу камеры. Для лучшего
-5-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
6
перемешивания щепы примерно через каждые 1,5 м между лопастями шнека приварены параллельно валу шнека пластины 5. Частота вращения шнека 4,5...0,7
мин-1. На верхней части камеры в стороне, противоположной выгрузочному отверстию, находится загрузочная горловина 6. Также на верхней части корпуса
пропарочной камеры находится штуцер для отвода сдувочных паров и газов, там
же находится штуцер 8 для подвода пара низкого давления. Для наблюдения за
движением щепы в пропарочной камере и поступлением ее в питающие камеры 6,
а также за поступлением в нее сдувочных паров и паров вскипания в разгрузочной
части пропарочной камеры находится смотровое окно.
После пропарочной камеры щепа поступает в питающую камеру (трубу).
Питательная труба (камера) служит для принудительной транспортировки
пропаренной щепы из пропарочной камеры в питатель высокого давления с помощью циркулирующего варочного щелока. Щепа, поступившая в верхнюю часть
питательной камеры, захватывается оборотным варочным щелоком и увлекается
вниз, заполняя карманы ротора питателя высокого давления.
Питатель высокого давления предназначен для непрерывной подачи щепы в верхнюю часть варочного котла или пропиточного аппарата. Он является запорным устройством между варочным котлом, являющимся областью высокого
давления (1,0...1,2 МПа), и пропарочной камерой – областью низкого давления
(0,07...0,15 МПа). Устройство питателя высокого давления представлено на рис. 5.
Рисунок 5. Питатель высокого давления:
1 – корпус; 2 – ротор; 3 – вал; 4 – маховик; 5 – загрузочное отверстие; 6, 7 – каналы;
8 – патрубок для отвода щелока; 9 – паровая трубка
Он состоит из стального литого корпуса, имеющего два горизонтальных и
два вертикальных патрубка. Патрубки внутри разделены перегородкой. В корпусе
запрессована рубашка из монельметалла, которая имеет окна у двух горизонтальных и верхнего, вертикального, патрубка. Кроме того, в рубашке имеются проре-6-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
7
зи для отбора варочного щелока и удержания щепы. В корпусе вращается конический ротор со степенью конусности 1 : 20. Ротор имеет две пары камер, которые
расположены под углом 90° друг к другу. Это дает возможность при заполнении
щепой одной камеры вымывать содержимое другой камеры циркулирующим щелоком в верхнюю часть варочного котла. Каждая пара камер смещена относительно другой пары на 45°, что способствует равномерной подаче щепы в котел.
Ротор питателя при вращении ограничен от перемещения в осевом направлении упорным подшипником. Перемещение регулируется с помощью маховика.
Щепа поступает через загрузочное отверстие из питательной камеры и вымывается циркуляционным щелоком в канал 7 и далее по трубопроводу в варочный котел. Обратно в питательную камеру варочный щелок отбирается через патрубок
отвода щелока. Торцевые крышки ротора питателя соединяются с паровой трубкой, назначение которой – выравнивать давление с торцов ротора.
Питатель приводится во вращение от электродвигателя через червячный редуктор, муфту и клиноременную передачу. В зависимости от производительности
установки частота вращения ротора составляет 3…7 об/мин.
Для уменьшения силы гидравлического удара в трубопроводе верхней питательной циркуляции, возникающего в результате повышения давления при сжатии пара в камерах питателя, на горизонтальных патрубках питателя устанавливают козырьки в виде уголков, а в рубашке корпуса питателя делают проточки. В
результате достигается постоянный перепад давления в камерах ротора и трубопроводе линии верхней питательной циркуляции.
На рис. 6 показана схема работы питателя высокого давления в момент поступления щепы в карман ротора питателя и в момент вымывки щепы циркулирующим варочным щелоком в загрузочное устройство варочного котла.
Рисунок 6. Схема работы питателя высокого давления:
а – момент поступления щепы в ротор питателя; б – момент вымывки щепы в варочный котел;
1 – пропарочная камера; 2 – питательная камера; 3, 5 – патрубки для подачи и отвода щелока;
4 – сито
-7-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
8
Карман ротора в вертикальном положении заполняется смесью щепы и варочного щелока, поступающей из пропарочной камеры через питательную камеру. Отжатый через сито варочный щелок насосом С1 нагнетается обратно в питательную камеру через патрубок 5, способствуя заполнению щепой кармана ротора. Избыток поступившего из пропарочной камеры варочного щелока через патрубок 5 и сетку питательной камеры поступает в резервуар постоянного уровня.
При повороте ротора на 90°, т. е. когда карман, заполненный щепой, окажется в
горизонтальном положении и его ось совпадет с осью отверстия питателя, соединенного с трубопроводом линии верхней питательной циркуляции, щепа будет
транспортироваться в загрузочное устройство котла циркуляционным щелоком,
подаваемым насосом С2.
Одновременно с загрузкой варочного котла щепой производится отбор соответствующего количества щелока через линию нижней циркуляции.
В верхней части варочного аппарата расположено одно или два загрузочных
устройства, через которые производится питание варочного аппарата щепой. Загрузочные устройства котлов могут быть вертикального или наклонного типа.
На рисунке 7 представлено загрузочное устройство вертикального типа.
Рисунок 7. Загрузочное устройство варочного
котла:
1 – загрузочный шнек;
2 – вал;
3 – электродвигатель;
4 – сетчатый цилиндр;
5 – крышка загрузочного устройства;
6 – штанга
Его транспортирующим устройством является загрузочный шнек 1, витки
которого изготовлены из листовой коррозионно-стойкой стали. Шнек насажен на
вал 2, который приводится во вращение через червячную передачу электродвигателем 3. Шнек вращается внутри сетчатого цилиндра 4, установленного между
горловиной котла и крышкой 5 загрузочного устройства. Варочный щелок, транс-8-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
9
портировавший щепу в загрузочное устройство, по линии верхней циркуляции
выходит через шлицы в цилиндрической стенке сита в кольцевую камеру, откуда
направляется обратно в питатель высокого давления по линии нижней загрузочной циркуляции. Между витками шнека и сетчатым цилиндром зазор всего около
0,5 мм, и шнек при вращении очищает сито от опилок и мелкой щепы. Внутри полого вала шнека находится штанга 6, соединенная вверху с тягой указателя уровня щепы в котле.
Корпус варочного котла состоит из верхнего и нижнего сферических днищ
и нескольких цилиндрических секций различного диаметра по числу зон варки и
промывки. В варочных котлах с одной линией загрузки верхняя часть выполняется конической формы, которая обеспечивает лучшее перемещение щепы и
предотвращает ее зависание. Корпус изготавливается из обычной или двухслойной стали. Внутренний слой, толщиной 3...5 мм, выполняется из легированной
стали, имеющей в своем составе 17,5 % хрома, 12,5 % никеля и 2,8 % молибдена.
Толщина стенок цилиндрической части котла составляет 19...25 мм, верхнего
днища около 25 мм, а нижнего около 30 мм.
Котлы, оборудованные зоной горячей диффузионной промывки, на 8...12 м
выше обычных.
Вверху варочного котла имеется штуцер для сдувок паров и газов, которые
идут в пропиточную камеру. Внутри котла имеются циркуляционные сита, через
которые забирается из него и подается внутрь варочный щелок, а на корпусе котла с внешней стороны проходят концентрические трубопроводы для подачи варочного и черного щелока в соответствующие зоны котла. В варочном котле по
центру расположены опущенные до определенной зоны четыре трубы (рисунок
8). В центральной части расположена осевая труба.
Рисунок 8. Схема движения потоков варочного щелока в
котле непрерывного действия с диффузионной промывкой:
1 – зона пропитки;
2 – зона заварки (подогрева);
3 – зона варки;
4 – зона промывки;
5 – зона охлаждения
Щелок в эти трубы подается через установленный на
боковой наружной поверхности котла штуцера (по два с
каждой стороны).
-9-
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
10
Внутри котла установлены три пары кольцевых сит для отбора циркулирующего щелока в зонах пропитки, варки и промывки, а также кольцевое шлицевое
сито в нижней части котла для подачи черного щелока на охлаждение и разбавление массы перед выдувкой. На корпусе смонтированы шесть штуцеров для отбора
щелока из каждой зоны.
Щепа вместе со щелоком движется в котле сверху вниз и проходит последовательно зоны пропитки, варки и горячей диффузионной промывки и охлаждения. Гидравлическое давление в варочном котле создается центробежными насосами, подающими черный щелок в нижнюю часть котла. Содержимое варочного
котла подогревается варочным щелоком до температуры 177…182° С, достигаемой в кожухотрубных подогревателях. Каждая из двух зон варки обслуживается
своей системой циркуляции щелока. В варочном котле поддерживается гидромодуль 2,5…3,5 : 1. С целью предотвращения забивания циркуляционные сита варочных и промывочных зон котла работают попеременно в режиме отбора и режиме нагнетания через определенные промежутки времени.
Для выгрузки массы внизу котла имеется разгрузочное устройство (рисунок 9). Оно состоит из донного шабера с приваренными к нему лопастями и центральной трубы, на конце которой имеется распределитель подаваемого через нее
черного щелока. Скапливающаяся на дне котла масса приводится в движение шабером, который вращается с частотой 1,6...6,0 мин.
Рисунок 9. Разгрузочное устройство варочного
котла:
1 – донный шабер;
2 – лопасть;
3 – центральная труба;
4 – распределитель щелока;
5 – крышка загрузочного устройства;
6 – штанга
В нижней части котла имеется кольцевой
трубопровод, установленный снаружи с
отводными соплами внутрь котла.
Через эти сопла подается черный щелок для охлаждения массы и поддержания заданного гидравлического давления. В центре днища котла имеются патруб- 10 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
11
ки для выгрузки массы и подачи острого пара. Выдувка массы регулируется с помощью выдувных вентилей на выдувных трубопроводах, которые стоят за концентратором. Выдуваемая масса направляется в выдувной резервуар и далее поступает на промывку в диффузоры. Так как температура выгружаемой массы
находится в пределах 80...90 °С и ниже, выделение серосодержащего выброса незначительно. Щелок из котла непрерывного действия отбирается последовательно
в два или три расширительных циклона, и образующийся в них пар используется
для предварительного подогрева щепы в бункере, для пропарки и промывки щепы.
Быстрая варка. При быстрой варке щепа поступает непосредственно в зону
варки. Варка проходит при температуре 175…190 °С. Продолжительность нахождения массы менее 60 минут. Перемещение массы осуществляется при помощи
шнековых транзисторов. Известны несколько типов установок для быстрой варки,
однако большее распространение получили установки типа Пандия. Варочные
аппараты типа «Пандия», представляют собой многотрубные установки, в которых можно варить древесину любой породы в виде щепы, опилок, а также однолетние растения (тростник, солома). Варку можно производить сульфатным, бисульфитным, нейтрально-сульфитным способом. Принципиальная схема установки «Пандия» представлена на рисунке 10.
Рисунок 10. Схема варочной установки «Пандия»:
1 – бункер; 2 – питатель высокого давления; 3 – пропиточная труба;
4 – бак циркулирующего щелока; 5 – бак белого щелока;
6 – загрузочное устройство; 7 – варочные трубы; 8 – дозатор
Установка состоит из варочных труб, оборудованных винтовыми транспортерами. Трубы расположены горизонтально одна над другой в вертикальной
- 11 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
12
плоскости. Число варочных труб зависит от вида вырабатываемого полуфабриката и производительности установки и составляет 2...8 шт. Диаметр труб 0,6...1,2 м,
длина 6...12 м.
В установках «Пандия» щепа из бункера 1, пройдя дозатор 8, питателем высокого давления винтового типа 2 подается в пропиточную трубу 3. Винтовой питатель по направлению к загрузочному патрубку пропиточной трубы сужается, за
счет чего щепа уплотняется и исключает прорыв пара из трубы в питатель, сюда
же подается белый щелок на пропитку из бака белого щелока 5. Спрессованная
щепа (пробка) попадает в пропиточную трубу, где, перемещаясь к противоположному концу трубы, под действием винта, пара и щелока рассыпается, хорошо
смешивается с циркулирующим щелоком, подающимся из бака 4 и пропитывается. Проходя затем последовательно варочные трубы, щепа проваривается и через
разгрузочное устройство 6 передувается в выдувной резервуар. Температура варки во всех варочных трубах поддерживается 160...180 °С, продолжительность
варки 15...60 мин.
В установках «Пандия» получают различные волокнистые полуфабрикаты,
но чаще всего они используются для получения ЦВВ и полуцеллюлозы из лиственной древесины или целлюлозы из тростника и соломы. Производительность
таких установок при выработке лиственной полуцеллюлозы с выходом 75 % составляет 200...250 т в сутки. При переработке тростниковой сечки с выходом
60...70 % производительность установки достигает 145...175 т в сутки.
Основные преимущества: быстрота варки; простота конструкции; небольшой габарит; возможность получать полуфабрикаты с различным выходом и равномерным проваром. К недостаткам можно отнести: более низкий выход и
меньшую прочность целлюлозы из-за интенсификации варки; отсутствие промывки одновременно с варкой в одном аппарате; низкую производительность.
Снижение прочности целлюлозы происходит из-за применения винтовых
питателей, устроенных по типу винтового пресса (шнек-пресса), из щепы образуется пробка плотностью около 500 кг/м3 при этом происходит раздавливание щепы, механическое повреждение и частичное укорочение волокон. Однако основную опасность в отношении ухудшения механической прочности целлюлозы
представляет не раздавливание щепы при прессовании, а термогидролитическое
воздействие пара на спрессованную щепу, до ее пропитки варочным щелоком.
Поэтому обязательна подача варочного щелока в диффузор на пробку щепы в тот
момент, когда она выходит из отверстия винтового пресса и происходит ее есте- 12 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
13
ственная релаксация, что обеспечивает быструю пропитку щелоком до того, как
щепа подвергнется паровому нагреву.
Варочная установка системы НИИхиммаша. В установке этого типа исключены характерные для установки типа Пандия недостатки, как-то: раздавливание щепы в шнековом питателе и в связи с этим ухудшение ее дальнейшей пропитки щелоком; поступление щепы без предварительной пропарки и пропитки
щелоком непосредственно в зону варки с температурой 160…180° С и в результате более низкое качество получаемой целлюлозы. На рис. 12 представлена схема
многотрубной установки производительностью 200…250 т в сутки целлюлозы
высокого выхода из лиственной древесины.
Рис. 11. Технологическая схема многотрубной установки непрерывной варки типа НИИхиммаша:
1 – бункер щепы; 2 – пружины; 3 – дозатор; 4 – пропарочная труба; 5 – питатель низкого давления; 6 – пропиточная труба; 7 – питатель высокого давления; 8 – трубы варочного аппарата;
9 – разгрузочное устройство; 10 – выдувной резервуар; 11 – теплообменник паров вскипания;
12 – насос; 13, 14 – горизонтальные и вертикальные шнеки; 15 – расходный бак щелока
Отсортированная щепа поступает в бункер 1, откуда она поступает в дозатор 3, предназначенный для подачи отмеренного объема щепы в пропарочную
трубу 4. Пропарку щепы осуществляют паром, выходящим из пропиточной трубы
6 и паром, выходящим из первой варочной трубы. Пропарка щепы происходит
- 13 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
14
при давлении не выше 0,05 МПа и температуре до 100° С. Продолжительность
пропарки 1…3 мин.
Пропаренная щепа, перемешенная с варочным щелоком, через питатель
низкого давления 5 поступает в пропиточную трубу 6, где происходит ее пропитка при температуре 140…145 °С и гидромодуле 1 : 3…3,5. Нагревание пропаренной щепы осуществляется свежим паром, подаваемым непосредственно в пропиточную трубу, через питатель высокого давления 7. Подача свежего пара регулируется в соответствии с задаваемым давлением в пропиточной трубе, которое, как
правило, поддерживается на уровне 0,4 МПа. Продолжительность пропитки от 2
до 6 мин.
Пропарочная и пропиточная трубы имеют смотровые стекла для наблюдения за движением и поступлением пропаренной и пропитанной щепы в соответствующие роторные питатели. Пропиточная труба оснащена термометром для измерения температуры.
Из пропиточной трубы 6 щепа роторным питателем высокого давления 7
подается в первую варочную трубу, где начинается процесс варки, протекающий
при температуре 170…175° С и давлении 0,8…0,9 МПа.
Варочный аппарат состоит из шести варочных труб, расположенных одна
над другой в вертикальной плоскости и соединенных между собой последовательно при помощи соединительных патрубков. Внутри каждой трубы установлен
концентрически расположенный шнек, перемещающий пропитанную щепу по
направлению к соединительному патрубку. Сваренная масса из последней варочной трубы подводится шнеком к соединительному патрубку разгрузочного
устройства. Частота вращения шнека регулируется в пределах 1 : 3, что позволяет
за счет изменения продолжительности прохождения массы в варочном аппарате
оказывать влияние на качество получаемого полуфабриката и производительность
установки. Процесс варки можно также регулировать изменением расхода химикатов, температуры варки и гидромодуля.
Варочный щелок подается из расходного бака 15 центробежным насосом 12
в пропарочную трубу перед роторным питателем низкого давления. Объем задаваемого щелока определяется технологическим режимом в зависимости от вида
сырья, его влагосодержания, содержания активной щелочи в варочном щелоке и
назначения получаемого полуфабриката.
- 14 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
15
Свежий пар на варку подается в варочные трубы № 1 и № 3. В пропиточной
и первой варочной трубах расположены патрубки, через которые производится
сдувка и снижение давления в варочном аппарате.
Сваренная масса с концентрацией 15…18 % из варочной трубы № 6 поступает в разгрузочное устройство 9. Выдувка массы из разгрузочного устройства в
выдувной резервуар 10 осуществляется через два массопровода, снабженных разгрузочными клапанами.
В выдувном резервуаре 10 с подвижным дном происходит отделение от
массы паров вскипания, которые поступают в теплообменник 11 для подогрева
производственной воды. Выгрузка массы из выдувного резервуара осуществляется при помощи горизонтальных и вертикальных шнеков 14.
Из других конструкций непрерывных варочных установок трубчатого типа
с механическим перемещением щепы заслуживают упоминания установки типа
МД-Бауэр и установки типа – Спроут-Вальдрон.
Установки типа МД - Бауэр производительностью 100 т/сут используются
для варки целлюлозы из хвойных опилок. Установка (рисунок 12) представляет
собой наклонную под 45° варочную трубу диаметром 2 м и длиной 20 м, разделенную внутри на два хода не доходящей до конца перегородкой. В каждой из
половин трубы движется цепь скребкового конвейера. Верхняя ветвь конвейера
опускает опилки вниз, нижняя ветвь поднимает их вверх. Варка ведется прямым
паром. Опилки из бункера подаются в варочный аппарат через ротационный питатель высокого давления, из карманов которого опилки, выдуваются паром, используемым для варки. Варочный щелок, представляющий собой смесь белого и
черного щелоков, подается насосом высокого давления в питательный патрубок
аппарата.
Рисунок 12. Варочный аппарат типа МД-Бауэр
с реактором:
1 – варочный аппарат; 2 – реактор
- 15 -
Рисунок 13. Современная конструкция питателя варочного аппарата типа МД-Бауэр
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
16
В верхней части варочной трубы имеется парогазовое пространство, из которого можно производить сдувки. Так же как и в установке типа Пандия, подъем
температуры до максимальной происходит очень быстро, т. е. период заварки
практически исключен. Продолжительность варки, равная продолжительности
пребывания опилок в аппарате, составляет 45…60 мин. Для завершения варки и
выравнивания степени провара установка снабжена так называемым реактором –
вертикальным полым резервуаром, объем которого рассчитан на пребывание в
нем целлюлозы со щелоком в течение 5…10 мин.
На рисунке 13 изображена конструкция ротационного питателя установки
типа МД-Бауэр. Ротор питателя – лопастный, разделен на 10 карманов. Сначала в
карманы вводится отработанный пар низкого давления, перепускаемый по обводной трубе, а затем свежий пар высокого давления, используемый для опорожнения карманов в варочную трубу. Дополнительное количество свежего пара в случае надобности вводят непосредственно в патрубок, соединяющий корпус питателя с варочным пространством аппарата. Отработанная паровоздушная смесь из
опорожненных карманов отводится в воронку бункера для опилок перед дозирующим шнеком.
При большой производительности установок МД-Бауэр они выполняются
сдвоенными или даже строенными, причем в последнем случае (рисунок 14)
установка имеет две системы питания и две первые трубы работают параллельно,
а третья труба и реактор используются для доварки.
Рисунок 13 Строенная установка системы МД-Бауэр для варки сульфатной целлюлозы
- 16 -
Тема 1.2 Варка по непрерывному способу.doc
17
Непрерывные варочные установки с механическим перемещением щепы
типа Спроут-Вальдрон. На рисунке 14 изображена схема такой установки производительностью 325 т полуцеллюлозы в сутки.
Рис. 14. Варочный аппарат типа Спроут-Вальдрон:
1 – загрузочные люки для щепы; 2 – винтовые питатели; 3 – пропарочные камеры; 4 – роторный
питатель; 5 – варочный аппарат; 6 – насос для подачи варочного щелока;
7 – разгрузочное устройство
Варочный аппарат представляет собой горизонтальный котел диаметром 2,7
м и длиной 12 м, в котором размещены два ряда расположенных один над другим
и соединенных попарно желобов круглого сечения с винтами (шнеками) для перемещения щепы. Внутреннее пространство варочной трубы разделено сплошной
вертикальной перегородкой на две половины, из которых каждая имеет свою самостоятельную систему питания, состоящую из дозировочных винтов, пропарочных камер и роторных питателей высокого давления. Щепа подается винтовыми
питателями сначала в пропарочные трубы, где производится пропарка острым паром низкого давления, а из них роторными питателями в варочный аппарат, где
щепа проходит два хода, переходя из верхних желобов в нижние. Варочный щелок и острый пар для варки подают в верхние желоба. Щелок непрерывно отбирается из варочного аппарата и через циркуляционную систему возвращается обратно. Концентрация выдуваемой массы 25…30 %.
- 17 -
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа