Установка непрерывной варки целлюлозы из щепы

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

1. Установка непрерывной варки «КАМЮР»

2. Расчёт питателя низкого давления

Литература

1. Установка непрерывной варки "Камюр

Впервые непрерывный процесс варки целлюлозы был разработан в Советском союзе профессором Л.П. Жеребовым в 1936 году. Его идеи и расчеты были воплощены в жизнь в начале 1950-х годов в ходе первых послевоенных пятилеток.

Основные цели перехода от периодической варки целлюлозы к непрерывной заключаются в стремлении к повышению производительности установки и экономии тепловой энергии пара на нагревание установки и реакционной среды после каждой разгрузки.

Одной из первых установок для непрерывной варки целлюлозы из щепы стал аппарат "Камюр”. Во многих странах по сей день эксплуатируются данные установки, поэтому разберем его принцип работы. Кроме того, практически все аппараты для непрерывной варки целлюлозы из щепы являются более или менее глубокой модернизацией аппаратов данной серии.

На рисунке 1 представлена технологическая схема процесса варки целлюлозы в аппарате “Камюр”. Щепа (11) подается в аппарат при помощи ленточного конвейера. Дозатор (9) регулирует подачу щепы, а питатель низкого давления загружает в пропарочный аппарат (7).

В пропарочном аппарате происходит обработка щепы острым паром через перфорированную стенку. Температура пара в пропарочном аппарате 105-120^оС, пар подается из циклонов-испарителей (18 и 19) отработанных щелоков. Ротор продвигает щепу к загрузочному патрубку питателя высокого давления (6). Питатель высокого давления подает щепу под давлением щелока из насосов в нагнетательную магистраль (12).

Загрузочное устройство (13) шнекового типа (14) с перфорированной стенкой подает влажную щепу в верхнюю часть варочного аппарата. При этом, слабый щелок отжимается винтом через перфорированные стенки и откачивается насосом (4) к питателю высокого давления. Щепа плавает в верхней, "заварочной” части аппарата до тех пор, пока не пропитается щелоком до плотности, большей, чем плотность щелока. Температура в верхней части аппарата 110-115^оС.

По высоте аппарата расположены четыре сетки для предотвращения попадания крупных элементов щепы в нижнюю часть колонны.

От верхней сетки к нижней происходит уменьшение размеров ячейки сетки от 12 до 4 мм. Сетка выполнено из высоколегированной нержавеющей стали.

Рисунок 1.

По высоте колонны происходит постепенный подъем температуры от 105^оС до 170^оС. Для предотвращения смещения температур по зонам, вскипание варочного раствора подавляется высоким давлением в аппарате (около 12 атм.).

Для поддержания высокой температуры в различных зонах аппарата применяется циркуляция щелока через теплообменники (16, 17, 22, 23), где он подогревается перегретым паром.

Часть отработанного щелока отбирается перед последним фильтрующим элементом и направляется в циклоны-испарители, после чего идет на регенерацию.

Для разбавления проваренной массы и ее начальной промывки используется слабый черный щелок, который подается в нижнюю часть аппарата в области разгрузочного устройства.

Разгрузочное устройство (21) служит для непрерывного слива реакционной массы в выдувной резервуар.

На пути в выдувной резервуар, масса проходит через выдувное устройство (20), которое представляет собой сопловое устройство, предотвращающее резкий спад давления в котле. Концентрация целлюлозы в разгружаемой массе составляет всего около 14-16%.

Как видит мой уважаемый читатель, этот процесс имеет значительно более сложной конструкционное оформление, требует большей точности подгонки и регулировки всех узлов и агрегатов, чем периодически действующий котел, рассмотренный нами в прошлый раз.

Основными недостатками крупных установок для непрерывного ведения процессов считаются низкая гибкость производства и сложности в регулировании технологического цикла, а также, сложности в точном поддержании заданных значений параметров процесса (температуры, расходы, давление и др.).

В связи с интенсивным развитием контрольно-измерительных приборов (КИП), компьютерной техники и программного обеспечения в последние 20-30 лет, точное регулирование всех параметров в линия непрерывных химических производств не составляет труда.

Низкая гибкость данной технологической линии компенсируется отсутствием необходимости отделять от целлюлозы непроваренные элементы (сучки, комлевую часть и пр.).

Так как, эти элементы будут болтаться по фильтрующим элементам до полного провара.

При этом, следует или не допускать высокого содержания сучков в щепе или мельче измельчать эти партии древесины.

Иначе, можно забить фильтрующие элементы.

Но, это уже технологические тонкости, которые интересны лишь производственникам.

В целом, хочется отметить большую прогрессивность непрерывной варки целлюлозы по сравнению с периодической варкой.

Периодическая варка рентабельна только для малотоннажных производств, например, в странах третьего мира или для уникальных сортов бумаги (денежная, бумага для исторических реконструкций и пр.).

Основными недостатками непрерывного производства являются высокая стоимость оборудования, КИП и монтажных работ, а также, высокий расход воды. целлюлоза камюр щепа варка

Что требует еще и постройки дополнительных очистных сооружений.

Таким образом, практически любое непрерывное, высокоавтоматизированное производство является целесообразным и прогрессивным, если все делать грамотно и не экономить на экологии и безопасности.

2. Расчёт питателя низкого давления

Определить основные размеры питателя низкого давления

При n=18По формуле

где Vд-оптимальная производительность дозатора щепы,

n- оптимальная частота вращения ротора

коэффициент заполнения карманов ротора.

Находим Vд=302ч(60Ч18Ч0,5)=0,560

Согласно формуле

=1,18

=1,18Ч=0,975 м,

а по формуле

Vд/Vд=1,52 L/L=1,30 /L=0,85

d=4,3 (D1-D2):L=1:20

L=0,975:0,850=1,150м и Lд=1,150:1,300=0,885.

Наибольший и наименьший диаметры ротора при конусности

1:20==0,05;

D1=Dcp+tg=0,975+0,575Ч0,05=0,94625m;

D2=Dcp-tg0,975-0,575Ч0,05=0,94625m.

Приняв в качестве аналога питатель низкого давления Vд=0,600c данными:

- диаметр цапфы в местах сальникового уплотнителя A'ca=0,250m,

- диаметр окружности трения качения роликов опорных подшипников Da=0,220m,

- длинна сальникового уплотнителя Lca=0,160m,

- диаметр окружности трения качения шариков упорных подшипников механизма посадки D'o.a=0,150m по формуле

L=

для рассчитываемого питателя находим

dc=0,250Ч=0,250Ч0,98=0,245m;

do=0,220Ч0,98=0,215m;

d'o=0,150Ч0,98=0,145m;

Lc=0,160Ч0,980,155m;

Размер отводящего патрубка корпуса

A2=L:0,935=1,230m,

B3=L:1,940=0,600m.

Литература

1. Химия и химическая технология в жизни

2. Тордуа Г.А. - Машины и аппараты целлюлозного производства

Размещено на Allbest.ru