Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
1000 мин", производительность 300...500 т/сут
Рис. 1.14. Однодисковая мельница МД-ЗУ с закрытой камерой:
1 - станина; 2 - размольная камера; 3 - неподвижный диск; 4 - размалывающая гарнитура; 5 - крышка камеры; б - диск ротора
В перспективе производство полуцеллюлозы химико-механическими методами будет широко развиваться. Предпосылками для этого являются: низкий расход сырья (2,5...3,6 м3/т), химикатов (6...8 % массы абсолютно сухой древесины), тепла и электроэнергии; невысокая требовательность к сырью; возможность переработки лиственных пород древесины и отходов, особенно на полуцеллюлозу для гофры; относительная простота и высокий технический уровень организации производства; дешевизна полуфабриката и высокий спрос его на производство тароупаковочных, оберточных, строительных и других видов бумаги и картона.
1.1.8. Промывка целлюлозы
Назначение и общая характеристика процесса промывки. Целлюлозная масса после варки представляет собой суспензию волокон в отработанном щелоке, в которой содержится 4...6 м3 (сульфатная варка) и 6...8 м3 (сульфитная варка) щелока на 1 т воздушно-сухой целлюлозы. Oc
69
новная масса щелока (около 75 %) составляет свободный (наружный) щелок, окружающий отдельные щепочки, пучки волокон и волокна, 15...20 % щелока заключено во внутренних каналах и полостях клеток, около 5 % щелока содержится в межфибриллярных пространствах клеточных стенок.
Назначение промывки заключается в возможно более полном отделении отработанного щелока от целлюлозных волокон при минимальном разбавлении его промывной водой. Поскольку методы механического разделения щелока и волокна (прессование, центрифугирование) дают возможность удалить только свободный щелок и его часть, заключенную в волокнах, т. е. не обеспечивают полноты разделения, то главным образом применяют промывку водой.
При промывке водой свободный щелок из массы удаляется вытеснением без существенного разбавления. Щелок, заключенный внутри волокон, можно удалить только за счет диффузии веществ, растворенных в щелоке, из волокон в промывную воду. Этот процесс неизбежно связан со значительным разбавлением щелока промывной жидкостью, омывающей волокна снаружи. Полностью завершить процесс диффузии практически не удается даже при длительной последующей домывке целлюлозы свежей горячей водой, и поэтому при отборе щелоков и промывке целлюлозы неизбежны потери растворенных веществ.
Технология промывки целлюлозы. Промывку целлюлозы осуществляют периодическим и непрерывным методами. Для промывки используют несколько типов аппаратов: диффузоры периодического и непрерывного действия, различные барабанные фильтры, прессы.
Промывка сульфатной целлюлозы и других полуфабрикатов, получаемых щелочными методами варки, по сравнению с промывкой сульфитных полуфабрикатов протекает значительно труднее и осложняется обильным пенообразованием из-за наличия в черном щелоке поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве ПАВ выступают натриевые соли смоляных и жирных кислот (сульфатное мыло), продукты растворения экстрактивных веществ при щелочной варке. Поэтому для промывки сульфатной целлюлозы требуется применение более сложных схем и оборудования.
Промывка целлюлозы в настоящее время осуществляется высокопроизводительным непрерывным методом на барабанных фильтрах и в диффузорах непрерывного действия. Промывка в диффузорах периодического действия, являвшаяся основным методом промывки до середины 50-х годов, теперь встречается редко.
70
Промывка на барабанных фильтрах. Барабанный фильтр состоит из ванны и вращающегося в ней барабана, цилиндрическая поверхность которого выполнена из перфорированных стальных листов и обтянута снаружи мелкой (фильтрующей) сеткой. Принцип работы всех фильтров одинаков и заключается в отделении щелоков и промывной жидкости от слоя целлюлозной массы, формируемой на поверхности барабана, путем фильтрации жидкости через слой массы и сетку внутрь барабана при его вращении. В зависимости от метода интенсификации процесса фильтрации жидкости-созданием определенной разности давлений над слоем целлюлозы или под фильтрующей сеткой барабана - различают вакуум-фильтры и фильтры давления. В вакуум-фильтрах при помощи барометрических труб или вакуум-насосов под фильтрующей сеткой создается разрежение, а в фильтрах давления — давление между кожухом и барабаном, нагнетаемое воздуходувкой.
Барабанные фильтры имеют различную площадь фильтрующей поверхности: от 20 до 80 м2. Производительность фильтров определяется съемом волокна с 1 м2 площади фильтрующей поверхности. Съем массы при промывке целлюлозы нормального выхода составляет 7...8 т с 1 м2 в сутки. К основным недостаткам барабанных фильтров относятся: громоздкость промывных установок, неравномерность промывки, исключение диффузионной промывки, плохое обезвоживание из-за пенообразования.
Поскольку отделить отработанный щелок от целлюлозной массы трудно, а полностью практически невозможно, то для отбора органических веществ щелока до 90 % и выше применяют многоступенчатые промывные установки. Во всех промывных установках осуществляется непрерывная противоточная схема, в которой целлюлозная масса движется навстречу промывной жидкости. На рис. 1.15 показана схема 4-ступенчатой промывной установки для промывки сульфатной целлюлозы на рассмотренных выше 2-зонных вакуум-фильтрах. Масса из выдувного резервуара при концентрации 3...3,5 % подается на сучколовители для удаления сучков и непровара. Перед сучколовителем массу разбавляют крепким черным щелоком до концентрации 1...1,5 %. После сучколовителей масса поступает на фильтр, где ее промывают в две ступени: вначале крепким, затем слабым черным щелоком, отбираемым с фильтра. Перед фильтром массу концентрацией 12...16 % снова разбавляют до концентрации 1...1,5 % и промывают в две ступени на фильтре наиболее слабым (в этой схеме) черным щелоком и свежей горячей водой. Промытая целлюлоза собирается в бассейне, а фильтраты - в баках, причем в каждом баке раздельно собираются
