WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 17 |

Если вместо перепуска на предприятии принята оттяжка в отдельную регенерационную емкость, то соответствующее количество оттянутой жидкости подается из отдела регенерации в котел, заполняемый кислотой, с помощью насоса. Котел заполняется кислотой полностью, пока жидкость не начнет поступать в сдувочную линию у горловины котла.

На Выборгском ЦБК после заполнения котла кислотой проводится пропитка щепы под давлением, для чего включается специальный насос высокого давления и за 1-5 приемов производится повышение давления в котле до 0,7 МПа, выдерживание 30 с при этом давлении с последующим быстрым сбросом давления до 0,2 МПа. Операция занимает 5-10 мин. При этом обеспечивается исчерпывающая пропитка щепы кислотой.

В остальных случаях после заполнения котла штуцер на сдувочной линии закрывают и проводят короткое гидронадавливание кислоты в котел до давления 0,3-0,5 МПа с помощью кислотного насоса. Часть кислоты после этого сбрасывается по линии в систему регенерации, и котел считается готовым для проведения заварки. Вся операция заполнения котла кислотой занимает 20-30 мин.

Далее начинается процесс заварки, включающий в себя пропитку щепы.

Ранее подача пара в котел осуществлялась непосредственно через специальный нижний штуцер, так казываемый прямой обогрев котла. Более современным является непрямой обогрев котла, когда пар нагревает щелок через стенку теплообменника. Установками для непрямого обогрева котла снабжены все биметаллические котлы. Непрямой обогрев котла улучшает качество целлюлозы за счет уменьшения конденсации лигнина, поддержания более высокого соотношения «химикаты : древесина», повышает однородность целлюлозы. Заварку проводят в течение 1,5-3 ч, при этом температура в котле повышается до 105-110 °С. После достижения этой температуры подачу пара обычно прекращают, и котел выдерживается в течение 1-3 ч. Эта операция называется «стоянка» (или «пропитка») при 105-110 °С. При этом завершаются процессы сульфирования лигнина и нейтрализации образующейся лигносульфоновой кислоты основанием, которое защищает лигнин от инактивации при последующем повышении температуры. Процесс пропитки сопровождается естественным утяжелением щепы, за счет чего уровень щепы в котле понижается. Часть жидкости под щепой, содержащая неизрасходованные хими НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ каты, может быть удалена из котла без ущерба для качества целлюлозы. При этой операции, называемой перепуском, обычно удаляется от 20 до 40 % от всего объема жидкости в котле.

Варки с перепуском щелока из котла в котел дают значительный организационный и экономический эффект: уменьшаются расходы на варку химикатов и пара, повышается плотность щелока, улучшается и ускоряется пропитка и в целом улучшается качество целлюлозы. В котле, из которого сделан перепуск, значительно быстрее проходит следующая операция - подъем температуры до конечной. Конечная (максимальная) температура варки определяется возможностями производства (крепость и состав кислоты, марка целлюлозы, производительность, конструкция котла и т.д.) и обычно на предприятиях отрасли находится в пределах от 130 до 148 °C. Продолжительность подъема температуры составляет от 1,5 до 2 ч.

Интенсивное растворение лигнина происходит при подъеме температуры до конечной и при стоянке на конечной температуре. Эта операция проводится в течение 0,5-2 ч в зависимости от температуры и марки целлюлозы.

В процессе заварки и варки давление в котле поддерживается автоматически на максимальном уровне, допустимом для данной конструкции котла, обычно в пределах 0,6-1,0 МПа. На конечной стоянке принудительная циркуляция щелока в котле отключается.

Конец варки обычно определяется по составу щелока (весь SO2, связанный SO2), цвету, сравниваемому с эталоном или щелоком предыдущих варок. В настоящее время, благодаря внедрению средств автоматизации, в процессе сульфитной варки ее окончание можно определять достаточно точно и с помощью ЭВМ по ее продолжительности и окислительно-восстановительному потенциалу варочного раствора.

После завершения процесса варки производится сдувка газа в систему регенерации SO2 и тепла. Продолжительность сдувки зависит от объема котла и способа его опорожнения, крепости варочной кислоты, температуры варки, системы регенерации и составляет обычно от 1 до 1,5 ч.

При проведении сдувки и после достижения давления в котле 0,20,25 МПа начинают отбирать крепкий щелок из нижнего конуса котла. Затем в котел подается оборотный щелок под давлением 0,4-0,5 МПа для вытеснения из массы крепкого щелока. После окончания сдувки, отбора щелока и снятия вакуума сваренная масса откачивается из котла насосом в вымывной резервуар или сцежу. Продолжительность выгрузки котла 10-15 мин.

Опоражнивание котла осуществляется одним из двух способов - выдувкой или вымывкой массы. При выдувке давление в котле снижается за счет проведения газовой сдувки до 0,2-0,25 МПа, после чего и производится НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ опоражнивание котла от массы и щелока в сцежу. Операция занимает обычно 10-15 мин.

При опоражнивании котла вымывкой давление в котле снижают до атмосферного, отбирая при этом из котла крепкий отработанный щелок. Отбор крепкого щелока проводят, вытесняя его слабым щелоком. Затем массу откачивают из котла насосом.

Несмотря на то, что при вымывке оборот котла увеличивается на 1ч 30 мин - 1ч 40 мин по сравнению с выдувкой, повсеместно осуществляется перевод котлов на вымывку. Это объясняется, в первую очередь, необходимоетью уменьшения выбросов SO2 в атмосферу, которые при выдувке недостаточно надежно контролируются. Кроме того, при выдувке массы из котла за счет резкого перепада давления происходит нарушение целостности волокна и непровара, в результате чего заметно снижаются физико-механические показатели целлюлозы и увеличивается ее сорность. При вымывке массы подобного явления не происходит.



1.6. Техника бисульфитной варки целлюлозы и полуцеллюзы Бисульфитная варка относится к прогрессивным способам производства сульфитной целлюлозы и полуцеллюзы. Она позволяет повысить выход целлюлозы из древесины на 2-5 % и более, а также ее прочность, белизну, уменьшить сорность. Бисульфитным способом варки эффективно перерабатываются лиственные и высокосмолистые породы древесины. При бисульфитной варке не происходит конденсации лигнина. Большим достоинством бисульфитного способа варки является отсутствие в варочном растворе свободного SO2, обычно загрязняющего атмосферу вокруг производства сульфитной целлюлозы. Полуфабрикаты, получаемые бисульфитной варкой, используются в композиции широкого ассортимента бумаги, в том числе писчих, печатных, упаковочных, газетной и др.

К недостаткам бисульфитного способа следует отнести более высокий удельный расход пара и химикатов, по сравнению с обычной сульфитной варкой, сложности при биохимической переработке отработанного щелока.

Однако использование установок для сжигания и регенерации химикатов из отработанного бисульфитного щелока делает этот способ экономически выгодным, что и объясняет его довольно широкое распространение в мировой практике целлюлозного производства.

Бисульфитную варку целлюлозы и полуцеллюлозы проводят как периодическим, так и непрерывным способами.

Для варки по периодическому методу используются варочные котлы такой же конструкции, как и для обычной сульфитной варки. Операции котла при проведении обеих типов варок также аналогичны, хотя параметры про НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ цессов различны. Бисульфитную варку проводят при более высокой конечной температуре (150-165 °С), что связано с более высоким pH варочного раствора (4,0-4,5) и, соответственно, замедлением процесса делигнификации древесины. По той же причине промежуточная стоянка при проведении бисульфитной варки необязательна, хотя для улучшения пропитки щепы варочным раствором иногда проводится (температура 110-125 °С, длительность 0,5-1,ч). Быстрее осуществляется и подъем температуры в котле. «Сухие» сдувки из котла в период подъема температуры, как правило, не проводятся, так как сернистый газ из бисульфитного раствора практически не выделяется.

К концу нормально проведенной варки pH варочного раствора понижается примерно на 1 за счет образующихся органических кислот, и из раствора выделяется небольшое количество газообразного SO2, который направляют в систему регенерации.

Оптимальными условиями бисульфитной варки являются следующие:

pH варочного раствора 4,0-4,5;

содержание всего SO2 при варке целлюлозы - 5-8 % при варке полуцеллюлозы – 3,5-4,0 % (концентрации SO2 зависят от модуля варки);

температура варки:

при получении целлюлозы и полуцеллюлозы из хвойных пород древесины на натриевом и магниевом основании – 160-165 °C;

на аммониевом основании – 155-160 °C;

при получении целлюлозы из лиственной древесины – 150-160 °C.

Рекомендуемый режим периодической бисульфитной варки еловой целлюлозы на магниевом основании:

подъем температуры до 120 °C - 1ч;

стоянка при 120 °C - 1ч;

подъем температуры до 165 °C – 1ч;

стоянка при 165 °C – 1,5 ч.

Состав варочного раствора: содержание всего SO2 – 4 %, MgO – 1,25 %, pH – 4,0-4,2, гидромодуль варки 4,5:1.

Общий выход массы составляет при этом до 60 %. Жесткость целлюлозы 57 п.е.

На зарубежных предприятиях используют непрерывную бисульфитную варку в аппарате типа Камюр [2]. Схема варочного процесса представлена на рис. 1.6. Варка в аппаратах этого типа ведется при избыточном гидравлическом давлении, превышающем давление насыщенного пара, отвечающее максимальной температуре варки. Парогазовое пространство в котле практически отсутствует, и в различных точках котла можно поддерживать различные температуры.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Перед поступлением в варочный котел щепа проходит через пропарочную цистерну, где подвергается короткой (3-4 мин) пропарке. Смешанная с варочной кислотой щепа через ротационный питатель высокого давления, снабженный циркуляционным насосом, подается к верхней горловине котла.

Для варки применяется бисульфитная кислота с содержанием 6-7 % всего SO2, имеющая рН 3,7-4,0. В верхней части котла происходит пропитка щепы кислотой в течение 45 мин при температуре 110-115 °C.

Опускаясь к средней части котла, щепа попадает в зону нагрева, обслуживаемую двумя циркуляционными установками с трубчатыми подогревателями для щелока, где температура поднимается до 170 °С. Зону варки при 170 °С щепа проходит за 2 ч. В нижней части котла расположена зона противоточной двухступенчатой промывки, которую масса проходит за 1 ч. Из нижней горловины котла полупромытая масса под гидравлическим давлением в 1,4-1,5 МПа (14-15 кгс/см2) и при температуре ниже 100 °С выдувается в резервуар, вместимость которого составляет 70 % от объема котла. Холодная выдувка способствует сохранению высоких прочностных свойств целлюлозы.





Из выдувного резервуара масса подается на окончательную промывку на два последовательно работающих вакуум-фильтра; щелок от вакуум-фильтров подается в нижнюю зону котла. На такой установке на заводе «Спрус-Фолс» (Канада) вырабатывается бисульфитная целлюлоза с выходом 60-64 % из хвойных древесных пород, которая используемая в композиции газетной и офсетной бумаги. Белизна целлюлозы на 6 % выше, чем у жесткой сульфитной целлюлозы.

В ЦНИИБе предложена модифицированная бисульфитная варка (pH 2,1 - 2,9) на магниевом основании, которая была осуществлена и усовершенствована на Красноярском (ныне Енисейском) ЦБК [3].

Рекомендуемый режим варки:

состав кислоты на заварку: всего SO2 3,6...3,8 %, рН 2,8...3,2;

максимальная температура варки 156...158 °С;

максимальное давление в котле 0,65...0,68 Мпа;

график варки, мин:

гидронадавливание при давлении 5,0 ати со сбросом давления до 2,5 ати – 15, подъем температуры до 120 °С – 90, стоянка на 120 °С – 60, подъем температуры до максимальной – 90, варка при максимальной температуре - 180...210.

Рекомендуемая жесткость целлюлозы:

на мягком потоке 95 ед Б (число Каппа 30), на жестком потоке 120 ед Б (число Каппа 45).

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Рис. 1.6. Непрерывная установка типа Камюр для варки бисульфитной целлюлозы (обозначения см. с. 52) Обозначения к рис. 1.6:

1 - насос варочной кислоты; 2 - холодильник; 3 - бак постоянного уровня; 4 - сепаратор; 5 - бункер для щепы; 6 - дозатор щепы; 7 - питатель низкого давления; 8 - пропарочная цистерна; 9 - питательная камера; 10 - питатель высокого давления; 11 - насос верхней циркуляции; 12 - насос для возврата кислоты; 13 - верхняя горловина; 14 - экстракционный насос; 15 - циркуляционный насос верхней варочной зоны; 16 и 17 - подогреватели варочных зон;

18 - подогреватель оборотного щелока; 19 - испаритель; 20 - циркуляционный насос нижней варочной зоны; 21 - приемник конденсата; 22 - насос крепкого щелока; 23 - насос высокого давления для варочной кислоты; 24 - насос нижней циркуляции; 25 - варочный котел; 26 - разгрузочное устройство; 27 - регулятор выдувки; 28 - насос высокого давления для слабого щелока Внедрение этого режима варки позволяет:

- сократить продолжительность варки на 1 ч;

- улучшить способность целлюлозы к отбелке и уменьшить расход хлоропродуктов на отбелку до 80 кг/т;

- повысить механические свойства целлюлозы по сопротивлению излому на 15...20 %;

- сократить расход химикатов на варку (кг/т): серы – на 8, оксида магния – на 4.

Пониженный рН варочного раствора следует получать в системе регенерации варочного цеха, а в кислотном цехе достаточно снизить рН кислоты на 0,5 единицы.

Бисульфитную варку целлюлозы и полуцеллюлозы непрерывным способом на зарубежных предприятиях обычно проводят в аппаратах типа Камюр, но применяются и другие аппараты (Esco, Pandia, Metso, Kvaerner, Andritz и др.) [2].

1.7. Техника нейтрально-сульфитной варки полуцеллюлозы Нейтрально-сульфитный способ варки используется для переработки лиственных пород древесины с получением полуцеллюлозы с выходом 6584 % от древесины. Полуфабрикаты используются для выработки средних слоев гофрированного тарного картона, а также в производстве оберточной бумаги, толевого, шумоизоляционного и других видов картона. Если полуфабрикат предлагается для отбелки, выход полуцеллюлозы снижают до 60-%. Варку ведут с моносульфитным забуференным карбонатом натрия раствором на натриевом основании, хотя возможна варка и на аммониевом основании, при pH 8-10. Количество сульфита, задаваемого на варку, по отношению к абсолютно сухой древесине колеблется от 7-14 % в случае получения полу НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ целлюлозы для гофрированного слоя картона и в пределах 15-20 % при варке пригодной для отбелки целлюлозы высокого выхода. Варочный раствор содержит 2,5-4 % карбоната или бикарбоната натрия в качестве буфера. Благодаря этому pH в процессе и в конце варки не опускается ниже 7, что способствует стабилизации гемицеллюлоз и повышению выхода полуцеллюлозы.

Варку нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы проводят как периодическим, так, преимущественно, и непрерывным способами.

Для варки по периодическому способу еще используются небольшие стационарные и вращающиеся котлы. Стационарные вертикальные котлы, опоражниваемые выдувкой, имеют объем от 40 до 200 м3, с прямым и непрямым обогревом. На некоторых зарубежных, главным образом, американских предприятиях варку нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы проводят во вращающихся шаровых котлах объемом 40-60 м3. Конечная температура варки на различных заводах колеблется от 160 до 180 °С. Рабочее давление, соответственно, составляет от 0,65 до 1,25 МПа. Продолжительность варки при конечной температуре в зависимости от вида полуфабриката и величины конечной температуры колеблется от 0,2 до 6 ч. По окончании варки давление в котле снижают и массу выдувают в закрытую сцежу или выдувной резервуар.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 17 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.