Хлопковая целлюлоза

ла вниз по стенкам аппарата. Таким образом происходит цирку­ ляция материала с частотой, зависящей от скорости потока газов.

Ваэрофонтаиной сушилке

фазу прессов до влажности не бо­

лее 10%.

На некоторых предприятиях для получения более равномерной по влажности целлюлозы и исключения дополнительной подсушки устанавливают 3-рюмочные сушилки (рис. 74). Целлюлоза из рюм­ ки вместе с газами поступает в загрузочный циклон, из которого после прохождения через шлюзовый затвор направляется к прес­ сам.

Сушка целлюлозы происходит за счет высокой температуры га­ за и тяги вентилятора при скорости его в газоходе 19—46,8 м/с и разряжении около 400—600 мм вод. ст.

Удаление пыльного отработанного газа из циклона производит­ ся вентилятором путем отсоса этого газа с последующей промывкой его через водяной скруббер цилиндрической формы. От скрубберов очищенный газ через вытяжную шахту выбрасывается в атмосферу.

Температура воздуха в сушилке должна быть следующей: после выхода из рюмки № 1 — 90—150° С, рюмки № 2 — 80— 100° С и рюм­ ки № 3 — 60—80° С.

Для обеспечения указанных температурных показателей при ра­ боте с топочными газами должна быть температура: в печи 600— 1100° С, в канале смешивания газа с воздухом 280—450° С.

Для поддержания установленных параметров работы сушильно­ го агрегата необходимо систематически следить за температурой сушильного газа в печи, камере перемешивания и за разряжением перед вентилятором. Контроль заданной температуры газа произво­ дят с помощью термометра сопротивления, установленного в крыш­ ке каждой рюмки и работающего в комплекте со вторичным при­ бором— лагометром типа ЛРР-53 и электронным мостом типа МД-312. Температура газа в любой из рюмок контролируется при­ бором ПМТ-4.

Разряжение перед вентилятором контролируется с помощью дифманометра ДМ-6, работающего в комплекте со вторичным при­ бором типа АСД.

В процессе сушки целлюлозы может получаться брак в виде под­ горевшей, влажной или синеватой массы. Такую целлюлозу собира-

ют в сборную партию, загружают в отбельник и подвергают вто­ ричной обработке, как и бученую, но в более мягких условиях.

Производительность сушилки 1000— 1200 кг/ч. Диаметр рюмок 3,8 м, высота — 5,4 м.

Во избежание коррозии для изготовления рюмок применяют не­ ржавеющую сталь. Рюмки, воздуховоды и циклон должны быть теп­ лоизолированы.

7. Упаковка хлопковой целлюлозы

Вышедшая из сушилок в распущенном виде хлопковая целлюло­ за занимает очень большие объемы (30 кг на 1 м3), в связи с чем для лучшего использования транспорта, а также складских поме­ щений ее в зависимости от назначения прессуют в кипы массой 40—60 кг.

Для предохранения от загрязнения при транспортировке и хра­ нении каждую кипу упаковывают в двухслойную обертку одного из следующих типов: 1) внутренний слой — бумагой, наружный — тканью и 2) внутренний слой — бумагой в два слоя или тканью, на­ ружный — рогожей.

Наиболее распространенной является упаковка первого типа. Для обертки применяют бумагу по ГОСТ 8273—57.

По ГОСТ 595—73 упаковка хлопковой целлюлозы предусмотре­ на в кипы массой не более 60 кг, вместо 80 кг по ГОСТ 595—55. Это обеспечивает получение более рыхлой целлюлозной массы, исклю­ чает запрессовку, что в конечном итоге повышает растворимость и прозрачность растворов целлюлозы. Во избежание загрязнения хлопковой целлюлозы в процессе ее транспортировки и хранения ткань на торцах каждой кипы должна быть зашита или завернута.

Прессование целлюлозы производится упаковочными прессами с гидравлическим или механическим приводом. Гидравлические прес­ сы представляют собой 4-колонную конструкцию с нижним порш­ нем и гидравлическим насосом (рис. 75).

При каждом прессе имеются два ящика на колесах, один запол­ няют хлопковой целлюлозой, а в другом прессуют и перевязывают кипу; ящики делают деревянными с отстегивающимися бортами, скрепленные стяжами.

Производительность такого пресса составляет около 15—20т/сут. Один пресс обслуживают четверо рабочих. ЦНИИБуммаш разработал поточную линию ТА-2 для прессования и упаковки хлоп­

ковой целлюлозы, имеющую мощность 23 тыс. т в год.

Из механических прессов для упаковки хлопковой целлюлозы применяют горизонтальный пресс непрерывного действия ПЦГ-2 (рис. 76) производительностью от 700—1800 кг/ч. Схема пресса по­ казана на рис. 77.

Габаритные размеры пресса — 8,5X2,4X2,2 м.

Пресс состоит из трех подвижных щек, регулируемых при по­ мощи резьбы и пружин, и четвертой неподвижной щеки (подвижны-

ми щеками регулируют запрессовку выходящей кипы); системы шатунно-кулисного механизма; коленчатого вала, электроприво­ да, шкива, клиноременной передачи и кожуха; фонаря, за­ грузочного люка, бункер-циклона, соединенного со шлюзовым за­ твором (рис. 78). Шлюзовый затвор предназначен для соединения бункер-циклона с прессом, а также для герметизации и равномерной подачи целлюлозы в пресс.

Загрузка целлюлозы в пресс производится при обратном ходе поршня. При рабочем ходе поршень проталкивает всю поступившую целлюлозу в камеру прессования, которая при установившемся про­ цессе прессования полностью заполнена целлюлозой.

С каждым рабочим ходом поршня в камеру прессования посту­ пает новая порция целлюлозы, а из камеры непрерывно выталкива­ ется на специальный стол соответствующий объем спрессованной целлюлозы в виде бруса прямоугольного сечения. От выходящего бруса целлюлозы отделяют кипы длиной 0,9—1 м, очищают щеткой с металлическими зубьями их поверхность от загрязнений и уплот­ ненных комочков и упаковывают сначала в бумагу, а затем в ткань и зашивают.

Упакованную кипу взвешивают на весах с точностью до 0,5 кг, после чего на торцевые стороны кипы наклеивают этикетки или на­ носят трафарет с указанием ГОСТа хлопковой целлюлозы, наимено­ вания завода-поставщика, марки, сорта, партии, номера кипы, мас­ сы брутто в килограммах, массы нетто в килограммах, номера сор­ тировщика.

На каждую партию хлопковой целлюлозы завод-поставщик со­ ставляет и высылает потребителю удостоверение о качестве, вклю­ чающее следующие данные: наименование завода-поставщика, сорт и марка целлюлозы, номер партии, масса партии, число кип, ре­ зультаты испытаний на соответствие действующему ГОСТу.

Хлопковую целлюлозу хранят в закрытых складах, аналогичных складам для хранения хлопкового линта.

Целлюлозу перевозят в чистых крытых железнодорожных ваго­ нах или водным путем в крытых баржах.

Новые технологические процессы и оборудование в производст­

ве хлопковой целлюлозы. Очистка хлопкового волокна — производ­ ство хлопковой целлюлозы, идущей в дальнейшем для химической переработки, является полунепрерывным производством с большим количеством периодически действующих аппаратов.

На отдельных фазах производства имеется высокопроизводи­ тельное оборудование полунепрерывного действия (отжим, сушка, прессование), в то время как операции варки, отбелки и смешива­ ния производятся в аппаратах с низкой производительностью.

В связи с этим в ряде научно-исследовательских организаций и на предприятиях на протяжении многих лет велись работы по со­ зданию технологических процессов непрерывного и полунепрерыв­ ного действия, а также конструировались аппараты для этого про­ цесса.

К сожалению, по ряду тех или иных причин ни в одном из инсти­ тутов эти работы не были закончены и не внедрены в произ­

водство.

Работы в этой области велись в трех направлениях.

Создание непрерывного процесса отбелки. По существующей пе­ риодической схеме весь процесс отбелки, в том числе промывка, кис­ ловка, осуществляется в одном отбельнике. При загрузке в отбельник 14—I 9 т целлюлозы полный оборот аппарата составляет от

ИДО 17 ч.

По непрерывной схеме производства весь цикл операций прово­ дится в шести последовательно соединенных отбельниках, причем в каждом отбельнике должна совершаться только одна строго опре­ деленная операция с перекачкой целлюлозы насосом с одной опера­ ции на другую. Общая продолжительность обработки целлюлозы в шести отбельниках будет составлять около 3 ч.

По этой схеме процесс отбелки осуществляется в две ступени в двух последовательно соединенных отбельниках. Бученая масса пос­ ле промывки с температурой 35—40° С из сцежи подается в сгусти­ тель барабанного типа, установленный над первым отбельным ча­ ном, для сгущения от 1— 1,5 до 2,5—3%.

Из сгустителя избыток транспортной воды возвращается в сце­ жи для промывки бученой массы целлюлозы, и целлюлоза поступа­ ет в отбельник для первой ступени отбелки, куда непрерывно по­ ступает раствор гипохлорита натрия концентрацией 30—40 г/л.

Отбелка производится при 37—38° С при концентрации активно­ го хлора 1— 1,5 г/л в течение 30 мин. После этого предварительно отбеленная хлопковая целлюлоза непрерывно с помощью насоса

Затем целлюлоза перекачивается в 3-й отбельник, где она не­ прерывно промывается технологической водой. Промывные воды от­ водятся как с помощью водоотливных барабанов, установленных на крышке отбельника, так и через перфорированное ложное дни­ ще его в канализацию.

После окончания промывки целлюлозная масса перекачивается в 4-й отбельник, куда одновременно подается раствор крепкой сер­ ной кислоты из расчета получения концентрации кислоты в отбель­ ном чане 0,7—1,5 г/л. Продолжительность кисловки 30 мин.

По истечении этого времени масса непрерывно перекачивается в 5-й и 6-й отбельники для окончательной промывки до получения нейтральной среды.

Продолжительность промывки в каждом отбельнике 30 мин. Готовая целлюлоза из 6-го отбельника непрерывно перекачива­

ется в смеситель общих партий, а из последнего на водоотжим и сушку.

При указанном непрерывном процессе, по мнению авторов этого процесса, устраняются операции периодического характера, высво­

бождается из производственного цикла 18 из 24 отбельников, сни­ жаются трудо- и энергозатраты, сокращается длительность процес­ са в 3—4 раза.

Эта схема в ближайшее время будет проверяться в производст­ венных условиях для отработки технологических режимов и конст­ рукции сгустителей для отжима целлюлозы.

Непрерывный процесс производства хлопковой целлюлозы. Вла­ димирским научно-исследовательским институтом синтетических смол разработана непрерывная схема получения хлопковой целлю­ лозы повышенного качества для ацетилцеллюлозы, которая вклю­ чает в себя:

1) тщательную очистку хлопкового линта перед варкой;

2)непрерывную варку при 180° С в течение 15—40 мин в гори­ зонтально-трубном шнековом аппарате непрерывного действия типа «Хемопальпер-Пандия»;

3)непрерывную многоступенчатую отбелку по режиму: хлори­

рование— щелочение — гипохлоритная отбелка — отбелка двуо­ кисью хлора — кисловка;

4)отжим и рыхление на водоотжимном агрегате;

5)сушку в аэрофонтанной сушилке.

Эта схема получения хлопковой целлюлозы непрерывным спо­ собом аналогична существующим зарубежным непрерывным про­ цессам производства и отличается лишь более тщательной подготов­ кой линта. К сожалению, производственной проверки этого метода на специализированных заводах хлопковой целлюлозы так и не бы­ ло проведено. Подобная же схема была предложена и Ташкентским научно-исследовательским институтом химии и технологии целлю­ лозы.

Непрерывный процесс производства хлопковой целлюлозы на круговом аппарате. Была разработана также непрерывная техноло­ гия производства хлопковой целлюлозы в аппарате, по которой опе­ рации варки и отбелки проводятся в одном круговом аппарате, при этом линт двукратно подвергают поочередной обработке раствора­ ми едкого натра и гипохлорита натрия. (Авт. свидетельства № 308133 и 423903).

Данная технология была проверена в производственных услови­ ях и были получены положительные результаты. Однако на внедре­ ние указанной схемы в действующих цехах потребуются значитель­ ные капиталовложения из-за необходимости полной замены сущест­ вующего оборудования.

Считаем, что проектирование и строительство новых мощностей по производству хлопковой целлюлозы должно проводиться только по новой непрерывной схеме получения хлопковой целлюлозы с при­ менением кругового аппарата.

Качество линта. За последние годы качество хлопкового линта, поступающего на заводы хлопковой целлюлозы, значительно ухуд­ шилось и характеризуется следующими данными.

Так, на протяжении 5 лет количество хлопкового линта III типа (наилучшего для переработки в хлопковую целлюлозу) снизилось с 88,7 до 69,9%, а сортность (по первому сорту) снизилась с 60 до

39,6%'.

Снижение качества линта произошло за счет увеличения машин­ ного сбора хлопка-сырца, а также слабой технической оснащенно­ сти и технологической дисциплины на хлопкозаводах. Все это при­ водило к массовым случаям поставок линта с засоренностью, пре­ вышающей нормы ГОСТа и смешению линта в кипах по типам. Пе­ реработка такого линта приводит к выпуску хлопковой целлюлозы с повышенным содержанием золы, пониженной реакционной спо­ собностью, ухудшенным цветом, внешним видом, в целлюлозной массе образуются жгуты, ухудшающие качество производных.

В связи с этим на одном из предприятий были проведены опыты по подбору технологического процесса, обеспечивающего получение качественной хлопковой целлюлозы из линта с засоренностью более

20%.

Сэтой целью были проведены следующие эксперименты: двой­

ная водная промывка после щелочной варки и двойная отбелка; двойная щелочная варка и обычная отбелка; обычная щелоч­ ная варка и отбелка с добавлением в отбельную ванну силиката натрия.

В результате указанных опытов хлопковая целлюлоза получи­ лась некондиционной по содержанию альфа-целлюлозы, золе и цветности.

При изготовлении лабораторных опытных партий по режиму нормальной варки, двойной отбелки и трехкратных холодных про­ мывках после каждой операции была получена хлопковая целлюло­ за, отвечающая требованиям ГОСТ 595—73 для сорта «П», для чего потребовалось снизить производительность фаз отбелки — промыв­ ки— кисловки — промывки в 2—3 раза и увеличить расход воды.

В1968—1970 гг. Владимирский научно-исследовательский ин­ ститут синтетических смол проверил в лабораторных условиях воз­ можность разрушения сора, присущего хлопковому линту, при об­ работке его растворами, принятыми в стандартном технологичес­ ком процессе производства хлопковой целлюлозы.

Впроцессе эксперимента были использованы следующие образ­ цы: хлопковый линт с засоренностью от 1 до 11%; черенки и сте­ бельки хлопчатника; створки коробочек; шелуха семян.

Врезультате опытов было установлено, что при принятых режи­ мах обработки в производстве хлопковой целлюлозы органический сор полностью не разрушается и остатки его в виде частиц различ­ ных размеров засоряют хлопковую целлюлозу, а крупные частицы черенков, стебельков и створок коробочек хлопчатника практически остаются неизменными. Кроме того, растворимые примеси (особен­ но пентозаны), а также железо сорбируются на волокне, снижая

тем самым доступ реагентов и реакционную способность хлопковой целлюлозы.

Повышение засоренности линта резко ухудшает качество сточ­ ных вод по содержанию фенолов, эфирорастворимых, по прокален­ ному остатку и т. п., что требует значительных капитальных затрат на их нейтрализацию и удаление.

Меры техничесой и пожарной безопасности

впроизводстве хлопковой целлюлозы

Впроцессе производства хлопковой целлюлозы применяют сле­ дующие вредные вещества: едкий натр, серную кислоту, хлор, горю­

чие газы.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ мг/м3: хлор— 1, серная кислота— 1, едкий натр — 0,5. Пределы взрывае­ мости смеси пропан-бутана с воздухом, %: нижний — 2, верх­

ний— 10.

Техника безопасности при работе с хлором. Жидкий хлор хранят, как указывалось выше, в специальных складах, расположенных на значительном расстоянии от других зданий.

При ежесуточном расходе хлора более 1 т поставлять хлор це­ лесообразнее в изолированных стальных цистернах, укрепленных на железнодорожной платформе. На наружной части цистерны укреп­ лены изолированные трубы, предназначенные для обогрева ци­ стерны.

С помощью вентилей и манометров выливают содержимое цис­ терны, кроме того, на ней имеется специальный клапан для аварий­ ного спуска газа в случае превышения давления.

Хлор переливают в стационарную цистерну (рис. 79) самотеком или с помощью сжатого воздуха.

на для хлора

Температуру воздуха контролируют термометром сопротивления

типа ТСП-1, с записью показаний на диаграмме с помощью элект­ ронных мостов типа МСР.

После сушки воздуха и проверки на герметичность трубопрово­ дов и всей запорной арматуры приступают к передавливанию хлора в стационарные цистерны при давлении 8— 10 кгс/см2. Перепад дав­ ления в цистерне и танке должен быть в пределах 2 кгс/см ,