Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл

аппаратуры поддерживают заданную температуру массы в ванне дефибрера.

Главный вал дефибрера, на котором закреплен дефибрерный камень, соединяется с электродвигателем при помощи промежу­ точного вала и двух муфт: зубчатой и фланцевой. С целью обес­ печения точной центровки промежуточный вал установлен в под­ шипнике с регулируемой по высоте и в горизонтальной плоско­ сти опорой. Наличие промежуточного вала обеспечивает возможность размещения автоматизированной линии загрузки дефибрера балансами. Учитывая тяжелые условия работы под­ шипников предусмотрена их смазка с помощью циркуляционной системы.

Управление работой дефибрера осуществляется с цент­ рального или местного пульта и может быть выполнено в ди­ станционном или автоматическом режиме. Кроме того, преду­ смотрено ручное управление работой прессов при помощи кра­ нов управления, установленных на каждом прессе.

Порция балансов автоматически при помощи механизмов линии загрузки подается в загрузочный магазин на задвижку. После истирания предыдущей порции балансов башмак отво­ дится от камня в исходное положение, задвижка открывается и подготовленная порция балансов проваливается в прессовую камеру. По истечении некоторого времени, достаточного для про­ хождения балансов в прессовую камеру, задвижка закрыва­ ется и гидроцилиндр пресса начинает рабочий ход. В начальной стадии рабочего хода, пока происходит уплотнение балансов, башмак двигается быстро, затем скорость его замедляется — начинается истирание древесины. В это время в загрузочный магазин с линии загрузки поступает новая порция балансов.

Вся работа дефибрера происходит в автоматическом режиме. Продолжительность дефибрирования порций балансов разовой загрузки составляет 8—10 мин.

6.1.4. Д еф и брерн ы е камни

Дефибрерные камни состоят из армированного бетонного сердечника и наружного рабочего слоя. В зависимости от мате­ риала рабочего слоя камни бывают цементные и керамические. У первых в качестве связующего рабочего слоя используется цемент, а абразивом служит кварцевый песок или дробленый кварц (кварцево-цементные камни) или электрокорунд нормаль­ ный (электрокорундовые камни). У керамических камней рабо­ чий слой состоит из отдельных сегментов, прикрепленных на штырях к сердечнику. Абразивным материалом сегментов явля­ ется электрокорунд, карбид кремния или естественный корунд, а связующим — стекловидное вещество, получаемое обжигом специального состава, в основе которого лежат глина и полевой шпат. Пространство между сегментами заполнено составом,

который при дефибрировании изнашивается так же, как и сами сегменты. Дефибрерные камни изготавливаются с наружным диаметром от 1400 до 1800 мм и длиной (шириной) рабочей поверхности от 580 до 1370 мм.

Во внутреннем отверстии камня, через которое проходит вал, с каждого торца расположено по четыре болта для центровки камня относительно вала.

Основной характеристикой камня является зернистость, кото­ рая определяет средний размер абразивного материала рабо­ чего слоя и твердость. Камни выпускаются 10 ступеней зерни­ стости от 25 до 120, чему соответствуют размеры зерен от 0,25 до 1,2 мм.

В производстве древесной массы для газетной бумаги наи­ большее применение находят керамические камни зернистостью 25—40 и средней твердостью CTi или СТ2.

Ввод в режим нового камня проводится постепенно, в стро­ гом соответствии с инструкцией. Быстрый нагрев камня может вызвать его растрескивание и разрушение. Цикл ввода нового керамического камня на полную нагрузку на дефибрере с дви­ гателем мощностью 3200 кВт длится около 60 ч, а кварцево­ цементного камня на дефибрере с двигателем мощностью 2500 кВт — около 90 ч. При пуске дефибрера после останова нагрузка на камень дается тоже постепенно. Скорость подъема нагрузки зависит от продолжительности перерыва в работе.

Качество древесной массы и технико-экономические показа­ тели работы дефибрера во многом зависят от состояния поверх­ ности дефибрерного камня. Для придания ей необходимых свойств производится так называемая насечка или ковка. Она выполняется специальным инструментом — шарошкой, имеющей на наружной цилиндрической поверхности выступы. Обычные размеры шарошки: диаметр около 125 мм, длина 60 мм. В зави­ симости от формы выступов различают шарошки пирамидаль­ ные и спиральные. У первых выступы имеют форму пирамиды с квадратным основанием, а у вторых зубья имеют треугольную форму и расположены под углом 35° к оси шарошки. Пирами­ дальные шарошки служат для выравнивания поверхности камня, т. е. для подготовки ее к насечке, а спиральные — для насечки камня — создания на поверхности камня спиральных канавок.

При производстве газетной бумаги для насечки камня ис­ пользуются в основном шарошки № 8 и 10. Номер шарошки обозначает число ее зубьев, приходящееся на 2,54 см длины по окружности наружной поверхности.

При насечке установленная на ковочном аппарате шарошка прижимается к вращающемуся дефибрерному камню, внедря­ ется в него на некоторую глубину и затем с помощью ползуна

соответствующий профилю выступов шарошки. Скорость пере­ мещения ковочного аппарата рассчитывают так, чтобы за один оборот камня шарошка перемещалась на расстояние несколько меньшее своей ширины. Это необходимо для того, чтобы на камне не было не обработанной шарошкой поверхности.

Перед насечкой снижается нагрузка дефибрера и затем про­ водится тупление камня с целью выравнивания его поверхности, сглаживания острых вершин и граней и удаления расшатанных зерен. Для тупки используют кусок обработанного керамиче­ ского или кварцево-цементного камня, «тупик», укрепленный на металлическом стержне. Этот тупик прижимается к камню вруч­ ную, а поступательное движение вдоль камня придается ему ковочным аппаратом.

Перед насечкой нового камня необходимо тщательно вы­ ровнять его поверхность. Для этой цели используют пирами­ дальную шарошку. При этом ковочный аппарат работает в ре­ жиме возвратно-поступательного движения. Затем проводится насечка камня за один проход ковочного аппарата. Глубина внедрения шарошки в камень устанавливается с помощью спе­ циального указателя на ковочном аппарате. Обычно она равна 0,2—0,4 мм. Но чаще глубину насечки определяют на слух.

Необходимо отметить, что качество массы в период между насечками непостоянно. Сразу после насечки масса идет гру­ бая, неразработанная, дефибрер идет легко, производительность большая, но нагрузка незначительная. По мере затупления камня производительность снижается, нагрузка на дефибрер возрастает, качество массы улучшается и затем стабилизиру­ ется. В конечной стадии цикла производительность падает, по­ требляемая двигателем мощность достигает максимума, в массе появляется много мелочи, возрастают разрывная длина и степень помола массы. Возникает необходимость в новой насечке камня.

Весь период между насечками, таким образом, можно ус­ ловно разбить на три стадии: период кондиционирования по­ верхности камня, период нормальной работы и период затупле­ ния. Для сокращения продолжительности первой стадии иногда сразу же после насечки применяют легкую тупку камня. При этом сглаживаются острые режущие кромки зерен камня, вы­ зывающие образование грубой, неразработанной массы. На­ сечка керамических камней проводится через 6—10 суток. Иногда продолжительность работы дефибрера между насечками достигает 30 суток. Это зависит от твердости камня и нагрузки.

Как уже отмечалось, перед насечкой и после нее качество массы, получаемой на дефибрере, отличается от требуемого по технологическому регламенту. Для того чтобы стабилизиро­ вать качественные показатели массы в общем потоке древесно­ массного завода, ковка камней дефибреров, работающих в од­ ном потоке, должна по возможности равномерно распределяться по времени.

6.1.5. Линии загрузки деф и бреров

Загрузка дефибреров балансами — трудоемкая операция, требующая большой затраты физического труда. От качества укладки балансов зависит эффективность работы дефибрера — производительность, качество древесной массы, расход электро­ энергии.

Реализация этой задачи осуществляется несколькими спосо­ бами в зависимости от типа загружаемых дефибреров, их коли­ чества и компоновки в цехе.

5

Рис. 6.3. Схема системы линий поточной загрузки цепных дефибреров:

Применявшиеся ранее способы загрузки дефибреров были трудоемки и не обеспечивали надлежащей укладки балансов. Получили распространение системы поточной конвейерной за­ грузки дефибреров. Организация загрузки балансами во всех предыдущих системах базировалась на операциях поштучной транспортировки и укладки древесины в дефибрер. В новых системах поточных линий балансы в процессе загрузки рассмат­ риваются как сыпучая масса, поступающая в дефибрер непре­ рывным потоком под действием силы тяжести.

На рис. 6.3 показана схема системы линий поточной за­ грузки марки ПДК-2. Баланс из подготовительного отдела или со склада поступает на распределительный стол тракта подачи

системы линий поточной загрузки. На распределительном столе общий поток балансов делится на два примерно равных потока, направляемых к разным линиям загрузки. Пройдя распредели­ тельный стол, балансы попадают на ускорительный роликовый конвейер, назначение которого ориентировать балансы в направ­ лении оси конвейера и разогнать их до скорости, обеспечиваю­ щей правильную укладку балансов в приемном устройстве.

Балансы, поступившие в приемное устройство, ударяются об отбойный лист и скатываются по наклонной плоскости на ленточный конвейер приемного устройства. При этом балансы, задевая за шарнирно подвешенную массивную заслонку, прини­ мают необходимое положение (поперек ленты транспортера). Из приемного устройства балансы поступают на первый по ходу накопительный конвейер.

Поскольку скорость движения ленты накопительного конвей­ ера меньше скорости ленты приемного устройства, то у места перехода с одного конвейера на другой балансы скапливаются в виде небольшого штабеля, который транспортируется до пер­ вой по ходу шахты дефибрера. Балансы заполняют промежуток между накопительными конвейерами, образуя мост, через кото­ рый они перекатываются на следующий по ходу накопительный конвейер. Перемещение балансов через этот промежуток проис­ ходит под напором образовавшегося на конвейере штабеля ба­ лансов. По мере работы дефибрера баланс под действием силы тяжести самостоятельно опускается в шахту через шахтную над­ стройку и затем захватывается выступами рабочих цепей.

Процесс загрузки последующих шахт дефибреров и переход балансов на следующие накопительные конвейеры повторяется аналогично описанному ранее с той лишь разницей, что вы­ сота штабеля растет по мере удаления от начала линии. В конце линии загрузки установлена поперечная стенка, ограничиваю­ щая перемещение балансов. Высоту штабеля по всей линии ре­ гулирует оператор изменением режимов работы конвейеров. Пе­ ред пуском системы линий в работу шахты дефибреров должны быть заполнены балансом до уровня верхней ленты накопитель­ ных конвейеров с целью исключения кострения балансов

вшахте дефибрера.

Впроцессе работы линии может возникнуть необходимость прекратить подачу балансов в шахту дефибрера (при смене камня, ремонте и т. п.). В этом случае оператор реверсирует накопительный конвейер, расположенный перед данной шахтой. Остальные конвейеры работают в прежнем режиме. При этом

промежуток между конвейерами освобождается от балансов и закрывается специальной крышкой. Затем оператор пускает реверсированный конвейер в прямом направлении.

При необходимости весь поток балансов с ленточного конвейра может быть поворотом стрелки делительного стола на­ правлен для питания только одного ряда дефибреров.

В обязанности оператора входит наблюдение за поддержа­ нием необходимой высоты штабеля, и в некоторых случаях ему необходимо поправлять балансы для придания им нужной ори­ ентации. Работа на такой линии требует минимальных физиче­ ских усилий.

Система поточных линий ПДК-2 рассчитана на загрузку 10 дефибреров и обслуживается тремя операторами.

Основное условие надежной работы новых линий загрузки — обеспечение необходимого соотношения между размерами загру­ жаемых балансов и шириной шахт дефибреров (длина балан­ сов должна быть на 100 мм короче ширины шахты дефибрера). Балансы определенной длины должны подаваться к приемному устройству ориентированно, без скоплений.

В зависимости от количества дефибреров, их требуемой ком­ поновки в цехе могут быть спроектированы и поставлены линии загрузки цепных дефибреров для конкретного предприятия. Принцип действия и основные элементы линии загрузки при этом полностью заимствуются из ПДК-2.

6.2. ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ ИЗ ЩЕПЫ

Способ производства древесной массы из щепы получил широкое при­ менение. По этому способу в мире вырабатывается более 4 млн. т древес­ ной массы в год. Ежегодный прирост производства древесной массы состав­ ляет 1,2—1,4 млн. т, из них 90—95% приходится на долю древесной массы из щепы в дисковых мельницах.

Предпочтение, отдаваемое этому способу производства древесной массы,

древесины лиственных пород. Кроме того, этот способ позволяет вовлечь в производство древесной массы такое сырье, которое не может быть пере­ работано классическим дефибрерным способом (ДДМ),— отходы лесопиле­ ния, лесозаготовок и т. п.

Быстрый рост производства термомеханической массы (ТММ) обус­ ловлен очевидными преимуществами нового полуфабриката. Известно, что при выработке газетной бумаги с применением ТММ уменьшается расход целлюлозы, затраты энергии на выработку которой в 2 раза выше, чем в производстве ТММ, а выход из древесины вдвое ниже. В табл. 6.2 приведены основные характеристики дефибрерной и термомеханической древесной массы равной степени помола. Следует подчеркнуть то обстоятельство, что у ТММ выше прочность во влажном состоянии, чем у ДДМ, что является резервом для повышения скоростей бумагоделательных машин или сокращения доли целлюлозы в композиции бумаги.

Я.2. Сравнительные данные дефибрерной и термомеханической древесной массы при степени помола 100 CSF (приводится по [14])

Однако термомеханический способ производства древесной массы имеет и ряд существенных недостатков, в числе которых потеря белизны на 4—5 единиц и больший удельный расход энергии, чем при выработке ДДМ.

Термомеханическая древесная масса используется в производстве обыч­ ной и тонкой (36—44 г/м2) газетной бумаги, офсетной бумаги для печати, бумаги-основы для мелования, гофрированного картона.

Содержание термомеханической массы в композиции бумаг колеблется в значительных пределах и зависит от типа бумаги и принятого на целлю­ лозно-бумажном предприятии технологического режима. Рядом зарубежных фирм проведены успешные опытные выработки газетной бумаги из 100% ТММ [58, 70], при этом отмечалось снижение количества обрывов бумажного полотна, увеличилась эффективность использования бумагоделательных Машин.

В СССР для газетной, писчей и других видов бумаги, а также для кар­ тона используется в основном древесная масса, вырабатываемая на дефибрерах. Дефибрирование — пока самый дешевый способ приготовления древес­ ной массы, и следует ожидать, что, несмотря на все более широкое внедре­ ние производства древесной массы из щепы в дисковых мельницах, дефибрерный способ в СССР в ближайшие годы сохранится на прежнем уровне.

Внедрение термомеханического способа производства древесной массы пла­ нируется в основном на предприятиях, вырабатывающих дефибрерную массу. Такое сочетание способов производства древесной' массы позволит четко ре­ гулировать композицию и свойства массы и более полно решать проблему комплексного использования сырья.

Схемные решения производства древесной массы из щепы, состав и компоновка оборудования могут варьироваться. Ниже дается описание наиболее распространенного способа производ­ ства ТММ.

Технологическая схема производства ТММ представлена на рис. 6.4. Щепа, привозная или приготовленная на предприятии,

Рис. 6.4. Двухступенчатый способ производства ТММ:

по щепопроводу через циклон подается в силосный бункер, яв­ ляющийся буфером для создания промежуточного запаса щепы. Далее через дозатор конвейером щепа подается на промыва­ тель. Там она освобождается от посторонних включений (ме­ талла, песка и камней). Промытая щепа воздуходувкой через циклон подается по пневмотранспорту к дозатору, далее она поступает в пропарочную камеру. Избыток щепы возвращается в силосный бункер. В камере при температуре ПО—135° С в те­ чение 2—3 мин щепа пропаривается, а затем через питательдозатор подается на дисковую мельницу первой ступени раз­ мола, работающую под тем же давлением, что и пропарочная камера (или несколько большим). Далее через выдувной цик­ лон масса направляется на мельницы второй ступени размола. Из этих мельниц масса свободно выгружается в бассейн, где она выдерживается в течение 20—30 мин для снятия явления латенсии. Разбавленная масса подается на сортировки, очисти­ тели, сгустители, отбельные башни и далее в емкость для хра­ нения.

Модификациями данного способа являются одноступенчатая и трехступенчатая схемы размола. В первом варианте отсутст­

вует вторая ступень размола. Размол завершается в одном аппарате и масса из мельницы 12 (см. рис. 6.4) поступает не­ посредственно в бассейн 16. Последний вариант включает до­ полнительную обработку массы при концентрации 3—4% на третьей ступени дисковых мельниц.

Способ «Тандем» отличается от описанного тем, что масса на вторую ступень размола транспортируется под давлением пара в камерах мельниц предыдущей ступени. Это упрощает процесс транспортирования размолотой массы, позволяет ис­ ключить между ступенями такое оборудование, как насосы высокой концентрации, воздуходувки или промежуточные ем­ кости с подвижным дном, винтовые конвейеры. Масса после

по способу «Тандем» обеспечивает лучшую утилизацию тепла, уменьшается количество обезвоживающего оборудования, не требуются дополнительные затраты на нагрев и сгущение массы перед отбелкой.

Процесс получения химической термомеханической древес­ ной массы представляет собой усовершенствованный термоме­ ханический процесс. Он включает обработку щепы перед раз­ молом растворами гидроокиси натрия и сульфита натрия при температуре 30—80° С с целью уменьшения степени потемнения массы в процессе пропарки. Этот способ производства древес­ ной массы в наибольшей степени позволяет сохранить длину волокна и потому применяется при использовании в качестве сырья щепы коротковолокнистых (лиственных) пород древе­ сины.

Основное оборудование в линиях производства древесной массы из щепы — дисковая мельница. В зависимости от техно­ логии производства применяются дисковые мельницы с пита­ телями, работающие как под давлением, так и со свободным выходом массы, либо те и другие в одной линии.

Предусмотрен выпуск однодисковых мельниц 4-го и 5-го ти­ поразмеров марок МД-4Ш7 и МД-5Ш1 производительностью от 35 до 120 т/сут и сдвоенных дисковых мельниц 5-го типораз­ мера марки МДС-5Ш1 производительностью до 240 т/сут.

Выбор мельниц для технологических линий по производству древесной массы из щепы осуществляется в соответствии с при­ веденной в разделе 4 методикой расчета производительности дисковых мельниц. Однако при этом следует учитывать следую­ щие особенности. При одной и той же мощности установленного электродвигателя производительность мельницы может меня­ ться в широком диапазоне в зависимости от способа производ­ ства древесной массы, количества ступеней размола, породы древесины и требований к качеству конечного продукта.

По данным зарубежных фирм [58, 69, 70], удельный расход -энергии в производстве древесной массы из щепы для различ­

но Заказ 2176