книги / Хлопковая целлюлоза
..pdfла вниз по стенкам аппарата. Таким образом происходит цирку ляция материала с частотой, зависящей от скорости потока газов.
В верхней части аппарата цел |
|
|||
люлоза отбрасывается радиально |
|
|||
к Периферии, где образуется коль |
|
|||
цевой опускающийся слой. В мес |
|
|||
те ввода |
материала |
в сушилку |
|
|
имеется |
сужение |
для |
создания |
|
разряжения, облегчающего пита |
|
|||
ние сушилки, и ускорения тепло |
|
|||
обменных процессов. |
|
|
||
От обезвоживающего агрегата |
|
|||
отжатая |
и разрыхленная хлопко |
|
||
вая целлюлоза |
через |
шлюзовый |
|
|
затвор подается в газоход аэро- |
|
|||
фонтанной сушилки, где подхва |
|
|||
тывается предварительно очищен |
|
|||
ными горячими газами, получен |
|
|||
ными от сгорания кокса или сжи |
|
|||
женного газа пропан-бутана в |
|
|||
специальных печах, и выносится к |
|
|||
рюмке № |
1, а затем к рюмке № 2. |
}Газ |
Ваэрофонтаиной сушилке
влажность |
целлюлозы понижает |
Рис. 73. Двухрюмочная аэрофонтан- |
ся до 10— 12%, с последующей |
ная сушилка с циклоном: |
|
подсушкой при дальнейшей транс |
1— нижняя рюмка; 2 — верхняя рюм |
|
портировке |
теплым воздухом на |
ка; 3 — циклон |
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.
1— шлюзовый затвор; |
2— водоотжимной агрегат; 3— аэрофонтаниаи |
сушилка; 4— циклон; |
5 — пресс ПЦГ-2; 6— скруббер улова целлюлоз- |
|
ной пыли; 7— вентилятор |
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
перекачивается во 2-й отбельник, где окончательно |
отбеливается |
раствором, содержащим 1— 1,2 г/л активного хлора |
при 34—36° С |
в течение 30 мин. |
|
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 ,