Оборудование предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Методические указания к практическим работам

Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Методические указания к практическим работам

Казань Издательство КНИТУ

2016

1

УДК 676.026

Составители: ст. преп. А. В. Князева доц. Л. Н. Герке

ассист. Г. М. Файзрахманова

Оборудование предприятий целлюлозно-бумажной промышленности : методические указания к практическим работам / сост. : А. В. Князева, Л. Н. Герке, Г. М. Файзрахманова; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 40 с.

Приведены краткие теоретические сведения, методика расчёта оборудования для окорки балансовой древесины, рубительных машин для измельчения древесного сырья в технологическую щепу, оборудования для сортирования щепы, а также оборудования для размола и сортирования волокнистых полуфабрикатов.

Предназначены для бакалавров очной формы обучения по направлению 18.03.01 (240100.62) «Химическая технология», изучающих дисциплину «Оборудование предприятий целлюлознобумажной промышленности».

Подготовлены на кафедре «Химическая технология древесины».

Печатаются по решению методической комиссии института полимеров

Рецензенты: доц. Р. Р. Хасаншин

доц. Г. И. Игнатьева

2

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной бумажной промышленности требует не только освоения новых технологий и использования высокоавтоматизированного оборудования, но и подготовки квалифицированных кадров. Технолог бумажного производства должен обладать как глубокими теоретическими знаниями, так и практическими навыками и умениями. Приобретение практического опыта связано с необходимостью выполнения технологических расчётов, компоновки схем производства разнообразных видов бумаги и картона, выбора оптимального оборудования.

Целлюлозно-бумажное производство многогранно и на каждой стадии технологического процесса требует сложного оборудования, различающегося по назначению, режиму работы и конструктивным признакам.

Технологический процесс подготовки древесины, а следовательно, и комплект необходимого оборудования определяются прежде всего способом изготовления волокнистого полуфабриката, а также видом поступающего на переработку сырья.

Исходя из структуры процесса подготовки древесного сырья, древесно-подготовительное оборудование можно классифицировать следующим образом: оборудование для окорки древесного сырья, оборудование для подготовки коры к утилизации, оборудование для измельчения древесного сырья в щепу, оборудование для сортирования щепы, установки для производства технологической щепы.

Таким образом, задачей дисциплины «Оборудование предприятий целлюлозно-бумажной промышленности» является изучение работы, конструкций, методов расчёта основных параметров и конструктивных расчётов отдельных узлов машин и аппаратов основного и вспомогательного производств целлюлозно-бумажной промышленности.

3

Таблица 1.1

Показатель засоренности щепы корой

Содержание коры на древесине зависит от породы, возраста и условий произрастания дерева. Средние данные по содержанию коры приведены в таблице 1.2.

Процесс окорки древесины зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются: порода древесины, ее температура и влажность, С понижением температуры силы сцепления коры с

5

древесиной возрастают в 3-5 раз. В летнее время существенное влияние на силы сцепления оказывает влажность древесины. При ее увеличении существенно снижается предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою вдоль волокон. Прочность сцепления коры с древесиной зависит от времени года. Сопротивление окорки резко снижается в период вегетации, а затем снова возрастает.

Классификация окорочных барабанов

Наибольшее распространение из всего многообразия окорочных механизмов получили корообдирочные барабаны, представляющие собой полый цилиндр, при вращении которого каждый из находящихся в нем балансов подвергается разнообразным динамическим воздействиям, приводящим к отделению коры. На процесс окорки решающее влияние оказывают силы сцепления коры с древесиной, зависящие от камбиального слоя, способа транспортировки, длительности хранения и температуры в момент подачи па окорку. Сокращение продолжительности обработки сырья в барабане достигается интенсификацией окорки.

По способу интенсификации окорки корообдирочные барабаны разделяются на четыре типа: барабаны мокрой, полусухой, сухой окорки и комбинированные барабаны.

В барабанах мокрой окорки в качестве интенсификатора используется горячая вода, которой заполняется корпус барабана. Кора удаляется вместе с потоком воды и выходящими из барабана балансами. Барабаны полусухой окорки разделены на две равные части (рисунок 1.1). В первой части окорка осуществляется в водной среде, а во второй - без применения воды. Глухая секция представляет собой сплошную обечайку из листовой стали сварной конструкции, армированную с внутренней стороны шестнадцатью продольными балками, придающими секции прочность и жесткость. Перфорированная секция имеет тридцать две продольные балки, между которыми в обечайке вырезано восемь рядов щелей специальной овальной формы для отвода коры и поступающей из глухой секции воды. На выходе перфорированной секции устанавливается задняя стенка, представляющая собой раму с неподвижным порогом, который частично перекрывает выходное отверстие секции. Над порогом в горизонтальных направляющих

6

Рис. 1.1. Окорочный барабан КБ – 60:

1 – глухая секция; 2 – перфорированная секция; 3 – обечайка; 4 – балка; 5 – торцевая стенка секции; 6 – переходное кольцо;

7 – передняя стенка; 8 – задняя стенка; 9 – затвор; 10 – бандаж; 11 – опорная станция; 12 – приводная станция; 13 – зубчатый венец;

14 – защитный лист

перемещается затвор, с помощью которого регулируется размер выходного отверстия барабана. Каждая секция имеет привод, который включает асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, муфту, редуктор, подвенцовую шестерню, смонтированные на раме сварной конструкции, и зубчатый венец, установленный на корпусе секции. Барабаны полусухой окорки вследствие меньшего расхода воды и более высокой производительности практически вытеснили барабаны мокрой окорки. В барабанах сухой окорки используют механические интенсификаторы в виде ножей для предварительного разрушения коры или пар. Барабаны с механическими интенсификаторами получили распространение для окорки низкокачественного древесного сырья. В комбинированных барабанах в зависимости от влажности сырья может осуществляться как сухая окорка с использованием пара, так и полусухая. В первой секции барабана, составляющей одну треть его длины, обеспечивается увлажнение сырья, достаточное для осуществления эффективной окорки в перфорированных секциях.

Основные технические характеристики окорочных барабанов приведены в таблице 1.3.

7

для обеспечения требуемой средней степени окорки. Вследствие большой изменчивости сырьевых факторов (породы, размеров, состояния древесины) и вероятностного характера процесса перемещения балансов в барабане технологическая производительность колеблется в широких пределах и не поддается теоретическому расчету. Для ориентировочных расчетов технологической производительности барабанов непрерывного действия может быть использована эмпирическая формула, значения коэффициентов которой установлены на основе анализа результатов исследований барабанов:

где Q – технологическая производительность окорочного барабана непрерывного действия, м 3 /ч; kw , kl , ks – эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно состояние древесины, её размеры и требуемую степень окорки (таблица 1.5-1.7); kn – коэффициент, учитывающий частоту вращения барабана; Q0 – удельная базовая производительность, м3/(ч м) (таблица 1.8-1.9); L – длина барабана.

Коэффициент, учитывающий частоту вращения барабана, находится из соотношения

где n – частота вращения барабана, мин-1; nk – критическая частота вращения барабана, т.е. минимальная скорость при которой прекращается обрушение балансов, мин-1.

Приме ча ние , d и l – соо тве тс тве нно диам етр и дли на о кари ваем ых бала нсо в.

10