Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производство древесной массы. Учебное пособие.pdf
111
13.3. Комбинированная отбелка
Прирост белизны древесной массы при оптимальном расходе
каждого из рассмотренных отбеливающих реагентов не превышает
обычно 12–14 единиц. Дальнейшее увеличение расхода реагента
оказывается малоэффективным, несмотря на то, что процесс
разрушения хромофоров в древесной массе к этому моменту, как
правило, еще не завершен. Более высокий эффект отбелки может быть
достигнут комбинированием восстановительного и окислительного
воздействий, так как при этом в реакции вовлекаются практически все
хромофорные группировки.
В тех случаях, когда белизна древесной массы должна быть
повышена более чем на 12 единиц, применение двухступенчатой
отбелки – сначала пероксидом водорода, затем дитионитом натрия –
позволяет сделать это с приемлемой рентабельностью. Вторая ступень
может дать примерно 1,5-кратное приращение белизны к той, которая
достигается в первой ступени.
Оптимальный режим перекисной ступени отбелки древесной
массы не отличается от режима обычной одноступенчатой отбелки:
расход пероксида водорода – 10–15 кг/т, концентрация массы –
не менее 12 %, рН 10–11, температура – 40–60 °С, продолжительность – 2–3 ч. Прирост белизны хвойной древесной массы
составляет 10–13 единиц.
Оптимальные условия второй (восстановительной) ступени
также не отличаются от одноступенчатого процесса: расход дитионита
натрия – 10 кг/т, концентрация массы – 6–8 %, рН 5–6, температура –
60–70 °С, продолжительность – до 2 ч. Прирост белизны составляет
3–5 единиц.
Таким образом, общий прирост белизны при двухступенчатой
комбинированной отбелке хвойной древесной массы может составить
13–18 единиц, а при отбелке лиственной древесной массы – до 20 единиц.
13.4. Оборудование для отбелки
К основным видам оборудования, применяемого при отбелке
древесной массы, относятся: отбельные башни; смесители; сгустители.
Отбельные башни представляют из себя вертикальные
цилиндрические емкости, оборудованные приспособлениями для
выполнения вспомогательных операций (перемешивания, разбавления,
112
выгрузки). В зависимости от производительности установки вместимость башен колеблется в широком диапазоне – от 80 до 2500 м
3
.
Отношение высоты башен к их диаметру чаще всего принимается
равным 3,5.
Конструкции отбельных башен очень разнообразны.
В качестве примера на рис. 17. приведены два типа башен –
с перемещением массы сверху вниз (тип а) и снизу вверх (тип б).
Рис. 17. Примеры конструкций отбельных башен с движением массы
сверху вниз (а) и снизу вверх (б): 1 – перемешивающее устройство;
2 – спрыски для азбавления; 3 – гребковое устройство;
4 – радиальный смеситель
В башнях с движением массы сверху вниз возможно
изменение продолжительности обработки регулированием уровня
массы (степени заполнения башни), что является важным
преимуществом. Такие башни удобнее в обслуживании,
так как позволяют вести визуальное наблюдение – отбирать
пробы для анализов и прекращать отбелку при достижении
заданной белизны или израсходовании заданного количества
отбеливающего реагента. Однако в башнях этого типа невозможно
исключить контакт массы с воздухом. Они предпочтительны для
перекисной отбелки, но совершенно непригодны для отбелки
дитионитами.
Отбельные башни с восходящим потоком полностью
заполняются волокнистой суспензией, поэтому масса после
смешивания с отбеливающим реагентом не соприкасается с воздухом
вплоть до завершения реакции. Устройства подобного типа могут
использоваться для отбелки дитионитами. В эксплуатации эта
113
конструкция менее удобна, она не позволяет гибко регулировать
продолжительность обработки.
Смесители предназначены для смешивания волокнистой
массы с растворами реагентов и для подогрева массы водяным паром.
Широкое распространение на предприятиях получили одно- и
двухвальные смесители и смесители-подогреватели (рис. 18.) надежно
работающие при концентрациях массы до 14 %.
Рис. 18. Смесители и смесители-подогреватели: а – одновальный
смеситель; б - одновальный смеситель-подогреватель;
в – двухвальный смеситель-подогреватель; 1 – ввод массы;
2 – выход массы; 3 – валы с билами; 4 – подвод пара;
5 – редуктор привода
114
Одновальные смесители имеют горизонтальный цилиндрический корпус, внутри которого с частотой около
150 мин
-1
вращается вал с билами различной формы.
Била располагаются спиралеобразно, что способствует осевому
продвижению массы. На внутренней поверхности корпуса
установлены короткие пальцы, обеспечивающие дополнительную турбулизацию потока. Масса и растворы реагентов
вводятся в смеситель через верхний патрубок, смещенный
к концу аппарата. Отвод массы в отбельную башню осуществляется
через нижний или боковой патрубок у противоположного
конца. В конструкциях смесителей – подогревателей для ввода
острого пара – предусмотрен ряд штуцеров с обеих сторон вдоль
корпуса.
Двухвальные смесители-подогреватели, в отличие от
одновальных, имеют два ротора, вращающихся в противоположных
направлениях с частотой около 180 мин
-1
.
Для сгущения массы и отбора избыточной жидкости после
отбелки применяются те же устройства, что и в очистном отделе. Все
более широкое применение для этой цели находят двухбарабанные
пресс-сгустители и винт-прессы.
115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном учебном пособии освещены вопросы производства
древесной массы, в том числе рассмотрены производства дефибрерной
и рафинерной древесной массы, а также вопросы, связанные с
технологическими линиями этих производств.
В каждом производстве рассмотрены общие понятия,
теоретические основы, основные процессы, продукция. Приведены
краткие сведения об основном технологическом оборудовании.
Благодаря дешевизне и доступности древесная масса нашла
широкое применение в производстве бумаги и картона. Она входит в
композицию подавляющего большинства видов бумажно-картонной
продукции в пределах от 10 до 90 %. Ее удельный вес в балансе
волокнистых полуфабрикатов бумажно-картонного производства
составляет около 40 %.
Однако, имея неоспоримые преимущества перед другими
волокнистыми полуфабрикатами, древесная масса в то же время
обладает рядом существенных недостатков: низкой по сравнению с
целлюлозным прочностью бумажного листа, высокими требованиями
к качеству древесного сырья и высоким удельным расходом
электроэнергии при ее производстве. Но, несмотря на указанные
недостатки, древесная масса широко применяется при производстве
бумаги, картона и т.д.
Авторы предлагаемой работы надеются, что она поможет
обучающимся в их самостоятельной подготовке к решению
контрольных заданий и тестов, выполнению рефератов и др.
116
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Аким Э.Л. Целлюлозно-бумажная промышленность России в
глобальном контексте / Э.Л. Аким // Матер. междунар. науч.-техн.
конф. «ПАП-ФОР 2004». – СПб., 2004. – С. 19–27.
2. Лаптев В.Н. Производство полуцеллюлозы: учебное пособие /
В.Н Лаптев. – СПб.: СПбГТУРП, 2003. – 56 с.
3. Лаптев В.Н. Практикум по технологии и оборудованию
целлюлозно-бумажного производства / В.Н. Лаптев, М.В. Ванчаков. –
М.: Экология, 1991. – 120 с.
4. Ласкеев П.Х. Производство древесной массы / П.Х. Ласкеев. –
М.: Лесная промышленность, 1967. – 267 с.
5. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. Производство
сульфитной целлюлозы: в 3 т. Т. 1./Н.Н. Непенин. – М.: Лесная
промышленность, 1976. – 624 с.
6. Поляков Ю.А. Производство механической массы: учебное
пособие / Ю.А. Поляков. – СПб.: СПбГТУРП, 1992. – 43 с.
7. Поляков Ю.А. Древесно-массное производство: учебное
пособие / Ю.А. Поляков, А.П. Бельский, В.Н. Лаптев. – Л.: ЛТИЦБП,
1989. – 65 с.
8. Пузырев С.С. Современная технология механической массы: в
3 т. Т. 1, Ч. 2. / С.С. Пузырев. – СПб.: СПбГТУ, 2000. – 185 с.
9. Технология целлюлозно-бумажного производства: справочные
материалы: 3 т. Т. 1, Ч. 3. – СПб.: Политехника, 2003. – 196 с.
10. Лебедева И.А. Отбелка древесной массы / И.А. Лебедева,
С.П. Кречетова. – М.: Лесная промышленность, 1973. – 160 с.
11. Оборудование целлюлозно-бумажного производства: в 2 т.
Т. 1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов /
под ред. В.А. Чичаена. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 368 с.
12. Шамко В.Е. Полуфабрикаты высокого выхода/В.Е. Шамко. –
М.: Лесная промышленность, 1989. – 320 с.
13. Кудимов В.А. Технология древесной массы: учебное
пособие/В.А. Кудимов, А.В. Бывшев. – Красноярск: СТИ, 1993. – 48 с.
14. Хакимова Ф.Х. Современное производство древесной массы:
конспект лекций / Ф.Х. Хакимова. – Пермь: ПГГУ, 1993 – 122 с.
15. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы: в 3 т. Т. 3. Очистка,
сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы производства целлюлозы/Н.Н. Непенин, Ю.Н. Непенин. – М.: Экология, 1994. – 592 с.
117
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................. 3
1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДРЕВЕСНОЙ (МЕХАНИЧЕСКОЙ)
МАССЫ ....................................................................................................... 4
2. ПРОИЗВОДСТВО ДЕФИБРЕРНОЙ ДРЕВЕСНОЙ
МАССЫ (ДДМ) .......................................................................................... 7
2.1. Сырье для производства ДДМ, подготовка и хранение ................... 7
2.2. Характеристика и качество ДДМ ....................................................... 9
2.3. Технологическая схема производства ДДМ ................................... 14
3. ДЕФИБРИРОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ................................................. 18
3.1. Теоретические основы процесса дефибрирования ......................... 18
3.2. Основные факторы процесса дефибрирования .............................. 20
3.3. Работа системы спрысков и температура оборотной воды ........... 25
3.4. Взаимосвязь отдельных факторов процесса дефибрирования ...... 26
3.5. Механические зависимости процесса дефибрирования ................ 27
3.6. Энергетические зависимости процесса дефибрирования .............. 28
4. ТИПЫ ДЕФИБРЕРОВ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ .................................................................................... 32
4.1. Цепные дефибреры ............................................................................ 33
4.2. Прессовые дефибреры ....................................................................... 34
4.3. Дефибрирование под давлением (ДДМД) ....................................... 35
4.4. Термодефибрирование на цепных дефибрерах .............................. 38
4.5. Типы дефибрерных камней .............................................................. 39
5. СОРТИРОВАНИЕ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ ....................................... 46
5.1. Грубое сортирование древесной массы ........................................... 46
5.2. Тонкое сортирование древесной массы ........................................... 47
5.3. Схемы сортирования ......................................................................... 49
5.4. Переработка отходов сортирования................................................. 50
5.5. Очистка древесной массы ................................................................. 51
5.6. Сгущение древесной массы .............................................................. 52
6. ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ ИЗ ЩЕПЫ .................... 54
7. ПОДГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ ............................................................ 58
7.1. Породный состав сырья .................................................................... 58
7.2. Особенности первичной подготовки и хранения щепы ................. 61
7.3. Обработка щепы перед размолом .................................................... 62
118
8. РАЗМОЛ ЩЕПЫ .................................................................................. 66
8.1. Типы мельниц .................................................................................... 66
8.2. Гарнитура мельниц ............................................................................ 72
8.3. Процесс размола ................................................................................ 73
8.4. Факторы размола ............................................................................... 74
8.5. Расход энергии на размол ................................................................. 75
9. ПРИМЕРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ....................................... 76
9.1. Производство РММ ........................................................................... 76
9.2. Производство ТММ ........................................................................... 77
9.3. Производство ХТММ ........................................................................ 80
9.4. Производство ХММ .......................................................................... 82
9.5. Рекуперация и утилизация тепла ..................................................... 84
9.6. Новое оборудование для размола .................................................... 86
10. ОЧИСТКА ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ .................... 87
10.1. Задачи, решаемые в очистном отделе ............................................ 87
10.2. Устранение латенсии ....................................................................... 87
10.3. Разделение волокнистой суспензии ............................................... 88
11. ОТБЕЛКА ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ ................................................... 92
11.1. Цвет и белизна древесной массы. Древесная масса
как объект отбелки ................................................................................... 92
11.2. Природа окраски древесной массы и принципы отбелки ............ 94
11.3. Реверсия белизны ............................................................................ 96
11.4. Влияние ионов металлов на белизну древесной массы .............. 97
12. ОТБЕЛКА ВОССТАНАВЛИВАЮЩИМИ РЕАГЕНТАМИ .......... 99
12.1. Отбелка дитионитами ...................................................................... 99
12.2. Условия отбелки ............................................................................ 101
12.3. Отбелка бисульфитом натрия ....................................................... 103
12.4. Отбелка боргидридом натрия ....................................................... 104
13. ОТБЕЛКА ОКИСЛЯЮЩИМИ РЕАГЕНТАМИ .......................... 104
13.1. Отбелка пероксидами .................................................................... 104
13.2. Отбелка другими окисляющими реагентами .............................. 110
13.3. Комбинированная отбелка ............................................................ 111
13.4. Оборудование для отбелки ........................................................... 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................... 115
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................... 116
119
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Лариса Николаевна Герке
Владимир Николаевич Башкиров
Алена Валентиновна Князева
ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ
Редактор Е. И. Шевченко
120
Подписано в печать 31.05.2017
Формат 60×84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
6,97 усл. печ. л.
7,5 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ
Издательство Казанского национального исследовательского
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
420015, Казань, К. Маркса, 68
исследовательского технологического университета
технологического университета