Оборудование для размола щепы (дисковые мельницы)
Дисковые мельницы (рафинёры), применяемые при производстве механической массы из щепы, относятся к аппаратам механического воздействия, передача энергии волокнам в которых осуществляется за счёт прямого силового контакта противолежащих жестких рабочих элементов и защемленного между ними слоя волокнистого материала.
Несмотря на появление и постоянный поиск новых принципов и устройств для размола, ножевые размалывающие аппараты остаются в настоящее время и на ближайшую перспективу наиболее универсальными для механической обработки щепы при производстве ТММ, ХТММ и ХММ.
Современные дисковые мельницы имеют надёжную конструкцию, которая обеспечивает параллельность противолежащих поверхностей дисков и точную регулировку зазора между ними.
Дисковые мельницы, используемые при получении механической массы, подразделяются на четыре основных типа (рис. 25): 1) однодисковые; 2) двухдисковые; 3) сдвоенные, 4) однодисковые с плоскоконическим диском.
Рис. 25. Типы дисковых мельниц применяемых при производстве механической массы из щепы: а-однодисковые; б-двухдисковые; в-сдвоенные; г-однодисковые с плоскоконическим диском.
Однодисковые мельницы – один диск вращается, второй – стационарный (рис. 25.а). Частота вращения диска 1500 – 1800 мин-1. Диск приводится во вращение встроенным или присоединённым двигателем. Схемы работы однодисковой мельницы представлены на рис. 26 и 27, устройство – на рис. 28.
Щепа вместе с паром после предварительной термогидролитической или химико-термогидролитической обработки поступает в винтовой питатель (шнек) «пробкового» типа. В нём она сжимается, при этом удаляются излишняя вода и экстрактивные вещества, которые по дренажной трубе отводятся в специальную ёмкость. Далее щепа (при постоянной влажности) посредством винтового питателя через отверстие в неподвижном диске подаётся в зону размола дисковой мельницы, где подвергается механической обработке. Пар удаляется через отводную трубу, расположенную на корпусе подающего щепу винтового питателя. Вода на разбавление подаётся в зону размола. Полученная масса и пар, возникающий в процессе размола, удаляются из дисковой мельницы через выдувную линию.
Пар
на
рекуперацию
Масса
в бассейн для устранения латентности
Рис. 26. Принципиальная схема подачи щепы и отвода массы и пара из однодисковой мельницы RGP 60: 1 - бункер для пропарки щепы; 2 - винтовой питатель; 3 - промежуточный циклон; 4 - дисковая мельница RGP 60; 5 - циклон.
Щепа
Масса
в бассейн для устранения латентности
Щепа
Пар
на
рекуперацию
Рис. 27. Принципиальная схема подачи щепы и отвода массы и пара из двухдисковой мельницы RGP 65 DD: 1 - винтовой питатель; 2 - винтовой питатель «пробкового типа»; 3 - двухдисковая мельница RGP 65 DD; 4 - циклон.
Рис. 28. Дисковая мельница «Sprout-Valdron»
Отечественной промышленностью выпускают однодисковые мельницы различных модификаций, типоразмеров и назначения. Характеристики наиболее распространённых модификаций приведены в табл. 4. В табл. 5 приведены технические характеристики однодисковых мельниц фирмы «Sunds Defibrator».
Таблица 4
Технические характеристики отечественных однодисковых мельниц для размола щепы
Параметры |
Тип мельниц |
|
МД-5М1А |
МД-5Ш2 |
|
Производительность, т/сут |
65-170 |
80-220 |
Диаметр диска, мм |
1450 |
1450 |
Мощность привода, кВт |
5000 |
6500 |
Частота вращения, мин-1 |
1500 |
1500 |
Таблица 5
Техническая характеристика однодисковых мельниц
фирмы «Sunds Defibrator»
Параметр |
Тип мельницы |
||
RGP 60 |
RGP 65 |
RGP 68 |
|
Диаметр диска, мм (дюйм) |
1500 (60) |
1650 (65) |
1730 (68) |
Производительность, т/сут - в линии ТММ при размоле в одну ступень при УРЭ = 1800 кВт∙ч/т и 200 кВт∙ч/т при размоле отходов - в линии ХТММ при размоле в одну ступень при УРЭ = 1400 кВт∙ч/т |
105-130
140-170 |
105-130
140-170 |
125-150
170-200 |
Давление (расчётное), кПа |
700 |
700 |
900 |
Температура (расчётная), 0С |
180 |
180 |
180 |
Электродвигатель: - мощность, МВт - частота вращения вала, мин-1 |
8-10 1500-1800 |
10-12 1500-1800 |
12-16 1500-1800 |
Масса, т |
18 |
22 |
22 |
Двухдисковые мельницы – два диска вращаются в противоположных направлениях (рис.25.б.). каждый из дисков установлен на консольном валу и приводится во вращение отдельным двигателем. Вращающийся в противоположном направлении диски имеют большую частоту вращения - 2400…3000 мин-1. Щепа поступает в зону размола через отверстие в одном из вращающихся дисков.
Принцип действия двухдисковой мельницы аналогичен однодисковой. Большое влияние на УРЭ при производстве механической массы из щепы на однодисковых и двухдисковых мельницах оказывает частота вращения вала.
Сдвоенные дисковые мельницы типа DD (рис. 25.в.) снабжены одним вращающимся диском-ротором, расположенным между двумя неподвижными дисками. Гарнитура находится на обеих сторонах вращающегося диска. Такая конструкция как бы объединяет в себе две однодисковые мельницы.
Сдвоенные дисковые мельницы обладают следующими преимуществами по сравнению с однодисковыми:
обеспечивают удвоенную производительность при небольшом увеличении габаритных размеров и занимаемой площади;
на валу ротора не возникает больших осевых усилий, так как присадка по обе стороны вращающегося диска одинакова; это существенно упрощает конструкцию.
Однодисковые мельницы с плоскоконическим диском типа CD (рис. 25.г.) позволяют получить механическую массу в одну ступень размола при пониженном УРЭ. В плоской зоне размола древесное сырьё дефибрируется, а в конической - происходит придание волокнам бумагообразующих свойств. Изменяя распределение энергии между плоской и конической зонами размола в дисковых мельницах типа CD можно регулировать качество массы.
Технические характеристики дисковых мельниц типа CD приведены в табл. 6.
Таблица 6
Технические характеристики дисковых мельниц типа CD
фирмы «Sunds Defibrator»
Показатель |
Тип мельницы |
|||
RGP70СD |
RGP76CD |
RGP82CD |
RGP86CD |
|
Диаметр диска, мм (дюйм) |
1870(70) |
1930(76) |
2082(82) |
2135 (86) |
Производительность, т/сут: - в линии ТММ при размоле в одну ступень при УРЭ = 1800 кВт∙ч/т и 200 кВт∙ч/т при размоле отходов - в линии ХТММ при размоле в одну ступень при УРЭ = 1400 кВт∙ч/т |
180-210
240-270 |
230-280
290-350 |
270-315
340-416 |
530
- |
Давление (расчётное), кПа |
900 |
700 |
900 |
800 |
Электродвигатель: - мощность, МВт - частота вращения вала, мин-1 |
15-17 1500-1800 |
19-..23 1500-1800 |
22-26 1500-1800 |
25-32 1500-1800 |
Масса, т |
32 |
25 |
27 |
27 |
Коническая мельница Conflo (рис. 29.), разработанная фирмой «Sunds Defibrator», - аппарат новой конструкции, используемый для размола волокнистых полуфабрикатов. Ротор мельницы - конический, малой длины, с малым углом конуса, консольной конструкции.
В процессе размола в мельнице Conflo волокна становятся гибкими и пластинчатыми (подвергаются интенсивной внутренней фибрилляции), в результате чего повышается сопротивление разрыву при растяжении или сопротивление раздиранию по сравнению с массой, размолотой в дисковой мельнице.
Сравнивая мельницы Conflo и дисковые мельницы, можно отметить следующее:
- мельница Conflo имеет большую зону размола, и волокнистая масса находится в ней более продолжительное время, чем в дисковых мельницах;
- зазор между ротором и статором мельницы Conflo более стабилен, чем зазор между дисками в дисковой мельнице;
- качество массы при размоле в мельнице Conflo позволяет получить бумагу с более высокими показателями механической прочности при более низкой степени помола, с лучшим сочетанием таких важнейших свойств, как жёсткость и пористость, с оптимальным сочетанием сопротивления на разрыв при растяжении и сопротивления раздиранию, чем при размоле на дисковых мельницах;
- УРЭ на размол массы для изготовления бумаги с одинаковым показателями механической прочности меньше в мельнице Conflo, чем в дисковой мельнице;
- варьировать производительность мельницы Conflo гораздо проще, чем производительность дисковых мельниц;
- установка, эксплуатация и обслуживание мельницы Conflo более просты, чем дисковых мельниц;
- заданная степень помола массы достигается быстрее при использовании дисковых мельниц, чем при использовании мельницы Conflo, (при одинаковом УРЭ);
- размол массы в дисковых мельницах оказывает режущее действие на волокна, что обеспечивает более эффективное удаление костры, чем при размоле в мельнице Conflo;
- мельницы Conflo более пригодны для последовательной установки в системах размола, чем дисковые мельницы.
Рис. 29. Коническая мельница Conflo.