Меню Рубрики

Установки для непрерывной варки целлюлозы

Установки для непрерывной варки целлюлозы

Впервые непрерывный процесс варки целлюлозы был разработан в Советском союзе профессором Л.П. Жеребовым в 1936 году. Его идеи и расчеты были воплощены в жизнь в начале 1950-х годов в ходе первых послевоенных пятилеток. Основные цели перехода от периодической варки целлюлозы к непрерывной заключаются в стремлении к повышению производительности установки и экономии тепловой энергии пара на нагревание установки и реакционной среды после каждой разгрузки.

Одной из первых установок для непрерывной варки целлюлозы из щепы стал аппарат «Камюр”. Во многих странах по сей день эксплуатируются данные установки, поэтому разберем его принцип работы. Кроме того, практически все аппараты для непрерывной варки целлюлозы из щепы являются более или менее глубокой модернизацией аппаратов данной серии.

На рисунке 1 представлена технологическая схема процесса варки целлюлозы в аппарате «Камюр”. Щепа (11) подается в аппарат при помощи ленточного конвейера. Дозатор (9) регулирует подачу щепы, а питатель низкого давления загружает в пропарочный аппарат (7). В пропарочном аппарате происходит обработка щепы острым паром через перфорированную стенку. Температура пара в пропарочном аппарате 105-120 о С, пар подается из циклонов-испарителей (18 и 19) отработанных щелоков. Ротор продвигает щепу к загрузочному патрубку питателя высокого давления (6). Питатель высокого давления подает щепу под давлением щелока из насосов в нагнетательную магистраль (12).

Загрузочное устройство (13) шнекового типа (14) с перфорированной стенкой подает влажную щепу в верхнюю часть варочного аппарата. При этом, слабый щелок отжимается винтом через перфорированные стенки и откачивается насосом (4) к питателю высокого давления. Щепа плавает в верхней, «заварочной” части аппарата до тех пор, пока не пропитается щелоком до плотности, большей, чем плотность щелока. Температура в верхней части аппарата 110-115 о С.

По высоте аппарата расположены четыре сетки для предотвращения попадания крупных элементов щепы в нижнюю часть колонны. От верхней сетки к нижней происходит уменьшение размеров ячейки сетки от 12 до 4 мм . Сетка выполнено из высоколегированной нержавеющей стали.

По высоте колонны происходит постепенный подъем температуры от 105 о С до 170 о С. Для предотвращения смещения температур по зонам, вскипание варочного раствора подавляется высоким давлением в аппарате (около 12 атм.). Для поддержания высокой температуры в различных зонах аппарата применяется циркуляция щелока через теплообменники (16, 17, 22, 23), где он подогревается перегретым паром. Часть отработанного щелока отбирается перед последним фильтрующим элементом и направляется в циклоны-испарители, после чего идет на регенерацию.

Для разбавления проваренной массы и ее начальной промывки используется слабый черный щелок, который подается в нижнюю часть аппарата в области разгрузочного устройства. Разгрузочное устройство (21) служит для непрерывного слива реакционной массы в выдувной резервуар. На пути в выдувной резервуар, масса проходит через выдувное устройство (20), которое представляет собой сопловое устройство, предотвращающее резкий спад давления в котле. Концентрация целлюлозы в разгружаемой массе составляет всего около 14-16%.

Как видит мой уважаемый читатель, этот процесс имеет значительно более сложной конструкционное оформление, требует большей точности подгонки и регулировки всех узлов и агрегатов, чем периодически действующий котел, рассмотренный нами в прошлый раз. Основными недостатками крупных установок для непрерывного ведения процессов считаются низкая гибкость производства и сложности в регулировании технологического цикла, а также, сложности в точном поддержании заданных значений параметров процесса (температуры, расходы, давление и др.).

В связи с интенсивным развитием контрольно-измерительных приборов (КИП), компьютерной техники и программного обеспечения в последние 20-30 лет, точное регулирование всех параметров в линия непрерывных химических производств не составляет труда. Низкая гибкость данной технологической линии компенсируется отсутствием необходимости отделять от целлюлозы непроваренные элементы (сучки, комлевую часть и пр.). Так как, эти элементы будут болтаться по фильтрующим элементам до полного провара. При этом, следует или не допускать высокого содержания сучков в щепе или мельче измельчать эти партии древесины. Иначе, можно забить фильтрующие элементы. Но, это уже технологические тонкости, которые интересны лишь производственникам.

В целом, хочется отметить большую прогрессивность непрерывной варки целлюлозы по сравнению с периодической варкой. Периодическая варка рентабельна только для малотоннажных производств, например, в странах третьего мира или для уникальных сортов бумаги (денежная, бумага для исторических реконструкций и пр.). Основными недостатками непрерывного производства являются высокая стоимость оборудования, КИП и монтажных работ, а также, высокий расход воды. Что требует еще и постройки дополнительных очистных сооружений. Таким образом, практически любое непрерывное, высокоавтоматизированное производство является целесообразным и прогрессивным, если все делать грамотно и не экономить на экологии и безопасности.

Читайте также:  Установка звука на сгу

источник

Установка непрерывной варки.

1.1. Установка непрерывной варки. Стр.1

1.3. Краткое описание установки непрерывной

1.4. Пропарочная камера щепы. Назначение.

Расчётная часть.

2.1. Определение основных параметров пропарочной

2.2. Определение мощности привода винта пропарочной

камеры Стр.17 3. Неполадки в работе пропарочной камеры и способы их устраненияСтр.23

4. Список литературы.Стр.24

Установка непрерывной варки.

Создание промышленных установок для непрерывной варки целлюлозы и полуцеллюлозы является значительным достиже­нием в производстве целлюлозы во второй половине XX века. Непрерывная варка целлюлозы имеет ряд преимуществ перед периодической — высокую производительность единичных устано­вок, возможность получения целлюлозы равномерного качества, меньшую удельную потребность объема и площади производствен­ного помещения, меньшие удельные расходы материалов для кор­пуса и коммуникаций, технологической электроэнергии, автома­тики и КИП, возможность полной автоматизации производствен­ных процессов, меньшее количество обслуживающего персонала и др. Между тем установка непрерывной варки требует особых ус­ловий для нормальной работы: бесперебойного обеспечения ще­пой, варочным реагентом, паром, электроэнергией, высококвали­фицированным обслуживающим персоналом, строгого соблюдения графиков планово-предупредительного ремонта отдельных узлов и в целом установки как механической службы, так и службы электропривода комплектующего оборудования, КИП и автома­тики, строгого соблюдения технологического режима работы в целом. Для нормальной эксплуатации установки необходимо разрабо­тать подробные правила эксплуатации установки по всем видам службы и добиться совершенного знания ее обслуживающим пер­соналом.

Внеплановая остановка нарушает ритм самой установки и предприятия, так как выход из строя установки большой мощно­сти невозможно пополнить без ущерба качест­венных показателей продукции. Непрерывность работы установки исключает колебания давле­ния и температуры в отдельных частях корпуса и другом комплек­тующем ее оборудовании, создает постоянство напряжения от давления и температуры в отдельных частях стенки котла и ком­плектующих аппаратов. Это снижает усталостно-коррозионные повреждения поверхностного слоя металла стенки аппарата, осо­бенно из двухслойного металла. Кроме того, при непрерывной ра­боте установки устойчивость работы узла сальникового уплотне­ния вала, штоков запорной и регулирующей арматуры, уплотне­ния фланцевого соединения коммуникации трубопроводов, подшипникового узла и других значительно выше, чем при периодической работе установки. Первая промышленная установка «Камюр» производитель­ностью 35 т воздушно-сухой (в. с.) целлюлозы в сутки была пу­щена в эксплуатацию в 1947 г. на заводе «Феньерфорс» в Швеции. За технологический режим установки был принят режим работы сульфатварочного котла периодического действия. За короткое время установка подвергалась соответствующим конструктивным и технологическим усовершенствованиям и получила наиболее широкое распространение в мире. Производительность установки в течение 20—25 лет достигла уровня выше оптимального. На­пример, пущенная в эксплуатацию в 1972 г. установка производи­тельностью 1275 т целлюлозы в сутки не обеспечивала равномер­ности провара целлюлозы, по-видимому, из-за значительных раз­меров варочного котла установки. Опыт эксплуатации установок показывает, что для обычной сульфатной варки целлюлозы (с нормальным выходом из древесины) оптимальной производи­тельностью является 900—1000 т целлюлозы в сутки. В настоящее время в отечественной промышленности эксплуа­тируются установки типа «Камюр» производительностью 300, 365,. 420, 450, 500, 600, 820 и 1000 т в. с. целлюлозы в сутки.

Установка «Камюр

Технологическая схема стандартной установки для непрерывной варки сульфатной целлюлозы типа «Камюр» с однопоточным трактом подачи щепы

Установка состоит из тракта подачи щепы в котел, варочного котла вертикального типа и выдувного резервуара, который по конструкции мало отличается от выдувного резервуара, применяе­мого в котлах периодической варки.

В тракт подачи щепы входят: бункер для щепы, дозатор щепы/ питатель низкого давления, пропарочная камера, питающая труба и питатель высокого давления. Наиболее распространенным явля­ется двухпоточный тракт подачи щепы, но применяется и однопоточный тракт. Варочный котел имеет четыре зоны: пропитки,, варки, диффузионной промывки и охлаждения. У горловины верх­него днища смонтировано загрузочное устройство, а в нижнем днище—разгрузочное. Установка снабжена соответствующей сетью трубопроводов, насосами, вспомогательными аппаратами, теплообменниками, контрольно-измерительной аппаратурой, сред­ствами автоматизации технологического процесса и пультом ди­станционного управления установки.

Краткое описание технологического процесса установки «Камюр» .

Отсортированная от мелкой фракции, опилок и очищенная от металлических предметов щепа системой транспортеров подается в бункер для щепы 1 . Из бункера щепа через металлическую разгрузочную воронку, снабженную вибратором для устранения зависания щепы, поступает в дозатор 3. Дозатор роторного типа предназначен для равномерного объемного дозирования количества щепы заданной производительности. От дозатора щепа поступает в питатель низкого давления роторного типа 4. Питатель низкого давления предназначен для непрерывной подачи щепы в пропарочную камеру 5, работающую под избыточным давлением пара 0,05—0,15 МПа, и обеспечения ее герметичности. В пропарочной камере для удаления воздуха и улучшения пропитки щепа нагревается и пропаривается при температуре 105— 110°С. Выделяющиеся при этом из щепы пары скипидара и другие летучие соединения и избыточные пары вскипания отводятся трубопроводом 57, а воздух через трубопровод , присоединенный к патрубку одной из боковых крышек, в теплообменник. Дальше парогазовоздушная смесь 37 поступает в терпентинный конденсатор. Образующийся конденсат направляется в отстойник (флорентину) для выделения из него скипидара. Несконденсировавшиеся газы и воздух отводятся в атмосферу. В пропарочной камере используются пары вскипания, отбираемые из первого расширительного циклона 25 и подаваемые через паропровод 36. При пуске установки или при недостатке паров вскипания в пропарочную камеру подают через паропровод 2 острый пар под давлением 0,3 МПа. От камеры щепа поступает в питательную трубу 14 и впервые соприкасается с поступающим в трубу оборотным питающим щелоком. Щелок увлекает за собой щепу в карманы питателя высокого давления и повышает плотность заполнения их щепой. В питающей трубе поддерживается оптимальный уровень щелока (2/3 высоты камеры) для обеспечения гидравлического затвора питателя высокого давления (исключая попадание пара и пены в карманы питателя). Питатель высокого давления 12 служит затвором между пропарочной камерой и варочным котлом установки и предназначен для непрерывной подачи щепы с транспортирующим ее щелоком из зоны давления 0,05—0,15 МПа в зону, где давление составляет 1—1,2 МПа. Когда один из карманов вращающегося ротора находится в вертикальном положений, щелок через нижнюю перфорированную стенку конической втулки и нижний патрубок корпуса питателя насосом 8 отводится из кармана ротора и подается через трубчатые сита 6 вихревым очистителем 10 снова в питательную трубу, а избыточный щелок отводится в уравнительный бак 9 . Щепа при повороте ротора на 90°подхватывается из кармана потоком щелока загрузочной циркуляции 15, подаваемым насосом 11 в загрузочный трубопровод 31, и направляется в верхнюю часть котла. Постоянное количество щелока питающей циркуляции поддерживается за счет поступления щелока из загрузочной циркуляции. В прежних конструкциях питательной трубы к нижней ее части присоединена камера прямоугольного сечения , внутри которой расположено коробчатое сито для отвода избыточного щелока в уравнительный бак. Щепа, сильно разбавленная щелоком загрузочной циркуляции, от питателя высокого давления поступает в загрузочное устройство котла 30, состоящее из вертикального цилиндрического сита и вращающегося внутри винта с указателем уровня щепы в котле. Основная часть щелока проходит через отверстия сита в камеру, снова забирается насосом загрузочной циркуляции и подается в питатель высокого давления, и так непрерывно циркулирует в системе загрузки.

Читайте также:  Установка бесперебойного питания постоянного тока

Варочный котел установки представляет собой вертикальный аппарат колонного типа сварной конструкции из двухслойного металла с верхним днищем, где размещено загрузочное устройство 30, зоной пропитки, варки, диффузионной промывки, охлаждения и нижним днищем, где смонтировано разгрузочное устройство 19. Котел полностью заполнен щелоком и щепой . В нем поддерживается избыточное давление насосом 7, превышающее на 0,3—0,4 МПа давление вскипания щелока при максимальной температуре варки. Это позволяет создать различные температурные зоны по высоте котла и избежать вскипания циркулирующих щелоков при отборе их через сито варочного котла. Постоянное давление в котле поддерживается тем, что масса выдуваемой целлюлозы со слабым щелоком и масса отводимых крепких щелоков с верхней части зоны диффузионной промывки котла равна массе поступающей щепы, конденсата, варочного щелока и слабого промывного щелока. Все это регулируется автоматически соответствующими специальными приборами. В зоне пропитки котла щепа со щелоком в виде сплошной массы (столба) от показателя уровня щепы загрузочного устройства с температурой 105—110 °С под действием гравитационной силы непрерывно перемещается вниз и одновременно пропитывается щелоком. По мере окончания пропитки щепа переходит в участок подогрева и нагрева зоны варки. Здесь по окружности у стенки корпуса котла установлены заборные циркуляционные сита 28 и 32. В центре котла по высоте проходит четырехканальная циркуляционная труба 29 (в том числе, три канала имеют кольцевые поперечные сечения — «труба в трубе»). Проходя уровень расположения указанных заборных сит, щепа со щелоком под действием радиально идущего от трубы 29 к заборным ситам 28 и 32 нагретого в теплообменниках 18 и 33 и подаваемого насосами 16 и 13, (теплообменник 17 резервный) потока, нагретого циркуляционным щелоком, соответственно нагревается от 105—110 до 155 и от 155 до 175 °С. В зоне варки нагретая щепа со щелоком перемещается вниз и происходит процесс варки древесины, который заканчивается по мере достижения зоны диффузионной промывки. Затем происходит горячая противоточная диффузионная промывка сваренной целлюлозы. Для этой цели в верхней части зоны по окружности у стенки корпуса установлено заборное сито 27, разделенное горизонтальной перегородкой на две части. В нижней части корпуса в зоне охлаждения установлено сито 23 для отбора слабого щелока. Ниже сита 23, по окружности стенки корпуса установлен ряд сопл 22. Слабый промывной щелок с температурой около 75 °С насосом 20 через полый вал донного шабера разгрузочного устройства и сопла 22 подается в котел. Слабый щелок, поднимаясь вверх, разбавляет и охлаждает движущуюся навстречу целлюлозную массу; одновременно происходит диффузионный процесс промывки целлюлозы. Для повышения температуры отбираемого крепкого щелока из котла часть слабого щелока насосом 34 отводится через заборное сито 23, подается через теплообменник 35 и температурой около 130 °С поступает через центральную циркуляционную трубу 29 обратно в центр отбираемого участка. С верхнего участка сита 27 происходит вытеснение крепкого щелока температурой около 155— 160 °С в верхний расширительный циклон 25. Здесь щелок вскипает, образующийся пар направляется в пропарочную камеру через паропровод 36, а щелок —в нижний расширительный циклон 24, откуда щелок направляется на регенерацию и другие нужды, л пары вскипания—в теплообменник и конденсатор. С нижнего участка заборного сита 27 щелок насосом 26 отбирается и подается обратно в центр участка через циркуляционную трубу. При этом возникающий радиальный поток циркулирующего щелока препятствует разбавлению и охлаждению отбираемого крепкого щелока. Из разгрузочного устройства 19 целлюлозная масса температурой около 80°С, разбавленная слабым черным щелоком с концентрацией 8—12 %, через емкость 21 (слу-жившую раньше концентратором) выдувается в выдувной резервуар.

Читайте также:  Установка линейного трапа в душевой

источник

НЕПРЕРЫВНАЯ ВАРКА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Большая часть производимой в мире сульфатной целлюлозы (примерно 65 %) получается на установках непрерывного действия, что обусловлено следующими преимуществами этого способа варки:

■ большей производительностью 1 м 3 котла за счет исключения из баланса рабочего времени операций по загрузке и выгрузке котла;

■ сокращением размеров емкостей для щепы, щелоков, массы;

■ меньшей потребностью в производственных площадях;

■ постоянством расхода пара и энергии;

■ меньшим удельным потреблением электроэнергии;

■ высокой эффективностью использования тепловой энергии;

■ меньшим загрязнением окружающей среды;

■ наличием эффективной 1-ой ступени промывки целлюлозы в котле.

Вместе с тем непрерывная варка сульфатной целлюлозы для своего осуществления требует:

■ улучшенного качества и однородности древесного сырья;

■ постоянства параметров пара;

■ низкого содержания взвешенных веществ в белом щелоке, постоянства его состава;

В настоящее время наиболее распространены установки для непрерывной варки типа «Камюр». Первая в мире промышленная установка для непрерывной варки целлюлозы из соломы была установлена в 1936 году по проекту проф. Л.П. Жеребова на Добрушской бумфабрике (Белоруссия). За рубежом первая непрерывная варочная установка производительностью 20 т/сутки появилась в 1938 г в Швеции. Производительность первой промышленной варочной установки, установленной в 1948 г. на одном из заводов Швеции, составляла 30 т/сутки.

В 1957 г. для опорожнения котлов непрерывного действия стали использовать холодную выдувку, что благодаря охлаждению целлюлозы перед выдувкой, способствовало повышению прочности целлюлозы.

С 1962 году в котлах непрерывного действия стали применять промывку целлюлозы в котле, называемую «горячей диффузионной промывкой». Практически все котлы, установленные после 1962 г., имели зону горячей диффузионной промывки.

В 1983 г. были проведены производственные испытания модифицированной сульфатной варки (МСС), технология которой была разработана в Королевском институте технологии в Стокгольме.. По сравнению с обычной сульфатной варкой МСС обеспечивала более избирательную делигнификацию и повышение прочности целлюлозы.

Последние достижения в развитии технологии непрерывной варки — изотермическая варка (ITC), варка с предварительной пропиткой черным щелоком (BLI), предварительная пропарка под атмосферным давлением в бункере, новая система загрузки (Lo-level feed system), варка с пониженной концентрацией сухих веществ (Lo-solids), привели к снижению капитальных и эксплутационных затрат, улучшению качества целлюлозы.

Развитие варочных установок непрерывного действия направлено на повышение их производительности и улучшение качества целлюлозы. Производительность самого большого установленного варочного аппарата непрерывного действия составляет более 2000 т/сутки.

В настоящее время эксплуатируются варочные установки непрерывного действия 5 типов (см. таблицу, установленные в период с 1957 по 1997 гг:

Производительность установок колеблется от 200 до 2000 т/ сутки в.с. небеленой целлюлозы. Продолжительность варки (нахождения щепы в котле) составляет от 3 до 8 часов. Высота самого высокого котла (от фланца до фланца) составляет 77.5 м, а диаметр самого большого котла — 9.15 м. Самая большая в мире установка непрерывного действия имеет варочный котел объемом 4750 м 3 .

Описание варочной установки Количество установок
1.Однососудный, гидравлический
2.Однососудный, с паровой и жидкостной фазами
3.Двухсосудный, гидравлический
4.Двухсосудный, с паровой и жидкостной фазами
5.Для варки опилок
ИТОГО

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 941 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector