Прядильных растворов

Опыт многолетней эксплуа­тации различных систем уста­новок для растворения ксанто­гената показал целесообраз­ность применения растирателей как самостоятельных аппара­тов, а не как конструктивного органа растворяющих аппара­тов по следующим основным причинам:

а) возможность установки самостоятельных растирателей на трассе передачи пульпы из ксантогенаторов в растворители и раз­рушения комков ксантогената до попадания их в растворитель;

б) ускорение процесса растворения ксантогената без комков, т.е. улучшение кривых кинетики растворения;

в) более экономичная работа растирающих механизмов, т.к. они включаются в действие только в период передачи пульпы из ксантогенаторов в растворители, в то время как растирающие органы должны работать в течение всего цикла растворения, бесполезно затрачивая при этом энергию на излишнее дополнительное перемешивание вискозы;

г) возможность создания более мощной, точной конструкции растирающих органов.

 

В промышленности вискозных волокон начали применять само­стоятельные аппараты различной конструкции для грубого и тон­кого растирания комков ксантогената, однако существуют и успешно работают растиратели, имеющие несколько ступеней растирания и одном аппарате.

Но характеру рабочих органов растиратели можно разделить на лопастные, центрифуги, вальцевые, дисковые.

 

Лопастные растиратели устарели, хотя до сего времени и рабо­тают на многих предприятиях вискозного волокна. С конца пятиде­сятых годов их выпуск и применение на новостройках были пре­кращены.

 

Растиратели-центрифуги (на штапеле)- трехступенчатые аппараты, не тре­бующие подачи пульпы насосами, т.к. последняя течет через аппарат под воздействием центробежной силы. Из ксантогенатора пульпа поступает самотеком через патрубок 1 в верхнюю полость корпуса 2 аппарата. В корпусе помещен вертикальный ротор 3 центрифуги, вращающийся с частотой 980 об/мин. На роторе 3 закреплены три перфорированные корзины 4 с диаметром отверстий на первой ступени 7 мм, на второй - 5 мм и на третьей - 3 мм. Внутри корзин 4 с незначительным зазором помещены неподвижные ножи 6, закрепленные в крышке корпуса аппарата. Пульпа поступает самотеком в центр аппарата под воздействием ц/б силы, создаваемой вра­щением ротора 3, проходит через все три перфориро­ванные вращающиеся корзины, 4, где комки растираются между стенками корзин и неподвижно стоящими но­жами 6, и выходит из аппарата че­рез патрубок 7. Работа производится в среде инертного газа - азота, т.к. иначе всегда возможны взрывы паров сероуглерода, содержащихся в разрушаемых комках ксантогената.

 

Вальцовые растиратели (для грубого растирания)— одно­ступенчатые аппараты, предназна­ченные для грубого предварительного разрушения комков ксанто­гената в пульпе, которая затем подается на окончательное, тонкое растирание в другой аппарат. Аппарат имеет два горизонтальных вальца, 1 и 2, вра­ щающихся с частотой 460 и 150 об/мин. Вальцы набраны из зубчатых дисков (типа храповиков) и смонтированы так, что зубчатые диски, установленные на одном вальце, заходят в промежутки между ди­сками, установленными на другом вальце. Для очистки зубчатых дисков от налипшего ксантогената установлены гребенчатые ножи 3. Вращаясь навстречу один другому, вальцы зубьями дисков захваты­вают комки ксантогената, мельчат их и сбрасывают в составе пульпы в нижнюю часть аппарата.

1, 2 – вальцы горизонтальные,

3 – нож гребенчатый,

4 – патрубок

 

 

Дисковые растиратели (для тонкого растирания КС) - одноступенчатые аппараты. Эти аппараты не могут перерабатывать крупнокомковатую пульпу, поступающую непосредственно из ксантогенатора, и их надо устанавливать после аппаратов грубого растирания. Расположение растирающих дисков может быть вертикаль­но и горизонтальное.

Пульпа поступает в центр корпуса аппарата через штуцер 1. На передней стенке аппарата закреплен диск 2, на торцовой рабочей поверхности которого находятся пирамидальные зубья. На валу 3, вращающемся с частотой 1425 об/мин, посажен аналогичный диск 4. Под действием ц/б силы и давления, пульпа проходит в зазоре между неподвижным диском 2 и вращающимся диском 4. Комки ксантогената растираются ме­жду зубьями подвижного и неподвижного дисков, вели­чина зазора между которы­ми может регулироваться от 0,01 до 8 мм. Работа этого растирателя в среде инертного газа не обязательна.

 

Турборастворители, применяемые на ряде действующих предприятий, имеют следующие недостатки, препятствующие их более широкому распространению:

а) сложная регулировка малого зазора между лопа­стями мешалки, зубчатыми накладками на днище аппарата и обеими решетками;

б)увеличение зазора сразу приводит к ухудшению работы аппарата, т.к. удлиняется первая стадия процесса растворения ксантогената;

в) повышенный расход энергии, который на 1 т выработанного волокна составляет от 650 до 1000 кВт /ч, что неблагоприятно влияет на технико-экономические показатели.

Целесообразнее применять простые и экономичные конструкции растворители, осуществляя на них только перемеши­вание, а разрушение комков ксантогената вести на специальных растирателях, уста­навливаемых на трассе передачи пульпы из ксантогенаторов в рас­творители.

 

Растворители ксантогената, применяемые в производстве вискоз­ных волокон,

разнообразны по конструкции и их можно разделить на следующие группы:

а) горизонтальные с одним перемешивающим устройством;

б) горизонтальные с двумя или тремя перемешивающими устройствами;

в) вертикальные с одним перемешивающим устройством;

г) вертикальные с одним перемешивающим устройством и неподвижными контрбилами;

д) вертикальные с тремя перемешивающими устройствами.

 

Турборастворители (на штапеле) были созданы с целью конструктивного объединения в одном аппарате функций растворителя и растирателя целлюлозы.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого помещен диффузор 2, в нижней его части закрытый горизонтальной плоской решеткой 3 и наклонными коническими решет­ками 4. В полости, образуемой днищем аппарата 5, горизонтальной решеткой 3 и коническими решетками 4, помещена трехлопастная однорядная мешалка 6 с нижним приводом от электродвигателя 7. Днище, стенки корпуса и стенки диффузора имеют рубашки для темперирования растворяемой вискозы.

Используют раствор слабой щелочи – 4%.

Время растворения 1,5 – 3ч.

Температура растворения 6 – 8^о С (начальная), и 12 – 14^оС (конечная).

Емкость 11 м³,

загрузка – 750 кг целлюлозы,

частота вращения турбинки 100-120 об/мин,

отверстия решетки 4-6 мм

Достоинства:

-благодаря наличию диффузора в аппарате происходит хорошо организованная циркуляция жидкости (показана стрелками);

-комки ксантогената при этом растираются между гранями решеток и гра­нями лопастей мешалки.

-кроме этого, чтобы облегчить разрушение комков ксантогената, осевших на дно аппарата, в средней части днища закреплены зубчатые накладки.

 

Горизонтальный растворитель с двумя перемешивающими устройствами. Широко применяются на действующих предприятиях вискозного волокна. Они экономичны по расходу энергии и обеспечивают интенсивное перемешивание раствора. Недостаток их – наличие мертвых зон в нижней части аппарата, где наблюдается залеживание комков ксантогената.

 

 

Вертикальный растворитель ксантогената с тремя перемешивающими устройствами. Эффективен по перемешиванию и весьма экономичен по расходу энергии. Устройство: корпус с рубашкой темперирования, три вала с мешалками, штуцера для подачи теплоносителя, загрузки ксантогената целлюлозы, подачи щелочи и выгрузки вискозы, электродвигатель.

 

Привод растворителя может быть общим на все три вала или же индивидуальным для каждого вала. Частота вращения перемешивающих устройств 45-50 об/мин (иногда до 75) при угле атаки 45^о обеспечивает время одного цикла растворения порядка 1 - 2 ч при условии предварительного пропуска пульпы через растиратели.

 

 

Вопросы для закрепления материала:

 

а) дать определение – ксантогенирование;

б) требования к аппаратам – ксантогенаторам;

в) параметры процесса ксантогенирования;

г) типы аппаратов;

д) бочкообразный ксантогенатор – устройство;

е) бочкообразный ксантогенатор – схема работы;

ё) бочкообразный ксантогенатор – техническая характеристика;

ж) способы загрузки щелочной целлюлозы в аппараты ксантогенирования;

з) причины взрывов сероуглероды в аппаратах;

и) мероприятия, предупреждающие взрывы;

й) целесообразность применения растирателей как отдельных устройств;

к) типы растирателей;

л) растиратель центрифуга – устройство;

м) растиратель центрифуга – схема работы;

н) дисковый растиратель – устройство;

п) дисковый растиратель – схема работы;

р) валковый растиратель – устройство;

с) валковый растиратель – схема работы;

т) типы растворителей ксантогената;

у) турборастворитель – устройство;

ф) турборастворитель – схема работы;

х) достоинства турборастворителя.