Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл

резервуара в присутствии щелоков при температуре 80—90° С в дисковых мельницах с закрытой камерой. При этом перед дисковыми мельницами обычно производится дробление круп­ ной щепы и сучков на цилиндрических мельницах, разбивателях, встроенных в выдувные резервуары, конических мельни­ цах, работающих с большим зазором, или фибрилляторах, снабженных перфорированными ситами с диаметром отверстий около 20 мм. Это повышает качество размола на дисковых мельницах и способствует снижению общего расхода энергии. Лучшим устройством, устанавливаемым перед дисковой мель­ ницей, необходимо считать фибриллятор, так как он кроме дробления крупной щепы обеспечивает удаление посторонних

нять однодисковые и сдвоенные мельницы с закрытой камерой. Производительность мельниц при этом будет максимальной. Размол осуществляется в один проход при концентрации массы не менее 4%. Более высокая концентрация массы позволяет уменьшить количество отходов сортирования и сохранить длину

древесины. Масса в мельницы должна подаваться под давле­ нием 0,1—0,25 МПа.

После предварительного размола в дисковых мельницах масса обычно подается на сортирование. Отсортированную массу направляют на промывку, а отходы сортирования вновь поступают в выдувной резервуар и циркулируют в системе до тех пор, пока не пройдут через сортировки.

В некоторых технологических потоках отходы сортирования направляют на повторную варку (это упрощает схему, но уменьшает общий выход целлюлозы).

Такой размол массы вполне пригоден для получения цел­ люлозы с выходом до 50—52%. При большем выходе целлю­ лозы размол только в мельницах с закрытой камерой не обес­ печивает сокращения количества отходов до приемлемого пре­ дела. Повышение расхода энергии не дает требуемого эффекта, так как сопровождается существенным уменьшением длины

волокон.

Оптимальный расход энергии должен определяться индиви­ дуально для каждого потока.

В таких случаях оправдывает себя применение второй сту­ пени размола при высокой концентрации. Эта вторая ступень размола осуществляется в дисковых мельницах со свободным выходом массы при концентрации 12—15% и удельном рас­ ходе энергии 180—580 МДж/т. Второй ступени размола пред­ шествует, как правило, промывка.

После промывки целлюлозу в дисковые мельницы подают системой винтовых конвейеров. В этом случае мельница может быть размещена в непосредственной близости от промывной установки. После дисковой мельницы размолотая масса насо­ сом высокой концентрации откачивается в бассейн. Дисковые мельницы можно размещать непосредственно на бассейне вы­

Потребление энергии на размалывающих установках высо­ кой концентрации зависит от выхода целлюлозы и от степени разделения массы на волокна в первой ступени. Следует от­ метить, что во второй ступени размола степень помола увели­ чивается незначительно, достигается лишь разделение массы на волокна без их укорочения.

Размол на второй ступени (при повышенной концентрации) должен осуществляться в легком режиме. Для проведения этого процесса требуется применять мельницы с большой раз­ малывающей поверхностью гарнитуры и высокой окружной скоростью дисков ротора.

Для этих целей рекомендуется применять дисковые мель­ ницы исполнения Ш 3-го и 4-го типоразмеров с диаметрами

в последние годы получил распространение так называемый внутрипоточный размол. При этом способе предварительного размола обработка массы осуществляется в мельнице, уста­ навливаемой непосредственно на линии выдувки, при высоком давлении и температуре 80—100° С (низкотемпературная вы­ дувка). Давление и количество поступающей в мельницу массы регулируются выдувным клапаном котла. Этот способ размола может полностью заменить предварительный размол массы в дисковых мельницах при низкой концентрации. Разделение массы на волокна здесь осуществляется без повышения сте­ пени помола при минимальном укорочении волокна. Несмотря на малый удельный расход энергии, значительно снижается со­ держание в массе костры и непровара, что увеличивает эффек­ тивность промывки. Закрытая система уменьшает пенообразование.

Для внутрипоточного размола массы применяются мель­ ницы исполнения У, способные работать при высоких давлениях (до 2,4 МПа), что соответствует сумме рабочего и статического давлений в варочном котле.

Для этих целей могут быть применены дисковые мельницы марок МД-2У5, МД-ЗУ5, МД-ЗУ8 и МД-ЗУ9, имеющие усилен­ ные камеры и мощные сальниковые узлы. Производительность этих мельниц при таком применении составляет от 100 до 750 т/сут. Необходимо учитывать, что нормальная работа мель­ ниц на линии выдувки не может быть обеспечена, если в массе

котлы должны снабжаться встроенными сепараторами, улав­ ливающими инородные включения.

В случае применения внутрипоточного размола выход цел­ люлозы может быть увеличен на 3—4% без ухудшения каче­ ства массы. Правильное применение указанных выше способов размола в варочном отделе может обеспечить выход целлю­ лозы до 60%. При этом может быть исключено сортирование массы полностью или той ее части, которая применяется для основного слоя картона. При производстве белимых сортов целлюлозы процесс сортирования также может быть упрощен, но варка щепы должна проводиться до разделения ее на во­ локна.

Рассмотренные выше способы размола в основном отно­ сятся к производству целлюлозы в установках непрерывной варки с' вертикальным котлом. При производстве целлюлозы в многотрубных аппаратах предварительный размол осуществ­ ляется, как правило, в две ступени. Первая ступень — на мель­ ницах для горячего размола (исполнения У) непосредственно после варочного аппарата до выдувного резервуара, т. е. так же, как и в выше рассмотренных вариантах, на линии выдувки при высоком давлении и температуре.

Надо иметь в виду, что в связи с особенностями передачи сваренной щепы от варочного аппарата к мельнице перед пос­ ледней должен быть установлен загрузочный питатель, подаю­ щий массу в зону размола мельницы. Он может быть выпол­ нен как элемент варочного аппарата либо поставляться вместе

с мельницами в виде установок.

После мельниц устанавливаются выдувные устройства, вы­ полняемые обычно в виде клапанов, регулирующих проходное сечение выпускных отверстий. Очистка щепы от инородных включений и в этом случае является также обязательным ус­ ловием для нормальной работы мельниц.

Вторая ступень размола осуществляется после промывки

ной концентрации (8—15%) в мельницах со свободным вы. ходом.

Массный размол. Этот вид размола проводится, как пра. вило, в размольно-подготовительных отделах и предназначен для придания волокнам определенной структуры, размеров по длине и толщине, гибкости и пластичности. Этот вид размолу применяется для полуфабрикатов, в основном уже разделен, ных на волокна, и может проводиться при низкой концентра, ции (2 —6 %), что является наиболее распространенным спо. собом приготовления бумажной массы, а также при высокой (10—30%) концентрации. Массный размол при низкой кон. центрации осуществляется на однодисковых и сдвоенных мель, ницах с закрытой камерой. Предусмотренные стандартом мель, ницы этого исполнения обеспечивают производительность до 650 т/сут. При размоле массы повышенной и высокой концент. рации применяются мельницы, снабженные питателем и имею, щие свободный выход массы. Они от мельниц, применяемых для предварительного размола, отличаются лишь размалываю, щей гарнитурой.

Размол массы высокой концентрации проводится на спе. циальных установках, включающих сгущающее оборудование, транспортные средства и дисковые мельницы. Описание и основные параметры таких установок приведены ниже. После размола массы при высокой концентрации (обычно только в одну ступень), как правило, требуется последующий размол при низкой концентрации.

Размол массы при низкой концентрации наиболее прост с точки зрения организации технологических потоков и мобиль. ности изменения технологических схем. При размоле массы

и некоторых других), при переработке полуфабрикатов из ли­ ственных пород древесины и отходов сортирования древесной массы. Поэтому в тех случаях, когда качество массы, размоло­ той при низкой концентрации, позволяет получить бумагу с не­ обходимыми свойствами, а также в потоках небольшой про­ изводительности предпочтение следует отдавать такому раз­

молуОптимальным режимом размола большинства волокнистых

полуфабрикатов является такой, при котором прирост степени помола за одну ступень составляет 5—15° ШР. Нижние пре­ делы (5—8° ШР) рекомендуются для трудноразмалываемых материалов (сульфатной целлюлозы, хлопковой целлюлозы и др.), верхние (8—15°ШР) для легкоразмалываемых (сульфит-, ной беленой целлюлозы, нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы и т. п. ).

На дисковых мельницах за один проход особенно легкоразмалываемых материалов можно повысить степень помола на 20—25° ШР, но при этом резко сокращается длина волокон. Достигается это увеличением степени загрузки мельницы и уменьшением производительности. Срок службы гарнитуры при таких режимах работы уменьшается в несколько раз. В случае необходимости, уменьшив загрузку мельницы и увеличив ее производительность, можно уменьшить степень помола мате­ риала, при этом будет преобладать фибриллирование волокон, срок службы гарнитуры будет наиболее высоким.

Как уже было сказано, характер воздействия гарнитуры на волокно зависит от удельной нагрузки. Максимально допусти­ мые для некоторых видов материалов удельные нагрузки, при которых еще обеспечиваются хорошие физико-механические свойства бумаги, приведены в табл. 4.4. В этой таблице даны также рекомендуемые значения удельной нагрузки с учетом до­ стигаемой направленности процесса размола для целлюлоз из древесины хвойных пород.

4.4. Удельная нагрузка при размоле некоторых видов волокнистых материалов

Поскольку на процесс размола оказывает влияние практи­ чески только полезная мощность УУПол, для расчета размалыва­ ющих машин целесообразно ввести показатель удельного по­ лезного расхода энергии А0у который показывает, какая работа затрачивается в межножевом зазоре мельницы для того, чтобы увеличить степень помола 1 т волокна на Г ШР. Этот показа­ тель при постоянном удельном давлении в зазоре не зависит

от типа размалывающей машины и определяется видом во­ локна, его сопротивляемостью размолу.

Процесс размола характеризуется начальным периодом (от 13—15 до 27—30° ШР) со значительным удельным расходом энергии, средним (от 27—30 до 65—70° ШР), удельный расход энергии на 1°ШР на этом участке наименьший, и заключитель­ ным периодом, когда удельный расход энергии достигает мак­ симума.

Средние значения удельных расходов энергии А0 на раз­

4.5. Средние значения удельных расходов энергии А 0 при размоле некоторых

видов волокнистых полуфабрикатов

ство древесной массы из щепы рассмотрено в разделе 6 . Здесь укажем лишь следующее.

В зависимости от технологии производства древесной массы из щепы (термомеханический способ, полутермомеханический, размол щепы без проварки и т. д.) требуется применение дис­

щие производительность от 35 до 120 т/сут, а также сдвоенные

могут быть использованы и дисковые мельницы 3-го типораз­ мера, например МД-ЗШ9 (18—30 т/сут).

В производстве химической древесной массы, полуцеллюлозы высокого выхода для размола при высоких давлении и температуре предварительно пропитанной химикатами и ча­

стично проваренной Щепы, а также для размола при давлении 0,8—1,2 МПа предварительно пропаренной щепы в производ­ стве массы для древесноволокнистых плит применяются одно­ дисковые мельницы с усиленной камерой. Эти мельницы, как правило, поставляются в составе установок для горячего раз­ мола, которые будут рассмотрены ниже.

Все эти процессы и особенно процесс получения древесной

и размол осуществляются в одной и той же мельнице по мере прохождения волокнистого материала от внутренней зоны раз­ малывающей гарнитуры к периферической.

При реализации всей мощности, требуемой для получения полуфабриката определенного качества, что мощные дисковые

теризуются высоким содержанием крупных частиц волокнистых материалов. Они должны быть предварительно разделены на волокна без значительного укорочения последних, а затем раз­ молоты для получения полуфабриката с определенными свой­ ствами. Правильное проведение размола отходов сортирования позволяет получить из них массу, часто не уступающую по .ка­ честву отсортированной массе.

Размол отходов сортирования осуществляется как при низ­ кой, так и при высокой концентрации. Предварительный размол (в основном разделение на волокна) целесообразно вести при высокой концентрации, окончательный — при низкой. Для этих целей применяются те же дисковые мельницы, что и на мас­ сном размоле: на первой ступени — мельницы с питателем и свободным выходом массы, на второй — однодисковые или сдвоенные мельницы с закрытой камерой. Для размола отхо­ дов на первой ступени используются те же самые установки, что и для массного размола целлюлозы и полуфабрикатов вы­

ложнение технологической линии в этом случае неоправданно) в две-три ступени или в одну ступень с введением рецирку­ ляции.

Размол (выравнивание) массы перед подачей на бумагоде­ лательные и картоноделательные машины. Дополнительный размол (выравнивание) отсортированной и очищенной массы перед подачей на машину находит все большее распростране­ ние в связи с возрастающим применением полуфабрикатов высокого выхода, древесной массы, а также в связи с повы­ шенными требованиями к качеству подаваемой на машину массы. Основное назначение дополнительного размола — рас­

щепление сгустков волокон в массе. Дополнительный размок необходим и потому, что качество полуфабрикатов периодиче­ ски может меняться (в зависимости от режима варки, состоя­ ния гарнитуры на мельницах в размольно-подготовительных цехах и др.). С помощью выравнивающих мельниц машинист бумагоделательной машины может быстро подкорректировать качество поступающей на отлив бумажного полотна массы.

Прочие виды размола. При утилизации загрязненных видов макулатуры (битумированной, парафинированной и т. п.) они после термодисперсионной обработки в паровой среде подверга­ ются горячему размолу в дисковых мельницах исполнения У, при этом частицы загрязнений (битум, парафин) размельча­ ются и равномерно распределяются между волокнами.

Применение на дисковых мельницах размалывающей гарнитуры с большим числом ножей обеспечивает сохранение длины волокон и позволяет эффективно использовать мельницы на обработке (подмоле) макулатурной массы после гидроразбивателей.

Дополнительный размол дефибрерной древесной массы на дисковых мельницах как при низкой, так и высокой концент­ рации позволяет не только улучшить качество полуфабрика­ тов, но и увеличить производительность дефибреров за счет ужесточения режима дефибрирования.

Применяются дисковые мельницы и на размоле тряпичной полумассы. Ряд исследований показывает, что этот процесс более экономичен, чем размол в роллах, и тряпичная масса после дисковых мельниц имеет более высокие механические показатели.

4.1.6. Определение производительности мельниц

Производительность мельниц определяют, исходя из уста­ новленной мощности привода ротора, степени загрузки и тре­ буемого качества конечного продукта.

В качестве обобщенного показателя, косвенно характе­ ризующего изменение волокон в процессе размола,, в ГОСТ 23666 — 79 «Мельницы дисковые. Типы и основные параметры» приводится изменение степени помола, выраженное в градусах Шоппер-Риглера (°ШР).

В табл. 4.6, 4.7, и 4.8 приведены рекомендации по примене­ нию дисковых мельниц, возможные результаты размола за один проход полуфабриката Через мельницу и диапазоны рекомен­ дуемых значений производительности дисковых мельниц в за­ висимости от их применения.

При определении производительности мельниц на предва­ рительном размоле (внутрипоточный размол, роспуск на во­ локна при низкой или повышенной концентрации в присутствии щелоков, окончательный роспуск после промывки при повы-

>*ас л ч s ч

* Производительность сдвоенных мельниц указана при работе их с параллельными потоками. При последовательном про хождении массы через зоны размола производительность должна быть, уменьшена в 2 раза.