pdf.php@id=6178

Непрерывнодействующий трубчатый автоклав показан на рис. 28.

Процесс обработки НЦ на фазе стабилизации осуществля­ ется в несколько ступеней. На первом этапе НЦ с концентра­ цией 1,5...2%, поступившая с фазы отделения кислот в аппа­ раты предварительного нагрева, подогревается до Т = = 90...95°С. Для обеспечения непрерывности работы автоклава в системе устанавливают несколько аппаратов предварительно­ го нагрева, поочередно питающих автоклав. Из данных аппа­ ратов водная взвесь массонасосами 4 перекачивается в питаю­ щий бак 3, в котором поддерживается постоянный уровень.

82

Из питающих баков масса поступает в первую зону трубчатого автоклава, зону нагрева, где подогревается до 135...155°С и на­ ходится далее в зоне выдержки при данной температуре в те­ чение 10... 15 мин, затем в последней зоне, зоне охлаждения, температура снижается до 70...100°С. В процессе автоклавной варки разрушаются сульфоэфиры, частично удаляется свобод­ ная серная кислота и снижается степень полимеризации (вяз­ кость). Из последней секции автоклава взвесь разбавляется водой, одновременно при этом охлаждаясь, и через тормозные сопла (поддерживающие давление в автоклаве) поступает в приемные баки, где кислые воды заменяются на щелочные (концентрация — 0,01...0,03%). Из приемных баков НЦ пода­ ется на фазу измельчения.

Ниже приводится краткая характеристика оборудования фазы стабилизации.

Аппарат предварительного нагрева показан на рис. 29.

Технические характеристики аппарата

Диаметр — 4 м Высота — 5 м Емкость — 44 м3

Диаметр турбины — 450 мм Количество мешалок — 4 Частота вращения — 276 об/мин

Технологический оборот аппарата

Загрузка — 0,75... 1 ч Доведение до концентрации 3...5% — 0,5...0,75 ч

Установка кислотности 0,2...0,7% — 0,5...0,75 ч Подогрев до 70...95°С — 0,75...2 ч Разгрузка — 1,5 ч Полный оборот — 4...6 ч

Трубчатый автоклав представляет собой теплообменник «труба в трубе» в виде змеевика с размещенными друг над другом прямыми участками труб.

Длина прямого участка труб — 30 м, состоит из трех эле­ ментов — два по 12 м и один 6 м. Автоклав разделен на три зоны: нагрева, выдержки, охлаждения. Первые две зоны тепло­ изолированы. Все звенья автоклава (рис. 30) взаимозаменяемы.

Трубчатый автоклав смонтирован на эстакаде, на опорах

84

Рис. 29. Аппарат предварительного нагрева:

1 — ложное дно; 2 — козырек; 3 — чан из нержавеющей стали; 4 — теп­ лоизоляция (доски); 5 — рама; 6 — привода; 7 — двигатели; 8 — вал; 9 — мешалка пропеллерная; 10 — мешалка турбинная; 11 — подшипник; 12 — сопло

Технические характеристики автоклавов (система «Мели-

кен»)

Общая длина, м — 1100 (1200)

Длина зон, м

I _ 490 (147)

85

II - 490 (868)

III - 120 (88)

Диаметр трубы массопровода, мм — 100 (102) Максимальное давление, атм — 9 (7,5) Производительность, кг/ч — 1000 (900... 1000)

Тормозное сопло (рис. 31) служит для создания противодав­ ления за счет снижения выходного сечения сопла 6 конусом 5. Приемная камера 7 подсоединяется к массопроводу прием­ ных чанов.

В трубчатом автоклаве системы «Меликен» противодавле­ ние создается барометрической трубой высотой 54,7 м.

Автоклав периодического действия

Схема стабилизации по технологическому процессу перио­ дического действия (рис. 32) до настоящего времени широко применяется в промышленности, в особенности для низковяз­ ких коллоксилинов типа лаковых.

Здесь так же, как и в непрерывной схеме, проводится предварительная стабилизация в чанах горячей промывки 1, где проводят несколько раз промывки холодной и горячей во­ дой.

Промывные воды через фильтр 4 поступают в канализа­ цию. НЦ после промыва из чана подается в шнек-сгуститель

1 — исполнительный механизм; 2 — шток; 3 — сальник; 4 — патрубок; 5 — конус; 6 — сопло; 7 — камера приема массы

87

Рис. 32. Технологическая схема установки автоклава периодического дей­ ствия:

Технические характеристики автоклава

Емкость — 3,6 м3 Температура в рубашке

пара — 165°С воды — 12...18°С

Температура в автоклаве — 130...145°С Максимальное давление

вавтоклаве — 4,5 атм

врубашке — 7 атм

Число оборотов мешалок — 30 об/мин Средняя производительность — 100 кг/ч

Время варки коллоксилина при Т = 140°С — 115...130 мин

88

Рис. 33. Автоклав периодического действия:

1 — патрубок для отвода конденсата; 2 — рубашка; 3 — патрубок для подвода пара; 4 — кожух автоклава; 5 — люк загрузки НЦ; 6 — электро­ двигатель; 7 — редуктор; 8 — вал; 9 — сетка; 10 — муфта; 11 — лопаст­ ная мешалка; 12 — вал; 13 — отражатели; 14 — якорная мешалка; 15 — подшипник; 16 — разгрузочный клапан

После завершения варки в автоклаве снижаются давление и температура до 90...95°С, автоклав вскрывается и НЦ массонасосом перекачивается в чаны горячей промывки для окон­ чательной стабилизации.

Технологическая схема периодического автоклава в сравне­ нии с непрерывным трубчатым более маневреннее, но облада­ ет рядом недостатков, основными из которых являются значи­ тельный разброс физико-химических показателей НЦ отдель­ ных варок (300...380 кг), малая производительность и низкий КПД агрегата.

89

Измельчение нитратов целлюлозы

Измельчение является не только процессом, формирую­ щим в значительной степени молекулярную и надмолекуляр­ ную структуру НЦ (вязкость, растворимость и пр.), но и су­ щественно повышающим ее стабильность за счет большего раскрытия капиллярно-пористой структуры. По сути дела именно измельчение позволило решить задачу стабилизации высокоазотных НЦ, их промышленного применения и хране­ ния.

В промышленности применяются следующие виды измельчительных машин:

—голландеры (роллы);

—конические мельницы типа РК-01;

—дисковые мельницы ДМК (автор В. В. Кузьмин);

—мельницы типа МД;

—гидродинамические мельницы типа ВВК.

С1865 г., когда Абель предложил измельчать НЦ в голлан-

дерах-роллах, последние до 1955 г. как измельчающие аппара­ ты практически не имели альтернативы. Однако с увеличени­ ем объема производства НЦ малопроизводительные роллы яв­ лялись узким местом в технологическом процессе производства. Взамен роллов в промышленность внедряются непрерывнодействующие мельницы типа РК-01, ДМК, затем мельницы типа МД и гидродинамические типа ВВК. Ниже даются краткие характеристики измельчающего оборудования.

Голландеры (роллы) (рис. 34) изобретены в Голландии (наз. Hollander) примерно в 1668 г., принципиально в конструктив­ ном отношении не изменились.

Представляют собой ванну овальной формы. Ванна разде­ лена перегородкой на два канала: передний а и обратный б. По каналу а, имеющему уклон, масса поступает под измельчительные ножи. В конце канала установлен барабан и под ним пакет с ножами. При вращении барабана масса перебра­ сывается в обратный канал б, который в конце за счет ис­ кривления соединяется с передним каналом. Барабан занимает всю ширину протока ванны, вращается на валу с подшипни­ ками. По всей длине барабана установлены 30 ребер, между которыми закреплены по четыре ножа, выступающих на 45...50 мм выше ребер. Ножи имеют радиальное направление и расположены по образующей цилиндра. Измельчение НЦ осуществляется за счет движения подвижных ножей барабана

90