книги / Получение модифицированной порошковой целлюлозы

В данном случае рукавный фильтр используется для дополнительной очистки воздуха от целлюлозной пыли. Воздух с целлюлозной пылью внутри камеры проходит сквозь фильтровальные рукава. Пыль оседает на внутренней стороне рукава. Чистый воздух, прошедший через фильтровальный рукав, выводится наружу. При помощи вибратора происходит периодическое встряхивание рукавов и пыль оседает в бункере.

Вибрационная сортировка (сортировка «Рассев»). Предна-

значена для сортирования на фракции по величине продуктов размола, на мукомольных предприятиях – для обеспечения высокосортного помола. В данном случае использована для сортирования порошковой целлюлозы. Отсортированная фракция представляет собой частицы с размером менее 315 мкм, а отходы – частицы размером более 315 мкм. Принцип работы установки «Рассев» заключается в параллельном и последовательном просеивании продукта через набор плоских горизонтальных сит, совершающих круговое поступательное движение. Исходный продукт из приемных коробок попадает в питатели, откуда, распределившись на три потока, направляется на ситовые рамки кузова, с помощью которых происходит процесс сортирования (рис. 20).

Рис. 20. «Рассев» самобалансирующийся РМО-4

60

Бункер отсортированной порошковой целлюлозы. Предна-

значен для хранения порошковой целлюлозы после сортирования. Бункер представляет собой сварную конструкцию, жесткость

которой обеспечена необходимым количеством ребер, углов и распорок. Бункер имеет шиберную заслонку. Для исключения возможных залипаний и облегчения подачи сыпучих материалов бункер оснащен вибропитателем (рис. 21).

Рис. 21. Бункер отсортированной целлюлозы

Линия фасовки и упаковки мешков. Предназначена для до-

зирования, фасовки и зашивания наполненных сыпучим продуктом (порошковой целлюлозой) мешков из ткани, бумаги, полипропилена и тому подобных материалов двухниточным цепным швом (рис. 22)

Оператор навешивает мешок на царгу, зажимает его мешкозажимом и включает дозирование. После автоматического формирования точной дозы оператор заменяет мешок. Заполненный мешок ленточным конвейером передается к мешкозашивочной машине. Оператор включает зашивание мешков. Зашитые мешки отводятся ленточным конвейером. Для использования различных типоразмеров мешков предусмотрены регулирование высот ленточного конвейера и швейной головки мешкозашивочной машины.

61

Рис. 22. Комплекс затаривания мешков КЗМ-1

6.4. Контроль процессов производства порошковой целлюлозы

Контроль процессов производства порошковой целлюлозы заключается в анализах качества исходной волокнистой целлюлозы, всех процессов производства и качества готовой продукции – порошковой и микрокристаллической целлюлозы.

Качество исходной волокнистой целлюлозы характеризуется химической чистотой – массовой долей нецеллюлозных примесей (лигнина, экстрактивных веществ (смол и жиров), пентозанов, золы), которые строго регламентируются нормами ГОСТ на исходную волокнистую целлюлозу.

В исходной волокнистой целлюлозе нормируются также массовая доля альфа-целлюлозы, вязкость и степень полимеризации.

Определение всех показателей целлюлозы осуществляется

вцентральной или исследовательской лабораторий предприятия.

Впроизводстве порошковой целлюлозы контролируются следующие параметры и условия процессов: температура и продолжительность процессов, концентрация волокнистой и порошковой сус-

62

пензии, концентрация кислоты в потоке, кислотность среды (величина рН). Концентрация кислоты и кислотность среды в процессе и после промывки порошковой целлюлозы – важные характеристики потерь химикатов с промывными водами и загрязнения сточных вод.

Процесс приготовления кислоты контролируется и регулируется по расходу и концентрации исходной концентрированной кислоты, концентрации (рН) деструктирующего раствора (с учетом разбавления оборотнымирастворамиотпромывкипорошковойцеллюлозы).

Контроль процесса гидролиза целлюлозы включает: расход волокнистой целлюлозы, загружаемой в реактор; расход гидролизующего раствора с учетом гидромодуля процесса гидролиза; температуры и продолжительности.

Процесс промывки порошковой целлюлозы контролируется: по концентрации поступающей в центрифуги порошковой суспензии, по концентрации отжатой целлюлозы, по рН (кислотности) и концентрации промывных вод (оборотных растворов 1-й, 2-й, 3-й ступеней отжима на центрифугах).

Контроль процесса сушки включает температуру и сухость (влажность) поступающей порошковой целлюлозы, давление и температуру по потоку сушки целлюлозы, влажность и температуру целлюлозы на выходе из циклона.

В воздушных выбросах из рукавного фильтра контролируется содержание целлюлозной пыли. Контролируется также температура порошковой целлюлозы после охладительных циклонов, а также целлюлозы, направляемой на упаковку и маркировку.

Процесс контроля осуществляется рабочими визуально по показаниям контрольно-измерительных приборов, контролируется и регулируется средствами автоматизации, а все показатели волокнистой и порошковой целлюлозы – в лабораториях.

Для контроля качества исходной волокнистой и готовой порошковой целлюлозы используются показатели, приведенные в табл. 5 и 6.

63

Таблица 5

Показатели качества волокнистой целлюлозы (древесной сульфитной вискозной по ГОСТ 5982 и хлопковой по ГОСТ 595) для получения порошковой и микрокристаллической целлюлозы

Показатели качества порошковой целлюлозы для пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности

(ТУ9199-005-12043303-2003 «Целлюлоза микрокристаллическая порошковая»)

Окончание табл. 6

7.Охрана окружающей среды при получении порошковой

имикрокристаллической целлюлозы

Одной из основных проблем современности является охрана окружающей среды, а именно очистка сточных вод, дымовых и парогазовых выбросов, которые загрязняют атмосферный воздух, почву, бассейны рек и озер.

Наибольший вклад в выбросы загрязняющих веществ промышленностью вносит электроэнергетика, а в сбросы загрязненных сточных вод – лесная, деревоперерабатывающая и целлюлознобумажная промышленности.

Целлюлозно-бумажная промышленность – одна из основных потребителей большого количества воды, которая после использования сбрасывается в водоемы. Сброс сточных вод в водоемы без очистки не допускается, так как может привести к гибели микроорганизмов, растений, рыб.

7.1. Сточные воды и их очистка

Сточные воды целлюлозно-бумажных предприятий необходимо подвергать очистке от волокнистых и минеральных примесей.

При производстве порошковой целлюлозы основными загрязняющими окружающую среду сточными водами являются кислые воды после промывки порошковой целлюлозы. В процессе промывки целлюлозного порошка образуется значительное количество кислых стоков, так как процесс получения порошковой целлюлозы осуществляется водным раствором минеральных кислот.

65

Для сокращения сброса этих промывных вод в окружающую среду в технологической схеме производства порошковой целлюлозы предусмотрено рациональное повторное использование кислых оборотных вод.

Процесс промывки целлюлозного порошка предлагается проводить в две ступени на центрифугах по методу «отжим – разбавление – отжим» с противоточным использованием оборотного раствора.

На рис. 23 представлена принципиальная схема стадий «гидролиз – промывка» получения порошковой целлюлозы.

После окончания процесса гидролиза порошковая целлюлоза в виде суспензии порошка с концентрацией 5–6 % через промежуточную емкость № 1 центробежным насосом подается на промывку. Промывка осуществляется в две ступени по принципу «отжим – разбавление – отжим». Для этого суспензия подается на шнековую центрифугу № 1 для отжима до концентрации 40–45 % и отделения от целлюлозы отработанной жидкости.

Оборотный раствор (ОР-1) из шнековой центрифуги № 1 направляется на приготовление раствора кислоты для гидролиза (~70 %) и в сборник сточных вод (~30 %).

Сгущенный порошок поступает в промежуточную емкость № 2, где разбавляется оборотным раствором (ОР-3) из шнековой центрифуги № 3 до концентрации 3–4 %, и водная суспензия порошка насосом перекачивается в шнековую центрифугу № 2 для отжима до концентрации 40–45 %. Сгущенный порошок направляется в промежуточную емкость № 3, где разбавление осуществляется свежей водой до концентрации 3–4 %. Оборотный раствор (ОР-2) из центрифуги № 2 поступает частично на приготовление кислоты для гидролиза, а остаток – на нейтрализацию в сборник сточных вод и далее на очистные сооружения.

Из промежуточной емкости № 3 порошковая суспензия насосом подается для отжима на шнековую центрифугу № 3, откуда с концентрацией 40–45 % поступает в протирочный барабан и на сушку.

66

Кислые сточные сточные воды (смесь растворов ОР-1 и ОР-2) сбрасываются в сток и имеют следующие характеристики:

ХПК, кг О2/т целлюлозы – 5,21–7,53; БПК5, кг О2/т целлюлозы – 14–35;

перманганатная окисляемость, кг О2/т целлюлозы – 0,39–0,84. Очистка сточных вод после гидролиза (в частности, оборот-

ный раствор после 1-й и 2-й ступени промывки) включает следующие стадии: нейтрализация, отстаивание и биологическая очистка.

Поскольку на очистные сооружения предприятия следует направлять сточные воды при нейтральных значениях рН, сточные воды от производства порошковой целлюлозы следует подвергать цеховой очистке – нейтрализации известковым молоком до рН ≈ 7.

Нейтрализация сточных вод известковым молоком позволяет снизить содержание трудноокисляемых компонентов растворенных веществ (показатель ХПК уменьшается на 25–40 %), а содержание легкоокисляемых компонентов повышается (БПК увеличивается на 14–19 %). Заметно снижается перманганатная окисляемость (на 18– 34 %). Все это облегчает дальнейшую биологическую очистку сточных вод на очистных сооружениях предприятия.

Сточные воды с общим потоком сточных вод предприятия направляются на внеплощадочные очистные сооружения, включающие первичные отстойники, подготовку сточных вод к биологической очистке (усреднение, нейтрализация, обогащение солями азота и фосфора), и далее на биологическую очистку в аэротенки, где в течение 6–12 ч происходит минерализация органических веществ под действием микроорганизмов активного ила. Для насыщения воды кислородом и поддержания активного ила во взвешенном состоянии в аэротенк подается воздух. Далее сточные воды вместе с илом направляются во вторичные отстойники. Осветленная вода спускается в водоем, активный ил регенерируется и возвращается в отстойник, избыток его направляется на переработку.

68

7.2. Газопылевые выбросы и их обезвреживание

Основным источником загрязнения газопылевых выбросов в производстве порошковой целлюлозы является стадия разрыхления целлюлозы перед реактором. Выбросы могут содержать целлюлозную пыль, которая оказывает вредное воздействие на организм человека, а также является источником взрыво- и пожароопасности. Предельно допустимая концентрация взвешенных веществ (частиц целлюлозной пыли) составляет 2 мг/ м3, класс опасности 3.

Каждое производство порошковой целлюлозы должно быть снабжено системой обеспыливания (рис. 24). Задача системы обеспыливания – снижение выбросов в окружающую воздушную среду. Отсос взвешенных частиц производится вытяжным вентилятором. Наиболее распространенная установка для обеспыливания – струйный газопромыватель. После каплеотделителя очищенный воздух можно направить в атмосферу или для дополнительной очистки.

В атмосферу

Вода

Воздух, содержащий Вентилятор целлюлозную пыль

Каплеотделитель Струйный газопромыватель

Вода с уловленной пылью на повторное использование

Рис. 24. Схема обеспыливания

69