2.3.4 Переработка отходов сортирования
В сульфатцеллюлозном производстве отходы очистного отдела, как указывалось, подвергаются переработке значительно реже, чем на сульфитцеллюлозных заводах, а в ряде случаев эти отходы попросту отсутствуют. Если на выдувных линиях установлены дисковые мельницы или фибриллиаторы, то сучки и непровар отсутствуют. Если вдобавок применяется система безотходного сортирования, тогда отсутствуют и отходы сортировок, так как они возвращаются в бассейны несортированной массы. На вышеприведенной схеме очистного отдела, выпускающего сульфатную целлюлозу для отбелки (рисунок 4), подвергаются переработке отходы сортировок типа юнискрина. Предварительно они проходят сортирование на вибрационных сучколовителях, причем отделенные здесь сучки (а вернее, крупная костра) отправляется на повторную варку, а мелкая костра, прошедшая через вибрационные сита, пускается в бассейн, разбавляется оборотной водой и пропускается через центроклинеры и сортировку юнискрин, после чего отсортированная фракция спускается на сгустителе и проходит размол на дисковой мельнице. Размольная масса перекачивается на бумажную фабрику и используется для виработки оберточной бумаги.
Костра и крупный волокнистый сор, образующие отходы тонкого сортирования, при их использовании для выработки оберточной бумаги или картона также требуют предварительного размола на мельницах или рафинерах. Обычно третий сорт перед размолом объединяют с уже прошедшей предварительный размол сучковой массой, которая таким образом проходит две ступени размола. Вторая ступень размола совместно с отходами сортировок может проводиться практически в любой размольной аппаратуре, используемой для массного размола в бумажном и картонном производстве. Применяют конические мельницы, рафинеры с металлическими дисками, однодисковые, сдвоенные и двухдисковые мельницы закрытого типа с различным профилем дисков. Размол, как правило, ведется при низкой концентрации массы (2,5 – 3,5 %) и небольшом удельном давлении; степень помола массы не превышает 20° ШР. После размола масса разбавляется оборотной водой и пропускается через центробежные сортировки, причем задержанные на сортировках отходы возвращаются на повторный размол. Сортирование ведут в одну ступень, и диаметр отверстий сит делается увеличенным по сравнению с ситами для нормальной массы (3 – 3,2 мм). Двухступенчатый размол отходов очистного отдела обеспечивает достаточно высокие показатели механической прочности получаемой массы, но высокая сорность ее ограничивает возможность использования сучковой массы такими видами бумаги и картона, для которых сорность не нормируется или допускается достаточно высокая.
2.3.5 Сгущение массы, устройство оборудования для сгущения
Операции тонкого сортирования, очистки массы на вихревых очистителях и обессмоливания целлюлозы производятся при значительном разбавлении целлюлозной массы водой. Перед передачей в отбельный отдел, на бумажную фабрику или в сушильный отдел избыток воды из очищенной целлюлозной массы должен быть удален. Концентрация сгущенной массы зависит от условий ее дальнейшей переработки и может колебаться примерно от 3 до 12% и выше.
Простейшим аппаратом для удаления избытка воды из разбавленной целлюлозной массы является сгуститель, представляющий собой сетчатый барабан, погруженный в ванну, куда подается сгущаемая масса. За счет разности уровней жидкости в ванне и внутри барабана, откуда отбирается отфильтрованная вода, возникает статический напор, под действием которого и происходит фильтрация воды сквозь сетку. Различают две основные разновидности сгустителей: бесшаберные, используемые для сгущения целлюлозы до концентрации 3 - 4 %, и шаберные, которые могут обеспечить обезвоживание до 7 – 9 %. Типовой бесшаберный сгуститель марки СЦБ-04 с барабаном диаметром 1,5м и длиной 3 м обеспечивает производительность от 40 до 55 т воздушно-сухой целлюлозы в сутки, что при сгущении массы от 0,3 до 3 % соответствует фильтрационной способности от 30 до 40 м3/ч воды на 1 м2 поверхности сетки.
Рисунок 8 – Шаберный сгуститель типа CШ
1 – цилиндр; 2 – ванна; 3 – шаберный пал; 4 – шабер; 5 – прижимный механизм, 6 – ШИ1 перелива; 7 – успокоительный щит; 8 – спрыск; 9 – наклонный щит; 10 – колпак.
Производительность сгустителя зависит от окружной скорости вращения барабана: с увеличением скорости до некоторой оптимальной величины производительность растет, но одновременно падает степень сгущения. Частота вращения сгустителя СЦБ-04 составляет от 8 до 14 мин-1, что отвечает окружной скорости 40 - 65 м/мин. Оптимальной считается скорость 60 - 70 м/мин, обеспечивающая возможность сгущения целлюлозной массы до 3 – 4 %. Фильтрационная способность сетки практически не зависит от концентрации массы, поэтому производительность сгустителя по волокну примерно прямо пропорциональна концентрации. Шаберные сгустители строятся производительностью от 20 до 120 т целлюлозы в сутки. Шаберный сгуститель отличается от обычного сгустителя наличием прижимного шаберного вала, покрытого мягкой резиной и служащего для дополнительного отжима воды из слоя сгущенной массы. Концы шаберного вала опираются на подшипники, смонтированные на шарнирно закрепленных рычагах, на которые оказывает действие стальная пружина. Внутри ванны установлены регулировочный и успокоительный щиты. Ванна имеет два штуцера для подвода массы и три люка для промывки. Внутри ситового барабана имеются щиты для регулировки уровня воды. Оборотная вода отводится через открытый торец барабана и попадает в сборный желоб. После отжима под прижимным валом слой массы снимается плоским шабером при концентрации 7 - 8 %. Привод барабана во вращение с частотой 14 - 18 мин-1 производится от электродвигателя через клиноременную передачу, редуктор и пару шестерен.
Кроме шаберных и обычных сгустителей, налажен выпуск двухбарабанных сгустителей марки С2Б, напоминающих по своему устройству пресс типа Варинип.
Рисунок 9 – Двухбарабанный сгуститель
1 – барабаны; 2 – ванна; 3 – шаберы; 4 – сборник для оборотной воды; 5 – подвод массы; 6 – отвод оборотной воды; 7 – наклонный щит; 8 – рыхлитель; 9 – спрыск; 10 – люк для промывки; 11 – колпак
Двухбарабанный сгуститель состоит из двух перфорированных полых барабанов, расположенных в общей ванне. Герметизация барабанов обеспечивается уплотнительиыми бандажами. Стенки барабана имеют спиральные канавки, между которыми насверлены круглые отверстия диаметром 3 - 4 мм; сверху барабан обтянут фильтрующей металлической или синтетической сеткой. Масса при концентрации от 1,5 до 5 % подается в ванну под давлением 0,08 МПа. Вода фильтруется сквозь сетку внутрь барабанов и через их открытые торцы сливается в отсеки оборотной воды, устроенные по обе стороны ванны. Барабаны вращаются навстречу друг другу по направлению снизу вверх. Зазор между ними можно регулировать передвижением подшипников в пределах от 0 до 24 мм. Отложившиеся на поверхности барабанов слои массы соединяются между собой и в зазоре между барабанами подвергаются значительному давлению, под действием которого происходит обезвоживание до 20 – 40 % сухости. Отжатая масса снимается шаберами и сползает в рыхлитель, разбивающий ее на отдельные комочки.