книги / Хлопковая целлюлоза
..pdfТвердые химикаты хранят в специальных складах, а жидкие (кауСТическую соду, серную кислоту, моющие средства) во избежа ние Их затвердения — в цистернах или емкостях, расположенных в
отапливаемых помещениях.
Жидкий хлор хранят в специальных хранилищах-танках, распо ложенных от зданий на расстоянии от 50 до 150 м, в зависимости от емкости хранилищ. На отдельных предприятиях хлор хранят в же лезнодорожных цистернах, которые подают по железнодорожной колее в крытый, но неотапливаемый оклад, имеющий приямок для осмотра цистерны снизу, а также сбора хлора и отвода в канализа ционную систему в случае утечки. Склад для хранения должен быть оборудован вентиляцией.
Последовательность технологических операций при производст ве хлопковой целлюлозы. Задача технологического процесса произ водства хлопковой целлюлозы (рис. 46) состоит в очистке хлопко вого волокна от примесей в виде восков и жиров, гемицеллюлоз, пектинов и других, удаления попадающих остатков хлопчатника — коробочек, стеблей и листьев хлопчатника, целых и раздробленных семян и т. П., снижении вязкости исходной целлюлозы до пределов, требуемых для дальнейшей ее переработки, увеличении прозрачно сти ее растворов в серной кислоте и улучшении реакционной спо собности целлюлозного материала.
Для этого хлопковый линт, поступающий с хлопкозаводов плотноспрессопенным в кипы, разрыхляют (см. рис. 47) на специальных
рыхлительных машинах, что дает возможность отделять от волокна значительную часть посторонних примесей.
Разрыхленное волокно после предварительной замочки раство ром едкого натра концентрации 12—30 г/л поступает в варочный ко тел в который дополнительно заливается раствор едкого натра. Хлопковый линт варят в течение 4—8 ч при 130—150° С, а потом во локно тщательно промывают для удаления водорастворимых приме сей и отработанного раствора едкого натра.
|
Рыхление |
Линт |
|
|
ZZZEZI |
-*\Едкий натр |
|
П ар |
к |
Варка |
|
|
— г~ |
|
|
|
Промывка |
|
|
|
|
\ |
^ \Гилохло'рит натрия\ |
|
Отделка |
||
|
— |
г ~ |
|
|
Промывка |
|
|
|
|
X |
|
|
Кисловка |
| серная кислота \ |
|
|
|
X |
|
|
промывка |
|
|
|
|
' 1 |
|
|
смешивание |
|
|
|
|
X |
|
|
Обезвоживание |
|
|
|
|
I |
|
урпочные гозь^ |
С уш ка |
|
|
|
|
X |
|
|
У п ако вка |
|
Рис. 46. Последовательность технологичес ких операций при производстве хлопковой целлюлозы
После этого целлюлозу для дальнейшего снижения вязкости, до стижения определенной чистоты и придания белизны обрабатывают раствором гипохлорита натрия (отбеливают), промывают, подверга ют кисловке и еще раз промывают до нейтральной среды.
Следующая операция заключается в смешивании частных пар тий (размер загрузки варочного котла) хлопковой целлюлозы, для получения укрупненных партий массой до 6— 15 т, в специальных аппаратах с мешалками при концентрации массы в водной среде 3—3,5%. Перемешанное волокно поступает на отжимной аппарат, где содержание влаги доводят до 50—65%, затем волокно сушат, прессуют и упаковывают в кипы.
Фаза рыхления. Кипы хлопкового лиита подают электропогруз-
из эк.-й цистерну'
Рис. 47. Схема |
технологического процесса производства |
хлопковой целлюлозы: |
бельный чаи; |
12 — смеситель общих партий; 13— водоотжимной агрегат; 14 — бак обо |
||||||||||||||||
------продукт; |
— |
. . . |
-------крепкая |
щелочь; — |
-------рабочий |
раствор |
щелочи; |
ротной |
воды; |
15— шлюзовый |
затвор; |
16 — аэрофонтанная |
сушилка; 17 — циклоп; 18 — |
|||||||
---------- отработанная |
щелочь; |
— I |
------ 92%-ная |
серная |
кислота; |
—»------ |
хлор; |
пресс |
ПЦГ-2; |
19 — скруббер |
улова целлюлозной |
пыли; |
20 — вентилятор; 21 — бойлер |
|||||||
— X — X ------ |
крепкий гипохлорит натрия; —х ------- |
отработанный гипохлорит; — т ------ |
для подогрева |
щелочи; 22 — дозировочный бак щелочи; 23 — мерник щелочи; 24 — мер |
||||||||||||||||
технологическая иода; —о------ |
оборотная вода; — Т |
------ горячая вода; — с |
------- |
сточная |
ник моющего средства «Прогресс»; 25 — хранитель серной |
кислоты; 26 — мерник серной |
||||||||||||||
вода; —м------ |
моющее |
средство «Прогресс»; —в------- |
воздух; |
—п------- |
пропап-бутапоиая |
кислоты; 27— мепппк крепкого гипохлорита; 28— бак |
горячей воды; 29 — испаритель |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
смесь; |
3 — бункер-циклон; |
4 — варочный |
пропан-бутана; 30— мерник |
щелочи; |
31 — емкость |
для приготовления гипохлорита; |
||||||||
/ — рыхлитсльиая |
машина; |
2 — пневмотранспорт; |
32 — танк хранения |
хлора; 33— камера сгорания |
пропан-бутаиовой смеси; 34 — донспа- |
|||||||||||||||
котел; 5 — подогревательная |
колонка; |
б — снежа; |
7 — насос |
циркуляции |
щелочи; 8 — |
рнтель |
сжиженного |
газа; 35 — испаритель пропан-бутана; 36 — хранитель газа; 37 — |
||||||||||||
сборник отработанных щелоков; 9 — массонасос; |
10— сборник |
сточных |
под; |
П — от |
компрессор |
|
|
|
|
|
|
|
чиком из склада в помещение для рыхления [1]. С помощью специ ального приспособления кипу освобождают от проволоки, тары и укладывают около аппаратов для рыхления.
В производстве хлопковой целлюлозы для рыхления линта при меняют несколько типов машин, такие, как чеккер, головной пита тель ПГ-5, разрыхлитель ВРП-1 и другие.
Чеккер (рис. 48) представляет собой быстро вращающийся го ризонтально расположенный конусный барабан с насаженными на нем тупыми колками.
Рис. 48. Чеккер:
1 — загрузочный люк; 2 — воздуховод; 3 — ось колкового барабана
Пласты линта толщиной 5— 10 см, подают через загрузочное от верстие, где волокно с помощью тупых колков, расположенных на барабане и кожухе аппарата, энергично растрепывается. При этом сор, семена и тяжелые посторонние примеси проваливаются вниз, откуда их периодически вычищают, мелкие включения и пух, прохо дящие через верхнюю решетку, отсасываются вентилятором через загрузочное отверстие, а разрыхленное волокно с помощью пневмо транспорта подается через бункер-циклон на замачивание.
Производительность чеккера составляет 1800—2000 кг/ч.
Для сокращения времени загрузки котла рыхление производят одновременно на 2—3 аппаратах.
На ряде предприятий, выпускающих хлопковую целлюлозу для ацетилирования, хлопковый линт рыхлят на вертикальном рыхли теле ВРП-1, работающем совместно с головным питателем ПГ-5.
Головной питатель ПГ-5 (рис. 49, 50) предназначен для пред варительного рыхления, смешивания и равномерной подачи линта в вертикальный разрыхлитель ВРП-1. Габаритные размеры питате-
1555
Рис. 50. Схема питателя головного ПГ-Б
Остов машины состоит из четырех чугунных рам, образующих вертикальный цилиндр; одна из рам имеет в верхней части прямо угольное отверстие для вывода волокна, остальные три — круглые отверстия для присоединения подводящего пневмопривода. Каждая рама имеет смотровое стекло, закрываемое люком.
Ножевой барабан расположен вертикально (имеет коническую форму и состоит из отдельных стальных дисков, насаженных на об щий вал между чугунными обечайками, при этом диаметр дисков от нижнего к верхнему увеличивается). По окружности дисков при креплены ножи, имеющие форму изогнутой полосы, причем ножи второго снизу диска шире и изогнуты наподобие лопаток вентиля тора. Диск и обечайка стягиваются тремя стояками и стопорятся на валу круглыми гайками. Ножевой барабан может подниматься и опускаться. Опоры ножевого барабана крепятся в верхней и нижней опорных плитах и смонтированы на шарикоподшипниках.
Колосниковая решетка имеет коническую форму и состоит из че тырех секций, расположенных вокруг ножевого барабана; каждая
секция состоит из 30 колосников. Между секциями установлены чу гунные сегменты с пазами, которые легко вынимаются и обеспечи вают доступ к барабану. Каждые 15 колосников имеют нижний и верхний регуляторы разводки, с помощью которых колосники мож но поворачивать в пределах 30°
Механизм подачи служит для подъема и опускания ножевого барабана и установки соответствующей разводки между колоснико вой решеткой и ножами ножевого барабана. Механизм подачи со стоит из штурвала, конической шестеренчатой передачи и силовогорычага. При повороте штурвала, через коническую передачу, при водится в действие рычаг, поднимающий ножевой барабан.
Рис. 51. Разрез вертикального разрыхлителя ВРП-1
Волокно, подлежащее рыхлению, вводится в нижнюю часть ба рабана. Под воздействием ножей барабана волокно постепенно поднимается, одновременно подвергаясь рыхлению и очистке. При этом сорные примеси проваливаются в камеру через просветы меж ду колосниками, а разрыхленное волокно выходит через выводной патрубок. Габаритные размеры рыхлителя: 1650x1650x2247 мм. Производительность — около 800 кг/ч.
2. Варка хлопковой целлюлозы
Процесс варки или, как многие называют, бучения хлопкового линта является одним из важнейших при производстве хлопковой целлюлозы, основан на стойкости целлюлозы к щелочам, под воз действием которых при температуре выше 130° С происходит разру шение нецеллюлозных примесей и большей части кутикулы хлопко вого волокна, затрудняющей смачивание.
Таким образом, целью процесса варки является: удаление нецел люлозных примесей из волокна, которые образуются в процессе его роста; удаление остатков, сопутствующих хлопковому волокну — стеблей хлопчатника, раздробленных коробочек, черенков, листьев, семян; снижение степени полимеризации макромолекул целлюлозы (снижение вязкости растворов); улучшение реакционной способно сти целлюлозы.
К сожалению, в технической литературе процессу варки хлопко вого линта и подготовке его к дальнейшей химической переработке уделено очень мало внимания как с теоретической, так и практиче ской стороны. В связи с этим при исследовательских работах и изу чении технологии производства хлопковой целлюлозы ориентируют ся на результаты работ текстильной и целлюлозно-бумажной про мышленности. По этой причине, до строительства специализирован ных цехов для производства хлопковой целлюлозы, производство ее в основном было сосредоточено на текстильных предприятиях с ис пользованием установленного оборудования, в порядке ассими ляции.
По существующей технологии процесс варки хлопковой целлю лозы должен происходить в вертикальных или горизонтальных стальных клепаных или сварных котлах, рассчитанных на давление до 7—8 кгс/см2.
Варочные котлы, применявшиеся для этих целей, были самых различных конструкций, форм и объемов с загрузкой от 500 до 2000 кг, и на каждом предприятии, выпускавшем хлопковую целлю лозу, по типам и размерам котлы отличались от применяемых на другом аналогичном заводе. Так, на одном из предприятий применя лись горизонтальные варочные котлы (рис. 52), обеспечивающие вы сокое качество провара, но имеющие малую производительность и требующие применения ручного труда при загрузке. На других при менялись вертикальные котлы (рис. 53, 54) с верхней ручной и с верхней механизированной выгрузкой, которые требовали значи тельного расхода рабочей силы.
Рис. 55. Шаровой варочный котел:
1— станина; 2 — паровая трубка для впуска пара; 3 — паровпускной вентиль; 4 — воздушный кран; 5 — предохранитель ный клапан; 6 — манометр; 7— трубка для сдувок воздуха и образующихся при варке газов (может быть также использо вана для выпуска отрабЬтанного пара); 8 — зубчатое колесо; 9 — внутрикотельный конец трубки для сдувок; 10 — внутрикотельный конец паровой трубки; 11 и 15 — заградительные решетки, предохраняющие трубы от забивки волокнистым матери алом; 12 — крышки котла; 13 — горловины люков; 14 — вентиль и штуцер для спуска отработанных щелоков; 16 — полые цапфы; 17 — трубка для впуска в котел щелока; 15 — запорный вентиль; 19 — фундаменты для станин; 20 — шнек