GOS ShPOR 2012 (1)


БИЛЕТ № 1
1. СФИ варка на растворимых основаниях, её преимущество и особенности. Растворимые основания – это бисульфиты кальция, магния, аммония и натрия. Кроме бисульфита кальция в качестве основания варочной кислоты широкое практическое применение нашли, в особенности в последние 10—15 лет, бисульфиты магния, натрия и аммония, объединяемые общим названием «растворимые основания».
Бисульфит кальция существует в растворе только в присутствии свободной сернистой кислоты. При недостатке растворенного S02 бисульфит кальция легко разлагается, в особенности при повышенной температуре, на нерастворимый моносульфит и сернистую кислоту: Ca(HS03)—> CaS03+ HS03. Появление во время варки серной кислоты вызывает выпадение в осадок гипса. Образование гипса и моносульфита выводит из раствора катионы кальция и уменьшает буферность варочного раствора, повышает зольность целлюлозы, затрудняет пропитку щепы, вызывает забивание трубок циркуляционных подогревателей и трубопроводов. Все эти затруднения полностью устраняются при варке с кислотой на растворимых основаниях и в этом состоит одно из ее важных преимуществ. Более высокая стабильность кислоты, содержащей магниевое, натриевое и аммониевое основания, позволяет применять более высокие температуры варки.
Ускорения варки при использовании кислоты с магниевым основанием по сравнению с варкой с кислотой на кальциевом основании ожидать нельзя. Оба катиона двухвалентны и по этому скорости пропитки и степени нейтрализации лигносульфоновой кислоты в твердой фазе для них одинаковы. Отсюда должна быть одинаковой и скорость сульфонирования и растворения лигнина. На опыте это было подтверждено. Следовательно, нет оснований ожидать и заметного повышения выхода целлюлозы при варке до одной и той же степени делигнификации с кислотой на магниевом основании, хотя в некоторых работах об этом сообщается. Правильным нужно признать, что варка на магниевом основании не имеет сколько-нибудь заметных преимуществ в отношении продолжительности процесса и выхода целлюлозы по сравнению с варкой на кальциевом основании. Однако большая стабильность бисульфита магния представляет собой достаточное обоснование для некоторого сокращения расхода серы при варке на магниевом основании, повышения вязкости растворов целлюлозы и некоторого улучшения ее механической прочности. Полученная целлюлоза при варке на магниевом основании, имеет значительно более высокие показатели по сопротивлению излому, чем целлюлоза, полученная при варке на кальциевом основании; по сопротивлению разрыву, раздиранию и продавливанию показатели примерно одинаковы. Основным же преимуществом варки на магниевом основании, по сравнению с варкой на кальциевом основании, является большая гибкость процесса, позволяющая применять в зависимости от назначения продукта различные температуры варки и в широких пределах варьировать содержание основания вплоть до использования варочных растворов с рН 5—6. С практической стороны небезразлично также, что благодаря меньшей атомной массе магния по сравнению с атомной массой кальция количественный расход MgO при одной и той же концентрации связанного S02 в кислоте оказывается на 40% меньше, чем СаО.
Широкому распространению варки с магниевым основанием способствует в последние годы промышленное применение хорошо освоенных установок для регенерации магния и серы из отработанных щелоков.
Использование для варки кислоты с одновалентными растворимыми основаниями — натриевым и аммониевым — дает более существенные преимущества по сравнению с кислотой на магниевом основании. Одновалентные катионы, как было показано выше, поглощаются при пропитке практически равномерно всем объемом щепы, но в меньшей концентрации, чем двухвалентные, и степень нейтрализации лигносульфоновой кислоты в твердой фазе получается гораздо более низкой. Благодаря этому щепа равномернее пропитывается, в твердой фазе создается более низкий рН, лигнин быстрее гидролизуется и переходит в раствор при более низкой степени сульфонирования. Скорость сульфонирования лигнина, остается одинаковой для кислоты с одно- и двухвалентными основаниями, а возрастает лишь скорость растворения твердой лигносульфоновой кислоты. За этот счет обеспечивается сокращение продолжительности варки до одной и той же степени делигнификации с кислотой на одновалентных основаниях, и вследствие этого повышаются выход, вязкость и степень полимеризации, а также улучшаются показатели механической прочности целлюлозы. Применив кислоту с меньшей концентрацией основания {с целью экономии химикатов), можно добиться дополнительного ускорения варки. Было установлено, что при концентрации 7—8% всего SO2 содержание натриевого основания в кислоте может быть снижено до 0,4—0,5% NaO, причем за 8 ч варки при конечной температуре 130° С получается мягкая целлюлоза с выходом 45—47% и вполне удовлетворительными прочностными свойствами. применение кислоты на аммониевом основании, несмотря на снижение температуры варки на 6° С, позволило сократить продолжительность варки на 1 ч 15 мин по сравнению с варкой на кальциевом основании, и, несмотря на снижение концентрации связанного S02 с 1,2 до 0,9%, несколько повысить выход, уменьшить количество непровара и улучшить прочностные свойства целлюлозы, особенно сопротивление изгибу.
Изменение содержания аммониевого основания в кислоте дает возможность в широкой степени варьировать выход и свойства целлюлозы. По сравнению с варкой на натриевом основании варка на аммониевом основании дает целлюлозу с еще меньшей зольностью, но более темную, чем варка на натриевом и на кальциевом основаниях. Потемнение целлюлозы обусловлено образованием окрашенных аминопроизводных остаточного лигнина с участием присутствующих в варочном растворе ионов аммония. При отбелке эти соединения легко разрушаются, и целлюлоза, полученная при варке на аммониевом основании, белится так же легко, как и целлюлоза, полученная при варке на натриевом основании. Более существенными недостатками варки на аммониевом основании являются развитие грибных обрастаний в промывном и очистном отделах завода и понижение выхода дрожжей при переработке сульфитного щелока; последний недостаток, однако, преодолим.
Выбор между натриевым и аммониевым основаниями в каждом конкретном случае делается с учетом главным образом экономических соображений, возможностей снабжения химикатами, путей использования и регенерации щелоков и других технических обстоятельств. Если говорить о регенерации щелоков, то для натриевого основания в настоящее время существуют весьма разнообразные методы регенерации, часть из которых получила промышленное применение. Для аммониевого основания пока нет освоенных промышленностью способов регенерации, но в этом случае легче решается вопрос сжигания щелоков, так как они практически не содержат золы, и появляется возможность использовать сульфитные концентраты после выпарки в качестве удобрения в сельском хозяйстве.
Общим достоинством растворимых оснований в дополнение к указанным выше является меньший расход серы на варку вследствие лучшей стабильности кислоты и отсутствия гипсации.
2. Современные варианты СФА варки целлюлозы.
1)Одним из таких методов варки, является предварительная пропитка щепы белым или черным щелоком под давлением. Оказалось, что при получении целлюлозы одинаковой степени провара варка с предварительной пропиткой дает возможность сократить расход активной щелочи по сравнению с обычной варкой. Относительно более существенную экономию дает пропитка черным щелоком за счет использования его остаточной щелочности. Величина достигаемой экономии зависит от степени провара целлюлозы. При получении целлюлозы жесткостью 80—90 перм. ед. из еловой щепы расход активной щелочи был меньше на 20— 25%, чем при обычной варке, в то время как при получении. жесткой целлюлозы (120—130 перм. ед.) экономия в расходе щелочи на варку составляла лишь 5—10%. Что касается условий пропитки, то достаточно 15 мин при давлении 0,2 МПа, чтобы проявился указанный эффект. Продолжительность варки при этом сокращается на 30 мин, что дает возможность избежать удлинения общего оборота.
2) В основе так называемого инжекционного метода варки лежит идея сокращения избытка щелочи, задаваемого на варку. При этом способе варки в котел перед началом варки задается лишь часть активной щелочи, необходимой для полного провара, остальное же ее количество добавляется или инжектируется в течение варки небольшими порциями. В результате в варочном растворе обеспечивается постоянная концентрация активной щелочи в продолжение всей варки, более низкая, чем при обычной варке, в начале процесса, но более высокая к концу варки. Увеличение концентрации активной щелочи в конечном периоде варки дает возможность сократить либо продолжительность варки, либо расход щелочи.
3) двухтемпературная варка В основе двухтемпературного графика варки лежит идея ускорить процесс делигнификации на его первом этапе, когда резкое повышение температуры не грозит неприятными последствиями в отношении деструктивного повреждения целлюлозы, и несколько замедлить его к концу варки, когда целлюлозное волокно уже не защищено лигнином от воздействия варочного щелока. С переходом на метод двухтемпературной варки при расходе активной щелочи 16 % NаO от массы абсолютно сухой древесины выход целлюлозы из древесины повышается на 5 %, количество непровара сокращается на 40 % и несколько улучшается прочность целлюлозы.
4) Как способ получения облагороженных целлюлоз для химической переработки известный интерес представляет щелочная варка с высоким расходом активной щелочи при пониженной температуре. Одновременное использование этих двух факторов дает возможность добиться более полного удаления гемицеллюлоз и низкомолекулярных фракций и получить мягкую целлюлозу с высоким содержанием альфа-целлюлозы и низким содержанием пентозанов.
5) Наиболее действительным средством для препятствования реакции отщепления конечных звеньев цепевидных молекул полисахаридов при щелочной варке является применение восстановительных и окислительных реагентов для перевода редуцирующих групп в этих звеньях соответственно в первичные спиртовые или карбоксильные. Исследованы были многие реагенты.
Среди этих реагентов должен быть упомянут в первую очередь боргидрид натрия NaBH4, обладающий сильными восстановительными свойствами; уже очень небольшая добавка боргидрида вызывает восстановление концевых карбонильных групп полисахаридов в первичные спиртовые и в заметной степени препятствует развитию реакции отщепления. Так как спирвые группы при натронной варке нейтрализуются не полностью, присутствие в щёлоке боргидрида способствует уменьшению общего расхода активной щёлочи. Что касается выхода целлюлозы из древесины, то добавка 1 % боргидрида к массе хвойной древесины увеличивает его примерно на 5 %.
6) Варка с предварительным гидролизом щепы.Обычная сульфатная или натронная варка не дает возможности получать целлюлозу для химической переработки, обладающую достаточно высокой реакционной способностью. Типовым методом получения целлюлозы для указанных целей является щелочная варка с предварительным гидролизом щепы, т. е. двухступенчатая комбинированная варка. Предварительный гидролиз имеет целью удаление из древесины легкогидролизуемых гемицеллюлоз, ослабление связей между устойчивыми пентозанами и целлюлозой и частичное разрыхление структуры клеточных стенок, что облегчает удаление пентозанов во время последующей сульфатной или натронной варки и повышает реакционную способность целлюлозы, предназначенной для химической переработки на искусственное волокно и другие продукты.
7) Для варки целлюлозы в непрерывных установках типа применен двухступенчатый сульфидно-сульфатный способ варки, получивший название «Алкафайд». В первой ступени варка предварительно пропаренной и пропитанной щепы ведется с раствором сульфида натрия. Для первой ступени используется верхняя половина наклонного варочного котла, снабженная опускающей ветвью скребкового конвейера. В нижнем конце котла насосом высокого давления в котел добавляется раствор гидроксида натрия с таким расчетом, чтобы после смешения с сульфидным щелоком получить щелок, по своему составу соответствующий нормальной сульфатной варке при сульфидности 25—30 %. С этим щелоком проводится вторая ступень варки в нижней половине котла, в которой движется подъемная ветвь конвейера. Общая продолжительность варки около 1 ч.
Сульфидно-сульфатный способ не привился в промышленной практике возможно по причине повышенной коррозии обычной стали под действием щёлока высокой сульфидности.
8) Содово-натронным или бессернистым способом варки называют одноступенчатый метод натронной варки со щелоком низкой степени каустизации (25—30 %), содержащим в качестве основного реагента карбонат натрия и в качестве вспомогательного — гидроксид натрия. Был разработан американской фирмой, введен в эксплуатацию вместо нейтрально-сульфитного для выработки полуцеллюлозы из древесины лиственных пород. Преимуществами процесса по сравнению с нейтрально-сульфитным являются упрощение схемы регенерации щелоков, снижение стоимости химикатов, уменьшение коррозии оборудования, отсутствие неприятных газовых выбросов. К недостаткам следует отнести более темный цвет полуцеллюлозы и увеличение примерно на 20 % расхода электроэнергии на ее размол.
3. Сушильная часть БДМ
Сушильн. часть БДМ. Правила безоп. эксплуатации Суш.ч.сост. из вращ-ся обогреваемых изнутри паром и расположенных в 2 ряда сушильн. цилиндров. Бум.полотно прижимается к нагретой поверхности суш. цилиндров при помощи суш.сукон ,улучшающих тепло передачу и предотвращающих коробление и сморщи- вание бум ги.Остаточная влага 5-7%.Для сушки суш. сукон, которые вопринимают большое количество влаги служат сушильные цилиндры.Пар получающийся при испарении влаги из б.и сукон,собирается под колпаком ,располож. над суш частью и отводится вытяж. наружу. Суш.цил. распределяют по секциям. В каждой секции есть свой привод. Это позволяет регулировать скорость отдельных секций и натяжение бум.полотна между ними . Бумаг суш цилин. имеют d=1,5 м длина суш.ц. д.б. большей ширины бум.полотна на 70-130мм.
Суш .цил изготов обычно одностенными из чугуна .Они должны иметь равномер.по толщине стенку без дефектов.Наружную поверхность с.ц. полируют и шлифуют. Торцевые кромки цил.им. сферич. форму и прикрепляются к фланцам ц.болтами. Все суш.ц .д.б. хорошо отбалансированы, иначе вращение их будет неравномерным .В крышке суш.ц. устраивают лаз для провед. ремонтных работ. Через полые цапфы ц. вводят паровую трубу для удаления конденсата. Конденсат м. удаляется черпаками,сифон трубкой, вращ. сифоном. К крышке цилиндра укрепляют изогнутый в виде рога черпак, который зачерпывает воду при вращении из нижней части цил. и отводит ее через полую цапфу в конденсатопровод. 2. Конденсат удал. при помощи неподвиж. трубки. Он выдавлитвается в эту трубку давлением пара и отводится в конденсатопровод. 3.вращающийся сифон состоит из 2-хизогнутых трубок. К концу каждой трубки присоединен небольшой ковш.др.конец сифон.трубки присоединен к конденсатоотводу. Поверхность сукно суш..ц. составляет 25-35% к поверхности бум.суш.цил. их количество д.б. таким, чтобы сукна хорошо просыхали. Для очистки пов-ти бум.суш .ц. от приставших частиц клея ,смолы,волокон примен. Шабер Суш.сукна.-прижимают бумагу. к греющей поверхности цилиндра с целью улучшения контакта между ними ,для предотвращения коробления б. и образования морщин. При выработке высококачественной бумаги из ДМ; б, обладающей малой усадкой – х.б сукна. Шерстяные сукна заменяются многослойными х.б.сукнами с добавлением синтетич. волокна.Син.волокна увелич. прочность, термостойкость и кислостойкость сукон, а асбест предовр. повреждение х.б волокон от сульфатов. Сукноведущ.валики диаметром 150-400 мм и =на 100мм длиннее суш.цил..Шерстяные сукна – 6мес. –2 года; х.б.-2-3мес..Сукна нижнего ряда быстрее изнашиваются из-за худшей вентиляции .Главными причинами износа являются скорость машин, температура суш., влажность, степень натяжения полотна, мех.повреждения сукна. Пар отбираемый из паровых машин не д. содержать масла, более того его пропускают через маслоотделитель. Суш.ч. состоит из:1) Бум.суш.цил – из чугуна и стали d = 1200 мм –1500мм (1800). 2)Сукно .Суш.сукна выполн.функции:а)-транспорт.бум.волокна;б)-регулирование процесса сушки бум. на пов-ти бум.суш цил .в)- удал.паровозд.смеси, образующ. при испар. влаги на пов-ти бум.суш.ц. 3) сукноведущ. валики –кол-во от кол-ва б.суш. в группе по сукну ( от 1 до 12 шт).4)Сукнонатяжные d= 350-450мм –для натяж. в период работы..6)Шерст.сукна=30-40% полиэфирн.волокон. 7) закрыт.колпак суш.ч..Колпак опускается и поднимается.8) клеильн. прессы гориз. и вертик. типа и меловальная установка.9)-холодильные цилиндры(заканчивается сушильн ч.) – для охлаж. б. полотна и снятия с пов-ти статистич.электричества. 10)Перфор.валики – удал»паровые мешки», обр между группами бум.суш .ц. – для интенсификации сушки. В КДМ – лощильные цилиндры, d=5м с колпаком. В суш.ч. устраив.несколько приводных точек, чтобы обеспечить передачу б.полотна без обрыва в результате усадки.
Пуск Сначала запуск.преобразоват. агрегат, затем пускают на тихий ход глав. привод.эл.двигателя или секционные двигат. и включают отдельные секции, прогревая суш. цил,, натягив.суш.сукна, осматривание их ипроверяют положение контролирующих полос.Сеточник ополаскивает стковедущие валики вкл. спрыски и после этого вкл. на тихий ход сетку,следя за ее работой. Пресса тоже вкл. на тихий ход, натяг.сукна и выравнив., провер. присадку верх.вала пресса, осматр. сукна. Затем пуск.все двигател.,кроме массного насоса и трясоч..мех-ма. Для пуска необход.заполн. водой н/я, бассейны и трубопроводы; а также увелич. скорости до рабочей. Вкл. масн. насос и откр. массн задвижку, затем включ.привод сетка. Остановка.: сеточник сообщ бригаде и выкл. массный насос и закр. массн. задвижку, останавл сетку, выкл. тряску сетки.Сеточник. откл.пресса, сукномоечные валы и уменьш. скорость машин Промывают сетку и сукна сообщ. в котельную и закр. приток пара. на машину, останвливают каландр,накат и ослабляется натяжение суш. сукон. .После останов. цилиндров, продув.их и спускают остатки конденсата.

БИЛЕТ 2
1.Теоретические аспекты процесса размола щепы и отличительные особенности от дефибрирования балансов
Осн. стадия при подготовке щепы — размол на дисковых мельницах (рафинёрах). Размол м/т провод-ся в несколько стадий, под давлением или без него, с той или иной присадкой размольных дисков др. к др. Размольных дисков м/б 2;3;4. Они м/б подвижными и неподвиж. по отнош др. к др., имеют одинаковые основ. конструктивные эл-ты. В рафинёре происходит быстрая и непрерывная смена циклов: сжатие-истирание, переходящее в сжатие-скалывание и сжатие-раздавливание. Зазор м/у дисками легко изм-ся путём приближения или разведения их др. отн. др. (диапазон от 1 до 0,1 мм). Варьируя этот зазор можно управлять процессом измельч-ия щепы и полностью искл. её резание, оставив только 3 названных действия. В теор. плане можно назвать работу Мэйя, кот определил расчётом, что отделение волокон от щепы происх. по фазам, кот. плавно сменяют др. др., переходя от центра диска к его переферии. На 1-й фазе из каждой щепки образ. 4 частицы, на 2-ой- 4*4=16; на 3-ей 16*4=64, т.е. кол-во образующ. ч-ц растёт в радиальном направлении.Это показ-т, сколько можно получить ч-ц, но не поясняет, какими д/б ч-цы с т.зр. их Б-образующих св-в. Размол чаще всего проводится на 1-ой ступени под давлением, на 2-ой — без повыш.давления, но в обоих случаях при повыш. конц-ии. Особенности: пр-во ДМ отлич-ся оч. большим потреблением энергии. При произ-ве из щепы энергия на размол щепы, т.к. размольное оборуд-ние им. оч. мощный привод и ст. размола несколько. Много энергии расходуется и на получение ДМ из балансов. Энергия расход-ся и на вращение деф. камня, и на подачу балансов к деф.камню. Для деф-ия осн. породой явл. ель. Она даёт самую светлую,с самую прочную, с самым низ. расходом химикатов на отбелку ДМ. Несколько хуже по св-м масса пихты. Др-на сосны практ-ки не исп. для ДМ, т.к. её волокна сравнит. грубые, крупные, толстые, ломкие, слабо фибриллируемые. Берёза, дуб, бук, ольха счит. непригод. для ДДМ из-за своей повыш. твёрдости (ув-ние расхода энергии на деф-ие), оч. короткие вол-на ( малопрочную массу). Хранят др-ну в штабелях; вымачивают в бассейне перед деф-ем, но пропаривать нельзя (ухудш. цвет). Вся др-на д/б окорённой. Для пр-ва массы из щепы исп. практич. любую др-ую породу (лучшая порода ель, затем пихта, но можно измельчать на дисковых мельницах и сосну, и даже лиственницу). Листв. породы здесь дают более высокое кач-во массы, чем при деф-ии. Для ТММ можно исп щепу из неокорённой др-ны. Хранят щепу в кучах на откр. воздухе.
2. Схема отбелки и облагораживания целлюлозы различного назначения
Цель отбелки – удалить остаточный ЛГ в целлюлозе . Химикаты: CI; NaOCI или Ca(OCI);CIO;HO; O.Между ступенями отбелки проводится щёлочная обработка целлюлозы для нейтрализации кислых продуктов(используется NaOH).Кисловка – завершающая стадия любой схемы отбелки. Цель – удаляются из целлюлозы продукты взаимодействия ЛГ с отбеливающими агентами. рН=4,5-5,5, 30 мин, конц-я массы =3-4 Назначение кисловки-1)разруш остаток хлора в Ц H2SO4+Cl2(хлор)+H2O=HCl+H2SO4 2)нейтрализовать щелочь и обеспечить дальнейшую отмывку Ц H2SO3+NaOH=Na2SO3+2H2O 3)делает Ц нейтральнойПосле отбелки целлюлоза содержит не более 50 % ЛГ. Облагораживание – это удаление из целлюлозы бета- и гамма- целлюлоз.
В завис-ти от св-в получ-й Ц схема отбелки м/т иметь от 3 до 11 ступеней. 3 ступени - для пр-ва полубеленой Ц; 4ст-для бел сфи и сфа Ц, испол-мой для писчей Б; 5-6 ст - сфи и сфа Ц (документная Б, вискозная Б); 7-11 ст - отбелка сфа Ц, ( Б для ксерокса). Отбелка Ц для писчей Б. Хлорирование – нейтрализ-я (NaOH) – хлорир-е – гипохлорит-я отбелка-кисловка(HSO3): HSO3+HO=HCI+HSO4; HSO3+NaOH= NaSO4+HO.
Отбелка Ц для документной Б Хлорир-е – щелочение−отбелка двуокисью хлора–щелочение−добелка двуокисью хлора–кисловка. Отбелка сфи и сфа Ц для ксерокса хлорир-е−щелочение−хлорир-е−облагораж-е− гипохлорит-я отбелка − отбелка двуокисью хлора −щелочная обработка−отбелка двуокисью хлора−гипохлор-я отбелка− кисловка. Отбелка вискозной Ц. Хлорир-е−щелочение–хлорир-е−облагораж-е−гипохлор-я отбелка(2 ступень)– кисловка. Отбелка сфи Ц для высокакач видов Б хлорир-е− облагор-е−хлорир-е−гипохлор-я отб-ка(2ст)−отб двуокисью хлора−кисловка. Способы облагор-я -холодный 30 -40оС, конц-я щелочи 9-12%; -горячий 95-130 оС; 0.5-1%. Холодное облагор-е-это набухание Ц и ГЦ, бета и гамма Ц растворяются, ГЦ-раств-ся и остается альфа Ц . Горячее облаг. - остается адьфа Ц, снижается деструкция Ц и низкая продолжительность процесса.
3. Технология производства гофрированного картона. Правило безопасной эксплуатации гофроагрегата.
ГофроК-это упаковочный материал ,многослойный, имеет высокую динамичность и статическую прочность. Состоит из плоского слоя и гофро. слоя бумаги – основы. Точками связи Б-О и К-О являются верхние гофры, на которые наносится связующее. Бумага основы гофрируется в гофро-клеильной секции гофроагрегата. Г-К – бывает 3-х, 5-ти, 7-ми слойный, массой до 250 г/м2. Основной слой имеет массу 200г/м2, СП-30 ШР, покровный слой имеет массу 50 г/м2, СП-40 ШР. Применяемый клей: 1) силикатный клей 2)крахмальный клейстер различной концентрации и вязкости 3) латексные проклеивающие составы. Б для гофрирования должна отвечать следующим требованиям: 1) обладать высокой механической прочностью 2) высокой упругостью, эластичностью, гибкими свойствами 3)способностью к склеиванию с К-О (высокая адгезия по отношению к клею)
Требования к К-О. Он несет основную статическую нагрузку при использовании гофротары. К- имеет два слоя: основной слой- не проклеивается, не наполняется, низкая степень помола 30 ШР; покровный слой – проклеивается, СП больше 40 ШР, наносится маркировка продукции. Существует 3 вида гофры: мелкая b=3-4мм, средняя b=4-5мм крупная b=5-6мм Используются все виды сульфатной Ц, качественные виды макулатуры, бисульфитная Ц. Размол массы основного слоя идет в одну ступень, а покровного слоя – в две ступени. БДМ для Б-О Волокнистый материал поступает жидким потоком с целлюлозного завода или проходит роспуск в гидроразбивателях вертикального типа, СП=30ШР. Масса имеет средневзвешенную длину волокна и получаемая бумага обладает повышенной эластичностью, гибкостью, прочностью. Перед БДМ происходит очистка массы от механических и органических примесей. Очистка на 1; 2; 3-ей ступени происходит на центриклинерах ЦВК, 4-я ступень – селектифайеры. Схема гофроагрегата: Первая секция – гофроклеильная, 2-я секция столы накопители. Стадии при получении говрокартона: а) клеильная секция б) сушка с) охлаждение д) резка.
НАРИСОВАТЬ СХЕМУ ГОФРОАГРЕГАТА(вспомни Бондаренку)
1-подогревательные бумаги основы; 2-верхний гофрированный вал; 2а-второй гофрированный вал; 3- гладкий нижний вал; 4-клеенаносящий вал; 5-шабер для удаления избытка клея; 6- ванна клея ;7-пологреватель картона основы; 8,9,10,11-транспортеры ;12-подогреватель; 13-валик для нанесения клея на поверхность двухслойного полотна; 14-валик для удаления избытка клея; 15-ванна; 16-сукно; 17-полированные ленты, осуществляющие процесс сушки картона до нужной влажности; 18-нижнее сукно охлаждающей части. Гофроклеильная секция должна обеспечить получение двухслойного К и нанесение клея на поверхность картона. Б–О и К-О подогревается до температуры 35 C. Отсюда следует низкая жесткость полотна и высокая эластичность. Бумага гофрируется, потом на верхушки наносят клей с низкой вязкостью для равномерности нанесения и достаточного склеивания с К-О. Получается двухслойное полотно. Потом в клеильной секции происходит склеивание нужного числа слоев. Склейка осуществляется высоковязкими адгезивами для прочного склеивания. Сушка происходит на полых стальных ящиках (крышки отполированы), это контактная сушка. Охлаждающая секция: полотно находится между двумя сукнами и охлаждается по ходу движения сукон
БИЛЕТ №3
1. Технология и перспективы производства термомеханической массы из щепы. ТММ используется в производстве ДВП. По сравнению с другими видами механической массы она отличается низкой прочностью и содержит много грубой фракции, однако, снижение параметров пропаривания и возможность размола под давлением на обеих ступенях повысили ее качество. Без внесения изменений из ТММ могут получать картон. Стадии: подготовка хвойной древесины; пропаривание (продолжительность 2-3 мин. Темп. 120-130 градусов, для ДВП т-ра 170-190 градусов и без давления) размол в две ступени под давлением (давление 0,2-0,3 МПа) по потоку идет на сгущение обезвоживание и отбелку В связи с тем, что волокна после пропаривания стали мягкие и эластичные, не накопили внутреннего напряжения то операция латентности (распрямления волокон) может отсутствовать. В связи с гибкостью и однородностью их по размерам волокон, их бумагообразующие свойства выше чем у рафинерной древесной массы. Варьируя параметрами размола можно получить массу пригодную не только для картона, но и для бумаги санитарно-гигиенического назначения, где требуется пухлость и мягкость бумаги. ТММ имеет ниже белизну, чем РДМ, поэтому здесь часто включают отбелку. Причем в связи пластифицированием лигнина отбелка происходит более легко, чем для рафинерной древесной массы, особенно комбинированная. Возможно окисление реагентами. Таким образом ТММ получается предварительным пропаривание щепы и получают путем размола при высоком давлении и температуре (1-3 МПа, 100-135 градусов).
Новейшим достоинством в технологии ТММ является использование спец. установки для проведения пропарки щепы в паровой фазе. Эту пропарку можно совместить с обработкой химикатами, тогда пропитка будит глубокой и однородной. Эта установка наз-ся ИМПРЕГНАТОР Прекс. Основной эффект связан с тем , что щепа сначала интенсивно сжимается с помощью шнека и под действием подаваемого пара , а затем переходит в широкое пространство, где мгновенно рассредотачивается. При этом происходит выстрел массы и щепа дополнительно расчёсывается на волокна, жидк. быстро вскипает и происходит перемешивание всего.
9740901797052. Техника комбинированной многоступенчатой отбелки целлюлозы.
Три ступени используется для производства полубелёной целлюлозы. Четыре ступени для производства беленой сульфитной и сульфатной целлюлозы (писчая бумага). 5-6 ступеней для производства сульфитной и сульфатной целлюлозы (документная ксеросная бумага). 7 ступеней для производства только сульфатной целлюлозы (вискозная бумага).Отбелка целлюлозы для писчей бумаги. Первая ступень: хлорирование – Нейтрализация ; Вторая ступень: хлорирования– Гипохлорирование – Кисловка
Отбелка целлюлозы для документной бумаги:1 ст. Хлорирование– Щелочение;2ст. Отбелка двуокисью хлора– Щелочение– Добелка двуокисью хлора– Кисловка
Отбелка целлюлозы для ксеросной бумаги: Первая ступень: хлорирования –Щелочение; Вторая ступень: хлорирования– Облагораживание– Гиппохлорирование; Первая ступень отбелки :двуокисью хлора– Щелочение;Вторая ступень отбелки: двуокисью хлора – Гиппохлорирование– Кисловка. Отбелки целлюлозы для вискозной бумаги : Первая ступень: хлорирования– Нейтрализация; Вторая ступень: хлорирования – Облагораживание; Первая ступень: гиппохлорирования; Вторая ступень: гиппохлорирования –Кисловка .
2393315888365Оборудование для отбелки:1)хлорирование и щёлочение проводят в башнях(движение массы сверху вниз).Башня – металлический цилиндр,внутри она обрезинена(гумированна) или покрывается защищённым слоем титанового листа.
Сущность отбелки : целлюлоза и химикат, двигаясь в башне вниз, реагирует друг с другом. Внизу выходит отбеленная масса.
24834859010652)Хлорирование,гипохлоритная отбелка,отбелка CIO – проводят в башнях:гребковый шабер сбрасывает массу в кольцевой желоб(поз.1),где масса разбавляется водой и идёт на промывку.
3)комбинированные башни(с внутренней и вынесенной поглотительной колонкой)–применяется для отбелки CIO.В поглотительную колонку снизу подаётся насосом масса и химикат и вверху гребковый шабер направляет массу к периферии ,продолжая процесс отбелки.Размер башни : d=6 м; h=10-32 м;V= 100-900 м Достоинство:конструкция башни предупреждает образование и скопление взрывчатых смесей.
217424034290
3. Формование элементарного слоя картона на сеточном цилиндре.Цилиндровые или круглосеточные ,машины применяются для производства многослойногоролевого картона весом 1 м2 до 800 г. Прототипом этих машин является папочная машина , применяющаяся для выработки толстого листового картона , которую можно рассматривать как простейшую цилиндровую БДМ. Основным формующим элементом машины служит сеточный цилиндр.
Несколько последовательно установленных сеточных цилиндров, объединенных между собой одним общим съемным сукном, позволяют вырабатывать многослойную бумагу или папку в виде бесконечного полотна. Если такой установке придать прессовую и сушильную части с каландром и накатом, то получится многоцилиндровая машина.
Число сеточных цилиндров у многоцилиндровых машин достигает семи-восьми, рабочая ширина до 4 м, а в отдельных случаях и до 5 ж, рабочая скорость машины с обычными сеточными цилиндрами обычно не превышает 120—150 м/мин, а при наличии сеточных цилиндров, работающих под разрежением, достигает 200— 250 м/мин. Производительность многоцилиндровых машин редко превышает 200 г в сутки.
В бумажном производстве многоцилиндровые машины имеют ограниченное применение. На них вырабатывают некоторые виды документной и денежной бумаги, чертежную, рисовальную, карточную и др. Применяют одно-, двух- и трехцилиндровые машины.
Сеточные цилиндры изготовляются диаметром 1000—1500, реже 1800 мм. По своей конструкции они бывают разные. Для тихоходных машин (до 50—60 м/мин) они изготовляются со спицами и подкладочной сеткой, для более быстроходных машин — со спицами, но без подкладочной сетки и более рациональной конструкции, позволяющей работать на скорости до 120 и даже 150 м/мин. Более высокая скорость многоцилиндровых машин (150— 250 м/мин) достигается при работе сеточных цилиндров под разрежением (Фойта), а также при наличии безосных цилиндров с вакуум-камерами (Дорриса, Гольдсмита и др.).
Сеточный цилиндр погружен в металлическую ванну, в которую подается по принципу прямотока или противотока разбавленная бумажная масса. У современных машин ванну изготовляют из легированной стали, чтобы обеспечить чистоту ее внутренних частей и избежать образования слизи и других загрязнений. Сверху на сеточном цилиндре располагают прижимной валик, облицованный толстым слоем очень мягкой резины; он смещен в сторону движения цилиндра на 300—350 мм (считая по расстоянию между осями). Между прижимным валиком и сеточным цилиндром проходит верхнее съемное шерстяное сукно, которое принимает на себя слой бумажной массы с сеточного цилиндра. Фильтрация воды через сетку и образование волокнистого слоя на цилиндре, работающем без разрежения, происходит за счет разности уровней жидкости в ванне и внутри цилиндра. Уровень отходящей воды внутри сеточного цилиндра можно регулировать посредством боковых подпорных задвижек.
Следует отметить, что конструкция напускного устройства у большинства действующих цилиндровых машин недостаточно совершенна, вследствие чего регулирование веса и толщины полотна бумаги по ширине машины затруднительно, а получаемые бумага и картон неоднородны по своим физико-механическим свойствам, особенно при малом числе слоев. При наличии большого числа сеточных цилиндров получается более однородное полотно, однако разница в свойствах картона в продольном и поперечном направлениях листа остается все же более значительной, чем при его выработке на длинносеточных машинах. Наличие спиц и крестовин внутри сеточного цилиндра ухудшает условия отлива вследствие сильного волнения воды внутри цилиндра и заноса ее в зону формования, особенно при больших скоростях, что служит существенным тормозом повышения скорости цилиндровых машин. За последнее время начали применять более совершенную конструкцию сеточного цилиндра без вала, крестовин и спиц внутри него. Цилиндр выполняется в виде массивной бронзовой трубы с фрезерованными на ее поверхности желобками и с просверленными и раззенкованными отверстиями. Внутри цилиндра помещается вакуум-камера, соединенная с вакуум-насосом. Таким образом, обезвоживание и формование листа здесь происходит под влиянием разрежения, что позволяет значительно повысить рабочую скорость машины и улучшить формование листа картона.
Современные многоцилиндровые машины снабжаются устройством для гидродинамического напуска массы и отдельными электродвигателями для привода сеточных цилиндров.
25402540
Рис. 238. Схема трехцилиндровой бумагоделательной машины:
1 — сеточные цилиндры; 2 — прижимные валики; S — отсасывающий вал; 4—предварительный пресс; 5 — гауч-пресс; 6 — верхнее съемное сукно; 7 — нижнее сукно; 8 — вальцовая сукномойка; 9 — отсасывающие ящики; 10— первый мокрый пресс; 11 — сукномойка Франка
Опишем для примера тихоходную машину (рис. 238), применяющуюся для выработки специальных видов бумаги на одном из наших предприятий. Сеточная часть машины состоит из трех последовательно установленных сеточных цилиндров 1 с прижимными валиками 2, облицованными мягкой резиной и сдвинутыми по ходу машины; отсасывающего вала 3 для предварительного обезвоживания бумажного полотна, четырех пар предварительных прессов 4 и гауч-пресса 5. Через всю сеточную часть машины проходит верхнее съемное сукно 6, которое принимает на себя при прохождении через сеточные цилиндры три слоя сырой бумаги и проносит их через отсасывающий вал, предварительные прессы и гауч-пресс, где из бумаги удаляется избыток воды. Во избежание раздавливания сырого бумажного полотна при отжиме под бумажное полотно после сеточных цилиндров снизу подводится второе съемное сукно. Таким образом, сырое непрочное бумажное полотно осторожно отжимается на прессах между сукнами.
Пройдя гауч-пресс, бумажное полотно с сухостью 16—18% поступает в прессовую часть машины, а верхнее и нижнее съемные сукна на обратном пути промываются вальцевыми сукномойками 8 со спрысками. Чтобы мокрое бумажное полотно не отделилось от верхнего съемного сукна после сеточного цилиндра, под сукном установлены отсасывающие ящики 9 трубчатого типа.
Сеточные цилиндры, как и предварительные прессы, не имеют привода и вращаются верхним съемным сукном. Последнее же получает движение от гауч-пресса, нижний вал которого имеет привод. Прессовая и сушильная части этой машины ничем не отличаются от соответствующих частей столовой бумагоделательной машины.
БИЛЕТ № 4
1. Технологические факторы процесса дефибрирования древесины
Все факторы, влияющие на работу и производительность дефибрера условно можно разделить на: А) режимные и Б)связанные с контролем и работой дефибрера. А)а) Температура и концентрация массы. Факторы взаимосвязаны : изменение концентрации массы в ванне влияет на t массы, а также на температуру оборотной воды (чем больше тем-ра массы ,тем больше тем-ра воды). Тепло в системе связана с теплотой трения, возникающей при дефибрировании. В зависимости от этих двух факторов различают 3 режима дефибрирования: холодный, горячий густой, горячий жидкий. 1).холодный: температура оборотной воды 25-30 С.Самый худший режим (масса получается садкой с короткими , жесткими, рубленными волокнами, содержит много мелких волокон в виде мельштофа, температура массы в ванне=35-40°С, концентрация массы 3.5-4 %. Б и К из такой массы обладает сравнительно низкими физико-мех. показателями. 2). горячий густой: тем-ра оборотной воды=35-40°С, тем-ра массы=70-75°С, концентрация массы 4,5-6%. Качество массы и производительность дефибрера выше, но выше расход энергии и износ камня. 3)Горячий жидкий режим: тем-ра оборотной воды=50-55°С, тем-ра массы=70-75°С, концентрация массы 2-2.5%. Здесь самое благоприятное сочетание тепла, количество жидкости. Происходит быстрое пропаривание древесины, мягкие гидролитические процессы , ярко выражены размягчением ЛГ. Все это способствует легкому отделению волокон от древесины, их фибрилированию и дополнительному измельчению. Качество Б и К высокое. б)Температура оборотной воды . По влиянию на процесс дефибрирования и качество массы тем-ра оборотной воды даже важнее тем-ры массы. Установлено, что с ее повышением на каждые 10°С расход энергии снижается на 7%. Объем воды удельно больше, чем древесины и количество тепла приносимого с оборотной водой, больше. Оборотная вода подается в зону дефибрирования спрысками и на разбавление массы по потоке. Чем выше ее тем-ра, тем выше тем-ра в зоне дефибрирования с полдожительными последствиями. Чем выше тем-ра массы, тем выше реактивнакя способность волокон, выше степень их внутренней фибриляции. в)Влажность и породный состав балансов.Чем больше влажность балансов, тем легче разделяются на отдельные структурные составляющие, тем выше степень фибрилирования . Снижением концентрации массы не удается достигнуть такого же эффекта по расходу энергии на размол, фракционному составу, прочности массы как использованием балансов повышенной влажности. Касаясь породного состава, отмечаем, что большое значение имеет не столько порода древесины, сколько отнесение ее к мягкой или твердой. Мягко лиственные породы размалываются быстрее, чем меньше d волокон и толщина клеточной стенки, тем выше качество массы.(увеличение d волокон и толщины клеточной стенки происходит в следующем порядке: ель - сосна-кедр-лиственница). Из хвойных пород прочность ДМ значительно выше, чем из лиственных. Однако в последнее время начинают дефибрировать и древесину лиственных пород ,т.к. такая масса положительно влияет на бумагообразующие свойства увеличивается однородность просвета, увеличивается впитываемость. Массу из лиственных пород можно вводить в композиции сан-быт. Б (30%) . Лучше всего дефибрируется тополь, осина. Расход энергии на размол уменьшается на 20%. Березовую древесину не дефибрируют, т.к. она твердая, ее волокна очень короткие,поэтому дефибрир. дает древесную муку. (из не можно получить только мех. массу путем размола на дисковых мельницах щепы).
Б) факторы, связанные с работой оборудования. Среди этих факторов наибольшее значение имеют те. что связанные с работой камня:1). Окружная скорость камня. Чем больше окружная скорость, тем больше потребляется энергии, но и выше производительность. Для кварцево-цементных-18-21м/с, для керамических-до 30м/с. Мощность двигателя, установленного для приведения во вращение камня, постоянна, а окружная скорость не постоянна. Она изменяется с изменением d камня за счет его износа. Дефибрер должен работать с постоянной производительностью. С износом камня можно увеличить глубину насечки для увеличения производительности или увеличение P камня. Очень важно при этом сохранить постоянный показатель времени начального дефибрирования (ВНД)- это промежуточное время пребывания древесины в зоне высокой t , что необходимо для обеспечения требуемого пластифицирования ЛГ. Это время должно составлять 50-60 мсек. Увеличивая давление на камень увеличивается длина зоны дефибрирования, с увеличением зоны дефибрирования увеличивается и ВНД. При этом увеличивается удельный расход энергии, но это компенсируется повышением производительности. степени помола, повышение РД и объемной массы древесины.2)Зернистость и характер насечки камня. Взаимосвязанные факторы. Для крупнозернистых камней (размер зерен 0.5-0.55мм) используют сравнительно грубую насечку. Масса получается ,при высокой производительности, грубоволокнистой. Среднезернистый камень(0,4-0,45мм) используется чаще всего. Для него используются шарошки средних размеров . Масса получается самой лучшей по свойствам. Мелкозернистый камень 0.2-0.25мм. Обрабатываются шарошками высоких номеров. Получается тонко волокнистая масса, но производительность дефибрера сравнительно низкая и прочность такой массы ниже чем среднезернистом. На практике чисто подбором шарошки и грубыми насечками варьируют свойства массы и, на пример, на тонкозернистом камне получают массу. как на среднезернистом. Причем глубина насечки оказывает большее влияние на процесс дефибрирования. чем тип шарошки.
2. Регенирация извести из каустизационного шлама. Регенерация извести из каустизационного известкового шлама в настоящее время широко применяется на всех сульфатцеллюлозных предприятиях.Регенерация извести из шлама, несмотря на относительную дешевизну извести, экономически целесообразна. Необходимо учитывать, что количество известкового шлама чрезвычайно значительно: на 1 т целлюлозы получается почти 0,5 т сухого шлама, и если шлам откачивается в отвал в виде примерно 25%-ной суспензии, то количество этой суспензии будет, следовательно, в 2 раза больше производительности завода по целлюлозе. Спуск таких огромных количеств шлама в водоемы и откачивания в отвал категорически запрещен. Поэтому заводы имеют цеха по регенерации извести из шлама. Основной химической реакцией при регенерации активной извести из каустизационного шлама является, как и при обжиге свежего известняка, эндотермическая реакция разложения карбоната кальция
СаС03—>СаО + С02—177 кДж.
В пересчете на 1 кг чистого оксида кальция количество тепла, необходимого для проведения реакции, составляет 3170 кДж. Кроме того, примерно в 1,5 раза большее количество тепла приходится затрачивать на испарение воды, так как шлам поступает на обжиг с влажностью 40—45%.В качестве топлива для обжига шлама используют либо жидкое топливо — нефть и мазут, либо газ — природный или генераторный. Наиболее распространенным видом топлива является мазут. Мазут при горении в печи образует длинный факел светящегося пламени, которым можно достаточно легко управлять. Вследствие высокой теплотворной способности расход мазута на обжиг шлама относительно невелик, 250—300 кг на 1 т извести.
Для обжига каустизационного известкового шлама исключительное применение получили цилиндрические вращающиеся печи. Современные печи строят длиной до 100 м и более с отношением длины к диаметру до 40 : 1, производительностью 150—350 т извести в сутки .
На рис. 225 показана общая схема установки. Жидкий шлам подается насосом из запасного бака на вакуум-фильтр для обезвоживания и промывки. Промытый и сгущенный до сухости 50—60 °/о шлам транспортируется винтовыми конвейерами к загрузочной головке вращающейся цилиндрической известерегенерационной печи, получающей вращение через редуктор и шестеренчатый привод от электродвигателя. Вариатор редуктора позволяет изменять частоту вращения печи примерно от 0,5 до 2,0 мин-1. При загрузке шлама в печь к нему добавляют из бункера свежий дробленый известняк в количестве 10—20 %, в зависимости от величины потерь извести с пылью, выносимой из печи с дымовыми газами. Барабан печи наружными кольцевыми бандажами опирается на парные роликовые катки, установленные на мощных опорах. По ходу извести барабан имеет наклон к горизонту под углом 2—3°, что обеспечивает перемещение шлама внутри барабана. Кожух барабана изготовляется из обычной стали и футеруется огнеупорным шамотным кирпичом с высоким содержанием оксида алюминия; толщина футеровки обычно составляет 250 мм. Во избежание налипания шлама на стенки в загрузочном конце печи в футеровку свободно заделаны концами висячие металлические цепи, сбивающие своими ударами о стенки налипшие на них комья шлама. Одновременно эта секция цепей выполняет роль зоны подсушки шлама за счет тепла уходящих из печи дымовых газов. Цепи набирают на себя пастообразный шлам, увеличивая тем самым поверхность его соприкосновения с газами и таким образом интенсифицируя сушку шлама. С выгрузочного конца печи к ней примыкает топливная головка, к которой через форсунку подводится мазут, распыливаемый паром, и воздух для горения. Регенерированная известь в виде окатышей размером 10—20 мм, раскаленная до температуры 1000 ºС, выходит из выгрузочного конца печи и попадает в холодильный барабан, охлаждаемый воздухом по типу рекуператора. Применяют два типа воздушных охладителей-рекуператоров: с прямым и непрямым нагревом вторичного воздуха. В рекуператорах прямого действия или контактных известь непосредственно соприкасается с воздухом, который направляется в печь. В рекуператорах непрямого действия воздух прогоняется через особые каналы, устроенные в стенках барабана.
В воздушных холодильниках-рекуператорах известь охлаждается до 100—150 °С, а воздух, поступающий в печь, одновременно нагревается до 170—200 °С. Воздушный охладитель непрямого действия с барабаном диаметром 2,5 м, длиной 8 м и частотой вращения 0,07—0,09 с-1 обеспечивает производительность около 100 т извести в сутки. Охлажденная известь (см. рис. 225) принимается на цепной конвейер, пропускается через вальцовую дробилку и элеватором поднимается в бункер, из нижней части которо193040888365го конвейер подает ее в гаситель-классификатор.
Рис. 225. Схема установки для регенерации извести:
1- скребковый конвейер; 2—элеватор; 3— мазутная форсунка; 4— разгрузочная (топливная) головка; 5 — привод печи; 6 — вращающаяся печь; 7 — загрузочная головка; 8 — бункер для известняка; 9 — загрузочный винтовой конвейер; 10 — транспортирующий винтовой конвейер; 11 — вакуум-фильтр; 12 — дымосос; 13 — скруббер; 14 — бункер для шлама; 15 — шламовый насос; 16, 17, 18 — насосы для скрубберного раствора; 19 — холодильник для извести; 20 — цепной конвейер; 21 — дробилка для извести; 22— разгрузочный конвейер; 23— бункер для извести
Для нормальной работы известерегенерационной печи необходимо обеспечить равномерное питание ее шламом, хорошо обезвоженным (влажностью не выше 55%) и хорошо отмытым от щелочи (с содержанием не более 1 % Na20 к массе абс. сухого шлама). В этом случае шлам в процессе подсушки легко гранулируется. Грануляция способствует равномерному обжигу и уменьшению потерь в виде пыли. При питании печи чрезмерно влажным и слизистым шламом увеличиваются потери извести с пылью, а на стенках печи образуются кольца спекшегося шлама. Отношение количества активного СаО в полученной регенерированной извести к количеству активного СаО, затраченному на каустизацию, называется степенью регенерации извести. Эта величина колеблется для различных установок примерно в пределах от 80 до 95. Помимо вращающихся известерегенерационных печей, ограниченное применение для обжига шлама на зарубежных предприятиях имеют печи кипящего слоя и механические полочные печи типа колчеданных. На рис. 226 изображена схема довольно крупной установки для обжига каустизационного шлама в печи кипящего слоя . Шлам, обезвоженный на вакуум-фильтре до сухости 65—70 %, попадает в смесительное винтовое устройство, куда добавляется часть сухой известковой пыли и в небольшом количестве вода для ее гашения. В результате получается смесь с влажностью от 8 до 20%, поступающая в мельницу-дезинтегратор, в которой происходит смешение с горячими газами из печи, имеющими температуру около 550 ºС. В дезинтеграторе образуется мелкая пыль, которая вместе с газами выносится в циклоны-сепараторы, где поддерживается температура около 135 °С. Уловленная в циклонах пыль, состоящая главным образом из карбоната кальция, частично возвращается в смесительное винтовое устройство, частично собирается в питательном бункере. Дымовые газы из циклонов отсасываются дымососом и перед выбросом в атмосферу пропускаются через скруббер Вентури для улавливания уноса. Печь кипящего слоя по высоте разделена колосниковой решеткой на две части. Верхняя часть, где поддерживается высокая температура, предназначена для обжига карбоната и грануляции образующейся извести; нижняя часть под колосниковой решеткой используется для регенерации тепла. Для создания кипящего слоя служит воздуходувка, вдувающая .воздух под колосниковую решетку. Часть воздуха от этой же воздуходувки используется как вторичный воздух для транспортировки карбонатной пыли, которая через питатель поступает из бункера в воздуховод, выводящий ее в печное пространство непосредственно над колосниковой решеткой. Сюда же через штуцер в печь подается топливо — газ или мазут. Сопла для ввода в печное пространство смеси карбонатной пыли с воздухом и топлива расположены по всей периферии печи. При температуре 825 ° и выше происходит быстрая кальцинация мелкой карбонатной пыли и образуются зерна извести размером до 5—6 мм. Увеличение диаметра печи в верхней ее части способствует образованию расширенного кипящего слоя, уменьшению скорости газов и уменьшению уноса пыли.

Рис. 226. Схема установки для обжига каустизационного шлама в печи кипящего слоя:
1 — печь кипящего слоя; 2— топка печи; 3— нижняя камера печи; 4 — воздуходувка для создания кипящего слоя; 5 — приемник для пыли; 6 — вентилятор для подачи сухого шлама в печь; 7 — вентилятор; 8 — винтовое устройство; 9 — шламовый вакуум-фильтр; 10 — циклоны; 11 — дымосос; 12 — труба Вентури; 13 — циклонный скруббер
Механические полочные :схема подготовки как как у кипящего слоя.Шлам подаётся на верхний этаж(6 этажей).По центру печи проходит охлаждающийся воздухом вал с гребками для передвижения по этапу. Есть газовые форсунки.Для горения подаётся воздух. Обожжённая известь выходит из нижнего этажа.
3. Типовые схемы подготовки массы для различных видов бумаги.
Технология производства писчих видов Б. Для всех видов Б характерно придание гидрофобных свойств волокну, способность писать чернилами. Они содержат проклеивающие вещества в виде канифоли. Клей 20-40кг/т, глинозем в 1.5-2 раза больше, НАП- 6%.СП-25-28°ШР. Одна стадия размола.
Для тонких видов Б и пергамина. Масса 18-30 г/м2. СП 70-80 оШР. 1-гидроразб., 2-приемн. б.,3-насос, 4-машин.б., 5-мельница Мордена, 6-смесит. насос, 7-очистная аппар., 8-БДМ.
Электроизоляц.б. Ц не должн. сод-ть токопроводящ. соед. Использ. деминерализ. вода. СП 65-80. Конденсаторная (бел хв Ц), светочувствит. (50 бел хв+50 бел. лист, 60 бел хв+40 МАК), копировальная (бел хв Ц),пергамент (бел хв Ц). 1-роллы, 2-массн.б., 3-маш.б., 4-насос, 5-регулятор конц., 6-конич. м-ца.
БИЛЕТ № 5
1. Химизм натронной СФА варок при получении целлюлозы.
1)ХИМИЗМ НАТРОННОЙ ВАРКИ. Щелочной лигнин, присутствующий в черном щелоке натронной варки как продукт растворения лигнина древесины, представляет собой смесь органических ароматических веществ с различной молекулярной массой. Около 70— 80 % щелочного лигнина находится в щелоке в коллоидно-растворимом состоянии, и эта часть лигнина может быть высажена из раствора при подкислении в виде рыхлого осадка желтого или коричневого цвета. Остальные 20—30 % составляют низкомолекулярный, так называемый растворимый лигнин, который не осаждается при изменении рН раствора. Средняя молекулярная масса щелочного лигнина в щелоке натронной варке сосставляет от 1000 до 3000.
Основные реакции, которые происходят с лигнином древесины при натронной варке, сводятся к следующим:
–частичное отщепление метоксильных групп ;
–расщепление простых эфирных связей (кислородных мостиков) в молекулах лигнина, приводящее к освобождению гидро-ксильных групп;
–глубокий щелочной гидролиз молекул лигнина, сопровождающийся уменьшением молекулярной массы, разрывом связей с другими компонентами древесины и переходом щелочного лигнина в раствор;
–конденсация остаточного лигнина, сопровождающаяся увеличением его молекулярной массы.
Расщепление простых эфирных связей в молекулах лигнина является основной реакцией, происходящей с лигнином под действием горячей щелочи. Особенно легко расщепляются щелочью α-эфирные связи в фенольных мономерах лигнина, причем реакция происходит с промежуточным образованием хинонметида:
60261555880
501651845310Содержащиеся в тех же фенольных единицах лигнина β-эфирные связи расщепляются по этому механизму лишь частично, причем одновременно от промежуточного хинонметида отщепляется γ-углеродный атом пропановой цепочки в виде формальдегида по реакции:
Другая часть β -эфирных групп расщепляется по ионному механизму с промежуточным образованием эпоксида:
154940653415
Тот же ионный механизм имеет реакция расщепления а- и р-эфирных связей в нефенольных мономерах лигнина (типа групп z и В'), причем реакция происходит лишь при наличии свободного спиртового гидроксила у соседнего углеродного атома боковой цепочки:
1066800163830Эти схемы, как можно видеть, предполагают наряду с возникновением фенольных гидроксилов, связывающих щелочь в виде фенолятов, образование новых енольных гидроксилов, которые в условиях натронной варки могут частично давать алкоголяты.
Полисахариды древесины, в первую очередь легкогидролизуемые гемицеллюлозы, при натронной варке подвергаются более или менее глубокому распаду, продуктами которого являются органические кислоты и, главным образом, оксикислоты. Из глюкозы и фруктозы получается до 50 % молочной кислоты, небольшое количество муравьиной кислоты (0,5—2%) и значительное количество полиоксикислот (40—50 %). Из галактозы выход молочной кислоты меньше (20 %).
В свете современных исследований, основные реакции и процессы, которые происходят с углеводами под действием щелочи, можно свести к следующим :
–отщепление ацетильных групп;
–неограниченное щелочное набухание и растворение целых молекул без существенного химического изменения;
–обратное осаждение растворенных углеводов и адсорбция их цепевидных молекул на поверхности целлюлозных фибрилл;
–ступенчатое отщепление конечных звеньев от цепных молекул;
–реакция торможения , включающая дегидратацию и внутримолекулярную перегруппировку в конфигурации, противостоящие действию щелочи;
–щелочной гидролиз β-гликозидных связей, ведущий к деполимеризации цепных молекул в более короткие фрагменты, которые подвергаются дальнейшему разрушению посредством реакции отщепления и частично переходят в раствор.
2)ХИМИЗМ СФА ВАРКИ. Как показывают наблюдения, лигнин дре-весиы при сульфатной варке переходит в раствор быстрее и легче, чем при натронной, благодаря чему сокращается продолжительность варки до одной и той же степени провара целлюлозы. Так как углеводы растворяются в обоих случаях примерно с одинаковой скоростью, сокращение продолжительности варки способствует улучшению селективности процесса, и выход технической целлюлозы при одинаковой степени провара оказывается при сульфатной варке более высоким, чем при натронной, а прочностные свойства целлюлозы лучше. Очевидно, что более быстрое и легкое растворение лигнина при сульфатной варке может быть объяснено специфическим действием ионов сульфида или гидросульфида, присутствующих в сульфатном варочном щелоке. Еще в твердой фазе лигнин древесины под действием этих ионов вступает в реакцию сульфидирования, которая способствует его растворению и в известной мере препятствует его конденсации под действием щелочи.
При СФА варке протекают процессы что и при натронной, а также реакции сульфидирование. Так бензилепиртовые группы лигнина реагируют с гидросульфидом первоначально с образованием меркаптана (меркаптизация лигнина), а затем это неустойчивое в щелочной среде соединение, реагируя с бензилспиртовой группой другой фенилпропановой единицы лигнина, образует стойкий сульфид по схеме:
5969025603202501901600201–
2–
1549401031240При сульфатной варке гидроксид натрия расщепляет фенольные простые эфирные связи, и освободившиеся фенольные гидроксилы активируют диалкилэфирные простые поперечные связи у альфа-углеродных атомов пропановой цепочки, которые, в свою очередь, расщепляются гидросульфидом. Это явление можно назвать сульфидолизом и изобразить реакцию следующей схемой:
Таким образом, гидросульфид участвует не только в реакции сульфидирования, но и в реакциях разрыва простых эфирных связей в молекулах ЛГ.
Образуются также эписульфидные связи:
59690122555Выход основных органических продуктов , присутствующих в чёрном щёлоке после натронной и СФА варке, примерно одинаков.
Гемицеллюлозы, как и при натронной варке, переходят в раствор главным образом в виде оксикислот и частично в виде простых органических кислот — щавелевой, муравьиной и т. п. При обработке щепы сероводородом в слабощелочной среде происходит восстановление конечных альдегидных групп углеводов в тиольные (меркаптанные) группы, что защищает углеводы от реакции отщепления. Метоксильные группы лигнина во время сульфатной варки омыляются примерно в таком же количестве, как и при натронной, но, кроме метилового спирта, продуктом омыления оказываются летучие метилсернистые соединения — главным образом метилмеркаптан CH3SH и , диметилсульфид CH3SCH3, обладающие резким, неприятным запахом.
2. Современное состояние и перспективы развития ЦБП в РБ.
1.ОАО″Светлогорский ЦКК″ (Гофрокартон, мешки, фильтровальный К, кашированный К, соты, гильзы).
2.Слонимский КБЗ. Сырье — МАК и привозная Ц. Коробочный К с покровным слоем из белёной Ц, из небел. Ц; мелованные виды Б, сан-быт виды Б(из МАК), парафинированная Б, пачечная Б, полиграфический К.
3.ЦБЗ «Герой труда» г. Добруш. Писчая бумага №1, №2(№1-100%-ая Ц, №2 и далее Ц+ДМ), тетрадная Б, Б-основа для обоев, рисовальная и чертёжная Б, цветная Б.
4.Б фабрика ″Спартак″ г.Шклов. Б-О для обоев. К для промышл. нужд, гофрокартон. Предусматривается стр-во завода по про-ву ДМ для про-ва газет.Б.
5.Фабрика″Гомельобои″. Итальянское оборудование Произ-во всех видов обоев.
6.Г.Минск″Белорусские обои″
7.г. Чашники: гофроК, гофротара, основа для клеевой ленты, Б-О для битумирования.
8. Г. Борисов: акцизные марки, Б под металлизированное покрытие, конверты, тетради, форматки, накладные.
9.Фабрики по произ-ву листового К периодич способом (Раёвка,Ольховка,Пуховичи). Битумированная Б, антикарозийная.
БелАЗ,МАЗ(прокладоч К для изготовления кабин), тракторн.завод, ″Криница″-для фильтрации, электротехнический завод, Дом Печати, ″Горизонт″
9.Осиповичский картонно-рубероидный завод(цех переработки тряпич ПМ, произ-во рафинёрной ДМ, цех по переработке ДМ, цех пропитки, КДМ для выпуска К-основы для рубероида).
3. Окорка, распиловка и рубка балансов.
РАСПИЛОВКА.По принципу надвигания распиливаемых бревен на вращающийся диск пилы работают .многопильные станки непрерывного действия, или так называемые слешеры. Многопильный станок состоит из смонтированного на наклонной деревянной или металлической раме поперечного многоцепного транспортёра, подающего бревна к дисковым пилам, располагаемым между цепями, и привода к транспортеру и пилам, помещаемого под станком. Цепи транспортера шарнирного типа снабжены мощными захватами и приводятся в движение звездочками, закрепленными на валу, расположенном в нижней части стола.
Число пил на слешере определяется необходимым числом реэов и, следовательно, зависит от длины бревна и длины получаемых отрезков. В целлюлозном производстве длина последних обычно около 2—2,5 м, следовательно, шести-семиметровое ировно разрезается на три части, для чего достаточно двух пил. Для древесномассного производства требуются более короткие отрезки, по длине точно соответствующие ширине шахты дефибрера, в связи с чем и число пил на слешере увеличивается до шести-семи.
Слешер, имеющий деревянную раму и предназначенный для распиловки бревен на отрезки длиной по 1200 мм, имеет скорость движения цепей 0,2 м/с и мощность двигателя, приводящего в движение пилы и транспортер, 100 кВт.
ОКОРКА.Кора не содержит ЦЕЛ и имеет тёмный цвет, плохо измельчается в щепу.Способы удаления коры :1) механический ; 2)гидравлический;3)химический.
1)Кора удаляется за счёт перетирания древесины м/ду собой ,действует сила трения и мех. действия шипов окорочного барабана.;2)Кора смывается с древесины за счёт струи воды подаваемой под очень высоким давлением.При этом обеспечивается перетирание брёвен др. о др.;3)В спец. ёмкости большого размера (50-150м3)загружается древесина и заливается конц. р-р щёлочи.
172656528809951)а)Корообдирочный барабан: окорка сухих балансов, барабан металлический. Особенности:происходит параллельная укладка балансов; балансы должны иметь длину не более 4 м.;скорость вращения барабана 7-9 об/мин.Размеры:диаметр 5-10 м.;длина 20-32 м. Недостатки:при трении балансов др. о др. и о шипы удаляется не тольео кора , но и верхнии слои древесины, поэтому высокие потери древесины.
1888490311277017170401598295б) бункерные корообдирки: используются для удаления коротья.Размеры барабана: длина 15-20 м., ширина 4-8 м.Особенности:– можно использовать для сухого и мокрого коротья;–необходимо следить за углом заточки зубчатых шестерён;–вода снимающая кору д/б тёплой.Недостатки : –износ шестернок;-нельзя перезаполнять ванну более чем на 40%.Достоинства:–высокая производительность.
в)туннельные корообдирки:используются для оорки баланса поставляемого сплавом по реке.Особенности :–карман предназначен для сбора отделённой коры;–степень заполнения барабана не должно превышать 52%;–используется влажная древесина;–вращение барабана осуществляется за счёт рифлёных валиков, длина которых= длине барабана.Размеры: ширина 15-20м ; длина25-30 м. ; скорость вращ.барабана 5-7 об/мин.Недостатки :из-за введения в барабан воды в виде спрысков, возможно заполнение барабана водой,что замкдляет процесс окорки.
113601517322802)Гидравлический способ. Используется когда поступили чураки. При заполнении ванны чураками они имеют хаотичную укладку. Недостатки:–большой расход воды;–повышенная влажность коры. Размеры: длина ванны 10-15 м;ширина 3-5 м.
Оборудование для окорки древесного сырья: применяется двухсекционный барабан с глухой секцией для предварительной подготовки древесины (рис. 17). Внутренний диаметр барабана 3850 мм, длина 20570 мм, частота вращения 6 об/мин. Первая секция представляет собой цилиндр со сплошными стенками, снабженный изнутри по периметру шестнадцатью окорниками, назначение 3 которых — подрезать кору. Внутрь глухой секции подается горячая вода, удерживаемая там благодаря круговым порогам по обоим концам цилиндра. Балансы с частично разрушенной корой поступают во вторую окорочную секцию из профильных балок с полукруглым выступом. для окончательной окорки; кора проваливается через щели шириной 60 мм между балками и смывается по желобу под барабаном. Каждая секция опирается бандажами на две пары катков и приводится во вращение через редуктор и цилиндрическую шестерню от отдельного электродвигателя мощностью 100 кВт. В окорочной секции балансы обильно орошаются водой из спрысков. На выходе из барабана установлен подвижной затвор с электроприводом, при помощи которого регулируется высота слоя балансов и время их пребывания 2597152912745в барабане
РУБКА БАЛАНСОВ. У всех рубительных машин рабочим органом являются стальные ножи закреплённые на вращающемся диске.
2590800185420
Рубительные машины подразделяются на: 1)по принципу резания; 2)по принципу подачи балансов. 1) бывают 2-х типов а)малоножевые (3-5 ножей) нож отрезающий шайбу после вращения диска удаляется и остаётся мгновение, когда следующий нож отрежет шайбу.Поэтому такие машины называют периодическими РМ.;б)многоножевые(8-14 ножей).Каждый последующий нож врезается в древесину и отрезает от неё шайбу раньше чем выйдет из неё нож предыдущий.Это непрерывные РМ. 2)бывют 2-х типов :а)наклонного;б)горизонтального
1840865-2320290

БИЛЕТ№6
1. Получение и свойства гидроцеллюлозы, оксицелюлозы и гидратцеллюлозы.Гидрат Ц- это структурная модификация Ц. Она представляет собой набухшую, но хим. неизмененную Ц. Получение:1). раствор Ц с последующим осаждением(регенерация); 2.) регенерация Ц из ее производных (сложных эфиров);3). набухание Ц в полярных жидкостях; 4). мех. размол. Например при подкислении медно-аммиачного раствора Ц гидрат Ц выпадает в виде хлопьев: Для осаждения Ц из медно-аммиачного раствора можно использовать соль щелочи, метиловый спирт и др. осадители. Можно осаждать гидрат Ц из раствора Ц в фосфорной кислоте, приготовленной при низкой температуре из вискозного раствора (разложением ксантогената Ц): 2).Омыление ацетататцеллюлозы; 3). Омыление Ц в полярных жидкостях, например, при мерсеризации Ц (обработка 17-25%NаОН) с последующей отмывкой щелочи, получается гидрат . Ц хорошо набухает и в конц. кислотах в 52% Н2SО4, однако наблюдается деструкция. Гидрат Ц отличается от природной строением клеточной решетки. Изменение положения цепей и перераспределение водородных связей приводит к некоторому нарушению ориентации в кристаллитах и увеличивается содержание аморфной части. Происходит разрыхление структуры из-за увеличения межмицилярных пространств. Набухшая гидрат Ц проявляет большую хим. и физич. активность. Она обладает повышенной гигроскопичночтью, лучше окрашивается и требует меньше окрашиваемого вещества. Гидрат Ц обладает более легкой растворимостью, повышенной реакционной способностьк гидролизу. к реакции ректификации. Большая реакционная способность определяется большой развитой внутренней поверхностью. Гидрат Ц можно разделить на 2 группы: полученная без нарушения морфологической структуры и с нарушенной морфолог. стр-рой. У второй особо высока растворимость, способность сорбировать влагу и реакц. способностью. На реакц. способность влияет t сушки tопт.=60°С, при увеличении t Ц уплотняется. ГидроЦ. При гидролитической деструкции Ц в результате воздействия гидролиз. агентов-водных растворов кислот происходит разрыв гликозидных связей и уменьшается СП. ГидроЦ – не индивидуальное в-во, а смесь природной Ц с прод. стадии ее гидролиза ( в результате длительного воздействия на Ц разбавл. к-т при нормальной температуре). Частично или полностью теряет волокнистую структуру, уменьшается СП , уменьшается мех. прочность волокон, по мере углубления гидролизата возрастает растворимость гидро Ц в 8-10 % NаОН. В процессе гидролиза изменяется гигроскопичность: уменьшается, затем увеличивается, т.к. увелич. степень кристаличности, а затем уменьшается. Окисл. Ц 1). первичных спиртовых групп.2) Окисление вторичных спиртовых групп; 3).Окисление вторичных спиртовых групп с разрывом пиранозного кольца ;4)Окисление альдегидных групп у первичного углеродного атома Хар-ка окисления зависит от окислителя и pН. Для избир. окисления: окисление альдегидных групп, окисление первичных спиртовых гидроксильных групп, окисление спиртовых гидроксилов. Окисление гидрохлоридом НСlО2; ее соли СlО2 –мягкие окислители, окисляются концевые группы в карбоксильные. Получается глюконовокислая оксиЦ. Характер и скорость растворения зависит от pН среды.
При pН=6-8 в растворе находится НСlО и СlО¯. Скорость окисления в этих условиях наибольшая. а получающаяся оксиЦ обладает как кислотными так и восстанавливающими свойствами. В кислой и нейтральной среде кроме альд. групп протекают еще два процесса: 1)окисление первичных спиртовых ОН-групп у 6-го С. 2). образование α-оксикетона за счет окисления втоичного спиртового гидроксила у 2-го атома С. При отбелке гиппохлоритами стремятся проводить процесс так, чтобы свести к минимуму окислительную деструкцию. Однако даже в такой среде в некоторой степени происходит деструкция . уменьшается вязкость и мех. св-ва. Этих недостатков лишены СlО2 и хлорит Nа. Второй тип оксиЦ получается при действии на Ц двуокиси азота.
Степень окисления зависит от продукта реакции, t и NО2. Применяется в текстильной пром-ти, а также медицине. Окислен. вторичн. спиртовых групп с разрывом С2-С3. Процесс окисления О2 Ц лучше всего идет в щелочной среде . Он может быть гомо- и гетеро- генным. Гомогенное окисление О2 в медноаммиачном растворе.
ОксиЦ –смесь исх. Ц и продуктов ее окисления. От природной отличается повышенным содержанием О2 в следствии большого количества карбоновых и карбоксильных групп. Ей присуще след. св-ва: частичная или полная потеря волокнистой стр-ры, большая редуцирующая способность, кислотный характер, катионообменные св-ва. (она способна из раствора солей удерживать катионы Са²+,Ва²+,Ге³+,Al³+), способность к реакции декарбоксилирования, повышенная растворимость в 8-10% NаОН.
2. Сравнение свойств ДМ, СФИ, СФА целлюлозы. Различают три основных вида древесной массы: белую, бурую и химическую. Наибольшее применение имеет первая. Степень помола древесной массы, используемой для производства бумаги, обычно равна 55—80°ШР, разрывная длина отливок сравнительно высокая, 2000 — 3600 м, однако сопротивление раздиранию и излому очень низкое, что исключает возможность применения древесной массы без добавления длинноволокнистой целлюлозы для производства бумаги. Поэтому древесная масса. применяется в производстве массовых видов бумаги только в сочетании с небеленой сульфитной целлюлозой, реже — с беленой сульфитной и сульфатной целлюлозой.
Белая древесная масса обладает сравнительно невысокой белизной и имеет слегка желтоватый оттенок, Степень белизны ее, в зависимости от используемой породы древесины, может изменяться в пределах 50—65% белого. Отбелка белой древесной массы гидросульфитами, перекисями и гипохлоритами позволяет повысить ее белизну на 6—12 единиц и получить беленую древесную массу с белизной 70—75%. Беленую древесную массу с успехом применяют в композиции некоторых видов бумаги для печати и санитарно-гигиенических видов бумаги, что позволяет повысить их качество. На многих предприятиях подвергают отбелке древесную массу, вырабатываемую из темноокрашенных пород древесины, применяемую для выработки газетной бумаги.
Бурую древесную массу получают путем дефибрирования предварительно пропаренной древесины. Она отличается от белой древесной массы более длинным волокном, меньшим количеством мелочи и более темным, бурым цветом, трудно поддающимся осветлению при отбелке. Из бурой древесной массы можно изготовлять бумагу без добавления в композицию целлюлозы. Однако из-за бурого цвета этот полуфабрикат применяют только для выработки оберточных видов бумаги и некоторых видов картона.
Химическую древесную массу получают обычно из лиственной древесины путем дефибрирования баланса, предварительно подвергнутого вакуум-пропитке и варке в котлах с раствором моносульфита и бикарбоната натрия. Этот полуфабрикат применяют для выработки газетной бумаги и некоторых видов картона.
При сравнении бумагообразующих свойств сульфатной и сульфитной целлюлоз легко видеть, что волокна сульфатной целлюлозы, при всех прочих равных условиях, придают бумаге, как правило, более высокие показатели механической прочности по сопротивлениям разрыву, излому, продавливаншо и надрыву, повышенное удлинение до разрыва, термостойкость, долговечность и меньшую прозрачность, чем волокна сульфитной целлюлозы, особенно полученные в результате варки на кальциевом основании. Поэтому сульфатная целлюлоза успешно используется для изготовления прочных упаковочных видов бумаги, мешочной бумаги, а также бумажной пряжи и шпагата. Бумага, изготовленная из волокон сульфатной целлюлозы, обладает более высокими показателями диэлектрических свойств, благодаря чему многие виды сульфатной бумаги и применяются в качестве электроизоляционных (кабельная, телефонная, конденсаторная и др.). Волокна сульфатной целлюлозы более гибкие, на их поверхности меньше микротрещин, они труднее размалываются, меньше укорачиваются при размоле по сравнению с волокнами сульфитной целлюлозы. Именно поэтому расход энергии на размол сульфатной целлюлозы больше.
Впитывающая способность по отношению к воде у сульфатной целлюлозы выше, но набухает она в воде и щелочи меньше, чем сульфитная. Поэтому бумага, изготовленная из сульфатной целлюлозы, обладает меньшей деформацией при намокании, а также меньшей остаточной деформацией.
Добавка сульфатной целлюлозы к сульфитной в композиции бумаги уменьшает склонность бумаги к скручиванию и несколько повышает естественную ее прочность во влажном состоянии. Именно в силу последнего обстоятельства, а также для некоторого увеличения растяжимости бумаги применяют небольшую добавку полубеленой сульфатной целлюлозы в композицию газетной бумаги, вырабатываемой на современных быстроходных бумагоделательных машинах.
Выход сульфатной целлюлозы на 3—4% ниже, чем сульфитной, при равной степени делигнификации.
Небеленая сульфатная целлюлоза темнее небеленой сульфитной и труднее отбеливается.
Для обеспечения надлежащей проклейки бумаги расход проклеивающих материалов ниже при изготовлении бумаги из сульфатной целлюлозы.
Пенообразование чаще наблюдается в потоках сульфатной целлюлозы, особенно, если целлюлоза плохо промыта и в ней присутствуют остатки варочного щелока. Повреждения щепы при рубке древесины сильнее отражаются на качестве сульфитной целлюлозы, чем сульфатной.
Основные отличия СФА от СФИ связаны с различными условиями варки. Сульфатная целлюлоза получается в результате варки щепы в щелочной среде при рН варочного раствора до 12, а сульфитная — в кислой среде при рН варочного раствора до 1,2. Кислая среда обусловливает более интенсивное воздействие на структуру растительного волокна, что приводит к образованию на его поверхности микротрещин, снижению механической прочности, долговечности и термостойкости. В результате различных условий варки сульфатная и сульфитная целлюлоза отличаются, как известно, распределением остаточного лигнина в волокнах, химическим составом, а также величиной молекул целлюлозы и распределением этих молекул в волокне. У сульфатной целлюлозы как лигнин, так и гемицеллюлозы распределены равномерно в толще клеточной стенки волокна и относительно труднодоступны, чем и объясняется трудность отбелки, плохая реакционная способность, более низкая набухаемость и трудность размола сульфатной целлюлозы. У сульфитной целлюлозы остаточный лигнин и гемицеллюлозы сосредоточены в наружных слоях вторичной оболочки и поэтому более доступны действию химических реагентов и механическому воздействию при размоле.
3. Современные теории размола. Роль процесса размола в развитии межволоконных сил связи. Размол — одна из важных операций бумажного производства, от которой в значительной степени зависят многие свойства бумаги. Цель размола волокнистых материалов заключается в следующем: подготовить волокнистый материал к отливу, придать ему определенную степень гидратации, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их поверхность (фибрилляцией и набуханием), обеспечить лучший контакт и связь волокон в бумажном листе (придать ему прочность); придать бумажному листу путем укорочения, расщепления и фибрилляции волокон требуемую структуру и физические свойства: объемный вес, пухлость, пористость, впитывающую способность и др
Прежде чем была разработана современная теория размола волокнистых материалов, было предложено несколько других теорий. Авторы этих теорий понимали, что при размоле волокнистых материалов в водной среде происходит не только изменение размеров волокон по их длине и толщине, т. е. что процесс размола это не только процесс механического измельчения волокон. Этому пониманию способствовали факты изменений свойств массы, получаемой в результате размола, а также отличия в свойствах бумаги из неразмолотой и размолотой массы. Действительно, в результате длительного размола бумажная масса с трудом отдает влагу при обезвоживании и •становится жирной на ощупь, а бумага, изготовленная из такой массы, приобретает плотную структуру и повышенные показатели механической прочности.
Для объяснения этих фактов была создана химичесая теорию процесса водного размола волокон целлюлозы. Согласно этой теории при размоле волокон вода взаимодействует с целлюлозой, образуя гидрат. Кроме того предполагали, что при размоле волокон в водной среде образуются гидро- и оксицеллюлозы, которые склеивают волокна при сушке бумаги, увеличивая тем самым ее механическую прочность.
Химическая теория была опровергнута последующими исследованиями, показавшими, что процесс размола не изменяет химический состав. Имеет лишь место некоторое уменьшение степени полимеризации целлюлозы при увеличении степени ее растворимости в щелочи.
Сторонники физической теории процесса размола основное назначение размола видели в фибриллировании волокон, которое по их мнению способствует лучшему переплетению поверхностных фибрилл и в основном обеспечивает прочность изготовляемой бумаги. Предполагали, что силы, действующие при связи двух хорошо размолотых и фибриллированных волокон, подобны по своей физической сущности силам, обеспечивающим прочную связь двух взаимно спрессованных щеток, волосы которых плотно сомкнуты между собой.Однако и физическая теория не могла объяснить все происходящие процессы.
Современная теория процесса размола сложилась не сразу. Она создавалась постепенно трудами многих ученых. Эта теория исходит из положения о том, что в процессе размола растительных волокон в водной среде имеют место как явления механического и гидродинамического воздействия на волокна, так и явления коллоидно-химические, обусловленные морфологическим строением и химическим составом таких волокон.
Механические воздействия на волокна в процессе их размола проявляются в рубке волокон, их раздавливании, расчесывании с отделением пучков фибрилл и образованием на поверхности волокон своеобразного ворса из отдельных фибрилл (внешняя фибрилляция).
Гидродинамические воздействия выражаются прежде всего в ударах волокнистой суспензии о размалывающие органы и стенки размалывающего аппарата. Эти гидродинамические удары дополняют механические воздействия на волокна. Одновременно при этом имеет место трение волокон друг о друга и трение их о размалывающие органы и стенки размалывающей аппаратуры.
Коллоидно-химические явления, происходящие при размоле, начинаются с набухания волокон, которое по мере ведения процесса размола увеличивается. У неразмолотых волокон набухание их в поперечном направлении может достичь 20—30%, а у размолотых — величины их удвоенного диаметра. Дело в том, что при размоле волокон происходит как внешняя, так и внутренняя фибрилляция.
Внешняя фибрилляция сопровождается увеличением наружной поверхности волокон и ростом на этой поверхности числа гидроксильных групп, адсорбирующих воду. При этом ослабляются сами волокна, облегчается доступ воды в межфибриллярные пространства. При внутренней фибрилляции волокон отщепления фибрилл не происходит, не уменьшается прочность самих волокон, наблюдается лишь повышение гибкости и пластичности волокон вследствие набухания гемицеллюлоз, находящихся в основном в межфибриллярных пространствах. Между гидроксильными группами целлюлозы образуется особый вид связи – водородные связи. Доказательством наличия подобных связей послужили результаты изучения спектра поглощения инфракрасных лучей.
Активные гидроксильные группы на поверхности находящихся в воде волокон целлюлозы сольватированы молекулами воды. При сближении мокрых волокон под сильным давлением между сольватированными активными группами на поверхностях соседних молекул могут образовываться через диполи различные мостиковые связи, например водяной мостик .
В процессе сушки влажной бумаги вода постепенно удаляется, и волокна под действием сил поверхностного натяжения воды в капиллярах (порах) бумаги будут приближаться друг к другу с возрастанием силы взаимодействия между активными группами. Чем полнее при сушке удаляется вода, тем в большей степени используются силы взаимодействия тех активных групп, которые вследствие своего пространственного расположения могут приблизиться друг к другу. При увлажнении сухой бумаги вода проникает в поры листа, раздвигает волокна, вызывает их набухание. При этом рвутся прочные водородные мостики и волокна оказываются связанными непрочными водяными мостиками . Силы связи между волокнами характеризуются не только водородными связями. Проявляют свое действие и силы ван дер Ваальса, возникающие на расстоянии 0,28—0,5 нм. Однако энергия этих сил связи значительно ниже энергии водородной связи и сами по себе они не могут обеспечить прочность бумаги. Определенную роль играют и чисто механические силы сцепления за счет шероховатости сопряженных поверхностей (силы трения). Эти силы имеют доминирующее значение у таких волокнистых материалов, как древесная масса, и весьма значительны у волокон хлопковой полумассы.
Таким образом, современная теория процесса размола объясняет явления, происходящие при этом процессе, и его основное назначение в подготовке поверхности целлюлозных волокон для образования межволоконных связей в бумажном полотне.
БИЛЕТ № 7
1. Способы классификации СФИ варочного процесса. Для проведения СФИ вароч.процесса вначале необх. приготовить сырую сфи кислоту в кислотном отделе сфиЦ-го завода. Затем путём насыщения сырой кислоты продуктами сдувок из котлов получаем варочную сфи кислоту. Для качественного проведения сфи варочного процесса необх.регулировать состав сырой кислоты: 1)Кислота на Са-осн.(башенный способ).а) при увеличении тем-ры воды более 20˚ уменьш-ся раствор-ть SO2, поэтому воду,подаваемую в кислот.башню, необх охл.б)качество известняка(СаО≥53%); в)конц. SO2 в печном газе(с=14-18%). Чем выше конц. SO2 в печном газе. тем выше крепость сфи кислоты. г) кол-во оршающей воды; д)необх устанавл-ть сдвоенные башни и 3-х башенные установки. Известково молочный способ: факторы те же + необх.уменьшать тем-ру изв.молока до 20-25˚С; необх.макс-но повышать конц.печного газа. 2)Кислота на Na и (NH4)2O-осн. а)↓ тем-ру р-ра соды до 20-25°С;б)расход соды; в)при пригот.р-ра соды тр.промывка и оборуд.обрастают содой, поэтому каждые 10 дней поводят промывку сырой сфи кислотой. Для интенсиф-ии сфи вароч процесса неох. исп. установки для принудит. циркуляции щёлока(с прямым и непрямым обогревами). Достоинства сис-мы с непр. обогр. по сравн. с прямым: -ускоренный подогрев щёлоа; -м/исп.пар низкого давл. –щёлок меньше повышает вязкость. Недостатки: -сложная конструкция; -дороже весь процесс. Способы повыения растворения ЛГ на практике: 1.увелич. содержание бисфи ионов НSO3¯ в вароч кислоте; 2. повышают время стоянки на 5-10 мин; увелич. время подъёма т-ры на 20-30 мин; 3)на стадии варки повышают т-ру на 10-15°С(только при варке лиственных пород древесины). Использование пропитки щепы вароч.кислотой. Цель: обеспечить проникновение вароч. кислоты в поры и капилляры др-ны, чтобы ускорить все хим.реакции. Пропитка щепы в присутствии Н2SO3 происх.быстрее, чем в присутств. бисфи ионов . Для ускорения пропитки необх.провести вакууирование щепы, затем её пропарку, после этого пропитку при повыенном давлении (10 атм)
2. Сгущение ДМ. После сортирования ДМ имеет вид жидкой суспензии и ее концентрация не превышает 0,3 – 0,5 %. Для удобства траспортировки и хранения массу сгущают. Если ДМ используют на собственном предприятии, то сгущают до 5-7% при использовании сгустителей, и до 8-12% при использов.вакуум-фильтров. Самая удобная концентрация для перекачивания массы и перемешивания в бассейне 3-4%. Для обезвоживания(если выпускают товарную массу) используют разное оборудование: папочные машины, круглосеточные пресспаты ( Камюр машины), шнек-14560553446145пресса, дисковые пресса.
Сгущение массы на сгустителях.
Происходит за счёт фильтрации. Вода просачивается сквозь сетки барабана, проходит внутрь и удаляется через торцы. Волокно собирается на наружные сетки( за счет разницы уровней массы в ванне и воды внутри барабана). и подводится поверхностью барабана к гауч-валику, который отжимает воду из слоя массы непосредственно на сетки цилиндра. Отжатый слой массы прилипает к гауч-валику, снимается с него деревянным шабером и по наклонному щиту падает в бассейн сгущенной массы. При концентрации исходной массы 0,3-0,4% масса сгущается до 3-4%. Фильтрующий эффект зависит от ряда факторов: от концентрации поступающей массы (плотность слоя увелич. с повышением концентрации); скорости вращения цилиндра ( плотность слоя увелич. с уменьшением скорости, скорость – 2-10 обр. в мин.) ; от грубины погружения цилиндра в ванну( с увеличиением глубины плотность увеличивается ); от степени помола поступающей массы ( чем меньше степень помола, чем быстреее фильтруется слой и больше его плотность). Распространены сгустители: Ковена, Импко, Линдблада. Сгущение на вакуум- фильтрах. На вакуум фильтрах фильтрация воды достигается за счет создания вакуума в секциях вращающегося сетчатого барабана. Вакуум создается при помощи мокровоздушных насосов, которые соед. ч/з полую цапфу, расп. в центре барабана. При погружении барабана в ванну с массой под действиенм вакуума
2206625-135890происходит образование на его поверхности слоя волокна. Этот слой продолжает обезвоживаться при выходе поверхности барабана из массы вследствии просачивания окружающего воздуха внутрь барабана. Дополнить обезвоживание отжатием влаги спец. валиком в верхней части барабана, масса с поверности барабана снимается шабером в виде прижимного бойца с наклонной линейкой. Таким образом обезвоживание на вакум фильтрах производится под действием отсоса воды и пресованием валиками. Для выравнивания слоя массы прилипающего на сетку смонтирован рифленый валик, который в случае плотного режима обезвоживает массу.
3. Теория процесса размола. Размол — одна из важных операций бумажного производства, от которой в значительной степени зависят многие свойства бумаги. Цель размола волокнистых материалов заключается в следующем: подготовить волокнистый материал к отливу, придать ему определенную степень гидратации, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их поверхность (фибрилляцией и набуханием), обеспечить лучший контакт и связь волокон в бумажном листе (придать ему прочность); придать бумажному листу путем укорочения, расщепления и фибрилляции волокон требуемую структуру и физические свойства: объемный вес, пухлость, пористость, впитывающую способность и др
Прежде чем была разработана современная теория размола волокнистых материалов, было предложено несколько других теорий. Авторы этих теорий понимали, что при размоле волокнистых материалов в водной среде происходит не только изменение размеров волокон по их длине и толщине, т. е. что процесс размола это не только процесс механического измельчения волокон. Этому пониманию способствовали факты изменений свойств массы, получаемой в результате размола, а также отличия в свойствах бумаги из неразмолотой и размолотой массы. Действительно, в результате длительного размола бумажная масса с трудом отдает влагу при обезвоживании и •становится жирной на ощупь, а бумага, изготовленная из такой массы, приобретает плотную структуру и повышенные показатели механической прочности.
Для объяснения этих фактов была создана химичесая теорию процесса водного размола волокон целлюлозы. Согласно этой теории при размоле волокон вода взаимодействует с целлюлозой, образуя гидрат. Кроме того предполагали, что при размоле волокон в водной среде образуются гидро- и оксицеллюлозы, которые склеивают волокна при сушке бумаги, увеличивая тем самым ее механическую прочность.
Химическая теория была опровергнута последующими исследованиями, показавшими, что процесс размола не изменяет химический состав. Имеет лишь место некоторое уменьшение степени полимеризации целлюлозы при увеличении степени ее растворимости в щелочи.
Сторонники физической теории процесса размола основное назначение размола видели в фибриллировании волокон, которое по их мнению способствует лучшему переплетению поверхностных фибрилл и в основном обеспечивает прочность изготовляемой бумаги. Предполагали, что силы, действующие при связи двух хорошо размолотых и фибриллированных волокон, подобны по своей физической сущности силам, обеспечивающим прочную связь двух взаимно спрессованных щеток, волосы которых плотно сомкнуты между собой.Однако и физическая теория не могла объяснить все происходящие процессы.
Современная теория процесса размола сложилась не сразу. Она создавалась постепенно трудами многих ученых. Эта теория исходит из положения о том, что в процессе размола растительных волокон в водной среде имеют место как явления механического и гидродинамического воздействия на волокна, так и явления коллоидно-химические, обусловленные морфологическим строением и химическим составом таких волокон.
Механические воздействия на волокна в процессе их размола проявляются в рубке волокон, их раздавливании, расчесывании с отделением пучков фибрилл и образованием на поверхности волокон своеобразного ворса из отдельных фибрилл (внешняя фибрилляция).
Гидродинамические воздействия выражаются прежде всего в ударах волокнистой суспензии о размалывающие органы и стенки размалывающего аппарата. Эти гидродинамические удары дополняют механические воздействия на волокна. Одновременно при этом имеет место трение волокон друг о друга и трение их о размалывающие органы и стенки размалывающей аппаратуры.
Коллоидно-химические явления, происходящие при размоле, начинаются с набухания волокон, которое по мере ведения процесса размола увеличивается. У неразмолотых волокон набухание их в поперечном направлении может достичь 20—30%, а у размолотых — величины их удвоенного диаметра. Дело в том, что при размоле волокон происходит как внешняя, так и внутренняя фибрилляция.
Внешняя фибрилляция сопровождается увеличением наружной поверхности волокон и ростом на этой поверхности числа гидроксильных групп, адсорбирующих воду. При этом ослабляются сами волокна, облегчается доступ воды в межфибриллярные пространства. При внутренней фибрилляции волокон отщепления фибрилл не происходит, не уменьшается прочность самих волокон, наблюдается лишь повышение гибкости и пластичности волокон вследствие набухания гемицеллюлоз, находящихся в основном в межфибриллярных пространствах. Между гидроксильными группами целлюлозы образуется особый вид связи – водородные связи. Доказательством наличия подобных связей послужили результаты изучения спектра поглощения инфракрасных лучей.
Активные гидроксильные группы на поверхности находящихся в воде волокон целлюлозы сольватированы молекулами воды. При сближении мокрых волокон под сильным давлением между сольватированными активными группами на поверхностях соседних молекул могут образовываться через диполи различные мостиковые связи, например водяной мостик .
В процессе сушки влажной бумаги вода постепенно удаляется, и волокна под действием сил поверхностного натяжения воды в капиллярах (порах) бумаги будут приближаться друг к другу с возрастанием силы взаимодействия между активными группами. Чем полнее при сушке удаляется вода, тем в большей степени используются силы взаимодействия тех активных групп, которые вследствие своего пространственного расположения могут приблизиться друг к другу. При увлажнении сухой бумаги вода проникает в поры листа, раздвигает волокна, вызывает их набухание. При этом рвутся прочные водородные мостики и волокна оказываются связанными непрочными водяными мостиками . Силы связи между волокнами характеризуются не только водородными связями. Проявляют свое действие и силы ван дер Ваальса, возникающие на расстоянии 0,28—0,5 нм. Однако энергия этих сил связи значительно ниже энергии водородной связи и сами по себе они не могут обеспечить прочность бумаги. Определенную роль играют и чисто механические силы сцепления за счет шероховатости сопряженных поверхностей (силы трения). Эти силы имеют доминирующее значение у таких волокнистых материалов, как древесная масса, и весьма значительны у волокон хлопковой полумассы.
Таким образом, современная теория процесса размола объясняет явления, происходящие при этом процессе, и его основное назначение в подготовке поверхности целлюлозных волокон для образования межволоконных связей в бумажном полотне.
БИЛЕТ №8
1. Химическая, термохимическая, химико-термомеханическая ДМ. При получ. ХДМ способом дефибрирования следует применять для предварительной обработки нейтральные или слабощелочные р-ры. Как кислые, так и сильнощелочные р-ры разруш. цементные камни в процессе дефибрирования пропитанного баланса. Кроме того, труднее достигается пропитка баланса (равномерная) по длине в-вами, сильно адсорбируемыми древесиной. Например, NaOH быстро и хорошо впитывается щепой, то в длинном балансе распред-ие едкого Na происходит неравномерно из-за сильной адсорбции его древесиной. Произ-во ХДМ из предварит. пропит-ой древ-ны не явл. перспектив., т.к. ограничены ресурсы балансовой др-ны, неравномерность пропитки хим-ми длинного баланса, колебание качества получ. массы, сложность и громоздкость применяемого обор-ния, высокий расход хим-тов, трудность механизации и автом-ции. Исследов.показывает, что ХДМ по сравнению с обычной ДМ обладает высокой динамич.прчн-тью. Это объясняется разными св-вами волокнистой части фракции той и др. массы. Это св-во приближает ХДМ к ценным мат-лам. Однако ее прочность ↓при СП>45-500ШР, что объясняется быстрым ↓ ср. длины волокна по мере размола.
ТММ-получ. с предварит. пропарив-ой щепы, получ. путем размола при увелич. Р и Т. Р=1-3мПа, t=100-1350С. размол проводят в 2 ступени; повыш. параметры на 1 ступени. Размол на 2 ступени ведется при Ратм. В этой массе обеспечивается сохранность отдельных волокон др-ны. Эту массу (ТММ) исп. для получ. ДВП. Чем ↑t, тем лучше кач-во массы, но тем она темнее. Поэтому в самых соврем. вар. ап-тах для ↑белизны на спрыски дефибреров дают р-р Н2О2.Если в процессе пропаривания доб-ют хим-ты, то такая масса наз. ХТММ. В наст .вр. ХТММ-самый лучший вид ДМ. Св-ва ее м. очень хорошо варьировать, изменяя t, время, кол-во и способ введения химикатов, кол-во ступеней и режим размола. Если в кач-ве реагента исп. моносфи или бисфи Na и расход их велик, то этот вид ДМ м.б. отнесен к группе ХММ.
Подгот.др-ны →пропитка хим. → пропаривание→ размол в 1 или 2 ст.
Для ускор.процессов проникнов.хим. в глубь древес.,для повыш пухлости исп. для хв.др-ны 1-5%Na2SO3, 2-5мин ,t=120-1350С.для листв 0-3%Na2SO3+1-7%NaOH, 1-5мин, t=100-1200С ;Na2SO3 обладает способностью повыш. белизну массы, а так же не снижать прочность отдел. волокон. Для ускорения процессов проникнов. химикатов в глубь древес., для повыш. пухлости ДОЗИРУЮТ Na2SO3 и щелочь. Хв. и листв. ХТММ отлич. по св-вам. Первая более длинноволокнистая и более прочная, вторая-коротковол., менее прочная, дает больше непрозрачн. и пухлость бумаге. Чем >моносфи, тем>гидрофильность, выше выход. Для хв. выход ХТММ 91-96%, для листв.88-90%. В листв. выход <из-за содержания ГЦ, к-рые легче деструктируют, если в состав реагента входит щелочь. Вводят еще ПАВЫ 0,4%. Они усиливают проник-ние хим-тов внутрь др-ны и делают массу более однородн. Это самая светлая масса и ее легче отбеливать. Часто готов. массу обезвоженную сбрызгивают Н2О2 → прцесс отбелки идет самопроизвольно. На кач-во м.влиять порода др-ны, хим. состав, морфологич. стр-ра, сод. коры и гнили. В посл. время пропарив. и обработку хим-том проводят в одном аппарате, к-рый наз. импрегнатор. В нем созд-ся процесс так наз. скоростной варки-термогидролитической обработке; осн. узлами явл. загрузочная камера снабженная в видимой части винтовым питателем, к-рый подхватывает поступающую с верху щепу и поддает ее в вертик.объемную колонну, где происходит основ. процесс пропитки химикатами и обработка паром. Под действием Р шнека и пара масса проталкивается в колонне вверх к выпускному отверстию так же снабженного шнеком. Здесь шнек выполняет две ф-ции передает перераб. щепу и дополнит. перемешивает содержимое. В нижней части под винтовым питателем установлена сетка, ч/з к-рую удал. содержащееся в исх. щепе влага и воздух.
2. Использование отработанных СФИ щёлоков.
Растворяющиеся при сульфитном способе варки гемицеллюлозы и лигнин древесины переходят в сульфитный щелок в виде продуктов, пригодных для дальнейшей переработки. В результате гидролиза гемицеллюлоз образуются моносахариды и огранические кислоты, доступные для биохимической утилизации, а сульфонированный лигнин щелока представляет собой высокомолекулярное поверхностно-активное вещество и, кроме того, является источником получения ароматических мономеров.Комплексная переработка органических веществ сульфитного щелока позволяет наиболее квалифицированно использовать нецеллюлозные компоненты древесины с получением важных для народного хозяйства продуктов: белковых кормовых дрожжей, этилового спирта, жидкой и твердой углекислоты, растворителей и органических кислот, ванилина и сиреневого альдегида, дубителей, клеящих веществ, диспергаторов, органических удобрений и т. д
1.Производство этилового спирта:
Сивушные масла – высшие спирты(изобутиловый).исп-ся в молочной и хим.пром-ти. Кол-во получаемого спирта – на каждую тонну Ц=20-35 кг2.Производство кормовых дрожжей:
Дрожжи-одноклеточные организмы, представл.белковые соед-я синтезируемые из аминокислот. Условия выращивания дрожжей рНлиств=4, рНхв.=5,5, t=32-360С

3)Производство лигносульфонатов:

Применение: при произ-ве цемента и бетона; при проведении буровых работ; при изгот.литейных форм; для покрытия дорог; для дубления кожи; при пр-ве ванилина; сиреневого альдегида; при провед.буровых работ защищ.скважину от обвалов.
4) производство ванилина

3. Факторы процесса размола. В зависимости от назначения изготовляемого вида бумаги размалываемая бумажная масса должна иметь определенный состав по длине волокон, хорошо или слабо фибриллированных, и определенную степень помола, выражаемую в градусах Шоппер-Риглера.
Для получения массы нужного качества и к тому же наиболее эффективным способом, т. е. с наименьшей затратой электроэнергии, необходимо уметь пользоваться переменными факторами процесса размола. Эти факторы связаны либо с технологическим режимом процесса размола, либо с используемым размольным оборудованием.
К переменным факторам технологического режима процесса размола при использовании одного и того же вида волокнистого материала относятся: продолжительность размола, удельное давление на волокна при их размоле, концентрация массы, температура массы, рН среды и добавка химических веществ при размоле.
Продолжительность размола — переменный фактор, характеризующий время воздействия размалывающего аппарата на размалываемые волокна и определяющий степень разработки волокон (изменения их длины, степени фибриллирования и пр.) и, следовательно, качество бумажной массы и готовой продукции. В аппаратах периодического действия (роллах) продолжительность размола составляет от 0,5 до 24 ч в зависимости от требуемого качества бумажной массы. При этом меньшее время требуется для получения массы садкого помола и большее время — для массы жирного помола.
Продолжительность размола волокон в современных размалывающих аппаратах непрерывного действия в зависимости от конструкции аппарата и его производительности составляет от десятых долей секунды до нескольких секунд. Увеличение времени размола в этих аппаратах достигается многократным пропуском бумажной массы через аппарат, осуществлением частичной рециркуляции массы через аппарат, дросселированием массы на выходе из аппарата или же пропуском массы последовательно через несколько размалывающих аппаратов. С увеличением времени размола волокон в аппарате увеличивается степень помола массы, но снижается производительность размалывающего аппарата.
Удельное давление при размоле — один из основных регулируемых переменных факторов технологического режима процесса размола. Высокое удельное давление при размоле приводит к преимущественной рубке волокон, низкое удельное давление — к их преимущественному фибриллиро-анию.
Независимо от конструкции размалывающее действие машин основано на прохождении волокнистой массы между размалывающими элементами (ножами) ротора и статора машины. Чем больше удельное давление при размоле, тем меньше величина зазора между размалывающими поверхностями машины. Величина зазора зависит от концентрации размалываемой массы, заданного характера помола и рода размалываемых волокон. Эта величина обычно составляет при роспуске волокнистого материала на отдельные волокна от 1,5 до 0,8 мм, при легком фибриллировании от 0,8 до 0,4 мм, при более интенсивном расчесывании и расщеплении волокон от 0,4 до 0,2 мм и при рубке волокон с получением массы садкого помола 0,1 мм и меньше.
Концентрация массы при размоле выбирается соответственно типу используемого размалывающего оборудования и желаемому характеру помола массы. Считается общепринятым, что для получения массы садкого помола с укороченными волокнами нужно применять при размоле волокон низкую концентрацию массы, при которой на каждое волокно, попадающее между ножами размалывающего аппарата, приходится большее удельное давление. При получении же массы жирного помола с сильнофибриллированными волокнами следует пользоваться при размоле относительно высокой концентрацией массы, при которой каждому волокну будет соответствовать меньшее удельное давление при размоле и большее взаимное трение волокон, способствующее их расчесыванию и фибриллированию.
Температура массы при размоле оказывает существенное влияние на процесс размола. Набухание и гидратация целлюлозных волокон, как известно, проявляют экзотермический характер, т. е. сопровождаются выделением тепла. Таким образом, с понижением температуры способность волокон связывать воду и набухать в ней увеличивается. Практика работы бумажных фабрик показывает, что процесс размола легче и быстрее протекает в зимнее время в более холодной производственной воде, чем в летнее. В таких условиях волокна легче фибриллируются. Это положительно сказывается на прочности изготовляемой бумаги. Если процесс размола осуществляется при повышенной температуре, то вследствие недостаточного набухания волокон они не приобретают нужной гибкости, слабо фибриллируются и относительно легко рубятся в поперечном направлении. Бумага, полученная из таких волокон, обладает невысокой механической прочностью и пористостью.
Величина рН среды массы при размоле оказывает влияние на скорость размола и показатели механической прочности изготовляемой бумаги. Установлено, что в кислой среде размол осуществляется несколько медленнее, чем в нейтральной и с большим уменьшением длины волокон. Существенное ускорение процесса размола с повышением механической прочности вырабатываемой бумаги и с сокращением расхода энергии на размол наблюдается в среде с рН 10—11. Это связано с повышенным набуханием волокон в щелочной среде. Однако при этом происходит значительное пожелтение бумажной массы, которое устранимо добавлением в массу перекиси водорода.
Добавки химических веществ при размоле, в какой-то степени заменяющие действие размола и придающие бумаге необходимые свойства, осуществляют так называемый «химический размол», благодаря которому можно сократить время размола и размалывать массу до меньшей степени помола. Добавка в бумажную массу гидрофильных органических веществ (например, крахмала, карбоксиметилцеллюлозы, животного клея, карбамида, альгинатов, манногалактанов и др.) обеспечивает увеличение сил связи между волокнами и упрочнение изготовляемой бумаги. При введении в массу таких веществ может быть существенно сокращено время размола массы и снижен расход энергии на размол.
Величина окружной скорости ротора размалывающего аппарата относится к числу факторов, практически нерегулируемых в условиях производства, хотя, по-видимому, было бы желательно иметь возможность осуществлять некоторую регулировку процесса размола и этим фактором применительно к специфическим условиям размола различных полуфабрикатов бумажного производства. Повышение окружной скорости ротора связано с увеличением эффекта фибриллирования волокон и уменьшением их укорачивания при некотором возрастании общего расхода энергии на размол и снижении коэффициента полезного действия размалывающего аппарата. Вместе с тем повышение окружной скорости ротора с одновременным увеличением концентрации массы способствует лучшей ее циркуляции, набуханию волокон, приданию им гибкости и пластичности, усилению межволоконных сил связи в готовой бумаге. Именно поэтому размалывающие аппараты, работающие при повышенной окружной скорости ротора (свыше 30 м/с), наиболее пригодны для выработки прочной бумаги (например, мешочной), а для выработки впитывающих и фильтрующих видов бумаги и картона лучше использовать аппараты, работающие при окружной скорости значительно более низкой чем 30 м/с. Также нерегулируемым в производственных условиях фактором является вид размалывающей гарнитуры — материал и ширина размалывающих ножей, а также расположение ножей в размалывающей гарнитуре, включая шаг между ножами ротора и статора, угол наклона ножей и глубину канавок между ножами.
Размалывающая гарнитура может быть металлической (из высоколегированных чугуна и стали или из фосфористой бронзы), неметаллической (базальтовой, абразивно-керамической) или смешанной (например, ротор — металлический, а статор — базальтовый).
Металлическая гарнитура, в особенности при наличии узких ножей, больше способствует укорочению волокон, чем неметаллическая, обеспечивающая фибриллирование волокон и изготовление бумажной массы жирного помола.
БИЛЕТ № 9
1. Общая схема очистного отдела СФИ целлюлозы.
После завершения процесса варки целлюлозы её необходимо провести промывку,сортирование и очиску.Промывка м/т осуществлена 2-мя методами:а)м/д вытиснения(в сцежах,в варочных котлах,в диффузорах);б)м/д смешения(в барабанных фильтрах,на ленточных фильтрах,в пресс-фильтрах,в винтовых и дисковых прессах).Процессы при промывке цел.массы: отжим щёлока от цел.массы-фильтрация щёлока сквозь цел.массу-дифузия растворённых в-в щёлока из цел. массы.
промывка1)Барабанный фильтр:масса со Щ. конц. =12-18% поступает в ванну, внутри ванны вращается полый барабан.Внутренняя часть барабана разделена перегородками на 10-15 зон , каждая зона соединяется с вакуумным насосом, что позволяет регулировать вакуум в каждой зоне . Барабан вращается со скоростью 50-70 об/мин. За счёт вакуума к поверхности прилипает цел. волокна. Через отверстия отсасывается щёлок во внутреннюю часть барабана. Щ удаляется из барабана в виде фильтрата в бак.Налипшая на барабан цел. промывается жидкостью.Промытая цел.шабером снимается с пов-ти барабана и направляется в следующий барабан,на следующую стадию промывки.Особенности:1) фильтрат после аждого барабанного фильтра имеет свою конц. поэтому он собирается в отдельные баки;2)барабан работает по непрерывному способу.Недостатки:1)забиваются мелкими 28194001138555волокнами отверстия барабана;2)на дне ванны отсутствует мешалка.
2)Диффузоры периодического действия.Диффузоры устанавливаются под варочным котлом, масса моступает в диффузор по м/ду выдувки.Принцип действия: для равномерного распределения массы по всему объёму диффузора в верхней части расположен вращающийся распределительный конус. Масса опускается вниз параллельно со слабым промывным щёлоком или водой, которая вводится в диффузор одновременно с поступаемой цел. массой. В нижней части по периметру диффузора установлена трубка,она соединена снасосом. В трубке имеются отверстия,ч/з которые насосом откачивается из диффузора жидкость. Промытая цел. остаётся на поддерживающей решётке,которая имеет по середине ложное дно и открываясь после промывке удаляется целлюлоза.
2209800185420
3)диффузор непрерывного действия:
17081506648454)промывка на ленточных фильтрах:
2667000207010Сортирование и очистка:
Грубое сортирование Применяют:1)сепараторы;2)сучколовители; 3)песочницы; 4)центриклинеры. 1) сепарирование:цель– разделить
проваренную щепу на волокна, отделить волокна от сучков и не проваренных щепок.Виды сепарирования:а)сухое–прводится при конц. 12-18%, после выдувки массы из котла без дополнительного исп-я воды.Сепараторы бывают А)открытого и Б)закрытого типа
2286000429895А)
Б)
167640021628101828800196215б)мокрое–проводится при конц. 1-3% при вертикальном перемеивающем устройстве. Перед сепарированием масса обязательно разбавляется водой.
2)сучколовители–масса подаётся из сцежи или после сепараторов.Если используется промывка цел. на фмльтрах, то сучколовители устанавливают до них или после них.Виды сучколовителей: а)барабанный открытый; б)спиральный; в)вибрационный; г)плоский вибрационный;д)сучколовитель с бесконечным сечтым полотном
4876800724535609600517525а)в)
3810002887345г)д)
3564890443865
3)песочницы
3021965-1674495
26981158909054) центриклинеры:давление на входе 2,2-3 кг/см2,на выходе 0,5-1 кг/см2;концентрация 0,5-1 %
30480001748790тонкое сортирование:цель–удалить мелкие волокна и мелкие отходы.Используются :–центробежные сортировки;–сортировки Биффара;–вибрационные цилиндрические сортировки;–машины с гидродинамическими лопостями

2. Теоретические основы отбелки ДМ
Потребительские св-ва ДМ в большей степени зависят от ее внешнего вида, к-рое опред. белизной. ДМ в прир. состоянии светлая, т.е. она не поглощает свет в видимой области спектра, чем жестче условия воздействия на ДМ тем темнее она становится. На бел. влияет t обработки (чем >t, тем<бел.), вид химиката (при использовании NaOH сниж. бел., при использовании моносульфита Na-увел. бел.). Влияет так же технология очистки и размола: соприкосновение с Ме умен. бел.; с воздухом умен. бел.; размол с др. фабрикатами умен. белизну. Темный цвет придают хромофорные группировки дополнительно образующиеся в ЛГ под действием термогидролитич.и окислит. процессов. При отбелке ДМ окраш. в-ва обесцвечивают, т.е. химически воздействуют на хромофорные группировки и переводят их в сост., когда они не поглощают цвет в видимой и ультрафиолетовой области. Основные хромоформы:чередование двойных и простых связей, фенольные гидроксилы, карбонильные группировки на концах макромолекул ГЦ. Отбелка ДМ принципиально отличается от отбелки Ц.При отбелке Ц удал.т.н. инкрусты(Л,ГЦ).При отбелке ДМ проводят хим. обработку, уничтожающ. хромоформные группировки,однако, не все они восст-ся или ок-ся. Поэтому очень белый цвет не получ. Некоторые хр. гр.после отбелки восстанавливающими агентами способны вновь окисляться кислородом воздуха, восст-ая свою окраску. Поэтому для кач. отбелки необх.использ.комбинир.способ и вводить стабилизаторы. Виды отбелки: восст-ми реагентами, ок-ми, кобинированная.Дитианитная отбелка.(восст) Недостаток: низкая стабильность отбеливающих р-ров в присутствии О2, т.к. они на воздухе разлагаются и их хранят под слоем масла. Способы получения:Zn+2SO2=ZnS2O4; Zn+2H2SO3=ZnS2O4+2H2O. Принцип действия дитианитов заключается в том, что в их состав входит S(+4), кот.легко отдает 2е-, переходя в 6 вал.состояние в водной среде. При этом выделяется атомарный Н, к-рый является сильным восстановителем.S2O4+4H2O=2HSO4+6H+ S2O4+3H2O=HSO3+HSO4+4H+; S2O4+2H2O=S2O6+4H Технология отбелки: необходимо соблюдать ряд условий, к-рые предотвращают разложение дитианитов и обеспечивает требуемый эффект. При этом необходимо быстро смешивать реаг. с массой, исключить контакт с воздухом отбеливателя при сравнительно низкой конц-ии. Поддерживать рН в условии кислой среды(5-6). Боргидридная отбелка. Это самый сильный восст-ль. Бор способен терять до 8е- и переходить в В+3. им можно отбеливать при сравнительно низких t и при сравнительно малом расходе. NaBH4+8NaHSO3=4Na2S2O4+NaBO2+6H2O.
Это св-во используется в 2 ст.отбелки, обрабатывают массу сначало боргидридом, а потом дитианитом. Отбелка пероксидом Н2О2; Nа2О2. Nа2О2 оказывает такое же действие, что и пероксид Н, но он устойчивей. Nа2О2+ H2O= Н2О2+2NаОН. Факторы пероксидной отбелки: 1.конц. массы(чем>конц., тем выше белизна); 2.t (чем>t, тем<продолжит.); 3.кол-во Nа2О2 (испол. мин. достаточное); 4.кач-во Н2О (на отбелку рекоменд. брать мягкую); 5.порода древесины и ее кач-во (хв. легче, чем листв.) Отбелка надуксусной к-той. Этот способ считается самым эффективным. Отбелка проводится легко при сред. конц. массы, без увел.t и в нейтральной среде. Надуксусная к-та облад. уник. св-вом, она очень легко воздействует на ЛГ, причем затрагивает его боковые цепи, переводит ЛГ в р-р за счет увелич. гидрофильности.
Отбелку чаще всего проводят в отд. стоящ.цехе, снабжён.отд.башнями, пред.собой пустотелую ёмкость непр.дей-я, куда непр.потоком поступ.масса,предварит.смешан.с отбеливающ реаг. За время перемешивания и происх.необх.реакции.Масса может подаваться в ниж.часть башни,тогда выгруж.с верх.части под действием своего напора, кот. усилив. мешальн. приспособлением. М/т поступ. с верх. части, тогда выгруж. снизу под дей силы тяжести. Все башни футерованы, все коммуникации выполн. из нержавеющ стали,вся сис-ма герметизирована, а при отбелке восст. реаг. есть доп операция- удаление из массы воздуха, кислород которого явл. окислителем и снижает действие восст-ля.
3. Теория проклейки бумаги. Для придания бумаге некоторых специфических свойств применяют проклеивающие вещества. К числу проклеивающих веществ относят такие, которые сообщают бумаге водостойкость, а также и такие, которые связывают волокна между собой в бумажном листе и тем самым способствуют повышению сомкнутости и механической прочности бумаги. Первые будем называть гидрофобизирующими, а вторые — связующими проклеивающими веществами. До сего времени проклейка бумаги канифольным клеем является основной при выработке ее широкого ассортимента. Именно поэтому теория канифольной (смоляной) проклейки бумаги требует особого рассмотрения. . По ст.прокл.все виды Б.можно разделить на три группы: сильноклееные, при расходе канифоли 2-4% от а.с.в.(писчая, тетрадная, чертежная и др.); слабоклееные, при 0,5-1% (типографская, мешочная, обойная и др.); и неклееные(электроизоляционные, впитывающие, фильтрующие и др.). Клеевая эмульсия м.иметь разл.состав в зависимости от кол-ва щелочи, взятой на омыление. Сущ.3 вида каниф.эмульсии: бурый или нейтр.клей, белый и в/с клей. Виды таких клеев отлич.содержанием своб.неомыл.смолы. в нейтр.клее смола полностью омылена: в белом-до 40% своб.смолы, в высокосмоляной с-80%.Канифоль омыляют щелочью и полученный клей разводят в воде. Получ.клеев.эмульсию вводят в бум.массу в процессе размола и после перемешивания осажд.на волокне сернокисл.глиноземом. Смол.частицы фиксир.на волокне и при отливе и сушке сообщ.Б,гидрофобные св-ва. При варке канифоли со щелочью происходит обр.резината Na.
C19H29COOH+NaOH=C19H29COONa+H2O;
2C19H29COOH+Na2CO3=2C19H29COONa+H2O+CO2.
Первоначально предполагали, что канифольный клей осаждается на волокнах бумажной массы и в процессе сушки бумаги плавится, растекается по поверхности волокон, образуя сплошную пленку, через которую вода или чернила не могут пройти. Эта теория пленки оказалась ошибочной. Расчет показывает, что количество канифоли, используемой для проклейки бумаги, недостаточно для покрытия волокон сплошным слоем пленки даже мономолекулярной толщины. Более того, различными методами оптических исследований, включая использование электронного микроскопа, установлено, что пленка канифольного клея на волокнах отсутствует, а клеевые частицы в виде точечных включений находятся на поверхности волокон и между ними.
Для объяснения механизма осаждения частиц канифольного клея на волокнах целлюлозы получила распространение так называемая электростатическая теория проклейки, согласно которой отрицательно заряженные частицы канифольного клея можно в определенных условиях осадить на отрицательно заряженных в воде волокнах, целлюлозы в результате перезарядки клеевого осадка действием положительно заряженных ионов алюминия из сульфата алюминия. Иначе говоря, полная перезарядка клеевого осадка не обязательна, так как достаточно лишь несколько снизить отрицательные заряды частиц клеевого осадка и целлюлозы, чтобы силы их взаимного притяжения (силы ван дер Ваальса) преобладали над электрическими силами отталкивания. Электростатическая теория проклейки не встречает возражений и в настоящее время. Однако только с позиции этой теории нельзя объяснить все многообразие явлений, происходящих при проклейке бумаги.
Наиболее полно освещает процесс проклейки бумаги современная коллоидно-химическая теория проклейки. Согласно этой теории процесс осаждения частиц канифольного клея на волокнах целлюлозы рассматривается как процесс коагуляции клеевых частиц под влиянием электролита. При этом не безразличен вид использованного электролита. Из коллоидной химии известно, что коагуляция может протекать либо по механизму гомокоагуляции, сопровождаемому образованием агрегатов из частиц твердой фазы с выпадением их в осадок, либо по механизму гетерокоагуляции, когда коагулируемые частицы не выпадают в осадок, а в нашем случае адсорбируются на волокнах целлюлозы. Если бы для коагуляции была использована кислота (например, серная или соляная), то наблюдалась бы гомокоагуляция частиц канифольного клея. При использовании же в качестве электролита сернокислого алюминия, учитывая специфическое действие положительно заряженных ионов алюминия, происходит желательный нам процесс гетерокоагуляции.
Это представление о видах возможной коагуляции частиц канифольного клея дает дополнительную информацию о процессе проклейки бумаги. Например, общеизвестные факты ухудшения степени проклейки бумаги, изготовленной летом при наличии теплой производственной воды и повышении при этом расхода клея, объясняются гомокоагуляцией частиц канифольного клея под влиянием повышенной температуры производственной воды. Агломерация частиц ведь может происходить не только под действием электролита, но и под влиянием повышения температуры коллоидной системы.
Выше было указано, что белый клей является дисперсией, в которой частицы свободной смолы находятся во взвешенном состоянии, а смолянокислый натрий — в растворе. С точки зрения коллоидно-химической теории проклейки причиной стабильности дисперсии белого клея является наличие сольватной оболочки вокруг частиц свободной смолы из адсорбированных молекул смолянокислого натрия, способных к диссоциации. Эти молекулы ориентируются своим смоляным остатком (анионом) к частице свободной смолы, а ионом натрия (катионом) к воде. В результате этого частицы свободной смолы приобретают отрицательный заряд, отталкиваются друг от друга и не слипаются между собой при тепловом движении. Гетерокоагуляция частиц канифольного клея во многом определяется адсорбционной способностью волокон целлюлозы. С повышением в технической целлюлозе содержания гемицеллюлоз адсорбционная способность целлюлозы возрастает. Именно поэтому виды целлюлозы, содержащие повышенное количество гемицеллюлоз, проклеиваются при прочих равных условиях лучше и при меньшем расходе канифольного клея.
Лигнин, содержащийся в сульфитной целлюлозе (лигносульфонат), ухудшает проклейку бумаги, тогда как щелочной лигнин, содержащийся в сульфатной целлюлозе, благоприятствует проклейке. Поэтому делигнификация сульфатной целлюлозы приводит к ухудшению проклейки бумаги, а сульфитной целлюлозы — к ее улучшению. Именно этим объясняется общеизвестный факт, что беленая сульфитная целлюлоза проклеивается лучше, чем небеленая, а беленая сульфатная целлюлоза хуже, чем небеленая.
С учетом вышеизложенного становится понятным порядок волокнистых материалов по степени ухудшения их способности проклеиваться: сульфатная небеленая целлюлоза — сульфатная беленая целлюлоза — древесная масса — сульфитная беленая целлюлоза — облагороженная целлюлоза — сульфитная небеленая целлюлоза — тряпичная полумасса. Последняя, практически лишенная гемицеллюлоз и обладающая слабой адсорбционной способностью, наиболее трудно проклеивается канифольным клеем.
К сказанному следует добавить, что гемицеллюлозы способствуют пластификации волокон и их фибриллированию при размоле и, следовательно, получению более сомкнутого листа бумаги с меньшей пористостью и поэтому лучшим удержанием частиц канифольного клея. Вследствие этого с повышением степени помола бумажной массы степень проклейки бумаги возрастает.
БИЛЕТ № 10
1. Обезвоживание ДМ. Исп. для выпуска товарн. ДМ, для хранения и транспортировки. Для этих целей исп. обезв. машины: пресс-пат, шнек-пресса, диск. пресса, пап-машины.В зависимости от оборудования на выходе получаем массу с разной концентрацией. Если массу нужно далеко транспортировать или долго хранить ,то её высушивают особым образом, превращая в лепестообразные частицы, такая масса наз-ся пушёнкой. Пап-машины исп. для заводов малой мощности, высуш. до 25-30% сухости. Осн. узлом явл. сетчатый медленно вращ. цилиндр, погруж. в ванну, в которую ч/з напускной ящик под-ся масса на сгущение. Вследствие разностей уровней жидкости в ванне и внутри цил-ра происходит переток воды из волокнистой массы внутрь цилиндра. Волокна задерживаются и прилипают на пов-ть цилиндра и обр. на нем элемент. слой. при вращ. цилиндра этот слой переходит на бесконечное сукно при помощи съемно-отжимного валика. Вода из цилиндра непрерыв. удаляется. Образовавшийся элем. слой попадает вместе с беск. сукном под пресс, состоящ. из нижн. и верх. формующего валов. Здесь полотно обезвоживается до 25-30% влажности. Прилипший слой волокна на пов-ти форматного вала достигает требуемой толщины за счет многократного наматывания, к-рое можно регулировать. И затем передается на мокрый накат, на котором либо скручив. в рулон, либо разрез. спец. ножом и влажные папки складыв. в стопки. Исх. конц. может широко варьировать от 0,5-2%, конечн.-25-30%.
1676400207010Рис.1:Пап-машина:1–сукномойки;2–сукноправильный валик;3–натяжной валик;4–форматные валы.
Круглосеточный пресс-пат (камюр-машина).Для обезвожив. ДМ от конц. 1 до 45-50% до более выс. сухости, чем на пап-машине. исп. камюр-маш. Они имеют большую произв-сть и поэтому их устан. на большинство предприятиях. Суспензия ДМ ч/з н/я поступ. в ванну, в которой погружен мощный фильтр с прижимными валиками, работающими под больш. напряжением. здесь он раб. как обезвожив. вакуум-фильтр и обезвоживает массу до конц.20% затем полотно ДМ последовательно проходит два пресса высокого давления: 1).форпресс; 2).мокр. пресс. Каждый состоит из 2-х пар валов. После этих прессов конц. увел. до 50%. После этого ДМ может попадать в суш. камеру и подсушиваться до уменьшения влажности, но может полотно после прессов поступать на попер. резку. Резка полотна производ-ся в 2-ух направлениях.
Винтовые и дисковые пресса (шнек-пресса).
2286000360045
Рис.2:Горизонтальный шнек-пресс: 1–чугунный корпус; 2-рычаг для регулирования давления массы; 3–бронзовая рубашка конической формы; 4–кольцеобразная щель; 5-отвод отжатой воды.
Они нашли широкое применение при кратковременном хранении массы и при совмещении сгущении и отбелки. Они компактны, занимают мало места и имеют высок. произ-ть. При этом степень обезвоживания очень высока и варьирует в очень шир. пределах. Единств. недостаток его явл. предварит. сгущение массы до 3%. Осн.элементы конструкции: чугунный корпус. удлинённый. слегка конич. формы. Внутри корпуса-вал с насаженным на него винтом.В ниж. части имеется бронзовая рубашка с отверстиями.ч/з кот. просачив-ся отжатая винтом вода. Вода проходит ч/з перфорир. ниж часть в камеру.Масса остаётся в пространстве м/у бронз. рубашкой и чугун. корпусом и удал. ч/з кольцеобраз. щель в узкой торцевой части. ДМ после обезвожив. на винтовом прессе получ. в виде комочков, которые легко транспортируются сжатым воздухом. Последующий их роспуск гидроразбивателем осущ. легко при конц.8-10%.
Пушонка – эта сухая ДМ , при её получении массу сначала сгущают до 12% конц., затем дополнительно измельчают для устранения комочков и узелков , затем массу направляют в шнековый транспортёр для разрыхления, после взвешивания на ленточных весах непрерывного действия и поступает в разрыхрытель вертифлекс – это горизонтальный рафинёр с одним вращающимся диском.Сюда же добавляется отбеливатель.Здесь масса разделяется на волокна до ρ=120кг/м3. Масса из разрыхрытеля выбрасывается к верху и ч/з воздушную камбу подаётся в стальной трубопровод, откуда в крытые вагоны ч/з клапана.
2. Химизм СФА варки.Как показывают наблюдения, лигнин дре-весиы при сульфатной варке переходит в раствор быстрее и легче, чем при натронной, благодаря чему сокращается продолжительность варки до одной и той же степени провара целлюлозы. Так как углеводы растворяются в обоих случаях примерно с одинаковой скоростью, сокращение продолжительности варки способствует улучшению селективности процесса, и выход технической целлюлозы при одинаковой степени провара оказывается при сульфатной варке более высоким, чем при натронной, а прочностные свойства целлюлозы лучше. Очевидно, что более быстрое и легкое растворение лигнина при сульфатной варке может быть объяснено специфическим действием ионов сульфида или гидросульфида, присутствующих в сульфатном варочном щелоке. Еще в твердой фазе лигнин древесины под действием этих ионов вступает в реакцию сульфидирования, которая способствует его растворению и в известной мере препятствует его конденсации под действием щелочи.
При СФА варке протекают процессы что и при натронной, а также реакции сульфидирование. Так бензилепиртовые группы лигнина реагируют с гидросульфидом первоначально с образованием меркаптана (меркаптизация лигнина), а затем это неустойчивое в щелочной среде соединение, реагируя с бензилспиртовой группой другой фенилпропановой единицы лигнина, образует стойкий сульфид по схеме:
21209023787102025651593851–
2–
-546101031240При сульфатной варке гидроксид натрия расщепляет фенольные простые эфирные связи, и освободившиеся фенольные гидроксилы активируют диалкилэфирные простые поперечные связи у альфа-углеродных атомов пропановой цепочки, которые, в свою очередь, расщепляются гидросульфидом. Это явление можно назвать сульфидолизом и изобразить реакцию следующей схемой:
Таким образом, гидросульфид участвует не только в реакции сульфидирования, но и в реакциях разрыва простых эфирных связей в молекулах ЛГ.
Образуются также эписульфидные связи:
164465121920Выход основных органических продуктов , присутствующих в чёрном щёлоке после натронной и СФА варке, примерно одинаков.
Гемицеллюлозы, как и при натронной варке, переходят в раствор главным образом в виде оксикислот и частично в виде простых органических кислот — щавелевой, муравьиной и т. п. При обработке щепы сероводородом в слабощелочной среде происходит восстановление конечных альдегидных групп углеводов в тиольные (меркаптанные) группы, что защищает углеводы от реакции отщепления. Метоксильные группы лигнина во время сульфатной варки омыляются примерно в таком же количестве, как и при натронной, но, кроме метилового спирта, продуктом омыления оказываются летучие метилсернистые соединения — главным образом метилмеркаптан CH3SH и , диметилсульфид CH3SCH3, обладающие резким, неприятным запахом
3. Факторы процесса проклейки. Эффект проклейки зависит от многих факторов: качества клея, порядка в ведения в бум. массу хим-тов при проклейке, кислотности среды, кач-во примен. воды, темпер. массы, ст. помола массы, режимов отлива, прессования, сушки и каландрирования Б., а также св-в исх. волокнистых материалов и др. компонентов Б. Качество клея. Клей м/т содержать разл. кол-во своб. смолы в зависим. от метода его прготовл. Кач-во нейтрального клея опред. его чистотой и отсутствием своб. щелочи, а кач-во белого и высокосмол. клея гл. образом степенью дисперности клеевых частиц в готовой эмульсии. Чем меньше и однороднее частицы, тем лучше клей и выше его кроющая способность. Грубодисперсная эмульсия м/т выпадать в осадок еще до использования. Чрезмерная устойчивость, вредна и может привести к ухудшению проклейки. Порядок введения в бум. массу хим-тов при проклейке. Клей необх. добавлять в бум. массу раньше сернокислого глинозема, чтобы он мог хорошо перемешаться с волокном. При введении глиноз. раньше клея образ. грубозернист. осадок смолянокислого Аl, облад. худшими проклеив. св-вами в результате преждевремен. осаждения клея и неоднородного распред. осадка на волокне. Порядок введ. наполнителя не оказ. сущ-го влияния на проклейку. Однако лучшие рез-ты прокл. достигаются при введ. наполнителя после глинозема. Кислотность среды. Для эф-та проклейки имеет знач. как нач. рН массы до введения клея, так и конеч. рН после ввода сернок. глинозема. Нач. рН массы завис. от вида волокн. материала и кач-ва произв. воды. Он выше при раб. на свеж., жестк. воде и при проклейки сфа Ц, чем при раб. на мягкой воде и при прокл. сфи Ц. Оптим. нач. рН=6,5-7, т.к. клей равномерно распред. в массе, и после ввода глинозема получ. мелкие хлопья клеящего осадка, дающие тонкодисперсные клеевые частицы. Чем кислее масса, тем крупнее получ. хлопья и хуже проклейка. Для улучш. проклейки рекомендуют нейтрализовать изб. кислотности массы перед вводом клея небольшой добавкой NaOH, силиката Na, алюмината Na, Са(ОН)2. Конечная рН массы после ввода глиноз. должна наход. в пределах 4,5-5, а при исп. кислой обор. воды пониж. до 4-4,3. Кач-во произв. воды хар-ся временной бикарбонатной и пост. жесткостью. р-ция нейтр. клея с солями врем. и пост. жесткости воды идет по схемам:
2С19Н29СООNа+Са(НСО3)2=(С19Н29СОО)2Са+2СО2+2NаОН;
2С19Н29СООNа+СаСl2=(С19Н29СОО)2Са+2NaCl.
В рез. этих р-ций состав клеящего осадка изм., что ухудшает прокл. Б. Необх. условие проклейки нейтрал. клеем – наличие мягкой воды. При нал. жесткой воды прокл. нейтр. клеем м/т улучшится если в клей (или в массу) добавить защитный коллоид-казеин. Для прокл. Б. белым клеем желательна произв. вода умерен. жесткости, а для прокл. ВС клеем более жесткая вода. Благоприятное влияние бикарбонатных солей жесткости воды на прокл. Б. клеем с выс. сод. свобод. смолы объясняется тем, что для осажд. и фиксации смолы на волокне необход. наличие в воде Al(OH)3:
Al2(SO4)3+3Ca(HCO3)2=2Al(HCO3)3+3CaSO4,
2Al(HCO)3=2Al(OH)3+6CO2.
При прокл. Б. люб. видом каниф. клея в жесткой воде, сод-ей бикарбонаты, необх. увеличивать расход сернокислого Аl, если этого не сделать, то рН среды повыш., а ст. прокл. Б. сниж. Температура массы при прокл. Повыш. t массы при прокл. вызыв. слипание и укрупнение смоляных частиц в клеевом осадке, что влечет пониж. ст. прокл. Б. При t массы выше 600С Б. почти полностью теряет прокл. в-ва. Сниж. степени прокл. нейтр., белым и усиленными клеями наблюд. при t массы выше250С, а при исп. ВС клея при350С. Если клей ввод. в нагр. бум. массу, а затем после ее охлажд.добавлять в нее сернокисл. глинозем, ухудш. прокл. Б. не наблюд. Сушка Б. При сушке смоляной осадок спекается, прилипая к волокном в виде отд. дискретных частиц, при этом он приобр. гидрофобные св-ва. При сушке Б.при низкой t(20-40) спекание клеевого осадка на волокне не происходит и Б. полностью не прокл. Разл.3стадии сушки клееной Б.:-стадию испарения влаги из клеевого осадка до сухости Б. около60%,–стадию спекания клеевого осадка до сухости Б. около65-85% и – стадию досушки Б. при сухости выше 85%. В перв. стади сушки Б. t суш. цилиндров надо повыш. постепенно, t не д.превышать 800С. во 2-ой стадии сушки t цилиндров д.б. более выс. В 3-ей стадии сушки t цилиндров д.снижаться до 70-800С. Св-ва проклеиваемой бум. массы. Увелич. ст. помола массы должно повышать прокл. Б, т.к. при размоле увел. пов-ть волокон и их адсорбционная способность по отнош. к смоляным осадкам. Наполнители сниж. ст. прокл. Б., особенно при выс. их сод. Для уменьшения вредного действия наполнит. на прокл. рекомендуетсяся вводить их в массу после клея и глинозема. В порядке убыв. восприимчивости прокл. в-в волокн. материалы м/т быть располож.: сфа небел. Ц – ДМ – сфа бел –соломенная Ц – сфи бел.Ц – сфи небел – облагорож. Ц –тряп. полумасса., обусловлено сод-ем гемицел-ных спутников в волокн. материалах и их адсорбц. способности.
БИЛЕТ № 11
1. Обезвоживание и сушка целлюлозы. Цель сушки: удалить воду и получить целлюлозу в виде, в котором можно ее транспортировать. В процессе сушки протекают две основные стадии: удаление воды, за счет теплообмена между целлюлозой и поверхностью сушильных цилиндров; удаление влаги из внутренних слоев целлюлозного материала к наружным слоям. Способы сушки: 1.Сушка при атмосферном давлении: а)контактным способом, на сушильных цилиндрах; б)обдувкой нагретым воздухом;в) обдувкой перегретым паром; г)инфракрасными лучами,д) ультрафиолетовыми лучами. 2. При вакууме: полотно нагревается контактным способом на сушильных цилиндрах изолированной камеры, где создается вакуум. За счет вакуума вода закипает и испаряется. 3. Сушка целлюлозы в распыленном виде в токе горячего воздуха.. 4. Комбинированный способ.
3276600-2260603) Сушка целлюлозы в распыленном виде:
22098005175251) б)
1828800141605г)
165989024765
д)
Сушка целлюлозы в пресспате. Пресспат-плоскосеточная машина, по принципу действия напоминает бумагоделательную машину.
Достоинство:формирует полотно цел.высокой плотности;2)т.к. Т=105 ºС,то не происходит термического воздействия на волокна целлюлозы.;3)можно легко управлять каждой частью пресс-пата. Недостатки:1)много конструктивных элементов;2)большое потребление пара;3)правило безопасной эксплуатации;4)необходима сильная вентиляция для отвода конденсата.
231140636270
1)Напорный ящик.;2)напускная щель 3)Грудной вал.;4)металлическая сетка; 5)подсеточная ванна;6)регистровые валики; 8)гауч-вал; 10)сетконатяжные валики; 11)сетковедущие валики;12)верхний прессовый вал;13)нижний прессовый вал;15)сукнонвтяжные валики;16) сукноведущие валики;18)передающий валик;19)сушильные цилиндры.
2. Факторы СФА варки. На выход и качество целлюлозы влияют следующие факторы: температура, начальная концентрация и расход щелочи, сульфидность варочного раствора, качество щепы, порода древесины и прочие факторы. 1 При увеличении Т на каждые 10º С для получения одинакового выхода целлюлозы продолжительность варки уменьшается в двое. При увеличении температуры от 12О до 18О градусов процесс делигнификации изменяется незначительно, выход целлюлозы не изменяется, но существенно изменяется время варки. При увеличении температуры от 18О до 2ОО градусов уменьшается время варки, увеличивается количество непровара. Оптимальная температура варки 17О-18О градусов. 2. Влияние начальной концентрации и расхода щелочи. Щелочь расходуется на нейтрализацию кислых органических веществ, образующихся при варке, а также в реакциях делигнификации. Теоретически расход щелочи А- это количество активной щелочи, связываемое кислыми предметами варки. Если проводить варку с теоретическим расходом щёлочи, то довести процесс до конца не возможно,т.к. м/т произойти конденсация ЛГ на волокне, поэтому используют избыток щёлочи, что позволяет довести целлюлозу до необходимой степени провара. А=СоV, где Со- начальное содержание щелочи в варочном щелоке, единиц NA2O или NAOH, в процентах. V- гидромодуль. Практический расход щелочи: для жестких целлюлоз на 1О-15 процентов больше теоретического; для мягких- на 5О процентов больше теоретического. При увеличении концентрации щелочи на каждые 3О единиц, время варки уменьшается в 2 раза, при одинаковом выходе целлюлозы. Выход целлюлозы больше зависит от расхода щелочи, чем от ее концентрации. Увеличение расхода щелочи приводит к тому, что усиливается делигнификация. 3. Влияние сульфидности S=Na2S/NaOH+Na2S а) увеличение сульфидности от 0 до 16% , увеличивает процесс также как и увеличение Т на 7-8ºС; б)оптимальная величина сульфидности =33%, при увел. >33% ,то скорость варки и делигнификация не улучшается; в)если увел. сульфидность не более 33 %, то цел. имеет в 1,5 раза меньше ЛГ , при одинаковом выходе; д)увелич. сульфидности более 33% приводит к увелич. коррозии оборудование и увелич. кол-во дурнопахнущих в-в. 4. Качество щепы: должна быть без коры; толщина 3-5 мм.; длина 15-25 мм.; ширина 1О-16 мм.; Целлюлозу из ели лучше размалывается, чем из сосны; целлюлоза из ели прочнее, чем из сосны. 5. Прочие факторы. Содержание в щелоке NA2CO3-усиливает процесс делигнификации; добавка в котел отработанного черного щелока не менее 5О % экономит химикаты. Если добавляем больше 5О %, то получится темная целлюлоза; принудительная циркуляция щелока во время варки позволит выравнивать температуру, концентрацию и скорость
3. Влияние наполнителей на основные свойства бумаги. Удержание наполнителей в бумаге. При выработке многих видов бумаги в их композицию вводят минеральные наполнители. Чаще всего для этой цели используют каолин, однако применяют и другие виды минеральных наполнителей: мел, тальк, гипс, двуокись титана и др.
Введение в бумагу минеральных наполнителей осуществляется в основном для удешевления бумаги, так как обычно цена минеральных наполнителей ниже цены волокнистых полуфабрикатов и замена известного количества растительных волокон минеральным наполнителем представляет определенный экономический интерес; для повышения белизны бумаги, так как белизна применяемых в бумажной промышленности наполнителей большей частью выше белизны используемых волокнистых материалов; для придания бумаге непрозрачности, что обеспечивает возможность использования для письма и печати обеих сторон бумажного листа без опасения просвечивания текста, написанного или напечатанного на одной стороне бумаги, на другую ее сторону.
Кроме того, минеральные наполнители увеличивают пористость бумаги, ее воздухопроницемость, впитывающую способность и скорость сушки, снижают деформацию бумаги при ее намокании и уменьшают склонность бумаги скручиваться.
Пористость бумаги от введения в ее композицию минерального наполнителя возрастает тем сильнее, чем больше размер частиц использованного наполнителя. Лишь в тех случаях, когда применяются широкие, неправильной формы волокна (например, грубая древесная масса) и получаемый волокнистый материал (например, картон) обладает повышенной пористостью, введение минерального наполнителя, частицы которого имеют размер меньший, чем диаметр пор волокнистого материала, не будет способствовать дальнейшему повышению пористости волокнистого материала. В этом случае возможно обратное явление: частицы минерального наполнителя, заполняя широкие поры волокнистого материала, будут забивать их, уменьшая общую пористость материала. Очевидно, что при этом не будут обнаружены все те явления, которые сопутствуют повышенной пористости материала, т. е. повышение воздухопроницаемости, впитывающей способности и пр.
Наполнитель в бумаге повышает ее гладкость после каландрирования, так как частицы наполнителя при каландрировании бумаги заполняют углубления на шероховатой поверхности листа, чем способствуют увеличению его гладкости. Одновременно при этом происходит уплотнение листа и снижение его воздухопроницаемости.
Наличие минерального наполнителя в бумаге делает ее просвет более равномерным, что одновременно с увеличением белизны бумаги, ее непрозрачности, гладкости и впитывающей способности (в том числе и к типографской краске) улучшает печатные свойства бумаги.
С повышением плотности наполнителя, используемого при изготовлении бумаги, увеличением его количества в бумаге и степени дисперсности наполнителя повышается плотность бумаги. Наиболее сильно она повышается и соответственно снижается толщина бумаги при использовании в качестве наполнителя цинковых пигментов, бланфикса и двуокиси титана.
С увеличением содержания в бумаге большинства видов наполнителей увеличивается ее вялость. Такая бумага, будучи положена на две опоры, обнаруживает значительную стрелу прогиба в отличие от жесткой бумаги, мало прогибающейся в промежутке между опорами при подобном испытании. Упругие свойства бумаги от введения в нее минерального наполнителя снижаются, а пластичность ее увеличивается.
Большинство наполнителей снижает шум при перелистывании бумаги. Исключением является гипс, придающий бумаге звонкость и жесткость на ощупь.
Наряду с указанными выше многими положительными свойствами минеральный наполнитель придает бумаге и некоторые отрицательные свойства. Частицы минерального наполнителя, находясь в промежутках между растительными волокнами, увеличивают пористость бумаги, ее воздухопроницаемость и препятствуют установлению между волокнами прочных связей. Поэтому бумага, содержащая минеральный наполнитель, обычно отличается пониженной механической прочностью. Особенно при этом снижается сопротивление излому. Чем больше содержание наполнителя в бумаге, тем она слабее. К тому же с увеличением содержания в бумаге минерального наполнителя в большей степени обнаруживается пылимость бумаги.
По содержанию минерального наполнителя все виды бумаги условно разделяются на 4 класса. К первому классу относятся виды бумаги с естественной зольностью волокон, т. е. все виды бумаги, в которые минеральный наполнитель не вводится: высокопрозрачные, электроизоляционные, фильтровальные, бумага-основа для фибры и для пергамента и др. Второй класс охватывает все виды малозольной бумаги, т. е. бумагу с содержанием золы до 5%: газетная, перфокарточная, обойная, мундштучная бумага, основа для фотографической, основа для светочувствительной бумагии др. К третьему классу относятся все виды бумаги со средней зольностью, т. е. с зольностью до 12—15%: писчая, офсетная, литографская и др. Четвертый класс объединяет все виды высокозольной бумаги, т. е. с содержанием золы более 15%: бумага для глубокой печати, типографская, словарная и др.
По экономическим и технологическим соображениям желательно обеспечить максимальную удерживаемость наполнителя на растительных волокнах. Это достигается различными мероприятиями.
Значительное влияние на удержание наполнителей и мелких волокон в бумажном полотне оказывает величина рН среды, регулируемая дозировкой вводимого в бумажную массу сернокислого алюминия. Волокна в воде имеют отрицательный электростатический заряд и под действием одинаковых зарядов взаимно отталкиваются, находясь в водной среде в диспергированном состоянии. При введении сернокислого алюминия, являющегося электролитом, трехвалентные положительно заряженные ионы алюминия нейтрализуют отрицательный заряд волокон и частиц наполнителя и при изоэлектрической точке наступает коагуляция. Волокна в виде хлопьев и частицы наполнителя осаждаются на сетке бумагоделательной машины. Это способствует удержанию наполнителей и мелких волокон.
В чрезмерно кислой среде, т. е. в избытке сернокислого алюминия при рН 3,5, вновь начинается диспергирование частиц, так как в этом случае преобладает положительный заряд алюминия и возобновляется взаимное отталкивание частиц. Поэтому, вводя сернокислый алюминий с целью удержания частиц наполнителя и мелких волокон, следует контролировать рН среды. Оптимальным в данном случае является рН около 5.
Механизм удержания частиц наполнителя различен в зависимости от их размеров. Крупные частицы удерживаются в основном механически при фильтрации сквозь волокнистый слой в процессе образования бумажного листа. Мельчайшие частицы удерживаются за счет адсорбции вследствие понижения отрицательного электрического заряда наполнителя, перезарядки и координационной связи с катионом алюминия. Отсюда понятно, что коагулирующее действие сернокислого алюминия в большей степени сказывается на удержании не крупных, а мельчайших частиц наполнителя.
Удержание наполнителя зависит также от формы его частиц. Наиболее высокое удержание наблюдается у талька (чешуйчатая форма частиц) и асбестина (игольчатая форма), низкое— мела (округлая форма частиц), а наименьшее — у частиц необожженного гипса, частично растворяющегося в воде.
Очевидно, что в бумаге, изготовленной из массы жирного помола, образующей плотный слой волокон на сетке, удержание частиц наполнителя выше, чем в бумаге, изготовленной из массы садкого помола. Удержание наполнителя в тонкой бумаге ниже, чем в бумаге с повышенной массой 1 м2, изготовляемой при меньшем разбавлении на сетке, фильтрующий слой которой лучше задерживает частицы наполнителя.
Удержание наполнителей различными видами волокон находится в зависимости от адсорбционной способности волокон и от их размеров. Наибольшее удержание наполнителей обнаруживают волокна, обладающие высокой адсорбционной способностью и малыми размерами. Поэтому наиболее высокое удержание наполнителей при всех прочих равных условиях наблюдается в бумаге, содержащей древесную массу, и низкое удержание — в бумаге из хлопковой полумассы, обладающей низкой адсорбционной способностью.
Удержание наполнителя во многом зависит от степени использования оборотной воды на фабрике. Чем полнее она используется и чем ближе к замкнутому цикл ее использования, тем выше удержание наполнителя и меньше его промой.
Если кроме наполнителя в бумажную массу вводятся еще и проклеивающие вещества, то наибольшее удержание наполнителя достигается тогда, когда он вводится первым. Наилучшие же результаты проклейки достигаются тогда, когда наполнитель вводится последним — после канифольного клея и сернокислого алюминия.
В настоящее время для повышения удержания наполнителя в бумаге с 40—60 до 80% и выше в массу вводят непосредственно перед бумагоделательной машиной различные вещества, вызывающие хлопьеобразование: животный клей, активированный силикат и, в особенности, полиэтиленимин (ПЭИ) и полиакриламид (ПАА).
БИЛЕТ № 12
1. Общая схема регенерации СФА щёлока.
Стадии процесса регенерации: 1)фильтрация черного щелока;2)укрепление черного щелока;3)съем сырого сульфатного мыла;4)окисление чёрного щёлока;4)подготовка щёлока к выпариванию
1)Присутствие в щёлоке мелкого волокна приводит к следующим негативным последствиям:–засорение трубок в выпарной установке;–образование наслоения сернистого железа;–ухудшение качкства СФА мыла. Содержание мелкого волокна составляет :–после диффузоров 20-30 мг/л;–после промывных вакуум – фильтров 50-60 г/л;после аппараток Камюр 50-60г/л. Для удаления мелкого волокна используются 2-а вида аппаратов:1)фильт Мелона–представляет собой сетчатый вращающийся барабан.Концентрация волокна в щёлоке после фильтра <10мг/л.Параметры барабана:d=1-1.5 м;L=1.5-2.5м ; производительность 2,5-4 тыс.м3 щёлока/сутки;2)центрифуги–Q=1600м3/сутки.
2)на данную операцию щёлок поступает с конц. 12-14% и на этой операции нужно достичь конц. 22-24%,т.к. выпаривание чёрного щёлока с С=12-14% приводит к пенообразованию и при увелич. температуры выпаривания происходит его сильное вскипание, что м/т вызвать переброс щёлока из аппарата.При конц.щёлока =12-14% сложно отделить СФА мыло.Для укрепления щёлока часть его упаривают до конц. 52-60% и затем эту часть щёлока смешивают со слабым щелоком. 28956001035050Для смешения используют различные смесители:а)бак с вертикальной мешалкой;б)циклонный смеситель:
2088515563880в)смеситель в трубе
3)Сырое СФА мыло состоит из Na-ых солей жирных (линолевая, олеиновая, стеариновая) и смоляных к-т (абиетиновая, левопимаровая, стеариновая), продуктов их окисления и нейтрализации.Выделение СФА мыла осущ. в 2-е стадии:1)при промывке чёрного щёлока на вакуум фильтрах мыло в виде пены всплывает в фильтратных баках;2)Отделение путём отстаивания в баках в течении не менее 15-16 часов.
4)
Основная цель процесса перевести остаточный Na2S в тиосульфатNa путём продувки воздуха , при этом протекает р-ия:
Na2S+О2+H2O–>Na2S2O4+2NaOH+215ккал
В результате окисления чёрн. щёлокауменьш. коррозия оборудования и трубопроводов выпарной установке,уменьшается дурной запах и ядовитость конденсатов выпарной установки.
5)Подготовка щёлока к выпариванию.*Используется пенная установка типа БТ-Метудер:

1–окислительная башня;2–пенная камера;3–циклон для разбивки пены;4–сборник окисленного щёлока,
Щёлок протекает с полки на полку.
Кроме этой установки сущ. ещё *турбулентная установка типа Лурги. Окисление щёлока происходит в змеевике с диафрагмовыми перегородками под давлением= 0,8МПа. Продолжительность 1 мин.
Для окисления используется*флотационная установка:

1-флотационная башня;2–вертикальные перегородки;3–пеноуловитель;4–бак окисленного щёлока.
2. Техника сфа варки в котлах периодического действия
Для сульфатной варки древесной целлюлозы по периодическому методу применяются стальные клепаные или сварные вертикальные варочные котлы. Варочные котлы рассчитывают на рабочее давление 1—1,25 МПа; толщина стенки составляет 25—30 мм. Внутренней футеровки котлы, как правило, не имеют. Для обеспечения плотности клепаных котлов стыки и заклепочные головки по окончании клепки и чеканки обваривают изнутри электросваркой. В последние годы на сульфатцеллюлозных заводах устанавливают котлы исключительно сварной конструкции.
Вертикальные котлы для сульфатной и натронной варки опоражниваются по способу выдувки и имеют сигарообразную форму с отношением высоты к диаметру (Н: D) в пределах от 2,8 до 4,5. Угол нижнего конуса близок к 60°, верхнего — к 90°; иногда верхний конус выполняется в форме полусферы.
Котлы обязательно снабжаются системой принудительной циркуляции щелока. В случае прямого обогрева щелок забирается насосом из-под ложного днища в нижнем конусе котла и по наружной циркуляционной трубе подается в верхнюю часть. Пар внутрь котла подводится по кольцевой трубе, расположенной в месте перехода цилиндрической части в нижний конус или через штуцер, расположенный в нижней горловине. При прямом обогреве образующийся конденсат пара разбавляет щелок. Поэтому уже давно на натронных и сульфатных заводах стали применять системы принудительной циркуляции щелока с непрямым нагревом. На рис. 1 изображен стационарный котел для сульфатной варки с трубчатым одноходовым подогревателем. Циркуляционный центробежный насос забирает щелок из-под круговой циркуляционной сетки, состоящей из отдельных секций и расположенной посредине цилиндрической части котла. Щелок, нагретый в подогревателе, делится в верхней его головке на две части, из которых одна поступает в верхний, вторая — в нижний конус котла через 37458652721610со120653112135ответствующие штуцеры.
Рис. 1. Стационарный котел с циркуляцией для непрямого нагрева:
1 — корпус котла; 2 — верхняя горловина; 3 — воздушный штуцер; 5 — подогреватель; 6 — заборные штуцера; 9 — выдувной клапан; 10 — циркуляционная сетка.
3. Крашение бумажной массы. Окрашивание бумаги в какой-либо цвет осуществляют или крашением бумажной массы, из которой изготовляется бумага, или окраской бумаги с поверхности при использовании для этой цели употребляемых в полиграфии методов нанесения печати или оборудования, применяемого в бумажной промышленности (клеильного пресса, бумагокрасильной машины и др.).
К окрашенным видам бумаги относятся: основы для фибры и пергамента, промокательная, для текстильных патронов и конусов, бутылочная, афишная, для спичечных коробок, писчая цветная, разные декоративные виды бумаги, некоторые разновидности упаковочной бумаги, конвертной, прядильной, электротехнических видов бумаги, салфеточной бумаги, бумаги для печати, а также другие виды бумажной продукции.
Если при помощи крашения бумаге придается определенный цвет, то для придания ей того или иного оттенка пользуются подцветкой бумаги, осуществляемой обычно введением в бумагу малого количества соответствующего красителя. Подцветку производят преимущественно для устранения желтизны различных видов бумаги для письма и печати и придания им видимой белизны.
Для окраски бумаги применяют различные красители, которые можно разделить на неорганические (естественные и искусственные), используемые в настоящее время редко, и органические. Из неорганических красителей следует упомянуть ультрамарин, вводимый в бумажную массу для подцветки белой бумаги. Органические красители также могут быть естественными и искусственными. Именно последние получили в производстве бумаги наибольшее распространение, так как они обеспечивают возможности придания изготовляемой бумаге широкого разнообразия цвета и оттенка. Органические синтетические красители, применяемые для окраски бумаги, делятся на следующие группы: основные, прямые. кислотные, кубовые и сернистые. Большинство видов красителей представляют собой растворимые красящие вещества, которые усваиваются волокнами адсорбционно или путем непосредственного химического взаимодействия.
Пигментные красители: К числу пигментных красителей относятся кубовые и сернистые красители, обладающие высокими показателями водостойкости и светопрочности. Кубовые красители характеризуются приданием окрашиваемой бумаге ярких цветов и сочных оттенков, что и обусловливает в ряде случаев их применение, несмотря на относительную дороговизну и усложненную технологию использования. Сернистые красители дешевы, но придают бумаге тусклую окраску.
Основные красители непосредственно хорошо окрашивают волокна древесной массы и небеленой (лучше жесткой) целлюлозы, но хуже волокна беленой целлюлозы, имеющие низкое содержание лигнина и гемицеллюлоз, и еще хуже — тряпичные волокна. Часто эти красители используют также для окраски волокон из смешанной макулатуры. Во всех этих случаях достигается получение практически бесцветной сточной воды. Для фиксации основных красителей на волокнах древесной массы, т. е. контакта волокон с красителем, достаточно всего лишь 20—30 с. Связь основного красителя с волокнами химическая. Сорбция этого красителя определяется содержанием в волокнах карбоксильных групп, к которым основные красители обнаруживают сродство.
Прямые красители обеспечивают непосредственно хорошую окраску волокон хлопка и беленой целлюлозы и значительно хуже окрашивают волокна древесной массы. При окрашивании прямыми красителями волокон беленой целлюлозы время контакта этих красителей с волокнами должно составлять до 2, а иногда и 4 мин в зависимости от марки красителя, требуемой интенсивности окраски и условий проведения процесса крашения. Прямые красители целесообразно применять для окраски неклееных видов бумаги: промокательной, основы для фибры, основы для пергамента, различной бумаги санитарно-бытового назначения. Эти красители образуют с гидроксильными группами целлюлозы водородную связь.
Кислотные красители хорошо окрашивают шелк, шерсть и полиамидные волокна и плохо окрашивают целлюлозу, древесную массу и частицы каолина. Эти красители обычно используют для окраски проклеенной бумажной массы при избытке сернокислого алюминия. Кислотные красители не дают такую яркую окраску, как основные, но являются более светостойкими. Окраску основными и прямыми красителями лучше осуществлять с использованием мягкой производственной воды, при окраске же кислотными красителями соли жесткой воды благоприятствуют процессу крашения.
Сложность процесса крашения обусловлена не только различием свойств используемых при этом красителей, но и неоднородностью по виду, строению и химическому составу волокон, из которых изготовлена бумага, а также наличием в бумажной массе различно окрашиваемых наполнителей и проклеивающих веществ. В силу этого на процесс крашения тем или иным красителем оказывает влияние большое количество переменных факторов: вид окрашиваемых волокон и степень их помола, количество в бумажной массе наполнителей, проклеивающих веществ и сернокислого алюминия, рН и температуру среды при крашении, а также температуру сушки и конечную влажность высушиваемой бумаги. Несомненное влияние оказывает также степень использования оборотной окрашенной воды и оборотного брака, жесткость производственной воды, наличие или отсутствие процесса каландрирования бумаги и пр. Имеет значение и соотношение длины молекул красителя с размерами пор волокон. При большой длине молекул красителя последний не может проникнуть в мельчайшие поры волокон.
С повышением степени помола бумажной массы удельная поверхность волокон повышается, что способствует увеличению адсорбции ими красителей и получению бумаги с цветом более яркого тона. Ввиду чувствительности многих видов красителей даже к небольшим колебаниям величины указанных выше переменных факторов необходимо во избежание изменения окраски бумаги тщательно придерживаться постоянства технологического режима процесса крашения.
Указанные выше особенности крашения различных растительных волокон красителями разных групп свидетельствуют о сложности процесса, для качественного проведения которого часто пользуются одновременно красителями разных групп.
БИЛЕТ № 13
1. Сжигание СФА щёлоков. Щ. поступающий на сжигание состоит из 2-х частей:1)органическая(65-70%) и 2) минеральная(30-35%). После сжигания органическая часть разлагается на газообразные продукты(СО2,Н2О и др.). А из минеральной части Щ образуется т.н. –плав или подзол. Минеральная часть Щ. содержит :1)Н2SiO3–0.11%; 2)Al2O3,Fe2O3–0.02%; 3)известь–0,5%; 4)K2O–0,69%;5)Na2O–25,69%. Щ. подвергается сжиганию в содорегенерационном агрегате. Сжигание позволяет восполнить потери щёлочи и серы путём добавки соответствующих свежих химатов Na2SO4, восстановить Na2SO4 до Na2S; получить пар за счёт теплотворной способности орг. в-в Щ.
Выделяют следующие стадии сжигания Щ.:1)для натронного;2)для СФА Щ. 1)а.Сушка Щ за счёт тепла дымовых газов (происходит удаление воды);б.Пиролиз и коксование орг.остатка(процесс карбонизации);в.Выжигание кокса и плавление карбонатной щёлочной золы, сопровождается стадия увелич. температуры и плавлением минерального остатка.2)Стадии сжигания СФА Щ те же , что и у натронного, но перед сжиганием к Щ добавляют свежий Na2SO4 для возмещение потерь щёлочи.На 3-ей стадии дополнительно происходит восстановление Na2SO4 до Na2S. Состав минерального остатка в Щ. до сжигания: свободный NaOH–1-2%; Na2SО4–3-5%; Na2СО4–7-10%.
Схема сжигания Щ.:

На 1-ой стадии «сушка» весь свободный NaOH и значительная часть Na2S переходит в карбонат, сульфит, тиосульфит и сульфат Na. На 2-ой стадии осуществляется пиролиз орг. части в рез-те чего образуются СН4 и H2S ,метилмеркаптаны которые сгорают в потоке горячих газов образующие летучие продукты.;На 3-ей стадии осуществляется выжигание кокса и плавление оставшихся минеральных солей.
Химические реакции при сжигании:1)натронный Щ.
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
процессу карбонизации сопутствует удаление оставшейся воды в Щ. за счёт нагревания горячими дымовыми газами.
2)СФА Щ.:а)на первой стадии сушке р-ий нет;б)сжигание:карбонизация щёлочи: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O; Na2S+CO2+H2O=+H2S; сульфитирование щёлочи: 2NaOH+SO2+O2=Na2SO3+H2O; Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S; окисление сульфидов: H2S+O2=SO2+H2O в) выжитание: Na2SO4+2С= Na2S+2СО2; Na2SO4+4С= Na2S+4СО; Na2SO4+4СО= Na2S+4СО2.
При Т=1000ºС протекают все 3 р-ии, но при увелич.Т до 1400 ºС преобладабт 1и 2
Основные компонента плава вытекающих из печи: Na2S; Na2SO4; Na2CO3.Полученый плав растворяют в воде и получают зелёный щёлок, который дальше направляют на каустизацию.
Сжигание происходит в содорегенерационных котлоагрегатах(СРКА).По типу различают одно-, двух-, трёхбарабанные котлы с вертикальными инаклонными трубками. Типы СРКА делят на группы:1)СРКА с револьверной и плавильной печками.;2)СРКА впрыскиаающего типа;3)СРКА для сжигания Щ. в твёрдом сост.
1)
2. Особенности непрерывной варки целлюлозы (Камюр, Пандия).
В развитии конструкций аппаратов для непрерывной варки выявились два направления. Первое направление состоит в том, чтобы вести непрерывный процесс при тех же параметрах, что и периодическую варку. При этом сохраняется период заварки, т. е. период постепенного подъема температуры до конечного ее значения. Второе направление заключается в применении высоких температур, которые позволяют сократить время варки до 20—40 мин, причем период заварки отсутствует и вводимые в аппарат сырье и щелок сразу попадают в пространство, нагретое до конечной температуры варки. В аппаратах второго типа всегда имеется паровое пространство и обычно используется прямой обогрев.
Первым вопросом, который приходится решать при конструировании непрерывно действующего оборудования, является способ перемещения массы и щелока внутри варочного аппарата. В основном выявились два метода: гидравлическое перемещение под действием силы тяжести или нагнетательного питающего устройства и перемещение с помощью винтовых (шнековых) конвейеров.
Первый принцип используется в вертикальных варочных котлах непрерывного действия, причем направление движения материала может быть снизу вверх или сверху вниз. Средние линейные скорости передвижения в вертикальных котлах колеблются примерно в пределах 0,1—0,5 м/мин. Вследствие действия сил сцепления весь столб щепы в смеси со щелоком продвигается по сечению аппарата с практически равномерной скоростью , что обеспечивает возможность достижения одинаковой степени провара . При перемещении с помощью винтовых конвейеров скорости движения отдельных щепочек одинаковы, и в этом случае нет оснований опасаться неравномерности провара. Однако винтовые конвейеры оказывают механическое воздействие на волокно; кроме того, за счет винтов и неполного заполнения варочных труб их коэффициент полезного сечения уменьшается до 0,5—0,6. Выбор направления движения материала в вертикальных аппаратах не имеет принципиального значения, но надо учитывать следующие обстоятельства: при движении сверху вниз попользуется действие силы тяжести, или, вернее, естественный напор, который при обратном направлении движения приходится преодолевать.
Второй принципиально важный вопрос при конструировании непрерывных установок — осуществление непрерывного питания варочного аппарата щепой и щелоком и непрерывной выгрузки массы из аппарата. Практическое применение нашли винтовые и ротационные питатели, а также специальные насосы. Винтовой (шнековый) питатель устроен по принципу винтового пресса. Он создает сильно спрессованную пробку из щепы, непрерывно проталкиваемую внутрь варочного аппарата. Недостатки винтовых питателей заключаются в том, что сильное сдавливание щепы ведет к повреждению волокон. Фирма «Камюр», например, установила, что при сульфатной варке хвойной щепы применение винтового питателя ведет к ухудшению показателей механической прочности целлюлозы примерно на 10 % по сравнению с периодической варкой. Винтовые питатели устанавливают главным образом в случае варки однолетних растений и получения полуцеллюлозы, для которой снижение прочности оказывается несущественным.
Более совершенным типом питателя следует признать ротационный , представляющий собой непрерывно вращающийся двухходовый кран, в пробке которого устроена камера с решеткой для поступления щепы и щелока. Когда пробка повернута таким образом, что проход занимает вертикальное положение , в камеру поступает порция щепы и щелока, причем избыточный щелок фильтруется через решетку и возвращается насосом в верхний патрубок. Когда пробка поворачивается в горизонтальное положение , щепа из питателя вымывается струей щелока, подаваемого циркуляционным насосом, в котел. Питатель вращается с числом оборотов 3—8 в 1 мин, но перерывы в подаче в продолжение каждого оборота могут вызвать изменения давления в нагнетательном трубопроводе, гидравлические удары и даже аварию. Во избежание этого пробку питателя удлиняют, увеличивают число камер в питателе до четырех-шести, трубопровод от питателя до котла делают возможно коротким и снаружи обматывают стальной спиралью. Механического повреждения щепы при проходе через ротационный питатель совершенно не происходит и качество целлюлозы остается высоким.
Конструкции выгружателей довольно разнообразны. При их выборе также приходится заботиться о том, чтобы масса на выходе из варочного аппарата не повреждалась механически; например, в установке Камюр для этого оказалось необходимым снизить частоту вращения выгружателя до 2— 4 об/мин.
Выбор системы обогрева определяется режимом варки. Если варку ведут с постепенным подъемом температуры, то целесообразнее непрямой нагрев с циркуляцией щелока через подогреватели. При этом должно иметься не менее двух циркуляционно-подогревательных устройств, так как подогрев щелока происходит скачкообразно и чем больше зон циркуляции и подогрева, тем плавнее осуществляется подъем температуры варки. Желательна также большая кратность циркуляции. При высокотемпературной варке без заварки проще пользоваться острым паром, подавая его сразу при входе загрузки в варочный аппарат.
1-бункер щепы;2–дозаторы щепы;3–пропарочная камера;4–загрузочный шнек;5–разгрузочный шнек;6–патрубки для подачи пара;7–дозатор высокого давления;8–котёл типа Камюр;9–верхнее циркуляционное сито;10-подогреватель бробика;11–среднее циркуляционное сито;12–нижнее циркуляционное сито.
21336001397003. Теория листообразования полотна на сетке БДМ. Формование листа на сетке бумагоделательной машины протекает непрерывно и длительность этого процесса исчисляется секундами, что затрудняет контроль за ним.
Разбавленная волокнистая суспензия непрерывным потоком поступает на движущуюся бесконечную сетку, равномерно разливается по ширине сетки и движется вместе с нею, постепенно теряя воду и превращаясь в мокрое бумажное полотно. Находящиеся и суспензии волокна под влиянием силы тяжести и отсасывающего действия регистровых валиков и гидропланок оседают на сетку, образуя на ней волокнистый фильтр, через который фильтруется вода и на котором задерживаются более мелкие волокна, частицы наполнителей и проклеивающих веществ. Так как ячейки сетки достаточно велики по сравнению с размерами волокон и особенно. 4502150647065000с размерами частиц минеральных наполнителей, в начале Сеточного стола, когда на сетке не осели еще крупные волокна и не образовали волокнистого фильтра, наблюдается большой провал через нее мелкого волокна и минеральных наполнителей. В дальнейшем толщина волокнистого слоя увеличивается, и он, как фильтр, задерживает более мелкие волокна и частицы наполнителя и проклеивающих веществ, при этом отходящая регистровая вода становится более светлой. Наряду с ростом толщины волокнистого слоя на сетке возрастает и его плотность, а следовательно, и сопротивление его обезвоживанию.
При формовании бумажного листа на сетке бумагоделательной машины технологу и конструктору приходится решать две проблемы: 1) получение бумаги высокого качества, обладающей хорошим, равномерным просветом и имеющей, следовательно, однородное строение, равномерные толщину и вес квадратного метра, гладкую поверхность, достаточную механическую прочность и другие заданные свойства; 2) улучшение и ускорение обезвоживания бумажной массы на сеточном столе при работе бумагоделательной машины на высоких скоростях.
Можно выделить несколько стадий процесса листообразования:
1)начинается с выпускной губы напорного ящика и заканчивается последним регистровым валиком или гидропланкой. На этой стадии фильтрация образуется за счет разницы давления на сетке и под сеткой – это связано с работой регистровых валиков и гидропланок. 2)стадия фильтрации, в которой включен ряд сосунных ящиков, расположенных перед ровнителем. Разность давлений возникает за счет вакуум-насоса. 3)включает ящики, расположенные после ровнителя.4)фильтрация на гауч-вале – давление переменное и нарастает по ходу движения полотна. На первой стадии масса поступает из губы напорного ящика на сетку со скоростью равной скорости движения сетки. Коэффициент отставания скорости массы от скорости сетки = О,9. В этой зоне происходит наибольшее удаление оборотной воды.На второй стадии полотно уже сформировано. Это можно увидеть по «зеркалу залива». Оборотная вода поступает в сосунные ящики. Взвешенных веществ меньше чем в оборотной воде с регистровой части. Все оборотные воды этой стадии направляются в сборник оборотных вод, откуда поступают на разбавление массы в смесительном насосе. В случае недостачи, оборотная вода поступает с первой зоны, т.е. регистровой части. Избыток же поступает в сборники оборотных вод сосунной части.Оборотные воды 3-й зоны собираются в сборнике сосунных вод, где смешиваются с оборотными водами 2-й зоны и имеют все показатели оборотных вод.Оборотная вода с 4-й зоны поступает в сборник сосунных вод, но на показатели вода она оказывает наименьшее влияние.В 4-й зоне установлены водяные ножи, которые отсекают бумажное полотно. Они работают на свежей или осветленной воде и направляются в гауч-мешалку.
Во 2-й и 3-й зонах давление фильтрации регулируется перегородками в каждом отсасывающем ящике. Сетка промывается спрысками для удаления волокна из ячеек сетки. В качестве жидкой фазы применяется свежая вода, осветленная. Эта вода называется подсеточной и направляется она в сборник регистровых или сосунных вод. Бумажное полотно имеет следующие показатели: анизотпропия, двухсторонний просвет, наличие пустот, сгустков, хлопьев. Осветленная вода имеет низкую концентрацию взвешенных веществ и направляется на следующие стадии: на регулирование концентрации, на промывку сетки, гидравлические растворы сосунных ящиков, для промывки прессовых сукон
БИЛЕТ № 14
1. Характеристика современных видов ДМ и области её применения. 1.Чистомех.масса:дефибрёрнаяДМ(классич.ДМ,ДМД,ТДМ)и рафинёрная (РДМ.ТММ,) 2.хим.модифицир.масса(ХММ): массы с низкой степенью сульфонирования(ХТММ) и массы с высокой ст. сулфонирования.
Чисто механическая масса получается без химических реагентов либо из балансов либо из щепы. Отличительная особенность – очень высокий выход из древесины до 98 %. ДДМ – традиционно дефибрерная масса, полученная мех.истиранием древесины в виде круглого леса-балансов на дефибрерной установке. ДМД – дефибрерная масса, полученная под давлением на прессовых дефибрерах. Известно несколько ее вариантов: по варианту финской Финской фирмы «Тампела» дефибрирование осуществляется под давлением 3 МПа при температуре 125 градусов. Этот вид ДМ широко распространен в мире (газет.,сан-быт.назнач.,обой). Более совершенным вариантом является ДМДС – супер, т.е. более высокого качества, за счет повышенного паром Р=4,5 МПа и Т=14О градусов. Отличается более высокой прочностью, но более низким выходом и белизной. В усовершенствованном варианте этот вид ДМ в спрысковую воду добавляется Н2О2 в качестве отбеливающего реагента. ТДМ(термодифибрёрная) – похожа по свойствам и режимом дефибрирования на ДМД, но она предназначена для цепных дефибреров. В качестве одной из стадий есть пропаривание. Установка оснащена системой контроля температуры массы и оборотной воды, присутствуют узлы уплотнения в ванне дефибрера и в зоне работы дефибрерного камня для обеспечения определенного и постоянного уровня напора жидкости в зоне дефибреров. РДМ – классическое распространение ДМ, которую получают путём мех. истирания др-ны в виде щепы, на размалывающем оборудовании – рафинеры, от слова рафинирование – измельчение, истирание с некоторым разрезанием. Получают при атмосферном давлении без предварительной обработки. В настоящее время ее называют механической массой, и по этому режиму практически не вырабатывается из-за низких показателей качества.ТММ – получается с предварительным пропариванием щепы. Получают путем размола щепы при повышенном Р =1-3 МПа и Т=1ОО-135 градусов. Размол чаще всего проводят в две ступени. На первой ступени повышенные параметры. Размол на второй ступени при атмосферном давлении. В этой массе обеспечивается сохранность отдельных волокон древесины. Именно в этом виде ТММ получают массу для получения древесно - волокнистых плит, только при более жестких параметрах, пропаривание при 18О-19О градусов. Самым совершенным вариантом ТММ является ТММ-Тандем. Производство отличается тем, что размол ведется в две ступени под давлением. Масса отличается большой степенью фибрилирования, т.е. высокими бумагообразующими свойствами. ХММ отличается использованием химических реагентов на разных стадиях получения массы. Расход химикатов для массы с высокой степенью сульфонирования не более 5% к а.с.в. Основным реагентом является моносульфит NA – NA2SO3 или бисульфит Nа. ХРММ(химико-рафинёрная механическая масса) – получается в результате обработки щепы химическим реагентом с расходом около 5 процентов при температуре меньше 1ОО градусов с размолом при атмосферном давлении.ХТММ – получается путем химической и термогидролитической обработки, т.е. пропаркой при повышенной температуре. Последующий размол ведется в две ступени, причем 1-я – под давлением, а 2-я – без давления.ТХММ – является усовершенствованным вариантом ХТММ. Щепу предварительно размалывают под давлением, затем обрабатывают раствором химиката при температуре 9О-1ОО градусов и затем окончательно размалывают в две ступени. Такая масса однородная по свойствам, очень мягкая с высокими бумагоодразующими свойствами. Причем полученная бумага обладает однородностью на просвет.Химически модифицированную древесину получают при обработке химикатами, главным образом, отходов сортирования древесно-массного производства. Т.к. эти отходы представляют собой уплотненные части из сучков, то их трудно размягчить. Поэтому применяют сравнительно жесткие режимы обработки. Для ХММ отходы сортирования обрабатывают химикатами при температуре до 18О градусов. Причем химикаты добавляют после первой ступени размола. Для ТМХМ химикаты добавляют еще и после размола. Химикаты оказывают благоприятное воздействие на массу в потоке после размола при ее выдержке в бассейне и при сгущении. ХММ получают и в виде основного продукта, действием соды и одновременном отбеливании.Масса с высокой степенью сульфонирования по свойствам и выходу из древесины приближается к полуцеллюлозе, но по технологии ее получения значительно проще, поэтому эти виду производства механической массы интенсивно распространяются, и область их применения возрастает. Современных видов массы с высокой степенью сульфонирования много, т.к. здесь имеются параметры обработки щепы перед размолом, вид химиката, количество ступеней и условия проведения размола. Большинство реагентов проводят сульфонирование лигнина, поэтому масса и носит название. По существу этот вид полуфабриката можно приравнять к полуцеллюлозе, но там происходит варка в котлах, а здесь – обработка щепы в пропарочных камерах,смешивание с химикатами в специальных смесителях и последняя стадия – размол на дисковых мельницах. Выход полуфабриката выше, чем полуцеллюлозы. СХММ –сульфитная химико-механическая масса, БСХММ – бисульфитная.Обработка NA2SO3 или NAHSO3 с расходом порядка 12 процентов при Т=13О-14О градусов, продолжительность 2О-4О мин., выход из древесины 84-85 процентов. Размол может вестись в две ступени при атмосферном давлении. БПОВВ – бисульфитный полуфабрикат очень высокого выхода. ОбрабатываютNAHSO3 при Т = 147-15О градусов, продолжительность 6О-7О мин., расход химиката 8 процентов, размол в две ступени при атмосферном давлении.
ХС – холсода. Обрабатывается NA2CO3 при Т = 1ОО градусов с последующим двухступенчатым размолом. Расход химиката 1О процентов. Предназначен для древесины лиственных пород. Выход 85-9О процентов.
2. Промывка СФА целлюлозы. После завершения процесса варки целлюлозы её необходимо провести промывку, сортирование и очиску.Промывка м/т осуществлена 2-мя методами:а)м/д вытиснения(в сцежах, в варочных котлах, в диффузорах);б)м/д смешения(в барабанных фильтрах, на ленточных фильтрах, в пресс-фильтрах, в винтовых и дисковых прессах).Процессы при промывке цел.массы: отжим щёлока от цел.массы→фильтрация щёлока сквозь цел.массу→дифузия растворённых в-в щёлока из цел. массы.
промывка
224091522923501)Барабанный фильтр:масса со Щ. конц. =12-18% поступает в ванну, внутри ванны вращается полый барабан.Внутренняя часть барабана разделена перегородками на 10-15 зон , каждая зона соединяется с вакуумным насосом, что позволяет регулировать вакуум в каждой зоне. Барабан вращается со скоростью 50-70 об/мин. За счёт вакуума к поверхности прилипает цел. волокна. Через отверстия отсасывается щёлок во внутреннюю часть барабана. Щ удаляется из барабана в виде фильтрата в бак.Налипшая на барабан цел. промывается жидкостью.Промытая цел.шабером снимается с пов-ти барабана и направляется в следующий барабан,на следующую стадию промывки.Особенности:1) фильтрат после каждого барабанного фильтра имеет свою конц. поэтому он собирается в отдельные баки;2)барабан работает по непрерывному способу.Недостатки:1)забиваются мелкими волокнами отверстия барабана;2)на дне ванны отсутствует мешалка.
16313157200902)Диффузоры периодического действия.Диффузоры устанавливаются под варочным котлом, масса моступает в диффузор по м/ду выдувки.Принцип действия: для равномерного распределения массы по всему объёму диффузора в верхней части расположен вращающийся распределительный конус. Масса опускается вниз параллельно со слабым промывным щёлоком или водой, которая вводится в диффузор одновременно с поступаемой цел. массой. В нижней части по периметру диффузора установлена трубка,она соединена снасосом. В трубке имеются отверстия,ч/з которые насосом откачивается из диффузора жидкость. Промытая цел. остаётся на поддерживающей решётке,которая имеет по середине ложное дно и открываясь после промывке удаляется целлюлоза.
3)диффузор непрерывного действия:
4)промывка на ленточных фильтрах:141414522225
1097915104140

3. Принципы использования оборотной воды в бумажном производстве и улавливание волокна. При отливе бумаги на бумагоделательной машине в отходящих водах с сеточной и прессовой частей машины всегда содержится волокно, наполнители и проклеивающие вещества. Количество этих веществ в отходящих водах различно в зависимости от места, образования вод, вида вырабатываемой бумаги, веса 1 м2 бумаги, степени разбавления массы, подаваемой на машину, номера применяемой сетки, рабочей скорости, конструктивных особенностей бумагоделательной машины и режима ее работы. Общее количество волокна, содержащегося в отходящих водах машины при выработке целлюлозной бумаги без наполнителей, составляет от 5 до 20%, а у газетной бумаги 40—50% от поступающего на сетку волокна. Рациональное использование отходящих вод — одно из основных условий рентабельности производства бумаги. Богатые волокном и наполнителями отходящие воды, используемые для целей разбавления массы на самой машине и при подготовке массы, называют оборотной водой. Избыточная оборотная вода направляется на массоулавливающие устройства. Менее ценные отходящие воды, содержащие меньше волокна и наполнителя, а также осветленные воды с ловушек, сбрасываемые в сток, называют сточными водами.
Наибольшее количество воды, 75—90%, отходит от регистровой части машины, 5—25% воды—от отсасывающих ящиков; 1— 2% —от гауч-пресса, 1—2% —от прессов и около 1% испаряется в сушильной части машины. Наиболее богата волокном и наполнителями регистровая вода. При выработке газетной бумаги с большим содержанием мелкого волокна древесной массы концентрация регистровой воды достигает 3—4 г/л, а при выработке бумаги для печати с наполнителями — 5 г/л и выше. Концентрация воды от отсасывающих ящиков обычно в 2—3 раза меньше, чем регистровой.
Вода, удаляемая на гауч-вале, по своей концентрации близка к воде от отсасывающих ящиков, однако этой воды очень мало. Поэтому ее не используют на машине, как оборотную, и чаще всего направляют в сток или на улавливание волокна и наполнителей.
Концентрация воды, удаляемой на прессах, достигает 0,5—1%. При выработке зольных бумаг эта вода содержит много наполнителей, однако она загрязнена волокнами шерсти и поэтому на самой машине обычно не используется.
Спрысковая вода от промывки сетки содержит относительно небольшое количество волокна и наполнителей, как и вода от промывки мокрых сукон. Промывная вода узлоловителей иногда содержит значительное количество волокна, особенно если узлоловители работают с перегрузкой. Наиболее богатая волокном и наполнителями регистровая вода, а иногда и вода от отсасывающих ящиков, составляет воду первого разбора, она используется на машине для разбавления бумажной массы. Вся остальная вода, отходящая от гауч-вала, от прессов, спрысковая от промывки сетки, а также избыточная вода первого разбора составляет воду второго разбора. Эта вода направляется в размольно-подготовительный отдел для разбавления бумажной массы и оборотного брака при его размоле. Остаток неиспользованной оборотной воды второго разбора направляют в ловушки, в которых улавливают волокно и часть наполнителей.
Кроме осветленной воды, в сток сбрасывают также загрязненную и малоценную воду, отходящую от узлоловителей, вихревых очистителей, воду от промывки прессовых сукон, а иногда и прессовую воду и даже воду от промывки сетки, если эта вода содержит мало волокна. Прессовая вода имеет сравнительно высокую концентрацию, но по количеству ее немного, кроме того, она загрязнена волокнами шерсти и ее использование при выработке высококачественной бумаги затруднительно.
Улавливание волокна из избыточной оборотной воды имеет большое экономическое значение для предприятия, так как позволяет значительно сократить расход свежего волокна, наполнителей и свежей воды на 1 т вырабатываемой бумаги и, следовательно, снизить себестоимость бумаги. Для улавливания волокна применяются ловушки самых разнообразных конструкций. Ловушки могут работать по принципу 1)осаждения волокна,2) фильтрации и 3)флотации.
1) К этому типу ловушек относятся:а) конусные отстойники различных систем, б)скребковая ловушка и др.
а)конусный отстойник: Ловушка этого типа имеет коническую форму и выполнена из листового железа или железобетона. Ловушку устанавливают на колоннах конусом вниз в размольном отделе или вне помещения. Вода подводится сверху в центр ловушки по уширяющейся трубе. Сгусток собирается в нижней конической части отстойника и отводится по трубе. Осветленная вода удаляется из верхней части отстойника переливом через радиально расположенные желоба и кольцевой желоб
2126615140970

2)ловушки фильтрующего типа: к этой группе ловушек относятся а)вакуум-фильтры; б)фильтры Вако и др.
а) Обычный секционный фильтр, иногда используется как ловушка для улавливания волокна. Наиболее пригоден он при выработке длинноволокнистых видов бумаги из целлюлозы без наполнителей.
б) Этот фильтр состоит из двух цилиндров, на которые надета одна общая сетка Основной цилиндр диаметром 1,8—2 м погружен в ванну, в которую поступает вода для улавливания волокна. Другой, вспомогательный, цилиндр диаметром 0,4—0,5 м расположен выше первого. В его ванну подается свежее волокно для создания фильтрующего слоя на сетке. Таким образом, фильтрация воды на этой ловушке происходит через фильтрующий волокнистый слой, образованный на вспомогательном цилиндре, благодаря чему сетка не загрязняется. Степень улавливания волокна 90-95%.
180276514605

3)Ловушки флотационного типа. В этих ловушках пропускают воздух, и под влиянием пузырьков воздуха, прилипшая масса всплывает на поверхность
БИЛЕТ № 15
1. Особенности отбелки ДМ и области её применения. Главный показатель – это белизна ДМ. Большое значение имеет вид отбеливающего реагента. В результате отбелки увеличиваются физико-механические показатели ДМ. Во всех случаях происходит уменьшение сорности ДМ либо за счет удаления окрашенных включений с промывной водой либо за счет их обесцвечивания. После отбелки увеличивается мягкость и эластичность массы и увеличивается способность отдавать воду Б, изготовленной из беленой ДМ, имеет высокую прочность, мягкая, даже бархатистая. Она лучше воспринимает типографскую краску по сравнению небеленой ДМ. После отбелки ДМ приобретает целый комплекс особых свойств, которые позволяют использовать ее для различных типографских Б. Кроме того, отмечается низкая проницаемость ДМ, высокая адсорбционная способность и повышенная упругость и это делает возможность применять беленую ДМ для Б бытового назначения (салфетки). На качестве ДМ отражается условия отбелки. Сравнивая Na2S2O4 и H2O2 предпочтение нужно отдавать Na2S2O4 «Дитионитной отбелки». Сравнивая показатели качества ДМ, полученную из различных пород древесины, необходимо отметить, что в целом допустимый % беленой ДМ из хвойной больше, чем из лиственной. Особенно это касается механической ДМ. При получении механической массы из лиственных пород для ускорения размола чаще всего используют реагенты щелочного характера. Поэтому ДМ из лиственных пород всегда более темная. Современная дефибрерная масса применяется в композиции газетной Б, для которой степень белизны имеет значения, то отбелки подвергается все виды ДМ получаемые из щепы. Очень часто проводят отбелку при разделении на волокна. Однако отбелка при размоле имеет ряд трудностей: короткий цикл размола, необходимость точной дозировки реагентов, тщательное смешивание, возможность отложения на стенках оборудования в виде тв. химикатов Для борьбы с отложениями используют предварительную пропитку щелочью в слабощелочном растворе. Кроме того, химикаты стараются вводить непосредственно в зону размола. Параметры размола: t = 120-150 оС, воздействие реагента 1 мин., расход Н2О2 –3%.

2. Сравнительная характеристика свойств СФИ и СФА целлюлозы. Области их применения. При сравнении бумагообразующих свойств сульфатной и сульфитной целлюлоз легко видеть, что волокна сульфатной целлюлозы, при всех прочих равных условиях, придают бумаге, как правило, более высокие показатели механической прочности по сопротивлениям разрыву, излому, продавливаншо и надрыву, повышенное удлинение до разрыва, термостойкость, долговечность и меньшую прозрачность, чем волокна сульфитной целлюлозы, особенно полученные в результате варки на кальциевом основании. Поэтому сульфатная целлюлоза успешно используется для изготовления прочных упаковочных видов бумаги, мешочной бумаги, а также бумажной пряжи и шпагата. Бумага, изготовленная из волокон сульфатной целлюлозы, обладает более высокими показателями диэлектрических свойств, благодаря чему многие виды сульфатной бумаги и применяются в качестве электроизоляционных (кабельная, телефонная, конденсаторная и др.). Волокна сульфатной целлюлозы более гибкие, на их поверхности меньше микротрещин, они труднее размалываются, меньше укорачиваются при размоле по сравнению с волокнами сульфитной целлюлозы. Именно поэтому расход энергии на размол сульфатной целлюлозы больше.
Впитывающая способность по отношению к воде у сульфатной целлюлозы выше, но набухает она в воде и щелочи меньше, чем сульфитная. Поэтому бумага, изготовленная из сульфатной целлюлозы, обладает меньшей деформацией при намокании, а также меньшей остаточной деформацией.
Добавка сульфатной целлюлозы к сульфитной в композиции бумаги уменьшает склонность бумаги к скручиванию и несколько повышает естественную ее прочность во влажном состоянии. Именно в силу последнего обстоятельства, а также для некоторого увеличения растяжимости бумаги применяют небольшую добавку полубеленой сульфатной целлюлозы в композицию газетной бумаги, вырабатываемой на современных быстроходных бумагоделательных машинах.Выход сульфатной целлюлозы на 3—4% ниже, чем сульфитной, при равной степени делигнификации.Небеленая сульфатная целлюлоза темнее небеленой сульфитной и труднее отбеливается.
Для обеспечения надлежащей проклейки бумаги расход проклеивающих материалов ниже при изготовлении бумаги из сульфатной целлюлозы.
Пенообразование чаще наблюдается в потоках сульфатной целлюлозы, особенно, если целлюлоза плохо промыта и в ней присутствуют остатки варочного щелока. Повреждения щепы при рубке древесины сильнее отражаются на качестве сульфитной целлюлозы, чем сульфатной.
Основные отличия СФА от СФИ связаны с различными условиями варки. Сульфатная целлюлоза получается в результате варки щепы в щелочной среде при рН варочного раствора до 12, а сульфитная — в кислой среде при рН варочного раствора до 1,2. Кислая среда обусловливает более интенсивное воздействие на структуру растительного волокна, что приводит к образованию на его поверхности микротрещин, снижению механической прочности, долговечности и термостойкости. В результате различных условий варки сульфатная и сульфитная целлюлоза отличаются, как известно, распределением остаточного лигнина в волокнах, химическим составом, а также величиной молекул целлюлозы и распределением этих молекул в волокне. У сульфатной целлюлозы как лигнин, так и гемицеллюлозы распределены равномерно в толще клеточной стенки волокна и относительно труднодоступны, чем и объясняется трудность отбелки, плохая реакционная способность, более низкая набухаемость и трудность размола сульфатной целлюлозы. У сульфитной целлюлозы остаточный лигнин и гемицеллюлозы сосредоточены в наружных слоях вторичной оболочки и поэтому более доступны действию химических реагентов и механическому воздействию при размоле.
3. Типы КДМ. Правила их безопасной эксплуатации. По конструкции бумагоделательные машины подразделяются на пять основных групп: 1) длинносеточные, или столовые; 2) цилиндровые; 3) комбинированные из первых двух групп; 4) листовые; 5) машины сухого формования.
Каждая из указанных групп включает отдельные разновидности машин, отличающиеся друг от друга сеточным устройством и методом формования бумаги. Первая, наиболее многочисленная группа бумагоделательных машин отличается длинной сеткой и плоским сеточным столом. В эту группу входят также самосъемочные и многосеточные машины, в том числе и так называемая машина «Инверформ». У второй группы машин формование бумажного полотна производится на сеточном цилиндре. Эти машины могут иметь от одного до восьми сеточных цилиндров и выпускать многослойную бумагу и картон.
Комбинированные машины представляют собой комбинацию из столовой и цилиндровой или столовой и вакуум-формующей машины. Они находят применение для выработки двухслойных облагороженных картонов.
Листовые машины предназначены для выработки бумаги в виде листов. Конструкция этих машин основана на механизации процесса ручного черпания бумаги. Такие машины раньше применялись для отлива высокосортной документной бумаги, теперь они не применяются.
Бумагоделательные машины сухого формования появились сравнительно недавно. Эти машины отличаются от других машин принципиально новой технологией изготовления бумаги в отсутствии воды. Имеются два типа таких машин: на одних машинах бумажное полотно вырабатывается методом текстильного производства, на других — методом осаждения волокна из воздушного потока на движущейся сетке. Оба эти типа машин применяются для выработки длинноволокнистой бумаги специального назначения.
1) Из всех машин наиболее крупные бумагоделательные машины создаются для выработки наружных и внутреннего слоя крафт-лайнера. При выработке картона весом 1 м2 250—300 г производительность их достигает 840 т в сутки при рабочей ширине 6,3 м и скорости машины 300—400 м/мин. В настоящее время стремятся вырабатывать более тонкие наружные слои крафт-лайнера, от 125 до 200 г/м2, при более высокой скорости (400—450 м/мин) и меньшей производительности (500—700 т в сутки). Машины этого типа сходны с остальными машинами и отличаются от последних еще более длинным сеточным столом и сушильной частью, в которой число сушильных цилиндров достигает 100 и более. Для этого типа машин характерно наличие второго напускного устройства (для покровного слоя), устанавливаемого над отсасывающими ящиками, горячего пресса после нескольких сушильных цилиндров, полусырого каландра для хорошего уплотнения бумаги, клеильного пресса и двух машинных каландров с двумя сушильными цилиндрами между ними. Вакуум-пересасывающее устройство на этих машинах не устанавливается.
2)Цилиндровые машины: Цилиндровые, или круглосеточные, машины широко применяются для производства многослойного ролевого картона весом 1 м2 до 800 г. Прототипом этих машин является папочная машина, применяющаяся для выработки толстого листового картона, которую можно рассматривать как простейшую цилиндровую бумагоделательную машину. Основным формующим элементом машины служит сеточный цилиндр.
Несколько последовательно установленных сеточных цилиндров, объединенных между собой одним общим съемным сукном, позволяют вырабатывать многослойную бумагу или папку в виде бесконечного полотна. Если такой установке придать прессовую и сушильную части с каландром и накатом, то получится многоцилиндровая машина.
Число сеточных цилиндров у многоцилиндровых машин достигает семи-восьми, рабочая ширина до 4 м, а в отдельных случаях и до 5 м, рабочая скорость машины с обычными сеточными цилиндрами обычно не превышает 120—150 м/мин, а при наличии сеточных цилиндров, работающих под разрежением, достигает 200— 250 м/мин. Производительность многоцилиндровых машин редко превышает 200 т в сутки.
В бумажном производстве многоцилиндровые машины имеют ограниченное применение. На них вырабатывают некоторые виды документной и денежной бумаги, чертежную, рисовальную, карточную и др. Применяют одно-, двух- и трехцилиндровые машины
Сеточный цилиндр погружен в металлическую ванну, в которую подается по принципу прямотока или противотока разбавленная бумажная масса. Сверху на сеточном цилиндре располагают прижимной валик, облицованный толстым слоем очень мягкой резины; он смещен в сторону движения цилиндра на 300—350 мм (считая по расстоянию между осями). Между прижимным валиком и сеточным цилиндром проходит верхнее съемное шерстяное сукно, которое принимает на себя слой бумажной массы с сеточного цилиндра. Фильтрация воды через сетку и образование волокнистого слоя на цилиндре, работающем без разрежения, происходит за счет разности уровней жидкости в ванне и внутри цилиндра.
Опишем для примера тихоходную машину , применяющуюся для выработки специальных видов бумаги. Сеточная часть машины состоит из трех последовательно установленных сеточных цилиндров 1 с прижимными валиками 2, облицованными мягкой резиной и сдвинутыми по ходу машины; отсасывающего вала 3 для предварительного обезвоживания бумажного полотна, четырех пар предварительных прессов 4 и гауч-пресса 5. Через всю сеточную часть машины проходит верхнее съемное сукно 6, которое принимает на себя при прохождении через сеточные цилиндры три слоя сырой бумаги и проносит их через отсасывающий вал, предварительные прессы и
гауч-пресс, где из бумаги удаляется избыток воды. Во избежание раздавливания сырого бумажного полотна при отжиме под бумажное полотно после сеточных цилиндров снизу подводится второе съемное сукно. Таким образом, сырое непрочное бумажное полотно осторожно отжимается на прессах между сукнами.
221615104775Рис. 238. Схема трехцилиндровой бумагоделательной машины:
1 — сеточные цилиндры; 2 — прижимные валики; 3 — отсасывающий вал; 4 — предварительный пресс; 5 — гауч-пресс; 6 — верхнее съемное сукно; 7 — нижнее сукно; 8 — вальцовая сукномойка; 9 — отсасывающие ящики; 10 — первый мокрый пресс; 11— сукномойка Франка
3) Комбинированные машины, в которых сочетаются цилиндровые и длинносеточные столовые машины, предназначены для выработки двухслойного картона. Основа картона изготовляется из менее ценного волокнистого сырья на цилиндровой части, а более тонкий покровный слой бумаги —из волокнистого материала лучшего качества иа сеточном столе. Конструкция таких машин может быть весьма разнообразной: например, сочетаются длинносеточная машина с одним сеточным цилиндром, многоцилиндровая с длинносеточной, длинносеточая с вакуум-формующей
4)Листовые. Бумага ручного черпания обладает рядом ценных свойств: она более однородна по структуре и физико-механическим свойствам, чем бумага машинного отлива; водяные знаки получаются более четкими и меньше искажаются из-за неравномерной деформации листа при отливе и сушке. Поэтому, несмотря на то, что ручной отлив очень трудоемок и малопроизводителен, он сохранился до сих пор при производстве некоторых специальных видов бумаги с локальным водяным знаком и для выработки чертежной бумаги высшего качества (ватмана).
Бумагоделательные машины для выработки бумаги в виде листов не получили распространения в бумажной промышленности.
5) Имеются два типа бумагоделательных машин сухого формования бумаги:а) в первом используется принцип получения бумажного полотна методом начеса при помощи кардочесальных машин,б) вовтором — принцип формования бумажного листа методом осаждения волокон, диспергированных в воздушном потоке, на сетке.
Бумагоделательные машины сухого формования применяются для изготовления длинноволокнистых видов бумаги, приближающихся по своим свойствам к ткани и отличающихся высокой эластичностью, механической прочностью, особенно по сопротивлению раздиранию и излому, а также высокой впитывающей способностью и воздухопроницаемостью.
а) Бумагоделательная машина состоит из листообразующей части, клеевой ванны, сушильной части, каландра и наката.
Как показано на рис.1, хлопковый рулон 1 установлен в стойки над раскатным валиком 2 и в виде холста подается питательным барабаном 3 к приемному зубчатому валу 4, вращающемуся с окружной скоростью около 9—10 м/сек. Зубчатый вал, расчесывая холст, отрывает от него пучки волокна и передает их на быстровращающийся приемный барабан 5, обтянутый кардной лентой. К верхней части приемного барабана, вращающегося с окружной скоростью около 11,5 м/сек, примыкает гибкое кардное полотно 6 движущееся в том же направлении, что и барабан, со скоростью 0,06—0,1 м/мин. Здесь отделенные от холста пучки хлопка подвергаются интенсивному прочесывающему действию
793115141605
Рис1 Схема кардочесалыюго устройства машины сухого формования методом начеса: 1 —хлопковый рулон; 2 —раскат;3 — питательный барабан; 4 — зубчатый вал. 5 — кардочесальный барабан; 6 — кардное шляпочное полотно; 7 — вальян; 8 — отбойная гребенка;
9 — ножи; 10 — щетка
между кардными поверхностями и разделяются на отдельные волокна.
Расчесанные и очищенные от посторонних примесей хлопковые волокна передаются на медленно вращающийся барабан, так называемый вальян, 7, покрытый тонкой кардной лентой с более частым расположением иголочек, и с последнего снимаются в виде бесконечного волокнистого слоя при помощи отбойной гребенки 8, совершающей колебательные движения с числом ударов 600 в минутуту.Крупный сор отделяется от волокна ножами 9, а мелкий пух и отчёсы отделяется от кардной пов-ти гибого полотна щёткой 10.
Для успешной работы необходимо хорошо организовать прием смены. Сеточник и сушильщик до начала смены внимательно осматривают машину, проверяют состояние одежды машины и оборудования, наличие бумажной массы в бассейнах, а также интересуются данными лабораторных анализов и качеством бумаги, выработанной в предыдущей смене. Наряду с этим они выясняют, как протекала работа в предндущеи смене, какие были затруднения и как они преодолвалисъ. Выяснение этих обстоятельств позволяет сеточнику лучше организовать работу своей бригады, учесть необходимые простои и ремонты машины, если они потребуются, и быстрее ликвидировать недостатки в работе машины и подсобного оборудования.
Бригада сдающая смену, рассказывает бригаде, принимающей смену об имеющихся недостатках в работе машины, чтобы можно было быстро принять соответствующие меры для их устранения.
Состояние оборудования бумагоделательной машины, одежды и рабочего места отмечают в журнале приема и сдачи смены.
БИЛЕТ № 16
1. Виды дифибрёрных камней. Подготовка их поверхности к работе. Это главный элемент конструкции дефибрера. Камню предъявляются очень высокие требования. Он должен быть очень прочным, однородным по структуре, строению рабочего слоя, иметь прочный маловыкрашивающийся образив, стойкий к изменению тем-ры и кислотности среды. Изготовлению камня, его доставке, хранению, закреплению и эксплуатации, обработке поверхности уделяют очень большое внимание. Известно 2 вида даефибрерных камней. 1)Естественные, вырубленные из глыбы; 2)искусственные:а)кварцево- цементные и б)керамические. 1) вырезают из каменной глыбы. Трудно его вырезать без нарушения структуры, трудно найти каменную глыбу, которая удовлетворяла перечисленным требования, трудно устанавливать. Такие камни получают в Уральских горах. Такие камни имеют сравнительно низкую прочность, и дополнительная пропитка смолами удорожает их и ухудшает экологичность производства. Применяется очень редко на очень малых предприятиях. 2)а)находят самое широкое применение. Основной рабочий слой представляет собой кварцево-цементный композит. Кварц:цемент=2:1.В качестве кварца используется уральские пески после промывки и фракционирования. Он выполняет роль оброзива. Цемент выполняет функции связующего. Самый лучший цемент глиноземистый или магнезиальный. Большое внимание уделяется зернистости оброзива. Для каждого помола массы, предназначенного для конкретного вида К-Б продукции, существует оптимальная зернистость камня, которую выражают в мм. На свойство дефибрерного камня большое влияние оказывает водоцементный фактор(ВЦФ), т.е. отношение массы воды к массе цемента при его растворении. С пониженным ВЦФ термостойкость падает, а кислотостойкость увеличивается. Для бел. ДМ нужны термостойкие камни. Камень имеет две части: наружную, полученную из оброзива и цемента; внутреннюю (сердечник), которую изготавливают из такого же цемента, но без оброзива, но с арматурой (метал.кольцами).Камень получают путем формования. В заданной последовательности закладывают компоненты камня и затем его выдерживают в течении 9-12 месяцев во влажной среде, которая обеспечивает гидратацию цемента и связанную с этим –его твердением. Созревание камня продолжается и далее при транспортировке и хранении, но основная твердость образуется на заводе изготовителе. Срок службы таких камней даже при самых благоприятных условиях эксплуатации зависит от срабатываемости камня и выкрашивания зерен (с полгода). Это основной недостаток. б)Керамические камни этого недостатка не имеют. Отличительная особенность: высокая пористость , прочность, термостойкость, кислотостойкость. Пористая структура при меньшем числе насечек обеспечивает большую однородность ДМ, более постоянную производительность. Рабочей частью камня явл. керамические сегменты, которые получают из образивного материяла природного происхождения (корунд) или искусственного происхождения (электрокорунд, карбокорунд). Дефибрирующие свойства этих материалов зависит от %-ого содержания в них кристалич. Al2O3. Карбокорунд в качестве основного вещества содержит SiC ( получается плавлением в электропечах при t=2000оС песка SiО2 и кокса), при этом получают получают в 2-х видах: карбокорунд зеленый SiС(больше 97%) и черный (SiС=95-97%). При изготовлении сегментов ( если они искусственные) использую связующие, такие как керамич. магнезиальное, силикатное или органическое (р-р фенолформальдегидная смола в спирте). Сердечник изготавливают отдельно из железобетона и на нем крепят сегменты. Размер камней подбирает в зависимости от дефибрера . Отличие в работе керамических и цементных камней: ♥срок службы керамического в 2-2,5 раза больше; ♥ керамический оказывает режущее действие на волокна дают массу равномерную по фракционному составу и свойствам, но несколько ниже прочность массы, чем при использовании цементых; ♥ цементые камни дают большей фибрилов из-за чего Б и К более прочные. Обработка поверхности деф.камня. Это важнейшая операция, т.к именно обработкой обеспечивается определенная структура. Поверхность камня примерно один раз в смену наковывают, т.е.обрабатывают насечкой с помощью шарошки, т.е. на поверхности камня искусственно создают бороздки, выступы которые участвуют в отделении волокон от древесины обнаженными зернами, а углубление предохраняют волокна от излишнего измельчения. Шарошки представляют собой стальной цилиндрический ролик с нарезанной на его поверхности выступами различной формы и размеров. Бывают шарошки пластинчатые, шипообразные, игольчатые, винтовые, спиральные, прямые. Их различают по номерам: число зубьев, приходящихся на один погонный дюйм. Насечный аппарат представляет собой цилиндр, перемещающийся по двум параллельным вдоль камня. Внутри цилиндра находится суппорт, который может выдвигаться из цилиндра в направлении рабочей поверхности камня и наносит насечку. На конце суппорта закрепляют шарошки.
2. Состав и свойства СФИ кислоты. Способы её получения. При производстве целлюлозы сульфитным способом древесную щепу подвергают варке при повышенных температуре и давлении с раствором кислой сернистокислои соли (бисульфита) кальция, магния, натрия или аммония, содержащим значительный избыток сернистой кислоты, или, вернее, растворенной двуокиси серы. Условно, пренебрегая количественными соотношениями, состав сульфитной кислоты, содержащей, например, бисульфит кальция в качестве основания, можно изобразить выражением :
Ca(HS03)2 + S02 + H20.
Кислоту, получаемую в кислотном отделе сульфитцеллюлозного завода, называют сырой сульфитной кислотой. Варочная кислота представляет собой смесь сырой сульфитной кислоты с продуктами сдувок из котлов, удаляемыми в процессе варки. Варочная кислота всегда содержит больше растворенной двуокиси серы, чем сырая, но содержание бисульфита в ней, напротив, меньше.
Концентрацию компонентов кислоты выражают в единицах двуокиси серы или сернистого ангидрида (S02). Общее содержание сернистого ангидрида, входящего в состав как сернистой кислоты, так и бисульфита, называют «весь SО2» или «общий S02». Весь SO2 разделяется на «связанный SО2» и «свободный S02». Под связанным S02 понимают количество S02 эквивалентное содержанию в кислоте основания (окиси кальция, магния, натрия или аммония), условно допуская, что это количество S02 содержится в кислоте в виде средней соли — моносульфита. Дополнительное количество S02, входящее в состав действительно присутствующего в кислоте бисульфита вместе с избытком растворенной двуокиси серы объединяется понятием свободного S02. Иногда дополнительное количество S02, входящее в состав бисульфита, называют «полусвязанным» S02, а имеющийся в растворе избыток S02, соответствующий содержанию сернистой кислоты, обозначают термином «растворенный» S02. Таким образом, состав сульфитной кислоты может быть характеризован следующим образом (для случая кальциевого основания):
8826570485Принято выражать содержание компонентов кислоты в процентах, относя их, однако, не к массе, а к объему кислоты, т. е. условно принимая плотность кислоты равной единице. Иными словами, содержание в кислоте, например, 3% всего S02 означает, что в 100 мл кислоты содержится 3 г всего S02.
Для характеристики состава кислоты, необходимо назвать содержание всего и связанного S02 или всего и свободного S02 или, наконец, указать, кроме всего S02, относительный процент свободного или связанного S02 по отношению к содержанию всего S02.
Состав сырой кислоты, которая готовится в кислотном отделе, задается условиями варки и на данном предприятии должен быть строго постоянен. Поскольку условия варки и качество целлюлозы на разных заводах изменяются в довольно широких пределах, соответственно изменяется и состав кислоты. Эти колебания находятся примерно в пределах: полусвязанный 2,8—4% от всего S02 и 0,9-1,5% связанного S02; относительный процент свободного S02 в сырой кислоте составляет обычно от 55 до 70% по отношению к содержанию всего S02. Содержанием всего S02 определяется крепость кислоты.
ПОЛУЧЕНИЕ:Необходимую для приготовления кислоты газообразную двуокись серы получают путем сжигания серы или серного колчедана, природного или флотационного. Сжиганию природного колчедана предшествует его дробление, так как современные печи приспособлены для сжигания колчедана в виде мелких зерен или в пылевидном состоянии. Полученный в результате сжигания серы и особенно колчедана горячий газ засорен разными вредными примесями; поэтому его подвергают тщательной очистке и охлаждению. После этого газ направляют в поглотительные аппараты, в которых происходит собственно процесс образования сульфитной кислоты. В практике приготовления кислоты на кальциевом основании применяют два способа поглощения S02 — в высоких башнях, наполненных известковым камнем и А)орошаемых водой, и Б)в разного типа аппаратах известковым молоком. Первый способ более употребителен; он носит название башенного, второй называется известковомолочным.
К известковомолочному способу приближается техника приготовления сырой сульфитной кислоты на магниевом основании, сырьем для которого служит окись магния.
Кислота на натриевом и аммониевом основаниях приготовляется в абсорберах различного типа; в качестве поглотителя используются аммиачная вода и раствор кальцинированной соды или так называемой содопоташной смеси.
Таким образом, производственная схема кислотного отдела слагается из следующих операций: получения S02 сжиганием серы или колчедана→ очистки газа→охлаждения газа→ поглощения газа в башнях с известняком или в различных абсорбционных аппаратах.
707390577215А)КИСЛОТНАЯ БАШНЯ:
1–верхняя колостниковая решётка(изготовленная из дубовых брусьев); 2–нижняя колостниковая решётка
Б)АБСОРБЕР
1774190464185: 1–колостниковая решётка;2–полочки с кольцами рашига(20шт.);3–тарелочки.
3. Конструкция дисковых мельниц. Дисковые мельницы приобрели в настоящее время широкое распространение в качестве размалывающего оборудования различного назначения. Они стали универсальным размалывающим оборудованием, которое успешно используется для размола различных видов целлюлозы и полуцеллюлозы, отходов сортирования целлюлозы и древесной массы, включая и размол сучков, щепы в производстве древесной массы, термомеханической массы и массы для древесноволокнистых плит, для рафинирования бумажной и макулатурной массы. Своему широкому применению дисковые мельницы обязаны особенностям конструкции и преимуществам перед коническими мельницами.
При размоле в дисковых мельницах снижается удельный расход электроэнергии на 15—25 % по сравнению с размолом в конических мельницах, что обусловлено снижением гидродинамических потерь в зоне размола. Дисковые мельницы занимают меньше места, чем конические. Они высокопроизводительны, более удобны для обслуживания, позволяют применять высокую концентрацию размалываемой массы (вплоть до размола воздушно-сухих волокон) и обеспечивают получение бумажной продукции с повышенными показателями механической прочности.
По своей конструкции дисковые мельницы отличаются большим разнообразием: с вращением в противоположные стороны одного или двух дисков, сдвоенные (с одним вращающимся диском, расположенным между двумя неподвижными дисками), многодисковые. Отечественным бумагоделательным машиностроением предусмотрен выпуск дисковых мельниц с одним вращающимся диском (серия МД) и сдвоенных (серия МДС). На рис. 1 представлена схема одной из дисковых мельниц серии МД, работающих при концентрации массы до 6 %. Масса поступает в мельницу через центральный патрубок, проходит через регулируемый зазор между дисками и выходит из мельницы через нижний или боковой патрубки. Размалывающие диски облицованы ножевой гарнитурой, выполненной в виде сменных секторов.
48831520320
1–вход массы;2–выход массы;3–статор;4–вращающийся диск.
На рис. 2 показана схема одной из высокопроизводительных сдвоенных дисковых мельниц, работающих при концентрации массы до 6 %. Мельница имеет неподвижный средний диск и вращающиеся крайние диски, которые могут с помощью гидравлической системы перемещаться в осевом направлении. Они установлены на сквозном валу, проходящем через средний диск. Подводящие и выходные отверстия для массы выполнены так, что возможно параллельное и последовательное ее движение между поверхностями размола.
1012190119380
БИЛЕТ № 17
1. Приготовление сырой СФИ кислоты на смешенных основаниях. Различают три способа получения:1)раздельный;2)совмещённый по башенному способу;3)совмещённый по известково-молочному способу.
1)

2)

3)

1)Достоинства:а)можно контролировать и регулировать концентрацию Ca(OH)2,NaOH,NH4OH;б)при получении к-ты на каждом из этих оснований можно регулировать крепость сырой СФИ к-ты;в)в смесительном баке можно изменять % -ое содержание каждой к-ты.
Недостатки:а)двойные оборудования;б)повышанный расход SO2;в)необходимо решать проблему непоглощённого SO2.
2)Достоинство:а) SO2максимально взаимодействует с CaCO3 и NaOH;б)минимальное кол-во SO2;в)всё происходит в одном оборудовании;г)изменяя скорость подачи SO2 , можно изменять крепость сырой к-ты.
Недостатки:а)периодичность;б)разбивание колостниковой решётки кусками CaCO3
3)Достоинство:а)быстрый процесс получения;б)сырая СФИ к-та содержит максимальное кол-во основания и остатки непоглощённого SO2 ,поэтому процесс превращения сырой СФИ к-ты в варочную ускоряется.
Недостатки:а) в смеситель нужно подавать такое количество компонентов , которое требуется;б)забивается форсунок Са(ОН)2;в)при приготовлении Сф(ОН)2 из СаО необходимо максимально измельчать СаО;г)при повышанной скорости подачи SO2 м/т происходить сбрасывание тарелок с колец Рашига.
2.) Основные типы дефибрёров. Для получения дефибрёрной древесной массы используют дефибрёры. В настоящее время известно два вида:1)периодического и2)непрерывного ействия.1)бывают: а)прессовые 2-х;3-х;и8-ми шагающими; 2)бывают: а)цепные; б)Винтовые; в)кольцевые.
Это подразделение определяется способом подачи балансов к дефибрёрному камню .Все дефибрёры имеют следующие основные конструктивные элементы:♥дефибрёрный камень насажанный на вал,прочно закреплённый на нём; ♥ ванна куда падает из зоны дефибрирования полученная истиранием на камне волокнистая масса.
196469011525251)Камень погружён в ванну на10-15 см. ,поэтому часть массы повторно захватывается камнем и переносится в зону дефибрирования :
В ванне нах-ся планка ч/з которую переливается масса , попадает в штуцер и поступает дальше по потоку.Эта планка м/т изменять своё положение и этим регулируется уровень массы в ванне. Прессовые дефибрёры имеют более простую конструкцию. В настоящее время используют 3-х прессовые , состоящее из 3-х коробок примыкающие к камню.В коробки переодически загружаются балансы , которые прижимаются к камню поршнем имеющим башмак и шток.Истирание происходит в плоскости длины баланса.Для удаления массы с пов-ти камня в верхней части пространства м/ду прессовыми коробками устанавливаются водяные спрыски.У таких дефибрёров одно достоинство :простота конструкции, но у него небольшая производительность =46т/сутки,из- за периодичности работы.В этих ,как и вдругих дефибрёрах камень вращается с n=400-500об/мин, удельное давление на камень=05-1кгс/см2. KMW –конструкция усовершенствована тем ,что имеет в верхней части 4-и прессовые коробки по паре с каждой стороны и в нижней части столько же коробок.Они работают чередуясь :если одна пара надвигается ,то другая пара отодвигается.
В то же время самое большое распространение и наилучшей конструкцией обладают дефибрёры непрерывного действия.
2)а)Цепные дефибрёры также имеют камень , опущенный в ванну с планкой ,но пространство над верхней частью камня называется шахтой .В это пространство непрерывно загружают балансы , которые надвигаются и прижимаются к камню за счёт движения цепей и силы собственного веса.
2743200174625Самая лучшая конструкция дефибрёра является «Европа».Она имеет производительность=100т/сутки,качество лучше т.к. процесс непрерывен. Вместо цепей м/б винты –этот тип менее распространён.
Есть конструкция в которой совмещены достоинства прессового и шахтового дефибрёра –носит название Грейт-Норзена.
2438400414020
Она конструктивно сложнее и качество массы здесь не такое однородное.Достоинством является пониженный расход энергии,т.к. часть массы прижимается за счёт веса столба балансов шахты.
в)Кольцевой дефибрёр отличается от этих типов,он представляет собой большую ёмкость круглого сечения, в которой внутри со сдвигом в одну сторону расположен камень . Балансы загружаются сверху, надвигаясь под камень с помощью специальной рифлёной обечайки.Полученная масса удаляется из нижней зоны дефибрирования ч/з спец. щель.
238379060960
1–червячная передача для движения внутри металлического кольца;2–выход массы;3–дефибрёрный камень.
Параметры работы приближаются к цепному дефибрёру типа «Европа», но обслуживание сложнее.
3. Потокораспределители и напорные ящики БДМ.
После очистки разбавленная волокнистая суспензия подводится к напорному устройству и с помощью последнего равномерным потоком выпускается на движущуюся бесконечную сетку, где происходит формование бумажного полотна и удаление из него воды. Основные задачи устройств для выпуска бумажной массы на сетку заключаются в том, чтобы расширить поток разбавленной бумажной массы, подводимой к бумагоделательной машине, до рабочей ширины машины, сделать его однородным по концентрации, устранить турбулентное движение, завихрения в потоке. На современных машинах ставятся потокораспределители, изготовляемые из металла. К их числу относятся: А)конический распределитель потока, Б) разветвленный трубопровод, В) поперечный распределитель потока с двумя встречными клиновидными камерами и Г) многотрубный по-токораспределитель.
А) конический распределитель потока представляет собой конической формы диффузор, постепенно расширяющийся от ширины массопровода до ширины машины. При этом на малых бумагоделательных машинах бывает достаточно иметь лишь один ход, а на широких машинах приходится выподнять распределитель трехходовым. К недостатку этого распределителя следует отнести его громоздкость.
716915-92710
Б)Потокораспределитель в виде разветвленного трубопровода при кажущейся простоте устройства имеет недостатки: в нем возникает турбулентное движение массы, а также образуются отложения, трудно поддающиеся удалению при промывке.
2438400160020
В)Поперечный потокораспределитель представляет собой небольшой ящик, разделенный диагональными перегородками на две клиновидные камеры и камеру смешения, в которой встречаются и смешиваются два потока массы, подаваемые насосом по двум трубопроводам с обеих сторон ящика. Смешанную массу равномерным потоком через щелевое отверстие направляют вверх к напорному ящику. Эта конструкция потокораспределителя весьма компактна, занимает мало места и довольно широко применяется на современных машинах.
983615105410
Г)Наибольшее применение в последнее время получила конструкция многотрубного потокораспределителя с параллельным расположением труб, по которым волокнистая суспензия подается от подводящего трубопровода с одной стороны или с двух сторон к коллектору напорного ящика. Для достижения равномерной скорости течения массы по всем параллельным трубам потокораспределителя и получения равномерного давления массы во всех точках подводящего массопровода последнему придается постепенное сужение по ходу, а часть избыточной массы, около 5% от общего потока, отводится через регулируемую задвижку в подсеточную ванну, либо по обводному трубопроводу во всасывающий патрубок смесительного насоса. Таким образом осуществляется рециркуляция массы.
897890165100
Выпуск бумажной массы на сетку машины осуществляется напорными устройствами разного типа: 1)подпорными линейками, 2)открытыми и 3) закрытыми напорными ящиками. Назначение этих устройств заключается в том, чтобы хорошо перемешанную и диспергированную массу без водоворотов и перекрестных струй подвести к выпускной щели и выпустить на сетку со скоростью, приближающейся к скорости сетки.
1) Подпорные линейки, устанавливаемые над сеткой сразу же за грудным валом, — наиболее старый тип напорного устройства. Обычно устанавливают две-три линейки, из которых первые задерживают лишь пену, а последняя по ходу массы является контрольной. Между нижней кромкой этой линейки и плоскостью сетки образуется выпускная щель, ширину которой можно регулировать поднятием и опусканием линейки. Для создания необходимого напора между грудной доской и последней линейкой пропускается резиновое полотно — фартук, лежащий на сетке и образующий как бы дно напорного ящика, ограниченного с боков неподвижными стенками, а со стороны выхода массы на сетку — подпорной линейкой с выпускной щелью.
2) Открытый напорный ящик представляет собой массивный чугунный ящик с наружными ребрами жесткости (для прочности), в нижней части которого со стороны сетки находится выпускная щель, образуемая двумя латунными пластинами (линейками), из которых нижняя, горизонтальная, неподвижна, а верхняя, наклонная к первой под углом около 10—20°, подвижная. Она закреплена шарнирно своим концом в боковой стенке напорного ящика. Другой ее конец удерживается рядом латунных винтов, закрепленных на поворотном валу, который снабжен зубчатой передачей и ручным маховичком для поднятия и опускания верхней линейки. Обе линейки, называемые также выпускными губами, образуют между собой выпускную щель для выхода массы.
Существуют три основных типа выпускной щели напорных устройств: с выпускными линейками, расположенными друг относительно друга под небольшим углом (10—15°); с вертикальной передней стенкой, которая образует выпускную щель с нижней горизонтальной стенкой ящика под прямым углом, и комбинированная из первых двух типов
123
726440216535
1–соплообразная ;2–с вертикальной передней стенкой;3–комбинированная.
3)Напорные ящики закрытого типа могут быть с воздушной подушкой и без нее. Во втором случае бумажная масса вытекает из выпускной щели под гидродинамическим напором, создаваемым смесительным насосом; в первом же случае напор массы складывается из гидростатического напора массы в напорном ящике и давления воздуха в воздушном пространстве над массой.
Напорный ящик без воздушной подушки, несмотря на свою компактность, не получил широкого применения из-за ряда недостатков: он весьма чувствителен к малейшим изменениям в работе массного насоса, требует предварительной деаэрации массы перед отливом, так как воздух в напорном ящике не выделяется из массы и выходит вместе с массой на сетку, кроме того, ящик мало доступен для очистки.
В напорном ящике закрытого типа с воздушной подушкой поддерживается постоянный уровень массы , с помощью регулируемой переливной перегородки, а в верхнее пространство над массой непрерывно подается сжатый воздух, избыток которого отводится через регулируемый клапан в атмосферу. При этом давление воздуха воздушной подушки автоматически регулируется в заданных пределах.
При сравнительно небольшом объёме ящик с воздушной подушкой легко доступен для осмотра и очистки и работа его внутренних механизмов хорошо контролируется. Благодаря этим достоинствам такие закрытые ящики широко применяются в промышленности.
БИЛЕТ №18
-698530816551. Химическое строение целлюлозы. Надмолекулярная структура целлюлозы. Наиболее важным компонентом растительного волокна, представляющим наибольший интерес для производства бумаги, является природный полимер — целлюлоза. Целлюлоза состоит из длинных цепных молекул, образованных повторяющимися единицами, состоящими из двух β-а-глюкозных остатков, соединенных между первым и четвертым углеродными атомами глюкозидной связью.
Количество глюкозных остатков (степень полимеризации) достигает в природной целлюлозе 7000—10000, в технической хлопковой целлюлозе 1000—3000, а в технической древесной целлюлозе 600—2000. Длинные целлюлозные цепи, достигающие 3,5— 5 мк в растительном волокне и 0,3—1,5 мк в технической целлюлозе, образуют в клеточной стенке ориентированные участки, жесткие кристаллические пучки, в которых отдельные цепи целлюлозы связаны между собой силами межмолекулярного взаимодействия — водородными связями между гидроксильными группами соседних цепочек .
Наряду с ориентированными участками целлюлозы (кристаллитами) в клеточной стенке волокна имеются и участки с менее упорядоченным расположением целлюлозных цепей (аморфные области). Количество кристаллических областей, в древесной и хлопковой целлюлозе составляет около 70%,а на долю аморфных областей падает около 30% .
2286002430145По современным воззрениям, пучки целлюлозных цепей с жестким межмолекулярным взаимодействием между ними представляют кристаллические участки целлюлозы, в которых расстояние между цепями минимальное, а энергия связи максимальная . Эти кристаллиты, согласно Фрей-Висслингу являются основными структурными еди-ницами клеточной стенки целлюлозного волокна — элементарными фибриллами. Элементарные фибриллы идеально кристаллизованы. Пространство между элементарными фибриллами заполнено аморфной целлюлозой и частично нецеллюлозным материалом (гемицеллюлозами), который можно удалить щелочью. Элементарные фибриллы в клеточной стенке целлюлозы собраны в более крупные пучки микрофибриллы, а последние в еще более крупные фрагменты — макрофибриллы, хорошо видимые в световой микроскоп. Таким образом, клеточная стенка целлюлозного растительного волокна имеет фибриллярную структуру, которая позволяет не только делить волокно на продольные фрагменты любых размеров, но и связывать волокна между собой в единую структуру.
Надмолекулярная структура. 1.теория кристаллич. строения: 1.1 аморфно-кристаллич (2-х фаз.) 1.2 кристаллическая (1 фаз.) 2.теория аморфного строения
В 1.1 – Ц в растит. клет. стенках находится в виде фибрилл, сост-щих из микрофибрил, кот. состоят из чередующихся кристалич. и аморфных участков – “бахремчатая фибрила” – трехмерный дальний порядок в расположении цепей в кристаллической поддержке за счет водородной связи и сил Ван-дер-Вальса. В аморфных участках стройный трехмерный порядок отсутствует и сохраняется лишь общая продольная направленность цепей. В этих участках довольно легко может проходить р-ции взаимодействия Ц с другими в-вами. Кристал. и аморфные участки не имеют четких границ. Длина макромолекулы значительно больше длины кристал-х участков, отсюда следует , что каждая цепь проходит последовательно ряд кристалич. и аморфных участков. Ц – явл. ориентированным полимером, т.к. все кристаллы ориентированы в 1 направлении вдоль микрофибрил, которые располагаются в целлюлозном волокне также в определ. направлении по спиралям вдоль волокна. В 1.2 – Ц, как 1 фазная система, состоящая из 1 кристал. фазы с дефектами кристаллической решетки. Строение микрофибрилл в поперечном разрезе различные авторы также рассматривают по разному. Наиболее распостранена гипотеза Фреи-Висслинга, согласно к-рой микрофибриллы имеют приблизительно прямоугольное сечение более или менее постоянных размеров около (100*200 А). Каждая такая микрофибрилла состоит из 4-х элементарных фибрилл (мицелляных прядей) размером около (50-100А2). Мициллярная прядь в центре имеет кристаллический стержень, к-рый окружен так называемой паракристаллической оболочкой. В паракристаллической части целлюлозные цепи также направлены вдоль микрофибрилл, но строгий порядок уже отсутствует. Эта часть, таким образом, уже не является кристаллической, но в то же время ее нельзя считать аморфной. Наблюд. постепенное ↓ ст. упорядоченности от центра к периферии элементарной фибриллы, т.е. существует градиент кристалличности. В продольном направлении микрофибриллы длина мицелл (кристалич.участков) неопределенна, но в среднем составляет около 600 А. между мицеллами (по направлению оси микрофибрилл) располагаются менее упорядоченные участки, т.е. одна цепь проходит ряд кристаллических и аморфных участков. Цел-ные волокна харак-ся по ст.кристалличности и ст.ориентации. Эти показатели отражают плотность упаковки Ц. Степень кристалличности Ц (относительное содержание кристаллической части) определяют графически, а также сравнением плотности Ц в аморфных и кристаллических участках, по скорости протекания р-ций(кислотный гидролиз, окисление, фибрилирование и т.д.) в этих частях, путем определения адсорбции воды или йода и т.д. однако следует помнить, что подобные методы позволяющие определить так называемую доступность Ц, лишь косвенно харак-ют ее кристалличность. Различные методы дают разные значения кристалличности, но некоторые выводы все-таки можно сделать. Природные целлюлозные волокна (древесная Ц, хлопок, рами) содержит примерно 65-70% кристаллической и 25-35% аморфной. Наименее плотную упаковку имеют искусственные целлюлозные волокна. Ст.ориентации показывает, насколько близко совпадает направление кристаллитов с направлением оси волокна. Ст. ориентации устанавливают сравнением рентгенограмм с электронными микрофотографиями волокна, а также с помощью метода дифракции рентгеновских лучей под малыми углами и метода двойного лучепреломления. Чем плотнее упаковка (т.е. чем выше ст.кристалличности и ст.ориентации), тем сильнее проявляется межмолекулярное взаимодействие (водородные связи) и тем выше прочность волокна. Более прочными оказываются волокна Ц, имеющие длинные молекулы т.к. число гидроксилов, вовлеченных в Н связь, при этом возрастает. Деструктированные волокна, содержащие цепи меньшей длины, менее прочны. Модель элементарной кристаллической ячейки Ц. Кристал-кая решетка Ц состоит из элементарных кристал-ких ячеек. На основании рентгенографических данных было установлено, что элементарная ячейка Ц явл. моноклинной. Пространственную модель элементарной кристал-й ячейки Ц впервые построили Марк и Мейер, а затем усовершенствовали ее Мейер и Миш. Каждая элемен. ячейка Ц вмещает в свой объем 4 глюкозных звена. С учетом числа звеньев в ячейке была предложена модель моноклинной элемен. ячейки Ц. По каждому ребру b и в центре ячейки проходит цепь Ц. Центральная цепь сдвинута на ½ звена и идет в противоположном направлении. При таком расположении половина цепей направлена, а одну сторону, половина-в другую и на каждую ячейку приходится 4 звена. Вдоль ребер b действуют силы главных хим. валентностей (ß-глюкозидные связи 1-4). В направлении ребер a гидроксилы соседних цепей приближаются на расстояние 2,5А. Поэтому здесь образ. водородные связи. Вдоль ребер с расстояние м/у гидроксилами 3,1А и в этом направлении действуют более слабые силы Ван-дер-Вальса. Такая модель в основном согласуется с хар-ром рентгенограмм Ц и объясняет многие ее св-ва. Было показано, что все природные Ц имеют рентгенограммы одного и того же типа. Следовательно, все они имеют одну и ту же кристал-ую структуру. Для Ц характерен полиморфизм. Ц имеет несколько кристал-ких модификаций, каждая из к-рых дает свою характерную рентгенограмму.
2. Теория СФИ варки целлюлозы. Варка сульфитной целлюлозы осуществляется способом в вертикальных стационарных котлах клепаной или сварной конструкции, стальной корпус которых изнутри защищен кислотоупорной футеровкой или изготовлен из биметалла с плакировкой из кислотоупорной стали.
Котел загружают щепой из бункера, заливают варочной кислотой и герметически закрывают. Затем содержимое котла нагревают паром до температуры 105—110 °С (заварка) и выдерживают при этой температуре («стоянка») для завершения пропитки щепы кислотой. Далее, нагрев продолжают до конечной температуры варки — до 128—155° С. Различают прямой и непрямой нагрев содержимого варочного котла. При прямом нагреве пар поступает непосредственно в котел и там конденсируется, при непрямом нагреве пар поступает в установленный рядом с котлом поверхностный подогреватель, через который непрерывно прогоняется циркуляционным насосом варочная жидкость. В последнем случае конденсат пара не смешивается с кислотой. Рабочее давление в котле может составлять от 0,6 до 1 МПа.
В зависимости от условий продолжительность варки колеблется в широких пределах — примерно от 5 до 12 ч. В процессе варки из котла периодически или непрерывно производят «сдувки», т. е. удаляют из верхней части котла водяной пар и сернистый газ в систему регенерации, где они смешиваются с сырой кислотой, образуя варочную кислоту.
Ход варки контролируется варщиком по показаниям приборов и по результатам анализа варочной жидкости; в конце варки иногда отбирают из котла пробы сваренной массы. Отработанная варочная жидкость носит название сульфитного щелока.
По окончании варки котел опоражнивают в сцежу или приемный резервуар способом выдувки или вымывки. При выдувке давление в котле снижают до 0,15—0,25 МПа, открывают шибер на выдувном трубопроводе и целлюлозная масса остаточным давлением выдувается из котла вместе со щелоком в закрытую сцежу или выдувной резервуар. Продолжительность выдувки 10—20 мин. При вымывке давление в котле снижают до 0,25— 0,35 МПа и предварительно отбирают из котла сульфитный щелок, направляемый на использование. В котел, заполняя его доверху, подают воду или слабый оборотный щелок и еще некоторое время продолжают отбор крепкого щелока под гидравлическим давлением, затем выпускают массу с оставшимся слабым щёлоком из котла в открытую сцкжу или вымывной резервуар.Продолжительность всех операций при вымовке составляет 1,5-2ч.
1717040-140335
1–загрузка котла щепой;2–нагрев;3–стоянка;4–подъём температуры;5–варка;6–выгрузка.
Оборот котла – время от загрузки котла щепой до выгрузки из него сваренной целлюлозы.
На участке А образуется твёрдая лигносульфоновая к-та,на участке Б происходит растворение твёрдой лигносульфоновой к-ты и удаление его из щепы с отработанным щёлоком.

1–патрубок для ввода в котёл пара;2–штуцер для удаления воздуха из котла;3–сдувочный штуцер;4–штуцер для удаления варочной к-ты;5–штуцер для подачи варочной к-ты;6–подогреватель Бробика;7–насос переменой мощности;8–контролирующие и регулирующие приборы;9–патрубок для отвода варочной к-ты;14разгружающее устройство;15–вал электродвигателя
3. Конструктивные элементы сеточного стола БДМ. Сеточный стол бумагоделательной машины состоит из регистровой части, иногда подвергаемой тряске, отсасывающих ящиков и гауч-пресса. Разбавленная волокнистая суспензия непрерывным потоком вытекает на движущуюся бесконечную сетку. На сеточном столе масса теряет большую часть содержащейся в ней воды, превращаясь в бумажное полотно, которое при сухости около 15—20% передается с сетки на сукно первого пресса для дальнейшего уплотнения и механического обезвоживания прессованием. Сетка, обогнув нижний вал гауч-пресса, возвращается к грудному валу. При обратном движении сетка, направляемая несколькими сетковедущими валиками, промывается водой при помощи водяных спрысков, и снова подходит к регистровой части сеточного стола. Оборотная вода от регистровой части машины по желобам и сливам отводится в сборник оборотной воды. Чтобы предотвратить растекание жидкой массы по краям сетки, в начале регистрового стола устанавливают ограничительные линейки. Для обрезания неровных кромок сырого бумажного полотна перед гауч-прессом имеются две краевые отсечки (водяные ножи) и одна переводная, используемая для разрезания бумажного полотна при заправке бумаги. Между отсасывающими ящиками над сеткой иногда устанавливают легкий ровнительный валик (эгутер), который применяется для улучшения просвета бумаги, уплотнения ее структуры и нанесения водяных знаков.Длина и ширина сеточного стола зависят от производительности и скорости бумагоделательной машины и вида вырабатываемой бумаги.
Регистровая часть начинается от грудного вала и состоит из регистровых валиков, расположенных в одной плоскости. Между грудным валом и первым регистровым валиком обычно устанавливают формующую доску для устранения провисания сетки и улучшения формования.
316865186690Рис. 1. Дефлекторы и опорные планки: 1 — формующая доска; 2 — опорная планка двойная; 3 — планка одинарная; 4 —дефлектор
В этой части сеточного стола происходит формование бумажного полотна из разбавленной волокнистой суспензии и удаление из нее большей части воды под влиянием свободного отекания и отсасывающего действия регистровых валиков.
Регистровые валики для небольших машин изготовляют из латунных и алюминиевых, а для больших машин из стальных труб, которые покрывают слоем меди или резины. Диаметр регистровых валиков зависит от ширины машины и находится в пределах от 80 до 400 мм.
Благодаря смачиванию и силам сцепления воды с поверхностью регистрового валика, а также кинетической энергии вращения валика и движения сетки происходит всасывание воды в кармане ABC. В некоторой точке В всасывающее действие валика прекращается, так как подвод воды из слоя массы на сетке оказывается недостаточным, чтобы заполнить карман водой.
175514095885
Гидропланки.При высокой скорости машины регистровые валики создают помехи формованию бумажного полотна. При входе сетки на регистровый валик масса, находящаяся на ней, испытывает снизу давление пленки воды, выдавливаемой валиком вверх. При сходе сетки с валика возникает разрежение в клину между валиком и сеткой. Таким образом, при прохождении через регистровые валики волокнистый слой на сетке подвергается попеременному воздействию давления и разрежения .При высоких скоростях эти колебания нарушают процесс формования и ухудшают просвет бумаги.
Чтобы устранить этот недостаток, на быстроходных машинах, а также и на машинах средних скоростей стали устанавливают вместо регистровых валиков гидропланки. Гидропланка представляет собой разновидность шабера, устанавливаемого под сеткой под небольшим углом (1—4°) к ней. Гидропланка передней кромкой снимает, как шабером, пленку воды, повисшую под сеткой и удерживаемую силами поверхностного натяжения, и удаляет часть воды из волокнистого слоя вследствие разрежения, возникающего в клине между сеткой и поверхностью гидропланки.
127889043815
Сетковедущие валики. Кроме грудного и регистровых валиков, в сеточной части машины имеется еще несколько сетковедущих валиков, по которым движется сетка при своем обратном движении. Среди этих валиков один «правительный», вращающийся в подшипниках, которые можно перемещать в горизонтальном направлении. При помощи этого валика регулируют движение сетки и предотвращают ее смещение на сторону. Подшипники натяжного валика перемещаются в вертикальном направлении, т. е. перпендикулярно движению сетки.
Все сетковедущие валики сходны между собой по конструкции и отличаются лишь местоположением и опорами.
Отсасывающие ящики. Скорость обезвоживания бумажного полотна на регистровой части сеточного стола снижается по мере повышения сухости бумажного листа. Здесь нельзя получить достаточно сухое полотно с содержанием сухого вещества более 3—4%, так как для этого потребовалось бы значительно удлинить сеточный стол. На регистровой части сухость бумажного полотна обычно повышается до 2—3%, а при выработке тонкой бумаги жирного помола еще меньше. Дальнейшее обезвоживание листа ведут принудительным способом, под вакуумом на отсасывающих ящиках и отсасывающем гауч-вале. Сухость бумажного полотна после ящиков достигает 10—12%, а после гауч-вала 18—22%. Отсасывающие ящики повышают эффективность обезвоживания бумажного полотна на сетке машины, что позволяет сократить длину сеточного стола. Количество отсасывающих ящиков, устанавливаемых на бумагоделательной машине, зависит от типа машины, вида вырабатываемой бумаги и скорости машины и может изменяться от 2 до 12.
Гауч-пресс. После отсасывающих ящиков бумага содержит еще сравнительно много влаги (88—90%) и поэтому не обладает прочностью, достаточной для передачи бумажного полотна в прессовую часть машины. Поэтому бумажное полотно вместе с сеткой пропускают еще через гауч-пресс, где сухость бумаги возрастает до 18—22%. Здесь завершается операция формования и обезвоживания бумажного листа на сетке бумагоделательной машины. Бумажное полотно передается в прессовую часть для дальнейшего обезвоживания и уплотнения.
Отсасывающий гауч-вал камерного типа представляет собой перфорированную трубу из бронзы со стенкой толщиной от 25 до 50 мм, в которую вставлена чугунная неподвижная вакуум-камера шириной от 180 до 230 ммСетка – основной элемент сет. стола БДМ – на к-ром осущ-ся формование бум. полотна и его обезвоживание до 60-х гг – металлические сетки из цветного металла: нити – основы – горизонтальные и нити – утка – вертик. Сетка быстро изнашивается и это зависит от трения регистровых валиков, отсасыв. ящиков, от огибания грудного вала, от натяжения на обратной ветви. С 70-х гг – синтетические сетки, нити выполнены из лавсанового волокна, увеличивается срок службы.
Ровнитель Водяные знаки на бумагу обычно наносятся при помощи ровнителя (эгутера), а также при помощи сеточных цилиндров на круг-лосеточных машинах. Ровнитель представляет собой легкий, полый валик, изготовленный из проволочного каркаса и обтянутый снаружи сеткой. На сетку наносят специальными штампами наружный рисунок (рельеф), который может быть сплошным для выработки так называемой узорной бумаги или местным для выработки бумаги с локальным знаком. Ровнитель устанавливают на сетку бумагоделательной машины между отсасывающими ящиками, например после второго или третьего ящика. Ровнитель обычно вращается сеткой.

БИЛЕТТ №19
Теория процесса дефибрирования древесины.
18694403398520Процесс дефибрирования заключается в расщеплении древесной ткани зернистой поверхностью вращающегося камня камня в волокнистую массу в присутствии воды.Казалось бы картина простая , однако под влиянием множества переменных факторов она значительно осложняется.На процесс влияет:1)св-во древесины;2)сост.камня;3)Т в ванне и в зоне дефибрирования;4)давление древесины на камень;5)глубина погружения камня в массу;6)конц.массы;7) температура и кол-во спрысковой воды.
Процесс измельчения м/т происходить по разным слоям древесины,т.е. либо по слою по межклеточному в-ву,либо по слою P;M;S1;S2.
M-содержит ЛГ+ГЦ(мало); Р-ЛГ(мало)+ГЦ;S1-ГЦ+Ц(мало); S2-Ц+ГЦ(мало); S3-Ц.
Мы должны вести процесс так, чтобы разделить отдельные волокна и стенки отдельных волокон фибрилировать.
Древесномассовое производство имеет более 100-летнее развитие и в процессе его развития разрабатывались разные теории. Первыми учёными были Брехт и Мюллер(Фрикционная теория).Они рассматривали процесс дефибрирования подобный простому процессу трения. Под действием давления частицы камня истирают древесину при этом возникают упругие и неупругие напряжения. Они ввели коэффициент μ– число истирания, которое представляет сумму
μ0= μ1+ μ2
μ1–коэффициент трения,определяет упругие деформации; μ1–коэффициент царапанья,определяет неупругие деформации.
В мягких условиях дефибрирования главную роль играет μ1; в жёстких условиях коэффициент царапания.
Кольманн заявил, что прцесс дефибрирования необходимо рассматривать как процесс диспергирования поверхности древесины в рез-те «многочисленных актов линейной агрессии» образивных частиц, внедряющихся в древесину. Поэтой теории диспергирования – главное это глубина внедрения образивных частиц и это з-т от давления. НО эта теория не объясняет ни фибриллирование , не не влияния на процесс др. факторов, тем более ,что фактическая затрата энергии на дефибрирование в 1000 раз превосходит поверхностной энергии древесины.
Кембел предложил усталостную теорию , в которой сказал , что такой большой расход энергии необходим не только и не столько для преодоления поверхностной энергии древесины и разделения её на части ,сколько на то ,чтобы превратить эти волокна в способные образовывать ДМ в которой они обладают другими силами.
Эту теорию подтвердил Брехт ,Шустер,Клем; Они выдвинули теорию 2-х фазности процессов. По этой теории для дефибрирования характерны 2-а явления :1)расчепления древесной ткани на волокна;2)размол отделившихся волокон. И в соответствии с этим он процессы назвал: 1)первичный;2) вторичный процесс.
1)состоит из :а)предначальной и б) начальной. а)включает размягчение межулеточного ЛГ под действием пара и тепла в зоне дефибрирования, ослабление связей; б)начальный процесс ,состоит в отделении волокон от размягчённого слоя древесины под действием выступов в камне.2)заключается в размоле м/ду древесиной и поверхностью камня, а также повторному перемешиванию массы вовлекаемой из ванны в зонудефибрирования.
Эта теория называется теорией пластификации ЛГ. Сейчас признана как наиболее правильно описывающая процесс. Этой теорией м/б привлечены все факторы из которых температура м/т считаться самой главной. Чем выше температура, тем более пластифицируется ЛГ , тем легче древесина разделяется на волокна, но тем меньше эти волокна фибрилированы и наоборот.
На сегодняшний день современная теория звучит следующим образом:
дефибрирование приводит к увеличению эластичности и пластичности прородного волокна , в следствии частичного разрыва ковалентных и межмолекулярных связей.Возникающие мягкие гидролитические процессы размягчения ЛГ под действием большого кол-ва повторяющихся циклов:сжатие- скольжение; сжатие-царапания, приводят к скалыванию волокнистых Эл-ов с последующим рафинированием массы. При этом различают внешнее и внутреннее
фибриллирование волокон. Внешнее – увеличивают реакционную способность только пов-ти волокон, а внутреннее обычно сопровождается набуханием клеточной стенки, от деление от них фибрилл; делает в целом не только волокна реакционно способными ,но и способными уплотнятся,примыкать др. к др. плотнееи образовывать новые водородные связи и силы Ван-дер-Ваальса. При этом сближению волокон в бумажном листе значительно способствует силы поверхностного натяжения воды, которые возникают ,когда испаряется вода.
2. Реакции ЛГ и УВ при СФИ варке. Основной реакцией сульфитной варки является сульфонирование лигнина, т. е. присоединение сульфитной серы к лигнину с образованием лигносульфоновой кислоты. В результате сульфонирования лигнин приобретает свойства растворимости в кислом варочном растворе при высокой температуре.
145415770255Реакцию бисульфита, ведущую к образованию твердой лиг-носульфоновой кислоты, можно изобразить схемами:
1454152927985Кроме того может протекать реакции нуклеофильного за-
мещения:
25401136015Другой возможностью взаимодействия со свободным фенольным гидроксилом является протекание сульфонирования через образование в качестве промежуточного продукта хинонметида:
Как указывалось, главным сульфонирующим агентом сульфитной варочной кислоты признается анион бисульфита. Однако установленно, что в реакции сульфонирования принимает активное участие растворенный S02. Механизм реакции для этого случая может быть представлен следующим образом:
Разрушение легкогидролизуемых углеводов при сульфитной варке начинается одновременно с началом делигнификации и продолжается затем примерно с такой же скоростью, как и удаление лигнина. Последующее извлечение трудногидролизуемых гемицеллюлоз (глюкоманнана, глюкуроноксилана и др.), напротив, происходит относительно медленно, отставая по скорости от процесса делигнификации. По мере удаления из древесного остатка гемицеллюлоз они обнаруживаются в щелоке в виде простых сахаров. Превращение полисахаридов древесины в моносахариды является следствием гидролизующего воздействия варочного раствора, и реакцию гидролиза гликозидных связей следует рассматривать как основную реакцию углеводов при сульфитной варке.
116840-4361815В результате воздействия на ГЦ ионом бисульфита происходит их превращение в альдоновые кислоты :
1141095161925Механизма этой реакции следующий :на первой стадии образуется альдегид-бисульфитное соединение или а-оксисульфонат (1), который затем окисляется бисульфитом в неустойчивый кетосульфонат (2); в результате гидролиза последнего образуется альдоновая кислота (3):
17399010160

3. Прессовая часть БДМ. Сырая бумага, отлитая на сеточном столе бумагоделательной машины, содержит 12—24% сухого вещества (в среднем 18— 20%)- Таким образом, на 1 кг бумаги в бумажном полотне остается еще 3—8 кг воды. Эта вода удаляется сначала механическим отжимом при пропуске бумажного полотна через несколько вальцовых прессов, расположенных последовательно, а затем при сушке на нагретой поверхности сушильных цилиндров. При отжиме влаги на прессах изменяется ряд свойств бумаги: повышается объемный вес, снижается пористость, воздухопроницаемость, впитывающая способность, увеличивается механическая прочность по сопротивлению разрыву, излому и продавливанию, повышается прозрачность.
При прессовании применяют шерстяные сукна, которые предохраняют слабое бумажное полотно от разрушения, пропускают отжатую влагу и одновременно транспортируют бумагу от пресса к прессу и далее к сушильным цилиндрам.
Обычно на машине устанавливают два-три мокрых пресса. На самосъемочных машинах можно встретить один мокрый пресс, при выработке высокосортных видов бумаги — четыре, а при выработке жиронепроницаемых видов бумаги — даже пять прессов.
Кроме мокрых прессов с сукнами, часто устанавливают еще сглаживающие, или офсетные, прессы без сукон. Они предназначены не для удаления влаги, а лишь для уплотнения бумаги и придания ей гладкости.
Путем механического отжима в прессовой части машины удается достигнуть сухости бумажного полотна от 25 до 42 и даже иногда до 45%. Конечная сухость бумаги после прессов зависит от вида вырабатываемой бумаги, удельного давления, скорости машины, типа и количества мокрых прессов.
Количество влаги, удаляемой мокрыми прессами, уменьшается от пресса к прессу, а потому установка большого количества прессов в ряде случаев не оправдывается экономически, так как количество воды, удаляемой на последнем прессе, может обойтись дороже, чем обезвоживание сушкой. Количество прессов, устанавливаемых на бумагоделательной машине, определяют в каждом отдельном случае технико-экономическими расчетами.
-4603752730500По своей конструкции мокрые прессы разделяются на двухвальные и трехвальные (сдвоенные). Обычныедвухвальные прессы могут быть а)прямыми, б)обратными и в)сглаживающими (офсетными).
Сдвоенные же прессы бывают: вертикальные, наклонные, горизонтальные и с треугольным расположением валов—пирамидальные и «симплекс».
Наибольшее применение в промышленности имеют двухвальные прессы, поэтому рассмотрим их более подробно.
Первая из этих схем применяется при выработке тонких и впитывающих видов бумаги, вторая — при выработке многих видов бумаги, в том числе писчей и бумаги для печати, на сравнительно тихоходных машинах, третья — при выработке такой же бумаги на более быстроходных машинах.
2216152440940В первой схеме бумага поступает в оба пресса, не меняя своего направления, при этом она своей нижней поверхностью соприкасается с более шероховатым сукном, а верхней — с гладким валом. Благодаря этому бумага приобретает неодинаковую гладкость по сторонам листа. Схема проста и удобна для работы, но применять ее можно только при выработке бумаги, к которой не предъявляют особых требований по однородности ее сторон.
1644651861820Во второй схеме бумага, пройдя два прямых пресса, огибает третий пресс снизу и проходит между валами, поворачиваясь к сукну своей верхней стороной. Благодаря этому нижняя, более шероховатая сторона бумаги, соприкасаясь с гладкой поверхностью гранитного вала, разглаживается.
1549401136015Третья схема отличается от второй только тем, что вместо третьего обратного пресса устанавливается прямой «перевернутый» пресс, у которого гладкий гранитный вал находится снизу, а обрезиненный отсасывающий вал с сукном — сверху, и бумажное полотно не нужно переворачивать другой стороной, чтобы разгладить более шероховатую сеточную сторону листа. Такое расположение прессов упрощает заправку бумаги и потому находит теперь применение на более быстроходных машинах при выработке писчей и бумаги для печати. Четвертый, сглаживающий, пресс еще больше выравнивает бумажное полотно и устраняет следы маркировки от сукон:
Обычный мокрый пресс состоит из двух массивных прессовых валов и сукна, движущегося по сукноведущим валикам через прессовые валы вместе с бумагой.
Нижний, покрытый резиной, прессовый вал лежит своими подшипниками на неподвижных опорах. Верхний, гранитный, вал располагается над первым в подвижных рычагах и может перемещаться относительно нижнего вала и прижиматься к нему при помощи присадочного устройства.
Верхний прессовый вал смещен по отношению к нижнему навстречу движению бумаги на 50—120 мм, чтобы облегчить сток воды, отжимаемой валами. Для очистки от приставших волокон и прочих загрязнений, а также для предотвращения наматывания бумаги прессовый вал снабжён шабером.
В последнее время на основе глубокого изучения механизма процесса обезвоживания бумаги на вальцовом прессе были предложены технические усовершенствования, которые позволили интенсифицировать работу прессов и достичь сухости бумажного полотна до 38—40% при высокой рабочей скорости машины. Из числа таких усовершенствований отметим применение 1)с пластической сеткой под сукном;2)с пластической сеткой ,надетой на вал; 3.)пресс «Вента-нип»; 4)раздельный пресс; 5)пресс высокой интенсивности.
1) Пресс с подкладочной пластической сеткой, получивший наибольшее применение. Как видно из рисунка, под обычное прессовое сукно надевается сетка из синтетического материала, которая движется по направляющим валикам. Назначение пластической сетки заключается в том, чтобы отбирать воду, отжимаемую прессом из бумаги и сукна, и уносить ее из зоны прессования. Далее эта вода частично выбрасывается из ячеек сетки центробежной силой:
1288415-292735
194564027927302) Дальнейшим развитием идеи применения подкладочной сетки под сукно является прессовый вал с чулком из пластической сетки. В этой конструкции на нижний обрезиненный вал (без вакуум-камеры) надевают пластмассовую сетку сравнительной грубой структуры. Ячейки этой сетки воспринимают воду, отжимаемую из бумажного полотна и сукна, которая затем удаляется из сетки выдуванием струей воздуха из воздушного шабера, установленного с нижней стороны вала под некоторым углом к касательной вала:
3) Особенность конструкции пресса «Вента-нип» заключается в том, что на нижнем обычном вале с твердой резиновой облицовкой нанесены спиральные канавки шириной около 0,5—0,6 мм и глубиной около 2,5—3,2 мм, с промежутками между ними около 2,5 мм .Эти канавки на теле вала сообщаются с атмосферой и служат для приема воды, отжимаемой прессом из бумаги и сукна.
4) Так называемый раздельный пресс состоит из двух отдельных пар прессов, один из которых обычный, служит для отжима воды из бумаги, а другой, чаще всего отсасывающий,— для отжима воды из сукна. Идея этой конструкции заключается в том, чтобы вся вода, поглощенная сукном из бумаги, отжималась на втором прессе, на котором можно применять повышенное давление. К достоинству этой конструкции можно отнести: отсутствие маркировки бумаги; сукно не раздавливает бумагу при загрязнении, так как вода не фильтруется через сукно на первом прессе и не накапливается в зазоре между валами; конструкция может применяться при выработке различных видов бумаги; увеличивается срок службы сукна
1717040158750
5) В этой конструкции, названной прессом высокой интенсивности, верхний прессовый вал гранитный или стонитовый, а нижний облицован резиной твердостью 20—30 пунктов по Пуссей-Джонсу, без вакуум-камеры. Бумага вместе с сукном проходит между верхним и промежуточным валиком, а вода, отжатая из бумаги и сукна, поступает в углубления промежуточного валика и выбрасывается оттуда центробежной силой. Благодаря малому диаметру промежуточного валика и малой ширине зоны прессования пресс работает с меньшим линейным, но большим удельным давлением прессования, требует гораздо меньшей бомбировки валов и интенсивно удаляет воду из бумажного полотна.
169799029210

БИЛЕТ № 20
Грубое и тонкое сортирование ДМ.
Требования ГОСТа на ДМ жёстко регламентированы на сорность.Поэтому в технологическом процессе по получению ДМ не зависимо от её вида обязательно включается операции сортирования.Первичное сортирование называется грубым, на этой стадии отделяются различные вцлючения, крупные щепки, костра и др. Здесь установлены щеполовки. Наиболее распространенными являются :1) барбанные; 2) плоско-вибрационные ; 3)щеполовки вибрационные.
При тонком сортировании отделяют мелкую костру , пучки волокон, чрезмерно-длинные волокнистые частицы. Для тонкого сортирования используют 1)центробежные сортировки,2) напорные и 3)проточные. Для очистки используют оборудование работающее по принципу действия центробежной силы.
Грубое сортирование:
производится на щеполовках. Принцип грубого сортирования заключается в отделении основного потока крупных включений за счёт фильтрации массы ч/з крупное сито , которое подвержено колебанию от специальной вибрационной установке. Колебание 1500 колеб /мин ,конц. массы =1%.
1116965-26035Тонкое сортирование массы:Работа тонкого сортирования основано на том , что волокнистая масса прошедшее грубое сортирование под воздействием гидравлического напора или центробежной силы проходит ч/з сито с мелкими отверстиями.
В современной технологии цнтробежные сортировки делают из 2-х ступеней и на каждой ступени применяют сита с разными формами . Характерной особенностью тонкого сортирования является последующее уменьшения концентрации массы от одной ступени к другой, это способствует качественной очистке и разделению на фракции.
Центробежная сортировка:
Является найболее расрпространённым.Они имеют цилиндрическое сито, которое установлено внутри кожуха. Диск с лопостями вращается и создаёт центробежную силу. В центре диска имеется отверстие ч/з которое поступает масса на сортирование. Масса поступает под давлением 0,1МПа. Под действием центробежной силы хорошее волокно пробивается ч/з отверстие сит в кольцевое пространство м/ду наружным кожухом и ситом и удаляется ч/з щель в ни. Грубые волокно остаются внутри сортировки и уходят из неё вместе с водой подаваемой ч/з стенки форсунков.
192659014605Напорные сортировки:Здесь давление проталкивающее массу ч/з отверстие сит создаётся напором этой же массы. Примером такой сортировки м/т служить селиктефайеры.Масса поступает ч/з широкий патрубок внутрь вертикального цилиндра имеющего неподвижное сито заключённое в кожух;хорошая масса проходит ч/з сито и удаляется ч/з боковой патрубок. Отходы падают вниз и удаляются ч/з широкий патрубок в нижней части.
1669415339090
Вихревые очистители: для очистки массы от включений используют вихревые очистители. Они бывают цилиндрические и конические. Вних отделяются большие включения за счёт вихря.Масса для очистки подаётся по широкому патрубку поступает сверху, падает вниз , отталкивается от стенки в своём вихревом потоке, внизу попадает на резиновую диафрагму, отбрасывается вверх и центрально – узким потоком попадает в свой отдельный патрубок.Загрязнения за счёт той же центробежной силы отбрасываеся к сетке и постепенно стекет вниз.
1697990483870
Конические вихревые очистители: К ним относятся центриклинерры,они устанавливаются на самой последней стадии очистки и выполняют ф-ию очистного оборудования. Принцип работы аналогичен вихревым очистителям,но эффект больше. Верхний диаметр 250-350 мм , нижний –70-75 мм . Если в верхней части поток имеет w=350 об/мин, то в нижней части w= 400 об/мин и вследствии этого центробежная сила увеличивается.
2) Техника СФА варки целлюлозы. Щелочная (натронная и сульфатная) варка целлюлозы из древесины различных пород на современных предприятиях производится как в периодически работающих варочных котлах, так и в варочных установках непрерывного действия.
Техника натронной и сульфатной варки целлюлозы в периодически действующих варочных котлах во многом схожа с техникой сульфитной варки. В котел из бункеров или с конвейера загружают щепу и закачивают из баков-мерников варочный, так называемый белый щелок, содержащий необходимую для варки активную щелочь. К белому щелоку, как правило, примешивают некоторое количество отработанного черного щелока с целью получить после варки щелок более высокой концентрации, для выпарки которого в процессе регенерации будет затрачиваться меньше пара. Содержимое котла нагревают до 165—175 °С либо острым паром, либо, чаще, непрямым способом, прогоняя щелок через обогреваемый паром подогреватель. Температуру поднимают более или менее равномерно сразу до конечного ее значения, не делая промежуточных стоянок при более низких температурах. В процессе подъема температуры производят так называемую терпентинную сдувку, с которой из котла уходят главным образом пары скипидара , небольшое количество водяных паров, воздух, оставшийся в котле после загрузки, и некоторые органические летучие продукты. В результате в момент достижения конечной температуры в паровом пространстве котла практически не остается посторонних газов, и показываемое манометром давление почти точно отвечает парциальному давлению водяного пара (0,75—0,85 МПа, или 7,5—8,5 кгс/см2). На конечной температуре котел выдерживают положенное по режиму варки время, как правило, при непрерывной циркуляции щелока, но без подачи пара. Конец варки устанавливают по опыту, руководствуясь продолжительностью и температурой варки; никаких анализов щелока или массы из котла в течение варки, как правило, не делается. По истечении стоянки на конечной температуре открывают сдувку, снижают давление и котле до 0,4—0,5 МПа (4—5 кгс/см2) и выдувают массу со щелоком в выдувной резервуар, циклон или диффузор.
Техника варки в непрерывнодействующих варочных установках зависит от их типа. В наиболее распространенных установках типа Камюр щепа предварительно подвергается короткой пропарке в пропарочных цистернах, а затем питательным насосом вместе со щелоком подается в верхнюю часть вертикального варочного котла, имеющего значительную высоту (от 30 до 90 м). Щепа движется в котле сверху вниз, последовательно проходя зоны пропитки (температура 115—120 °С), нагрева и варки (170—175 °С), а в некоторых конструкциях котлов также зону горячей диффузионной промывки в нижней части котла. Для того чтобы можно было в разных частях котла поддерживать различные температуры, внутри котла создается избыточное гидравлическое давление 1,1—1,3 МПа (11— 13 кгс/см2) в верхней части, препятствующее парообразованию и возникновению парогазового пространства. Сдувки из котла во время варки практически не производятся.
Опоражниваются непрерывнодействующие котлы типа Камюр так же, как и периодические, только по способу выдувки. При этом из котлов, снабженных зоной горячей промывки или горячей экстракции щелока, отработанный черный щелок полностью или частично отбирается, и температура массы перед выдувкой снижается до 100 °С и ниже. Общая продолжительность прохождения щепы через котел 3—6 ч.
Операциям варки натронной или сульфатной целлюлозы предшествует подготовка щепы, методы которой полностью совпадают с методами подготовки щепы в сульфитцеллюлозном производстве. После варки целлюлоза промывается, т. е. от нее отделяется отработанный черный щелок, направляемый на регенерацию затраченных на варку химикатов. Процесс регенерации складывается из трех основных операций: выпарки, сжигания и каустизации щелоков. Во время сжигания сгущенных черных щелоков содержащиеся в них органические вещества полностью сгорают, а минеральная часть образует жидкий плав, основным компонентом которого является карбонат натрия. Раствор плава, или так называемый зеленый щелок, подвергается каустизации известью с целью перевода карбоната в активный гидроксид натрия. Полученный после каустизации белый щелок возвращается в варочные котлы. Неизбежные в цикле регенерации потери щелочи возмещаются частичной добавкой свежих химикатов: в натронном производстве — кальцинированной соды к зеленому щелоку перед каустизацией, а в сульфатцеллюлозном — сульфата натрия во время сжигания черных щелоков. В топке содорегенерационного агрегата сульфат натрия, реагируя с образующимся при обугливании органических веществ коксом, восстанавливается в сульфид натрия, являющийся в условиях щелочной варки активным делигнифицирующим реагентом в дополнение к гидроксиду натрия.
3) Классификация БДМ и КДМ. По конструкции бумагоделательные машины подразделяются на пять основных групп: 1) длинносеточные, или столовые; 2) цилиндровые; 3) комбинированные из первых двух групп; 4) листовые; 5) машины сухого формования.
Каждая из указанных групп включает отдельные разновидности машин, отличающиеся друг от друга сеточным устройством и методом формования бумаги. Первая, наиболее многочисленная группа бумагоделательных машин отличается длинной сеткой и плоским сеточным столом. В эту группу входят также самосъемочные и многосеточные машины, в том числе и так называемая машина «Инверформ». У второй группы машин формование бумажного полотна производится на сеточном цилиндре. Эти машины могут иметь от одного до восьми сеточных цилиндров и выпускать многослойную бумагу и картон.
Комбинированные машины представляют собой комбинацию из столовой и цилиндровой или столовой и вакуум-формующей машины. Они находят применение для выработки двухслойных облагороженных картонов.
Листовые машины предназначены для выработки бумаги в виде листов. Конструкция этих машин основана на механизации процесса ручного черпания бумаги. Такие машины раньше применялись для отлива высокосортной документной бумаги, теперь они не применяются.
Бумагоделательные машины сухого формования появились сравнительно недавно. Эти машины отличаются от других машин принципиально новой технологией изготовления бумаги в отсутствии воды. Имеются два типа таких машин: на одних машинах бумажное полотно вырабатывается методом текстильного производства, на других — методом осаждения волокна из воздушного потока на движущейся сетке. Оба эти типа машин применяются для выработки длинноволокнистой бумаги специального назначения.
1) Рассмотрим этот тип машин на примере машин выпускающие писчую бумагу.
Бумагоделательные машины этого типа создают рабочей шириной 3,4 и 5 м на максимальную скорость до 500 м/мин. Они снабжаются закрытым напорным ящиком, длинным сеточным столом с семью-восемью отсасывающими ящиками, механизмом двухзональной тряски, ровнителем, отсасывающим гауч-валом, тремя отсасывающими прессами, из которых два прямых и один обратный. Кроме того, ставится офсетный пресс.
Машина, как правило, снабжается клеильным прессом, а иногда и полусырым двухвальным или трехвальным каландром.
Сушильные цилиндры группируют по четыре в одном сукне. Перед накатом устанавливают увлажнительный аппарат. Часто машины этого типа снабжаются закрытым колпаком.
На таких машинах можно вырабатывать и более плотные бумаги из целлюлозы: литографскую и офсетную весом 1 м2 120— 160 г, карточную, форзацную, обложечную и др. весом 1 м2 до 200 г. В этом случае машина работает на более низкой скорости без ва-куум-пересасывающего устройства, тогда как при выработке писчей и бумаги для печати на скорости выше 400 м/мин вакуум-пересасывающее устройство необходимо.
2)Цилиндровые машины: Цилиндровые, или круглосеточные, машины широко применяются для производства многослойного ролевого картона весом 1 м2 до 800 г. Прототипом этих машин является папочная машина, применяющаяся для выработки толстого листового картона, которую можно рассматривать как простейшую цилиндровую бумагоделательную машину. Основным формующим элементом машины служит сеточный цилиндр.
Несколько последовательно установленных сеточных цилиндров, объединенных между собой одним общим съемным сукном, позволяют вырабатывать многослойную бумагу или папку в виде бесконечного полотна. Если такой установке придать прессовую и сушильную части с каландром и накатом, то получится многоцилиндровая машина.
Число сеточных цилиндров у многоцилиндровых машин достигает семи-восьми, рабочая ширина до 4 м, а в отдельных случаях и до 5 м, рабочая скорость машины с обычными сеточными цилиндрами обычно не превышает 120—150 м/мин, а при наличии сеточных цилиндров, работающих под разрежением, достигает 200— 250 м/мин. Производительность многоцилиндровых машин редко превышает 200 т в сутки.
В бумажном производстве многоцилиндровые машины имеют ограниченное применение. На них вырабатывают некоторые виды документной и денежной бумаги, чертежную, рисовальную, карточную и др. Применяют одно-, двух- и трехцилиндровые машины
Сеточный цилиндр погружен в металлическую ванну, в которую подается по принципу прямотока или противотока разбавленная бумажная масса. Сверху на сеточном цилиндре располагают прижимной валик, облицованный толстым слоем очень мягкой резины; он смещен в сторону движения цилиндра на 300—350 мм (считая по расстоянию между осями). Между прижимным валиком и сеточным цилиндром проходит верхнее съемное шерстяное сукно, которое принимает на себя слой бумажной массы с сеточного цилиндра. Фильтрация воды через сетку и образование волокнистого слоя на цилиндре, работающем без разрежения, происходит за счет разности уровней жидкости в ванне и внутри цилиндра.
Опишем для примера тихоходную машину , применяющуюся для выработки специальных видов бумаги. Сеточная часть машины состоит из трех последовательно установленных сеточных цилиндров 1 с прижимными валиками 2, облицованными мягкой резиной и сдвинутыми по ходу машины; отсасывающего вала 3 для предварительного обезвоживания бумажного полотна, четырех пар предварительных прессов 4 и гауч-пресса 5. Через всю сеточную часть машины проходит верхнее съемное сукно 6, которое принимает на себя при прохождении через сеточные цилиндры три слоя сырой бумаги и проносит их через отсасывающий вал, предварительные прессы и
гауч-пресс, где из бумаги удаляется избыток воды. Во избежание раздавливания сырого бумажного полотна при отжиме под бумажное полотно после сеточных цилиндров снизу подводится второе съемное сукно. Таким образом, сырое непрочное бумажное полотно осторожно отжимается на прессах между сукнами.
193040105410Рис. 238. Схема трехцилиндровой бумагоделательной машины:
1 — сеточные цилиндры; 2 — прижимные валики; 3 — отсасывающий вал; 4 — предварительный пресс; 5 — гауч-пресс; 6 — верхнее съемное сукно; 7 — нижнее сукно; 8 — вальцовая сукномойка; 9 — отсасывающие ящики; 10 — первый мокрый пресс; 11— сукномойка Франка
3) Комбинированные машины, в которых сочетаются цилиндровые и длинносеточные столовые машины, предназначены для выработки двухслойного картона. Основа картона изготовляется из менее ценного волокнистого сырья на цилиндровой части, а более тонкий покровный слой бумаги —из волокнистого материала лучшего качества иа сеточном столе. Конструкция таких машин может быть весьма разнообразной: например, сочетаются длинносеточная машина с одним сеточным цилиндром, многоцилиндровая с длинносеточной, длинносеточая с вакуум-формующей
4)Листовые. Бумага ручного черпания обладает рядом ценных свойств: она более однородна по структуре и физико-механическим свойствам, чем бумага машинного отлива; водяные знаки получаются более четкими и меньше искажаются из-за неравномерной деформации листа при отливе и сушке. Поэтому, несмотря на то, что ручной отлив очень трудоемок и малопроизводителен, он сохранился до сих пор при производстве некоторых специальных видов бумаги с локальным водяным знаком и для выработки чертежной бумаги высшего качества (ватмана).
Бумагоделательные машины для выработки бумаги в виде листов не получили распространения в бумажной промышленности.
5) Имеются два типа бумагоделательных машин сухого формования бумаги:а) в первом используется принцип получения бумажного полотна методом начеса при помощи кардочесальных машин,б) вовтором — принцип формования бумажного листа методом осаждения волокон, диспергированных в воздушном потоке, на сетке.
Бумагоделательные машины сухого формования применяются для изготовления длинноволокнистых видов бумаги, приближающихся по своим свойствам к ткани и отличающихся высокой эластичностью, механической прочностью, особенно по сопротивлению раздиранию и излому, а также высокой впитывающей способностью и воздухопроницаемостью.
а) Бумагоделательная машина состоит из листообразующей части, клеевой ванны, сушильной части, каландра и наката.
Как показано на рис.1, хлопковый рулон 1 установлен в стойки над раскатным валиком 2 и в виде холста подается питательным барабаном 3 к приемному зубчатому валу 4, вращающемуся с окружной скоростью около 9—10 м/сек. Зубчатый вал, расчесывая холст, отрывает от него пучки волокна и передает их на быстровращающийся приемный барабан 5, обтянутый кардной лентой. К верхней части приемного барабана, вращающегося с окружной скоростью около 11,5 м/сек, примыкает гибкое кардное полотно 6 движущееся в том же направлении, что и барабан, со скоростью 0,06—0,1 м/мин. Здесь отделенные от холста пучки хлопка подвергаются интенсивному прочесывающему действию
1031240109220
Рис1 Схема кардочесалыюго устройства машины сухого формования методом начеса: 1 —хлопковый рулон; 2 —раскат;3 — питательный барабан; 4 — зубчатый вал. 5 — кардочесальный барабан; 6 — кардное шляпочное полотно; 7 — вальян; 8 — отбойная гребенка;9 — ножи; 10 — щетка
между кардными поверхностями и разделяются на отдельные волокна.
Расчесанные и очищенные от посторонних примесей хлопковые волокна передаются на медленно вращающийся барабан, так называемый вальян, 7, покрытый тонкой кардной лентой с более частым расположением иголочек, и с последнего снимаются в виде бесконечного волокнистого слоя при помощи отбойной гребенки 8, совершающей колебательные движения с числом ударов 600 в минутуту.Крупный сор отделяется от волокна ножами 9, а мелкий пух и отчёсы отделяется от кардной пов-ти гибого полотна щёткой 10.
Для успешной работы необходимо хорошо организовать прием смены. Сеточник и сушильщик до начала смены внимательно осматривают машину, проверяют состояние одежды машины и оборудования, наличие бумажной массы в бассейнах, а также интересуются данными лабораторных анализов и качеством бумаги, выработанной в предыдущей смене. Наряду с этим они выясняют, как протекала работа в предндущеи смене, какие были затруднения и как они преодолвалисъ. Выяснение этих обстоятельств позволяет сеточнику лучше организовать работу своей бригады, учесть необходимые простои и ремонты машины, если они потребуются, и быстрее ликвидировать недостатки в работе машины и подсобного оборудования.
Бригада сдающая смену, рассказывает бригаде, принимающей смену об имеющихся недостатках в работе машины, чтобы можно было быстро принять соответствующие меры для их устранения.
Состояние оборудования бумагоделательной машины, одежды и рабочего места отмечают в журнале приема и сдачи смены.

БИЛЕТ №21
1. Выпаривание СФА щёлоков. При сжигании щелоков в современных, содорегенерационных агрегатах необходимо упаривать щелок до концентрации 60—65 % сухого вещества. При наличии каскадных или циклонных испарителей в составе агрегатов ограничиваются выпаркой до концентрации 50—55 %.
Количество воды, кг, которое должно быть удалено из щелока при выпарке, может быть подсчитано по формуле:
W=G*(1-b/b)
где G — количество щелока, поступающее на выпарку, кг; bн — начальная концентрация щелока, % сухого вещества, bК-— конечная концентрация щелока после выпарки, % сухого вещества.
Перед подачей на выпарную станцию черный щелок должен быть возможно полнее освобожден от содержащегося в нем мыла и мелкого волокна. Присутствие в щелоке мыла, концентрация которого при варке древесины сосны доходит до 15— 20 г/дм3, ведет к сильному вспениванию щелока в выпарных аппаратах, что вызывает потери щелочи с перебросами пены из корпуса в корпус.
Удаление из щелока мыла производится путем отстаивания в больших баках, служащих одновременно запасными резервуарами. Сульфатное мыло представляет собой смесь натриевых солей смоляных и жирных кислот. Плотность смеси этих кислот, или так называемого сырого таллового масла, составляет 0,95—0,98 г/см3. Сырое сульфатное мыло, отстаивающееся в баках, имеет гораздо меньшую плотность, так как содержит значительное количество воздуха в виде пузырьков пены. Так как плотность щелока, поступающего на выпарку, обычно составляет 1,075—1,100 г/см3 (при 15 °С), то мыло достаточно легко всплывает на поверхность щелока.
Для улавливания мелкого волокна из щелока устанавливают наклонные сетки, барабанные фильтры, фильтры-прессы, фильтры с волокнистым подслоем из длинного волокна.
Окисление:Черный щелок после сульфатной варки содержит значительные количества неизрасходованного сульфида натрия. При выпарке в условиях вакуума в последних корпусах выпарной батареи усиливается водный гидролиз остаточного сульфида с выделением газообразного сероводорода; Na2:S + H20=2NaOH + H2S. Сероводород уходит с выхлопными газами вакуум-насосов и частично растворяется в конденсатах вторичного пара. В результате происходят значительные потери серы и усиливаются явления коррозии выпарных аппаратов, не говоря уже об опасности для обслуживающего персонала. Чтобы препятствовать гидролизу остаточного сульфида, производят продувку черного щелока перед выпаркой воздухом. При этом сульфид натрия окисляется в тиосульфат и другие продукты, которые хотя и могут подвергаться, гидролизу, но без выделения сероводорода.
Основной процесс, происходящий при окислении черного щелока воздухом, обычно изображают реакцией
2Na2S +202 + Н20 == 2NaOH + Na2S203 + 900 кДж.
Для выпарки сульфатных и натронных щелоков применяются вертикальные выпарные аппараты пленочного типа с длинными трубками. По устройству их можно разделить на одно-, двух- и трехходовые, по принципу действия — на аппараты с восходящей и падающей пленкой.
Характерным представителем одноходовых аппаратов с восходящей пленкой является аппарат типа Кестнера .Аппарат имеет цельносварную конструкцию и снабжен выносным сепаратором. Почти всю длину кипятильника 9 занимает греющая камера, сквозь которую проходят кипятильные трубки 4 диаметром 50 мм и длиной 7 м, завальцованные в трубные доски 2. Поверхность нагрева одной трубки равна 1 м2. Греющая камера имеет штуцер 3 для вторичного пара и штуцер 10 для свежего пара. Конденсат удаляется через нижний штуцер 8, неконденсируемые газы — через штуцер 5. Щелок поступает в нижнюю щелоковую камеру кипятильника через штуцер 7 и поднимается в трубках на высоту 2—2,5 м. Образующаяся смесь пара и щелока выбрасывается в верхнюю камеру и далее по соединительному патрубку 16 переходит в сепаратор 13. При движении вверх по трубке пар устремляется по центру трубки со скоростью 10—20 м/с, увлекая за собой щелок в виде пленки по стенкам трубки.
650240307340
В США и Канаде распространенным типом пленочных аппаратов является выпарной аппарат системы Свенсона. Кипятильник и сепаратор у этого аппарата расположены на одной оси и в дополнение к сепаратору на паропроводе вторичного пара имеется ловушка для пены. Греющий пар вводится через штуцер 8, перед которым установлена отбойная перегородка 9 для предохранения трубок от механического удара струи пара. Конденсат отводится через штуцер 6. Греющая камера снабжена линзовым компенсатором 7. Жидкий щелок вводится по центральному патрубку 5, заполняет нижние концы труб, вскипает и выбрасывается в сепаратор. Ударившись об отражательный зонт 10, сгущенный щелок стекает в низ сепаратора и отводится из него по трубе 3. Соковый пар, пройдя ловушку, уходит по широкому трубопроводу 1, а задержанный в ловушке щелок стекает по трубке 2 и присоединяется к сгущенному щелоку. Предусматривается возможность частичной рециркуляции щелока по патрубку 4
840740202565.
Для увеличения коэффициента теплопередачи пленочные выпарные аппараты выполняются двухходовыми. Нижняя щелоковая камера делится вертикальной перегородкой на две части; нижняя часть сепаратора под отбойным зонтом также имеет перегородку. Щелок, предварительно подогретый в подогревателе, входит в первую половину щелоко-вой камеры, выбрасывается вверх по половине пучка трубок, возвращается из сепаратора во вторую половину щелоко-вой камеры и проходит вторую половину пучка. Скорость движения щелока по трубкам в двухходовом выпарном аппарате примерно в 2 раза больше, чем в одноходовом, что и обеспечивает увеличение коэффициента теплопередачи.
1383665217170
Выпарные аппараты с падающей пленкой появились сравнительно недавно. Схема устройства такого аппарата, представляющего собой как бы поставленный «с ног на голову» нормальный пленочный аппарат; кипятильник 2 располагается вверху, сепаратор 4 — внизу. Щелок поступает в верхнюю щелоковую камеру 1 и стекает вниз по стенкам кипятильных трубок в виде пленки, подгоняемой образующимся паром. В сепараторе вторичный пар отделяется с помощью решетки 7, сгущенный щелок собирается в нижней камере 5 и выводится через штуцер 6, вторичный пар отводится через патрубок 3. Греющий пар входит в кипятильник через штуцер 9, конденсат удаляется через патрубок 8. Опыт эксплуатации аппаратов с падающей пленкой пока невелик, но изготовители их утверждают, что они обеспечивают более высокий коэффициент теплопередачи, чем нормальные аппараты с восходящей пленкой.
1659890167640

2. Химизм СФА варки. Как показывают наблюдения, лигнин дре-весиы при сульфатной варке переходит в раствор быстрее и легче, чем при натронной, благодаря чему сокращается продолжительность варки до одной и той же степени провара целлюлозы. Так как углеводы растворяются в обоих случаях примерно с одинаковой скоростью, сокращение продолжительности варки способствует улучшению селективности процесса, и выход технической целлюлозы при одинаковой степени провара оказывается при сульфатной варке более высоким, чем при натронной, а прочностные свойства целлюлозы лучше. Очевидно, что более быстрое и легкое растворение лигнина при сульфатной варке может быть объяснено специфическим действием ионов сульфида или гидросульфида, присутствующих в сульфатном варочном щелоке. Еще в твердой фазе лигнин древесины под действием этих ионов вступает в реакцию сульфидирования, которая способствует его растворению и в известной мере препятствует его конденсации под действием щелочи.
При СФА варке протекают процессы что и при натронной, а также реакции сульфидирование. Так бензилепиртовые группы лигнина реагируют с гидросульфидом первоначально с образованием меркаптана (меркаптизация лигнина), а затем это неустойчивое в щелочной среде соединение, реагируя с бензилспиртовой группой другой фенилпропановой единицы лигнина, образует стойкий сульфид по схеме:
609600163830

2501906026151–
2–
1073151031240При сульфатной варке гидроксид натрия расщепляет фенольные простые эфирные связи, и освободившиеся фенольные гидроксилы активируют диалкилэфирные простые поперечные связи у альфа-углеродных атомов пропановой цепочки, которые, в свою очередь, расщепляются гидросульфидом. Это явление можно назвать сульфидолизом и изобразить реакцию следующей схемой:
Таким образом, гидросульфид участвует не только в реакции сульфидирования, но и в реакциях разрыва простых эфирных связей в молекулах ЛГ.
30480448310Образуются также эписульфидные связи:
Выход основных органических продуктов , присутствующих в чёрном щёлоке после натронной и СФА варке, примерно одинаков.
Гемицеллюлозы, как и при натронной варке, переходят в раствор главным образом в виде оксикислот и частично в виде простых органических кислот — щавелевой, муравьиной и т. п. При обработке щепы сероводородом в слабощелочной среде происходит восстановление конечных альдегидных групп углеводов в тиольные (меркаптанные) группы, что защищает углеводы от реакции отщепления. Метоксильные группы лигнина во время сульфатной варки омыляются примерно в таком же количестве, как и при натронной, но, кроме метилового спирта, продуктом омыления оказываются летучие метилсернистые соединения — главным образом метилмеркаптан CH3SH и , диметилсульфид CH3SCH3, обладающие резким, неприятным запахом.
3. Факторы влияющие на процесс сушки бумаги на БДМ. Влияние процесса сушки на свойства бумаги. Основными факторами процесса сушки бумаги на бумагоделательной машине являются: температура греющего пара и температура сушильных цилиндров, скорость машины, свойства окружающего воздуха и система вентиляции, а также коэффициент теплопередачи от пара бумаге. К перечисленным выше факторам процесса следует добавить свойства самой бумаги: ее толщину, степень помола бумажной массы и композицию, а также конструктивные особенности бумагоделательной машины.
Температура греющего пара. Температура пара в пограничном слое со стенкой сушильного цилиндра — один из главных факторов сушки, от которого зависит скорость и эффективность процесса. С повышением средней температуры сушильных цилиндров и температуры греющего пара скорость сушки возрастает примерно по закону прямой линии.
Скорость бумагоделательной машины. Повышение скорости бумагоделательной машины интенсифицирует процесс сушки бумаги, при этом увеличивается доля воды, испаряемой на свободных участках бумажного полотна между сушильными цилиндрами. Объясняется это сокращением времени пребывания бумаги между сушильными цилиндрами, меньшим ее охлаждением при переходе с цилиндра на цилиндр и более бурным испарением влаги по этой причине со свободной поверхности бумаги.
Свойства окружающего воздуха. Свойства окружающего воздуха практически не влияют на скорость сушки бумаги на нагретой поверхности сушильного цилиндра при нормальном атмосферном давлении, но влияют лишь на испарение влаги на свободных участках бумажного полотна и имеют большое значение для вентиляции бумагоделательной машины.
Коэффициент теплопередачи от пара бумаге. Коэффициент теплопередачи от пара бумаге К определяют по формуле
1526540118110
где α1 — коэффициент теплоотдачи от пара стенке сушильного цилиндра, ккал/м2 • ч °С; а2 — то же от стенки цилиндра бумаге, ккал/м2 • ч -°С; б — толщина стенки сушильного цилиндра, м; λ— коэффициент теплопроводности материала стенки, ккал/м • ч • °С. Термическое сопротивление чугунной стенки сушильного цилиндра невелико, поэтому общий коэффициент теплопередачи от пара бумаге больше зависит от коэффициентов α1и а2; На величину коэффициента а1 может оказать влияние наличие в сушильном цилиндре воздуха и конденсата, а также загрязнений на внутренней поверхности стенки в виде накипи или масла. Они оказывают добавочное сопротивление передаче тепла от пара стенке и уменьшают значение коэффициента. На величину коэффициента а2 влияют загрязнения наружной поверхности стенки сушильного цилиндра, наличие воздушной прослойки и плохой контакт между стенкой цилиндра и бумагой, а также влажность и другие свойства самой бумаги.
Контакт бумаги с греющей поверхностью цилиндра. Для создания хорошего контакта бумаги с греющей поверхностью сушильных цилиндров на бумагоделательной машине служат сушильные сукна. Они прижимают бумагу к поверхности цилиндров и тем самым способствуют лучшей передаче тепла. Кроме того, сушильные сукна, прижимая бумагу к гладкой поверхности цилиндров, уменьшают усадку бумаги и предотвращают ее коробление и сморщивание при сушке.
Большое значение имеет степень натяжения сушильных сукон. При слабом натяжении сукон испарение влаги в сушильной части машины ухудшается.
Свойства бумаги. Физико-химические свойства бумаги оказывают значительное влияние на процесс сушки бумаги. Из них больше всего влияют толщина или вес 1 м2 бумаги и степень помола массы, из которой изготовлена бумага. Меньше влияет композиция бумаги: род волокон, содержание проклеивающих и наполняющих веществ.
Влияние процесса сушки на свойства бумаги
Изменение физико-химических свойств бумаги при сушке. При
сушке из бумаги удаляется вся свободная влага, находящаяся в промежутках между волокнами и в каналах самих волокон, а также значительная часть связанной влаги, содержащейся в их клеточных стенках.
В результате сушки изменяются размеры волокон и их физико-химические свойства (гибкость, эластичность, гидрофильность и прочность), а сам лист бумаги подвергается усадке. Деформации бумаги способствуют силы поверхностного натяжения воды, удаляемой при сушке, которые стягивают между собой отдельные волокна, образуя плотную структуру листа бумаги. При наличии хорошо гидратированной бумажной массы волокна в бумажном листе приходят в тесное соприкосновение и после удаления воды создаются условия для возникновения водородных связей между свободными гидроксильными группами на поверхности микрофибрилл соседних волокон. Таким образом образуются межволоконные связи в бумажном листе.
Усадка бумаги при сушке. Усадка бумаги при сушке зависит от рода волокон и их гидратационных свойств, зависящих в свою очередь от химического состава волокон, наличия гемицеллюлозных спутников целлюлозы, количества лигнина, степени помола массы, а также от условий выработки бумаги на машине (натяжения бумаги в мокрой и сушильной частях машины и натяжения сушильных сукон).
Основная усадка бумаги происходит в направлении толщины листа. Изменению линейных размеров бумаги в других направлениях препятствует натяжение бумаги в продольном направлении листа, кроме того, сушильные сукна прижимают бумагу к поверхности сушильных цилиндров и препятствуют ее свободной усадке при сушке. Поэтому усадка бумаги по ширине и длине листа значительно меньше, чем по толщине, а поперечная усадка больше продольной.
Гидрофобизация бумаги при сушке. В процессе сушки бумаги происходит дегидратация, или «отбухание», волокон, сопровождающаяся падением их гидрофильных свойств. Это явление заключается в том, что свободные полярные гидроксильные группы целлюлозы на поверхности микрофибрилл волокна и в микропорах, освобожденные во время размола массы, взаимно насыщают друг друга после удаления: адсорбированной воды и образуют прочные водородные связи. По этой причине набухание целлюлозы и бумаги, изготовленной из нее, после нагрева и сушки снижается, так как процесс отбухания волокон при сушке обратим не полностью. Таким образом, в процессе сушки бумаги происходит до некоторой степени ее гидрофобизация.

БИЛЕТ № 22
1. Особенности технологии производства белёной ДМ путём термодифибрирования и дефибрирования под давлением
1)м/д дифибрирования под давлением :
Достоинство:высокий выход из древесины. Низкий расход энергии с рекуперацией тепла, хорошо фибрилированные длинные волокна обеспечивающие высокие физико-химические показатели.Низкая себестоимость массы.Возможность использования для дешёвой бумаги санитарно-бытового назначения без добавления Цел. Возможность полной автоматизации всего процесса ДМ.
Недостаток: значительно сокращение срока службы камня,даже керамического.Это присходит из-за разрушения связующего с помощью которого формируют камни,, под действием температуры и повышанной кислотности.
Линия включает оборудование для дополнительного измельчения, работающего под повышанном давлением,дополнительные циклоны для сброса давления и для удаления пара от массы в том , числе один из них гидроциклон, где используется вода.Всё оборудование имеет кожух и изоляцию , которая сохраняет тепло и там где нужно давление.Параметры дефибрирования :давление:2,5-2,7 кгс/см2;температура=120-125 ºС. концентрация в ванне= 1,5%.Балансы в дефибрёр подаются ч/з специальные камеры выравнивающие давление.Масса после дефибрёра удаляется по трубопроводу, а не переливом.Особенности:в зоне дефибрирования происходит перевод ЛГ в вязкопластичное состояние и учитывая строение клеточных стенок волокна отрываются под действием торсионной силы,т.е. сначало одно волокно воспринимает нагрузку, оно пнредаёт свою энергию рядом упакованному волокну и т.д. Т.е. клеточная стенка по слоям вскрывается, доходя до слоя S2 , который состоит главным образом из целлюлозы и эта торсионная сила вскрывает и фибриллы.Поперечное измельчение практически не происходит.В 90-е эта масса была усовершенствована и названа супермассой. Тут давление увеличивалось до 5 кгс/см3, температура= 140ºС, такие параметры ещё более подняли прочность массы.Прочность обусловлена добавлением отбеливателя. Такая масса стала похоже на полуцеллюлозу.
Получение термодифибрёрной массы(ТДМ).
Разработан в основном к цепным дефибрёрам, применяется при реконструкции цеха. Тут тоже температура и давления повышены. При обычном дефибрировании температура изменяется неоднородно. При разработанном способе достигается постоянство температуры.Изоляция зоны дефибрирования позволяет увеличивать температуру до 120 ºС т.к. пространство теплоизолировано, то эта температура распространяется навсе участки дефибрирования..
2. Каустизация СФА щёлоков.
После растворения плава как при натронной , так и при СФА варке получают зелёный щёлок, который подвергают каустизации с целью превращения Na2CO3 в NaOH.
Na2CO3+Са(ОН)2=2 NaOH+СаСО3
К= NaOH/ NaOH+ Na2CO3–степень каустизации
Факторы влияющие на «К»:1)температура, при уменьшении от 100 до 60 «К» увеличивается на 2 %,если «Т» <60 , то резко увеличивается время каустизации;2)концентрация содового р-ра, с увеличением конц. «К» уменьшается.
1828800616585Каустизаторы:
на практике устанавливают от 3 до 5 каустизаторов:
916940402590
Декантаторы:
205740081915Общие признаки:1)идёт р-я каустизации;2)образуется шлам и зелёный щёлок;3)регулируется время и температура.
Отличае:1)отвод реакционной смеси(каустизатор– сверху;деконтатор–снизу);2)в каустизаторе процесс проходит непрерывно.При этом в каустизатор непрерывно поступает реакционную смесь в нижнюю часть аппарата и непрерывно отводится из верхней части аппарата.
У деконтаторов выдерживается время каустизации при определённой температуре. Полученный крепкий зелёный щёлок самотёком удаляется в отдельный бак. Затем в этот деконтатор заливают слабый белый щёлок для промывки СаСО3 ,кот. нах-ся на дне деконтатора.
Схема непрерывной каустизации с использованием каустизаторв

3. Технология сушки бумаги.После прессовой части мокрое бумажное полотно поступает в сушильную часть БДМ , где удаляется оставшаяся после отжима в прессах влага в кол-ве 1,5-2,5 кг на 1 кг бумаги. Сушильная часть бумагоделательной машины состоит из вращающихся обогреваемых изнутри паром и расположенных обычно в два ряда сушильных цилиндров. Движущееся бумажное полотно прижимается к нагретой поверхности цилиндров при помощи сушильных сукон, улучшающих теплопередачу и предотвращающих коробление и сморщивание поверхности бумаги при сушке. Размеры сушильной поверхности, число цилиндров и скорость движения бумажной ленты выбирают с таким расчетом, чтобы бумага, пройдя сушильную часть машины, успела высохнуть до содержания остаточной влаги в размере 5—7%. Продолжительность сушки бумаги в сушильной части машины незначительна и обычно находится в пределах 20—40 сек.
Для сушки сушильных сукон, воспринимающих значительное количество влаги из бумаги, служат такие же сушильные цилиндры, которые находятся под нижним и над верхним рядом бумагосушильных цилиндров.
Для сушки тонкого листового материала бумаги применяется контактный метод, при котором тепло, необходимое для нагрева материала и испарения из него влаги, непосредственно передается от горячей поверхности сушильных цилиндров, обогреваемых паром.
Контактная сушка является наиболее распространенным методом сушки после конвективной. Сушильный процесс на бумагоделательной машине состоит из ряда отдельных повторяющихся циклов, количество которых равно количеству сушильных цилиндров, причем каждый цикл состоит из двух последовательно протекающих во времени фаз: сушки бумаги на нагретой поверхности сушильного цилиндра и в промежутках между цилиндрами. Сушка бумаги на нагретой поверхности также не вполне однородна, поскольку не вся поверхность бумаги, соприкасающейся с сушильным цилиндром, прикрыта сукном.
В первой фазе каждого цикла сушки (т. е. на сушильном цилиндре) бумажное полотно получает тепло от нагретой поверхности и расходует его на испарение влаги из бумаги и на повышение температуры бумаги, охладившейся во второй фазе при прохождении между сушильными цилиндрми. Во второй фазе каждого цикла испаряется влага с обеих сторон бумаги благодаря теплу, накопленному в первой фазе процесса. В этой фазе сушильного процесса бумага охлаждается. Главная часть воды испаряется на нагретой поверхности сушильных цилиндров.
Большая часть воды, испаряемой из бумаги, переходит в сушильное сукно в виде пара, который частично конденсируется в сукне, и только незначительная часть влаги переходит в сукно в жидкой фазе в результате капиллярного впитывания. Испарение влаги из сукна и выход из него несконденсировавшихся паров происходит с обеих сторон сукна при его движении на свободных участках между сушильными цилиндрами и при обратном ходе сукна. При этом сукно охлаждается. При установившемся режиме сушки количество воды, испаряемой из сукна, равно количеству воды , поглощённой из бумаги.
БИЛЕТ № 23
1. Технология переработки отходов сортирования ДМ. При получении механической массы, количество отходов сортирования возрастает до 30 % от всей древесной массы, следовательно большое внимание уделяется переработке. Степень помола отходов равна 10 – 15 ºШР, следовательно такая масса не может использоваться самостоятельно или возвращаться в поток, от сюда следует, что нужен дополнительный размол до 30 ШР. Эта масса состоит из грубых малофибрилированных жестких частиц древесины (сучки) размол которых проводить обязательно. Размалывают отходы в рафинерах в одну ступень, полученная масса введенная в основной поток ухудшает поверхность получаемой бумаги, отсюда следуют обрывы полотна. Перемолотая рафинерная масса вызывает повышенную пылимость бумаги. Нельзя использовать рафинерную массу в производстве газетной, типографской и писчей бумаги. Поэтому размалывают отходы в 2 ступени в рафинерах, в последнее время в дисковых мельницах. На второй ступени используют гидрофайнер – конические формы состоят из кожуха и сердечника. Масса поступает в узкую часть, проходит пространство между статором и ротором и перетирается, разрезается в пространстве между статором и ротором. Чем больше концентрация тем меньше степень разрезания, но больше степень продольного расщепления, отсюда следует более высокая качество массы. Отходы сортирования требуют особого внимания и при сгущении перед размолом они имеют низкую концентрацию равную 1 %, для размола такая масса требует сгущения. Для сгущения до 2  3% используют наклонное сито, которое устанавливают под углом 60 градусов, диаметр отверстия 2 мм. Массу пропускают по поверхности сита и она отдает воду. Если угол равен 30 градусам, то масса сгущается до 4 – 8 %. Сгущение на обычных шаберных сгустителях возможно при больших концентрациях массы. Так же применяются скребковые сгустители. Они состоят из горизонтальных перфорированных пластин с отверстиями диаметром 2 – 6 мм, над пластинами смонтировано скребковое устройство. Масса проходящая по пластинам перемещается с помощью скребков и постепенно обезвоживается. На входе рафинера устанавливается магнитный сепаратор, который улавливает металлические включения. Новый метод обработки отходов сортирования – это воздействия на них моносульфита натрия отсюда следует повышение гидрофильности лигнина в древесных частицах. Древесина становится более пластичнее и легче разделывается на отдельные структурные составляющие. Получают тонкие гибкие волокна с высокой способностью к образованию связи. Условия: температура равна 130 градусов, расход сульфита натрия 6%, продолжительность 20 мин, pH массы равно 7-8.
После сортирования размолотые отходы подаются в основной поток готовой древесной массы. Могут получать и товарную древесную массу, т.е. не подавать ее на смешивание с основным потоком а сгущение и обезвоживание проводить отдельно. Обработанная древесная масса обладает высокими бумагообразующими свойствами, ее можно продавать по высокой цене.
2. Побочные продукты сульфат-целлюлозного производства. При модификациях процесса регенерации черного щелока натронного и сульфатного производства осуществляется получение побочных продуктов.
1)получение щелочного лигнина (медол) Исходным служит черный щелок ,содержащий 19-20 сухого вещества .Осаждение ведут в двух последовательно соединенных баках ,через которые пропускают дымовые газы ,содержащие 15-20% СО2 ,время осаждения =8-9 часов, рН=8,5. Мидол высаживается из щелока виде желатинового осадка ,его подвергают коагуляции температура =90 градусов и затем охлаждение при 40 градусах при непрерывном размешвании. Осадок отфильтровывают и промывают в фильтр-прессе ,просушивают. Сухие хлопья раскалывают в порошок и готовый мидол пакуют. (W=2-4,зольность =1,растворимость в воде 2 ,температура плавления =235 градусов ,выход=30 процентов от массы органического осадка черного щелока)
2)Получение пластичных масс (изготовление слоистых пластиков на бумажной основе –ламинаты).Порошок лигнина перемешивают с Ц при размоле .Отливают и сушат бумагу массой 200 г/м2.Листы бумаги укладывают в пачку (десятки штук ) в этажерочный прессах с паровым обогревом .Давление =50 МПа,температура =180 градусов ,продолжительность =60 минут.
3)Получение ванилина из сульфатного лигнина прямым окислением черного щелока воздухом . Окисление проводят в присутствии медного купароса в автоклаве где давление =0,75МПа,8 NaOH.Выход ванилина =1кг из 1м3 щелока или 0,5 процентов от массы сухого вещества.
4)Получение органических кислот (муравьиной ,уксусной ,щавелевой ,молочной ,малоновой,янтарной и др.). Черный щелок окисляют кислородом при температуре=140-170 градусов в течении 1,5 часа . Для выделения кислот из окисленного щелока его подкисляют серной кислотой до рН=2 и отделяют осадок лигнина .Фильтрат экстрагируют диэтиловым эфиром для извлечения муравьиной и уксусной кислот , выход составляет 70-140 кг на 1 тонну Ц. Черный щелок окисляют воздухом в пенном скруббере и упаривают с 30 процентной серной кислотой до рН=1. Раствор фильтруют и обрабатывают 40 проц.H2SO4.Образуется 2 слоя – слой кислой воды и белый осадок CaSO4.Осадок отфильтровывают ,кислую воду на ректификацию ,где обнаружена смесь кислот . 58 процентов кислот – это 39 процентов уксусной, 7 процентов муравьиной ,7 проц. пропановой кислоты ,и 5 проц. масляной кислоты
5)Получение диметил сульфида. К упаренному черному щелоку добавляют Na2S или S и смесь нагревают в теплообменнике до температуры 190 С, затем острым паром в реакторе под давлением 15 МПа и темп. 280 С. образуется смесь газов охлажденных в конденсаторе и получают сырой диметил сульфид. Это промывают в скрубберах белым щелоком и на ректификацию. Получают товарный диметил сульфид выход которого 30 кг на 1 тонну целлюлозы.
6) получение диметилсульфоксида из диметил сульфида различными методами окисления Окисление диметилсульфида азотной кислотой связано с образованием промежуточного продукта – нитрата сульфоксида. Потом его разлагают карбонатом бария и получают диметилсульфоксид. Для получения диметилсульфоксида из газообразных выбросов и конденсата сульфат целлюлозного производства исходным сырьем является одорант, т.е. смесь дурнопахнущих метилсернистых продуктов, собранных варочном и выпарном отделах завода. После перегонки одоранта получают диметил сульфид, который подвергают окислению перекисью водорода. Сырец очищается вакуум перегонкой и собирается в сборника, выход составляет 1 кг на одну тонну целлюлозы. Является хорошим растворителем для экстрактивных веществ.
3. Прессование бумаги. Влияние прессования на свойства бумаги. Правило безопасной эксплуатации прессовой части БДМ. Сырая бумага, отлитая на сеточном столе бумагоделательной машины, содержит 12—24% сухого вещества (в среднем 18— 20%). Таким образом, на 1 кг бумаги в бумажном полотне остается еще 3—8 кг воды. Эта вода удаляется сначала механическим отжимом при пропуске бумажного полотна через несколько вальцовых прессов, расположенных последовательно, а затем при сушке на нагретой поверхности сушильных цилиндров. При отжиме влаги на прессах изменяется ряд свойств бумаги: повышается объемный вес, снижается пористость, воздухопроницаемость, впитывающая способность, увеличивается механическая прочность по сопротивлению разрыву, излому и продавливанию, повышается прозрачность.
При прессовании применяют шерстяные сукна, которые предохраняют слабое бумажное полотно от разрушения, пропускают отжатую влагу и одновременно транспортируют бумагу от пресса к прессу и далее к сушильным цилиндрам.
Обычно на машине устанавливают два-три мокрых пресса. На самосъемочных машинах можно встретить один мокрый пресс, при выработке высокосортных видов бумаги — четыре, а при выработке жиронепроницаемых видов бумаги — даже пять прессов. Кроме мокрых прессов с сукнами, часто устанавливают еще сглаживающие, или офсетные, прессы без сукон. Они предназначены не для удаления влаги, а лишь для уплотнения бумаги и придания ей гладкости.
Путем механического отжима в прессовой части машины удается достигнуть сухости бумажного полотна от 25 до 42 и даже иногда до 45%. Конечная сухость бумаги после прессов зависит от вида вырабатываемой бумаги, удельного давления, скорости машины, типа и количества мокрых прессов.
Количество влаги, удаляемой мокрыми прессами, уменьшается от пресса к прессу, а потому установка большого количества прессов в ряде случаев не оправдывается экономически, так как количество воды, удаляемой на последнем прессе, может обойтись дороже, чем обезвоживание сушкой. Количество прессов, устанавливаемых на бумагоделательной машине, определяют в каждом отдельном случае технико-экономическими расчетами.
Чем больше воды удаляется при прессовании бумаги, тем, естественно, меньше ее удаляется из бумажного полотна в процессе его сушки. Это важно не только с экономической точки зрения, так как механический отжим влаги в прессах обходится значительно дешевле, чем испарение ее при сушке, но и имеет определенное значение для достижения тех или иных свойств бумажного полотна.
С увеличением удельного давления при прессовании возрастает сухость бумажного полотна, выходящего из пресса. По мере увеличения сухости удельное давление может быть повышено без опасения раздавливания полотна. Поэтому на втором прессе применяют большее удельное давление, чем на первом, а на третьем прессе — большее давление, чем на втором, доходящее до 686—787 Н/см и в отдельных случаях до 981 Н/см. С повышением удельного давления наряду с увеличением сухости бумажного полотна легче повысить плотность изготовляемой бумаги.
Однако после достижения определенной величины удельного давления последующее его повышение уже не обеспечивает возможности дальнейшего повышения плотности бумаги.
Если в композиции бумаги содержится древесная масса, то максимально возможная плотность бумаги достигается при меньшем удельном давлении прессования, чем при изготовлении бумаги из 100%-ной хвойной целлюлозы. С повышением удельного давления прессования механическая прочность бумаги, выражаемая показателем разрывной длины, увеличивается, воздухопроницаемость бумаги при этом резко снижается, снижаются также показатели белизны и непрозрачности бумаги. Непрозрачность бумаги из хвойной целлюлозы и ее впитывающая способность снижаются значительно больше, чем соответственно у бумаги, содержащей древесную массу. Поэтому высокие удельные давления в прессах при выработке газетной бумаги способствуют росту сухости бумажного полотна перед его поступлением в сушильную часть бумагоделательной машины при сравнительно небольшом снижении непрозрачности.
Однако при чрезмерно высоком удельном давлении в прессе, в особенности при наличии в массе жирного помола большого количества воды, вследствие затрудненного отвода ее из зоны наибольшего давления, наблюдается раздавливание («дробление») бумажного полотна, сопровождаемое разрушением структуры бумаги и частыми обрывами полотна в прессовой части бумагоделательной машины. Увеличение удельного давления прессования при условии непревышения порога раздавливания бумажного полотна приводит к повышению величины показателей сопротивлений бумаги продавливанию и излому.
По мере повышения величины относительной сухости бумаги после прессовой части машины вплоть до 40—43 % степень проклейки бумаги возрастает за счет создания более плотной структуры и меньшего разрыхления этой структуры выделяющимися при сушке парами воды. Однако при более высокой сухости бумажного полотна степень проклейки изготовляемой бумаги уже снижается, по-видимому, вследствие удаления при таком интенсивном прессовании вместе с отжимаемой водой и проклеивающих веществ.
Влияние массы 1 м2 полотна бумаги на ее способность обезвоживаться в прессе выражается в том, что при чрезмерно высокой массе 1 м2 полотна заметно увеличивается сопротивление волокнистого слоя фильтрации, а при пониженной массе 1 м2 — неравномерность давления решетки сукна на относительно слабо сжимаемую бумагу. Наблюдениями установлено, что при всех прочих равных условиях наиболее высокую сухость после прессования обнаруживает полотно с массой 1 м2 200—300 г.
Натяжение бумажного полотна в машинном направлении при прохождении прессовой части бумагоделательной машины способствует увеличению анизотропности структуры бумаги с более ярко выраженной ориентацией волокон в машинном направлении. Это в свою очередь повышает прочность бумаги на разрыв преимущественно в машинном ее направлении. Удлинение бумаги до разрыва (растяжимость) в машинном направлении снижается, а в поперечном — увеличивается.

Приложенные файлы

  • docx 18736932
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий