Размольно-подготовительный отдел фабрики по производству бумаги
Размол в бумажном производстве, от которого зависят свойства бумаги. Аппараты РОУ, конические и дисковые мельницы. Размол полуфабрикатов; сортирование, очистка и сгущение массы; хранение массы и подачи на машину. Производство бумаги глубокой печати.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.07.2008 |
Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Гидрофайнер. Гидрофайнеры представляют собой скоростные конические мельницы с цельнометаллической литой гарнитурой, предназначенные для расчеса, рафинирования и гидратации массы без существенного укорочения волокна. Они отличаются малым га-баритом, очень компактны и обладают вместе с тем сравнительно высокой производительностью.
Рис. 3. Скоростная мельница Джонса
Наиболее распространен у нас гидрофайнер первой величины типа «Дилтс» завода Тампелла (рис. 4). Ротор диаметром 235/387 мм и длиной 673 мм насажен на стальной вал, снаружи имеет ножевую рубашку из хромистой стали, на которой выфрезерованы ножи трех размеров по длине толщиной от 10 до 14 мм в количестве 48 шт. (24+12+12).
Чугунный корпус статора, как и ротор, снабжен съемной ноже-вой рубашкой из хромистой стали с выфрезерованными зигзаго-образными ножами двух размеров (58 шт.) и толщиной 10--12 мм.
Подшипники ротора сферические, перемещающиеся вместе с ва-лом при его передвижении вдоль оси. На валу ротора со стороны
входа массы установлена крыльчатка для гона массы. Присадка ротора производится перемещением его в осевом направлении, как и у мельниц Жордана, при помощи ручного маховичка. Некоторые современные конструкции гидрофайнеров снабжены электрическим, пневматическим или гидравлическим присадочным устройством, управляемым со щита.
Рис. 4. Гидрофайнер:
а -- общий вид; б --разрез; / -- ротор; 2-- статор; 3 -- присадочное устройство; 4 -- муфта 5 -- крыльчатка
Ротор гидрофайнера приводится во вращение от электродвига-теля мощностью 150 кет (число оборотов 1450 в минуту) без про-межуточного редуктора. При этом окружная скорость по среднему диаметру ротора составляет около 24 м/сек.
Благодаря установке на валу крыльчатки гидрофайнер может работать при концентрации массы до 6%. Такая концентрация массы, как известно, лучше способствует гидратирующему дей-ствию размола, чем более низкая, при которой обычно работают конические мельницы. Поэтому при двухступенчатой схеме размола на гйдрофайнерах и мельницах Жордана целесообразно иметь со-ответствующие концентрации массы на каждой ступени размола.
Гидрофайнеры завода Тампелла выпускаются трех величин с мощностью двигателя 65, 150 и 260 кет. Гидрофайнеры Блек-Клоусон (США) выпускаются разных типоразмеров с мощностью двигателя от 37 до 300 кет и снабжаются автоматическим приса-дочным устройством «Дюотролл» (электродвигатель), управляю-щим присадкой ротора по заданной программе и поддерживающим нагрузку аппарата постоянной.
Большое применение получили у нас также гидрофайнеры Юль-хафайнер, выпускаемые в Финляндии, и Эшер-Висс, выпускаемые в Австрии.
В СССР гидрофайнеры выпускаются шести величин с мощно-стью двигателя от 55 до 600 кет и пропускной способностью от 5 до 150 т массы в сутки. Все гидрофайнеры имеют угол конуса 22° и могут работать в зависимости от назначения при разном числе оборотов ротора и разной мощности двигателя. (Подробная харак-теристика отечественных гидрофайнеров марки МКЛ приведена в «Справочнике бумажника», т. II, 1965 г.) Они с успехом приме-няются при двухступенчатой схеме размола в комбинации с мель-ницами Жордана при выработке многих видов бумаги из целлю-лозы и в особенности крафт-мешочной, электроизоляционных и других видов бумаги из сульфитной целлюлозы и древесной массы. В последнем случае размол целлюлозы можно проводить на одних гйдрофайнерах. При выработке бумаги с высоким содержанием древесной массы, например газетной или типографской № 2 и 3, не требуется размол целлюлозы до высокой степени помола. Цел-люлозу нужно только освободить от пучков (рафинировать), расче-сать и слегка гидратировать. Более экономично такой размол осу-ществляется на гйдрофайнерах.
При размоле бумажной массы в гйдрофайнерах степень помола массы растет незначительно, поэтому масса легко обезвоживается на сетке бумагоделательной машины. Наряду с этим улучшаются механические свойства бумаги, особенно сопротивление раздира-нию, надрыву и излому, так как волокно хорошо фибриллируется и гидратируется при размоле без значительного укорочения и при-обретает пластичность.
2.2. Схемы установок и работа конических мельниц.
Конические мельницы могут быть использованы для домалывания и рафиниро-вания массы в дополнение к роллам, а также в качестве самостоя-тельных размалывающих аппаратов непрерывного действия. В за-висимости от назначения схемы их установок могут быть различными. В первом случае конические мельницы могут уста-навливаться либо в ролльном отделе между массным и машинным бассейнами, либо после машинного бассейна непосредственно перед бумагоделательной машиной. Вторая установка предпочтительнее, так как позволяет быстрее исправлять недостатки качества массы, поступающей из ролльного отдела, и лучше приспосабливать ее к требованиям производства. Конической мельницей в этом случае управляет сеточник. Коническую мельницу для рафинирования и регулирования помола массы устанавливают сравнительно неболь-шой производительности с таким расчетом, чтобы она была полно-стью загружена, иначе аппарат будет работать неэкономично.
При использовании конических мельниц в качестве самостоя-тельных размалывающих аппаратов непрерывного действия при-меняются циклические и непрерывные схемы размола. Первая из них приме-няется при сравнительно небольшой производительности установки и мо-жет быть использована при размоле до высокой степени помола массы. Она может с успехом применяться при выработке широкого ассортимен-та бумаги на одной и той же бумагоде-лательной машине, так как позволяет менять характер размола волокна.
Количество размолотой массы, поступающей в метальный бас-сейн, устанавливается с таким расчетом, чтобы обеспечить беспере-бойную работу бумагоделательной машины. Эффект обработки массы в этой системе зависит от степени присадки ротора мель-ницы и величины потока размолотой массы, возвращающейся в мельницу (т. е. от коэффициента рециркуляции). Чем больше за-гружена мельница и чем меньше от нее отводится размолотой массы в бассейн готовой массы, тем выше эффект ее обработки (больше увеличивается степень помола по Шоппер-Риглеру).
Таким образом, в обеих схемах непрерывного размола массы в конических мельницах эффективность обработки массы регули-руется присадкой размалывающих органов мельниц, а также отбо-ром размолотой массы (или производительностью мельницы). Сле-довательно, между эффектом обработки массы и производительно-стью конической мельницы существует обратная зависимость, производительность мельниц зависит от вида волокна и требуе-мой степени помола массы.
Принципиальная разница между двумя вышеуказанными схе-мами непрерывного размола массы заключается в том, что при размоле массы по второй схеме с рециркуляцией процесс обра-ботки волокна прерывается на время циркуляции массы в бачке (при этом волокно лучше набухает). Кроме того, размол массы протекает при меньшем гидравлическом давлении в мельнице. В схеме с рециркуляцией напор массы не превышает обычно 2--3 м вод. ст., тогда как при подаче массы в мельницу насосом этот на-пор может достигать гораздо больших значений. Повышение гид-равлического давления внутри мельницы при сильном дросселиро-вании массы задвижкой на выходном массопроводе приводит к воз-растанию потребления мощности мельницей, и этот повышенный расход энергии на размол не компенсируется пропорциональным возрастанием эффекта обработки массы.
Таким образом, в отношении расхода энергии на размол эта схема, по-видимому, имеет некоторые преимущества перед схемой с дросселированием массы на выходе из последней мельницы. Тем не менее вторая схема проще и имеет более широкое применение на бумажных и картонных предприятиях, нежели первая. Как по-казала практика, схема включения мельниц с дросселированием массы на выходном трубопроводе работает достаточно эффективно при сравнительно большой пропускной способности мельниц и, сле-довательно, при малом дросселировании массы, когда гидравличе-ское давление массы внутри мельницы не очень велико.
2.3.Мельница Мордена
Мельница Мордена является разновидностью конической мель-ницы с регулируемым рециркуляционным потоком массы внутри самой мельницы. Она очень компактна, производительна и позво-ляет вести достаточно
5. Рис. 5. Мельница Мордена «Стокмейкер»:
1 -- общий вид и разрез мельницы; 2 -- ротор; 3 -- статор; 4 -- рециркуляцион-ный клапан; 5 -- присадочный маховичок;
6 -- крыльчатка
эффективно как рафинирование, так и раз-мол с укорочением волокна.
Современная мельница Мордена (рис. 5) представляет собой размалывающий аппарат непрерывного действия. Мельница со-стоит из вращающегося полого ротора, соединенного непосред-ственно с электродвигателем эластичной муфтой, и неподвижного статора (кожуха), соединенного с маховичком присадочного меха-низма.
Ротор и статор неразъемные и изготовлены из отдельных отливок хромистой стали или фосфористой бронзы (при работе в слабокислой среде). Ножи на роторе установлены на таком же расстоянии друг от друга, как и на ролльном барабане, а на ста-торе-- с меньшими промежутками.
Масса подается насосом внутрь полого ротора под давлением около 1,75 кгс/см2 и при помощи крыльчатки, насаженной на конце вала, прогоняется между ножами ротора и статора в направлении от широкого конца мельницы к узкому, при этом давление массы повышается до 3,5--4,2 кгс/см2. Из выпускной камеры массу при помощи клапанов можно направить на выход или снова в прием-ную камеру, а затем обратно в мельницу. В первом случае мель-ница будет работать с однократным пропуском массы, во втором -- с многократным (с рециркуляцией). Величину рециркуляционного потока массы, а следовательно, и степень обработки волокна и производительность мельницы при помощи указанных клапанов можно регулировать в широких пределах.
До 1952 г. мельницы Мордена выпускались с двигателем мощностью 11О кВт для размола сульфитной целлю-лозы и 150 кВт для размола сульфатной целлюлозы. Число оборо-тов ротора 750--900 в минуту, вес мельницы 2--3 г, число ножей на роторе 40 и на статоре 63. Окружная скорость ротора на широ-ком конце аппарата 17,5--21 м/сек. Максимальная пропускная способность аппарата 100 г в сутки. Коэффициент полезного дей-ствия мельницы 60--65%.
Конические мельницы Мордена работают при концентрации массы 2--5% и применяются при выработке широкого ассорти-мента бумаги: писчей, для печати, крафт-мешочной, папиросной, пергамина и др. Устанавливают их в качестве самостоятель-ных размалывающих аппаратов непрерывного действия как в раз-мольно-подготовительном отделе, так и непосредственно перед бумагоделательной машиной. При необходимости получить массу высокой степенью помола в одном потоке устанавливают последо-вательно две и более мельницы.
2.4. Дисковые рафинеры
Дисковые рафинеры -- размалывающие аппараты непрерывного действия. В настоящее время они находят широкое применение в производстве бумаги, картона, полуцеллюлозы и древесноволок-нистых плит. Все шире начинают применяться для непрерывного размола бумажной массы и в ряде случаев вытесняют конические мельницы. Особенно широкое распространение они получили в Ка-наде, США, в Скандинавских странах и в Японии. В СССР они установлены в основном на новых предприятиях.
Дисковые рафинеры применяются в первой и даже во второй ступени размола целлюлозы, где они вытесняют гидрофайнеры. Они хорошо рафинируют и фибриллируют волокно без укорочения, повышая прочностные свойства бумаги, особенно сопротивление раздиранию и излому, и ее растяжимость при низкой степени по-мола массы. Такая масса хорошо обезвоживается на сетке бумаго-делательной машины. Дисковые рафинеры имеют большую мощ-ность и производительность, требуют меньшие площадь для их раз-мещения и капитальные затраты на установку, проще и дешевле в обслуживании, расходуют меньше энергии на размол и экономич-нее в работе, чем конические мельницы.
В последующих стадиях размола наряду с коническими мель-ницами Жордана с успехом применяются трехдисковые рафинеры фирмы Спроут-Вальдрон.
Дисковые рафинеры с базальтовой гарнитурой особенно при-годны для размола коротковолокнистой целлюлозы из лиственных пород древесины и однолетних растений -- соломы, багассы, трост-ника и др. Кроме того, они в последнее время получили применение для размола волокнистых материалов при высокой концентрации массы, 20--30%.
Дисковые рафинеры выпускаются с двумя и тремя дисками. У первых могут вращаться один или оба диска (в разных направ-лениях), у вторых вращается лишь один средний диск. Мельницы с двумя дисками выпускаются фирмами Сутерленд (только с одним вращающимся диском), Бауера, Спроут-Вальдрон. В СССР изго-товляются рафинеры марок МФ и ФД. Мельницы с тремя дисками выпускаются фирмами Спроут-Вальдрон и Бертрам.
Двухдисковые мельницы обычно изготовляются с литой гарни-турой иногда с базальтовой, трехдисковые -- как с литой, так и с наборной гарнитурой. В бумажном и картонном производстве применяются обычно двухдисковые рафинеры с одним вращаю-щимся диском и трехдисковые, работающие при концентрации массы 3--5%. Двухдисковые рафинеры, у которых оба диска вра-щаются в разные стороны, применяются главным образом для размола щепы и других волокнистых отходов в производстве древесноволокнистых плит и работают при концентрации от 8-- 10% до 12-15%.
Размалывающая гарнитура обычно выполняется в виде шести сменных сегментов, закрепляемых на внутренней поверхности дис-ков. Сегменты выполняются из чугуна или стали. Расположение и форма канавок на сегментах выбираются в зависимости от вида и характера обработки волокнистого материала. Обычно канавки располагаются кольцевыми рядами с разным углом наклона в каж-дом ряду к радиусу диска, а глубина канавок уменьшается от центра к периферии. По мере износа кромки канавок затупляются и глубина канавок уменьшается, что отражается на характере размола и производительности рафинера. Чтобы поддержать по-стоянным состояние режущих кромок, иногда практикуют через определенные интервалы времени изменение направления враще-ния дисков. При сильном износе канавки углубляют проточкой или заменяют сегменты.
Эффект обработки волокна в дисковых рафинерах зависит от типа размалывающей гарнитуры, концентрации массы, вида волок-нистого материала, зазора между дисками и количества проходя-щей массы. Последнее зависит от величины зазора между разма-лывающими органами и давления массы на входе в мельницу. Поэтому при увеличении давления массы на входе и при увели-чении зазора между дисками пропускная способность мельницы возрастает, а эффект обработки снижается.
Обычно дисковые рафинеры устанавливают параллельно в одну или две ступени, причем избыток массы из общего сборника раз-молотой массы направляют обратно по переливному рециркуля-ционному массопроводу в приемный бассейн. Изменяя количество рециркулируемой массы, можно значительно повысить эффект об-работки бумажной массы.
Последовательная установка дисковых рафинеров обычно не практикуется, так как она затрудняет регулирование давления массы у рафинеров, расположенных в одной цепочке.
Обычно дисковые рафинеры работают при величине зазора между дисками 0,1--0,2 мм, давлении массы на входе около 2 кгс/см2 и при достаточно высокой нагрузке двигателя.
Рафинер Сутерленда. Рафинер Сутерленда имеет два диска, из которых один неподвижен, а другой вращается от элек-тродвигателя через эластичную муфту. Масса подается под напо-ром по трубе и через центральное отверстие в неподвижном диске проходит в зазор между дисками рафинера. Далее под влиянием центробежной силы и напора масса продвигается к периферии, подвергаясь обработке между размалывающими поверхностями дисков.
Диски рафинера толщиной 50 мм литые, сменные с выфрезеро-ванными на них параллельными канавками, глубина которых сни-жается от центра к периферии. Общий срок службы дисков 10 лет, а время между проточками канавок 6--8 месяцев. Присадка раз-малывающих органов производится перемещением в осевом на-правлении неподвижного диска при помощи гидравлического поршня.
Процесс размола массы в рафинере Сутерленда регулируют изменением его пропускной способности (изменяя давление массы на входе и выходе из рафинера при постоянном зазоре между дис-ками) и оптимальной потребляемой мощности, обеспечивающих надлежащую обработку волокнистого материала, а также изме-нением величины рециркулируемого потока, возвращаемого на ра-финер. При понижении давления массы до 0,2 кгс/см2 электродвигатель мельницы автоматически отключается во избежание повреж-дения дисков .
Рис. 6. Дисковый рафинер Сутерленда:
1 -- неподвижный диск; 2-- вращающийся диск; 3 -- вход массы; 4 -- гидравлический
цилиндр для присадки неподвижного диска; 5 -- манометр; 6 -- указатель перемещения
диска; 7--регулирование воды на поршень
Рафинеры работают при концентрации массы 3--4,5% и при-меняются для размола бумажной массы при выработке всевоз-можных видов бумаги (в том числе мешочной, оберточной, салфе-точной, книжной, писчей, шелковки, а также крафт-картона). Кроме того, эти рафинеры используются для рафинирования цел-люлозы и полуцеллюлозы после варки. Рафинеры Сутерленда вы-пускаются четырех величин с дисками диаметром от 864 до 1372 мм и мощностью двигателя от ПО до 750 кет.
Двухдисковые рафинеры с двумя вращающимися дисками. Ра-финер этого типа состоит из двух цельнометаллических дисков со сменными секторами, на поверхности которых выфрезерованы канавки. Оба диска вращаются в разные стороны от двух электродвигателей. Волокнистый материал подается специальным питателем через боковое отверстие в одном из дисков. Присадка дисков осуществляется осевым перемещением одного из дисков при помощи ручного маховичка со стороны, противоположной входу массы.
Рафинеры этого типа применяются для рафинирования волок-нистых отходов при выработке грубых оберточных видов бумаги и картона, а также для размола щепы в производстве древесно-волокнистых плит. Размол щепы производится при высокой кон-центрации-- 12--15%.
3. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Выбор композиции вырабатываемой продукции и основного агрегата
Бумага должна обладать хорошим восприятием печатных красок, иметь прочную поверхность и не должна пылить.
Просвет бумага должен быть равномерным и соответствовать образцу, согласованному между потребителем и изготовителем.
Разнооттеночность в одной партии бумаги не допускается.
Обрез кромок бумаги должен быть чистым и ровным.
Намотка бумаги должна быть равномерной и плотной по всей ширине рулона.
В бумаге не допускаются складки, морщины, залощенные и матовые полосы, пятна, в том числе просвечивающие, надрывы и отверстия, видимые на просвет невооруженным глазом.
В рулонной бумаге допускаются малозаметные морщины и другие дефекты, кроме надрывов и отверстий, которые не могут быть обнаружены в процессе перемотки, если показатель этих внутрирулонных дефектов, определенный по ГОСТ 13525.5--68, не превышает 1,0%.
Число склеек в рулоне не должно превышать двух, для
бумаги марки В и поставляемой на экспорт -- одной, а для бумаги
с государственным Знаком качества -- одной на 10 рулонов для
бумаги форматом до 90 см включительно, и одной на 5 рулонов
для бумаги форматом свыше 90 см.
Концы полотна бумаги в местах обрывов должны быть прочно склеены по всей ширине рулона без склеивания смежных слоев.
По показателям качества бумага первого сорта должна соответствовать нормам, указанным в таблице.
Таблица 1
Наименование показателя |
Норма для бумаги марки А |
Метод испытания |
|
1. Состав по волокну, % Целлюлоза сульфитная белёная хвойная по ГОСТ 3914-74 , не менее Целлюлоза сульфитная белёная лиственная по нормативно- технической документации, не более |
80 20 |
По ГОСТ 7500-75 |
|
2. Масса бумаги площадью 1 м2 , г |
120 |
По ГОСТ 13199-67 |
|
3. Плотность, г/см3 |
0,95-1,10 |
По ГОСТ 13199-67 |
|
4.Разрывная длина в среднем по двум направлениям , м, не менее: рулонной листовой |
2200 1900 |
По ГОСТ 135.25.1-79 |
|
5. Сопротивление излому (число двойных перегибов) в поперечном направлении , не менее |
5 |
По ГОСТ 135.25.2-68 |
|
6. Степень проклейки, мм: а) для бумаги всех масс, кроме массы бумаги площадью 1 м2 220 г |
0,25- 0,75 |
По ГОСТ 8049- 82 |
|
7. Зольность, % |
18-22 |
По ГОСТ 7629- 77 |
|
8. Гладкость, с |
300 -650 |
По ГОСТ 12795- 78 |
|
9. Впитываемость, с |
25-40 |
По ГОСТ 12603- 67 |
|
10 Сорность |
100 |
По ГОСТ 13525.4- 68 |
|
11. Белизна,% а) без оптического отбеливателя, не менее Разница значений белизны по сторонам, %, не более б) с оптическим отбеливателем , не менее Разница значений белизны по сторонам , %, не более |
76 |
По ГОСТ 7690- 76 |
|
12. Влажность, % |
5,5+1 |
По ГОСТ 13525.19- 71 |
На дисковых мельницах осуществляют следующие виды размо-ла волокнистых материалов:
1.Предварительный размол - осуществляется в варочных цехах с целью разделения сучков, костры и непроваренной щепы на во-локна.
2.Размол щепы - осуществляется оря производстве различных видов древесной массы (термомеханическом, химико-термомеханическом и т.п.) и при размоле полуцеллюлозы высокого выхода.
3. Размол отходов сортирования целлюлозного и древесномассного
производства,
4. Массный размол - осуществляется в размольно-поодготовительных цехах для придания размалываемым волокнам определенных тех-нологических свойств.
5. Окончательный размол или "выравнивание" массы - осуществляет-ся перед подачей массы на бумаго- или картоноделательную ма-шину для расщепления сгустков волокон в массе.
Основным видом размола, применяемым на всех предприятиях, выпускающих бумагу и картон, является массный размол. Массный размол может проводиться как при низкой концентрации (2-6 %), так и при высокой (10-13 %).
Оптимальным режимом работы дисковых мельниц считается такой.при котором прирост степени помола за одну ступень сос-тавляет 5-15 _ ШР. При этом для трудноразмалываемых материалов (сульфатная, хлопковая целлюлоза и др,) рекомендуется прирост степени помола 5-8°ШР за одну ступень, а для легкоразмалываемых (сульфитной целлюлозы, нейтральносульфитной полуцеллюлозы и др.) рекомендуется - 8-15°ШР.
Необходимое количество дисковых мельниц определяется по затратам энергии на размол. Для расчета используют показатель удельного расхода энергии Ао, показывающий, сколько энергии нуж-но затратить, чтобы повысить степень помола I т полуфабриката на 1°ШР. Этот показатель практически не зависит от типа размалываю-щего оборудования и определяется только видом полуфабриката. Зна-чения удельных расходов энергии для основных видов полуфабрика-тов в зависимости от глубины процесса размола приведены в табл.3.
Таблица 3
Средние значения удельных расходов энергии (А0)
при размоле основных видов полуфабрикатов
Вид волокнистого полуфабриката |
Удельный расход энергии (А0), кВт*ч/т*_ШР |
|
размол от 13 - 15 до 27-30 _ШР |
||
Сульфитная хвойная беленая целлюлоза |
5 |
3.2. Выбор оборудования для размола полуфабрикатов
Размалывающее оборудование предназначено для разделения полуфабрикатов на волокна, их измельчения, фибрилляции, гидратации и придания им ряда определённых свойств.
Для размола полуфабрикатов применяются различные виды оборудования: дисковые и конические мельницы, роллы, пульсационные мельницы и т.п. В настоящее время на предприятиях, вырабатывающих массовые виды бумаги и картона, применяются почти исключительно дисковые мельницы. Широкое их применение объясняется рядом преимуществ: возможностью размола массы при высокой концентрации (до 40%) ; повышением однородности получаемой массы ; меньшими габаритами и удобством обслуживания; значительно большей мощностью одного агрегата и снижением удельного расхода электроэнергии на 15- 25 % по сравнению с коническими мельницами. Применяем следующую дисковую мельницу.
Таблица 4
Тип или марка |
Мощность _л.двигателя., МЭД, кВт |
Частота вращения ротора, с-1 |
Диаметр диска. Мм |
Производительность воздушно- сухого волокна, т/сутки |
Примечание |
|
МД -17 |
250 |
1500 |
630 |
70 |
1 |
Расход электроэнергии на размол полуфабриката определяется по формуле, кВт*ч/сут
А = А0 * Q (ПК - ПН)
где А0 - удельный расход энергии ,кВт*ч/т*_ШР (из табл. 5)
Q - количество воздушносухого полуфабриката, направляемого на размол, т;
ПК и ПН - конечная и начальная степень помола массы, _ШР
Суммарный расход электроэнергии на размол (А) составит:
А = 5* 200 (30-14) = 16000 кВт*ч/сут
Далее определяется суммарная мощность электродвигателей дисковых мельниц (МЭД) с учётом круглосуточной работы мельниц:
А 16000
МЭД = ----------------- = --------------- = 766 кВт
ф * з 24 * 0,87
где ф - количество часов работы мельницы в сутки (24 час)
з - коэффициент загрузки электродвигателей (0,85 - 0,90)
Определяем количество ступеней размола полуфабриката (n)^
ПК - ПН 30 -14
n = ---------------- = ------------------- = 1.6
? _ШР 10
где ? _ШР- рекомендуемый прирост степени помола полуфабриката за одну ступень.
Распределение мощности между ступенями размола может быть различным и определяется принятым технологическим режимом. Допустим, что 60 % мощности расходуется на первой ступени размола, а остальные 40 % на второй, тогда суммарная мощность электродвигателей мельниц первой ступени будет равна:
МЭД1 = МЭД * 0,6 = 766 * 0,6 = 460 кВт
а для второй ступени:
МЭД2 = МЭД * 0,4 = 766 * 0,4 = 306 кВт
Принимаем для размола мельницы МДС - 17 с электродвигателями мощностью по 250 кВт. Тогда количество мельниц, необходимых для первой ступени размола, составит
460 /250 = 2 шт.С учётом резерва необходимо предусмотреть установку 3 мельниц.
Для второй ступени размола соответственно 306 / 250 = 2 . С учётом резерва устанавливаем 3 шт. МДС -1 7.
3.3. Выбор оборудования для сортирования, очистки и сгущения массы
Перед изготовлением бумаги и картона волокнистую массу необходимо очистить от различного вида загрязнений. Загрязнения. Имеющие плотность большую чем волокна (песок, уголь, металл и т.п.) , обычно удаляют на вихревых очистителях, а также загрязнения, как непровар, сучки, костра, сгустки волокон удаляются в различных сортировках. Для сортирования волокнистой массы перед бумаго-и картоноделательными машинами применяются центробежные и напорные сортировки.
Центробежные сортировки (типа СЦ) применяются для тонкого сортирования сульфитной целлюлозы, сульфатной целлюлозы, полуцеллюлозы, древесной и макулатурной массы.
Таблица 5
Техническая характеристика центробежной сортировки
Наименование параметров |
СЦ - 0,4 - 01 |
|
Площадь сита, м 2 Производительность по воздушно- сухому волокну, т/сутки: сульфитная целлюлоза при диаметре отверстий сита 2,2 мм (с = 1,2-1,4%) древесная масса при диаметре отверстий сита 1,8 мм (с = 1,2 - 1,4 %) максимальная концентрация сортируемой массы , % давление сортируемой массы ,Мпа Давление разбавительной воды, Мпа Количество разбавительной воды, % от количества сортированной массы Количество лопастей Частота вращения ротора, мин-1 Мощность электродвигателя, кВт Габаритны размеры, м: длина ширина высота Масса с электродвигателем, т |
0,4 25- 30 20 -28 2,5 0,012- 0,024 0,035- 0,04 10 -30 6 1250 22 1,12 0,59 1,04 0,51 |
Очень широкое применение на современных предприятиях получили вихревые очистители. В России они выпускаются двух типов: ОМ - для грубой очистки массы концентрацией до 5% и ОК в основном для тонкой очистки массы концентрацией до 1%. Вихревые очистители Ом чаще всего используют для грубой очистки макулатурной массы. Очистители ОК -01 применяют для очистки полуфабрикатов , в которых строго регламентируется сорность, ОК- 02 для очистки древесной массы и некоторых видов целлюлозы, очистители Ок - 04 - перед бумаго -и картоноделательными машинами, а ОК -08 - для грубой очистки массы.
Для снижения потерь волокна с отходами от вихревых очистителей они компонуются в установки (УВК) , состоящие из нескольких последовательных ступеней. Выпускаемые у нас в стране установки - трёхступенчатые, укомплектованные очистителями ОК - 01, ОК-02 или ОК-04. Оптимальная концентрация массы, подаваемой на установки вихревых очистителей , - 0,5- 0,7 %. Следует отметить, что установки УВК … 0,4, применяемые в основном перед бумаго -и картоноделательными машинами, позволяют не только очистить, но и провести одновременную деаэрацию массы, что положительно сказывается на работе машины и качестве получаемой продукции.
Таблица 6
Техническая характеристика очистителя ОМ -01
Наименование параметров |
ОМ -01 |
|
Диаметр очистителя, мм |
140 |
|
Пропускная способность, л/мин. |
670 |
|
Эффективность очистки массы от минеральных включений размером более 3 мм, скрепок, кнопок и т.п. , % |
Не менее 80 |
|
Габаритны размеры, м: Длина Ширина высота |
1,02 0,94 2,66 |
|
Масса, т |
0,33 |
В целлюлозно - бумажном производстве часто применяется операция сгущения волокнистой суспензии. Для её осуществления применяются барабанные бесшаберные (для сгущения целлюлозы) и шаберные (преимущественно - для древесной массы) сгустители для повышения концентрации массы от 0,2 до 7 %, барабанные сгустители с подачей массы внутрь барабана и сгущающие транспортёры до концентрации 4-7 5, двухбарабанные сгустители для сгущения массы до концентрации 20-50 %. Более перспективными в настоящее время считаются двухбарабанные сгустители. Производительность сгущающего оборудования зависит от следующих основных факторов: степени помола, концентрации, температуры и вида волокнистой массы.
Таблица 7
Техническая характеристика шаберного сгустителя СШ -06
Наименование параметров |
СШ -06 |
|
Боковая поверхность цилиндра, м2 |
6 |
|
Производительность по воздушносухому волокну. т/сут: древесная масса целлюлоза масса из макулатуры |
10-15 20-25 8-12 |
|
Концентрация поступающей на сгущение массы. % |
0,4-1,0 |
|
Концентрация сгущенной массы, % |
5-7 |
|
Частота вращения цилиндра, мин -1 |
14,4 |
|
Диаметр шаберного вала, мм |
460 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
2,2 |
|
Габаритные размеры, м длина ширина высота |
3,16 2,16 2,09 |
|
Масса, т |
4,00 |
3.4. Выбор оборудования для хранения массы и подачи на машину
В целлюлозно -бумажном производстве применяются различные бассейны, необходимые для создания запаса волокнистой массы между производственными цехами и отделами; для составления и выравнивания композиции и концентрации массы. Эти бассейны оснащаются перемешивающими устройствами для поддержания массы во взвешенном состоянии.
По конструкции бассейны бывают горизонтальные и вертикальные, а по типу перемешивающих устройств - лопастные, циркуляционные и пропеллерные.
Горизонтальные бассейны применяются на старых предприятиях. Их объём составляет от 30-40 до 100-150 м3. Основными недостатками горизонтальных бассейнов являются - большая занимаемая площадь и недостаточно интенсивное перемешивание массы во всём объёме бассейна.
В настоящее время применяются почти исключительно вертикальные бассейны.
Таблица 8
Размеры вертикального машинного бассейна и характеристика
перемешивающих устройств
Объём бассейна |
Внутренний диаметр , м, d |
Высота пропеллера над уровнем днища бассейна, м h2 |
Пропеллерное перемешивающее устройство |
|||
Диаметр gропеллера, м. D |
Частота вращения, с-1 |
Мощность _л. двигателя, кВт |
||||
80 |
4,2 -4,6 |
0,250 |
1.200 |
3,60 |
40 |
Расчёт ёмкости бассейна производится исходя из максимального количества массы, подлежащей хранению, и потребного времени хранения массы в бассейне. Согласно рекомендациям ГИПРОБУМа бассейны должны быть рассчитаны на 8 часов хранения массы.
Как правило, продолжительность хранения полуфабрикатов принимается до и после размола - 2 ч., а бумажной массы в смесительном (композиционном0 и машинном бассейнах - 15 -30 мин.
В некоторых случаях предусматривается хранение полуфабрикатов до размола в башнях высокой концентрации (12- 15%), рассчитываемых на 15-24 - часовой запас.
Расчёт ёмкости бассейна производится по формуле:
P *(100 - n)*t 70* (100 - 0.12) * 8
V= ------------------------------- * k = ---------------------------------- * 1.2 = 66,6 м3
Z* C 24 * 40
Расчёт времени, на которое рассчитан запас массы в бассейне определённой ёмкости рассчитывается по формуле:
V * Z * C 70 * 24 * 40
t = ---------------------------- = ------------------------------- = 8 ч.
P*(100 - n)*1.2 70 * (100-0,12 ) *1.2
где Р - количество воздушносухого волокнистого материала. т/сут.;
V - объём бассейна, м3 ;
n - влажность воздушносухого волокнистого материала . % (в соответствии с ГОСТ для полуфабрикатов n = 12% , для бумаги и картона
n = 5-8%).
T - время хранения массы;
z - количество рабочих часов в сутки (принимается 24 ч.);
с - концентрация волокнистой суспензии в бассейне, %;
к - коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бассейна;
Ёмкости бассейнов необходимо унифицировать, чтобы облегчить их изготовление, компоновку, эксплуатацию и ремонт. Желательно иметь не больше двух типоразмеров.
Таблица 9
Унификация объёмов бассейнов
Назначение бассейна |
По расчёту |
После унификации |
Тип циркуляционного устройства |
Мощность Электродвигателя ЦУ, кВт |
|||
Время запаса массы,ч |
Объём бассейна, м3 |
Объём бассейна, м3 |
Время запаса массы,ч |
||||
Приёмный бассейн целлюлозы |
2 |
482 |
550 |
2,3 |
ЦУ-04 |
40*2 |
|
Приёмный бассейн древесной массы |
2 |
385 |
350 |
1,8 |
ЦУ-04 |
28*2 |
|
Бассейн машинный |
0,5 |
319 |
350 |
0,6 |
ЦУ-04 |
28*2 |
Таблица 10
Техническая характеристика массного насоса типа «БМ»
Параметр |
Марка насоса 5БМ-7 |
|
Концентрация массы, % |
4 |
|
Производительность, м3/ч |
39,6 |
|
Напор, м |
15,7 |
|
Частота вращения, мин-1 |
1450 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
5,5 |
|
Габариты насоса, мм |
1250* 410*555 |
|
Масса насоса, т |
0,25 |
Для перекачки волокнистой массы от одного участка производства к другому применяются массные насосы. Выбор насоса производится исходя из полного напора массы, который должен создавать насос, и его производительности.
Расчёт полного напора насоса следует производить после того, как выполнены компоновочные чертежи и точно определено местонахождение насоса. При этом необходимо составить схему трубопроводов с указанием их длины и всех местных сопротивлений (тройник, переход, отвод и т.д.).
Обычно для передвижения волокнистых суспензий в пределах массоподготовительного отдела насос должен обеспечить напор 15-25 м.
Производительность насоса (м3/ч) рассчитывается по формуле:
Р * (100 - n) 80 *(100 - 0.12)
Q М = --------------------- = --------------------- = 8300 м3/ч
z*с 24 *40%
Q Н = Q М * 1,3 = 830*1.3 = 10800 м3/ч
где Р - количество воздушносухого волокнистого материала, т/сут.;
n - влажность воздушносухого волокнистого материала, % ;
z - количество рабочих часов в сутки (принимается 24 ч.);
с - концентрация волокнистой суспензии на нагнетающей линии насоса, % ;
1,3 - коэффициент, учитывающий запас производительности насоса.
На быстроходных машинах масса из машинного бассейна разбавляется оборотной водой до заданной концентрации в смесительном насосе и далее проходит до напускного устройства машины по трубопроводам и оборудованию , не соприкасаясь с воздухом.
Для обеспечения постоянства количества подаваемой в смесительный насос массы применяется ящик постоянного напора, а для стабилизации уровня регистровой воды, подаваемой на разбавление применяется перелив её избытка в сборник избыточной воды.
Ящик постоянного напора позволяет снизить пульсацию масс, возникающую в трубопроводах, удалить значительное количество воздуха из массы и обеспечить постоянное давление массы, идущей на разбавление. Конструктивно ящик постоянного напора представляет собой металлическую ёмкость объёмом до 12 м3 , состоящую из трёх отделений:
а) отделения подачи массы;
б) отделения отвода избытка массы;
в) отделения отвода массы на смесительный насос.
Далее, согласно принятой в проекте технологической схеме, масса направляется на очистку, деаэрацию и в напорное устройство машины.
Устройство вертикального машинного бассейна:
1- бассейн 2 пропеллерное устройство
4. Схема подготовки массы для бумаги глубокой печати
Рис 8.Схема подготовки массы для бумаги глубокой печати
1- приёмный бассейн
2- насос
3- регулятор концентрации
4- гидрофайнер
5- дисковый рафинер
6- промежуточный бассейн
7- магнитный расходомер
8- массный бассейн
9- машинный бассейн
10- мельница Жордана
11- переливной бачок
12- 12- сборник оборотной воды
13- смесительный насос
Бумагу для глубокой печати вырабатывают из 100% - ной белёной сульфитной целлюлозы или из нескольких волокнистых материалов. Чаще всего применяют комбинацию из длинноволокнистых хвойных и коротковолокнистых лиственных целлюлоз или однолетних растений - соломы, тростника, багассы и др. Вырабаты-вают их из массы сравнительно низкого помола, не превышающего 35--40° ШР. Коротковолокнистые компоненты требуют еще более низкого и притом только рафинирующего размола. Размол волок-нистых материалов проводится в две ступени: на первой ступени все волокнистые компоненты подвергают раздельному размолу на дисковых рафинерах или гидрофайнерах, затем их смешивают в определенной пропорции в массном бассейне, куда поступают также оборотный брак и химикаты. Готовую бумажную массу перекачивают в машинный бассейн, откуда она насосом подается на домалывающие конические мельницы Жордана и далее на машину.
Привозную листовую целлюлозу предварительно распускают на во-локнистую суспензию в гидроразбивателях. Оборотный бумажный брак, распущенный в гидроразбивателе, пропускают через аппараты типа энтштипперов или рафинирую-щих мельниц для полного устране-ния пучков. Уловленное волокно можно вводить непосредственно в бассейн размолотого брака.
При необходимости получения массы более высокой степени по-мола в схему вводят либо дополни-тельную ступень размола, либо уве-личивают количество размалываю-щих аппаратов, устанавливая их последовательно.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Т. I. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов. Т.2. Бумагоделательные машины / Под ред. В.А.Чичаева . М.; Лесная промышленность, 1981.
2.Жудро С.Г. Проектирование целлюлозно-бумажных предприятий. М.: Лесная промышленность, 1981.
3.Жудро С.Г. Технологическое проектирование целлюлозно- бумажных предприятий. М.: Лесная промышленность, 1970.
4.Иванов С.Н. Технология бумаги. М.: Лесная промышленность, 1970.
5.Бушмелев В.А., Вольман Н.С. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства, М.: Лесная промышленность, 1969.
6.Эйдлин И.Я. Бумагоделательные и отделочные машины. М.: Лесная промышленность, 1970.
7.Легоцкий С.С, Лаптев Л.Н. Размол бумажной массы. М.: Лесная промышленность, 1981.
8.Махонин А.Г. Расчет мешальных бассейнов: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студен-тов специальности 0904. Л.: ЛТА, 1974.
9.Махонин А.Г., Демченков П.А. Технология бумаги: Методи--ческие указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0904. Л.: ЛТА, 1976.
Подобные документы
Схема подготовки бумажной массы и подачи химикатов. Взаимовязь химии мокрой части и показателей качества бумаги. Влияние баланса в системе на эффективность процесса производства. Компоненты бумажной массы. Mutek Online в производстве графической бумаги.
презентация [4,2 M], добавлен 23.10.2013Производство бумаги и картона в мире. Рост емкости мирового рынка бумаги. Рост потребления различных видов бумаги в России. Изменение торгового баланса России. Содержание минеральных компонентов. Современные тенденции в технологии бумаги для печати.
презентация [11,5 M], добавлен 23.10.2013Изготовление древесной целлюлозы, тряпичной полумассы, древесной массы. Макулатура и ее переработка. Массный размол целлюлозы. Влияние размола на свойства бумаги. Мелование на бумагокрасильных машинах. Газетная офсетная бумага. Мелованная бумага.
реферат [27,5 K], добавлен 08.11.2008Производительность бумагоделательной машины. Расчет полуфабрикатов для производства бумаги. Выбор размалывающего оборудования и оборудования для переработки оборотного брака. Расчет емкости бассейнов и массных насосов. Приготовление суспензии каолина.
курсовая работа [96,1 K], добавлен 14.03.2012Размол волокнистой массы - процесс механической обработки волокон в присутствии воды, одна из самых важных операций бумажного производства. Технологические факторы, влияющие на процесс размола. Добавки химических веществ при размоле волокнистой массы.
реферат [472,6 K], добавлен 26.03.2014Характеристика сырья и продукции. Описание технологической схемы производства туалетной бумаги. Основные технологические расчеты, составление материального баланса. Подбор оборудования, автоматический контроль и регулирование процесса сушки бумаги.
курсовая работа [624,4 K], добавлен 20.09.2012Влияние химии мокрой части на эффективность производства. Исследование влияния точек дозирования химикатов при приготовлении бумажной массы на эксплуатационные показатели бумаги. Электрокинетические свойства целлюлозы и их влияние на проклейку бумаги.
презентация [464,3 K], добавлен 23.10.2013История появления бумаги — материала в виде листов для письма, рисования, упаковки, получаемого из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья. Источники сырья для получения бумажной массы. Показатели, характеризующие свойства различных видов бумаги.
реферат [29,2 K], добавлен 20.04.2015Способы получения сырья (древесной целлюлозы) для производства бумаги. Схема плоскосеточной бумагоделательной машины. Технологический процесс каландрирования бумаги. Лёгкое, полное и литое мелование бумаги, схема отдельной меловальной установки.
реферат [6,5 M], добавлен 18.05.2015Методы и средства определения характеристик бумаги. Методика исследования влияния веса одного квадратного метра бумаги на сопротивление раздиранию в продольном направлении, сопротивление продавливанию и влажности на ее качество и потребительские свойства.
курсовая работа [714,4 K], добавлен 11.03.2012