Слайд 1Лекция № 20. Очистка целлюлозной суспензии на вихревых очистителях (центриклинерах)
1.Механизм
и факторы очистки
2.Схемы очистных установок
3.Фракционирование целлюлозы
Слайд 2Механизм и факторы очистки
Центриклинеры используются для удаления из целлюлозной суспензии
мелких включений с плотностью выше плотности волокна (прямые центриклинеры)
Слайд 3Механизм очистки в центриклинерах
На любую частичку в потоке внутри циклона
действуют две силы: первая − центробежная (действует от центра к
периферии), вызывает вращение потока. Центробежная сила тем больше, чем выше масса частицы;
Вторая сила – давление, создаваемое насосом, подающим массу в циклон. Сила давления действует в направлении от периферии к центру и тем выше, чем больше площадь частицы;
В результате взаимодействия сил, действующих в противоположных направлениях, внутри циклона образуются вращающиеся слои, частички в которых удерживаются равновесием сил;
Скорость вращения частички тем больше, чем меньше радиус вращения. В центре конуса при минимальном радиусе скорость вращения настолько велика, что возникает цилиндрический вращающийся поток с противоположным направлением, а по оси циклона образуется воздушный столб;
Тяжелые частички под действием разности сил перемещаются в слои к стенкам циклона и опускаются вниз при вращении. При ударении о стенки циклона частицы теряют кинетическую энергию и по стенке циклона перемещаются вниз, к патрубку для отвода тяжелых отходов.;
В прямых циклонах в восходящий поток попадает волокно, имеющее меньшую массу и большую площадь, в отходы – мелкие (менее 1 мм2) и более плотные частички.
Слайд 4Факторы, влияющие на эффективность очистки
концентрация поступающей массы. Оптимальная - 0.5
%;
- с понижением концентрации массы эффективность очистки возрастает, так
как частицы загрязнений получают большую свободу для передвижения в потоке и отделения. При этом снижается производительность центриклинеров по волокну, возрастает удельный расход электроэнергии;
- при концентрациях массы выше 0,5 % уменьшается величина центробежной силы, эффективность очистки снижается.
- очистку на центриклинерах организуют в несколько ступеней, работающих по каскадному принципу;
- на всех последующих ступенях (2-ой, 3-ей) из-за более высокой загрязненности массы рекомендуется поддерживать более низкие концентрации (0.35…0.40%).
Слайд 5Факторы, влияющие на эффективность очистки
Давление поступающей массы.
- определяет величину
центробежной силы, движущейся в центриклинере волокнистой суспензии, а следовательно, эффективность
разделения частиц, имеющих разную удельную массу;
- с увеличением давления поступающей массы возрастает эффективность очистки, но одновременно растет удельный расход электроэнергии.
- оптимальное давление поступающей массы зависит от диаметра центриклинера и может составлять 0.28… 0.35 МПа (для трубок диаметром 350 мм).
- давление в трубопроводе очищенной массы – 0.15…0.30 МПа.
Слайд 6Факторы, влияющие на эффективность очистки
Диаметр насадки для отвода отходов:
-
определяет количество выводимых из центриклинеров отходов;
- отношение диаметра насадки к
диаметру входного патрубка колеблется в интервале 1:5 - 1:10;
- диаметр насадки для отвода отходов составляет 4…7 мм, и увеличивается от 1-ой к 3-ей ступеням очистки (1 ступень – 4.8…5.0 мм, II – 6 мм, III – 7 мм);
- количество отбираемых отходов в этом случае составляет 11…13 %, 15…17 %, 23…25 % соответственно от массы, поступающей на каждую из ступеней очистки;
- количество отходов с последней ступени очистки обычно не превышает 0,6…0.7 % от массы, поступающей на 1-ю ступень очистки.
Слайд 7Факторы, влияющие на эффективность очистки
Диаметр центриклинера.
- диаметр центриклинера –
это верхний диаметр конуса;
- определяет производительность циклона и величину
центробежной силы в нем;
- с увеличением диаметра возрастает пропускная способность центриклинера, но уменьшается величина центробежной силы, а следовательно эффективность очистки снижается;
- при выборе размера центриклинера учитывают вид волокнистого полуфабриката, размер загрязнений, которые следует удалить из целлюлозы.
Слайд 9Примеры различной компоновки центриклинеров
Слайд 11Фракционирование и обессмоливание целлюлозы
Фракционирование – это разделение массы на волокна
разных размеров;
- применяется для повышения однородности суспензии, ее реакционной способности,
содержания α-целлюлозы;
- для снижения содержания в целлюлозе смолы путем механического удаления мелких волокон, состоящих из обрывков трахеид, смолосодержащих сердцевинных лучей и смоляных ходов;
Оборудование - фракционаторы Аттис, Валвик, ОВ-02;
Основной принцип работы фракционаторв – это разделение мелкого и нормальной длины волокна при подаче разбавленной суспензии целлюлозы на сетку, изготовленную в виде барабана (смолоотделители Аттисс), либо натянутую на раму (Валвик, ОВ-02).
Мелкое волокно проходит через сетку, крупное – стекает по сетке;
Для обеспечения фракционирования внутри аппарата поддерживается вакуум за счет барометрического удаления отходов;
Мелкое волокно улавливают и используют в производстве древесных волокнистых плит.
Применяют фракционирования целлюлозы с целью ее обессмоливания в производстве сульфитной целлюлозы
Слайд 12Вопросы для самопроверки
1.Какие загрязнения удаляются из целлюлозной суспензии на вихревых
очистителях (центриклинерах)?
2.Механизм очистки целлюлозной суспензии в центриклинерах.
3.Почему с повышением концентрации
целлюлозной суспензии, поступающей в центриклинер, эффективность очистки снижается?
4.Как влияет снижение концентрации поступающей массы на эффективность очистки?
5.Как влияет снижение концентрации поступающей массы на производительность установки по волокну, расход электроэнергии?
6.Как влияет увеличение давления поступающей массы на эффективность очистки?
7.Как влияет увеличение давления поступающей массы на расход электроэнергии?
8.От чего зависит величина оптимального давления?
9.От чего зависит количество отходов, отбираемых из центриклинера?
10.Что понимаем под «диаметром» центриклинера?
11.Как диаметр центриклинера влияет на эффективность очистки?
12.С какой целью используется фракционирование целлюлозной суспензии?
13.Принцип работы фракционаторов.