СПОСОБ ОБРАБОТКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ ПРИ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК D21C9/18 B01F7/00 F04D7/04 

Изобретение касается способа и устройства для перекачки волокнистого полуфабриката высокой концентрации 10-55% а.с.в. и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Известен способ перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежными насосами и устройство для его осуществления [1].

Сущность изобретения: в процессе перекачки от целлюлозы отфильтровывают жидкость, которую затем используют для разжижения целлюлозы, поступающей на перекачку или в процессе ее перекачки. Недостатком этого способа является невозможность перекачивать массу высокой концентрации, он пригоден только для перекачки средней концентрации (8-16% а.с.в.).

Известны системы перекачивания массы средней концентрации М.С. с насосами МСА/МСУ фирмы AHLSTROM при средней концентрации (8-13%) без чего невозможна современная отбелка. Разрушение связей между волокнами суспензии (так называемая «флюидизация») является ключом к перекачке масс средней консистенции [2]. Недостатками этих перекачивающих систем является невозможность перекачки массы при высокой концентрации, т.е. более 15-16%.

Известно устройство Грудининых (прототип) для сгущения, обработки и транспортировки волокнистой массы средней и высокой концентрации (RU 2154705 C1) [3]. Устройство содержит корпус с бункером для приема волокнистой массы, последовательно расположенные: конусную камеру уплотнения с отверстиями в ее корпусе для отвода воздуха, конусную и цилиндрическую камеры сжатия и камеру смешения. С помощью загрузочного шнека волокнистая масса подается в камеру уплотнения, а из нее прессующим шнеком направляется в конусную камеру сжатия. Шнеки приводятся во вращение различными двигателями. Недостатком данного устройства является сложность конструкции и постоянное зависание массы в приемном бункере, т.к. у поступающей массы (10-12%) отсутствует способность течь и заполнять загрузочный шнек. Чем выше применяемая концентрация массы, тем ниже энергозатраты при обработке и ниже объемы сточных вод.

Задачей изобретения является создание простого и эффективного способа и устройства для обработки и транспортировки волокнистой массы при высокой концентрации. Техническим результатом является повышение эффективности процесса.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе обработки и транспортировки волокнистой массы при высокой концентрации, включающем получение смеси влажной волокнистой массы и газообразного транспортного агента, подаваемой в трубчатый реактор, волокнистый полуфабрикат средней концентрации подают в напорную башню, механически разжижают для придания текучести перед крылаткой насоса, подают в камеру прессования, где сгущают до высокой концентрации, отжимая и удаляя жидкость, диспергируют на волокна, псевдоожижают, смешивая с транспортным агентом, и перекачивают к месту дальнейшей переработки.

Сгущение производят от концентрации 5-12% до 35-55% а.с.в.

Транспортным агентом является парогазовая смесь.

Предложенный способ легко осуществляется устройством для обработки и транспортировки волокнистой массы при высокой концентрации, содержащим напорную башню для приема волокнистого полуфабриката, встроенный шнек с подающими витками, механический разжижитель, крылатку насоса для перекачки разжиженной массы в камеру прессования, имеющую барометрическую трубу для отвода отжатой жидкости и вакуумную трубу для удаления неконденсируемых газов, при этом в камере прессования смонтирована обезвоживающая часть шнека, камеру для массной пробки, диспергатор, камеру смешения, транспортный трубопровод, причем все функциональные механизмы смонтированы на одном валу, а вал закреплен на цапфе приводного электродвигателя. Подающие витки шнека выполнены перед механическим разжижителем.

Транспортным агентом в центробежных насосах для перекачки волокнистого полуфабриката центробежным насосом перекачивать невозможно. Задача перекачки массы при высокой концентрации решается, если вместо воды применить парогазовую смесь или пар, и тогда перекачка массы высокой концентрации происходит не по законам гидравлики, а по законам пневматики, т.е. волокнистый полуфабрикат не разжижается, а псевдоожижается, становясь текучим, и легко перекачивается при любой высокой концентрации. Сгущать массу можно и коническим шнеком по способу, описанному в устройстве Грудининых, но приходится применять дополнительный уплотняющий тихоходный шнек с отдельным редуктором и отдельным приводом, что снижает эффективность работы насоса и увеличивает вес и габариты устройства.

Для устранения этого недостатка и обеспечения более эффективной работы насоса на одном валу монтируется механический разжижитель массы средней концентрации и крылатка насоса для перекачки разжиженной массы в камеру прессования, что обеспечивает 100% коэффициент заполнения конусного шнека и равномерный подпор массы в камере прессования. Причем величина этого подпора регулируется изменением числа оборотов вала, на котором смонтированы все функциональные устройства, обеспечивающие работоспособность предложенного способа, подготовки и перекачки волокнистого полуфабриката. Для подачи массы на разжижитель на валу шнека, расположенного в напорной башне, выполнены витки шнека, подающие массу на лопатки разжижителя и обеспечивающие равномерную разгрузку башни. Вал шнека посажен консольно на цапфу электродвигателя.

На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство содержит напорную башню 6 для приема волокнистого полуфабриката, встроенный шнек 11, насажанный на цапфу 1 электродвигателя 8, с подающими витками 7, на валу смонтирован механический разжижитель 10 с крылаткой 9, камеру прессования 5, камеру для массной пробки 4. В камере прессования 5 смонтирована обезвоживающая часть шнека 11. На валу шнека 11 смонтирован диспергатор 3.

Устройство имеет приспособление 15 для ввода парогазовой смеси или пара в смесительную камеру 2. Камера прессования помещена в конус 12 для отвода отжатой жидкости через барометрическую трубу 13 и вакуумную трубу 14 для удаления неконденсируемых газов.

Устройство работает следующим образом:

Волокнистый полуфабрикат концентрацией 5-12% а.с.в. подается в напорную башню 6 и подающими витками 7 шнека 11 подается на механический разжижитель 10, специальными лопастями которого при вращении производится флюидизация потока, и полуфабрикат, приобретая текучесть, подается на крылатку насоса 9, которая, вращаясь, перекачивает волокнистый полуфабрикат в камеру прессования 5, где конусной частью шнека из полуфабриката выдавливается через отверстие корпуса камеры жидкость и через барометрическую трубу 13 кожуха 12 удаляется, выдавленные из массы неконденсируемые газы удаляются через вакуумную трубу 14, а обезвоженная до концентрации 35-55% а.с.в. масса подается на диспергатор 3, где разрушается и поступает в смесительное устройство, где интенсивно перемешивается с парогазовой смесью и в виде псевдоожиженой массы поступает в трубопровод и под действием перепада давления транспортного агента в начале и конце трубы передается к месту дальнейшей переработки. Использование предложенного способа и устройства для его осуществления позволяет подготовить волокнистый полуфабрикат к перекачке и его эффективную перекачку при высокой концентрации без затруднений.

Источники информации

1. Патент SU 1836518 А3 от 23.08.93. Бюл. №31.

2. Проспект. Применение современных насосов, смесителей и мешалок фирмы АЛЬСТРОМ в целлюлозно-бумажной промышленности. "The Heart of your process". 1998 г.

3. Патент RU 2154705 С1, 20.08.2000. Бюл. №23.

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Способ включает получение смеси влажной волокнистой массы и газообразного транспортного агента, подаваемой в трубчатый реактор. Волокнистый полуфабрикат средней концентрации подают в напорную башню, механически разжижают для придания текучести перед крылаткой насоса, подают в камеру прессования, где сгущают до высокой концентрации, отжимая и удаляя жидкость, диспергируют на волокна, псевдоожижают, смешивая с транспортным агентом, и перекачивают к месту дальнейшей переработки. Устройство содержит напорную башню для приема волокнистого полуфабриката, встроенный шнек с подающими витками, механический разжижитель, крылатку насоса для перекачки разжиженной массы в камеру прессования, имеющую барометрическую трубу для отвода отжатой жидкости и вакуумную трубу для удаления неконденсируемых газов. В камере прессования смонтирована обезвоживающая часть шнека. Кроме того, устройство содержит камеру для массной пробки, диспергатор, камеру смешения, транспортный трубопровод. Все функциональные механизмы смонтированы на одном валу, а вал закреплен на цапфе приводного электродвигателя. Обеспечивается повышение эффективности процесса. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обработки и транспортировки волокнистой массы при высокой концентрации, включающий получение смеси влажной волокнистой массы и газообразного транспортного агента, подаваемой в трубчатый реактор, при этом волокнистый полуфабрикат средней концентрации подают в напорную башню, механически разжижают для придания текучести перед крылаткой насоса, подают в камеру прессования, где сгущают до высокой концентрации, отжимая и удаляя жидкость, диспергируют на волокна, псевдоожижают, смешивая с транспортным агентом, и перекачивают к месту дальнейшей переработки.2. Способ по п.1, в котором сгущение производят от концентрации 5-12 до 35-55% а.с.в.3. Способ по п.1, в котором транспортным агентом является парогазовая смесь.4. Устройство для обработки и транспортировки волокнистой массы при высокой концентрации, содержащее напорную башню для приема волокнистого полуфабриката, встроенный шнек с подающими витками, механический разжижитель, крылатку насоса для перекачки разжиженной массы в камеру прессования, имеющую барометрическую трубу для отвода отжатой жидкости и вакуумную трубу для удаления неконденсируемых газов, при этом в камере прессования смонтирована обезвоживающая часть шнека, камеру для массной пробки, диспергатор, камеру смешения, транспортный трубопровод, причем все функциональные механизмы смонтированы на одном валу, а вал закреплен на цапфе приводного электродвигателя.5. Устройство по п.4, в котором подающие витки шнека выполнены перед механическим разжижителем.