Суспензия для варки целлюлозы Советский патент 1987 года по МПК B01F3/12 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при варке целлюлозы.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На фиг. 1 представлена зависимость концентрации суспензии антрахинона и времени циркуляции, необходимого для приготовления суспензии с требуемым гранулометрическим составом; на фиг. 2 - зависимость начального напряжения сдвига то от среднего диаметра частиц dcp; на фиг. 3 - кривые осаждения суспензий с частицами антрахинона различного диаметра dcp; на фиг. 4 - зависимость времени циркуляции, необходимого для получения суспензии с частицами, где dcp 0,08; 0,11 и 0,15 мм; на фиг. 5 - зависимость начального напряжения сдвига То от среднего диаметра частиц антрахинона dcp; на фиг. 6 - кривые осаждения суспензий.

Пример. Смеситель предварительно заполняют черным щелоком. Затем начинают циркуляцию щелока из смесителя и обратно по циркуляционному трубопроводу. Далее в смеситель подают антрахинон в требуемом количестве.

Суспензию транспортируют по циркуляционному трубопроводу из смесителя и обратно. Приготовленную таким образом суспензию перекачивают в производство. В качестве насоса может быть использован центробежный насос типа АХ-6, а в качестве смесителя - смеситель с регулируемой частотой вращения. Соотношение компонентов в суспензии составляет мас.%: частицы антрахинона 17-51, черный щелок 49- 83.

Свежеприготовленная суспензия антрахинона, приготовленная по известному способу, имеет следующий гранулометрический сое тав, мас.%:

0,06-0,1 мм20

0,10-0,2 мм55

0,2-0,35 мм20

0,35-0,85 мм5

Гранулометрическая суспензия, приготовленная путем циркуляции, содержит, м ас.%:

0,06 0,10 0,2

12-20

30-38

Остальное

Из фиг. 1 следует, что при концентрации антрахинона 4 мас.% требуется более длительное время для приготовления суспензии, содержащей частицы с необходимым гранулометрическим составом, значит и затраты энергии на приготовление суспензии в этом случае будут значительно больше, чем при концентрациях антрахинона в диапазоне 10-51 мас.%.

При концентрации более 51% антрахинона вновь происходит повышение времени

приготовления суспензии с требуемым гранулометрическим составом.

Резко возрастают энергетические затраты на приготовление суспензии концентрации

антрахинона более 51%. Это объясняется дополнительными затратами энергии на разрушение прочной структуры суспензии высокой концентрации (более 51%).

Транспортировка свежеприготовленной суспензии антрахинона гранулометрического состава затрудняется образованием закупорок труб и транспортного оборудования. Определение оптимального гранулометрического состава частиц антрахинона, обусловливающего наибольшую экономичность

5 процесса транспортировки суспензии и ликвидацию закупорок оборудования, производят опытным путем. Частицы антрахинона при помощи сит рассеяны на следующие фракции: 0,02-0,04; 0,04-0,06; 0,06-0,10; 0,10-0,20; 0,2-0,5.

0 Путем смешения,приготовят и исследуют суспензии составов, представленных в табл. 1

Таблица 1

0,04-0,06 0,06-0,10 0,10-0,20

12-20 30-38

Остальное

О, 1 1

55 Таким образом, готовят суспензию 1 с предлагаемым гранулометрическим составом (табл. 1), суспензия 2 с составом, в который входят частицы более мелкой фракции, т.е. 0,02-0,04 мм (табл. 1) и суспензия 3 с составом, который отличается от предлагаемого наличием частиц антрахино- на более крупной фракции, т.е. 0,2-0,5 мм. Исследование подвижности приготовленных суспензий антрахинона производят на ротационном вискозиметре. На фиг. 2 представлена зависимость начального напряжения сдвига от среднего диаметра частиц антрахинона в суспензии.

Анализ графика, представленного на фиг. 2, показывает, что наличие в суспензии частиц мелкой фракции, а значит и малого dcp приводит к значительному возрастанию начального напряжения сдвига (очень прочная структура), а значит и большим затратам энергии на подачу суспензии. Так при dcp 0,11 мм TO 4 Н/м, а при dcp 0,08 мм то 15 Н/м.

На фиг. 3 представлены кривые осаждения исследуемых суспензий с гранулометрическим составом, представленным в табл. 1.

Кривые осаждения показывают, что наличие частиц антрахинона крупной фракции в суспензии (0,2-0,5 мм) с dcp 0,15 мм обусловливает очень быстрое осаждение суспензии, что объясняется образованием закупорок транспортного оборудования. Так для суспензии с dcp 0,08 мм время осаждения составит 40 мш для суспензии с dcp 0,11 мм. 20 мин, а для суспензии с dcp 0,15 мм 10 мин.

Из графика на фиг. 4 следует, что для приготовления суспензии с частицами dcp 0,08 мм (суспензия 2 табл. 1) требуются в два раза большие затраты энергии на циркуляцию суспензии, чем на приготовление суспензии, содержащей частицы с dcp 0,11 мм, т.е. для образования в суспензии частиц мелкой фракции (0,02-0,04 мм) требуются значительно большие затраты энергии, чем для приготовления суспензии не содержащей этих частиц. В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

Наличие в суспензии фракции частиц антрахинона больших размеров (0,2- 0,5 мм) по сравнению с предлагаемым гранулометрическим составом ведет к образованию закупорок транспортного оборудования и труб, поскольку в суспензии, содержащей частицы антрахинона размером 0,2- 0,5 мм, происходит самое быстрое осаждение твердой фазы (фиг. 3).

Кроме того, наличие в суспензии частиц антрахинона меньших по сравнению с предлагаемым гранулометрическим составом размеров (0,04-0,06 мм) приводит к значительному упрочнению структуры (фиг. 2), а значит и к дополнительным затратам энергии при транспортировке суспензии. Кроме этого для приготовления суспензии, содержащей фракцию 0,04-0,06 мм требуется значительно большие затраты времени, а значит и энергии, чем для приготовления суспензии с предлагаемым гранулометрическим составом.

Наконец, наиболее приемлемой с точки

зрения экономичности процесса и ликвидации закупорок транспортного оборудования является суспензия 1 (табл. 1), содержащая частицы с гранулометрическим составом в диапазоне 0,04-0,2 мм.

Определение необходимого процентного состава частиц антрахинона в диапазоне 0,04-0,2 мм проводят опытным путем. При помощи сит частицы антрахинона рассеивают на следующие фракции, мм: 0,04-0,06; 0,06-0,1; 0,1-0,2. Затем составляют суспензии с процентным соотношением фракций, представленных в табл. 2.

Таблица 2

25

0

0,04-0,06

0,06-0,1

0,10-0,2

0,04-0,06

5 2 0,06-0,10 0,10-0,20

12-20

30-38 0,108

Остальное

5-10 30-38 0,117

Остальное

0,04-0,06 0,06-0,10 0,10-0,20

0,04-0,06 0,06-0,10 0,10-0,20

20-30 30-38

Остальное

12-18 18-20 60-70

0,7

0,124

Таким образом приготовлены суспензии,

отличающиеся по количественному составу

частиц антрахинона от суспензии 1 (табл. 2).

Суспензия 2 с гранулометрическим составом, приведенным в табл. 2, отличается от

предлагаемой меньшим процентом частиц мелкой фракции (0,04-0,06 мм), суспензия 3 отличается большим процентом частиц мелкой фракции (0,04-0,06 мм), а суспензия 4 содержит больший процент частиц крупной фракции (0,10-0,20 мм).

Суспензию с количественным составом частиц антрахинона, представленньш в табл. 2, исследуют на ротационном вискозиметре и снимают кривые осаждения. Результаты опытов представлены на фиг. 5 и 6.

Анализ графиков, представленных на фиг. 5 и 6, показывает, что увеличение процентного соотношения фракции 0,04- 0,06 мм (суспензия 3 в табл. 2) приводит к значительному упрочнению структуры суспензии (фиг. 5, точка 3 на графике), а значит к дополнительным энергетическим потерям при транспортировке; уменьшение процентного содержания частиц размерами 0,04-0,06 мм приводит к тому, что образуется слабая структура (точка 2 на фиг. 5), но при этом значительно возрастает скорость осаждения суспензии (кривая 2 на фиг. 6), а следовательно, образуются закупорки транспортного оборудования; при увеличении процентного содержания частиц крупной фракции (0,10- 0,20 мм, суспензия 1 в табл. 2) в сус0

0

5

пензии структуры нет (точка 4 на фиг. 5), но зато в этой суспензии происходит самое быстрое осаждение твердой фазы (фиг. 6 кривая 4) и как следствие быстрого осаждения происходит закупорка транспортного оборудования и труб; наиболее приемлемым с точки зрения экономичности процесса и ликвидации закупорок транспортного оборудования является суспензия 1 с процентным содержанием частиц, представленным в табл. 2.

Формула изобретения

Суспензия для варки целлюлозы, включающая частицы антрахинона и черный щелок, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, она содержит частицы антрахинона при следующем гранулометрическом и количественном составе, мас.%:

Частицы с размером

0,04-0,06 мм12-13

0,06-0,10 мм38-39

0,1-0,2 ммОстальное

а соотношение компонентов в суспензии составляет, мас.%:

Частицы антрахинона17-51

Черный щелок49-83

10 П 20 W W 50 60

Мае . 7о 1 астиц af mpaxuHona с1/сленэии

9us.1

0,06О,Од

BJ5 ОМ

ср

AfM

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при варке целлюлозы. Оно обеспечивает при использовании повышение экономичности процесса. Суспензия для варки целлюлозы содержит частицы антрахинона и черный щелок. Частицы антрахинона находятся в суспензии при следующем гранулометрическом и количественном составе, мас.%; частицы с размером 0,04-0,06 мм 12-20; 0,06- 0,10 мм 30-38; 0,10-0,20 мм остальное. Соотношение компонентов в суспензии составляет, мас.%: частицы антрахинона 17- 51, черный щелок 49-83. 6 ил., 2 табл. 00 ю Х) 4 СО

20

30

Фиг.ъ

но50 во

Время t,Mun

oW 008 „ ojo 7г «T- «7 Средний аиометр частиц аср, мм

Pus.f

Г5

ю

0,0 е0,090,100.110.12

Средний диаметр частиц dfp мм

Фиг. 5

100

10

(Риг. 6

5060

Вреня t, мин

Составитель Т. Круглова

Редактор А. ВоровичТехред И. ВерееКорректор А. Зимокосов

Заказ 3422/7Тираж 565Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственио-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4