Аппарат для мерсеризации целлюлозы Советский патент 1991 года по МПК D21C1/06 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности, в частности к аппаратам для мерсеризации целлюлозы.

Цель изобретения- повышение концентрации пульпы в зоне измельчения.

На чертеже представлены аппарат, поперечное сечение.

Аппарат для мерсеризации целлюлозы содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 со штуцерами 2 и 3 для подачи раствора щелочи и листовой целлюлозы соответственно и штуцером 4 для отвода суспензии щелочной целлюлозы, В корпусе на валу 5 установлены лопастные мешалки 6 с зубчатыми кромками. Концентрично лопастным мешалкам на кронштейнах 7 закреплен центральный направляющий цилиндр 8. Над лопастными мешалками и в зоне цилиндра 8 на валу установлена также винтовая мешалка 9. Ниже уровня винтовой мешалки в стенке направляющего цилиндра выполнена перфорация 10 в виде расположенных равномерно по окружности в горизонтальной плоскости вертикальных щелей (отверстий). Площадь перфорации составляет 5-15% от поперечного сечения направляющего цилиндра. В зоне лопастных мешалок (в промежутках между ними) в направляющем цилиндре закреплены поперечные неподвижные планки 11 с зубчатыми кромками.

Аппарат работает следующим образом.

При работающей мешалке в аппарат непрерывно через штуцер 2 подается раствор щелочи, через штуцер 3 прямоугольного сечения - листовая целлюлоза, а через штуцер 4 осуществляется дозированный отбор готовой суспензии, обеспечивающий постоянство уровня суспензии аппарате. Соотношение подаваемых в аппарат щелочи и целлюлозы соответствует модулю 18-20, требуемому по условиям технологического процесса мерсеризации целлюлозы.

Раствор щелочи и листовая целлюлоза подаются в центральную часть (в зону вала) аппарата. Винтовая мешалка 9 создает насосный эффект, обусловливающий циркуляцию суспензии вдоль направляющего

цилиндра сверху вниз и в кольцевом пространстве между направляющим цилиндром и корпусом аппарата снизу вверх, и снова сверху вниз в полости цилиндра 8.

Под винтовой мешалкой 9 образуется зона избыточного давления, за счет которого часть жидкой фракции отводится через перфорацию 10 из полости направляющего цилиндра, а неизмельченные куски (лоскуты)

целлюлозных листов остаются в направляющем цилиндре и вместе с оставшейся жидкостью (суспензией) попадают в зону лопастных мешалок б и планок 11. При этом количество неизмельченной целлюлозы в

единице объема суспензии (массовая доля целлюлозы) а зоне лопастных мешалок оказывается там большей, чем больше жидкой фазы будет отведено через отверстия перфорации. Таким образом, в зависимости от

соотношения площади перфорации 10 направляющего цилиндра 8 и поперечным сечением самого цилиндра соотношение целлюлозы и щелочи в зоне лопастных мешалок может быть доведено до оптимальной величины по условиям измельчения целлюлозы, т.е. до модуля, величина которого составляет 14-16.

Экспериментально установлено, что оптимальный по условиям измельчения целлюлозы модуль 14-16 для различных температур и концентрации щелочи достигается, если площадь перфорации составляет 5-15% от поперечного сечения самого направляющего цилиндра.

Экспериментальная отработка оптимального соотношения площади перфорации и поперечного сечения направляющего цилиндра применительно к процессу мерсеризации целлюлозы производилась следующим образом.

В действующем аппарате (мерсериэато- ре) в направляющем цилиндре 809 мм была выполнена перфорация в виде вертикальных пазов, расположенных по образующим

цилиндра, а их живое сечение составило примерно 30% от поперечного сечения цилиндра. В верхней части цилиндра на валу была закреплена винтовая мешалка, частота вращения которой изменялась приблизительно от 50 об/мин и выше. Однако по условиям надежности и снижения энергоемкости аппарата оптимальное значение частоты вращения мешалки составило 87,3 об/мин. При запуске аппарата было установлено, что отток жидкой фракции через перфорацию оказался настолько большим, что массовая доля целлюлозы в зоне лопастных мешалок также резко возросла, и циркуляция массы через зону лопастных мешалок прекратилась, мешалку заклинило, и тепловая защита отключила привод аппарата. Тогда при помощи вспомогательного кольца (обруча), устанавливаемого с наружной стороны направляющего цилинд- ра с возможностью осевого перемещения вдоль этого цилиндра, перфорация перекрывалась до соотношения ее площади и поперечного сечения цилиндра, приведенного в таблице,

Из таблицы следует, что при соотношениях 30 и 25% зона лопастных мешалок забивалась целлюлозными неиэмельченны- ми листами из-за очень большого оттока жидкой фракции через перфорацию.

При соотношении 20% циркуляция была нестабильной, и имело место забивание зоны лопастных мешалок при переходе с Байкальской (сульфатной) на импортную более жесткую целлюлозу. При соотношении

от 15 до 5% циркуляция пульпы через направляющий цилиндр без стабильной, без сбоев, а время измельчения (роспуска) целлюлозы и модуль мерсеризации, определявшиеся путем отбора и анализа проб пульпы, изменялись, как приведено в таблице. Характерно, что при соотношении меньше 5% кусочки целлюлозы просто забивали отверстия перфорации, прекращая отток жидкой фракции. Т.е. процесс роспуска в этом случае протекал как и в цилиндре без перфорации.

Формула изобретения Аппарат для мерсеризации целлюлозы, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, размещенное в нем перемешивающее устройство, выполненное в виде вала с многоярусной лопастной мешалкой, заключенной в направляющем цилиндре с неподвижными поперечными планками, установленными между лопастями, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации пульпы в зоне измельчения, он снабжен винтовой мешалкой, размещенной над многоярусной лопастной мешалкой, а часть поверхности направляющего цилиндра, расположенная между ними, снабжена перфорацией, площадь которой составляет 5-15% от поперечного сечения направляющего цилиндра.

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности, в частности к аппаратам для мерсеризации целлюлозы, и позволяет повысить эффективность процесса роспуска твердой фазы за счет повышения концентрации пульпы в зоне измельчения. Винтовая мешалка 9 создает насосный эффект, обусловливающий циркуляцию суспензии вдоль направляющего цилиндра сверху вниз и в кольцевом про