Суспензия для варки целлюлозы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЯО 132794 СПУБЛИК 5 И 4 В 01 Г 3 фс)Где т, дс "1Т. ( ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ыи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ(57) 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.00; 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.00: частицы антрахинона 17 - 51, черный щелок 49 - 83. 6 ил., 2 табл.0,04 - 0,06 0,06 - 0,10 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 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 дср; на фиг. 3 - кривые осаждения суспензий с частицами антрахинона различного диаметра асср; на фиг. 4 - зависимость времени циркуляции, необходимого для получения суспензии с частицами, где дср = 0,08; 0,11 и 0,15 мм; на фиг. 5 - зависимость начального напряжения сдвига то от среднего диаметра частиц антрахинона дср, на фиг. 6 - кривые осаждения суспензий.Пример. Смеситель предварительно запол. няют 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 сос тав, мас.%:0,06 - 0,1 мм 20 0,10 - 0,2 мм 55 0,2 - 0,35 мм 20 0,35 - 0,85 мм 5Гранулометрическая суспензия, приготовленная путем циркуляции, содержит, мас.%:приготовления суспензии с требуемым гранулометрически м составом.Резко возрастают энергетические затратына приготовление суспензии концентрации 5 антрахинона более 51 %. Это объясняетсядополнительными затратами энергии на разрушение прочной структуры суспензии высокой концентрации (более 51 %).Транспортировка свежеприготовленнойсуспензии антрахинона гранулометрического состава затрудняется образованием заку- порок труб и транспортного оборудования.Определение оптимального гранулометрического состава частиц антрахинона, обусловливающего наибольшую экономичность 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 - .0,5,20 Путем смешения приготовят и исследуютсуспензии составов, представленных в табл, 1 Таблица 1 25СусЙ частиц,мм Гранулометрический состав с 1,мм пензия 30 0,04 - 0,06 1 0,06 - 0,10 0,10-0,2020 Таким образом, готовят суспензию 1 с предлагаемым гранулометрическим составом (табл. 1), суспензия 2 с составом, в который входят частицы более мелкой фрак 1327943ции, те. 002 - 004 мм (табл. 1) и суспензия 3 с составом, который отличается от предлагаемого наличием частиц антрахинона 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 Йр приводит к значительному возрастанию начального напряжения сдвига (очень прочная структура), а значит и большим затратам энергии на подачу суспензии. Так при дср = 0,11 мм то = 4 Н/м, а при асср = 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 йр = 0,15 мм обусловливает очень быстрое осаждение суспензии, что объясняется образованием закупорок транспортного оборудования. Так для суспензии с дср = 0,08 мм время осаждения составит 40 миндля суспензии с дскб = 0,11 мм. 20 мин, а для суспензии с асср = 0,15 мм 10 мин.Из графика на фиг. 4 следует, что для приготовления суспензии с частицами с 1 ср = 0,08 мм (суспензия 2 табл. 1) требуются в два раза большие затраты энергии на циркуляцию суспензии, чем на приготовление суспензии, содержащей частицы с М = 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 осажден не твердо й фа зы (фи г. 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 време ни, а значит и энергии, чем для приготовления суспензии с предлагаемым гранулометрическим составом.Наконец, наиболее приемлемой с точки 5 зрения экономичности процесса и ликвидации закупорок транспортного оборудования является суспензия 1 (табл. 1), содержащая частицы с гранулометрнческим составом в диапазоне 0,04 - 0,2 мм.Определение необходимого процентногосостава 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 суспен зии с процентным соотношением фракций,представленных в табл. 2. Таблица 2 20 Сус- пенГранулометрический составмм Процентный состав, 7 Средний диаметр,зия 25 12 - 2030-38 0,108 0,04-0,06 1 0,06-0, 1 О, 10-0, 240 О, 10-0,20 Осталь- ное 45 0,04-0,06 12-18 4 0,06 - О, 10 18-20 О, 124 50 0,10-0,20 60-70 Таким образом приготовлены суспензии, 55 отличающиеся по количественному составучастиц антрахинона от суспензии 1 (табл. 2).Суспензия 2 с гранулометрическим составом, приведенным в табл. 2, отличается от1327943 Формула изобретения М 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).Сус пензию с количественным составом частиц антрахи нона, представленным 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 сусбд 50 ф ФОХ20 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 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.%:20 Частицы с размером0,04-0,06 мм 12 - 13 0,06 - 0,10 мм 38 - 39 0,1 - 0,2 мм Остальноеа соотношение компонентов в суспензии составляет, мас.%:Частицы антрахинона 17 - 51 Черный щелок 49 - 83 Ю ФО й 7 бд акции антракинона бсуспензииов . цю а(г оц е 3 ооц дцанетр частиц Йср,Риг.Ф1327943 1,4 о а,а 7 апв бО бд дремя 8, мин О Редактор А. ВоровичЗаказ 3422/7ВНИИПИ Государственного к113035, МоскваПроизводственно.полиграфич Ф Ъ о ю г ио о,н в,г Средний диаметр частиц Аг мм Фиг. 6Соста витель Т. Кругло Техред И. Верес Тираж 565митета СССР по делам и Ж - 35, Раушская наб ское предприятие, г. Уж ваКорректор А. ЗимокосоПодпис ноезобретений и открытийд. 4/5город, ул. Проектная, 4