Аппарат для отбелки целлюлозы под избыточным давлением

(19) С 9 10 51) 5 Е ИЗОБРЕТ елгаолокРни,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТ 21) 4752396/1222) 23.10.8946) 23.09.91, Бюл. ЬЬ 3571) Центральный научно-исследовакий и проектно-конструкторский инсо проектированию оборудования дляюлозно-бумажной промышленности(56) Новые системы для перемещения вна и выгрузки массы в ЦБП. - Рарег )а1988, Ф 8, р.689-692.(54) АППАРАТ ДЛЯ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к аппаратам для отбелки целлюлозы под избыточным давлением; и позволяет повысить качество обрабатываемого материала и улучшить производительность, Клапан 5 приподнимается над торцом патрубка 3 и через образующуюся при этом кольцеобразную щель газовая фаза постепенно под давлением нагнетаемой снизу целлюлозы вытесняется наружу иэ корпуса 1 аппарата, 1 з.п.ф-лы, 10 ил,10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к аппаратам для отбелки целлюлозы под избыточным давлением.Цель изобретения - повышение качества обрабатываемого материала и улучшение производительности,На фиг.1 показан аппарат, разрез; на фиг,2 - пример выполнения клапана с возможностью вращения; на фиг.3 - другой пример выполнения аппарата; на фиг.4 - верхняя часть аппарата; на фиг,5-7 - примеры выполнения клапана разной формы; на фиг.8-10 - примеры компоновки аппарата с башней для щелочной экстракции массы.Аппарат имеет корпус 1 с внутренним диаметром О с патрубком загрузки 2 для загрузки обрабатываемого материала и патрубком 3 для выгрузки обрабатываемого материала, имеющим диаметр выходного отверстия 4, равный О, а также средство для выгрузки целлюлозы, которое выполнено в виде клапана 5 в форме тела вращения (на фиг,1 в форме диска), снабженного механизмом прижима, например силовым пневмоцилиндром 6, который жестко связан с корпусом 1 посредством, например, ребер 7, а с клапаном 5 соединен штоком 8. Клапан 5 соосен с патрубком 3 и имеет возможность осевого перемещения (вместе со штоком 8). Патрубок 3 для выгрузки обрабатываемого материала (целлюлозы) имеет диаметр выходного отверстия Ово" =(0,3-1,0) О, а клапан 5 имеет диаметр Оп не менее 0,75 внутреннего диаметра выходного отверстия патрубка 3, т.е. Оп Ы,75 Ово (на фиг.1 ОпОво).Клапан 5 может быть смонтирован с возможностью вращения относительно продольной оси патрубка 3 для выгрузки материала, например на штоке 8 (фиг.2), т,е. может быть снабжен радиальным 9 и упорным 10 подшипниками, а также дополнительно может быть оснащен выступами.лопастями 11.Другие примеры выполнения аппарата; когда Ов - О, показаны на фиг.З и 4.Клапан 5, кроме формы диска, может быть выполнен, например, в форме конуса (фиг.5), конусно-цилиндрической формы (фиг,б), каплевидной формы(фиг.7) и пр. При этом диаметр клапана 5 может быть меньше, равен или больше диаметра выходного отверстия патрубка для выгрузки материала, т.е. ОпОво (фиг,2,4,6 и 7), Оп-Ово (не показано) или Оп Р (фиг.1, 3 и 5). Корпус 1 аппарата может быть вертикальным (фиг.8 и 9) или горизонтальным (фиг,10), при этом ось корпуса 1 аппарата может совпадать с осью патрубка 3 для выгрузки материала (фиг.8 и 10) или может быть перпендикулярна оси патрубка 3, т,е. оси корпуса 1 и патрубка 3 могут быть расположены под любым углом одна к другой,Аппарат может соединяться с другим аппаратом (для последующей обработки материала под атмосферным давлением), например с башней для щелочной экстракции массы (целлюлозы концентрацией 8-16 ф), либо непосредственно (например, корпус 1 аппарата может быть встроен в корпус 12 башни (фиг,8), либо через промежуточную камеру 13 (фиг.9 и 10),Выполнение аппарата с ОвО предпочтительней, так как при этом для достижения заданного избыточного давления в корпусе 1 требуется меньшее усилие прижима на штоке 8, что позволяет применить более компактный механизм 6 прижима, й,соответственно, более облегченные связи(ребра, штанги) 7. Однако с увеличением Ово повышается равномерность обработки материала в аппарате за счет исключения каналообразования в потоке, поэтому при относительно малом времени обработки, например 5-10 мин, и соответствующем этому времени сравнительно небольшом диаметре корпуса 1 О, порядка 0,5-0,8 м диаметр выходного отверстия предпочтительнее выполнять равным диаметру корпуса, т.е, Ов - О. Клапан 5, смонтированный с воэможностью вращения, обеспечивает более равномерную по окружности выгрузку материала из корпуса 1, что имеет особое значение при соединении корпуса 1 с другим аппаратом(фиг.8), Однако при компоновке аппаратов по фиг.9 или 10 может быть применен клапан без возможности вращения. Форма клапана 5 в виде диска проще и легче, поэтому предпочтительней при относительно небольшом диаметре Ово, при этом О может быть больше Ово При относительно большом Ово предпочтительней клапан 5 с конусом (фиг.б) с Оп Ово, что позволяет уменьшить усилие прижима на штоке 8. Поэтому выбор конкретных соотношений Ово/О в указанных пределах, выбор Ол (больше или меньше Ово) и формы клапана зависят от таких факторов, как производительность аппарата, величина избыточного давления в корпусе 1, необходимая для ведения химической обработки материала, и время обработки материала в аппарате,Присоединение аппарата к другому аппарату по фиг.8 предпочтительнее для вновь проектируемого оборудования, а по10 20 25 30 35 40 50 55 фиг.9 и 10 - для модерниэации уже эксплуатирующегося на комбинатах оборудования.Аппарат работает следующим образом.В начальный мОмент, когда корпус 1 еще не заполнен целлюлозой, клапан 5 находится в крайнем нижнем положении и прижат к торцевой поверхности патрубка 3 для выгрузки целлюлозы под действием силы от штока 8 механизма 6 прижима (сжатый воздух постоянного заданного давления в цилиндре всегда находится над поршнем, а полость цилиндра под поршнем сообщается с атмосферой). 8 ыходное отверстие диаметром О, при этом полностью перекрыто клапаном, так как его диаметр Ол больше, чем диаметр выгрузочного отверстия патрубка 3 О 0, т,е. Ово Оп (фиг.1). По мере нагнетания целл юлоз ы, например, кон центра цией 10;ь насосом средней концентрации типа МС через загрузочный патрубок 2 в корпус 1 уровень столба целлюлозы в корпусе 1 растет, при этом начинает возрастать избыточное давление газовой фазы, объем которой уменьшается, поскольку в корпусе 1 увеличивается объем, занимаемый нагнетаемой целлюлозой. При достижении избыточным давлением газовой фазы и. целлюлозы некоторой величины, при которой давление газовой фазы в корпусе 1 на клапан 5, направленное вверх, становится несколько больше давления штока 8, направленного вниз на клапан 5, последний приподнимается над торцом патрубка 3 и через образующуюся при этом кольцеобраэную щель газовая фаза постепенно под давлением нагнетаемой снизу целлюлозы вытесняется наружу из корпуса 1 аппарата. С начала вытеснения газовой фазы из корпуса 1 обрабатываемый материал - целлюлоза оказывается под действием избыточного давления заданной величины, т.е, начинается обработка целлюлозы химическим реагентом в установившемся режиме избыточного давления.После того, как вся газовая фаза, находившаяся в начальный момент в корпусе 1, вытеснена наружу, на клапан 5 начинает действовать усилие от столба поднимающейся в корпусе 2 целлюлозы, под действием которой клапан 5 еще больше отжимается от торца патрубка 3 (за счет того, что целлюлоза является более плотным материалом, чем газ, и вязкость ее больше, а соответственно, и скорость истечения меньше), при этом кольцеобразный щелевой канал увеличивается и целлюлоза через него выгружается иэ корпуса 1 по патрубку 3, Поскольку целлюлоза через патрубок 2 нагнетается в корпус 1 непрерывно, то и выгружается эта целлюлоза после обработки через кольцеобразный щелевой канал, образованный клапаном 5 и торцом патрубка 3, также непрерывно, а поскольку усилие от механизма 6 прижима на клапан 5 постоянно (постоянство давления сжатого воздуха в пневмоцилиндре механизма 6 прижима обеспечивается за счет известного воздушного редуктора), то обрабатываемая в корпусе 1 целлюлоза находится под постоянным избыточным давлением, например, 0,3 МПа независимо от изменения производительности (пропускной способности) аппарата в большую или меньшую сторону, например, даже в 2 раза (ограничение по работоспособности аппарата имеется лишь в сторону уменьшения производительности по целлюлозе на порядок по сравнению с расчетной величиной, когда скорость истечения целлюлозы через кольцевой канал становится меньше скорости фильтрации жидкости сквозь слой целлюлозы, в этом случае целлюлоза начинает отекать в зоне выгрузки и сгущаться, однако при эксплуатации оборудования режим работь аппарата с производительностью в 10 раз меньшей, чем расчетная, практически исключен), При оста новах (п ри вы кл ючени и нагнетающего насоса МС, загружающего целлюлозу в аппарат) клапан 5 автоматически опускается в исходное положение (как до начала работы) а при новом включении насоса МС под действием столба целлюлозы вновь приподнимается, и работа возобновляется. Таким образом перерывы в работе (кратковременные остановы) не нарушают работоспособность аппарата.Если клапан 5 смонтирован на штоке 8 с возможностью вращения и снабжен лопастями 11 (фиг.2), то под воздействием на эти лопасти реакции струи целлюлозы, выходящей в кольцевой щелевой зазор между клапаном 5 и торцом патрубка 3, клапан 5 во время работы аппарата медленно вращается, и при этом более равномерно выгружает целлюлозу из корпуса 12 и распределяет ее по окружности (нэпример, по поперечному сечению последующего аппарата 12 - башни щелочной экстракции, фиг.8),Работа аппарата на фиг,3 и 5 не огличается от работы аппарата по фиг,1.Работа аппарата пс фиг,4, б и 7 аналогична работе аппарата по фиг.1, однако в начальный момент работы аппарата (во время заполнения его целлюлозой), когда клапан 5 находится в крайнем нижнем положении, он не перекрывает полностью выходное отверстие пэтрубка 3 для вьп рузкиматериала, так как в этом случае диаметр клапана 5 меньше диаметра выходного отверстия ОпОво, поэтому газовая фаза (воздух) при заполнении корпуса 1 целлюлозой практически свободно вытесняется в атмосферу (бкз избыточного давления в корпусе 1) через остающийся кольцеобразный зазор между внутренней стенкой патрубка 3 и поверхностью клапана 5. Целлюлоза в таком аппаоате оказывается в установившемся рабочем режиме избыточного давления несколько позже, чем в аппарате по фиг,1, т.е, с момента начала выгрузки через кольцеобразный зазор (при этом клапан 5 также в большей или меньшей степени отжимается вверх под напором столба целлюлозы).Расположение аппарата в пространстве (вертикально, горизонтально) практически не влияет на обработку целлюлозы химическими реагентами, поэтому работа аппарата по фиг,9 и 10 не отличается от работы аппарата по Фиг.1. Разница имеется лишь в направлении движения потока целлюлозы в корпусе 1 но время обработки; в аппарате по фиг,9 поток целлюлозы в корпусе 1 изменяет направление движения на 90 (сначала он вертикальный восходящий, а затем горизонтал ный), в аппарате Г 10 фиг.10 поток движется в горизонтальном направлении(в последнем случае избыточное давление в корпусе 1 аппарата практически определяется только усилием прижима клапана 5, так как гидростатическое давление столба отс/тот вует),Экспериментально установлено, что предлагаемый аппарат сохраняет работоспособность при диаметре выходного отверстия Оео патрубка 3 для выгрузки обрабатываемого материала не менее 0,3 внутреннего диаметра корпуса О. При О 80 О,З Ок нарушается равномерность потока целлю" лозы по поперечному сечению корпуса и появляется каналообразование в потоке,что ухудшаетравномерность обработкицеллюлозы химикатами, Увеличение Ово более О нецелесообразно по конструктивным5 и зкономическим соображениям, так какувеличение О 0 вызывает усложнение конструкции в целом,Уменьшать диаметр клапана Оп менее0,75 внутреннего диаметра выходного от 10 верстия О патрубка для выгрузки материала недопустимо, так как при этомкольцевой зазор между этим патрубком иклапаном становится, слишком большим,что не позволяет создавать необходимое15 избыточное давление целлюлозы в корпусе 1.Ф ор мула и зоб ретения1, Аппарат дия отбелки целлюлозы подизбыточным давлением, включающий кор 20 пус с патрубками для загрузки и выгрузкиобрабатываемого материала и средство длявыгрузки целлюлозы, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества обрабатываемого материала и увеличения про 25 изводительности, средство для выгрузкицеллюлозы выполнено в виде клапана вформе тела вращения, снабженного механизмом прижима, жестко связанным с корпусом; и смонтированного соосно с патрубком30 для выгрузки материала с возможностьюосевого перемещения, при этом патрубокдля выгрузки материала имеет диаметр выходного отверстия от 0,3 до 1,0 внутреннегодиаметра корпуса, а клапан имеет диаметр35 не менее 0,75 внутреннего диаметра выходного отверстия патрубка для выгрузки Материала,2,Аппаратпо п,1,отличающийсятем, что, с целью повышения равномерно 40 сти распределения выгружаемого материала, клапан смонтирован с возможностьювращения относительно продольной осипатрубка для выгрузки материала.1678936 Составитель И. КарандеевэРедактор И. Шмакова Техред М,Моргентал Коррект Ципле Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3188 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва, Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР