Оборудование для фильтрации щелоков. Отделение мыла. Окисление щелоков.

Целлюлозная масса после варки на 1 кг воздушно-сухой целлюлозы содержит от 4,5 до 7,5 литров воды. Из общего количества влаги, 5% содержится во внутренних капиллярах, 15%...20% во внутренних каналах волокон и 75%...80% - свободный щелок. Освобождение волокна от щелока

производится методом фильтрации и промывки. Отфильтровывается щелок в выдувных резервуарах. Под фильтрацией обычно понимают процесс разделе-

ния суспензий, при котором суспензия пропускается через фильтрующую перегородку, задерживающую твердые частицы. В зоне промывки, на барабанном фильтре, жидкость, кроме того, фильтруется через слой волокна, и скорость фильтрации жидкости сквозь этот слой соответствует уравнению Уазейля

– количество жидкости, проходящее через квадратный метр фильтрата;

– разность давлений по сторонам фильтрующего слоя, Па;

– толщина слоя, м;

– коэффициент сопротивления слоя

– вязкость Па с;

– коэффициент живого сечения фильтра;

– диаметр канальцев, м.

Основным средством для воздействия на скорость фильтрации является разность давлений .

Уравнение оверхности фильтрации можно получить из материального баланса фильтрации

– количество отбираемого фильтрата, т/час;

– количество исходной суспензии, т/час;

– концентрация суспензии, %;

– концентрация осадка, %;

– объемная производительность по фильтрату, м³;

– плотность фильтрата, кг/м³.

Разделив обе части на площадь фильтрации, получим:

– скорость фильтрации, м³/м²;

Если принять, что

то площадь фильтрации будет определеться по формуле:

Промывка целлюлозы на барабанных фильтрах

Факторы, влияющие на этот процесс:

1. Разность давлений определяется тем вакуумом, при котором работает фильтр. Сильное увельчение вакуума затрудняет промывку из-за уплотнения целлюлозы, и с ростом вакуума снижается температура кипеня, что приводит к вскипанию и появлению пены.

2. Температура. С ее ростом падает вязкость, что ускоряет фильтрацию. Однако повышать температуру более 70…80 градусов нельзя из-за вскипания щелока.

3. Вид массы. Лиственная целлюлоз обезвоживается хуже чем хвойная.

4. Степень провара. При малой степени провара требуется больше ступеней промывки.

5. Концентрация массы. Оптимальная концентрация 1%...1,2%. С увеличением концентрации, равномерность слоя ухудшается.

6. Уровень массы в ванне. Слишком высокий уровень может привести к размыванию слоя в папке и уменьшению производительности.

Для промывки целлюлозы использую следующие конструкции промывных филльтров:

1. Высоковакуумные фильтры. Недостаток: необходимость установки на высоте 8…10 м.

2. Низковакуумные фильтры. Вакуум образуется за счет внутренних сифонных устройств, простые в обслуживании, устанавливаются на любой высоте. Недостаток: сравнительно невысокая производительность.

3. Фильтры давления. Работают под избыточным давлением под колпаком. Преимущества: хорошая промывка, любая высота установки, пар и газ не попадают в помещение. Недостатки: сложность конструкции и большая чувствительность к качеству массы.

Прмывка целлюлозы сопровождается образованием значительных количеств пены, отличающейся большой стойкостью.

Пути преодоления появления пены:

1. Уменьшение контакта между щелоком и воздухом.

2. Использование противопенных добавок.

В отделенном от волокна щелоке содержится множество ценных продуктов, таких как терпены, сульфатное мыло, скипидар.

На 1 тонну целлюлозы можно получить до 120 кг сульфатного мыла из натриевых солей и смоляных кислот.

Выделение мыла производится методом отстаивания в специальных отстойниках. Время отстаивания – от 8 до 10 часов. Процесс этот может происходить в периодических отстойниках и непрерывным процессом. Распространение получили вертикальные пеноотделители, представляющие собой цилиндрическую емкость диаметром 1 метр и высотой до 10 метров. Щелок подается снизу на высоте от 3 до 5 метров, при этом собирается до 80% мыла. При этом необходимо следить, чтобы температура щелока не уменьшалась, так как затем он направляется на выпарные аппараты.

Кроме того, мыло может отделяться из пенных баков окислительной установки, а также после пятых-шестых выпарных аппаратов, где мыло имеет уже высокую плотность.

В сульфат-целлюлозных заводах сырое сульфатное мыло перерабатывается до получения талового масла, которое, в свою очередь, является ценным сырьем для парфюмерной промышленности.