Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов



Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов
Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов
Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов

 


Владельцы патента RU 2493309:

Открытое акционерное общество "Группа "ИЛИМ" (RU)

Изобретение относится к технике производства целлюлозы и может быть использовано для проведения исследований в области обработки и/или переработки целлюлозосодержащих растительных материалов древесной и недревесной природы.

Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов состоит из цилиндрического корпуса, днища и крышки (рабочая полость). Снабжен средствами герметизации рабочей полости, термостатированного ее обогрева, подачи жидкой и твердой фаз, вывода этих фаз и парогазов, сеткой для фильтрации жидкой фазы. Согласно изобретению рабочая полость аппарата разделена на зоны, образованные помещенными в нее элементами, каждый из которых состоит из цилиндрической части и перфорированного днища с расположенной на нем накладной фильтрующей сеткой, при этом крышкой каждого элемента в рабочем состоянии аппарата служит днище расположенного выше элемента. Аппарат дополнительно снабжен внешними средствами принудительной циркуляции жидкой фазы, вывода одной жидкой фазы вытеснением другой жидкой фазой, термостатированного обогрева рециркулирующей жидкой фазы, а также парогенератором. Таким образом, аппарат обеспечивает возможность одновременной обработки нескольких разных образцов материалов в одинаковых режимах с последующим исследованием каждого из образцов обработанных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике производства целлюлозы и может быть использовано для проведения исследований в области обработки и/или переработки целлюлозосодержащих растительных материалов древесной и недревесной природы в различных условиях путем физического воздействия на них жидкими средами или водяным паром с одновременным или последующим химическим воздействием реагентами в жидкофазной среде, а также для определения степени влияния этих воздействий и характеристик обрабатываемых материалов на свойства промежуточных и конечных паровоздушных, жидкофазных и твердых продуктов.

Известен варочный аппарат периодического действия (SU, а.с. 1719506, D21C 7/00, опубл. 15.03.92), содержащий корпус с цилиндрической частью, днищем и крышкой с горловинами, имеющими фланцы для соединения с крышкой и днищем, внешние средства для рециркуляции жидкой фазы и отбора ее проб.

Недостаток этого устройства при использовании его в исследовательской работе связан с тем, что обработке единовременно можно подвергать лишь один образец материала и поэтому для определения, например, выхода целлюлозы из щепы разных пород древесины или смесей щепы разных пород древесины при прочих равных условиях необходимо проводить большое число испытаний.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является лабораторный автоклав, разработанный экспериментально-производственными мастерскими Ленинградской лесотехнической академии имени С.М. Кирова. Автоклав состоит из образующих его рабочую полость цилиндрического корпуса, днища и крышки и снабжен средствами герметизации рабочей полости, термостатированного ее обогрева, подачи жидкой и твердой фаз и их вывода, сеткой для фильтрации жидкой фазы.

Недостаток этого автоклава (аппарата) также определяется тем, что единовременно можно подвергать обработке лишь один образец материала. Кроме того, при использовании этого аппарата нет возможности проводить обработку материала в режиме рециркуляции жидких фаз, с отбором, при необходимости, проб этих фаз.

Новыми результатами от использования предлагаемого аппарата является обеспечение возможности одновременной обработки жидкой фазой нескольких образцов материалов, проведения, при необходимости, обработки со сменой жидкой фазы, в режиме рециркуляции каждой жидкой фазы, например, с отбором проб, исследования каждого из образцов обработанных в одинаковых условиях материалов.

Указанные результаты достигаются тем, что в аппарате для обработки растительных материалов, состоящем из образующих его рабочую полость цилиндрического корпуса, днища и крышки и снабженном средствами герметизации рабочей полости, термостатированного ее обогрева, подачи жидкой и твердой фаз, вывода этих фаз и парогазов, сеткой для фильтрации жидкой фазы, согласно изобретению, его рабочая полость разделена на зоны, образованные помещенными в нее элементами, каждый из которых состоит из цилиндрической части и перфорированного днища с расположенной на нем накладной фильтрующей сеткой, при этом крышкой каждого элемента в рабочем состоянии аппарата служит днище расположенного выше элемента. Аппарат дополнительно снабжен наружными средствами принудительной циркуляции жидкой фазы, вывода одной жидкой фазы вытеснением другой жидкой фазой, термостатированного обогрева циркулирующей жидкой фазы, а также парогенератором.

На рисунках приведены схемы известного автоклава (рис.1), аппарата по предлагаемому изобретению (рис.2), вертикального разреза по диаметру элемента и крышки для верхнего элемента (рис.3, а) и б), соответственно). Обозначения на рис.1-3 следующие: 1 - корпус, 2 - крышка корпуса, 3 - обмотка подогрева, 4 - кожух, 5 - скоба, 6 - манометр, 7 - винт прижимной, 8 - вентиль сдува, 9 - вентиль нижний, 10 - фильтрующая сетка, 11 - карман для термометра, 12 - рабочая полость аппарата, 13 - элементы, образующие зоны рабочей полости, 14 - крышка для верхнего элемента, 15 - цилиндрическая часть элемента и крышки, 16 - перфорированное днище, 17 - фильтрующая сетка, 18 - зацепы для сборки и разборки элементов.

Количество зацепов 18 у элементов 13 и крышки 14 - одна или две пары.

К вентилям 8 и 9 посредством, например, «гребенок» с вентилями, присоединены средства для обеспечения принудительной рециркуляции жидких сред, для их термостатированного обогрева, для вытеснения из аппарата одной жидкой фазы другой, для отбора проб жидких фаз, насосы, баки, парогенератор (на рис.2 эти известные средства как внешние части предлагаемого аппарата не указаны).

Количество элементов 13 в аппарате может быть от 3 до 5. Оно определяется по принципу удобства эксплуатации аппарата. Объем элементов может быть от 0,5 до 1,0 дм3, одинаковым для всех элементов в аппарате или разным.

Аппарат используют следующим образом. В каждый из элементов 13 на перфорированное днище 16 укладывают фильтрующую сетку 17 с заданным размером отверстий и затем загружают образцы различных растительных целлюлозосодержащих материалов с известной массой в расчете на сухие вещества, например, образцы щепы лиственницы, березы, осины, сосны, смеси щепы этих пород древесины и т.п. Элементы помещают один на другой в полость 12 аппарата. При необходимости верхний элемент закрывают крышкой 14, изготовленной из цилиндрического обода, перфорированного диска (днища) 16 и расположенной на нем фильтрующей сеткой 17. Полость 12 с размещенной в ней сборкой элементов 13 герметично закрывают крышкой 2 аппарата. Присоединяют к аппарату средства для подвода и вывода жидкой фазы, для принудительной ее рециркуляции, для вытеснения одной жидкой фазы другой фазой, парогенератор. Эти средства приспособлены для работы всей системы при температуре жидких фаз до 100°C при работе аппарата в режиме рециркуляции жидкой фазы и при 150-170°C и соответствующем максимальной температуре давлении без рециркуляции жидкой фазы.

После подключения всех систем к аппарату он готов к работе. Обработку материалов можно проводить по любой заданной программе, которая может включать, например, двухстадийную предварительную обработку образцов материалов с рециркуляцией жидких фаз водной экстракцией на первой ступени и отработанным черным щелоком на второй ступени, с выводом из аппарата первого экстракта его вытеснением черным щелоком и выводом щелока его вытеснением варочным раствором, последующую варку по сульфатному или сульфитному способу со ступенчатым подъемом температуры, стоянкой при промежуточной температуре, варку при максимальной температуре, сдувку парогазовых продуктов варки.

После завершения программы аппарат отключают, охлаждают, выводят по заданной программе жидкую фазу, открывают аппарат, извлекают элементы с образцами материалов, обработанных в одинаковых условиях.

1. Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов, состоящий из образующих его рабочую полость цилиндрического корпуса, днища и крышки и снабженный средствами герметизации рабочей полости, термостатированного ее обогрева, подачи жидкой и твердой фаз, вывода этих фаз и парогазов, сеткой для фильтрации жидкой фазы, отличающийся тем, что его рабочая полость разделена на зоны, образованные помещенными в нее элементами, каждый из которых состоит из цилиндрической части и перфорированного днища с расположенной на нем накладной фильтрующей сеткой, при этом крышкой каждого элемента в рабочем состоянии аппарата служит днище расположенного выше элемента.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен внешними средствами принудительной циркуляции жидкой фазы, вывода одной жидкой фазы вытеснением другой жидкой фазой, термостатированного обогрева рециркулирующей жидкой фазы, а также парогенератором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, в которой по меньшей мере два насоса установлены параллельно и соединены с нижней частью резервуара предварительной обработки, и каждый насос соединен с отдельным транспортным трубопроводом, идущим в верхнюю часть варочного котла.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, где по меньшей мере два насоса установлено параллельно в донной части резервуара для предварительной обработки и где передачу в верхнюю часть варочного котла производят без использования обычного верхнего сепаратора.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла (6) непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса (12а, 12b) размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара (3) для предварительной обработки, причем трубопроводы, отходящие от насосов, объединены по меньшей мере в одной точке (16) слияния перед тем, как объединенный транспортный трубопровод направляется к верхней части варочного котла.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла (6) непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса (12а, 12b) размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара (3) для предварительной обработки и мешалка (11) размещена в непосредственном соединении с впускными патрубками насосов.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара для предварительной обработки и устанавливают уровень жидкости по меньшей мере порядка метров.

Изобретение относится к способу и к системе получения полуцеллюлозной массы из лигноцеллюлозного материала. .
Изобретение относится к аппаратурному оснащению процессов переработки древесной щепы с получением целлюлозных полуфабрикатов и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности при комплексной переработке древесины лиственницы сибирской.

Изобретение относится к системам автоматизированного управления процессами целлюлозного производства и может быть использовано для управления непрерывным процессом варки целлюлозы в варочном котле. Система для регулирования работы варочного котла непрерывного действия с паровой фазой, с расположенным вверху впуском для подачи сильно измельченного целлюлозного материала и с расположенным внизу выпуском для выпуска отваренной волокнистой массы содержит регулятор процесса, который регулирует соответствующие вводимые в процесс потоки, например поток щепы и связанные с ним потоки варочных сред, в зависимости от выпускаемых из протекающего процесса потоков, например выпускаемых потоков варочных сред и выпускаемого потока отваренной волокнистой массы для создания газовой фазы над уровнем варочной среды в варочном котле и над уровнем щепы в варочном котле, который находится над уровнем среды, по меньшей мере, во время установившегося непрерывного режима работы. Уровень щепы можно регулировать для регулирования направленной вниз силы, действующей на столб щепы в варочном котле. Регулятор процесса содержит первый комплект датчиков, соединенных с регулятором процесса и используемых для управления первым комплектом регуляторов, установленных на впуске сильно измельченного целлюлозного материала и на впусках варочных сред в варочный котел. Также система содержит контроллер нагрузки, независимый от регулятора процесса, содержащий второй комплект датчиков, соединенных с контроллером нагрузки и используемых для управления вторым комплектом регуляторов, с помощью которых оказывают влияние на объем среды в варочном котле, а именно регуляторов, с помощью которых регулируют впускаемые и выпускаемые потоки: поток сильно измельченного целлюлозного материала и потоки варочных сред. Регулятор процесса регулирует давление в газовой фазе, уровень щепы и уровень среды в соответствии с первым комплектом заданных значений в регуляторе процесса, причем контроллер нагрузки осуществляет мониторинг нагрузки в варочном котле в соответствии со вторым комплектом пороговых значений в контроллере нагрузки, в результате взаимодействия которых создается более высокая нагрузка на емкость варочного котла, чем при управлении с помощью регулятора процесса в соответствии с заданными значениями. При превышении этих пороговых значений контроллер нагрузки оказывает влияние по меньшей мере на один из соответствующих потоков варочной жидкости с помощью второго комплекта регуляторов, соединенных с контроллером нагрузки, таким образом, чтобы чистый объем среды в варочном котле был уменьшен. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к получению сахаров из биомассы. Реактор для обработки биомассы включает емкость с верхней частью и нижней частью. Верхняя часть выполнена с возможностью приема биомассы и приложения давления и нагревания биомассы газом под давлением и содержит одну верхнюю стенку. Нижняя часть включает, по меньшей мере, одну нижнюю стенку, включающую стойкий к коррозии материал. Емкость дополнительно содержит зону давления, которая образована между внешней стенкой емкости и указанной по меньшей мере одной нижней стенкой. Одна нижняя стенка находится внутри емкости, причем верхняя часть емкости и зона давления оперативно связаны нагнетающим трубопроводом. Способ гидролиза материала биомассы включает стадии: подачи материала биомассы в емкость; приложения давления к биомассе в верхней части при использовании создающего давление агента; перемещения биомассы под давлением в нижнюю часть, в которой происходит реакция гидролиза или автогидролиза без избыточной или свободной жидкости; перемещения гидролизованной биомассы из нижней части без введения транспортирующей жидкости; и выравнивания давления в зоне давления и верхней части при использовании трубопровода для выравнивания давления. Обеспечивается увеличение эффективности экстракции сахара при снижении потребности в сушке и выпаривании. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Система подачи измельченного целлюлозного материала содержит: бункер щепы, содержащий верхний впуск щепы, внутреннюю камеру, ориентированную по существу вертикально, и нижнее разгрузочное окно; по меньшей мере один впуск щелока в бункере щепы для введения щелока в бункер щепы, где бункер щепы содержит достаточное количество щелока и щепы во внутренней камере для создания гидравлического давления на щепу в нижнем разгрузочном окне; по существу горизонтально ориентированный конвейер щепы или трубу щепы, сопряженную с нижним разгрузочным окном, для получения щепы и щелока из бункера под гидравлическим давлением, где конвейер или труба содержит инжекторы щелока, которые впрыскивают щелок в щепу и конвейер или трубу, и перегрузочное устройство высокого давления, сопряженное с выпуском конвейера или трубы, для получения щепы и щелока, в результате чего гидравлическое давление щепы и щелока на выпуске бункера щепы является достаточным для подачи щепы и щелока в перегрузочное устройство высокого давления. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к области производства электроэнергии и конструкции промышленного котла, включая котлы-утилизаторы технологического процесса сульфатной варки целлюлозы или котлы-утилизаторы натронного технологического процесса, используемые в целлюлозной и бумажной промышленности. Система котла дуального давления и паровой турбины, содержащая верхнюю топочную камеру для генерирования пара высокого давления, пароперегреватель высокого давления, гидродинамически соединенный с верхней топочной камерой для перегрева пара высокого давления, и паровую турбину высокого давления для приема пара из пароперегревателя и генерирования потока, выпускаемого (выхлопного) пара; нижнюю топочную камеру, содержащую систему, генерирующую пар естественной циркуляции низкого давления, для получения пара низкого давления; промежуточный перегреватель для перегрева потока выпускаемого пара из паровой турбины высокого давления; и паровую турбину низкого давления для приема перегретого пара, в которой нижняя топочная камера является гидродинамически соединенной для обеспечения пара низкого давления в потоке выпускаемого пара из паровой турбины высокого давления. Таким образом, котел-утилизатор дуального давления может быть связан с множеством конденсационных, неконденсационных или комбинацией конденсационных и неконденсационных циклов турбины для обеспечения увеличения выработки электроэнергии. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 12 ил.

Настоящее изобретение рассматривает систему и способ подачи насосом тонкоизмельченного целлюлозного материала в варочный котел непрерывного действия. Концентрическим размещением труб и введением текучей среды в камеру, образованную между трубами, создается цилиндрическая пленка текучей среды вокруг стержневидного потока целлюлозного материала до впуска в насос. Таким образом снижается падение давления в линиях, снижается износ насоса и обеспечивается максимальное нарастание давления в насосе. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к конструкции устройства для проведения паровзрывной обработки целлюлозосодержащего сырья с последующим кислотным гидролизом и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы включает последовательно узел загрузки и подачи древесного сырья, реактор для парового предгидролиза древесного сырья с системой транспортировки, систему подачи и отвода пара, реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна с системой подачи и отвода кислоты, выполненной в виде форсунок, узел выгрузки порошковой целлюлозы. Между реактором для парового предгидролиза древесного сырья и реактором для кислотного гидролиза целлюлозного волокна установка дополнительно оснащена камерой для паровзрывной обработки лигноцеллюлозного сырья, которая соединена посредством гидравлического клапана с резервуаром для щелочной обработки лигноцеллюлозного волокна. Нижняя часть резервуара для щелочной обработки сообщена с устройством для промывки целлюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера, а нижняя часть устройства для промывки целлюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера соединена с реактором для кислотного гидролиза целлюлозного волокна. Узел загрузки и подачи древесного сырья выполнен в виде двух каналов с поршнями, расположенными под острым углом друг к другу. Реактор для парового предгидролиза древесного сырья расположен вертикально. Система транспортировки древесного сырья выполнена в виде направляющего винтового канала. Система подачи и отвода пара выполнена в виде коаксиальной перфорированной трубы. Реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна расположен горизонтально, причем форсунки системы подачи и отвода кислоты реактора распределены по всей его длине. Узел выгрузки порошковой целлюлозы оснащен системой промывки. Технический эффект: достижение герметизации установки при непрерывной подаче древесного сырья, снижение расхода реагентов на процесс получения порошковой целлюлозы из древесных отходов с получением целевого продукта со степенью кристалличности 0,75-0,85 и дисперсностью 1,1-1,5 м2/г. 1 ил.
Наверх