Способ обработки щелочной целлюлозы

 

СПИC-А--НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ р 502903

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.04.74 (21) 2019119/23-5 с присоединением заявки № (51) М. Кл.- С 08В 1/08

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень ¹ 6

Дата опуоликовання описания 30.04,76 (53) УДК 677.463.021. .213.8(088.8) (72) Авторы изобретения В. P. Боровский, В. О. Кремнев, Л. Д. Выричек, А. С. Чавдаров, Л. М.-Г. Мишнаевский, Л. С. Лизак, Н. П. Петренко и В. Б. Глазунов (71) Заявитель Специальное опытно-конструкторское бюро института технической теплофизики АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЩЕЛОЧНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

ПРОДУВКОЙ ВОЗДУХОМ

Изобретение относится к технологии обработки щелочной целлюлозы и может быть использовано на предприятиях по производству вискозного волокна.

В процессе приготовления вискозного раствора исходная целлюлоза проходит ряд технологических операций обработки, одной из которых является охлаждение щелочной целлюлозы до 23 — 28" С, осуществляемое после предсозревания с целью подготовки ее к последующему технологическому процессу ксантогенирования (1J.

К процессу охлаждения щелочной целлюлозы предъявляются два основных требования.

Во-первых, должна быть обеспечена равномерность охлаждения для всей массы щелочнои целлюлозы, что может быть достигнуто при обеспечении постоянства параметров охлаждения и одинакового времени нахождения всех частиц целлюлозы в аппарате. Это требование вызвано тем, что охлаждение щелочной целлюлозы останавливает окислительную деструкцию при предсозревании.

В случае же неравномерного охлаждения массы целлюлозы степень ее деструкции будет неодинаковой, что ухудшает качество продукции. Так, по данным 3. А. Роговина (2) изменение температуры частиц щелочной целлюлозы на 1 С (в интервале 25 — 30 С) при прочих равных условиях обусловливает изменение вязкости получаемых вискозных растворов на 15 — 20%.

Во-вторых, должна быть обеспечена высокая интенсивность процесса охлаждения в пределах до 20 мин, что повышает его производительность и экономичность.

Известен целый ряд способов охлаждения щелочной целлюлозы, основанных на разных принципах теплопередачи от частиц целлюлозы к хладоагенту.

Широко применяется в промышленности способ охл аждения щелочной целлюлозы во вращающихся наклонных трубах (без подачи охлаждающего воздуха в массу щелочной цел15 люлозы). Охлаждение происходит за счет контакта частиц щелочной целлюлозы с внутренней поверхностью трубы, в рубашке которой циркулирует холодная вода.

20 Однако при описанном способе не достигается равномерность охлаждения вследствие разного времени пребывания отдельных частиц щелочной целлюлозы в аппарате и малой интенсивности контактного охлаждения

25 массы щелочной целлюлозы, имеющей низкую теплопроводность. Это обусловливает неравномерность охлаждения по толщине слоя, большую длительность процесса (до 6 ч), и, как следствие, громоздкость применяемого

30 оборудования.

502903

Значительно более интенсивным является способ охлаждения щелочной целлюлозы путем продувки через ее массу потока воздуха для создания фонтанирующего взвешенного слоя, причем воздух подают под углом к вертикали для перемещения взвешенных частиц к месту выгрузки.

Однако указанный способ обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что не обеспечивается одинаковое время охлаждения для всей массы щелочной целлюлозы, вследствие различных размеров и веса фонтанирующих частиц (3).

Также известен способ охлаждения щелочной целлюлозы, осуществляемый после процесса ее предсозревания путем прососа воздуха через слой целлюлозы, перемещаемый на перфорированном транспортере (4).

Обеспечивая одинаковое время охлаждения всех частиц щелочной целлюлозы, данный способ все же не приводит к их равномерному охлаждению по толщине слоя из-за неравномерности испарения влаги из массы целлюлозы. По данным исследований, проведенных на

Киевском комбинате химволокна, в слое щелочной целлюлозы толщиной 180 мм через

10 мин после продувки его воздухом с температурой 16 С и относительной влажностью около 50О/о, содержащим мелкодисперсную влагу (капли диаметром до 0,1 мм), неравномерность распределения влаги составляет около 5 /о, причем меньшую влажность имеют слои, расположенные первыми по ходу воздуха.

Далее неравномерность распределения влаги по толщине слоя существенно затрудняет расчет добавки воды для проведения последующих технологических операций и может приводить к ошибкам, влекущим за собой колебания вязкости получаемого вискозного р а створа.

Кроме того, различная влажность по толщине продуваемого слоя обусловливает также неравномерность карбонизации целлюлозы (5).

Целью изобретения является достижение равномерности охлаждения целлюлозного материала после предсозревания. Поставленная цель достигается тем, что продувку проводят в два равных по времени этапа при удельном расходе воздуха 3 — 5 нм на 1 кг целлюлозы: на первом этапе продувают воздухом, содержащим в 1 нм 6 — 10 г влаги дисперсностью

0,02 — 0,3 мм, а на втором этапе — воздухом, содержащим в 1 нм 1,5 — 3,5 г влаги дисперсностью 0,02 — 0,1 мм.

При таком режиме продувки на первой стадии охлаждения крупнодисперсные капли влаги (до 0,3 мм) сепарируются в слое, расположенном первым по ходу движения воздуха, а на второй — мелкодисперсные капли влаги (до 0,1 мм), благодаря их высокой проникающей способности проходят к последующим слоям целлюлозы и охлаждают их. Кроме того, установлено, что обе стадии охлаждения проводят в течение равных промежутков времени.

Пример 1. На перфорированный транспортер (длина 8 м, ширина 240 см), движущийся со скоростью 0,8 м/мин, укладывают шнековым раскладчиком слой щелочной целлюлозы толщиной 180 мм, имеющей температуру около 70 С. На первых четырех метрах транспортера через слой целлюлозы снизу вверх продувают при помощи вентилятора

Ц-13-50 № 5 воздух, содержащий в 1 нм 8 r влаги дисперсностью 0,02 — 0,3 мм, а на последующих четырех метрах через слой целлюлозы, подвергнутый описанной обработке, продувают воздух, содержащий в 1 нм 2,5 r влаги дисперсностью 0,02 — 0,1 мм.

Время продувки на обеих зонах транспортера одинаково и составляет 5 мин. Удельный расход воздуха на всем цикле продувки 3 м па 1 кг целлюлозы.

Для создания такого режима продувки на всасывание вентилятора поступает из помещения цеха воздух с температурой 20 С. Охлаждение воздуха осуществляется в трубчатых теплообменниках, куда подается переохлажденная вода с температурой 6 С. После вентилятора воздух распределяется на два равных потока. Первый поток поступает в камеру орошения с механическими форсунками грубого распыления и сетчатыми сепараторами влаги, обеспечивающими отделение капель диаметром больше 0,3 мм, а второй поток поступает в оросительную камеру с пневматическими форсунками тонкого распыла и жалюзийными каплеуловителями, обеспечивающими сепарацию капель диаметром более

0,1 мм. Далее отдельными каплями воздух с крупнодисперсной влагой до 0,3 мм и мелкодисперсной до 0,1 мм поступает в распределительные камеры, находящиеся под лентой пластинчатого транспортера.

Температура воздуха на выходе из первой зоны составляет 38 С, на выходе из второй зоны 20 С, Температура щелочной целлюлозы за время продувки равное 10 мин снижается от 70 до 23 С, Влажность щелочной целлюлозы, замеренная в пяти точках по толщине слоя до начала охлаждения составляет 50 — 51 О/о и практически пе изменяется после процесса охлаждения.

Производительность установки для охлаждения составляет 2,4 т/ч.

Пример 2. Применяемое оборудование, схема продувки и ее режим аналогичны примеру 1 за исключением удельного расхода воздуха на 1 кг целлюлозы 5 м . При этом за время охлаждения равное 10 мин температура щелочной целлюлозы снижается от 70 до

19 С. Температура воздуха на выходе из первой зоны составляет 33 С, а на выходе из второй зоны 18 С.

502903

Формула изобретения

Составитель T. Мартинская

Редактор Т. Девятко

Техрсд 3. Тараненко

Корректор В. Брыксина

Заказ 905/:3 Изд. № 1154 Тираж 680 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. г им она, 2

Способ обработки щелочной целлюлозы продувкой воздухом, содержащим дисперсную влагу, отличающийся тем, что, с целью равномерного охлаждения целлюлозного материала, продувку проводят в два равных по времени этапа: на первом этапе — воздухом с содержанием влаги 6 — 10 г в 1 нм дисперсностью 0,02 — 0,3 мм, на втором этапе — воздухом с содержанием влаги 1,5 — 3,5 r в 1 нм дисперсностью 0,02 — 0,1 мм, при общем удельном расходе воздуха 3 — 5 нм на 1 кг целлюлозы.

HcTo IH IIIII пифоРмац1«1, принятые во внимание при экопертизе

1. К. Г е т ц е. «Производство вискозного волокна», 5 изд. «Химия», М., 1972, с. 171.

2. 3. А. P оговин «Основы химии и технологии химических волокон», ч. 1, изд. «Химия», 1965, с. 290.

3. 11. Ф. Браверман, А. Б. Чачхиани «Оборудование и механизация производства химических воло10 кон, изд, «Машиностроение», М., 1967, с,, 31, 4. Л. С. СССР № 165520, С 08в 1/08, 1964.

5. 1С Гстцс «Производство вискозного волокна», изд.

«Химия», М., 1972, с. 471.