Переработка щепы и отходов сортирования ДДМ

При производстве тонкой ДДМ количество щепы, задерживаемой на щеполовках, составляет 0,5 – 1,0 % от выработки. При неправиль­ной эксплуатации дефибреров (износ гребенок, увеличение зазора между гребенками и камнем и т.п.) количество щепы может резко возрасти.

Переработка щепы заключается в измельчении ее в молотко­вой мельнице и дальнейшем размоле в дисковых мельницах, часто вместе с отходами тонкого сортирования (рис. 16). Для переработки отходов сортирования в высококачественную ДМ щепу после измельчения на молотковой мельнице желательно подвергнуть предваритель­ному размолу в дисковой мельнице. Такая операция целесообразна в цехах большой мощности с большим количеством отделяемой щепы.

В промышленности используются различные схемы переработки отходов с размолом при низкой концентрации (5 – 7 %) и высокой концентрации (20 – 35 %).

Размол при низкой концентрации отходов малоэффективен, так как за один проход через дисковую мельницу прирост степе­ни помола составляет всего 5 – 10 ºШР. Достижение более эффектив­ного размола отходов с низкой концентрацией возможно при зазоре между дисками 0,05м, но это требует усиленного контроля за рабо­той мельниц и вызывает быстрый износ ножевой гарнитуры.

При высокой концентрации массы трение в зоне размола проис­ходит преимущественно между волокнами, поэтому ножевая гарнитура служит значительно дольше.

Отходы сортирования характеризуются высоким содержанием крупных частиц волокнистых материалов. Они должны быть предвари­тельно разделены на волокна без значительного укорочения послед­них, а затем размолоты для получения полуфабриката с определен­ными свойствами. Правильное проведение размола отходов сортиро­вания позволяет получить из них массу, часто не уступающую по качеству отсортированной массе. Предварительный размол (в основ­ном разделение на волокна) целесообразно вести при высокой концентрации, окончательный - при низкой.

Рис. 16. Принципиальная схема переработки отходов сортирования ДДМ

Для этих целей применяют­ся дисковые мельницы: на первой ступени при высокой концентрации массы - мельница со шнековым питателем и свободным выходом массы (МД-3Ш7, МД-4Ш3, МД-4Ш6 с электродвигателями мощностью 800, 1000, 1600 кВт и др.), на второй ступени - однодисковые или сдвоенные мельницы с закрытой камерой марок МД и МДС (например, МД-31, МДС-24 с электродвигателями мощностью 500 и 630 кВт и др.).

При незначительном количестве отходов (менее 50 т/сут) их размол производят только при низкой концентрации (усложнение технологической линии в этом случае неоправданно) в две-три сту­пени или одну ступень с введением рециркуляции.

Удельный расход электроэнергии на переработку 1т отходов сортирования при размоле их с 20 до 60 – 65 ºШР составляет 900 – 1000 кВт-ч/т, т.е. для прироста степени помола массы на 1 ºШР требуется 22 – 24 кВт-ч/т.

Сортирование размолотых отходов можно производить отдель­но от основного потока, или они могут быть направлены на смешение с основным потоком перед тонкие сортированием массы.

Для измельчения крупных отходов (щепы, лучинок, сучков) в производстве ДДМ используются молотковые мельницы (рис. 17).

Рис. 17. Мельница молотковая: 1 - станина; 2 - крышка; 3 - ро­тор; 4 - двигатель; 5 - спрыск; 6 - заслонка; 7 - отбойная плита; 8 - молотки; 9 - сито;10 - маховик

В эксплуатации находятся мельницы MM-0I-I, MM-02-I и ММ-03, раз­личающиеся в основном по рабочей длине ротора, мощности привода и производительности (от 5 до 20 т/сут по воздушно-сухой щепе).

Ротор мельницы состоит из вала с набором дисков. На пальцах ро­тора шарнирно закреплены молотки. Измельчение в молотковых мель­ницах происходит в присутствии воды за счет дробления щепы молот­ками ротора, ударов о стенки корпуса, раздавливания и истирания на сите. Размалывается щепа до размеров, обеспечивающих прохожде­ние его через отверстия сита (перфорация сит 10 мм).

Сгущение отходов сортирования ДМ до концентрации 4 – 7 % может быть осуществлено на барабанных сгустителях (СБ-15 и СБ-60) с подачей массы внутрь перфорированного барабана (рис. 18). При вращении барабана масса сгущается и перемещается винтовым кон­вейером, прикрепленным к внутренней поверхности барабана, к выгрузочному патрубку. Фильтрат поступает в ванну, расположен­ную под барабаном, и через патрубок выводится из сгустителя.

Для сгущения отходов сортирования ДДМ до невысокой кон­центрации на некоторых предприятиях используются сгущающие транс­портеры ТС-15 (до 4 – 5 %) и дренирующие конвейеры ДК-10 (до 5 – 8%). Дренирующий конвейер – это скребковый транспортер, установ­ленный в перфорированном металлическом желобе.

Рис. 18. Барабанный сгуститель СБ-60 : 1 – привод; 2 – вал; 3 – винт; 4 – перфорированный барабан; 5 – патрубок подвода массы; 6 – ванная для фильтрата; 7 – патрубок для отвода фильтрата; 8 – патрубок сгущенной массы

Сгущение отходов сортирования до высокой концентрации 20 – 50 % осуществляется в двухбарабанных прессах (сгустителях) С2Б-07, С2Б-10, С2Б-16, С2Б-22, производительностью от 35 до 350 т/сут при сгущении от концентрации 1,5 – 5,0 % до 20 – 50 %. Рабочий орган сгустителя этого типа – два перфорированных барабана, расположенных в ванне (рис. 19). Масса под давлением подается в ванну сгустителя. Под действием перепада давления на фильтрующей поверхности вода через отверстия сит и обечайки барабанов проходит внутрь бара­банов и через их торцы сливается в отсеки оборотной воды и далее через патрубки выводится из сгустителя. На поверхности барабанов откладывается папка волокна, которая в зазоре между ними прессу­ется и дополнительно обезвоживается. Сгущенная масса с поверхнос­ти барабанов снимается шаберами и по наклонному лотку поступает к рыхлителю, измельчается и далее направляется на размол.

Рис. 19. Схема двухбарабанного сгустителя С2Б-07: 1 - барабаны; 2 - колпак; 3 - шаберы; 4 - наклонный лоток; 5 - рыхлитель; 6 - патрубки для выхода фильтрата; 7 - патрубок для опорожнения ванны; 8 - патрубок подвода массы; 9 - ванна; 10 - отсек для сбора фильтрата; 11 – спрыски

Сгущение и обезвоживание ДДМ

Сгущение отсортированной ДМ от 0,4 – 0,5 % до 5 – 7 % осуществ­ляется на шаберных сгустителях (рис. 20). В нашей стране выпуска­ются шаберные сгустители СШ-06, СШ-12, СШ-19, СШ-25, СШ-32 произ­водительностью от 10 (для СШ-06) до 80 т/сут (для СШ-32).

Для сгущения ДМ до более высокой концентрации (10 – 12 %) может быть применен дисковый фильтр, например, марки ДВШЖ-200-3,75 производительностью 200-220 т/сут при концентрации поступающей массы 0,35 – 0,9 %. Целесообразно их применять в тех случаях, когда требуется высокая производительность при малой производственной площади.

За рубежом довольно широко применяется сушка ДМ (до 90 %) во взвешенном состоянии.

Процессы обезвоживания и сушки полуфабрикатов во взвешенном состоянии слагаются из следующих операций:

1) механического обезвоживания перед сушкой до сухости 35 – 55 % на камюр-машинах или дисковых прессах;

2) разрыхления обезвоженной массы на мелкие пучки волокон без механического их повреждения (рыхлители типа молотковой мельницы, которые должны расчесывать волокно);

3) сушки волокон в потоке горячих газов (около 150 ºС) до сухости не выше 95 % на сушильных установках различных фирм (одно-, двух-, трехступенчатых);

4) охлаждения высушенных волокон до 60 – 90 ºС на последней ступени сушилки и далее до 30 °С при транспортировке массы от сушилки к упаковочным прессам в потоке холодного воздуха (упаковка в горячем виде приводит к потере белизны массы);

5) прессования высушенной массы в кипы иих упаковки.

Рис. 20. Шаберный сгуститель типа СШ: 1 - кол­пак, 2 - механизм прижима шаберного вала; 3 - шаберный вал; 4 - шабер; 5 - спрыск; 6 - на­клонный щит; 7 - цилиндр; 8 - ванна; 9 - успокоительный щит; 10 - регулировочный щит

Недостаток этого способа обезвоживания - масса хорошо распускается только сразу после сушки, после хранения в течение 1-2 недель распускается с трудом.

Если масса хранится при рН=8,5 (применение обожженной извести), она легко поддается дезинтегрированию даже после длительного хранения.

Преимущества способа - низкие капиталовложения, невысокие эксплуатационные затраты, возможность легкой автоматизации.

Наиболее современной системой производства товарной массы следует считать систему DFB, разработанную совместно фирмами Sunds Defibrator и Flakt и получившую название по ключевым операциям производства: Baling – упаковка (рис. 21)

Рис. 21. Технологическая схема DFB производства товарной массы фирмы Sunds Dtfibrator/Flakt: 1 - массный бассейн; 2 - двухбарабанный обезвоживающий пресс; 3 - разрыхлитель массы; 4- гидросбиватель; 5- башня первой ступени сушки; 6 - циклон первой ступени сушки; 7 - вентилятор первой ступени сушки; 8- башня второй ступени сушки; 9 - вентилятор второй ступени сушки; 10 - циклон второй ступени сушки; 11 - вентилятор ступени охлаждения; 12 - циклон охлаждения; 13 - система подготовки воздуха для первой ступени сушки; 14 - подогрев воздуха для второй ступени сушки; 15 - подача холодного воздуха; 16 - пресс для формования плит; 17 – система транспортировки кип; 18 - весы; 19 - киповальный пресс; 20 - станок для упаковки кип; 21 -кипообвязочный станок; 22 - фальцевальный станок; 23 - кипообвязочный станок; 24 - маркировочная машина; 25 - штабелеукладчик; 26 - штабелеобвязочный станок; 27 - готовый к транспортировке пакет, сформированный из кип товарной массы

Использование оборотной воды

При сгущении ДМ на I т воздушно-сухой массы получается 150 – 440 м³ оборотной воды в зависимости от концентрации сортированной и сгущенной массы. Концентрация оборотной воды может быть 0,03 – 0,08 %. Неиспользование этой воды привело бы к большим потерям волокна, а также тепла, что не позволило бы применять способ горячего жидкого дефибрирования. Поэтому совершенно обязательным с точки зрения как технологии, так и экономики, является применение замкнутого цикла оборотной воды с использованием ее в спрысках дефибреров, щеполовок, сортировок и т.п.

Недостаток оборотной воды компенсируется оборотной водой с бумажной фабрики. Расход свежей воды на древесномассных заводах обычно не превышает 5 – 6 м³ на 1т вырабатываемой массы.

Свежая вода расходуется на охлаждение подшипников дефибреров, на спрыски сгустителей, на промывку аппаратов и мытье полов.