Классификация сортировок и схемы сортирования

Конструкция сортировок для тонкого сортирования целлюло­зы довольно разнообразны. В основном современные конструкции сортировок для целлюлозы можно разделить на три группы: центробежные, вибрационные и вертикальные сортировки давле­ния.

Центробежная сорти­ровка состоит из горизон­тального неподвижного цилин­дрического сита с круглыми отверстиями, внутри которого вращается ротор с лопастями той или иной конструкции. По­ступающая под небольшим давлением масса невысокой концентрации (1—1,5%) отбрасыва­ется на сито центробежной силой, развиваемой лопастями. Часть воды, сопровождаемая отсортированным волокном, бы­стро уходит через отверстия сита, а на перемычках между отверстиями возникает волокнистый фильтрующий слой. При этом нормально проваренные волокна, имеющие в набух­шем состоянии плотность, близкую к плотности воды, ока­зываются в нижней, более уплотненной части фильтрующего слоя. Грубые пучки волокон, кусочки коры и костринки осе­дают преимущественно в верхней части слоя. Чем тоньше этот слой, тем больше нормальных волокон и мелких загрязнений мо­жет пройти сквозь него и через отверстия сита; чем он толще, тем больше не только грубых загрязнений, но и тонких волокон будет им задержано. Под напором поступающей в сортировку массы фильтрующий слой вместе с волокном, не прошедшим сквозь сито, продвигается в осевом направлении вдоль сортировки к выходно­му патрубку для отходов. Концентрация массы внутри сортиров­ки при этом быстро возрастает и толщина фильтрующего слоя на ситах увеличивается, а удельная производительность сита по су­хому волокну падает. Чтобы препятствовать загустеванию массы, в рабочую зону вводится разбавительная вода. Фильтрующий слой, который подходит к выходному концу сортировки, содержит грубые волокна, костру и пучки неразбитых волокон, но вместе с ними неизбежно уносится и некоторое количество нормально се­парированных и длинных волокон.

Вибрационные сортировки подразделяются на плоские и барабанные. Плоские, так называемые мембранные сортировки вышли из употребления, так как они занимают много места, яв­ляются источником шума, а иногда и вибрации здания.

Барабанные вибрационные сортировки применялись главным образом для сортирования беленой целлюлозы. Сейчас они практически не используются. Сортировка состоит из ситового барабана со шлицевыми отверстиями, эксцент­рично установленного в ванне, в которую поступает масса. При помощи специального привода барабану сообщается вибрация в поперечном направлении с частотой 1250 мин^-1 и амплитудой 2 - 3,5 мм. Одновременно барабан медленно вращается с частотой 4-й мин^-1. Уровень массы в ванне выше, чем внутри барабана, за счет чего создается гидростатический напор. Под действием этого напора и частых вибраций тонкое волокно проходит сквозь шлицы сита и отсортированная масса отводится через полный вал изнутри барабана. Грубые волокна, костра и прочие загрязнения остаются в ванне, проходят под барабаном и удаляются переливом. Содер­жание нормального волокна в отходах значительно меньше, чем у центробежных сортировок. Шлицы в ситах имеют вид длинных прорезей шириной 0,25 - 0,5 мм. При сортировании беленой цел­люлозы концентрация массы составляет обычно 1,2 - 1,5%, при сортировании небеленой - 1-1,2%.

Вертикальные сортировки давления являются совре­менной разновидностью центробежных сортировок, которую при­нято выделять в особую группу. Принципиальное отличие их со­стоит в том, что тонкое волокно проходит через отверстия сита только за счет давления, создаваемого насосом, нагнетающим мас­су в сортировку. Поскольку это давление меньше, чем давление, возникающее под действием центробежных сил, обеспечивается задержание в фильтрующем слое загрязнений, размеры которых меньше отверстий сит. Поэтому при одинаковых размерах отвер­стий сит эффективность очистки в сортировках давления оказыва­ется более высокой, чем в обычных центробежных сортировках.

Рабочим элементом сортировок давления является вертикаль­но установленное цилиндрическое сито с круглыми или щелевидными отверстиями. Внутри этого сита вращается ротор с лопастя­ми в форме самолетного крыла. При опережающей скорости вра­щения ротора относительно вращения потока массы поток в про­странстве между ситом и лопастью будет двигаться в обратном направлении относительно лопасти, что обеспечивает разрушение фильтрующего волокнистого слоя на сите.

Сортировка давления является единственным типом, пригодным для сортирования горячей непромытой массы со щелоком в сульфатцеллюлозном производстве, поскольку закрытая их конструкция и полное заполнение жидкостью под давлением препятствуют пенообразо­ванию. Кроме того, к числу преимуществ этих сортировок относят­ся большая производительность, повышенная концентрация массы (около 2%), малый расход воды и пониженный удельный расход энергии.

Конструкции вертикальных напорных сортировок весьма раз­нообразны. Различия касаются главным образом числа ситовых барабанов (один или два), конструкции ротора (с гидродинами­ческими лопастями или в виде барабана с выступами), располо­жения лопастей (внутри или снаружи сита), направления движе­ния сортируемой массы (снаружи внутрь ситового барабана или наоборот), расположения лопастей в зоне сортированной или несортированной массы.

На рис. 3 изображена схема устройства вертикальной напорной сортировки типа центрискрин, выпускаемой под маркой СЗ.

Несортированная масса под давлением 0,5 МПа поступает по тангенциальному входному патрубку в верхнюю часть корпуса, являющуюся камерой предварительной очистки: содержащиеся в массе тяжелые посторонние загрязнения под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и сползают в предназна­ченный для них приемник.

Рис. 3. Двухситовая напорная сортировкка типа центрискрин:

( 1 —корпус; 2 —ротор; 3 —наружное сито; 4— внутреннее сито; 5 — впускнаякамера; 6 –выход отсортированной массы; 7 - выход отходов; 8 -крышка; 9- электродвигатель

Внутри разъемного корпуса установле­ны концентрично два вертикальных цилиндрических сита с отверстиями одинакового диаметра (от 1,4 до 3 мм). Масса переливается через кольцевой порог в межситовое пространство;тонкое волокно фильтруется сквозь отверстия сит и попадает в две соеди­няющиеся внизу полости. Отходы, не прошедшие через сито, опус­каются вниз, разбавляются оборотной водой и выводятся из сор­тировки через предназначенный для этого патрубок. Ротор состоит из вертикального вала, на верхний конец которого насажена уплотнительная крышка с прикрепленной к ней крестовиной с восьмью лопастями, опущенными в межситовое пространство. Лопасти име­ют гидродинамический профиль, наклонены под углом к вертикали и связаны между собой двумя кольцами. Ротор приводится во вра­щение от вертикального электродвигателя через клиноременную передачу. При работе внутренность сортировки полностью запол­нена жидкой массой. Концентрация исходной массы может составлять около 2%.

 

В последнее время сортировки давления все чаще применяют и для грубого сортирования небеленой целлюлозы из-за их технологичности (низкое пенообразования) и экономичности.