РАЗМОЛ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Гидроразбиватели

Вихревые разбиватели (гидроразбиватели) появились в США и Канаде в 1940—1941 гг. и, начиная с 1945 г., быстро распростра­нились в Европе. Разделение волокнистых материалов на во­локна, т. е. их роспуск, осуществляется в гидроразбивателях за счет интенсивных вихревых движений волокнистой суспензии. Завихрения создает ротор, верхняя плоскость которого снаб­жена лопатками и другими устройствами. Роторы гидроразби - вателей устанавливались вертикально. Позднее появилось не­сколько типов гидроразбивателей с горизонтально расположен­ными роторами. У некоторых типов этих машин для создания вихревых движений массы применяются пропеллеры, шнеки с профилированными лопастями и т. д.

Производительность гидроразбивателей можно подсчитать по формуле

14.4VAX. . /0ч

Q — —l_----------- mjcynmu, (3)

Где:

V — используемый объем гидроразбивателя, ж3;

K — концентрация массы, %;

Т — коэффициент использования рабочего времени машины

(обычно 0,8—0,9); t — длительность одного цикла роспуска массы, мин\ при непрерывной работе — продолжительность собственно роспуска массы.

Мощность приводного электродвигателя гидроразбивателя определяется по формуле

N=1,45 • 10~5 • 05п3^ квт, (4)

Где:

D — диаметр ротора, ж; п — число оборотов ротора в минуту; у — объемный вес массы, г/см3;

Г\ — гидравлический коэффициент полезного действия ро­тора (у новейших типов машин с большим числом обо­ротов и малым диаметром ротора г] = 0,6 ч - 0,8, у ма­шин с большим диаметром ротора г] = 0,2 - f - 0,5).

Характерным показателем производительности гидроразбива­теля и интенсивности завихрений массы в его ванне является гидравлический коэффициент полезного действия ротора. У гид - роразбивателей новейших типов с большим числом оборотов в минуту и малым диаметром ротора этот коэффициент выше. Такие машины на единицу своего объема осуществляют роспуск большего количества массы. Высокий гидравлический коэффи­циент полезного действия может быть достигнут и при помощи крупногабаритных роторов, в особенности пропеллерного или ло­пастного типа. Размеры роторов и число их оборотов зависят от конструктивных особенностей гидроразбивателей. Установлено, что чем больше поверхность ротора, тем интенсивнее завихрения массы в ванне. В то же время с увеличением поверхности ротора условия для полного роспуска массы на отдельные волокна ухуд­шаю! ся. При конструировании роторов приходится учитывать оба эти фактора. Конструкция роторов гидроразбивателей Фойта изо­бражена на рис. 30.

Не на всех гидроразбивателях, в особенности имеющих высо­кий гидравлический коэффициент полезного действия ротора, целесообразно производить роспуск массы вплоть до полного разделения на отдельные волокна. Основное назначение гидро­разбивателей заключается в том, чтобы привести массу в состоя­ние, пригодное для перекачивания.

Время, необходимое для роспуска массы, зависит также от концентрации (рис. 31). В общем можно сказать, что с повыше­нием концентрации время роспуска увеличивается. Однако при высокой концентрации можно в одном и том же гидроразбива - теле переработать больше волокнистого материала. С производ­ственной точки зрения желателен самый укороченный цикл пере­работки при возможно более высокой концентрации массы или,

6*

Иначе говоря, наивысшая производительность при наименьшем потреблении энергии. Таким требованиям соответствует опреде­ленная оптимальная концентрация массы, которая зависит от

Кдт-г

3

S»

Рис 31. Влияние продолжительности рос­пуска на содержание в массе полностью распущенной фракции и на удельны^ рас­ход энергии (сульфитная целлюлоза, гидро - разбиватель «Папцел-04»)

Типа и величины гидроразбивателя. Верхняя граница оптималь­ной концентрации определяется условиями циркуляции массы в ванне. В каждом гидроразбивателе в случае превышения допу­
стимой концентрации происходит снижение интенсивности турбу­лентных завихрений массы и вокруг оси вала образуется непре­рывно вращающаяся воронка. Если попытаться прервать такое вращение массы над ротором гидроразбивателя, циркуляция пол­ностью прекратится. В небольших по емкости гидроразбивате - лях, в которых отношение веса массы к внутренней поверхности аппарата мало, описанное критическое состояние наступает при более низкой концентрации. У аппаратов больших. размеров, с более выгодным соотношением полезного объема к поверхно­сти, циркуляция прекращается при значительно более высокой концентрации массы.

На рис. 32 представлены результаты испытаний гидроразби­вателя «Папцел-04» при роспуске прочной сульфатной целлюлозы концентрацией от 1 до 5%. Роспуск массы прекращался при пол­ном разделении 78% волокон. Влияние концентрации массы на продолжительность роспуска, производительность и удельный расход энергии представлено на этом рисунке в виде кривых. При рассмотрении кривых легко заметить, что наибольшая произво­дительность достигается при концентрации массы 3,5—4%г а наименьший удельный расход энергии — при концентрации 3—3,4%. Таким образом, для разрывателя данного типа опти­мальной следует считать концентрацию от 3 до 4%.

Оптимальная концентрация массы у гидроразбивателя «Пап - цел-03» (диаметр ванны 1200 мм) составляет 2—2,5%, а у гидро­разбивателя «Папцел-02» (диаметр ванны 1700 мм) —2,8—3,2%.

В больших гидроразбивателях с полезным объемом около 50 ж3 оптимальная концентрация распускаемой массы дости - хает 8%.

Важным фактором, влияющим на продолжительность рос­пуска массы, а следовательно, на производительность и удельный расход энергии является температура. Температура воды оказы­вает большое влияние на скорость роспуска всех видов волокни­стых полуфабрикатов и, прежде всего, бумажного брака и маку­латуры. С повышением температуры время, потребное для рос­пуска, уменьшается, а удельный расход энергии снижается. Так, например, при роспуске писчей бумаги весом 55 г/ж2 в гидрораз - бивателе турбопульпер с повышением температуры от 10 до 40° С