Сортирование целлюлозной массы: очистка годного потока и возврат волокна из отходящей фракции

Почему недостаточно одного разделителя

После разделителя получаются два потока, но граница между ними не идеальна. С годным волокном может пройти часть нежелательных включений, а с задержанной фракцией уйти часть вполне пригодного волокна. Что тогда отправлять на следующий аппарат? Если годный поток, мы продолжаем улучшать качество продукта. Если отводимый, пытаемся извлечь из него то волокно, которое иначе потеряем. Аппараты могут выглядеть похоже, а задачи у этих двух ходов разные.

Поэтому слово «отходы» в схемах учебника Ковернинского и соавторов ещё не означает окончательный сброс. Часть отходов сортирования снова перерабатывают и возвращают, часть может пойти на отдельный полуфабрикат более низкого сорта. Но с отделёнными минеральными загрязнениями другая история: возвращать их только потому, что рядом есть волокно, нельзя. И сами рисунки не дают основания считать весь общий поток отходов чисто минеральным: его состав на них не указан.

Три варианта организации потоков

Последовательное улучшение годного потока. Проследим сначала за продуктом, который разделитель уже признал кондиционным. В ступенчатой схеме он идёт на следующий разделитель, затем дальше. Причём следующая ступень может отделять включения уже по другому признаку. На рис. 1.21 учебника отводы всех трёх сортировок соединены в один поток отходов, возвратов здесь нет. Дополнительная ступень ещё обрабатывает основной продукт, но пригодное волокно, ушедшее с её отводом, сама по себе не возвращает. Поэтому простое увеличение числа ступеней вопрос потерь не закрывает.

Доизвлечение волокна из отходящего потока. Теперь направим на дополнительные разделители именно отводимые фракции. Так устроен каскад на рис. 1.22, а: годные выходы всех трёх каскадов собирают в общий продукт, а конечные отходы выводят из третьего. Это позволяет извлечь часть волокна, которое ушло с первым отводом. Но что ещё вернётся вместе с ним? На следующих каскадах исходная смесь уже обогащена нежелательными включениями, и часть их может пройти в общий продукт. Поэтому прибавка возвращённой массы сама по себе не показывает прибавку хорошей целлюлозы: можно возвращать и то, от чего линия должна была избавиться.

Каскад с возвратами на повторное разделение. На рис. 1.22, б этот вопрос решён иначе. Основной кондиционный продукт берут только из первого каскада. Годный выход второго отправляют перед первым, а годный выход третьего перед вторым. Конечные отходы третьего остаются отдельным отводом и в возврат не входят. Так извлечённое волокно проходит повторное разделение, прежде чем попасть в основной продукт. За это приходится платить дополнительным расходом внутри линии: вернувшуюся массу аппараты обрабатывают ещё раз. Возврат помогает согласовать извлечение волокна и качество, но дополнительная нагрузка на оборудование из баланса не исчезает.

Во всех трёх случаях мы пока разобрали только направления потоков. Они не привязаны к определённой марке сортировки, а источник допускает и комбинации схем. Даже названия здесь не всегда помогают: на с. 74 слово «ступени» встречается и у каскада с возвратами. Надёжнее посмотреть, какой выход куда идёт. Ни число аппаратов, ни отверстия сит, ни доли возврата одна такая схема не определяет: для этого в ней не хватает характеристик сырья и требований к продукту.

Границы применения

С устройством аппаратов тоже стоит разбираться по отдельности. Пропустить массу через отверстия, чтобы разделить её по размеру, и отделить плотные минеральные включения значит использовать разные признаки разделения. Поэтому сучколовитель, сортировка давления и вихревой очиститель не становятся одним и тем же аппаратом, даже если занимают похожее место в линии. А необходимость фракционирования мелкого волокна и смолы зависит ещё и от того, для чего предназначена целлюлоза: одинаковая обработка нужна не во всех случаях.

Есть и ещё одно различие, которое легко потерять на общей схеме: возврат волокнистой фракции не заменяет промывку от растворённых веществ. У промывной жидкости своя задача. Наличие возвратов также не делает производство безотходным. Чтобы понять, что происходит в конкретной линии, нужны расходы и качество обоих выходов, количество теряемого волокна и сведения о накоплении включений в циркуляции. Без этого видно, куда течёт масса, но ещё не видно, насколько хорошо работает разделение. Приведённые в учебнике нормы сорности здесь не приняты за действующий универсальный стандарт.

Связанные темы: Техническая целлюлоза · Сульфатная варка древесины · Сульфитная варка древесины · Непрерывный диффузор для промывки целлюлозной массы