Агрегаты для отделки синтетических волокон, гофрировочные машины

Навстречу газовоздушной смеси подается распыленная разбрызгивателями 8 (форсунками) осадительная ванна. Вследствие контакта ванны с горячими газами происходит испарение влаги. Насыщенные парами воды газы удаляют из скруббера через выхлопную трубу 11.

Для защиты от воздействия осадительной ванны скруббер внутри выложен кислотоупорным кирпичом. Выхлопная труба изготовлена из фаолита.

Для повышения влагонасыщения газов, зависящего от начальной температуры осадительной ванны, в установке имеется внутреннее рециркуляционное кольцо, которое позволяет в достаточно широком диапазоне регулировать нагрев поступающей в скруббер жидкости.

Температура регенерированной ванны, выходящей из установки может быть выбрана такой, чтобы полностью возместить тепловые потери при ее циркуляции, поэтому дополнительный подогрев ее в теплообменниках не требуется.

Эксплуатация описанной установки показала, что она экономична, удобна и надежна в работе. При производительности около 10 м3/ч (по выпаренной воде) стоимость топлива примерно вдвое меньше, чем стоимость пара при регенерации осадительной ванны на вакуум-выпарной установке.

Кристаллизационные установки. Действие таких установок основано на свойстве сульфата натрия выкристаллизовываться при понижении температуры ванны. Кристаллизация идет быстрее, когда концентрация сульфата натрия выше, а температура ванны ниже. Поэтому желательно было бы подавать ванну на кристаллизацию после предварительного частичного выпаривания воды, но тогда она будет иметь более высокую температуру и для ее охлаждения потребуется больше времени и холода. Известны три типа кристаллизаторов: барабанные, в виде вертикальных баков с мешалками и вакуумные.

На заводах вискозного волокна почти всегда применяют аппараты последнего типа, так называемые вакуум-кристаллизаторы, в которых охлаждение ванны достигается не с помощью рассола, а испарением воды, путем создания глубокого вакуума при помощи эжекции. Эти кристаллизаторы подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

Кристаллизатор представляет собой бак емкостью около 70 м3, разделенный на пять секций и снабженный мешалкой. При работе он заполняется на 25% своей емкости.

Осадительная ванна протекает непрерывно через кристаллизатор (около 12 - 15 м3/ч); температура ванны на входе в аппарат равна 45 0С. В каждой камере кристаллизатора создается вакуум при помощи пароструйного насоса. При испарении ванны ее температура постепенно снижается.

Из последней камеры кристаллизатора вытекает холодная ванна, содержащая кристаллы глауберовой соли, которая поступает на центрифугу или вакуум-фильтр, где кристаллы отделяются от осадительной ванны.

Кристаллы глауберовой соли поступают в плавильный бак, где нагреваются до 600С. При этом Na2SO4 растворяется в кристаллизационной воде, выделяющейся при его плавлении, затем из этого раствора выпадают кристаллики безводного сульфата натрия. Здесь же происходит нейтрализация сульфата натрия раствором едкого натра.

Образовавшаяся в плавильном баке суспензия передается в отстойник, откуда она насосами перекачивается в разделительную коробку. Здесь происходит разделение твердой и жидкой фаз. Твердая фаза (сульфат натрия) направляется в вакуум-сушилку, а жидкая фаза (маточный раствор) - на выпаривание в двухкорпусную выпарную установку с выносными нагревателями.

Высушенный сульфат натрия, являющийся готовым продуктом, поступает в бункера, а упаренный маточный раствор из испарителя возвращается в отстойник. Получаемый сульфат натрия является достаточно чистым продуктом и потребляется стекольными заводами.

 

 

 

 

 

 

 

3 Устройства машин для получения  синтетических мононитей

 

МОНОНИТЬ , одиночная нить очень большой длины, не делящаяся в продольном направлении. В поперечном направлении размеры мононити. составляют 0,03-1,5 мм и более.

Технология производства мононитей мало отличается от условий получения обычных (комплексных) химических нитей , однако с увеличением толщины мононити необходимы снижение скорости формования (в 1,5-2 раза), а на стадиях ориентационной вытяжки, промывки и сушки -более длительная обработка. При получении мононитей расплав продавливают через фильеру с одним или несколькими отверстиями; дальнейшие обработку и прием каждой мононити осуществляют раздельно. Наиболее толстые мононити формуют из расплавов в водную охладительную ванну. Линейную плотность мононитей и форму поперечного сечения регулируют подачей раствора или расплава, конфигурацией отверстия фильеры, величиной фильерной и механической ориентационной вытяжки, температурой обработки, конструкцией транспортирующих элементов. Для придания толстым мононитям калиброванных размеров, наряду с ориентационной вытяжкой в 4-8 раз, применяют волочение через отверстия заданного диаметра.

 

 

 

1 - загрузочный бункер; 2 - экструдер; 3 - закалочная ванна: 4 - нагревательные камеры; 5 – вытяжные механизмы; 6 - устройство для приемки мононитей

Рисунок 3.1 - Общий вид установки для получения мононитей лавсан

 

Полиэфирную мононить диаметром 0,2 - 1,5 мм получают по технологической схеме, в которой совмещены в одной непрерывной линии (рис. 3.1) операции формования, ориентационной вытяжки, термообработки и намотки. Производительность одной линии в среднем составляет 200 - 300 т(год. Плавление гранулята ПЭТ осуществляется в экструдере с диаметром шнека от 30 до 60 мм и производительностью соответственно от 15 до 120 кг/ч. Фильеры имеют 5 - 20 отверстий, а диаметр их зависит от линейной плотности формуемой мононити и обычно равен 0,5 - 2,0 мм. С тем, чтобы избежать овальную форму в поперечном сечении мононити лавсан, особенно больших диаметров (более 0,8 мм), сотношение l/d капилляра отверстия выбирается около 10. Выходящие из фильеры со скоростью 20 - 30 м/мин струйки расплава (жилки) охлаждаются в закалочной ванне, где поддерживается температура воды 50 - 700С. Далее мононити вытягивают в две стадии при общей кратности 4,5 - 5,0 и температуре в пределах 140 - 2000С. При необходимости получения мононитей с отклонением по диаметру не выше ± 0,01 мм одновременно с процессом ориентационной вытяжки осуществляют калибровку (волочение) мононити. Термообработка в зависимости от заданной величины усадки и уровня структурно-механических свойств мононитей проводится под натяжением (непрерывно, в псевдоожиженном слое инертной насадки при 220'С) или в свободном состоянии (при фиксации на эластичных -бобинах или мотках горячим воздухом либо в паровом котле при 1250С в течение 30 мин). Скорость приема готовых мононитей на двухфланцевые катушки (масса паковки - до 1,5 - 2,0 кг) равна 80 - 130 м/мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Как предотвращают пенообразование при непрерывном обезвоздушивании вискозы?

 

Непрерывное обезвоздушивание вискозы в режиме кипения осуществляют в аппаратах типа испарителей.Аппараты имеют производительность по волокну 10 - 50 т/сут. Обычно производительность испарителей лимитируется теплопередачей (подводом тепла) и скоростью отвода паров. Однако в аппаратах данного типа эти факторы не лимитируют производительность. Даже в аппаратах производительностью 50 т/сут испарение влаги не превышает 0,1 - 0,2 м3/ч. Опыт показывает, что лимитирующим фактором в производительности установок непрерывного обезвоздушивания является образование пены. Объем вскипающей вискозы увеличивается в 7 - 8 раз. И если пена не разрушается и не отводится, то эвакуатор «захлебывается». Разработаны мероприятия для предотвращения образования пены, однако все они мало эффективны. Наибольшие затруднения возникают при подготовке вискоз с высоким содержанием ПАВ, которые применяются при производстве вискозного корда и высокомодульного волокна. Меньшей устойчивостью обладают пены в присутствии ПАВ, имеющих радикалы изостроения или неколько оксиэтильных цепей. Снижается пенообразующая способность у ПАВ со свободными гидроксильными группами. Наиболее обильная и устойчивая пена образуется в присутствии ПАВ, содержащих сульфоэфирные и сульфонатные группы и обладающих длинным жирным радикалом.

Для предотвращения сильного пенообразования вискозы подвергают предварительному обезвоздушиванию в баках или на установках непрерывного действия при неглубоком вакууме. При этом удаляется только диспергированный воздух, а окончательное обезвоздушивание проводят в режиме кипения. Важное значение для снижения отрицательного влияния пены имеет высота барометрической трубы h и ее диаметр. Чем выше расположен эвакуатор и больше диаметр барометрической трубы, тем полнее происходит разрушение пены, ее «осушка». При работе без барометрического столба пена заполняет отводящий трубопровод, захватывается откачивающим насосом, и содержащийся в ней воздух под давлением снова растворяется в вискозе. Установки с большим барометрическим столбом имеют также другие преимущества: простоту регулирования подачи вискозы по ее уровню в гомогенизаторе, возможность применения для откачки вискозы обычных насосов.

Затруднения, вызываемые пеной, особенно значительны при переработке высоковязких вискоз, когда с целью повышения эксплуатационных свойств волокон СП увеличивают до 550 - 650 или применяют высококонцентрированные растворы. Вязкость таких растворов достигает 31 - 50 Па с. При их обезвоздушивании в режиме кипения образуется настолько устойчивая пена, что для ее разрушения необходимы специальные меры. Рекомендуется пульсирующее изменение давления или даже обработка ультразвуком. Для этих целей применяют вакуумные центрифуги , преимущественно центрифуги непрерывного действия.При применении этих аппаратов вскипающая и вспенивающаяся вискоза падает на ротор центрифуги, и пена под действием центробежных сил мгновенно разрушается.

5. Определить количество воздуха, подаваемого вентилятором в прядильную шахту, при формовании ацетатной текстильной нити линейной плотности 10 текс, при скорости – 13,3 м/сек. В нити остается 2% ацетона от содержания в прядильном растворе. Концентрация ацетилцеллюлозы в прядильном растворе – 25%, а ацетона в ПВС – 0,035 кг/м3.

 

Исходные данные:

Линейная плотность формуемой ацетатной нити, текс	10
Скорость формования, м/сек	13,3
Состав прядильного раствора, %
- ацетат целлюлозы	25
- вода	5
- ацетон	70
Состав нити выходящей из шахты, %
- ацетат целлюлозы	78
- вода	20
- ацетон	2
Содержание ацетона в паровоздушной смеси, кг/м3	0,035

 

Решение:

 

Масса формуемой нити с учетом коэффициента усадки при кручении (0,9) составит

 

 

Принимая, что в готовой нити содержится 95% ацетилцеллюлозы, количество подаваемой в шахту ацетилцеллюлозы составит:

 

Количество ацетона, поступающего с прядильным раствором, равно

 

Количество воды равно

 

В шахте испаряется ацетона

 

и воды

 

Количество воздуха, подаваемое в шахту, равно

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Коротеева Л.И. Технологическое оборудование заводов химических нитей и волокон / О.Н. Озерский, А.П. Яскин. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 400 с.

2 Браверман П.Ф. Оборудование и механизация производства химических волокон / А.В.Чахчиани. – М.: Машиностроение, 1975 – 375 с.

3 Установки по производству синтетических волокон. Каталог фирмы NEUMAG выпуск 4, ООО «Издательство, торговля и Промышленность», 196143 Санкт-Петербург, а/я 22.

4 Юркевич  В.В. Технология производства химических  волокон /

А.Б. Пакшвер. – М.: Химия, 1987. – 304 с.

5 Гарф Е.В. Технические расчеты в производстве химических волокон /    А.Б Пакшвер. – М.: Химия, 1978 – 256 с.