КАМЕРА ПРОМЫВКИ КИСЛОТООТЖИМОЧНОЙ ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Полезная модель относится к области разделения неоднородных систем под действием центробежных сил, требуемого повышенного фактора раздела, а именно, для непрерывного разделения суспензий волокнистых материалов, для отделения кристаллов сульфата аммония, поваренной соли, медного и железного купоросов, а также для отделения отработанных нитрационных кислотных смесей от нитратов целлюлоз центрифугами.
Центрифуга представляет собой фильтрующую машину непрерывного действия. Принцип действия основан на удалении отработанных кислотных смесей в поле центробежной силы от нитратов целлюлозы.
Известна центрифуга непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа ФВШ-351 К-2, описанная в книге «Центрифуги для химических производств», авт. Шкоропад Д.Е., М., Машиностроение, 1975 г., стр.174-178.
Данная центрифуга представляет собой аппарат с полым вертикальным коническим ротором, имеющим конический выгрузной шнек и
фильтрирующее сито, камеру для фильтрата, камеру для осадка, кожух - станину. Центрифуга имеет устройство для слива осадка с помощью транспортной жидкости.
Существенным недостатком данной центрифуги является:
- низкая эффективность кислотоотжима;
- массовая доля кислот в осадке нитроцеллюлозы (НЦ) после отжима составляет 50-57%, что приводит к денитрации НЦ в процессе приготовления суспензии в смывном аппарате центрифуги при контакте осадка с транспортной кислотой и к необходимости в последующем многократном вытеснении сорбированных осадком НЦ кислот с помощью воды;
- возможность забивки массой НЦ ротора центрифуги при использовании для нитрации хлопковой целлюлозы с образованием замкнутых объемов в рабочих камерах аппаратов, что приводит к разложению массы НЦ с эффектом взрыва, к поломке аппаратов и к остановке технологической линии;
- низкая эксплуатационная надежность центрифуги ФВШ-351 К-2 из-за необходимости частой смены подшипников, уплотнительных манжет, фильтрирующих сит;
- недостаточно высокая эффективность промывки осадка;
- значительный унос осадка с фильтратом.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению и используемой в качестве прототипа является кислотоотжимочная
центрифуга, описанная в книге «Технология пироксилиновых порохов», авт. В.И.Гиндич, Казань, 1995 г., том I, стр.145-151.
Кислотоотжимочная центрифуга представляет собой вертикальный аппарат, состоящий из камеры промывки, вертикального привода центрифуги, лебедки.
Камера промывки центрифуги (фиг.2) состоит из плиты, служащей основанием центрифуги, в центральной части которой имеется разгрузочное отверстие, с установленным на нем патрубком 6 для выхода отжатого продукта. К боковой поверхности плиты крепится кожух 1, в верхней части которого касательно к его периметру, располагается патрубок 5 для вытяжки паров в вентиляционную систему. Пространство, ограниченное внутренней стенкой плиты и наружной стенкой патрубка, образует камеру для промывки и сбора отработанных нитрационных кислотных смесей. В нижней части плиты имеется патрубок для отвода отработанной нитрационной кислотной смеси из центрифуги 7. На верхней части кожуха центрифуги установлена крышка 2, на которой расположены два патрубка 3 для заливки реакционной смеси в центрифугу и люк 4.
Разгрузочное отверстие камеры промывки центрифуги закрывается конусообразной крышкой - колоколом, который приводится в движение лебедкой.
Недостатками данной камеры промывки центрифуги являются:
- возможная забивка реакционной массой питающих туб, полостей камеры промывки;
- ручная выгрузка реакционной массы;
- недостаточно эффективная промывка полостей камеры промывки от нитратов целлюлозы.
Важнейшим условием нормальной и безопасной работы центрифуги является исключение внештатных ситуаций таких, как забивка реакционной массой питающей трубы, рабочих полостей в роторе, кожухе центрифуги; отсутствие выделение окислов азота при разложении массы в процессе промывки камеры водой, полное удаление от остатков промывной воды.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание камеры промывки центрифуги, обеспечивающей безопасную и надежную работу в режиме кислотоотжима, повышенную эксплуатационную надежность, экономичность, экологическую безопасность.
Поставленная задача решается следующим образом.
Камера промывки кислотоотжимочной центрифуги для производства нитроцеллюлозы, состоящая из металлического кожуха, в верхней части которого имеется крышка, с установленными на ней люком и двумя патрубками для заливки реакционной смеси и для вытяжки паров, в нижней части кожуха имеются два патрубки для выхода отжатого продукта и отвода отработанной нитрационной кислотной смеси, кожух дополнительно в своей верхней части содержит четыре патрубка для промывки передней части
между торцевой частью кожуха и тыльной частью ротора, а в нижней части кожуха дополнительно содержит один патрубок для слива промывной воды,
кроме того, торцевая часть кожуха содержит крышку с установленными на ней четырьмя патрубками для подачи сжатого воздуха и воды в полость между торцом кожуха и тыльной частью ротора, для подвода воды и сжатого воздуха в зону лабиринта, для промывки тыльной части ротора, помимо того, на патрубке для вытяжки паров установлен датчик определения концентрации нитрозных газов.
Камера промывки кислотоотжимочной центрифуги (фиг.1) состоит из кожуха 1, закрывающего ротор, существующей центрифуги, состоящего из I каскада и II каскада с сетками. Камера промывки служит для приема реакционной смеси, отделения отработанных нитрационных кислотных смесей от нитратов целлюлозы и раздельного отвода твердой и жидкой части реакционной массы.
Кожух 1 имеет сварную конструкцию, в верхней части которого имеется крышка 2, на которой установлены люк 4 и патрубки: для заливки реакционной массы 3, для вытяжки паров 5, для промывки передней части кожуха 8, для промывки ротора и полости кожуха 9, для промывки полости между днищами первого и второго каскадов ротора 10, для промывки полости между торцевой частью кожуха и тыльной частью ротора 11. В нижней части кожуха установлены патрубки для выхода отжатого продукта 6, для отвода отработанной нитрационной кислотной смеси 7, для слива промывной воды 12. В торцевой части кожуха имеется крышка 17,
нижней части кожуха установлены патрубки для выхода отжатого продукта 6, для отвода отработанной нитрационной кислотной смеси 7, для слива промывной воды 12. В торцевой части кожуха имеется крышка 17, предназначенная для установки ротора в камеру центрифуги, на которой установлены четыре патрубка для подачи сжатого воздуха и воды в полость между торцевой крышкой кожуха 13, для подвода сжатого воздуха или воды в зону лабиринта 15, для промывки тыльной части ротора 14. На патрубке для вытяжки паров установлен датчик 16 определения концентрации нитрозных газов.
Камера промывки кислотоотжимочной центрифуги работает следующим образом.
Реакционная смесь, поступающая через патрубок 3 по питающей трубе в приемный конус ротора, перемещаясь по внутренней его поверхности, приобретает скорость вращения ротора, попадает на сито I каскада, где за счет центробежной силы кислота уходит через сито, и через патрубок IV выводится из центрифуги. Образовавшийся на сите слой НЦ при движении I каскада в сторону вправо сбрасывается толкателем с сита I каскада на сито II каскада, на котором нитроцеллюлоза отжимается до требуемой кислотности. При движении I каскада влево слой отжатой НЦ сбрасывается с сита II каскада в кожух центрифуги и через патрубок 6 выводится из центрифуги.
Отработанные нитрационные кислотные смеси выводятся из кожуха центрифуги 1 через патрубок 7. После остановки центрифуги производят промывку кожуха и ротора центрифуги. Для этого через патрубок 3 подается отработанная кислотная смесь (ОКС) для промывки трубы питания и полости между приемным и защитным конусами ротора. Через определенное время подача ОКС прекращается, и через патрубок 8 подается вода для промывки передней части кожуха и смыва остатков массы. После прекращения подачи воды в патрубок 8, производится подача воды в патрубок 9 для промывки ротора и полости кожуха, и в патрубок 14 - для промывки тыльной части ротора.
Данные промывки осуществляют при работе вентилятора и при подаче сжатого воздуха через патрубки 13, 15.
Промывку водой осуществляют после каждой остановки процесса.
Для защиты маслосистемы и подшипников от нитрозных газов во время работы центрифуги производится подача сжатого воздуха через патрубки 13, 14 и 11.
После промывки центрифуги промывочная жидкость выводится из кожуха через патрубок 12.
Далее все эти операции повторяются.
Использование доработанной камеры промывки кислотоотжимочной центрифуги, а именно, ввод в конструкцию кожуха 1 дополнительных патрубков (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) для подачи воды и сжатого воздуха,
позволяют исключить наличие остатков реакционной массы в камере промывки, что препятствует разложению реакционной массы в зоне выгрузки массы с сита II каскада в кожух. Датчиком 16 определяется наличие нитрозных газов в процессе промывки. Данная доработка обеспечивает надежную, бесперебойную, экологически безопасную работу центрифуги.