Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Закономерности формования и методы технологических расчетов обезвоживания макулатурной массы на сеточном столе бумагоделательной машины

Диссертация: Закономерности формования и методы технологических расчетов обезвоживания макулатурной массы на сеточном столе бумагоделательной машины
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Наконец, максимальное использование макулатуры имеет большое экологическое значение в связи с сохранением лесных массивов, санитарной очисткой населенных пунктов от твердых отходов. При использовании макулатуры значительно сокращается потребление свежей воды, расходуемой при выработке бумаги и картона, и, следовательно, уменьшается количество сточных вод, подлежащих очистке. В целях более полного… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Аналитический обзор научно-технической литературы
    • 1. 1. Проблемы переработки макулатуры
    • 1. 2. Технологии переработки макулатуры
    • 1. 3. Особенности переработки влагопрочной макулатуры
    • 1. 4. Анализ литературы по формованию и обезвоживанию волокнистых суспензий
    • 1. 5. Выводы и постановка задачи
  • 2. Теоретическое обоснование процессов формования и обезвоживания вторичных волокон на сеточном столе
    • 2. 1. Закономерности обезвоживания и формования суспензии вторичных волокон
      • 2. 1. 1. Уравнение Дарси-Кугушева
      • 2. 1. 2. Отклонение закона Дарси при обезвоживании волокнистой суспензии из макулатуры в сеточной части бумагоделательной машины
      • 2. 1. 3. Математическая модель обезвоживания волокнистой суспензии из вторичных волокон
      • 2. 1. 4. Коллоидно-химические факторы процесса фильтрации макулатурной массы
      • 2. 1. 5. Предельное время формования
    • 2. 2. Моделирование процесса листообразования
      • 2. 2. 1. Аналитическое выражение процесса листообразования
      • 2. 2. 2. Подобное преобразование уравнений листообразования
  • 3. Методы расчета обезвоживающих элементов сеточного стола
    • 3. 1. Скорость фильтрации при отливе листа бумаги
    • 3. 2. Обезвоживание на регистровом валике
    • 3. 3. Обезвоживание на гидропланках
    • 3. 4. Обезвоживание и формование на мокром отсасывающем ящике
    • 3. 5. Математическое описание обезвоживания бумажной массы под действием разрежения
  • 4. Экспериментальные исследования и их обсуждение
    • 4. 1. Определение коэффициента фильтрации
    • 4. 2. Определение удельной поверхности вторичных волокон
    • 4. 3. Определение параметров закона гиперболического синуса
    • 4. 4. Методика определения потенциала протекания
    • 4. 5. Изучение бумагообразующих свойств суспензии макулатуры
    • 4. 6. Определение фильтрационно-компрессионных свойств бумажной массы
  • 5. Практическое применение результатов исследований
    • 5. 1. Расчет обезвоживания при подпрессовке литых бумажных изделий
    • 5. 2. Проверочный расчет отсасывающих ящиков бум. машины ОАО «Уральская бумага»
    • 5. 3. Пример расчета отсасывающих ящиков картоноделательной машины № 2 Одесского рубероидного завода

Закономерности формования и методы технологических расчетов обезвоживания макулатурной массы на сеточном столе бумагоделательной машины (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В последнее десятилетие достижения науки и техники привели к значительной интенсификации производства бумаги и картона. Характерной чертой этого периода является не только рост объемов производства, но и создание принципиально новых технологических процессов и видов основного оборудования. Эти изменения коснулись, в основном, формования бумаги и картона.

Широкое внедрение в производственную практику современных видов оборудования отразилось на технологических аспектах процесса формования, в частности, создало возможности для эффективного использования полуфабрикатов высокого выхода и макулатуры, получения печатных видов бумаги с уменьшенной разносторонностью, выпуска продукции с улучшенными потребительскими свойствами. Использование современных формующих устройств и отдельных узлов основного оборудования создает предпосылки для решения ряда важнейших технологических проблем, в том числе снижения массы 1 м² бумаги и картона.

Сеточная часть является главным участком бумагоделательной машины, где осуществляются начальные технологические процессы, связанные с отливом и обезвоживанием бумажного полотна. Эти процессы определяют возможную производительность машины. Пути повышения производительности машин и улучшение качества бумаги тесно связаны с техническим совершенством каждого конструктивного элемента сеточной части и его соответствием требованиям технологии.

Процесс отлива и формования бумажного полотна на сеточном столе бумагоделательной машины происходит в сравнительно сложных физических условиях. Сложность процесса отлива определяется различными факторами, действующими совместно и одновременно: состав бумажной массы, ее разнообразные физико-химические, фильтрационные свойства, зависящие от рода применяемых полуфабрикатов, наполнителей и проклеивающих веществ, гидравлический режим, кинематические параметры машины. Сеточная часть должна быть рассчитана и сконструирована таким образом, чтобы каждый ее участок служил целям качественного отлива и обезвоживания бумажного полотна и на ней не должно быть так называемых «мертвых» пространств, не служащих этим целям. В связи с этим, как объяснение механизма явлений, так и их математическая трактовка представляют большие трудности и еще далеко не ясны. В общей задаче об условиях отлива и формования бумажного полотна на сетке существенное значение имеет вопрос о гидродинамических процессах. Поэтому ряд основных параметров бумагоделательной машины должен определяться в результате расчета гидродинамических процессов.

В отечественной технической литературе проблемы формования и обезвоживания бумажного листа освещены не достаточно. Наиболее подробно и глубоко эти вопросы освещены, пожалуй, в единственной, посвященной этому монографии И. Д. Кугушева «Теория процессов отлива и обезвоживания бумажной массы», изданной в 1968 году и поэтому во многом устаревшей.

Появившиеся новые обезвоживающие, двухсеточные и многосеточные устройства для формования бумажного листа требуют систематизации материала о них.

Основным видом сырья для производства волокнистых материалов в настоящее время, как и в обозримом будущем, остается древесина и в первую очередь хвойные породы.

Однако, при дефиците древесины хвойных пород возрастает значение других видов волокнистого сырья и в первую очередь лиственных пород и низкосортной древесины, отходов лесопиления и деревообработки, вторичного волокна — макулатуры.

Использование макулатуры приводит к значительному сокращению расхода древесного сырья и, следовательно, к сохранению лесных богатств.

В результате применения макулатуры значительно сокращаются удельные расходы электроэнергии, тепла, химикатов, воды, затрат живого и овеществленного труда.

Наконец, максимальное использование макулатуры имеет большое экологическое значение в связи с сохранением лесных массивов, санитарной очисткой населенных пунктов от твердых отходов. При использовании макулатуры значительно сокращается потребление свежей воды, расходуемой при выработке бумаги и картона, и, следовательно, уменьшается количество сточных вод, подлежащих очистке.

В целях более полного использования макулатуры осуществляются мероприятия по стимулированию ее заготовки и переработке. В широких масштабах осуществляется разработка новых технологических процессов и оборудования для переработки смешанной, несортированной и сильно загрязненной макулатуры, изыскиваются способы эффективного облагораживания запечатанной макулатуры.

Изучение поведения бумажной массы из макулатуры на сеточном столе в процессах его обезвоживания и формования является важной и актуальной задачей.

Для достижения этой цели в работе решаются следующие основные задачи:

— экспериментальное изучение фильтрационных свойств бумажной массы из вторичных волокон;

— изучение бумагообразующих свойств вторичных волокон;

— описание поведения суспензии из вторичных волокон при напуске на сеточный стол (фильтрация с осаждением осадка);

— описание поведения суспензии из вторичных волокон при обезвоживании под вакуумом (деформация структуры волокон);

— использование теории подобия для описания процесса обезвоживания;

— оценка возможности использования уравнения Дарси-Кугушева для описания обезвоживания бумажной массы из вторичных волокон;

— разработка методов технологических расчетов процессов обезвоживания на конкретных обезвоживающих элементах;

— на основании полученных результатов разработать оптимальные режимы обезвоживания и формования бумажного листа.

Вторичные волокна по своим бумагообразующим, фильтрационным и другим свойствам существенно отличаются от других полуфабрикатов.

Автор защищает: теоретические и экспериментальные результаты исследований бумагообразующих (фильтрационных, реологических, тиксотропных) свойств бумажной массы из вторичных волокон, а так же их поведение при формовании и обезвоживании бумажного листа, оптимальные режимы формования и обезвоживания бумажного листа, теоретическое и расчетное описание взаимодействия вторичных волокон друг и другом с частицами наполнителей и проклеивающих веществ.

Изложенные в диссертации результаты получены в ходе выполнения работ по Федеральной целевой научно-технической программе «Исследование и разработка по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», подпрограмма «Комплексное использование древесного сырья».

1. Установлено существенное различие в фильтрационных и бумагообразующих свойствах вторичных волокон по сравнению с первичными и, как следствие, особенностями конструкции сеточного стола и технологического режима при обезвоживании вторичных волокон.2. Установлен физический смысл эмпирических коэффициентов в уравнении Дарси-Кугушева, что позволило уточнить описание механизма процессов формования и обезвоживания бумажной массы из вторичных волокон.3. Показано, что использование закона гиперболического синуса позволяет более точно разделить процессы обезвоживания бумажной массы из вторичных волокон на сеточном столе на процесс фильтрации с осаждением осадка и процесс фильтрации с уплотнением структуры осадка, и следовательно, более точно рассчитывать длину сеточного стола и время обезвоживания.4. Экспериментально и теоретически показано влияние С, — потенциала на процесс обезвоживания бумажной массы из вторичных волокон на сеточном столе.5. Использование экспериментальных результатов и теоретических исследований, проведенных в работе позволило разработать методы расчета обезвоживания бумажной массы из вторичных волокон на обезвоживающих элементах — отсасывающих ящиках.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д.М. Бумагообразующие свойства волокнистых материалов. — М.: Лесн. пром-сть, 1990. — 136 с.
  2. В.А., Мацук Я. Е., Лысенко В. М. Свойства макулатурной массы для облицовочного картона. // Бумажная промышленность № 12, 1982, с. 17−19
  3. Х.И., Арбузова Г. А. Производство обесцвеченной макулатурной массы. Обзорная информация. М., 1980, 52 с (ВНИПИЭИлеспром)
  4. Макулатура: композиция будущего // Целлюлоза, бумага, картон. — 1992, с. 36−46
  5. Л. Влияние циклов использования макулатуры на свойства вырабатываемой из нее газетной бумаги. (Дармштадский институт бумаги). «Юропиан Пейпермейкер», 1997, № 2, с. 28−30
  6. Uhe effects of recycling on paper quality. R.C. Howard. «Journal of Pulp and. Paper», 1990, t/16, № 5, p. 143−149
  7. M., Ли M. Новейший способ фракционирования волокон смешанной макулатуры, ТАППИ, 1997, № 2, с. 149−153
  8. Т.А., Охоткин С. М. и др. Новые полимерно-бумажные композиционные упаковочные материалы. // Бумажная промышленность — № 11, 1990, с. 29−30
  9. Полная регенерация картона для упаковки напитков. // Целлюлоза, бумага, картон (экспресс-информация). М.: ВНИПИЭИлеспром. — 1992. — вып. 12
  10. Macoto Jwasak: Japan Pulp and Paper. 1990. V.28. — № 3, p. 35−45
  11. Durst R.E., Jenees L.G. The flow properties of paper pulp stocks. Part 1. // Tappi.- 1954. V.37. — № 10. p. 417−423
  12. Дж. Роберте Производство гильзового картона из макулатуры на финском предприятии. «Палп энд Пайпер Европа». 1997, № 2, с. 22−24
  13. З.Бобров Ф. Ф. Теория удельной поверхности в технологии бумажного производства // Сообщения о научно-исследовательской работе КПИ. т. VI.- 1947.-с. 5−12
  14. Corte H. Entwasserung von Zellstoffsuspensionen durch ruhende Siebe // Das Papier. 1954. -№. 11/12. — S. 205−209
  15. Corte H. Uber die Verteilung der Massendichte in Papier. Teoretische Grundlagen // Das Papier. 1969. — Bd. 23. — №. 7. — S. 381−393
  16. .А. Машины и аппараты бумажной промышленности. — М.: Машгиз. — 1955. 287 с.
  17. Campbell W. The physics of water removal // Pulp and Paper Magazine of Canada. 1947. -№. 3. — p. 103−105
  18. Ingmanson W.L., Whitney R.P. The filtration resistqnce of pulp slurries // Tappi. 1954. — v. 37. — №. 11. — p. 523−534
  19. Ю.Н., Ильинский A.M., Слуцкий A.E. и др. Влияние остаточной щелочности массы на работу сеточной части картоноделательной машины // Химия и технология бумаги. Межвуз. Сб. научн. Тр. JITA. — JI. — 1976. -вып. 4. — с. 44−49
  20. Han S.T. Compressibility and permeability of fiber mats // Pulp and Paper Mag. Of Can. 1968. — v. 170. — №. 9. — p. 65−77
  21. Labrecqe R.P. The effects of fiber cross-sectional shape on the resistance to the flow of fluids through fiber mats // Tappi. 1968. — v. 51. — №. 1. — p. 8−15
  22. M.A., Синчук A.B., Александрова Ю. А. Влияние длины углеводородной цепи ПАВ на облагораживание макулатуры // Тез.докл. XI Всероссийской студенческой научной конференции Екатеринбург, 2001.
  23. Harvey D.M., Barnet A.I. Stock festos to predict paper machine // Pulp and Paper Mag. Of Can. 1966. — v. 67. -m №. 10.- p. 436−444
  24. Mordon T., Bleines 1.0. A new method of paper formation // Pulp and Paper Mag. Of Can. — 1977.-v. 78. -№. 7.-p. 154−156
  25. A.M., Тищенко А. Ф., Рокос И. Д. и др. Анализ процесса обезвоживания высокофибриллированной блажной массы // Сб. тр. УкрНИИБ. М. — 1976. Вып. 19. — с. 58−62
  26. Г. М. Формование многослойного картона. — М.: Лесная промышленность, 1982.-264 с.
  27. Wrist P. The papermaking processes filtration problem // Pulp and Paper Magazine of Canada. 1954. — v. 55. — №. 6. — p. 115−119
  28. Collicutt S.A. Drainage characteristics of grouwood pulp // Pulp and Paper Magazine of Canada. 1947. — №. 1. — p. 66−78
  29. Г. А. Формование элементарного слоя на сеточном цилиндре // Бумажная промышленность. 1955. № 5. — с. 7−9
  30. Plain G.J., Morrison H.L. Critical Reynolds number and flow permeability // Amer. J. Phys. 1954. — v. 22. — №. 3. — p. 143−146
  31. И.И. Технология асбестоцементных изделий. — M.: Высшая школа. -1977.-230 с.
  32. В.И., Нумеров С. Н. Теория движения жидкостей и газов в не деформируемой пористой среде. — М.: Стройиздат. — 1953. 612 с.
  33. Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. — М.: Гостехиздат. 1974. — 244 с.
  34. .В., Обухов Е. Аномальные свойства тонких слоев жидкостей // Коллоидный журнал. 1935. — с. 3
  35. .В. Свойства тонких жидких слоев и их роль в дисперсных системах // М. ВНИТО. — вып. I. — 1937. — с. 22
  36. .В. Упругие свойства тонких слоев воды // Журнал физической химии. 1932. — т. 3. — вып. I. — с. 29−42
  37. .В., Крылов Н. А. Аномальные явления при течении жидкостей через жесткие узкопористые фильтры // Труды совещания по вязким растворам. АН СССР. — 1944. — вып. 2. — с. 52−53
  38. В.Ф. Водопроницаемость связанных грунтов. — НИИГ. JI. — 1946. -36 с.
  39. Л.Г., Савицкий Е. Е., Чебанова И. Г., Верней И. И. Пути улучшения процесса обезвоживания в прессовой части трубоформовочных машин // ВНИИЭСМ, Цементная и асбоцементная промышленность. 1971. — вып. 4. -с. 37−40
  40. И.И. Формование асбоцементных листов. М.: Госстройиздат. -1958.-279 с.
  41. Almy С. Lewis factor determining the capacity of a filter press // Ing. End. Chem.- 1962/- v. 14. -№. 7.-p. 527
  42. И.И. Основы теории формования асбоцементных изделий. М.: Госстройиздат, 1969. — 335 с.
  43. Steenberg В., Bergstrom I. Model experiments of sheet formation of cylinder wire // Pulp and Paper Magazine of Canada. 1954. — v. 55. — №. 13. -p. 109−118
  44. Carman P.C. A study of the mechanism of filtration // Isoc. Chem. End. 1933. -v. 52.-№.36.-p. 280
  45. Emerton R.W. The specific external surface of firbe — Some theoretical conciderations // Pulp and Paper Mag. Of Canada. — 1955. №. 2. P. 65−68
  46. Ruth B. F. Correlationg filtration theory with industrial practice // Ind. End. Chem.- 1946. v. 38. — №. 6. — p. 564
  47. Underwood A.I. Aritical review of published experiments on filtration // Inst. Chem. End. 1926. — Bo. 4. — p. 19
  48. И.Д. Теория процессов отлива и обезвоживания бумажной массы -М.: Лесная промышленность. — 1967. 262 с.
  49. Е.Е., Волчек И. З., Мороз П. С. О выборе оптимального диаметра сетчатого цилиндра. ЦНИИТЭстроймаш, Оборудование для промышленности строительных материалов. — 1972. — вып. I. — с. 42−44
  50. П.С. Выбор оптимальных конструктивных и технологических параметров сеточной части листоформовочной машины // Труды НИИасбестцемента. М. — 1973. — вып. 29. — с. 3−17
  51. Ю.Г. Исследование рабочего процесса круглосеточной бумагоделательной машины // Труды ЛПИ им. Калинина. 1957. — 191.-е. 56−63
  52. Е.Е., Гришин В. И. О производительности листоформовочных машин // ЦНИИТЭстроймаш: Оборудование для промышленных строительных материалов. 1971. — вып. 2
  53. П.Н. Технология асбестоцементных изделий. М.: Госстройиздат. — 1968.-274
  54. E.H. Основы интенсификации процесса производства асбоцементных изделий // Труды НИИасбестцемент. М. — Госстройиздат. — 1962. — вып. 15. -с. 82−138
  55. О.И., Епинатьева В. И. Влияние химического состава жидкой фазы на фильтрационные свойства асбестоцементных изделий // Труды НИИасбестцемент. М. — Стройиздат, 1972. — вып. 28. — с. 100−109
  56. Л.А., Комарова Н. И., Медведева Э. И. труды НИИасбестцемент. -М.- 1964. -вып. 19
  57. Л.А., Комарова Н. И., Медведева Э. И. Использование в производстве асбоцементных изделий коротковолокнистого низкосортного асбеста // Труды НИИасбестцемент. М. — Стройиздат, 1969. — вып. 25 с. 3852
  58. Д., Бренер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. — М.: Мир.-1976.-630 с.
  59. В.А. Интенсификация процессов обезвоживания и промывки целлюлозы применением новых фильтров жидкостного давления. — Дисс. докт. техн. наук. Л. — ЛТИ ЦБП. — 1979. — 526 с.
  60. А.М. Моделирование условий обезвоживания бумажной массы на сеточной части бумагоделательной машины. — Дисс. канд. техн. наук. — Л. ЛТИ ЦБП. — 1981. — 240 с.
  61. Патент № 1 002 361 (Англия). Асбест (заявл. 11.12.62 г. Опубл. РЖХ, 25.08.65).
  62. Патент № 3 644 138 (США). Способ изготовления асбестового картона с улучшенной фильтрующей способностью, (заявл. 27.10.69, опубл. РЖХ, 1972).
  63. В.И. Теоретические основы и пути совершенствования процесса формирования древесноволокнистых плит и других листовых волокнистых материалов целлюлозно-бумажного производства. Дисс. докт. техн. наук. -Л.-ЛТА.- 1968.-458 с.
  64. Р.Э. Изучение структурно-механических свойств суспензий технической беленой целлюлозы. Вопросы гидролиза, химии древесины и лесохимии // Труды института лесохозяйственных проблем и химии древесины АН Латв. ССр.-Рига.-1959.-т. 17. с. 121−133
  65. Г. Ф. О вязкости и упругости бумажной массы // Коллоидный журнал. 1955.-т. 17. Вып. 5.-е. 397−402
  66. O.A., Робертсон A.A., Мезон С. Г. Гидродинамическое поведение волокон, применяемых для выработки бумаги // Основные представления о волокнах, применяемых в бумажном производстве. Материалы симпозиума. -М.: — 1962.-с. 458−492
  67. В.И. исследование условий моделирования технологических процессов в производстве бумаги и волокнистых плит на отливных машинах // Доклад V межвузовской конференции по физическому и математическому моделированию. М. — МЭИ. — 1968. — с. 107−114
  68. А .Я., Синчук A.B., Агеев М. А. Процессы обезвоживания и формования бумажного листа. Екатеринбург, УрОРАН. — 2000. — 215 с.
  69. М.А., Синчук A.B., Агеев А. Я. К уравнению Дарси-Кугушева при фильтрации волокнистых суспензий в условиях деформирования волокнистого слоя // Целлюлоза. Бумага. Картон. № 7−8, 2003.
  70. Разработка физических методов заводского контроля степени распушки асбеста: Отчет о НИР (промежуточный) НИИасбестцемент, № 030.4.05.9.06. -М., 1970. Гл. 5
  71. Schniewind А.Р., Jtin G., Brink D.L., Effekt of drying on the flexural rigidity of single fibre. In: Consolidation of Paper Web. BPBMA, London, 1966, vol. 1. P. 588−601
  72. JI.M., Кугушев И. Д. Исследование вопроса об оптимальном времени отлива полотна на бумагоделательных машинах // Труды Ленинградского политехнического института — 1968. № 296
  73. А.Я., Барановский В. П. Методы расчета вакуум-формующей части бумагоделательной машины // Машины и оборудование целлюлозно-бумажных производств: Межвуз. сб. научных трудов. — Л. 1974. — вып. 1. -с. 38−46
  74. А.Я., Алашкевич Ю. Л., Барановский В. П., Кугушев И. Д. Влияние начальной концентрации на качество формуемого бумажного полотна //Материалы научно-технических конференций. JI. — 1973. — вып. 31. — с. 6670
  75. В.И. Исследование условий моделирования процесса листообразования // Сб. тр. СвердНИИПдрева. М. — 19 669. — вып. 4. — с. 330
  76. А.Я., Кузнецов А. Р. Исследование фильтросвойств асбестовых суспензий // Химия и технология бумаги: Межвуз. сб. научных трудов. Л. -1984.-с. 82−87
  77. О.Н., Карпов И. Ф., Козьмина З. П., Тихомирова К. П., Фридрихсберг Д. А., Чернобережский Ю. М. Руководство к практическим работам по коллоидной химии. М. — Л.: Химия. — 1964. — 331 с.
  78. В.А. Фильтрование. М.: Химия, 1971. — 440 с.
  79. Т.А., Кобринский И. А., Кирсанов О. С., Рейнфарт В. В. Разделение суспензий в химической промышленности. М., Химия, 1983. 262 с.
  80. A.B. Учение о коллоидах. М.: Химия. — 1987. 229 с.
  81. Е.М. Статистическое обоснование уравнений фильтрационного движения // ДАН СССР. 1958. — т. 118. — № 2. — с. 255−262
  82. П.А., Володовец И. Н. Физико-химическая механика пористых и волокнистых дисперсных структур и материалов. — Рига. 1967. — с. 3−29
  83. Д.М. Свойства бумаги. М.: Лесная промышленность. — 1970. — 456 с.
  84. Р.Э. СтруктуроОобразование в суспензиях целлюлозных волокон. Рига: Зинанте. — 1987. — 208 с.
  85. O.A., Робертсон A.A., Мэзон С. Г. Гидродинамическое поведение волокон, применяемых для выработки бумаги // Основные представления о волокнах применяемых в бумажном производстве. Материалы симпозиума. -М.-1962.-с. 458−492
  86. A.C., Аксельрод Г. З. Технология формования бумаги и картона. — М.: Лесная промышленность. 1984. — 120 с.
  87. Е.Я. Адсорбционный метод определения удельной внешней поверхности суспензий целлюлозы в процессе размола // Бумажная промышленность. 1958. — № 4. — с. 6−9- № 11. — с. 5−6г
Заполнить форму текущей работой

На отлично!