Фракционирование щепы

Разделение щепы по размерам чаще называют сортировани­ем, хотя термин «фракционирование» более точно отражает су­щество процесса. Целесообразность фракционирования обосно­вана в разделе 1.5.1. Можно выделить две группы процессов:

- фракционирование по размерам частиц;

- фракционирование по толщине щепы.

Устройства (сортировки) для фракционирования по размерам по принципу действия относятся к следующим ти­пам:

- механические;

- пневматические;

- электростатические.

Механические сортировки сейчас являются основным устройством для фракционирования благодаря надежности кон­струкции и простоте эксплуатации. Рабочий орган всех сортиро­вок этого типа - набор сортирующих сит. Для равномерного рас­пределения щепы по поверхности сита и облегчения фракциони­рования сортирующий узел совершает колебания. По характеру колебаний различают: вибрационные - с круговыми или эллип­тическими колебаниями сит в вертикальной плоскости; гирационные - с круговыми колебаниями сит в горизонтальной плоско­сти.

В целлюлозно-бумажном производстве преимущественное распространение получили гирационные сортировки - они компактны, имеют высокую производительность и обеспечивают стабильное качество фракционирования. В России выпускаются гирационные сортировки щепы СЩМ-60, СЩ-120, СЩ-500-1, СЩ-800 (число обозначает номинальную часовую производи­тельность в кубометрах щепы).

Рисунок 1.8 - Схема устройства сортировки для щепы: 1 - привод винтового конвейера;

2 - циклон; 3 - опора; 4 - трос; 5 - распределительный конус; 6 - настил для перемещения

щепы к периферии; 7 - ситовый короб; 8 - привод устройства для колебаний ситового короба;

9 - сита; 10 - выпускные желоба

Схема конструкции сортировки СЩ-800 показана на рисун­ке 1.8. Щепа от рубительной машины или с наземного склада по­ступает в циклон, вертикальным разгрузочным винтовым кон­вейером подается к распределительному устройству и равномер­но рассыпается по периферийной поверхности верхнего сита. Си­товый короб восьмигранной формы подвешен на тросах. Сита расположены в три яруса. Размеры отверстий сит: верхнего 39...55 мм, среднего 14 мм, нижнего 6...8 мм. Колебательные движения ситового короба с частотой 50...150 мин^-1осуществляются за счет вращения в горизонтальной плоскости рычага с дебалансным грузом, его привод размещен в центре ситового ко­роба под распределительным устройством. Щепа скользит по по­верхности сит к центру. Каждое сито, а также поддон для опилочной фракции, имеют свой выгрузочный желоб.

В пневматических сортировках разнообразных конст­рукций мелкие фракции «отдуваются» потоком воздуха из-за различий в парусности частиц древесины разных размеров. Сор­тировки этого тина нашли некоторое применение в производстве древесностружечных плит; целлюлозно-бумажными предпри­ятиями они пока не используются.

При электростатическом фракционировании частицы древесины высыпаются на вращающийся горизонтальный ци­линдр, имеющий электростатический заряд. Более крупные и тя­желые частицы затем отрываются и падают в бункер или на транспортер, а опилки и пыль удерживаются поверхностью ци­линдра и снимаются шабером. Конструкции таких сортировок только разрабатываются.

Фракционирование по толщине могло бы улучшить качество щепы (см. раздел 1.5.1), однако на целлюлозно-бумажных предприятиях пока отсутствует эффективное оборудо­вание для этой цели. Опытно-конструкторские разработки спе­циализированных сортировок для фракционирования по толщине ведутся.

Очистка щепы

Щепа собственного производства бывает достаточно чистой и обычно не нуждается в дополнительной очистке, а в некоторых случаях используется и без фракционирования. Значительно хуже качество технологической щепы, поставляемой лесозаготови­тельными и деревообрабатывающими предприятиями. Помимо неоднородного фракционного состава, эта щепа содержит загряз­няющие примеси. Очистка щепы может включать следующие операции:

- грохочение;

- извлечение железосодержащих предметов;

- отделение коры;

- промывку.

Грохочение на стальных решётках проводится для отде­ления комков смерзшейся щепы в зимнее время. Такие комки из щепы и льда затрудняют перемещение сырья, приводят к полом­ке оборудования - шнековых транспортеров, питателей и др.

Железосодержащие предметы - гвозди, болты, гайки, обрезки стальной проволоки и т.п. - нередко встречаются в при­возной щепе. Для их извлечения используют электромагнитные ловушки различных конструкций. Чаще всего электромагнит под­вешивается над ленточным транспортером, перемещающем щепу; расстояние от поверхности ленты до полюсного наконеч­ника магнита - 100...150 мм. Разумеется, этим способом не из­влекаются предметы из меди, алюминия, других немагнитных металлов.

Отделение коры становится актуальным при переработ­ке щепы, изготовленной из всего дерева (см. раздел 1.1.3). Пока ни один из предложенных способов не дает достаточной степени очистки. Лучшие результаты получены при компрессионной окорке, при которой щепу тонким слоем пропускают между дву­мя стальными валами с гладкими поверхностями. Величина зазо­ра между валами должна быть меньше толщины щепы. Если ще­па влажная и предварительно достаточно прогрета (например, пропариванием), то кора отделяется от древесины. Часть коры при этом прилипает к поверхности валов и удаляется, другая часть измельчается и может быть отсортирована при последую­щем фракционировании. Поиск эффективных путей «облагора­живания» щепы ведут многие фирмы.

Рисунок 1.9 - Схема установки для промывки щепы: 1 - поступающая на промывку щепа;

2 - шнековый транспортер; 3 - сепаратор отходов;_: 4 -удаление тяжелых отходов;

5 -обезвоживающий конвейер; 6 - промытая щепа на переработку; 7 - оборотная вода; 8 - сборник оборотной воды; 9 -установка вихревых очистителей; 10 - сброс избытка воды

Промывка щепы перед ее использованием позволяет от­делить пыль, песок, гальку, остатки почвы, металлические вклю­чения. Схема одной из многочисленных установок для промывки щепы приведена на рисунке 1.9. Щепа шнековым транспортером загружается в сепаратор отходов. Вращающаяся мешалка под­держивает турбулентность слоя воды в нижней части сепаратора. Щепа при этом находится во взвешенном состоянии, а тяжелые включения оседают на дно. Оборотная вода подается в нижнюю часть сепаратора, способствуя вымыванию щепы по направлению к выходу. Осевшие примеси удаляются через два периодически открываемых затвора. Отделение воды от щепы происходит в на­клонном обезвоживающем конвейере. Вода освобождается от песка и других мелких взвешенных частиц в вихревых­ очистите­лях.