Гробовенко Я. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЦЕС СУШІННЯ НАПОВНЮВАЧА ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА (ОКСИДУ ТИТАНУ TIO2)

    У целюлозно-паперовій промисловості при виробництві високоякісного дорогого паперу в якості наповнювача паперового полотна використовують діоксид титану TiO2. У зв’язку з цим є значний попит на пігмент діоксиду титану TiO2. В залежності від специфіки будови кристалічної решітки діоксид титана в природі зустрічається в різних модификаціях: кубічна сингонія (рутил), тетрагональна сингонія (анатаз) і рідко – ромбічна сингонія (брукіт). При добуванні в основному отримують модифікацію анатаз і рутил двома методами: сульфатним або хлоридним. Найчастіше початковим матеріалом для отримання діоксида титана сульфатним методом виступає ільменит – природна суміш різних оксидів, в основному чотирьохвалентного титана і трьохвалентного заліза. При хлоридному методі вихідною сировиною являється хлоридна сіль четирьохвалентного титану. Ці два методи дозволяють добувать пігмент діоксид титана двох модифікаций [1]. Технологічна схема виробництва оксиду титану TiO2 включає наступні етапи: отримання тонко дисперсної (dчаст < 1 мкн) суспензії, відділення рідкої фази до концентрації осаду 70 % сухих речовин. Отримана паста потребує висушування до залишкової вологості 0,3 %. Форма висушеного продукту – тонко дисперсний порошок яскраво-білого кольору. Процес сушіння даної пасти є найбільш енергоємний і лімітуючий процес в технології отримання TiO2. Тому розробка нового високоефективного і економного обладнання для сушіння TiO2 є актуальною проблемою. В теперішній час паста TiO2 висушується на вібросушарках, в так званому псевдозрідженому шарі, з використанням дорогих інертних тіл. В якості інертних тіл використовувався міцний дорогий мінерал – цирконій. Цей спосіб сушіння має багато недоліків: 1. Негативний вплив вібрації на організм людини; 2. Значні економічні затрати; 3. Не стійкий киплячий шар; 4. Великі габарити установки; 5. Важкість обслуговування, ремонту та монтажу. Тому нами пропонується інший спосіб сушіння в ―фонтануючому шарі‖ з використанням простих та дешевих інертних тіл сушіння – керамічних гранул. Отже, для розробки даної установки, тобто знаходження швидкості сушіння пасти TiO2 необхідно зняти криву сушіння пасти на лабораторній установці, зображеній на рисунку 1 та отримати ряд важливих показників на даній експериментальній установці. До цих показників відноситься температура повітря, що надходить в камеру, температура в фонтануючому шарі та температура на виході готового продукту; вологість пасти і висушеного продукту; витрати повітря, тепла та електроенергії; питома продуктивність 1 м3 фонтануючого шару по випаруваній волозі.

    Переглянути
  • КЛЕЇЛЬНИЙ ПРЕС З РОЗРОБКОЮ КЛЕЇЛЬНОГО ВАЛУ

    Для підвищення якості, покращення структури, підвищення жорсткості, гладкості, однорідності паперового полотна, проводять його поверхневе проклеювання за допомогою клеїльного пресу (рис. 1), який розташований в сушильній частині машини, шляхом нанесення на поверхню полотна (з однієї чи з обох сторін) клею. В такому випадку речовина, що проклеює, розподіляється на поверхні, а основна товщина полотна залишається не проклеєною. Крім того, таке проклеювання дозволяє в деяких випадках зменшити величину помолу волокна, що знижує витрати енергії на виробництво паперу та картону і підвищує продуктивність машини. При поверхневому проклеюванні досягається значна економія клею і виключається його втрата з стічними водами. При застосуванні поверхневого проклеювання використовують спеціальне обладнання (клеїльний прес). Клеїльний прес виконаний у вигляді двох вального пресу з гідравлічним або пневматичним зусиллям притискання. Вал, що притискається до іншого для створення заданого лінійного тиску називається рухомий, а другий вал – не рухомим. Пресові вали упорядковані в горизонтальному, похилому або вертикальному положенні, причому рухомий вал преса (перший в напрямку руху паперового полотна) знаходиться нижче ніж нерухомий вал. Вали пресу динамічно збалансовані на потрібну швидкість і можуть бути оснащені різними видами покриття (резини, кераміка) відповідно асортименту паперу (картону), що випускається. Між валами по розподільчим трубам подається клей, який в просторі клеїльного пресу утримують бокові шабери. Витрати клею можна регулювати за допомогою вентилів, якими можна керувати вручну або дистанційно. Паперове полотно проходить через клеїльну камеру та захват пресу і проклеюється. Клеїльний прес дозволяє збільшити продуктивність, підвищити склад твердих частинок, знизити потужність, що використовується, понизити пористість паперу, підвищити стабільність розмірів і урізноманітнити асортимент продукції. Із застосуванням цих пресів може вироблятися печатна, креслярська, пакувальна і інші види паперу, а також тарні, коробкові і другі види картону. На процес проклеювання паперу і картону в клеїльному пресі впливають наступні фактори: величина та рівномірність тиску між валами, ступінь проклейки полотна у масі, швидкість машини, реологічні На рівномірний розподіл лінійного тиску по всій довжині валу негативно впливає його прогин. Для компенсації прогину проводять бомбування валу. Але цей процес є досить складний і дорогий. Тому пропонується метод компенсації прогину валів, який полягає в тому, що клеїльний вал виконується з еластичного матеріалу і по довжині розбивається на три зони, причому середня зона має твердість меншу за дві крайні. В такому випадку при прижимі валів матеріал валу крайніх зон буде стискатись більше ніж матеріал середньої зони і внаслідок цього компенсувати прогін валу. Цей метод дозволяє рівномірно розподіляти лінійний тиск по всій довжині валу, зменшити вартість виробництва валів та спростити їх експлуатацію в процесі роботи.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ТРЬОХВАЛЬНОГО ПРЕСУ КРМ

    В останні роки були проведені значні роботи в області інтенсифікації процесу пресування паперового полотна. Основні дослідження були направлені на вдосконалення процесу видалення вологи за допомогою відсмоктуючих пресів та покращення поглинаючих властивостей пресових сукон, а також на підвищення кінцевої сухості паперового полотна. Метою роботи є збільшення кінцевої сухості паперового полотна після пресової частини КРМ та зменшення витрат енергії на створення пари на сушильній частині КРМ. Збільшеня сухості картонного полотна після пресової частини на 1% дозволяє економити 5% пари на сушильній частині машини.Тому тема роботи є актуальною. Поставлене завданння може бути виконане шляхом модернізації механізму притискання. В процесі пресування розділяють чотири фази. В першій фазі полоно проходить шлях від місця дотику сукна з нижнім валом безпосередньо до зони контакту валів; в другій фазі – від початку зони контакту валів до її середини; в третій фазі – від середини зони контакту валів до місця виходу сукна з цієї зони; в четвертій фазі – від місця виходусукна та картонного полотна із зони контакту валів до місця закінчення контакту сукна з нижнім валом. Сухість картону після пресів визначає вартість сушіння, а розподіл вологи впливає на однорідність паперу і його якість. Висушування в 10-15 разів дорожче видалення такої же кількості води механічним віджиманням в пресах. Пресова частина виконана із урахуванням забезпечення максимального зневоднення картонного полотна до сушильної частини, при цьому повинна зберігатись структура полотна, а отже і його фізико-механічні показники. Залежно від продуктивності пресова частина складається з двох або трьох пресів. Перший прес може бути виконаним відсмоктуючим. Нижні вали пресів гумові, верхні – гранітні. Притискання і відведення верхніх валів здійснюється пневматичними механізмами. Внаслідок цього збільшується витіснення вільної вологи з картонного полотна, збільшується продуктивність КРМ, зменшуються витрати електроенергії. Використання комбінованих пресів, які містять один відсмоктуючий вал є доцільним, вони можуть працювати при значних лінійних тисках та дають змогу отримати більшу кінцеву сухість порівняно зі звичайними пресами. Аналіз даних показує, що трьохвальний прес ефективніший при зневодненні полотна перед пресом і дозволяє отримати сухість до 40-45%. Провівши модернізацію притискного механізму, а саме замінивши пневматику на гідравліку, отримуємо паперове полотно з сухістю до 51%. Таким чином трьохвальний прес можна використовувати як перший прес картоноробної машини.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ КОМБІНОВАНОГО ПРЕСУ КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    Процес виробництва паперу або картону є не можливим без операції видалення вологи з паперового або картонного полотна. Для досягнення оптимальної сухості паперу одним із модулей картоноробної машини є пресова частина. Робота пресової частини оцінюється по кількості видаленої води із полотна картону. Основне призначення пресової частини полягає у рівномірному зневодненні картонного полотна по його ширині та забезпеченні якісних показників вихідної продукції. При пресуванні збільшуються сухість, міцність та щільність паперу. Пресування відіграє важливу роль при виробництві багатошарових видів паперу та картону. Від ефективності роботи пресової частини залежать затрати на висушування картону та продуктивність машини. З метою зменшення затрат пари на сушіння намагаються отримати після пресової частини максимально можливу сухість. Однак збільшення сухості за рахунок підвищення тиску між пресовими валами веде до збільшення затрат енергії на привід валів, що може не компенсуватися зниженням затрат на сушку. Крім того, надмірне пресування може призвести до погіршення якості продукції, яка виробляється на даній машині. Метою роботи є: - покращення якості пресування; - збільшення кінцевої сухості картонного полотна після пресу КРМ; - рівномірне розподілення лінійного тиску по всій довжині захватів комбінованого пресу; - досягнення однакової сухості по довжині картонного полотна після комбінованого пресу. Збільшення сухості картонного полотна після пресової частини на 1% дозволяє економити 5% енергії на сушильній частині машини. Тому тема роботи є актуальною. Поставлене завдання вирішується шляхом модернізації покриття центрального валу комбінованого пресу. Лінійний тиск в комбінованому пресі встановлюється до 110 кН/м. Існують різні варіації конструкцій пресів. Однією з них є комбінований прес. Даний прес зображено на рисунку 1. Він може складатися з різної компоновки валів, таких як: гауч-вали, відсмоктуючі вали, гранітні вали, жолобчасті вали або вали з глухими отворами.

    Переглянути
  • 56.42 МОДЕРНІЗАЦІЯ ВАЛУ ІЗ ПОРИСТИМ ПОКРИТТЯМ КОМБІНОВАНОГО ПРЕСУ КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    В наш час, при виробництві паперу та картону, отримали широке розповсюдження конструкції багатовальних пресів різноманітної компоновки та призначення (рисунок 1). Вони в значній мірі підвищують сухість полотна, дозволяють збільшити робочу швидкість, виготовити продукцію з більш дешевої сировини, забезпечують комфортне автоматичне проведення полотна та легке видалення браку. Одним із основних елементів комбінованого пресу являється вал із пористим покриттям, що розташовується між жолобчатим валом та валом із глухими отворами. Таке розміщення валу із пористим покриттям сприяє безпечному проходженню картонного полотна через обидва захвати комбінованого пресу. Конструкція валу із пористим покриттям має задовольняти вимогам по рівномірному розподіленню лінійного тиску та створенню достатньої поверхні пресування в захватах пресу. Мета модернізації валу – інтенсифікація процесу та підвищення якості пресування полотна. Поставлена мета досягається тим, що пресовий вал (рисунок 2) має металевий сердечник на якому розміщені верхній пористий шар, та внутрішній еластичний, який складається з дев’яти зон, що мають різну твердість, яка поступово збільшується від країв валу до його середини, тобто дві крайні зони мають найменшу твердість, а середня – найбільшу, а зовнішня поверхня металевого сердечника валу виконана у формі ребристих зубців висота, яких зменшується від країв валу до його середини. Перевагами модернізованої конструкції валу із пористим покриттям є: - ефективне та рівномірне видалення вологи із полотна; - компенсація прогину валу, внаслідок збільшення зон еластичного покриття, що мають різну твердість; - усунення можливості зсуву еластичного шару відносно сердечника валу внаслідок наявності ребристих зубців на зовнішній поверхні сердечника. Вал працює наступним чином: при контакті даного валу з суміжними проходить деформація внутрішнього еластичного шару 2. Твердість зон 4 підібрана таким чином, щоб мав місце тільки згин цього шару з утворенням розширеної зони пресування, а деформація зовнішнього пористого шару 3 в круговому напрямі і радіальна деформація були б дуже малими. Внутрішній еластичний шар 2 під дією суміжних валів отримує радіальну та кругову деформацію, яка збільшується від середини довжини шару до її країв і компенсує прогин несучого валу.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС СУШІННЯ НАПОВНЮВАЧА ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА (ДІОКСИДУ ТИТАНУ TiO2)

    Кінетика сушіння розглядає питання швидкості і механізму видалення вологи з матеріалу. Швидкість сушіння залежить від внутрішньої структури діоксину титану, його теплофізичних властивостей, розмірів, форми та стану зовнішньої поверхні, а також параметрів сушильного агенту. При конвективному сушінні вологого матеріалу розрізняють три ділянки: 1. Період прогріву матеріалу; 2. Період постійної швидкості сушіння (I період); 3. Період спадаючої швидкості сушіння (II період). Крива сушіння зображена на рис. 1.1. В період прогрівупастиTiO2 підведене тепло витрачається на нагрів матеріалу від початкової температури до температури мокрого термометра і на випаровування вологи. Видно, що волога випаровується із всієї поверхні вологого діоксину титану В перший період швидкість сушіння постійна і визначається лише швидкістю зовнішньої дифузії. Авторами запропонована сушарка (рис.1.2) з псевдозрідженим шаром. В даній сушарці [2] псевдозрідженийщар утворюється врезультаті фільтрації теплоносія через шар зі швидкістю, яка дорівнює швидкості псевдозрідження і утворення фонтану над вершиною призми решітки.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ НАПОВНЮВАЧА ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА -ДІОКСИДУ ТИТАНУ TiO2

    Виробництво TiO2включає отримання тонкодисперсної (d< 1 мкм) суспензії, відділення рідкої фази до концентрації осаду 70 % сухих речовин. Отримана паста потребує висушування до залишкової вологості 0,1 %. Після сушки отримують тонко дисперсний порошок яскраво-білого кольору. Технологічна схема сушильної установки діоксиду титану зображена на рис.1. Паста завантажується в завантажувальний бункер, звідки, через живильник- дозатор поступає в сушильну камеру, де висушується на поверхні інертних тіл та з потоком теплоносія поступає в рукавний фільтр. У фільтрі проходить очищення теплоносія від сухого діоксиду титану і теплоносій відводиться в навколишнє середовище. В період прогрівупастиTiO2 підведене тепло витрачається на нагрів матеріалу від початкової температури до температури мокрого термометра та на випаровування поверхневої вологи. Із рівняння (1.2) видно, що волога випаровується ізповерхні вологого діоксиду титану В перший період швидкість сушки постійна і визначається зовнішньою дифузією і швидкістю підводу тепла.

    Переглянути
  • АПАРАТ ДЛЯ СУШІННЯ ПАСТОПОДІБНИХ МАТЕРІАЛІВ У ВИХРОВОМУ ШАРІ

    Діоксид титану завдяки своїм властивостям використовується при виробництві широкого кола товарів різного призначення. Більше 50% всього обсягу діоксиду титану йде на виготовлення товарів лакофарбової галузі (титанові білила), тому що діоксид володіє відмінними фарбувальними властивостями. Більше 20% обсягу виробництва діоксиду титану споживається як наповнювач для виготовлення пластичних мас і виробів на їх основі з високими термічними властивостями (наприклад, віконний пластик, різні меблі, предмети побуту, деталі автомобілів, машин і техніки), а також каучуку, лінолеуму і гуми. Тут він виступає в ролі наповнювача, забезпечуючи стійкість виробів і поверхонь при зміні середовища та захищає від агресивних факторів. Близько 14% використовується при виробництві паперу (білого, кольорового), картону, шпалер. Також для додання паперу гладкості, білизни і високих властивостей при друку на поверхню наносять діоксид або його суміші з іншими пігментами. Процес сушіння даної пасти є найбільш енергоємний і лімітуючий процес в технології виробництва TiO2. Тому розробка нового високоефективного і економного обладнання для сушіння TiO2 є актуальною проблемою. На рисунку 1 зображено схему установки для сушіння пастоподібних матеріалів. Наукова новизна даної роботи полягає у використанні зовсім іншого методу сушіння пасти в «вихровому шарі».Сушильна установка працює наступним чином: вологий пастоподібний матеріал подається із завантажувального бункера 6 за допомогою живильника 7 в сушильний апарат 3, де опудрюється висушеним тонкодисперсним продуктом, диспергується швидкообертовими ножами і висушується у вихровому потоці теплоносія. Тонкодисперсний порошок, висушений у вихровому шарі досушується у турбулентному потоці теплоносія і відділяється від теплоносія в рукавному фільтрі 4. Готовий продукт збирається у бункері 5

    Переглянути
  • КЛЕЇЛЬНИЙ ПРЕС З РОЗРОБКОЮ КЛЕЇЛЬНОГО ВАЛУ

    Для підвищення якості, покращення структури, підвищення жорсткості, гладкості, однорідності паперового полотна, проводять його поверхневе проклеювання за допомогою клеїльного пресу (рис. 1), який розташований в сушильній частині машини, шляхом нанесення на поверхню полотна (з однієї чи з обох сторін) клею. В такому випадку речовина, що проклеює, розподіляється на поверхні, а основна товщина полотна залишається не проклеєною. Крім того, таке проклеювання дозволяє в деяких випадках зменшити величину помолу волокна, що знижує витрати енергії на виробництво паперу та картону і підвищує продуктивність машини. При поверхневому проклеюванні досягається значна економія клею і виключається його втрата з стічними водами. При застосуванні поверхневого проклеювання використовують спеціальне обладнання (клеїльний прес). Клеїльний прес виконаний у вигляді двох вального пресу з гідравлічним або пневматичним зусиллям притискання. Вал, що притискається до іншого для створення заданого лінійного тиску називається рухомий, а другий вал – не рухомим. Пресові вали упорядковані в горизонтальному, похилому або вертикальному положенні, причому рухомий вал преса (перший в напрямку руху паперового полотна) знаходиться нижче ніж нерухомий вал. Вали пресу динамічно збалансовані на потрібну швидкість і можуть бути оснащені різними видами покриття (резини, кераміка) відповідно асортименту паперу (картону), що випускається. Між валами по розподільчим трубам подається клей, який в просторі клеїльного пресу утримують бокові шабери. Витрати клею можна регулювати за допомогою вентилів, якими можна керувати вручну або дистанційно. Паперове полотно проходить через клеїльну камеру та захват пресу і проклеюється. Клеїльний прес дозволяє збільшити продуктивність, підвищити склад твердих частинок, знизити потужність, що використовується, понизити пористість паперу, підвищити стабільність розмірів і урізноманітнити асортимент продукції. Із застосуванням цих пресів може вироблятися печатна, креслярська, пакувальна і інші види паперу, а також тарні, коробкові і другі види картону. На процес проклеювання паперу і картону в клеїльному пресі впливають наступні фактори: величина та рівномірність тиску між валами, ступінь проклейки полотна у масі, швидкість машини, реологічні

    Переглянути
  • СУШІННЯ НАПОВНЮВАЧА ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Наведено фізичну та математичну моделі, що описують основні процеси, які відбуваються під час сушіння пасти двооксиду титану в сушарці з фонтануючим шаром інертних тіл. Запропоновано конструкцію установки для дослідження процесу та перевірки адекватності моделі. Працездатність установки переві-рено експериментально. Отримано залежність напруження установки за випареною вологою від перепаду температури в шарі.

    Titanium dioxide TiO2 is using for production of high quality expensive paper as filler paper web in the pulp and paper industry. In this regard, there is considerable demand for titanium dioxide pigment. The drying process of pasta is the most energy-intensive and limiting process technology TiO2. Therefore, the development of new highly efficient and economical drying equipment TiO2 is an urgent problem.
    The aim of the article is to study the kinetics of drying filler paper web TiO2 and receive parameters necessary for the calculation of industrial drying installation.
    Scientific novelty of this work is to use a completely different method of dry pasta in the "spouting bed" with the use of simple, cheap inert bodies dry – plastic and glass beads. To achieve this goal, a new design patents drying instal-lation. In this dryer drying agent comes from the lower pipe and passing through the slit, which made three parti-tions, increases your speed and meets the TiO2 paste which is inert bodies. Because triangular partitioning flow stream whirlwind drying and fluidized formed (gushing) layer. The advantages of this setup are: simple structure (as compared with vibrating dryers) stable spouting layer, high performance, ease of maintenance and repair.
    For the experimental study of the drying process TiO2 paste it developed a mathematical model that takes into ac-count the convective heat transfer between the drying agent for wet material that is uniformly distributed on the inert bodies. The adequacy of the mathematical model of the drying process in the "jetting" layer is confirmed ex-perimentally. Compare experimental and theoretical data showed that the mathematical model describes with suffi-cient accuracy the paper web drying filler TiO2.

    Переглянути