разработка урока "Устройство установок для непрерывной варки целлюлозы типа Камюр" 2020 г.
методическая разработка

Утверждаю

Зам. Директора по УР

________ Мордовская О.Н.

«___»______________2020 г.

План урока

Тема: «  Устройство непрерывных варочных установок типаКамюр. Технология непрерывной варки сульфатной установки типа Камюр »

Учебная дисциплина: Междисциплинарный курс МДК.01.01 Технология и оборудование производства волокнистых полуфабрикатов

Группа: ТТ-21

Специальность:35.02.04 Технология комплексной переработки древесины

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: теория

Форма организации учебного занятия: урок овладения новыми знаниями и формами первоначальных навыков

Методическая цель урока:  отрабатывать методику изучения материала при помощи схем, чертежей таблиц и методику контроля результатов выполнения письменных упражнений

Цель:

 Обучающая -  дать понятие о непрерывной варке сульфатной целлюлозы, рассмотреть схему непрерывной варки целлюлозы «Камюр»

Развивающая –развивать профессиональную грамотность, кругозор, логическое мышление

Воспитательная – воспитывать интерес к выбранной специальности, умение делать выводы и работать в коллективе

Материальное и информационное обеспечение занятий: мультимедийная презентация составленная  по литературным источникам ОИ1, ОИ2, схемы установок непрерывной варки ОИ3, практические задания составленные самостоятельно согласно предыдущей и изучаемой темам

Методы обучения:информационно-рецептивный, репродуктивный

Межпредметные связи: ОП.01 Инженерная и компьютерная графика ОП.05. Процессы и аппараты ОП.06. Аналитическая химия ОП.07. Физическая и коллоидная химия

Студент должен знать: технологические процессы и режимы производства комплексной переработки древесины;виды и характеристику сырья, полуфабрикатов, химикатов, материалов и теплоэнергетических ресурсов для комплексной переработки древесины;

устройство, принцип действия технологического оборудования и расчет технических параметров; современные технологии и оборудование переработки древесины;

Студент должен уметь: осуществлять технологические операции по всем стадиям производства переработки древесины в соответствии с требованиями технологического регламента на заданную продукцию, составлять карты и принципиальные схемы технологических процессов;

Формируемые компетенции: ОК 1.1, ОК 1.2, ОК 1.3, ОК 1.4, ПК 1.1, ПК 1.2, ПК 1.3

Ход занятия

1. Организационный момент (3 мин)
2. Актуализация знаний(10мин)
3. Изложение нового материала (30 мин)
4. Самостоятельная работа обучающихся. (25 мин)
5. Ответы на вопросы обучающихся. (5 мин)
6. Применение и закрепление  знаний (10 мин)
7. Подведение итогов урока.(5 мин)
8. Домашнее задание. ( 2 мин)

Преподаватель _____________________ (ФИО)

Конспект Урока

Устройство непрерывных варочных установок типа Камюр. Технология непрерывной варки сульфатной установки типа Камюр

В настоящее время наиболее распространенными установками непрерывного действия для варки сульфатной целлюлозы являются установки конструкции шведской фирмы «Камюр» (2 слайд)

 (5слайд )Первая установка типа Камюр для непрерывной варки производительностью 50 т целлюлозы в сутки была сооружена в 1947 г. на шведском заводе в Феньерсфорсе . Производительность современных установок типа Камюр превышает 1000 т в сутки. В России эксплуатируются установки производительностью 300, 450, 850 т целлюлозы в сутки. Установки типа Камюр используются для варки сульфатной целлюлозы нормального и повышенного выхода из различных пород древесины.

• (6 слайд) Установки с горячей выдувкой строились в 50-х годах. В настоящее время они являются устаревшими и повсеместно заменены на установки с холодной выдувкой массы. Недостатком установок с горячей выдувкой было низкое качество целлюлозы: показатели механической прочности были на 10—15% ниже, чем при варке в котлах периодического действия
• Упоминания заслуживают следующие разновидности установок типа Камюр: с горячей выдувкой массы из котла; с частичным отбором (диффузионной экстракцией) щелока из котла и холодной выдувкой массы; с горячей диффузионной промывкой массы в котле; с выносным наклонным сепаратором; с отдельными пропиточными резервуарами (так называемая «двухсосудная система»).
• 7 слайд Первый способ удачно реализован в установках с котлом вертикального типа  фирмы «Камюр». Появившись в промышленной эксплуатации в 1947 г., установки достигли в одном агрегате  производительности 1275 т/сут.  В настоящее время на этих установках вырабатывается более половины сульфатной целлюлозы, производимой в мире.
•  8 слайд Основными преимуществами непрерывной варки целлюлозы по сравнению с периодической являются высокие технико-экономические показатели: низкая себестоимость продукции и высокая производительность при стабильном качестве вырабатываемой продукции, которые достигаются за счет высокой степени автоматизации установок, малочисленности обслуживающего персонала, меньших удельных расходов материалов, энергии и сырья, уменьшения производственных площадей. Производительность современных установок типа Камюр превышает 1000 т в сутки. Установки производительностью 300, 450, 850 т целлюлозы в сутки. Установки типа Камюр используются для варки сульфатной целлюлозы нормального и повышенного выхода из различных пород древесины.
• 10 слайд Прежде всего необходимо сказать о высоких требованиях  к качеству щепы. При варке целлюлозы нормального выхода щепа должна содержать не более 3% опилок, не более 2% коры и не более 1% гнили.
• 11 слайд Доля щепы нормальных размеров (длиной 15—25 мм) должна быть не менее 85%, а доля мелкой щепы длиной 5—6 мм должна быть минимальной."Мелкая щепа и опилки забивают сита в камере перед питателем высокого давления и циркуляционные сита в котле, а опилки иногда проходят до сит в зоне отбора щелока и зоне горячей промывки.
• 12 слайд Влажность щепы и ее состав по породам также не должны колебаться. Совместная варка хвойной и лиственной щепы нецелесообразна, так как это  ведет к большой неравномерности  провара и колебаниям выхода целлюлозы. В условиях Сибири обязательным следует  считать отдельную от прочих хвойных  пород варку древесины лиственницы.
• 13 слайд К чистоте щелока непрерывная варка также предъявляет повышенные требования: содержание взвешенных веществв нем не должно превышать 50 г/м3. Желательна повышенная степень каустизации белого щелока, так как при этом уменьшается образование осадков карбоната кальция на трубках подогревателей. Усиленное образование осадков наблюдается в особенности в системе верхней циркуляции зоны нагрева.
• 14 слайд Дозировка щепы и варочного щелока при непрерывной варке имеет первостепенное значение. При правильной дозировке поддерживаются достаточно постоянными три важных условия: производительность установки (по дозатору щепы), расход активной щелочи по отношению к массе щепы (путем дозировки белого щелока) и жидкостный модуль (путем дозировки черного щелока).,
• Количество абсолютно сухой щепы, подаваемое за один оборот дозатора, необходимо достаточно часто проверять. Для дозировки белого щелока составляются таблицы, по которым расход щелока устанавливается в зависимости от числа оборотов дозатора щепы в соответствии с нужным расходом активной щелочи на варку. Эти таблицы время от времени корректируются, а показания расходомера белого щелока проверяются по мерному баку.
• 15 слайд Количество черного щелока, подаваемое на варку в смеси с белым щелоком, также устанавливается по таблицам, составленным с учетом поддержания в котле заданного жидкостного модуля. Приналичии автоматизированных систем контроля и регулирования все эти операции выполняются автоматически.
• Средняя линейная скорость движения щепы по высоте котла составляет в установках типа Камюр 12—15 м/ч. Степень уплотнения щепы в верхней части котла достаточно велика (около 0,5 пл. м3/м3 котла), и силы сцепления, возникающие между щепочками, обеспечивают движение столба щепы (а в нижней части котла — целлюлозной массы) как монолита практически с одинаковой и достаточно равномерной скоростью независимо от расположения щепочки по сечению котла
• 16 слайд Кратность циркуляции щелока в зоне нагрева составляет от 5 до 10, т. е. весь щелок, сопровождающий щепу в ее продвижении сверху вниз, должен пройти 5—10 раз через подогреватели. Увеличение скорости циркуляции сглаживает температурные перепады при нагреве содержимого котла, уменьшает отложение накипи в трубках подогревателей, но требует большего расхода энергии на работу циркуляционных насосов и в некоторых случаях может привести к присосу волокна к циркуляционным ситам и возникновению зависаний (≪мостов≫) в котле.
• 17 слайд Концентрация  активной щелочи в варочном щелоке из-за меньшего жидкостного модуля примерно в 1,5 раза выше, чем при периодической варке, что имеет следствием ускорение варки и более или менее неизбежное ухудшение равномерности провара целлюлозы. Что касается показателей механической прочности целлюлозы, то в современных установках типа Камюр, в которых обеспечивается холодная выдувка, практически возможно получение целлюлозы любой степени провара с показателями механической прочности, не уступающими показателям целлюлозы периодической варки.
• 18 слайд Основными преимуществами непрерывной варки целлюлозы по сравнению с периодической являются высокие технико-экономические показатели: низкая себестоимость продукции и высокая производительность при стабильном качестве вырабатываемой продукции, которые достигаются за счет высокой степени автоматизации установок, малочисленности обслуживающего персонала, меньших удельных расходов материалов, энергии и сырья, уменьшения производственных площадей.
• 19-20слайд В установках непрерывной варки целлюлозы «Камюр»  После удаления из щепы металлических  включений с помощью магнитного сепаратора щепа поступает в бункер I затем в воронку 2 и из нее в дозатор-расходомер 3, который служит для подачи на варку определенного количества щепы. Питатель низкого давления в качестве запорного устройства разделяет зоны атмосферного давления 4 в дозаторе и избыточного в пропарочной цистерне.   В пропарочной цистерне 5 под действием нагрева паром из щепы удаляется воздух, что улучшает пропитку щепы в варочном котле. В цистерну подается свежий пар и пары вскипания из сепаратора крепких щелоков 15 в соотношении 2:3.
• 21 слайд Давление в цистерне поддерживается в пределах от 0,05 до 0,17 Мпа температура 105—120 °С. Время  пропаривания 5—6 мин. Воздух, вытесняемый из щепы, и пары скипидара (терпентинные сдувки) из пропарочной цистерны вместе с парами вскипания из другого циклона-испарителя направляются на теплоулавливающую установку (конденсатор) и далее на переработку.  Из цистерны пропариваемая щепа поступает в питающую камеру 6, где впервые соприкасается со щелоком. Питающая камера  обеспечивает бесперебойную работу питателя высокого давления 7 ислужит гидравлическим затвором, препятствующим попаданию воздуха, пара и пены в верхнюю часть варочного котла 8. Питатель высокого давленияслужит для подачи щепы и щелока вкотел, а также разделяет зоны высокого давления в котле, где давление в верхней части составляет 1,05-1,2 МПа, и низкого давления в питающей камере.
• 22слайд  Суспензия, состоящая из щепы и щелока с гидромодулем примерно 1:30, поступает в загрузочное устройство варочного котла 9, где производится отделение избыточного транспортирующего щелока и доведение гидромодуля до 1:4.Загрузочное устройство котла  состоит из цилиндрической сетки  и вращающегося в ней вертикального  винта. В верхней часта котла располагается зона пропитки щепы, а в нижней - зона нагрева 10. В зону нагрева через центральную трубу подается горячий щелок, нагретый в теплообменниках 11. После зоны нагрева следует зона варки 12, а затем зона оттяжки горячего черного щелока и горячей диффузионной промывки 13. Из верхней части зоны оттяжки крепкий черный щелок направляется в сепаратор 15, откуда пары вскипания отбираются в пропарочную камеру 5, а сгущенный щелок поступает на регенерацию.
• 23 слайд Черный щелок из нижней части зоны оттяжки охлаждается в теплообменнике 14 и через центральную трубу вновь поступает в верхнюю часть зоны оттяжки крепкого черного щелока.
• В нижней части котла производится охлаждение массы и выдувка в выдувной резервуар 16. Из выдувного резервуара масса направляется на вибрационные сортировки и затем на промывку на вакуум-фильтры.

• Применение установок непрерывной варки предполагает комплексную перестройку производства, в первую очередь, подготовительных и вспомогательных цехов и отделов путем перевода их также на работу по непрерывному циклу с широким использованием механизации и автоматизации технологических процессов.
• Объяснение схемы установки Камюр
• Заполнение схемы студентами
• Практическая работа

Кроссворд

Разновидности установок типа Камюр: с горячей выдувкой массы из котла; с частичным отбором (диффузионной экстракцией) щелока из котла и холодной выдувкой массы; с горячей диффузионной промывкой массы в котле; с выносным наклонным сепаратором; с отдельными пропиточными резервуарами (так называемая «двухсосудная система»).

Установки типа Камюр используются для варки сульфатной целлюлозы нормального и повышенного выхода из различных пород древесины.

Совместная варка хвойной и лиственной щепы нецелесообразна, так как это  ведет к большой неравномерности  провара и колебаниям выхода целлюлозы.

Желательна повышенная степень каустизации белого щелока, так как при этом уменьшается образование осадков карбоната кальция на трубках подогревателей.

При правильной дозировке поддерживаются достаточно постоянными три важных условия: производительность установки (по дозатору щепы), расход активной щелочи по отношению к массе щепы (путем дозировки белого щелока) и жидкостный модуль (путем дозировки черного щелока).

Кроссворд

Разновидности установок типа ………….. с горячей выдувкой массы из котла; с частичным отбором (диффузионной экстракцией) щелока из котла и ……………. выдувкой массы; с горячей ……………….. промывкой массы в котле; с выносным наклонным…………………….; с отдельными …………………… резервуарами (так называемая «двухсосудная система»).

Установки типа Камюр используются для варки ………………….. целлюлозы нормального и повышенного ………………. из различных …………….древесины.

………………….. варка хвойной и лиственной щепы нецелесообразна, так как это  ведет к большой неравномерности  ……………… и колебаниям выхода целлюлозы.

Желательна повышенная степень ……………………белого щелока, так как при этом уменьшается образование…………………карбоната кальция на трубках ………………………….

При правильной ………………… поддерживаются достаточно постоянными три важных условия:………………………….. установки (по дозатору щепы), …………… активной щелочи по отношению к массе щепы (путем дозировки белого щелока) и жидкостный ……………… (путем дозировки черного щелока).

Диктант

Вычеркнуть лишние словосочетания

Производительность варочного отдела натронно-целлюлозного или сульфатцеллюлозного завода, как и сульфитцсллюлозного, определяется оборотом котла, загрузкой щепы и выходом целлюлозы из 1 м 3 котла за варку.

После загрузки щепы и заливки щелока, занимающих 1 ч, пускают пар в подогреватель и начинают подъем температуры, плотности идавления.

Через 40 мин давление равно около 0,35 МПа и температура около 120 °С. В этот момент открывают сдувочный вентиль, крышку котла и дальнейший подъем давления и температуры ведут медленнее, при непрекращающейся сдувке, пока по истечении 3,5 ч от начала заварки не будет достигнута конечная температура 168 °С и давление 0,75 МПа.В течение всего времени заварки производится интенсивная циркуляция щелока и бумажной массы в котле, которая не прекращается и после достижения максимальной температуры при закрытом паре.На конечной температуре котел и осветлитель зеленого щелока выдерживают 2,5 ч, после чего циркуляционный насос останавливают, открывают сдувочный вентиль и в течение 1 ч спускают давление в котле и выпарном аппарате до 0,35—0,4 МПа. Перед самой выдувкой циркуляционный насос вновь включают на 5—10 мин, чтобы несколько разрыхлить массу и увеличить концентрацию, и затем открывают выдувной клапан. Выдувка занимает 40 мин. Полное время варки составляет 6 ч 40 мин, а оборот котла 8 ч.