содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Отстаивание живицы

В живице любого времени сбора содержатся вода, крупный сор в виде хвои, кусков коры, древесной стружки, остатков насекомых и мелкий сор в виде песка, землистой пыли и солей железа.

В процессе плавления живицы и ее перегонки через ложное дно в плавильнике или в друк-фильтрах в буферную емкость удается отделить крупный сор. Мелкий. сор и вода остаются в живице. Основным способом отделения живицы от остатков сора и воды является отстаивание. При обычных условиях отделить примеси от живицы невозможно, так как живица обладает высокой вязкостью, и вода в ней эмульгируется.

Обычно отстаивают расплавленную и прогретую до 90 °С живицу. При таких температурах тяжелый сор (минеральные примеси, песок, земля) осаждается вниз, легкий сор всплывает, вода же в зависимости от плотности живицы может находиться сверху или снизу живицы. Известно, что движущей силой процесса отстаивания является разность плотностей среды и отстаивающихся частиц (табл. 4).

При температуре 20 °С разность плотностей живицы и воды значительна, но отделить их друг от друга невозможно из-за высокой вязкости среды. При повышении температуры плотность живицы приближается к плотности воды. Таким образом, для отделения воды нужно не только нагреть живицу, но и увеличить разность плотностей живицы и воды.

Производительность отстойников определяется по уравнению

Vo = FoWo, (21)
 

где Vo — объем отстоявшейся живицы, м3/с; F0 — площадь отстаивания, м3; w0 — скорость отстаивания частиц, в данном случае капелек воды, м/с.

 

4. ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ПЛОТНОСТЬ ЖИВИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И СОДЕРЖАНИЯ В НЕЙ

СКИПИДАРА

5. ВЯЗКОСТЬ ЖИВИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ СКИПИДАРА

Таким образом, производительность отстойника определяется площадью отстаивания, а не объемом отстойника, и скоростью отстаивания, которая в данном случае определяется по уравнению Стокса:

где d— диаметр капелек воды, м; р1 р2 — плотность воды и живицы, кг/м3; g — ускорение свободного падения, м/с2; м,—динамическая вязкость живицы, Па • с (табл. 5).

Все параметры берутся при температуре отстаивания, которая составляет 90 °С. Диаметр капелек воды в живице опытным путем -не установлен. Предполагается, что он колеблется в пределах от 0,001 до 1,0 мм.

Ранее на большинстве заводов СССР для более быстрого отстаивания живицы в процессе плавления к ней добавляли скипидар и поваренную соль. Так, например, при массовой доле

в живице 30 % скипидара плотность ее при температуре 90 °С составляет 948 кг/м3, а плотность воды при добавлении к ней 10 % поваренной соли 1074 кг/м3. При такой разности плотностей разделение воды и живицы идет достаточно быстро и полно. Однако применение поваренной соли нежелательно по двум причинам.

Рис. 6. Непрерывнодействующий отстойник для живицы:
1, 2 — штуцера; 3 — сплошная перегородка; 4 — ситчатая перегородка; 5 — труба;
6 — выступы; 7 — затвор
 

1. Водные растворы поваренной соли являются сильными

электролитами, которые способны вызывать сильную коррозию основного оборудования и коммуникационных трубопроводов, а также образовывать дополнительные промышленные стоки, очистка которых очень затруднительна.

2. Способность образовывать накипи в теплообменных аппаратах и в канифолеуваривательной колонне приводит к увеличению расхода греющего пара и частым остановкам основного оборудования на чистку. Бессолевой способ отстаивания живицы приводит также к снижению зольности канифоли.

Для снижения вязкости и увеличения разности плотностей живицы и воды массовую долю скипидара в живице доводят до 40%. При этом наряду с улучшением условий отстаивания опыт эксплуатации промышленных отстойников показал, что скорость отделения воды от живицы возрастает более чем в 3 раза, на 15—20 % снижается продолжительность плавки живицы. Кроме того, при 40 % скипидара уменьшается содержание воды в живице, поступающей в канифолеузаривательную колонну, и увеличивается коэффициент использования смолистых веществ за счет уменьшения их в отработанном соре на 25—30 %. Отстаивание живицы ведут в отстойниках как периодического, так и непрерывного действия. Наиболее надежным и хорошо зарекомендовавшим себя в эксплуатации является отстойник непрерывного действия конструкции М. К. Жлобо и П. П. Полякова (рис. 6). Он представляет собой удлиненный стальной сборник прямоугольной формы вместимостью около 60 м.3 с герметичной плоской крышкой и конусообразным днищем. Отстойник внутри футеруют кислотоупорным цементом,
а снаружи, для поддержания постоянной температуры живицы, тщательно теплоизолируют.

Исходная живица из буферного бака поступает в отстойник сразу через три штуцера 1, и одновременно очищенная живица отводится с противоположной стороны также через три штуцера 2. На пути движения живицы в отстойник установлены две перегородки. На входе живицы в отстойник смонтирована сплошная перегородка 3 на глубину 700 мм от крышки, направляющая поток живицы вниз. Для выхода из отстойника части живицы на глубину 500 мм от крышки устанавливается перед штуцерами вторая, ситчатая, перегородка 4. Она служит для задержки скапливающегося в верхнем слое легкого сора — преимущественно коры. В днище отстойника расположен ряд конусообразных выступов 6. Их назначение — увеличить жесткость конструкции, а также замедлить движение живицы в горизонтальной плоскости и улучшить условия отстоя. Они создают как бы ряд отсеков, которые соединены с трубой 5, расположенной непосредственно под днищем отстойника по всей его длине. Труба заканчивается гидравлическим затвором 7 для непрерывного отвода отстоя из отстойника.

Режим работы отстойника следующий: в отстойник из буферного бака непрерывно поступает горячая (92—95 ЧС) расплавленная живица с 40 % скипидара и 12—20 % воды (слабого раствора фосфорной кислоты и ее солей). В момент поступления живицы в отстойник скорость ее движения резко падает. Вследствие этого происходит быстрое отделение от живицы основной массы водно-грязевого отстоя. При последующем движении живицы в горизонтальной плоскости происходит дальнейшее отделение ее от воды и сора. Очищенная (отстойная) живица поднимается вверх, фильтруется от всплывшего легкого сора через ситчатую перегородку и непрерывно отводится из отстойника в буферный бак. Из нижней части отстойника через трубу и гидравлический затвор отстой непрерывно отводится в ловушку. Обслуживание отстойника очень простое и заключается в периодическом наблюдении через смотровые фонари за равномерностью поступления исходной живицы и выводом очищенной живицы и отстоя. Производительность такого отстойника составляет 200—250 т живицы в сутки.

При правильной работе отстойника живица, поступающая из него на переработку, практически не содержит сора даже в виде механических пылинок, а объем воды не превышает 0,6%. Использование отстойников непрерывного действия не только способствует повышению качества продукции, но и приводит к сокращению объема производственных помещений и росту производительности труда почти вдвое.

В последние годы в результате низкой культуры труда при подсочке применяемые биостимуляторы (в частности, суль-фитно-спиртовая барда) попадают в живицу. Сульфитно-спиртовая барда обладает высокими поверхностно-активными свойствами, поэтому наличие ее в живице способствует образованию устойчивой эмульсии либо живицы в воде, либо, наоборот, воды в живице. Особенно устойчивые эмульсии образуются в период плавления живицы в токе острого пара. Образовавшаяся эмульсия вода — живица практически не расслаивается и приводит к большим потерям живицы при отстаивании. Для обеспечения расслоения живицы и воды на стадии плавления добавляют такие деэмульгаторы, как катамин АБ (0,2—0,3 % от массы живицы) .

Катамин АБ способен связывать лигносульфонаты, попадающие в живицу вместе с сульфитно-спиртовой бардой и сульфитно-дрожжевой бражкой, предотвращая образование эмульсий. Для улучшения свойств канифоли и снижения ее кристаллизации необходимо дополнительно промывать отстоявшуюся живицу водой от катамина АБ и его комплексов с лигносульфо-натами.

Наличие катамина в канифоли снижает ее качество. Особенно это сказывается при использовании канифоли в производстве синтетического каучука, где она применяется в качестве эмульгатора. В настоящее время установлен жесткий контроль за содержанием сульфитно-спиртовой и сульфитно-дрожжевой бражки в живице, что благоприятно сказалось на работе канифольно-терпентинных заводов.