i bo tfii/10 Opublikowano data ZZ listopada 1961 r. / y™».BIBLIOTEK ~ Urzedu r*fantowego [Polskie) RzcGzy^-jjislilci Lpdowll POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 44185 KI. 29 b, 3/28 Atanazy Boryniec Lódz, Polska Sposób wytwarzania sztucznych wlókien z wiskozy przy równoczesnym odzyskiwania nierozcienczonych powietrzem mieszanin siarkowodoru, dwusiarczku wegla i dwutlenku wegla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 12 stycznia 1959 r.W wyniku reakcji pomiedzy skladnikami wis¬ kozy i kwasnej kapieli przedzalniczej, podczas formowania wlókien wydzielaja sie gazowe produkty. W sklad tych produktów wchodzi glównie siarkowodór i dwusiarczek wegla obok dosc zmiennych ilosci dwutlenku wegla. W ga¬ zach przedzalniczych uchodzi w postaci siarko¬ wodoru i dwusiarczku wegla 40 — 60% siarki, która zostala wprowadzona do wiskozy jako dwusiarczek wegla podczas siarczkowania alkaii- celulozy. Pozostale 40 — 60% siarki w postaci cieklego dwusiarczku wegla zostaje uniesione przez swiezo uformowane wlókna.Ciekly dwusiarczek wegla, unoszony przez gruba wiazke wlókien zebranych z calej prze¬ dzarki, odzyskuje sie w znany sposób, polega¬ jacy na tym, ze kabel wprowadza sie do zam¬ knietego hydraulicznie naczynia, zwanego od- gazowaczem. Odgazowacz jest wypelniony wo¬ da o temperaturze wyzszej od temperatury wrzenia dwusiarczku wegla. Odparowany w od- gazowaczu dwusiarczek wegla odprowadza sie do chlodnicy, gdzie ulega on skropleniu.Zawarte w gazach przedzalniczych zwiazki siarkowe nawet w niezbyt duzych ilosciach sa wysoce szkodliwe dla zdrowia. W celu ich usuniecia przedzalnie wlókien wiskozowych sa stale przewietrzane tak, aby przynajmniej co kilkanascie minut nastepowala w nich calko¬ wita wymiana powietrza. Tak intensywna wen¬ tylacja jest zabiegiem kosztownym szczególnie w zimie, wczesna wiosna i pózna jesienia, bo¬ wiem wówczas nalezy ogrzewac duze ilosci nawiewanego powietrza.Gazy usuwane z przedzalni na zewnatrz sa zawsze bardzo rozcienczone powietrzem. Z tego powodu trudno jest poddawac je jakiejkolwiek obróbce oczyszczajacej w celu unikniecia za-. iruwania-okolicy lub zmniejszenia strat siarki.Dotychczasowe usilowania uzyskania takiego stezenia gazów przedzalniczych, przy którym od¬ zyskiwanie zawartych w nich zwiazków siar¬ kowych byloby mozliwe, szly glównie w kie¬ runku stosowania szczelnej obudowy przedzarek.Wprawdzie przez szczelna obudowe przedzarek mozna podniesc stezenie gazów i polepszyc moz¬ liwosc ich uzytkowania, sposób ten jednak nie jest dosc bezpieczny ze wzgledu na wybu- chowosc bardziej stezonych mieszanek gazów z powietrzem.Przez szczelna obudowe przedzarek nie uzys¬ kuje sie pozadanego rezultatu ze wzgledu na koniecznosc dosc czestego otwierania prze¬ dzarek dla wymiany zatkanych dysz przedzal¬ niczych i innych zabiegów. Z tego wzgledu przy obudowanych przedzarkach stezenie siar¬ kowodoru i dwusiarczku wegla w usuwanym z przedzalni powietrzu waha sie w granicach od kilku do kilkunastu gramów w jednym metrze szesciennym.Z powietrza o takim stezeniu gazowych zwiaz¬ ków siarkowych nie mozna wprost zregenero¬ wac siarki np. przez utlenianie w piecu Claus'a; konieczne jest zatem stosowanie urzadzen do absorpcji siarkowodoru i dwusiarczku wegla z olbrzymich ilosci powietrza usuwanego z prze¬ dzalni. Oprócz urzadzen absorpcyjnych koniecz¬ ne jest równiez stosowanie urzadzen do rege¬ neracji obu zaabsorbowanych zwiazków siar¬ kowych.Zarówno urzadzenia do absorpcji, jak i sub¬ stancje stosowane do tego celu sa dosc kosz¬ towne. Dosc kosztownym jest równiez proces regeneracji siarki, wzglednie dwusiarczku wegla z absorbenta. Dlatego tez absorpcyjny system oczyszczania powietrza usuwanego z przedzalni wiskozowych wlókien, jako sposób wymaga¬ jacy ciaglych i znacznych nakladów inwesty¬ cyjnych i eksploatacyjnych, bywa stosowany dotychczas przede wszystkim dla poprawienia warunków zdrowotnych wewnatrz wytwórni i w jej otoczeniu.Odzyskiwanie siarki i dwusiarczku wegla z gazów przedzalniczych przy bardzo niewiel¬ kich nakladach inwestycyjnych i calkiem zni¬ komych kosztach eksploatacyjnych osiaga sie przez ujecie gazów przedzalniczych bez domiesz¬ ki powietrza.Z ujetych bez domieszki powietrza gazów przedzalniczych przez oziebienie mozna wydzie¬ lic w postaci cieklej znaczna czesc zawar¬ tego w nich dwusiarczku wegla. Reszte dwu¬ siarczku wegla oraz cala ilosc siarkowodoru mozna przerobic na siarke przez spalanie w pie¬ cu Claus'a gazów, które ulegly skropleniu. Jesz¬ cze korzystniej jest zaabsorbowac caly dwu¬ siarczek wegla np. w oleju, a do spalania na siarke przeznaczyc tylko siarkowodór.Otrzymywanie wolnych od powietrza gazów przedzalniczych, jest mozliwe tylko wówczas, gdy przedzenie odbywa sie w urzadzeniu zam¬ knietym hydraulicznie zarówno od wlotu wia¬ zek wlókien z dysz przedzalniczych, jak tez od wylotu kabla zebranego z calej przedzarki.Nieodzownym warunkiem dodatkowym jest, aby wylaczanie i dolaczanie punktów przedza¬ cych nie powodowalo mieszania sie gazów z powietrzem. Warunki te spelnia wielora- inienny lewar z umieszczonym na jego wy¬ locie zbiornikiem rozdzielczym, opisany w pa¬ tencie nr 31115.Znane urzadzenie opisane we wspomnianym patencie sklada sie z wieloramiennego lewara 2 osadzonego nad korytem przedzarki 2, w któ¬ rym sa zanurzone dysze przedzalnicze 3; nad kazda dysza przedzalnicza znajduje sie odga¬ lezienie lewara 4 zakonczone lejkowatym roz¬ szerzeniem, które jest zanurzone w kapieli prze¬ dzalniczej. Skierowany w dól wylot lewara wchodzi do zbiornika rozdzielczego 5 pod po¬ wierzchnia kapieli przedzalniczej na poziomie nizszym o 2 — 3 m od poziomu kapieli w ko¬ rycie przedzalniczym. Zassanie kapieli z koryta dla stworzenia przeplywu w lewarze umozli¬ wia niewielki zbiornik 6 wypelniony kapiela przedzalnicza i polaczony z lewarem dwoma przewodami. Po uruchomieniu lewara kapiel zawarta w tym zboirniku zabezpiecza przed przerwaniem jej ciagu w lewarze przez gazy przedzalnicze.Róznica poziomów kapieli przedzalniczej w korycie i zbiorniku rozdzielczym oraz sredni¬ ca lewara i jego odgalezien okresla predkosc przeplywu kapieli przez lewar. Przeplywajaca w lewarze i jego odgalezieniach kapiel zasysa wiazki wlókien z poszczególnych dysz. Pola¬ czone w kabel wiazki wyprowadza sie ze zbiornika rozdzielczego, przez rolki prowadzace i odciskajace 7.Jako hydrauliczne zamkniecie lewara, zbior¬ nik rozdzielczy 5 jest zaopatrzony w korytko 8 sluzace do wyprowadzania kabla, przelew ka¬ pieli oraz przewód do odprowadzania gazów, zamkniety hydraulicznie przez zbiornik 9 slu¬ zacy do odbierania dwusiarczku wegla, skro¬ plonego w chlodnicy 10. Nieskroplone gazy ze zbiornika 9 uchodza przewodem U np. do pie¬ ca Claus'a. Stosowanie sposobu i urzadzenia — 2 —wedlug patentu nr cftrllS "nastrecza ssz&esg .toud- nosdi, których unika sie stosujac sposób i urza¬ dzenie ^wedlug niniejszego wynalazku. Stwier¬ dzono, ze stosowanie nizszych :predkdici prze¬ plywu kapieli w lewarze od predkosci przedze¬ nia wplywu .korzystnie «na wlasciwosci wy¬ twarzanego wlókna oraz na prace urzadzenia.Jako zasadnicze korzysci, wynikajace ze zmniej¬ szenia predkosci przeplywu kapieli w lewarze nalezy wymienic lagodne rozciaganie wlókien na skutek ich tarcia o wolniej plynaca kapiel oraz oszczednosci wynikajace ze -zmniejszenia ilosci kapieli podawanej do przedzarki.Ze zmniejszeniem predkosci przeplywu ka¬ pieli w lewarze wzrasta niebezpieczenstwo przerwania jej ciagu przez 'gromadzace sie w lewarze gazy. Niebezpieczenstwo to jest tym wieksze, im dluzsza jest pozioma czesc lewara oraz im wieksza jest masa wiskozy podawanej do punktów przedzacych. ,Dla .kaz¬ dego zespolu warunków pracy lewara mozna dobrac najmniejsza predkosc przeplywu kapieli, przy której to predkosci nie zachodzi obawa przerwania przeplywu kapieli. Przedzenie przy takiej najnizszej predkosci „krytycznej" daje mozliwosc najlepszego rozciagania wlókien i najmniejszego nakladu energii na zaopatry¬ wanie przedzarki w kapiel. Sposób wedlug ni¬ niejszego wynalazku pozwala na dobór duzych róznic predkosci miedzy predkoscia kabla i predkoscia kapieli w lewarze. Ze wzgledu na dluga droge nitki wraz z kapiela w lewarze i zbiorniku rozdzielczym, jak tez ze wzgledu na bieg lcabla we wspólpradzie z kapiela, prze¬ dzenie w lewarze moze odbywac sie ze znacz¬ nie wiekszymi predkosciami, niz na dotychczas stosowanych przedzarkach.Najkorzystniej jest, gdy kapiel plynie po spi¬ rali wzgledem osi poziomej czesci lewara. Po¬ czatek nowo dolaczonej wiazki wlókien owija sie wówczas dookola Jtabla, przez co nie ma on tendencji do owijania sie na napedzanych rolkach 7, które ciagna kabel ze zbiornika rozdzielczego.Podczas pracy przedzarki zachodzi potrzeba zatrzymywania i ponownego urudhamiania punktów przedacych. Gdy wiazka wlókien z uruchamianego punktu nie polaczy sie zaraz z biegnacym w lewarze kriblem, to zator gro¬ madzacego sie w lewarze wlókna doprowadza do powaznych zaburzen w pracy przedzarki.Takze nawiniecia na nienapadzanych walkach, prowadzacych kabel w 'lewarze i zbiorniku rozdzielczym oraz na napedzanych walkach 7, ciagnacych kribel -ze zbiornika YorzOzlelozeg© w urzadzeniu wedlug patentu nr 3IHB, -powo¬ duja ^koniecznosc czestego zatrzymywania prae- dzarki dla zlikwidowania nawiniecia.Przeplyw kapieli w lewarze po spirali nie zabezpiecza jednak przed nawijaniem sie po¬ jedynczych wlókien, wzglednie calych wiazek, na swobodnie obracajacych sie w walkach w zgieciu lewara i u jego wylotu, przedstawio¬ nych w urzadzeniu wedlug patentu nr 31115.Stwierdzono, ze mozliwosc nawiniecia na elementach prowadzacych kabel w -zgieciu 'le¬ wara i u jego wylotu, jak tez w pozostalych czesciach lewara, eliminuje sie calkowicie przez .zastosowanie nieruchomych prowadników 12.W poziomej czesci lewara i w jego zgieciu najkorzystniej stosowac prowadniki w postaci zeberek, uformowanych w materiale lewara w dolnej czesci jego poziomego odcinka. Usta¬ wienie zeberek prowadzacych kabel pod katem niewiele nawet rózniacych sie od kata prostego wzgledem osi poziomego odcinka lewara, po¬ woduje przeplyw kapieli po spirali, przez co poczatek dolaczanej wiazki wlókien dobrze wia¬ ze sie z kablem. Nieruchomy prowadnik 12 u wylotu lewara moze miec rózne ksztalty i moze byc róznie osadzony. Najkorzystniej jest nadac mu postac pierscienia lub wycinka pierscienia.Gdy narastajacy kabel kladzie sie wprost na dolna partie poziomego odcinka lewara, albo tez gdy biegnie on po zbyt niskich pro¬ wadnikach zeberkowych, wówczas zamyka on calkiem lub czesciowo wloty odgalezien lewara.W tym stanie rzeczy trudnosci dolaczania wia- zek wlókien do kabla wzrastaja w miare skra¬ cania sie odleglosci odgalezien lewara rod 'ko¬ lanka, w którym lewar zmienia kierunek z po¬ ziomego na pionowy. Trudnosci te mozna poko¬ nac przez nadanie prowadnikom zeberkowym takiej wysokosci, przy której przeplyw kapieli w odgalezieniu wlotowym nie bedzie ihamo- wany przez przebiegajacy kabel.Dalszym istotnym elementem urzadzenia wed¬ lug niniejszego wynalazku jest ksztalt zakoncze¬ nia odgalezien wlotowych, wprowadzajacych do lewara wiazki wlókien z poszczególnych punk¬ tów przedzacych. Patent nr 31115 zaleca ksztal¬ towac zakonczenie odgalezien jako lejkowate rozszerzenie o kacie wierzcholkowym okolo 80° z pionowa szczelina oraz pretem, za pomoca którego zbliza sie wprowadzana nitka do wlotu odgalezienia. Takie rozwiazanie okazalo sie nie- zadawalajace ze wzgledu na dosc duze trud- — 3 —nosci 'wprowadzania wiazek wlókien do lewa¬ ra. Trudnosci te zostaja usuniete, gdy kat wierz¬ cholkowy rozszerzenia lejkowatego 14 jest nie¬ wiele mniejszy od 180°. W tym przypadku •skierowane ku dolowi rozszerzenia odgalezien lewara maja ksztalt bardzo plaskich lejków.Ich kat wierzcholkowy moze byc tylko o tyle mniejszy od 180°, aby zabezpieczyc skierowa¬ nie do wlotu odgalezien gazów, które moglyby isie wydzielic z wiazki wlókien na odcinku miedzy dysza przedzalnicza i odgalezieniem lewara.Stosownie do powyzszego rozszerzenie od¬ galezienia lewara ma ksztalt plaskiego tale¬ rzyka. Szczelina 15 wycieta w takim talerzyku i przedluzona do jego nasady w rurce tworza¬ cej odgalezienie, pozwala latwo wprowadzic wiazke wlókien do lewara. Korzystnie jest równiez uksztaltowac obwód talerzykowatego rozszerzenia jako jeden zwój slimakowy, za¬ czynajacy sie i konczacy na szczelinie. W tym praypadku jedna krawedz tworzaca szczeline bedzie dluzsza i ulatwi wprowadzanie wiazki wlókien do szczeliny.Poniewaz w urzadzeniu wedlug wynalazku osiaga sie znaczna predkosc przedzenia, sto¬ suje sie pompki przedzalnicze podajace w jed¬ nostce czasu duza ilosc wiskozy do punktu przedacego. Wprowadzenie wiazki wlókien do odgalezienia lewara odbywa"sie recznie z pred¬ koscia z reguly mniejsza od predkosci prze¬ dzenia. Aby te róznice predkosci nie mialy ujemnego wplywu na wyprzedzone wlókno powodujac np. zgrubienia itp., wedlug wyna¬ lazku zagadnienie to zostalo rozwiazane po¬ myslnie przez zastosowanie do zasilania jedne¬ go punktu przedzacego co najmniej dwóch pom¬ pek. Wydajnosc pompki wlaczanej w pierwszej kolejnosci umozliwia spokojne i latwe wpro¬ wadzenie wiazki wlókien do lewara bez oba¬ wy ich znacznego zgrubienia w stosunku do wlókien przedzonych z zamierzona predkoscia.Z kapieli przelewajacej sie niezbyt gruba warstwa przez przegrody w zbiorniku rozdziel¬ czym, gazy przedzalnicze wydzielaja sie dosc latwo, jesli przeplyw kapieli w tym zbiorniku nie jest zbyt szybki. Korzystnie jest, gdy ka¬ piel odplywa w kierunku przeciwnym do Bie¬ gu kabla.Wówczas nastepuje porywanie oddzielnych wiazek wlókien — szczególnie przy urucho¬ mieniu przedzarki — przez odplywajaca ka¬ piel. Wedlug wynalazku zapobiega sie tej niedogodnosci przez zastosowanie przegrody 13 w zbiorniku rozdzielczym; górna krawedz prze¬ grody 13, rtworzaca pierwsza linie przelewu, znajduje sie miedzy droga wylotu kabla i kon¬ cowa czescia pionowego odcinka lewara. Prze¬ groda 13 pochylona jest w kierunku wylotu kabla, lub tez moze byc wklesla wzgledem wylotu kabla. W obu przypadkach winna ona przecinac sie z koncowa (pionowa) czescia le¬ wara. Na skutek tego wiazki wlókien opierajac sie z jednej strony o wylot lewara, z drugiej zas o górna krawedz przegrody, z latwoscia zagarnia sie za pomoca haczyka, wsunietego przez korytko wylotowe kabla i wyprowadza wlasciwa droga na zewnatrz.Na fig. 1 przedstawiono schematycznie cale urzadzenie wedlug wynalazku, zas na fig 2 w powiekszeniu uksztaltowanie wlotów w od¬ galezieniach lewara. PL