RU2592777C1

RU2592777C1 - Installation for continuous production of powdered cellulose

Info

Publication number: RU2592777C1
Application number: RU2015110542/12A
Authority: RU
Inventors: Рушан Гареевич Сафин; Дмитрий Богданович Просвирников; Татьяна Дмитриевна Просвирникова; Искандер Рефович Ахметшин; Альбина Валерьевна Сафина; Наиль Фарилович Тимербаев; Диляра Фариловна Зиатдинова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Гринтекс" (ООО "НТЦ Гринтекс")
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2016-07-27

Abstract

FIELD: technological processes; pulp industry.

SUBSTANCE: invention relates to design for cellulose-containing material steam explosive processing with further acid hydrolysis and can be used in pulp and paper and chemical industry. Installation for continuous production of powdered cellulose comprises loader and wood raw material supply, reactor for steam pre-hydrolysis of wood raw material with system of transportation, steam feed and discharge system, reactor for acid hydrolysis of cellulose fibre with system of supply and removal of acid in form of nozzles, unit of powdered cellulose unloading. Between reactor for wood raw material steam pre-hydrolysis and reactor for cellulose fiber acid hydrolysis plant is additionally equipped with chamber for lignocellulose material steam explosive processing, which is connected by means of hydraulic valve with tank for alkali treatment of lignocellulose fibres. Lower part of the reservoir for alkali treatment is interconnected with device for washing cellulose fibres by means of flexible screw conveyor, and lower part of device for cellulose fibres washing is connected to reactor for cellulose fibre acid hydrolysis by means of flexible screw conveyor. Wood raw material loading and supply unit is made up of two channels with pistons arranged at acute angle to each other. Reactor for wood raw material steam pre-hydrolysis is arranged vertically. System for wood raw material transportation is made in form of guide screw channel. Steam feed and discharge system is composed of coaxial perforated tube. Reactor for cellulose fibre acid hydrolysis is arranged horizontally, wherein injectors of reactor acid feed and discharge system are distributed along its whole length. Unit of powdered cellulose unloading is equipped with washing system. Target product produced by this method, reaches level of crystallinity of 0.75-0.85 and dispersion of 1.1-1.5 m²/g.

EFFECT: achievement of sealing installation with continuous supply of wood raw material, reduced consumption of reagents for process of producing powdered cellulose from wood wastes.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции устройства для проведения паровзрывной обработки целлюлозосодержащего сырья с последующим кислотным гидролизом с целью получения порошковой целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Преимущественно данное изобретение предназначено для переработки древесных отходов в порошковую целлюлозу.The invention relates to the design of a device for conducting steam-explosion processing of cellulose-containing raw materials followed by acid hydrolysis in order to obtain powdered cellulose and can be used in the pulp and paper and chemical industries. Mostly this invention is intended for the processing of wood waste into powder pulp.

Известна установка для получения порошковой целлюлозы из целлюлозосодержащего сырья, состоящая из реактора с подогревателем, входным патрубком для подачи целлюлозосодержащего сырья и гидролизующего раствора, устройством для предварительного перемешивания, патрубком для удаления полученного порошка, теплообменника и системы отвода и возврата отработанного гидролизующего раствора, см. RU Патент №2032010, МПК D21B 1/22, 1995.A known installation for producing powdered cellulose from cellulose-containing raw materials, consisting of a reactor with a heater, an inlet pipe for supplying cellulose-containing raw materials and a hydrolysis solution, a device for pre-mixing, a pipe for removing the obtained powder, a heat exchanger and a system for discharging and returning the spent hydrolyzing solution, see RU Patent No. 2032010, IPC D21B 1/22, 1995.

Недостатком данного изобретения является получение порошковой целлюлозы с низкой степенью кристалличности и низкой дисперсностью.The disadvantage of this invention is the production of powdered cellulose with a low degree of crystallinity and low dispersion.

Известна также установка для получения порошковой целлюлозы, состоящая из горизонтально расположенного трубчатого реактора, системы подачи сырья, системы подачи кислорода, шнекового транспортера, расположенного внутри реактора, второго горизонтального трубчатого реактора со шнековым транспортером внутри системы отвода целлюлозной массы, системы отвода горючих газов - продуктов реакции, см. US Патент №4384920, МПК D21C 7/00, 1983.Also known is a plant for producing powder cellulose, consisting of a horizontally arranged tubular reactor, a feed system, an oxygen supply system, a screw conveyor located inside the reactor, a second horizontal tubular reactor with a screw conveyor inside the pulp removal system, a system for removing combustible gases - reaction products , see US Patent No. 4384920, IPC D21C 7/00, 1983.

Недостатком данного изобретения являются высокие энергетические затраты на транспортировку сырья посредством шнековых транспортеров, расположенных в реакторе, находящемся под избыточным давлением, низкая степень герметизации установки вследствие отсутствия затворных элементов в узлах загрузки и выгрузки сырья.The disadvantage of this invention is the high energy costs of transporting raw materials by means of screw conveyors located in a reactor under pressure, a low degree of sealing of the installation due to the absence of shutter elements in the nodes of loading and unloading of raw materials.

Наиболее близким по технической сущности является установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы, включающая последовательно узел загрузки и подачи древесного сырья, реактор для парового предгидролиза древесного сырья с системой транспортировки, систему подачи и отвода пара, реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна с системой подачи и отвода кислоты, выполненной в виде форсунок, узел выгрузки порошковой целлюлозы, при этом узел загрузки и подачи древесного сырья выполнен в виде газовой системы блокировки, реактор для парового предгидролиза древесного сырья расположен горизонтально, система транспортировки древесного сырья выполнена в виде шнека, система подачи и отвода пара выполнена в виде патрубков, реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна расположен вертикально, причем форсунки системы подачи и отвода кислоты реактора расположены в верхней части реактора, см. CN Патент №101343292 В, 101343292 В, МПК С13К 13/00, 2010.The closest in technical essence is a plant for the continuous production of powdered cellulose, which includes a unit for loading and supplying wood raw materials, a reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials with a transportation system, a steam supply and removal system, an acid hydrolysis reactor for cellulose fiber with an acid supply and removal system made in the form of nozzles, an unloading unit for powdered cellulose, while the unit for loading and supplying wood raw materials is made in the form of a gas blocking system, the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials is arranged horizontally, the transportation system for wood raw materials is made in the form of a screw, the steam supply and removal system is made in the form of nozzles, the reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber is located vertically, and the nozzles of the reactor acid supply and removal system are located in the upper part of the reactor , see CN Patent No. 101343292 B, 101343292 B, IPC S13K 13/00, 2010.

Недостатком известного технического решения является периодичность герметизации установки при непрерывной подаче сырья, так как герметизация установки обеспечивается газовой системой блокировки, расположенной на входе реактора для парового предгидролиза древесного сырья, и пробкой из сырья, образующейся на выходе реактора. Недостатком является также недостаточная степень кристалличности и дисперсности порошковой целлюлозы, полученной на данной установке.A disadvantage of the known technical solution is the frequency of sealing the installation with a continuous supply of raw materials, since the sealing of the installation is ensured by a gas interlock system located at the inlet of the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials, and a plug from the raw materials formed at the outlet of the reactor. The disadvantage is the lack of crystallinity and dispersion of the pulp of the powder obtained in this installation.

Указанные недостатки обусловлены использованием в установке системы транспортировки древесного сырья, выполненной в виде шнека. На выходе из реактора для парового предгидролиза древесного сырья образуется пробка за счет уплотнения сырья в шнековой системе транспортировки. Уплотнение сырья позволяет удалять жидкие продукты парового предгидролиза из сырья и выдерживать повышенное давление в реакторе до момента выгрузки обработанного сырья. В момент выгрузки порции уплотненного сырья герметичность установки нарушается, и последующее повышение давления в реакторе достигается при образовании новой пробки.These disadvantages are due to the use in the installation of a system for transporting wood raw materials, made in the form of a screw. At the outlet of the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials, a cork is formed due to compaction of the raw materials in the screw conveyor system. Compaction of raw materials allows you to remove liquid products of steam prehydrolysis from raw materials and withstand increased pressure in the reactor until the treated feed is discharged. At the time of unloading a portion of the compacted raw materials, the tightness of the installation is violated, and a subsequent increase in pressure in the reactor is achieved when a new plug is formed.

В установке, ввиду вертикального расположения реактора для кислотного гидролиза целлюлозного волокна и расположения форсунок системы подачи и отвода кислоты в верхней части реактора образуется противоточная подача сырья и кислоты, в результате чего происходит унос части сырья с кислотой, при этом не достигается заданная степень реагирования сырья с кислотой ввиду пробкообразования в межлопаточном пространстве шнека внутри реактора.In the installation, due to the vertical arrangement of the reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber and the location of the nozzles of the acid supply and removal system, a countercurrent supply of raw materials and acids is formed in the upper part of the reactor, as a result of which a part of the raw materials is carried away with acid, and the specified degree of reaction of the raw materials with acid due to plug formation in the interscapular space of the screw inside the reactor.

Технической задачей изобретения является герметизация установки при непрерывной подаче сырья, снижение расхода реагентов на процесс получения порошковой целлюлозы из древесных отходов, получение целевого продукта с высокой степенью кристалличности и высокой дисперсностью.An object of the invention is to seal the installation with a continuous supply of raw materials, reducing the consumption of reagents for the process of obtaining powdered cellulose from wood waste, obtaining the target product with a high degree of crystallinity and high dispersion.

Техническая задача решается тем, что установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы, включающая последовательно узел загрузки и подачи древесного сырья, реактор для парового предгидролиза древесного сырья с системой транспортировки, систему подачи и отвода пара, реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна с системой подачи и отвода кислоты, выполненной в виде форсунок, узел выгрузки порошковой целлюлозы, согласно изобретению между реактором для парового предгидролиза древесного сырья и реактором для кислотного гидролиза целлюлозного волокна дополнительно оснащена камерой для паровзрывной обработки лигноцеллюлозного сырья, которая соединена посредством гидравлического клапана с резервуаром для щелочной обработки лигноцеллюлозного волокна, нижняя часть которого сообщена с устройством для промывки целлюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера, а нижняя часть устройства для промывки целлюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера соединена с реактором для кислотного гидролиза целлюлозного волокна, при этом узел загрузки и подачи древесного сырья выполнен в виде двух каналов с поршнями, расположенными под острым углом друг к другу, реактор для парового предгидролиза древесного сырья расположен вертикально, система транспортировки древесного сырья выполнена в виде направляющего винтового канала, система подачи и отвода пара выполнена в виде коаксиальной перфорированной трубы, реактор для кислотного гидролиза целлюлозного волокна расположен горизонтально, причем форсунки системы подачи и отвода кислоты реактора распределены по всей его длине, а узел выгрузки порошковой целлюлозы оснащен системой промывки.The technical problem is solved in that a plant for the continuous production of powdered cellulose, including a series of loading and supplying wood raw materials, a reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials with a transportation system, a steam supply and removal system, an acid hydrolysis reactor for cellulose fiber with an acid supply and removal system made in the form of nozzles, an assembly for unloading powder pulp according to the invention between a reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials and an acid reactor the hydrolysis of cellulose fiber is additionally equipped with a chamber for vapor blasting of lignocellulosic raw materials, which is connected via a hydraulic valve to a tank for alkaline processing of lignocellulosic fiber, the lower part of which is connected to a device for washing the cellulose fiber with a flexible screw conveyor, and the lower part of the device for washing the cellulose fiber with a flexible the screw conveyor is connected to a reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber, with this unit of loading and supply of wood raw materials is made in the form of two channels with pistons located at an acute angle to each other, the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials is arranged vertically, the transportation system of wood raw materials is made in the form of a guide screw channel, the steam supply and removal system is made in in the form of a coaxial perforated tube, the reactor for the acid hydrolysis of cellulose fiber is located horizontally, and the nozzles of the acid supply and removal system of the reactor are distributed throughout its length, and the powder pulp discharge unit is equipped with a washing system.

Решение технической задачи позволяет достичь герметизации установки при непрерывной подаче сырья, снизить расход реагентов на процесс получения порошковой целлюлозы из древесных отходов с получением целевого продукта со степенью кристалличности 0,75-0,85 и дисперсностью 1,1-1,5 м²/г.The solution to the technical problem allows to achieve plant sealing with a continuous supply of raw materials, to reduce the consumption of reagents for the process of obtaining powdered cellulose from wood waste to obtain the target product with a crystallinity of 0.75-0.85 and a dispersion of 1.1-1.5 m ² / g .

На Фиг. 1 показана принципиальная схема установки для непрерывного получения порошковой целлюлозы.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a plant for the continuous production of pulp powder.

Установка состоит из устройства для предварительного перемешивания древесного сырья 1 с водой или раствором кислоты, узла загрузки и подачи древесного сырья 5, реактора для парового предгидролиза древесного сырья 20 с системой транспортировки древесного сырья, системы подачи и отвода пара, выполненной в виде коаксиальной перфорированной трубы 22, камеры для паровзрывной обработки лигноцеллюлозного сырья 24 и резервуара для щелочной обработки лигноцеллюлозного волокна 31, соединенных между собой гидравлическим клапаном 28, устройства для промывки целлюлозного волокна 44, соединенного с резервуаром для щелочной обработки лигноцеллюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера 42, реактора для кислотного гидролиза целлюлозного волокна 52, соединенного с устройством для промывки целлюлозного волокна посредством гибкого шнекового транспортера 50, узла выгрузки порошковой целлюлозы 57.The installation consists of a device for pre-mixing wood raw materials 1 with water or an acid solution, a unit for loading and supplying wood raw materials 5, a reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials 20 with a system for transporting wood raw materials, a steam supply and removal system made in the form of a coaxial perforated pipe 22 , chambers for vapor blasting of lignocellulosic raw materials 24 and a tank for alkaline processing of lignocellulosic fiber 31 interconnected by a hydraulic valve 28, devices for washing the cellulose fiber 44 connected to the alkaline treatment tank of the lignocellulosic fiber by means of the flexible screw conveyor 42, the acid hydrolysis reactor of the cellulose fiber 52 connected to the device for washing the cellulose fiber by the flexible screw conveyor 50, the pulp discharge unit 57.

Установка работает следующим образом. Устройство для предварительного перемешивания 1 заполняется древесным сырьем в виде щепы или измельченных древесных отходов, и через вентиль 4 подается вода или раствор кислоты. Компоненты перемешиваются мешалкой 2, работающей от привода 3. Далее порция пропитанного сырья из устройства предварительного перемешивания подается в узел загрузки и подачи сырья 5, представляющий собой два канала с поршнями, расположенными под углом друг к другу. Цилиндрический толстостенный канал 6 разделен на зоны привода и подачи перегородкой 7 и глухо закрыт с одной стороны. Поршень 9, находящийся в зоне привода, соединен с поршнем 8, находящимся в зоне подачи, штоком 10. Через патрубки с вентилями 11 и 12 попеременно подается и отводится рабочая жидкость, тем самым обеспечивается движение системы поршней. Канал 13 работает аналогично каналу 6, где позиции 14, 16, 15, 17, 18, 19 канала 13 соответствуют позициям 7, 9, 8, 10, 11, 12 канала 6. Работа узла загрузки и подачи сырья устроена так, что поршни двигаются попеременно в обоих каналах. Когда поршень 15 находится в нижнем положении, поршень 8 находится в своем верхнем положении, тем самым порция сырья из устройства для предварительного перемешивания подается в канал 6. В тот момент, когда поршень 15 начинает движение вверх, поршень 8 начинает сдавливать порцию сырья в канале 6. Когда поршень 15 проходит место стыка каналов 6 и 13, поршень 8 закрывает собой выход устройства для предварительного перемешивания и проталкивает массу в канал 13. Затем поршень 15 проталкивает порцию сырья в реактор для парового предгидролиза древесного сырья 20, закрывая тем самым место стыка двух каналов. Таким образом, когда поршень 15 находится в нижнем положении, поршень 8 находится в верхнем положении, и в канал 6 поступает новая порция сырья, что обеспечивает герметизацию на входе реактора 20 при непрерывной загрузке сырья.Installation works as follows. The device for pre-mixing 1 is filled with wood raw materials in the form of wood chips or chopped wood waste, and water or an acid solution is supplied through valve 4. The components are mixed with a mixer 2, operating from the drive 3. Next, a portion of the impregnated raw material from the pre-mixing device is fed to the feed and feed unit 5, which is two channels with pistons located at an angle to each other. The cylindrical thick-walled channel 6 is divided into drive and supply zones by a partition 7 and is blindly closed on one side. The piston 9, located in the drive zone, is connected to the piston 8, located in the feed zone, by the rod 10. Through the nozzles with valves 11 and 12, the working fluid is alternately supplied and discharged, thereby providing movement of the piston system. Channel 13 operates similarly to channel 6, where the positions 14, 16, 15, 17, 18, 19 of channel 13 correspond to the positions 7, 9, 8, 10, 11, 12 of channel 6. The operation of the feed and feed unit is arranged so that the pistons move alternately in both channels. When the piston 15 is in the lower position, the piston 8 is in its upper position, thereby a portion of the feed from the pre-mixing device is fed into the channel 6. At that moment, when the piston 15 starts to move upward, the piston 8 begins to compress the portion of the feed in the channel 6 When the piston 15 passes the junction of channels 6 and 13, the piston 8 closes the outlet of the pre-mixing device and pushes the mass into the channel 13. Then the piston 15 pushes a portion of the feed into the reactor for steam prehydrolysis of wood raw material 20, thereby closing the junction of the two channels. Thus, when the piston 15 is in the lower position, the piston 8 is in the upper position, and a new portion of raw material enters the channel 6, which provides sealing at the inlet of the reactor 20 with continuous loading of the raw material.

Реактор для парового предгидролиза древесного сырья 20 расположен вертикально и представляет собой цилиндрический сосуд, глухо закрытый с двух сторон. Система транспортировки древесного сырья в реакторе выполнена в виде направляющего винтового канала 21, который имеет форму неподвижного шнека с лопастями. Поршень 15 тангенциально вводит сырье в реактор для парового предгидролиза древесного сырья, где оно движется по направлению, задаваемому лопастями направляющего винтового канала. Каждая последующая порция сырья, поступающая из узла загрузки и подачи, проталкивает предыдущую порцию сырья, перемещающуюся по лопастям канала. Таким образом, по всей высоте реактора образуется непрерывно движущийся слой сырья.The reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials 20 is located vertically and is a cylindrical vessel, tightly closed on both sides. The wood transportation system in the reactor is made in the form of a guide screw channel 21, which has the form of a fixed screw with blades. The piston 15 tangentially introduces the raw materials into the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials, where it moves in the direction specified by the blades of the guide screw channel. Each subsequent portion of the feed coming from the loading and feeding unit pushes the previous portion of the feed moving along the channel blades. Thus, a continuously moving raw material layer is formed over the entire height of the reactor.

Внутри реактора сырье подвергается воздействию насыщенного водяного пара высокого давления, равномерно подаваемого через систему подачи и отвода пара, которая выполнена в виде коаксиальной перфорированной трубы 22, установленной внутри реактора, и жестко соединенной с лопастями направляющего винтового канала, имеющими разреженный шаг. Для циркуляции пара внутри реактора предназначен вентиль 23. При воздействии пара пропитанное древесное сырье нагревается и подвергается паровому гидролизу на протяжении всего времени нахождения в реакторе, в результате чего гемицеллюлозы древесного сырья растворяются и остается обработанное лигноцеллюлозное сырье, которое накапливается в нижней свободной части реактора 20. Когда накопленное лигноцеллюлозное сырье начинает уплотняться поступающими сверху новыми порциями сырья, открывается гидравлический клапан 25.Inside the reactor, the raw material is exposed to saturated high-pressure steam, evenly supplied through a steam supply and discharge system, which is made in the form of a coaxial perforated pipe 22 installed inside the reactor and rigidly connected to the blades of the guide screw channel having a sparse pitch. A valve 23 is intended for steam circulation inside the reactor. Upon exposure to steam, the impregnated wood raw material is heated and subjected to steam hydrolysis for the entire time spent in the reactor, as a result of which the wood raw material hemicelluloses dissolve and the processed lignocellulosic raw material remains, which accumulates in the lower free part of the reactor 20. When the accumulated lignocellulosic feedstock begins to be densified by new portions of feedstock coming from above, the hydraulic valve 25 opens.

Рабочая жидкость, приводящая в действие гидравлический клапан 25, подводится и отводится из рабочей полости 26 через вентиль 27. При открытом гидравлическом клапане лигноцеллюлозное сырье из свободного пространства реактора для парового предгидролиза древесного сырья 20 продавливается в камеру для паровзрывной обработки лигноцеллюлозного сырья 24, представляющую собой цилиндрический сосуд, работающий под избыточным давлением. Давление в камере 24 выравнивается с давлением в реакторе 20, после чего клапан 25 закрывается, что обеспечивает герметизацию камеры при проведении паровзрывной обработки.The working fluid, which actuates the hydraulic valve 25, is supplied and discharged from the working cavity 26 through the valve 27. When the hydraulic valve is open, lignocellulosic raw materials from the free space of the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials 20 are pressed into the chamber for steam-explosion processing of lignocellulosic raw materials 24, which is a cylindrical pressure vessel. The pressure in the chamber 24 is equalized with the pressure in the reactor 20, after which the valve 25 is closed, which provides sealing of the chamber during the vapor explosion treatment.

В нижней части камеры 24 расположен гидравлический клапан 28, установленный в рабочей полости 29, в которую рабочая жидкость поступает через вентиль 30. Этот клапан предназначен для выгрузки обработанного сырья в резервуар для щелочной обработки лигноцеллюлозного волокна 31. При резком открытии гидравлического клапана 28 происходит мгновенный сброс давления с камеры 24. Перегретая жидкость в предварительно пропитанном лигноцеллюлозном сырье резко вскипает во всем объеме частицы, что приводит к разделению последней на волокна, их агломераты и ансамбли, увеличивая тем самым удельную поверхность обработанного сырья. Использование при предварительной пропитке раствора кислоты способствует большему увеличению удельной поверхности обработанного сырья.At the bottom of the chamber 24 there is a hydraulic valve 28 installed in the working cavity 29, into which the working fluid enters through the valve 30. This valve is designed to discharge the processed raw materials into the tank for alkaline treatment of lignocellulosic fiber 31. When the hydraulic valve 28 is suddenly opened, there is an instant discharge pressure from the chamber 24. The superheated liquid in the previously impregnated lignocellulosic raw material boils sharply in the entire volume of the particle, which leads to the separation of the latter into fibers, their agglomerates assemblies, thereby increasing the surface area of the treated material. The use of an acid solution during the preliminary impregnation contributes to a larger increase in the specific surface area of the processed raw material.

За счет резкой разгерметизации камеры 24 масса в виде лигноцеллюлозного волокна с высокой скоростью выстреливает в резервуар для щелочной обработки 31, работающий при атмосферном давлении. Для снижения скорости выгружаемого из камеры волокна в средней части резервуара 31 установлена решетка 33. Образующийся пар отводится в рубашку 32 резервуара, откуда через вентиль 39 по паропроводу 40, объединяясь с паропроводом 41 из реактора 20, направляется для подогрева древесного сырья в устройство для предварительного перемешивания 1. Наличие рубашки 32 обеспечивает поддержание заданной температуры в резервуаре 31. При большом объеме образующегося пара возможно после вентиля 39 установить поверхностный конденсатор для более эффективного отвода пара, и все тепло конденсации направить в устройство для предварительного перемешивания 1. Резервуар для щелочной обработки обеспечивает извлечение лигнина и примесей из лигноцеллюлозного волокна. В нижней части резервуара 31 лигноцеллюлозное волокно перемешивается с раствором щелочи мешалкой 34, работающей от привода 35. Раствор щелочи циркулирует за счет насоса 36, свежая порция щелочи подается через вентиль 37, а отработанный раствор щелочи отводится через вентиль 38.Due to the sharp depressurization of the chamber 24, the mass in the form of lignocellulosic fiber shoots at a high speed into the alkaline treatment tank 31 operating at atmospheric pressure. To reduce the speed of the fiber discharged from the chamber, a grate 33 is installed in the middle of the tank 31. The resulting steam is discharged into the jacket 32 of the tank, from where it is sent through the valve 39 through the steam line 40, combined with the steam line 41 from the reactor 20, to pre-mix the wood raw material 1. The presence of a jacket 32 maintains a predetermined temperature in the tank 31. With a large volume of generated steam, it is possible to install a surface condenser after valve 39 for a more efficient twater vapor condensation heat and all sent to the premixing device 1. The reservoir for the alkaline treatment allows the extraction of impurities from lignin and lignocellulose fibers. In the lower part of the tank 31, the lignocellulosic fiber is mixed with an alkali solution with a stirrer 34, which is driven by the drive 35. The alkali solution is circulated by the pump 36, a fresh portion of the alkali is supplied through the valve 37, and the spent alkali solution is discharged through the valve 38.

Из резервуара 31 масса в виде целлюлозного волокна при помощи гибкого шнекового транспортера 42, работающего от привода 43, попадает в устройство для промывки 44, в котором мешалкой 45, работающей от привода 46, целлюлозное волокно перемешивается с водой. Вода циркулирует за счет насоса 47, свежая порция воды подается через вентиль 48, а отработанная вода вместе с примесями отводится через вентиль 49.From the reservoir 31, the pulp-like mass is conveyed by means of a flexible screw conveyor 42 operating from the drive 43 into the washing device 44, in which the mixer 45, working from the drive 46, mixes the cellulose fiber with water. Water circulates through the pump 47, a fresh portion of the water is supplied through the valve 48, and waste water along with impurities is discharged through the valve 49.

Из нижней части устройства для промывки 44 целлюлозное волокно перемещается посредством гибкого шнекового транспортера 50, работающего от привода 51. Транспортер подает целлюлозное волокно на вход горизонтального реактора для кислотного гидролиза целлюлозного волокна 52, работающего при атмосферном давлении. Целлюлозное волокно попадает в реактор 52 и начинает перемещаться с помощью вращающегося шнека 53, работающего от привода 54. По всей длине реактора установлены форсунки 55, через которые поступает кислота, подаваемая в систему подачи и отвода кислоты реактора 52 через вентиль 56. Целлюлозное волокно, перемещаясь в реакторе, гидролизуется до предельной степени полимеризации и выгружается в противоположном конце реактора 52 в узел выгрузки порошковой целлюлозы 57, который оснащен системой промывки. Через вентиль 58 подается вода для промывки. Промытая порошковая целлюлоза отделяется от промывных вод с помощью фильтра 59, представляющего собой периодически работающую разъемную конструкцию. Промывные воды сливаются через вентиль 61, после чего конечный продукт сбрасывается с фильтра в нижнюю часть узла выгрузки порошковой целлюлозы 57 и отводится массонасосом 60.From the bottom of the washing device 44, the cellulosic fiber is conveyed by a flexible screw conveyor 50 driven by a drive 51. The conveyor feeds the cellulosic fiber to the inlet of a horizontal acid hydrolysis reactor for cellulose fiber 52 operating at atmospheric pressure. Cellulose fiber enters the reactor 52 and begins to move with the help of a rotating screw 53, which is driven by the actuator 54. Nozzles 55 are installed along the entire length of the reactor, through which acid is supplied to the acid supply and removal system of the reactor 52 through the valve 56. The cellulose fiber, moving in the reactor, it is hydrolyzed to the extreme degree of polymerization and discharged at the opposite end of the reactor 52 into the pulp unloading unit 57, which is equipped with a washing system. Flush water is supplied through valve 58. The washed powder pulp is separated from the wash water by a filter 59, which is a periodically detachable structure. The washing water is discharged through valve 61, after which the final product is discharged from the filter to the lower part of the powder pulp discharge unit 57 and is discharged by the mass pump 60.

Таким образом, заявленная установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы позволяет сократить энергозатраты на перемещение древесного сырья в установке с обеспечением герметизации установки при непрерывной его подаче, снизить расход реагентов в процессе получения порошковой целлюлозы за счет увеличения удельной поверхности обрабатываемого древесного сырья, получить целевой продукт с высокими степенью кристалличности, которая составляет 0,75-0,85 и дисперсностью, которая составляет 1,1-1,5 м²/г.Thus, the claimed installation for the continuous production of powdered cellulose can reduce energy consumption for the movement of wood raw materials in the installation while ensuring the sealing of the installation with its continuous supply, reduce the consumption of reagents in the process of producing powder cellulose by increasing the specific surface area of the processed wood raw materials, to obtain the target product with high the degree of crystallinity, which is 0.75-0.85 and the dispersion, which is 1.1-1.5 m ² / year

Claims

A plant for the continuous production of powdered cellulose, comprising in series a unit for loading and supplying wood raw materials, a reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials with a transportation system, a steam supply and removal system, an acid hydrolysis reactor for cellulose fiber with an acid supply and removal system made in the form of nozzles, powder pulp unloading unit, characterized in that between the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials and the reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber The lamb is additionally equipped with a chamber for vapor-blasting processing of lignocellulosic raw materials, which is connected via a hydraulic valve to a tank for alkaline processing of lignocellulosic fiber, the lower part of which is connected to a device for washing cellulose fiber with a flexible screw conveyor, and the lower part of the device for washing cellulose fiber with a flexible screw conveyor connected to the reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber, while the node download and feed wood raw material is made in the form of two channels with pistons located at an acute angle to each other, the reactor for steam prehydrolysis of wood raw materials is arranged vertically, the wood raw material transportation system is made in the form of a helical channel, the steam supply and removal system is made in the form of a coaxial perforated pipe, the reactor for acid hydrolysis of cellulose fiber is horizontally positioned, the nozzles of the reactor acid supply and removal system are distributed along its entire length, and the discharge unit pulp powder is equipped with a washing system.