Способ проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов при получении целлюлозы

Изобретение относится к способу для проведения физико-химических процессов при повышенной температуре в лабораторных условиях и предназначено, преимущественно, для проведения исследований с использованием агрессивных сред. Способ проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов при получении целлюлозы включает варку щепы в емкости при повышенной температуре системой термостатирования для получения целлюлозы, причем варку щепы выполняют при повышенной температуре в емкостях ампульных реакторных сосудов из нержавеющей стали с закрученными по резьбе крышками при рабочем давлении 1,5 МПа в батарейном автоклаве наполненным глицериновым перемешиваемым теплоносителем, нагреваемым спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэна, установленным с внешней стороны корпуса автоклава, емкости ампульных реакторных сосудов устанавливают на металлическую подставку с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов. Техническим результатом является повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов. 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к способу для проведения физико-химических процессов при повышенной температуре в лабораторных условиях и предназначено, преимущественно, для проведения исследований с использованием агрессивных сред.

Уровень техники

Известен способ экстракции щепы лиственницы с использованием котла периодического действия для варки сульфатной целлюлозы (патент RU 2475576, МПК D21C 3/02, опубликовано: 20.02.2013 Бюл. № 5), включающий экстракцию щепы водой при повышенной температуре с последующей переработкой экстракта, причем экстракцию проводят в две последовательные ступени с использованием на второй ступени при ее расчетной длительности в качестве экстракта черного щелока, при этом водную экстракцию проводят свежей водой в режиме рециркуляции экстрагента с автоматическим измерением в течение экстракции электропроводности экстракта, автоматическим расчетом по измеряемым данным производной этого параметра от времени, а при контрольной ее величине переходят с использованием автоматической системы управления процессом на вторую ступень экстракции.

Недостатком известного способа является недостаточно надежное проведение лабораторных физико-химических исследовательских процессов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является способ использования лабораторного автоклава (патент RU 130878, МПК B01J 3/04, опубликовано: 10.08.2013 Бюл. № 22), включающий испытание образцов в емкости при повышенной температуре системой термостатирования и системой установки и поддержания давления с линией подвода сжатого газа, причем достижение необходимого высокого рабочего давления выполняют через обратный клапан с помощью насоса высокого давления закачкой жидкости.

Недостатком наиболее близкого способа является недостаточно надежное проведение лабораторных физико-химических исследовательских процессов.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом является повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов.

Указанный технический результат достигается в способе проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов, включающем варку щепы в емкости при повышенной температуре системой термостатирования для получения целлюлозы, причем варку щепы выполняют при повышенной температуре в емкостях ампульных реакторных сосудов из нержавеющей стали с закрученными по резьбе крышками при рабочем давлении 1,5 МПа в батарейном автоклаве, наполненном глицериновым перемешиваемым теплоносителем, нагреваемым спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэна, установленным с внешней стороны корпуса автоклава, емкости ампульных реакторных сосудов устанавливают на металлическую подставку с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов.

Отличительными признаками являются:

варку щепы выполняют при повышенной температуре в емкостях ампульных реакторных сосудов из нержавеющей стали с закрученными по резьбе крышками при рабочем давлении 1,5 МПа в батарейном автоклаве, наполненном глицериновым перемешиваемым теплоносителем, нагреваемым спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэна, установленным с внешней стороны корпуса автоклава, это дает повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет выполнения варки в ампульных реакторных сосудах при повышенной температуре и относительно низком давлении;

емкости ампульных реакторных сосудов устанавливают на металлическую подставку с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов, что приводит к повышению надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет постоянной и равномерной передачи тепла реакторным сосудам.

Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не выявило в них признаки, заявляемого решения, это позволило сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Краткое описание чертежа

На чертеже приведено схематичное представление способа проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов, включающее: 1 – оболочку внешнего цилиндра корпуса автоклава; 2 - цилиндрическую внутреннею емкость автоклава; 3 – нагревательную тэну; 4 - равномерный воздушный промежуток между боковыми стенками и нижними основаниями цилиндров корпуса; 5 – теплоноситель в виде глицерина; 6 – уровень теплоносителя; 7 - крышку автоклава съемную; 8 – металлическую подставку с отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов; 9 – регулятор контроля подачи тепла; 10 – термопару; 11 – ампулу металлическую реакторного сосуда; 12 – утеплитель асбестовый внешнего корпуса; 13 - утеплитель асбестовый нагревательного элемента; 14 – механическую мешалку; 15 – трубу соединительную; 16 – манжету совмещенную со скользящим подшипником; 17 - вал; 18 - шкив ременной передачи от электродвигателя; 19 - металлическая подставка.

Осуществление изобретения

Работа способа проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов выполняется следующим образом. Проведение процесса варки в автоклаве приближено к технологии получения целлюлозы на производстве. Определяющими факторами варки является температура и продолжительность. После загрузки теплоносителя в виде глицерина 5 до уровня 6 в цилиндрическую внутреннюю емкость 2 автоклава выполняют подготовку варочного процесса путем нагрева нагревательным спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэны 3 установленной с внешней стороны внутреннего цилиндра 2 корпуса в уровень перемешивающих лопастей 14 теплоносителя до 50-60 °С. Для надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов применяют постоянное перемешивание теплоносителя лопастями 14 через вал 17 установленный в соединительной трубке 15 в скользящем подшипнике с манжетой 16 через шкив ременной передачи от электродвигателя. Дополнительно установлен утеплитель асбестовый нагревательного элемента 13 и утеплитель асбестовый внешнего корпуса 12 автоклава. В металлическую ампулу реакторного сосуда 11 помещают рассчитанное количество щепы толщиной 3-5 мм и длиной 15-25 мм и утрамбовывают металлическим пестиком. Затем кладут сверху на щепу металлическую шайбу для предотвращения всплывания щепы и заливают требуемое по расчету количество варочного раствора в виде белого щелока. После чего на ампуле 11 заворачивают крышку, вначале вручную, а затем с помощью разводного ключа, зажав ампулу на слесарных тисках. Герметично закрученные крышкой ампулы 11 устанавливают в металлическую подставку с отверстиями 8, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов 11. Закрывают крышку автоклава 7 на которой зафиксирована термопара 10, передающая параметры на регулятор контроля тепла 9. Варку проводят по принятому температурному графику. Осуществляют нагрев реакторных сосудов 11 до конечной температуры 160±10°С, выдерживают процесс при этой температуре. Температуру внутри реакторных сосудов контролируют с помощью датчика температуры 10. После завершения эксперимента производится отключение нагревательного элемента 3. По окончании варки ампулу 11 вынимают из внутренней емкости автоклава 2 и тут же погружают в холодную воду до полного охлаждения ампул 11. Затем с помощью разводного ключа ампулы 11 открывают, предварительно зажав их на слесарных тисках. Не допуская потерь целлюлозы, сливают щелок в отдельную емкость для сбора щелоков. Целлюлозу из ампул 11 выгружают в сцежу. Ампулу 11, крышку и металлическую шайбу тщательно промывают.

Способ проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов при получении целлюлозы, включающий варку щепы в емкости при повышенной температуре системой термостатирования для получения целлюлозы, отличающийся тем, что варку щепы выполняют при повышенной температуре в емкостях ампульных реакторных сосудов из нержавеющей стали с закрученными по резьбе крышками при рабочем давлении 1,5 МПа в батарейном автоклаве, наполненном глицериновым перемешиваемым теплоносителем, нагреваемым спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэна, установленным с внешней стороны корпуса автоклава, емкости ампульных реакторных сосудов устанавливают на металлическую подставку с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов.



 

Похожие патенты:

В заявке описан способ, относящийся к технологическому процессу, выполняемому по месту и предназначенному для доставки в аппарат для промывки сульфатной целлюлозы эмульсии одной или более, по существу, безводных жидкостей или композиций. Это позволяет регулировать в режиме реального времени подачу средств для промывки и других технологических добавок, благодаря чему улучшаются характеристики всего процесса промывки сульфатной целлюлозы.

Один вариант осуществления предлагает устройство для варки лигноцеллюлозного материала, включающее эксплуатируемый под давлением наклонный верхний сепаратор, включающий патрубок для загрузки промывочного щелока, служащий для приема промывочной смеси, включающей пропитанный лигноцеллюлозный материал и промывочный щелок, патрубок для загрузки горячего черного щелока, патрубок для выгрузки избыточного щелока и патрубок для выгрузки пропитанного лигноцеллюлозного материала; резервуар варочного котла непрерывного действия, включающий патрубок для загрузки пропитанного лигноцеллюлозного материала, связанный с патрубком для выгрузки пропитанного лигноцеллюлозного материала, и патрубок для выгрузки теплого черного щелока; контур циркуляции и подогрева черного щелока, включающий патрубок для загрузки теплого черного щелока, связанный с упомянутым патрубком для выгрузки теплого черного щелока, нагреватель для подогрева теплого черного щелока, чтобы получить горячий черный щелок, и патрубок для выгрузки горячего черного щелока, связанный с упомянутым патрубком для загрузки горячего черного щелока.

Изобретение относится к конструкции устройства для проведения паровзрывной обработки целлюлозосодержащего сырья с последующим кислотным гидролизом и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы включает 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.

Настоящее изобретение относится к области производства электроэнергии и конструкции промышленного котла, включая котлы-утилизаторы технологического процесса сульфатной варки целлюлозы или котлы-утилизаторы натронного технологического процесса, используемые в целлюлозной и бумажной промышленности. Система котла дуального давления и паровой турбины, содержащая верхнюю топочную камеру для генерирования пара высокого давления, пароперегреватель высокого давления, гидродинамически соединенный с верхней топочной камерой для перегрева пара высокого давления, и паровую турбину высокого давления для приема пара из пароперегревателя и генерирования потока, выпускаемого (выхлопного) пара; нижнюю топочную камеру, содержащую систему, генерирующую пар естественной циркуляции низкого давления, для получения пара низкого давления; промежуточный перегреватель для перегрева потока выпускаемого пара из паровой турбины высокого давления; и паровую турбину низкого давления для приема перегретого пара, в которой нижняя топочная камера является гидродинамически соединенной для обеспечения пара низкого давления в потоке выпускаемого пара из паровой турбины высокого давления.

Изобретение относится к получению сахаров из биомассы. Реактор для обработки биомассы включает емкость с верхней частью и нижней частью.

Изобретение относится к технике производства целлюлозы и может быть использовано для проведения исследований в области обработки и/или переработки целлюлозосодержащих растительных материалов древесной и недревесной природы. Аппарат для обработки растительных целлюлозосодержащих материалов состоит из цилиндрического корпуса, днища и крышки (рабочая полость).

Изобретение относится к способу и к системе получения полуцеллюлозной массы из лигноцеллюлозного материала. .
Изобретение относится к аппаратурному оснащению процессов переработки древесной щепы с получением целлюлозных полуфабрикатов и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности при комплексной переработке древесины лиственницы сибирской. .

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для получения целлюлозы для химической переработки, продуктов на основе целлюлозы, в том числе порошковой целлюлозы, из растительного сырья. Способ получения целлюлозы включает варку измельченного растительного сырья с раствором пероксида водорода в присутствии многокомпонентного катализатора.
Наверх