Схемы переработки макулатуры на разных предприятиях могут быть неодинаковыми. Они зависят от типа применяемого оборудования, качества и количества перерабатываемой макулатуры и вида вырабатываемой продукции. Макулатура может перерабатываться при низкой (1,5 - 2,0%) и при более высокой (3,5-4,5 %) концентрации массы. Последний способ дает возможность получать более качественную макулатурную массу с меньшим количеством единиц устанавливаемого оборудования и более низким расходом энергии на ее приготовление.

В общем виде схема приготовления бумажной массы из макулатуры для наиболее массовых видов бумаги и картона представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Общая технологическая схема переработки макулатуры

Основными операциями этой схемы являются: роспуск макулатуры, грубая очистка, дороспуск, тонкая очистка и сортирование, сгущение, диспергирование, фракционирование, размол.

В процессе роспуска макулатуры, осуществляемого в гидроразбивателях различного типа, макулатура в водной среде под воздействием механических и гидромеханических сил разбивается и распускается на небольшие пучки волокон и отдельные волокна. Одновременно с роспуском из макулатурной массы удаляются наиболее крупные посторонние включения в виде проволоки, веревок, камней и т. п.

Грубая очистка осуществляется с целью удаления из макулатурной массы частиц с высокой удельной массой, таких, как металлические скрепки, песок и т. д. Для этого используется различное оборудование, работающее в общем по единому принципу, позволяющему наиболее эффективно удалять из бумажной массы частицы более тяжелые, чем волокно. У нас в стране для этой цели используют вихревые очистители типа ОК, работающие при низкой концентрации массы (не более 1 %), а также очистители массы высокой концентрации (до 5 %) типа ОМ.

Иногда для удаления ферромагнитных включений применяют магнитные сепараторы.

Дороспуск макулатурной массы осуществляется для окончательной разбивки пучков волокон, которых довольно много содержится в массе, выходящей из гидроразбивателя через отверстия кольцевых сит, расположенных вокруг ротора в нижней части ванны. Для дороспуска используют турбосепараторы, пульсационные мельницы, энштипперы и кавитаторы. Турбосепараторы, в отличие от других названных аппаратов, позволяют одновременно с дороспуском макулатурной массы проводить дальнейшую ее очистку от остатков распустившейся на волокне макулатуры, а также небольших кусочков пластмасс, пленок, фольги и других посторонних включений.

Тонкая очистка и сортирование макулатурной массы производятся для отделения из нее оставшихся комочков, лепестков, пучков волокон и загрязнений в виде дисперсий. С этой целью у нас используют сортировки, работающие под давлением, типа СНС, СЦН, а также установки вихревых конических очистителей типа УВК-02 и др.

Для сгущения макулатурной массы в зависимости от получаемой при этом концентрации применяют различное оборудование. Например, в диапазоне низких концентраций от 0,5-1 до 6,0-9,0 % используют барабанные сгустители, которые устанавливают перед последующим размолом и аккумулированием массы.

Турбосепараторы предназначены для одновременного дороспуска макулатурной массы после гидроразбивателей и дальнейшего раздельного сортирования ее от легких и тяжелых включении, не отделенных на предыдущих стадиях ее подготовки.

Применение турбосепараторов позволяет переходить к двухступенчатым схемам роспуска макулатуры. Такие схемы особенно эффективны для переработки смешанной загрязненной макулатуры. В этом случае первичный роспуск осуществляется в гидроразбивателях, имеющикрупные отверстия сортирующего сита (до 24 мм), а также оборудованных жгутовытаскивателем и грязесборником для крупных тяжелы) отходов. После первичного роспуска суспензия направляется на очистители массы высокой концентрации для отделения мелких тяжелы) частиц, а затем на вторичный роспуск в турбосепараторах.

Турбосепараторы бывают различного типа, они могут иметь форму корпуса в виде цилиндра или усеченного конуса, могут по-разному называться (турбосепаратор, фибрайзер, гидроразбиватель сортирующий), но принцип их работы примерно одинаков и заключается в следующем. Макулатурная масса поступает в турбосепаратор под избыточным давлением до 0,3 МПа через тангенциально расположенный патрубок и благодаря вращению ротора с лопастями приобретает внутри аппарата интенсивное турбулентное вращение и циркуляцию к центру ротора. Благодаря этому происходит дальнейший роспуск макулатуры, не осуществленный в полной мере в гидроразбивателе на первой стадии роспуска.

Дополнительно распущенная на отдельные волокна макулатурная масса за счет избыточного давления проходит через сравнительно не большие отверстия (3-6 мм) в кольцевом сите, расположенном вокруг ротора, и поступает в приемную камеру хорошей массы. Тяжелые включения отбрасываются к периферии корпуса аппарата и, продвигаясь вдоль его стенки, доходят до торцевой крышки, находящейся против ротора, попадают в грязесборник, в котором они промываются оборотной водой и периодически удаляются. Для их удаления попеременно автоматически открываются соответствующие задвижки. Периодичность удаления тяжелых включений зависит от степени загрязнения макулатуры и составляет от 10 мин до 5 ч.

Легкие мелкие включения в виде коры, кусочков древесины, пробок, целлофана, полиэтилена и т. п., которые невозможно отделить в обычном гидроразбивателе, но можно измельчать в пульсационных и других подобного типа аппаратах, собираются в центральной части вихревого потока массы и оттуда через специальный патрубок, расположенный в центральной части торцевой крышки аппарата, периодически выводятся. Для эффективной работы турбосепараторов необходимо отводить с легкими отходами не менее 10 % массы от общего количества, поступающего на обработку. Применение турбосепараторов дает возможность создать более благоприятные условия для работы последующего очистного оборудования, улучшить качество макулатурной массы и снизить расход энергии на ее приготовление до 30…40 %.

Рисунок 7 - Схема работы гидроразбивателя сортирующего типа ГРС:

1 -- корпус; 2 -- ротор; 3 -- сортирующее сито;

4 -- камера отсортированной массы.

2.6 Сортировка

Сортировка СЦН предназначены для тонкого сортирования волокнистых полуфабрикатов всех видов, включая и макулатурную массу. Эти сортировки выпускаются трех типоразмеров, и отличаются в основном размерами и производительностью.

Рисунок 8 - Односитовая напорная сортировка с цилиндрическим ротором СЦН-0,9

1 -- электропривод; 2 -- опора ротора; 3 -- сито; 4 -- ротор; 5 -- прижим;

6 -- корпус; 7, 8, 9, 10 -- патрубки соответственно ввода массы, тяжелых отходов, сортированной массы и легких отходов

Корпус сортировки цилиндрической формы, расположен вертикально, разделен в горизонтальной плоскости дисковыми перегородками на три зоны, из которых верхняя служит для поступления массы и отделения из нее тяжелых включений, средняя -- для основного сортирования и отвода хорошей массы, а нижняя - для сбора и удаления отходов сортирования.

Каждая зона имеет соответствующие патрубки. Крышка сортировки крепится на поворотнрм кронштейне, что облегчает ремонтные работы.

Для отвода газа, собирающегося в центре верхней части сортировки, в крышке имеется штуцер с краном.

В корпусе установлен ситовой барабан и цилиндрический стаканообразный ротор со сферическими выступами на внешней поверхности, расположенными по спирали. Такая конструкция ротора создает в зоне сортирования массы высокочастотную ее пульсацию, что исключает механическое измельчение посторонних включений и обеспечивает самоочищение сортирующего сита в процессе, работы сортировки.

Масса на сортирование концентрацией 1-3 % подается под избыточным давлением 0,07-0,4 МПа в верхнюю зону через тангенциально расположенный патрубок. Тяжелые включения под действием центробежной силы отбрасываются к стенке, опускаются в низ этой зоны и через патрубок тяжелых отходов попадают в грязевик, из которого периодически удаляются.

Очищенная от тяжелых включений масса переливается через кольцевую перегородку в зону сортирования -- в зазор между ситом и ротором.

Волокна, прошедшие через отверстие сита, отводятся через патрубок отсортированной массы.

Не прошедшие через сито грубые фракции волокна, пучки и лепестки волокон и другие отходы опускаются в нижнюю зону сортировки и оттуда непрерывно отводятся через патрубок легких отходов на дополнительное их сортирование. При необходимости сортирования 'массы повышенной концентрации в зону сортирования может подраться вода; вода идет также на разбавление отходов.

Для обеспечения эффективной работы сортировок необходим обеспечить перепад давления на входе и выходе массы до 0,04 МПа и поддерживать количество отходов сортирования на уровне не менее 10-15 % от поступающей массы. При необходимости сортировки типа СЦН могут быть использованы в качестве фракционаторов макулатурной массы.

Сортировка напорная сдвоенная типа СНС-0,5-50 создана сравнительно недавно и предназначена для предварительного сортирования макулатурной массы, прошедшей дороспуск и отчистку от грубых включений. Она имеет принципиально новую конструкцию, позволяющую наиболее рационально использовать сортирующую поверхность сит, повысить производительность и эффективность сортирования, а также снизить энергозатраты. Система автоматизации, примененная в сортировке, делает ее удобным в обслуживании аппаратом. Она может быть использована для сортирования не только макулатурной массы но и других волокнистых полуфабрикатов.

Корпус сортировки -- горизонтально расположенный полый цилиндр; внутри которого находится ситовый барабан и соосно с ним ротор. К внутренней поверхности корпуса прикреплено два кольца, которые являются кольцевой опорой ситового барабана и образуют три кольцевые полости. Крайние из них являются приемными для сортируемой суспензии, они имеют патрубки для подвода массы и грязевики для сбора и удаления тяжелых включений. Центральная полость предназначена для отвода сортированной суспензии и удаления отходов.

Ротор сортировки представляет собой запрессованный на валу цилиндрический барабан, на наружной поверхности которого приварены штампованные бобышки, число которых и их расположение на поверхности барабана выполнено таким образом, чтобы за один оборот ротора на каждую точку сита барабана воздействовало два гидравлических импульса, способствующих сортированию и самоочищению сита. Очищаемая суспензия с концентрацией 2,5-4,5 % под избыточным давлением 0,05-0,4 МПа двумя потоками тангенциально поступает в полости между торцевыми крышками, с одной стороны, и периферическими кольцами и торцом ротора -- с другой стороны. Под действием центробежных сил тяжелые включения, содержащиеся в суспензии, отбрасываются к стенке корпуса и попадают в грязевики, а волокнистая суспензия -- в кольцевой зазор, образованный внутренней поверхностью сит и наружной поверхностью ротора. Здесь суспензия подвергается воздействию вращающегося ротора с возмущающими элементами на наружной его поверхности. Под разностью давлений внутри и вне ситового барабана и разностью градиента скоростей массы очищенная суспензия проходит через отверстия сита и попадает в приемную кольцевую камеру между ситовым барабаном и корпусом.

Отходы сортирования в виде костры, лепестков и других крупных включений, не прошедших через отверстия сита, под воздействием ротора и разности давлений продвигаются встречными потоками к центру ситового барабана и через специальный патрубок в нем уходят из сортировки. Количество отходов сортирования регулируется с помощью задвижки со следящим пневмоприводом в зависимости от их концентрации. При необходимости разбавления отходов и регулирования количества годного волокна в них в камеру отходов через специальный патрубок можно подавать оборотную воду.

2.7 Вихревые очистители