Автоматическое регулирование концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации шерсти
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В процессе поглощения кислоты шерстяные волокна должны получить минимальное её количество, а целлюлозные волокна и примеси - максимальное. Целлюлозные волокна поглощают кислоту очень быстро, а шерстяные - медленнее. Поэтому процесс пропитывания кислотой шерстяных волокон должен протекать интенсивно в возможно кратчайший промежуток времени.
Для протекания процесса пропитывания большое значение имеет температура раствора кислоты: чем ниже температура, тем меньше кислоты впитывается шерстяными волокнами и, наоборот, больше целлюлозными примесями. Следовательно, при пропитывании надо поддерживать возможно низкую температуру - 10-12С.
Большое значение имеет концентрация раствора; быстрое насыщение целлюлозных примесей кислотой достигается при достаточно высокой концентрации, что одновременно способствует увеличению производительности карбонизационных агрегатов. При низких концентрациях кислоты (до 3,5) даже при длительном замачивании целлюлозные примеси не поглощают необходимого количества кислоты и в то же время шерстяные волокна впитывают кислоту в большом количестве.
Влияние концентрации раствора смачивателя ОП-10 - 1,5 г/л при температуре 12-25С и времени пропитывания на содержание кислоты (по данным ЦНИИ Шерсти, В.М. Шеришев) показано в таблице 2.1.
Таблица 2.1 ? Влияние концентрации раствора и времени
пропитывания на содержание кислоты в шерстяных и целлюлозных
волокнах
Концентрация раствора, %Время пропитывания, минСодержание кислоты в волокнах, %шерстяныхцеллюлозных3,50,54,151,693,514,341,753,524,911,863,555,671,903,5106,021,915,50,54,601,955,515,372,015,525,662,055,556,382,195,5106,812,667,50,255,522,397,50,55,842,697,516,113,107,5106,77-
Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что при концентрации раствора 7,5% вполне достаточно для пропитывания волокнистых отходов 1 мин, а при концентрации 5,5% - 5 мин. С повышением температуры шерсть впитывает кислоту очень интенсивно и химически соединяется с ней, что отражается на качестве волокон. Повышение температуры при замачивании выше 30С недопустимо.
Продолжительность пропитывания лоскута и волокнистых отходов свыше 10 мин во всех случаях является недопустимой. Это особенно относится к тем случаям, когда лоскут пропитывается кислотой в барках периодического действия, а время пропитывания контролируется недостаточно.
Большое влияние на содержание кислоты в шерстяных волокнах и целлюлозных примесях оказывает смачиватель ОП-10. При добавлении 1,5 г/л ОП-10 почти в 2 раза снижается поверхностное натяжение растворов с серной кислотой, шерстяные волокна и растительные примеси равномерно пропитываются раствором, сокращается длительность замачивания, улучшается отжим из волокнистой массы избытка серной кислоты, уменьшается остаточная влажность шерстяных волокон.
Зависимость поверхностного натяжения раствора с серной кислотой от концентрации смачивателя ОП - 10 приведена в таблице 2.2.
Исследования показали, что пряжа из карбонизированной шерсти, прошедшая замачивание с применением ОП-10, имела более высокий выход из смеси и меньшую обрывность.
Таблица 2.2 ? Зависимость поверхностного натяжения р-ра с серной
кислотой в зависимости от концентрации смачивателя ОП-10
РастворыПоверхн. натяжение в эрг/см2Смачив. способность р-ров (время погруж.) Серная кислота 4,5,7До 3,5 днейТоже, и 0,5 г/л ОП-1040,84 мин 16 секТоже, и 1,0 г/л ОП-1038,61 мин 16 секТоже, и 1,5 г/л ОП-1036,556 секТоже, и 2,0 г/л ОП-1036,544 сек
Обезвоживание. Содержание влаги в шерстяных волокнах перед сушкой имеет большое значение для сохранения их свойств. Лучшее протекание процесса карбонизации достигается при 50 - 55% влагосодержания. При влагосодержании 70% и выше увеличивается содержание кислоты в шерстяных волокнах, что после термической обработки снижает прочность и удлинение волокна. Помимо этого меньшее содержание влаги в шерстяных волокнах перед сушкой имеет большое экономическое значение, так как снижается расход энергии и могут быть уменьшены габаритные размеры сушильной машины.
Отжим кислованного лоскута и отходов. Для лучшего и равномерного просушивания пропитанные в растворе лоскут и волокнистые отходы отжимают. Влажность отжатого шерстяного сырья 70-75%.
При недостаточном удалении избыточного раствора из кислованного лоскута и волокнистых шерстяных отходов, даже при нормальных условиях предварительной сушки и термообработки, резко снижается прочность и удлинение волокон (например, при содержании кислоты в шерсти 15,5% прочность волокон уменьшается с 8,27 до 6,08 гс, а удлинение - с 50,90 до 40,92%) и, что особенно недопустимо, увеличивается щелочная растворимость шерсти (с 10,9 до 39,4%). Поэтому максимальное удаление избыточного раствора из кислованного шерстяного лоскута и волокон является при мокром методе исключительно важным для сохранения свойств волокон.
Разрыхление влажных кислованных волокнистых отходов. Легкое разрыхление и высушивание шерстяных волокон облегчает доступ к ним горячего воздуха. Поэтому в современных карбонизационных установках предусмотрены механизмы для разрыхления перед сушкой кислованного волокнистого материала.
Предварительная сушка (подсушка). Большое значение для протекания процесса карбонизации имеет предварительная сушка шерстяных волокон.
Установлено, что процесс предварительной сушки при низкой температуре (60С) способствует сохранению природных свойств шерстяных волокон. Предварительную сушку рекомендуется осуществлять с постепенным нарастанием температуры (60, 70, 80, 90