2.5 Описание технологического процесса
Технологическая схема получения нетканого материала марки по способу спанбонд включает:
— транспортировку гранулята из складов;
— дозирование и смешивание;
— экструзию;
— предварительную фильтрацию;
— прядение;
— охлаждение и вытяжку;
— укладку на транспортёр;
— предварительный нагрев;
-транспортировка к каландру;
— каландрирование;
-транспортировку к намоточному устройству;
— намотку;
— перемотку, резку и обрезку кромок. Дать общую схему машины
Гранулят полипропилена засыпается из мешков весом 25 кг в питающую ёмкость, откуда гранулят при помощи автозагрузчика подаётся на загрузку. Работа механизма основана на теории создания воздушного потока за счёт вакуума, при этом, когда создаётся пустота в засасывающем бункере за счёт нагнетательного вентилятора, материал втягивается в бункер через поток воздуха по всасывающей трубе. Заполнение и опорожнение загрузочного бункера производится по таймеру, на котором заранее выставлено время цикла загрузки и опорожнения. При заполнении бункера таймер прекратит действие нагнетательного вентилятора, низкий уровень во всасывающем бункере постепенно исчезнет и полимер переместится в промежуточный бункер. После этого циклы загрузки будут повторяться до тех пор, пока клапан перестанет закрываться под давлением материала после наполнения промежуточной ёмкости, при этом датчик контроля уровня подаёт сигнал, что промежуточный ёмкость заполнена. Таким образом, загрузочное устройство прекращает загрузку, после снижения уровня материала в промежуточной ёмкости, клапан вновь закрывается, и цикл загрузки повторяется. Из промежуточной ёмкости материал поступает в смеситель. В смеситель также подаются добавки из 2-х ёмкостей для хранения добавок в строго заданном количестве от массы основного материала. Смеситель рассчитан для смешивания максимально трёх дозирующих компонентов.
Максимальное количество импульсной подачи материала прядильным насосиком составляет 500 кг/час, максимальная подача добавок составляет не более 10% от веса основного материала. Изменение дозировки добавок производится изменением количества оборотов шнека дозаторов и регулируется изменением частоты привода дозатора. Бункер смесителя оборудован прибором для измерения уровня материала; когда бункер смешивания материалов заполняется до отказа, подача материалов прекращается. Когда уровень заполнения материалов падает, после небольшой задержки дозаторы автоматически запускаются, и вновь происходит подача основного и вспомогательных материалов.
Производство минеральных вяжущих материалов
... древнейших сооружений в Мексике, Великой Китайской стены. [1] Современная строительная техника предъявляет к вяжущим материалам новые высокие требования. Для производства железобетонных изделий и конструкций ... шлакопортландцемента примерно такие же, как и обычного портландцемента, и зависят в основном от минералогического состава клинкера. Шлакопортландцемент при твердении выделяет мало Са ...
Рис. 10. Схема одночервячного экструдера
Подготовленный в смесителе гранулят, самотёком непрерывно поступает в питающее отверстие экструдера. Экструдер (рис.10) состоит из гильзы и шнека диаметром 170мм., поверхность шнека покрыта нитридом 38CrMoAl. Соотношение L/D-30:1. Привод экструдера включает 45 скоростей с передачей крутящего момента 1:20. Максимальная скорость вращения шнека 60об/мин, максимальная производительность экструдера — 500 кг/час. Ведущий электромотор имеет генератор постоянного тока Z4-150-12 c мощностью 160квт. Привод экструдера и загрузочное отверстие охлаждается водой. Охлаждённая вода подаётся из башни охлаждения и имеет температуру 25-400 С. Экструдер разделён на семь электрически обогреваемых зон, мощностью 64 квт, с температурами от 175 до 245°С.В головке экструдера установлен датчик давления расплава. Температура по зонам распределяется следующим образом:
1 зона — 185-200°С
2 зона — 200-220°С
3 зона — 220-240°С
4 зона — 220-240°С
5 зона — 220-240°С
6 зона — 220-240°С
7 зона — 220-240°С
Данная температура может изменяться в соответствии с ПТР полимеров
С помощью шнека экструдера обеспечивается движение гранулята по экструдеру. По мере своего продвижения гранулят плавится, перемешивается, уплотняется и по расплавопроводу подаётся на фильтрацию.
Рис. 11 Фильтр расплава
Фильтр вертикальный (рис. 11), барабанного типа. Обычно в работе одно отделение фильтра, второе — в запасе. В каждом барабане фильтра имеется по 13 фильтрующих элементов. Площадь фильтра составляет 2,5 м2 , тонкость фильтрации — 60 мк. При забивании фильтрующих элементов производится смена барабана при помощи ручного колеса, при этом начинает использоваться другой барабан фильтра. Забитый барабан фильтра может быть вынут и фильтрующие элементы промыты. Максимальное разность давление расплава до и после фильтра не должно превышать 6 МПа, максимальная рабочая температура 310°С. Максимальное рабочее давление 15 МПа. Каждый барабан имеет отдельное выхлопное отверстие для теплоносителя наверху и спускное отверстие внизу для отстоя, чтобы облегчить процесс освобождения в момент переключения. При достижении разности давления расплава до и после фильтра 6 МПа, необходимо произвести переключение барабанов фильтра.
Далее расплав поступает к прядильным дозирующим насосам (рис. 12).
Задачей прядильных насосов является, как можно более точное объёмное дозирование расплава и подача его к щелевой головке. Для этой цели применяется точный шестеренчатый насос с регулированием скорости вращения в диапазоне 0-30 об/мин. Шестеренчатый дозирующий насос состоит из пары находящихся в зацеплении шестерен одинаковых размеров, окруженных со всех сторон корпусом с небольшим зазором. С обеих сторон зубчатого зацепления в корпусе имеется по отверстию для входа и выхода расплава. При вращении шестерен выходящие из зацепления впадины заполняются поступающим расплавом, который затем подается вдоль стенок корпуса на напорную сторону. Там расплав вытесняется вновь входящими в зацепление зубьями и выталкивается ими через выходное отверстие в напорный трубопровод. Подача дозирующего насоса составляет 180 см3 /об. Вращение дозирующий насос получает от двигателя постоянного тока. На рис. 12 изображен однопоточный шестеренчатый дозирующий насос [12].
Теоретические основы экструзии. Виды экструдеров
... расплава, сухое и мокрое формование. В этом реферате мы остановимся на таком процессе переработки материалов как экструзия, рассмотрим теоретические основы этого процесса и виды экструдеров. 1 Теоретические основы экструзии Экструзия ... по конструкции и сочетанию применяемых пластмасс гибридные погонажные изделия. Переработка ... участок шнека. Разделение шнека на зоны условно, поскольку в зависимости ...
Поступающий от прядильных насосов расплав по напорному трубопроводу поступает в прядильную балку, состоящую из фильерного комплекта (Рис. 13) и системы равномерного распределения расплава по ширине фильеры.
Рис. 13 Фильерная балка
Фильерный комплект состоит из: распределительной плиты, изготовленной из жаростойкой стали SUS431 и имеющей размеры 3731 х 216 х 30??? количество отверстий 18987 диаметром 2 мм, комплекта фильтрующих сеток с размером ячеек сетки 60# b 180# и самой фильеры, изготовленной из жаростойкой стали SUS431, имеющей размеры 3731 х 216 х 30 и количество отверстий 18987 с диаметром 0,40 мм. Задачей фильерного комплекта является фильтрование распределённого до этого по всей ширине расплава, равномерное распределение расплава по глубине и равномерное формование его через отдельные капилляры.
Обогрев головки экструдера, фильтра расплава, прядильных насосиков и прядильной балки производится высокотемпературным теплоносителем, поступающим в контур обогрева из 1-ой масляной станции. Температура в масляном контуре 215-2450 С и зависит от ПТР перерабатываемого полимера. Мощность нагревательных элементов 1-го контура обогрева — 96 кВт.
спанбонд нетканый ассортимент продукция
Рис. 14 Отсос мономеров
Во избежание загрязнения фильеры мономерами в прядильной балке установлено 24 отсоса мономеров, распределённых равномерно по всей ширине балки (Рис. 14).
Отсос мономеров производится при помощи мощной воздуходувки с мотором 3,75 квт. На каждом отсосе установлена дополнительно рукоятка регулировки давления. Мономеры отсасываются в сборный бачок мономеров, охлаждаемый водой, где конденсируются и по мере накопления вручную удаляются машинистом экструдера. Отработанный воздух через фильтр выбрасывается в атмосферу. Общее давление отсоса мономеров контролируется на щите управления.
Свойства и закономерности течения расплавов оказывают большое влияние на условия переработки полимеров в готовые изделия. Вытекающие из отверстий фильеры струйки расплава полимера находятся в вязкоупругом состоянии, а, в последствие, они переходят к упругопластическому и упругому состоянию твердого тела, то есть превращаются в нити. Процесс образования элементарных нитей сопровождается изменением реологических свойств системы, вызываемым протеканием теплообменных процессов в зоне формования (охлаждение струек расплава).
При отверждении струек резко возрастает эффективная вязкость, что в свою очередь приводит к уменьшению вязкой составляющей деформации и возрастанию доли обратимой деформации. Область формования от входа расплава в отверстие фильеры до отвода свежесформованных элементарных нитей из зоны формования может быть условно разделена на четыре участка (рис. 15):
Проектирование системы кондиционирования воздуха
... при изучении курса, и приобретение практических навыков расчета и проектирования систем кондиционирования воздуха. Наряду с учебной используется периодическая литература, нормативно-техническая документация, ... другая специальная литература. Все это позволяет грамотно освоить методику проектирования систем кондиционирования воздуха и достигнуть требуемого уровня знаний по дисциплине для последующего ...
- течение вязкой жидкости в канале фильеры;
- расширение струи на выходе из фильеры;
- деформация частично затвердевшей струи;
- полное затвердевание струи с образованием элементарных нитей.
На рис.
15 изображена схема истечения струи из канала фильеры [14]., Рис. 15 Основные участки зоны формирования химических волокон (1-4)
Рис. 16 Зависимость продольного градиента скорости от пути струйки в шахте 1, 2, 3, 4-зоны формования; ХА Хо — точки, соответствующие моментам максимального расширения струйки и затвердевания струйки; L — путь струйки в шахте; г-продолъный градиент скорости;
- оптимальная область вытягивания волокна.
В процессе течения вязкой жидкости через отверстие фильеры (зона 1) происходит развитие профиля скоростей, которое сопровождается явлениями ориентации макромолекул и релаксации входовых напряжений. Профиль скоростей стремится к параболе, при этом степень ориентации повышается от оси к стенке капилляра, так как в этом направлении растет градиент скорости (рис. 16).
Релаксационные процессы обусловлена эластическими свойствами вязких жидкостей, и скорость их протекания невелика. Поскольку отверстия фильеры представляют собой короткие капилляры (1/d составляет от 0,5 до 3), в процессе течения вязких жидкостей через отверстия фильеры не успевает полностью установиться стационарный профиль скоростей и релаксирует только часть входных напряжений, а это оказывает негативное влияние на устойчивость процесса формования. Следовательно, для повышения стабильности процесса формования при подборе фильер необходимо правильно выбрать угол входового конуса отверстия фильеры, диаметр отверстия и отношение 1/d.
На втором участке, на котором вязкая жидкость вытекает из отверстия капилляра, прекращается взаимодействие между стенкой капилляра и текущим расплавом, при этом вследствие релаксации упругих сил происходит дезориентация струй, а параболический профиль скоростей стремится выровняться и стать плоским. Кроме того, в выходной зоне на струю начинают действовать силы поверхностного натяжения, а также механическое усилие отвода формующейся нити. Соотношение перечисленных сил предопределяет процесс формирования струи. В этой зоне продольный градиент скорости принимает отрицательные значения.
На третьем участке струя начинает постепенно утончается практически до постоянной толщины. На этом участке не только изменяется профиль струи, но и происходит резкое изменение вязкости вплоть до образования твердой фазы. Градиент скорости на этом участке вначале возрастает от нуля до максимального значения, а затем постепенно снижается до нуля. В поле положительного продольного градиента скорости в начале участка происходит пластическое течение жидкости, а затем по мере отверждения струи, возможно, протекание ориентационных процессов. В конце третьей зоны возможно первичное структурирование.
В четвертой зоне вследствие высокой вязкости образовавшаяся элементарная нить практически не деформируется, однако продолжаются процессы структурообразования. Градиент скорости на этом участке приближается к нулю, следовательно, ориентационные процессы практически не протекают. Длина этого участка определяется заданной структурой свежесформованного волокна и зависит от скорости протекания процесса структурообразования.
Основы организации строительства систем вентиляции и кондиционирования ...
... свойство струй настилаться на поверхности и возбуждать циркуляционные потоки; д) при недостатках тепла в помещении и выполнении вентиляцией функций системы отопления приточный воздух нужно ... Кроме санитарно-гигиенических требований к вентиляции предъявляют технологические требования по обеспечению чистоты, температуры, влажности и скорости движения воздуха в помещении, вытекающие из особенностей ...
Расплав, выдавливаясь через капилляры фильеры, превращается в филаменты (бесконечные волокна) в результате охлаждения их воздушным потоком в обдувочной кабине. Воздух к обдувочной шахте подаётся с двух сторон из воздушного кондиционера, представляющего собой конструкцию размером 4750х2100х2400 мм и состоящую из 4-х отделений для подготовки воздуха: 1 отделение — фильтрующая камера для всасываемого воздуха (фильтрующий элемент — иглопробивное полотно), 2 отделение — охлаждающая камера, состоящая из медной трубы и алюминиевого радиатора (охлаждающий элемент — охлаждённая вода), 3 отделение — дополнительное охлаждение воздуха (охлаждающий элемент — вода), 4-е отделение — дополнительная фильтрация выходящего воздуха (фильтрующий элемент — иглопробивное полотно).
Воздух в кондиционер засасывается из производственного помещения при помощи воздушного вентилятора модели 9-26-10D мощностью 55 кВт со скоростью вращения электрического мотора/компрессора 1450 об/мин. Объём засасываемого воздуха — 21465 м3 /час, давление воздуха — 5920 кПа.
Обдувочная кабина представляет собой две сеточные панели, состоящие из 4-х направителей воздушной струи и 2-х сеток с размером ячеек 304#, которые позволяют равномерно распределять воздушные потоки по всей ширине кабины. Боковые панели соединяются между собой герметично уплотнёнными дверцами, которые закрепляются специальными винтами. Важными параметрами процесса обдувки является температура охлаждающего воздуха, скорость подачи воздуха и его ламинарность.
После охлаждения волокна поступают в зону вытяжки.
Процесс получения волокнистых материалов аэродинамическим способом принципиально отличается от обычных механических способов формования нити. В этом процессе усилие для вытягивания струи расплава в нить создается потоком воздуха за счет его трения о струю расплава в момент прохождения дутьевого устройства.
Усилие растяжения струи зависит от двух величин — коэффициента трения воздуха о нить и скорости подачи воздуха. С увеличением скорости движения воздуха коэффициент трения снижается, и особенно интенсивно при повышенных скоростях — 350 м/секунду и более. В это время начинается проскальзывание воздуха относительно струи расплава, и ориентационная вытяжка сильно замедляется. Применение сверхзвуковых скоростей движения воздуха обеспечивает медленное увеличение этого усилия [6].
Основными силами, которые приходится преодолевать, являются инерционные силы и сила реологического сопротивления. С увеличением расстояния от фильеры до дутьевого устройства (от 0,2 до 0,7 м) наиболее существенно увеличивается сила реологического сопротивления, которая в основном и обеспечивает увеличение усилия, действующего на струю расплава, и повышение степени ориентации нитей.
Вытяжное устройство состоит из двух коротких вытяжных листов, которые формируют регулируемую вытяжную щель по принципу трубы Вентури, и соединённых между собой герметически закрытыми дверцами (рис. 17).
Проходя вытяжную щель, волокна достигают максимального натяжения, а скорость потока максимума, затем поток становится диффузным и скорость уменьшается, натяжение волокон уменьшается, что создаёт благоприятные предпосылки для укладки волокон на сетчатом транспортёре. Скорость потока воздуха в зоне вытяжки можно регулировать, раздвигая или соединяя боковые пластины регулировочными винтами, расположенными с обеих сторон шахты. Также можно регулировать скорость воздуха по отдельным точкам вдоль нитяного завеса, изменяя положение резиновых воздушных прокладок, расположенных на боковой пластине вытяжного канала, регулировочными винтами, в результате чего изменяется направление движения волокон внутри камеры, скорость воздуха и в конечном результате регулируется равномерность по поверхностной плотности нетканого полотна на сетчатом транспортёре.
Рис. 17. Система вытяжки нити
Выходящий из фильеры пучок нитей обдувается с двух сторон равномерным, направленным в одну сторону потоком воздуха. Обдувочный воздух всасывается вентилятором из помещения или атмосферы, фильтруется в фильтровальной камере, охлаждается или нагревается (в зависимости от температуры атмосферного воздуха) в камере охлаждения и через обдувочные шахты вводится в вытяжное устройство.
Между обдувочными шахтами филаменты, находящиеся еще в пластичном состоянии, с обеих сторон обдуваются охлаждающим воздухом. Конструкция обдувочных шахт позволяет производить равномерную обдувку нитей по всей ширине хода полотна.
Расположенные внутри шахты направляющие устройства обеспечивают равномерность профиля потока. На выходе из шахт выпрямляющие соты обеспечивают прямоточный профиль потока. Обдувочная шахта разделена на две расположенные одна под другой части. В верхнюю часть шахты вдувается кондиционный воздух, в нижнюю часть — воздух, возвращаемый из процесса. С постоянной температурой и скоростью воздух проходит через выпрямители в верхнюю часть обдувочных шахт. Для получения достаточного количества воздуха для вытяжки и укладки филаментов дополнительный воздух через расположенные в нижней части обдувочных шахт выпрямители с обеих сторон направляются на нитевой занавес.
Обдувочные шахты заканчиваются начальным элементом, в котором нити раскладочного блока подводятся к каналу вытяжки. Для этого промежуточный канал выполнен в виде длинной сходящей прямоугольной фильеры. Нитевой занавес проводится через промежуточный канал до щели вытяжного устройства, при этом поступление рабочего воздуха усиливается. Таким образом, вытяжка филаментов до конечного диаметра нити достигается еще в пластичном состоянии.
Выходящие из вытяжного устройства волокна прижимаются потоком воздуха к сетчатому транспортёру, через ПЭТ сетку которого происходит отсасывание вытяжным вентилятором воздуха из обдувочной и вытяжной камеры. При этом происходит превращение отдельных волокон в полотно, для контроля кромки полотна имеется система слежения. Вентилятор модели 9-26-11.2D мощностью 90 квт, скоростью вращения 1450 об/мин. Объём отсасываемого воздуха 30157 м3 /час, давление 7464 кПа. Дополнительный односекционный мотор/компрессор модели 9-26-4.5А мощностью 4 кВт скоростью вращения 2900об/мин. Максимальный поток воздуха 2062 м3 /час, давление 4447 кПа. Максимальная скорость сетки — 140м/мин. Данная скорость рассчитывается следующим образом:
где:
K — подача прядильных насосов, гр/об (величина постоянная — 280,8 гр/об);
G — плотность материала, гр/м 2 ;
- N — скорость вращения прядильного насоса, об/мин;
B — ширина полотна, м
V — скорость сетчатого транспортёра, м/мин
После запуска линии необходимо проверить поверхностную плотность и при необходимости ввести корректировки скорости вращения сетчатого транспортёра.
При помощи трёх вентиляторов воздух распределяется должным образом и обеспечивает необходимое охлаждение, вытяжку и укладку полотна на транспортёре. Отработанный воздух подаётся снова в кондиционер для очистки и охлаждению или выбрасывается в атмосферу (в случае необходимости).
При выходе из шахты с помощью вала предварительного нагрева неуплотнённый нетканый материал подвергается предварительному уплотнению для уменьшения объёмности материала. Обогрев вала предварительного нагрева осуществляется электрическими нагревателями. Температура вала предварительного нагрева не должна быть выше 1400 С.
Сетчатый транспортёр транспортирует волокнистый мат, подвергнутый предварительному уплотнению, к каландру.
В каландре нетканый материал по всей ширине подвергается термическому точечному скреплению за счёт равномерного прижима гравированного и гладкого валов друг к другу и воздействия высокой температуры на материал по выступам гравированного вала. Точечное скрепление приводит к расплавлению волокон в точках, волокна между точечными соединениями остаются свободными, в результате чего сохраняется дышащая способность и высокая паропроницаемость нетканого материала. Площадь скрепления составляет 18-20% от площади гравированного вала. Для обогрева гравировочного и гладкого валов существуют два контура обогрева. В каждом контуре обогрева имеется бойлер для высокотемпературного теплоносителя, который нагревается электроэлементами, насоса для циркуляции теплоносителя, трубопроводов. Температура валов должна быть не более 170°С. Мощность нагревающих масло элементов составляет по 75 кВт для каждого контура. Диаметр вала тиснения и гладкого валов 480 мм. После термического скрепления нагретый нетканый материал охлаждается на гладких валах, охлаждающая вода на которые подаётся из башни охлаждения воды, и через систему направляющих валов подаётся на намоточное устройство.
Наматывающее устройство сконструировано для максимальной рабочей ширины, равной 3600 мм. Максимальный диаметр намотки — 800 мм. Смена рулонов производится автоматически. По сигналу с пульта управления включается в работу обрезное устройство, при этом свободный край нетканого полотна автоматически начинает наматываться на заранее подготовленный металлический валик, а полный рулон отводится из зоны намотки при помощи кран-балки на перемоточную машину. Максимальная скорость намотки — 150 м/мин, максимальный диаметр — 1200 мм. Намоточное устройство оборудовано обрезкой, системой смены рулонов и счётчиком метража.
На перемоточной машине край рулон заправляется через систему направляющих валов на бумажную гильзу, включается обрезное устройство и привод. Минимальная ширина резки 100мм, максимальный диаметр рулона при резке 500 мм. Используются ножи размером 0,5-0,7 мм х 25 мм х 125 мм. Привод мощностью 11 квт. Имеются автоматические счётчики.
Для переработки обрезных краёв полотна имеется экструдер обратной загрузки, что уменьшает количество отходов и издержки производства. Задачей экструдера обратной загрузки является приёмка, уплотнение, расплав, гомогенизация краевых полос и через электрически обогреваемый присоединительный элемент, подача расплава в главный экструдер. Диаметр шнека обратного экструдера 105мм,L:D=1:25, гильза экструдера имеет 5 зон обогрева, обогрев электрический с тепловой мощностью 33 квт. Шнек приводится во вращение моторов с постоянным током 3,75 кВт Максимальная производительность экструдера 50 кг/час. Блок управления осуществляет управление скоростью вращения шнека и температурами в зонах обогрева.
Охлаждение воздушного потока воздуха осуществляется водой в 4-х камерной холодильной машине модели 30НК 115 до температуры 12-15°С.
2.6 Очистка фильер
Для очистки фильеры вынимают из щелевой головки, устанавливают на транспортную раму и отделяют перфорированную пластину от фильерной пластины. С помощью подъемного устройства каждую пластину помещают в электрически обогреваемую печь обжига. Печь обжига предназначена для удаления остатка компонентов расплава полипропилена. После закрытия печи в камеру сгорания подается инертный газ. При температуре 450°С в течение 3,5 часов проводится процесс выжигания застывшего на фильерной пластине и в капиллярах полимера.
Возникающие при этом отходящие газы сгорают в дополнительной камере сгорания при температуре 800°С в пламени газовой горелки. Очищенные от вредных веществ отходящие газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.
По истечении установленного времени обжига обогрев отключается. Оставшиеся в камере сгорания дымовые газы воздуходувкой подаются на дополнительное сгорание.
В камеру сгорания подается охлаждающий воздух, который охлаждает ее до температуры менее 200°С. После охлаждения камера сгорания продувается воздухом в течение 15 минут.
Пластины вынимаются из печи и помещаются в промывочную ванну, в которой остывают до температуры 100°С в течение 30 минут. Затем, очистителем высокого давления пластины очищаются паром с давлением не более 12 МПа при температуре 100°С от оставшихся частиц сажи.
Далее пластины подаются к ультразвуковой ванне очистки. В ванну заливают 600 л деминерализованного воды, в которую добавляется пеноочиститель ультразвуковой «Клисан» 2-5%. На термостате устанавливается температура очистки не более 80°С. При достижении заданного значения температуры, пластины фильеры передаются в ванну, и включается ультразвуковой генератор. Время очистки 10-20 минут.
Далее пластины фильеры очищаются в промывочной ванне и поступают на устройство контроля очистки фильер.
Очищенные части фильеры монтируются и отправляются на установку в щелевую головку или на хранение.
Сетчатая транспортерная лента очищается паром с давлением 8 МПа и температурой 120°С с очистителем высокого давления.
2.7 Нормы технологического режима
Параметры технологического процесса получения нетканого полипропиленового материала
Таблица 5
Параметры технологического процесса получения спанбонда
|
Наименование стадии процесса |
Контролируемый параметр, единица измерения |
Частота и способ контроля |
Нормы и технические показатели |
Критические параметры, влияющие на безопасность процесса |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1.Темперирование гранулята |
1.1 .Количество дней при температуре в цехе |
Постоянно |
3 |
2 |
|
|
2.Плавление гранулята |
2.1 .Температура 1-7 зон обогрева экструдера, °С |
1 раз в смену |
|||
|
1 зона |
175-200 |
200 |
|||
|
2 зона |
195-220 |
220 |
|||
|
3 зона |
205-240 |
240 |
|||
|
4 зона |
210-240 |
240 |
|||
|
5 зона |
210-240 |
240 |
|||
|
6 зона |
210-240 |
240 |
|||
|
7 зона |
210-240 |
240 |
|||
|
2.2.Давление расплава в экструдере, МПа |
1 раз в смену |
11,0-12,0 |
13 |
||
|
3. Формование |
3.1 .Температура расплава, °С, не менее |
Постоянно |
210-232 |
237 |
|
|
3.2.Частота вращения дозирующего насоса, об/мин |
Постоянно |
10-28 |
30 |
||
|
3.3.Давление расплава на выходе дозирующего насоса, МПа, не более |
Постоянно |
5 |
6 |
||
|
3.4. Давление, расплава фильер, МПа, не более |
Постоянно |
3-5 |
6 |
||
|
4. Охлаждение и вытягивание свежесформованных нитей |
4.1.Температура обдувочного воздуха, °С, не менее |
1 раз в смену |
6 |
||
|
4.2.Число оборотов воздуходувок, об/мин, не более |
1 раз в смену |
||||
|
-всасывающей |
2040 |
2040 |
|||
|
-дополнительной |
1800 |
1800 |
|||
|
-охлаждающей |
2000 |
2000 |
|||
|
4.3.Давление обдувочного воздуха, Мпа |
1 раз в смену |
15,0-50,0 |
15,0-50,0 |
||
|
5.Каландрирование материала |
5.1 .Скорость счетного транспортера, м/мин, не более |
Постоянно |
150 |
151 |
|
|
5.2.Скорость передаточного конвейера, м/мин, не более |
Постоянно |
150 |
151 |
||
|
5.3.Скорость вращения гравированного вала, м/мин, не более |
Постоянно |
150 |
151 |
||
|
5.4.Скорость вращения гладкого вала, м/мин, не более |
Постоянно |
150 |
151 |
||
|
5.5.Температура масла для обогрева гравированного вала, °С, не более |
1 раз в смену |
110-160 |
160 |
||
|
5.6.Температура масла для обогрева гладкого вала, °С, не более |
1 раз в смену |
110-160 |
160 |
||
|
5.7. Линейное давление прижима гладкого вала к гравированному, кг/см2 |
1 раз в смену |
50 |
60 |
||
|
6.Наматывание, резка материала и возврат кромочных полос |
6.1 .Скорость вращения намоточного вала, м/мин, не более |
Постоянно |
150 |
151 |
|
|
6.2.Количество ножей для резки материала, шт. |
Постоянно |
3 |
— |
||
|
6.3.Натяжение материала, Н, не более |
Постоянно |
||||
|
-ассортимент 17-42 г/м |
300 |
||||
|
-ассортимент 50-80 г/м2 |
400 |
||||
|
6.4.Температура зон обогрева экструдера обратной загрузки, °С |
1 раз в смену |
||||
|
1 зона |
180-200 |
200 |
|||
|
2 зона |
190-210 |
210 |
|||
|
3 зона |
200-220 |
220 |
|||
|
4 зона |
210-230 |
230 |
|||
2.8 Расчет расхода материалов и основного технологического оборудования для выпуска различного ассортимента готовой продукции
Расчет расхода сырья производится по выбранным параметрам технологического процесса, химическим реакциям и потерям, принятым для производства полипропиленового нетканого материала низкой поверхностной плотности аэродинамическим способом. Потери по переходам принимаются исходя из данных предприятий, выпускающих аналогичную продукцию с корректировкой в зависимости от принятого в проекте технологического процесса и аппаратурного оформления. Потери подразделяются на возвратные и безвозвратные. К безвозвратным относятся потери, которые не могут быть возвращены в производство или направлены на регенерацию.
На проектируемом предприятии все отходы, образующиеся при запуске и переводе установки на другой режим, некачественный гранулят, а также мелкие отходы (краевые полосы), получаемые в процессе разрезания нетканого материала, перерабатываются на специальных установках с последующим использованием полученного гранулята в технологическом процессе. Поэтому в данном производстве отсутствуют реализуемые отходы, используемые для выпуска продукции, не предусмотренной основным ассортиментом предприятия.
Потери сырья по переходам технологического процесса, а также содержание добавок оформлены в виде таблиц (6, 7, 8, 9) в зависимости от ассортимента выпускаемой продукции.
Суточная производительность цеха, из расчета 355 дней в году, принимается равной 7000 кг.
Таблица 6
Потери по переходам технологического процесса и содержание добавок в полуфабрикатах при производстве полипропиленового нетканого материала поверхностной плотности (90-100 г/м 2 ), используемого в строительстве
|
Наименование перехода |
Потери по переходам, % |
Добавки, % |
|||||
|
возвратные |
безвозвратные |
I |
цветной ПКК |
вода |
I |
||
|
1 .Хранение сырья |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,15 |
0,15 |
|
|
2.Подготовка сырья, сушка |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
0 |
0,03 |
0,03 |
|
|
3 .Плавление, фильтрация |
0 |
0 |
0 |
3,3 |
0 |
3,3 |
|
|
4. Формование нитей |
2,1 |
0,3 |
2,4 |
3,3 |
0 |
3,3 |
|
|
5. Формирование холста |
2,8 |
0 |
2,8 |
3,3 |
0 |
3,3 |
|
|
6.Термоскрепление |
0,7 |
0 |
0,7 |
3,3 |
0 |
3,3 |
|
|
7.Нанесение препаратов |
0 |
0 |
0 |
3,3 |
5,1 |
8,4 |
|
|
8.Сушка нетканого материала |
0 |
0 |
0 |
3,3 |
0,1 |
3,4 |
|
|
9. Намотка |
4,6 |
0 |
4,6 |
3,3 |
0,1 |
3,4 |
|
|
10.Сортировка, упаковка |
1,6 |
0 |
1,6 |
3,3 |
0,1 |
3,4 |
|
Процент потерь при регенерации — 5,0
В 7000 кг готового материала содержится:
7000 * 0,967 = 6769 кг полипропилена
7000 * 0,033 = 231 кг красителя.
Расчет нужно вести не на 7000кг ПП, это ПП с добавками, а на 6769 кг
На сортировку поступает полимера: 7000 * 1,016 = 7112 кг/сут.
Возвратные потери составляют: 7112 — 6769 = 343 кг/сут.
На намотку поступает: 7112 * 1,046 = 7439 кг/сут.
Возвратные потери составляют: 7439-7112= 327 кг/сут.
На термоскрепление поступает: 7439 * 1,007 = 7491 кг/сут.
Возвратные потери составляют:7491-7439= 52 кг/сут.
На формование холста поступает: 7491* 1,028 = 7700 кг/сут.
Возвратные потери составляют: 7700-7491= 209 кг/сут.
На формование нитей поступает: 7700* 1,024 = 7884 кг/сут.
Возвратные потери составляют: 7884* 0,021 = 165 кг/сут.
На подготовку сырья поступает: 7884* 1,004 = 7915 кг/сут.
Возвратные потери составляют: 7915* 0,002 = 16 кг/сут.
Все возвратные потери направляются на регенерацию. Общее количество возвратных потерь составляет:
343 + 327 + 52 + 209 + 165 + 16 = 1112 кг/сут.
После регенерации возвращается полипропилена:
1112*0,95 = 1056 кг/сут
С учетом возврата полипропилена в производство расход составит:
7915-1056=6859 кг/сут
Удельный расход полипропилена для данного ассортимента составит:
6859/7000= 0,979 кг/кг
Расход красителя: 6859* 0,033 = 226 кг/сут
Расход с учетом потерь: 226 * 1,05 = 237 кг/сут
Удельный расход красителя: 237/ 7000 = 0,0338 кг/кг
Расчет основного технологического оборудования:
Суточная производительность линии KT-SP-3600:
(ш*р*V*24*60Kро-Кпв)1000 = (3.6*100*17*24*60*0,92*0,963)/1000 = 7807 кг/сут,
где ш — ширина нетканого материала 3,6 м;
- р — средняя поверхностная плотность нетканого материала равная 100 г/м2;
- V — скорость приема 17 м/мин;
- Кро=0,92;
- Кпв=0,963.
Количество агрегатов:
Мр = Проектируемая производительность (кг)/ Производительность линии
Муст = округляем Мр в большую сторону
Рассчитываем Коэффициент загрузки оборудования.
Кзо = Мр/Муст
Кзо должен быть в пределах 0,7-0,95
Заключение
Для получения полипропиленового нетканого материала использован высокопроизводительный агрегат KT-SP-3600.
Количество установленных агрегатов — 1 шт. с производительностью 7807 кг/сутки.
В расчётах объём производимой продукции 7000 кг/сутки.
Таким образом для обеспечения предприятия необходимым количеством спанбонда 100 гр/м 2 необходимо одна линия KT-SP-3600.
1. http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=593
2. Шур A.M. Высокомолекулярные соединения. — М.: Высшая школа, 1981. 656 с.
3. Крессер Т. Полипропилен. Издатинлит, 1963, 138 с.
4. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений, М.: «Химия», 1976, 440 с.
5. Конкин А.А., Зверев М.П. Полиолефиновые волокна, М.: «Химия», 1966, 280 с.
6. Зазулина З.А., Дружинина Т.В., Конкин А.А. Основы технологии химических волокон. — М.: Химия, 1985.
7. Синдеев А.А., Харьков Б.А. Получение нетканых материалов прямым формованием из расплавов полимеров // Журнал «Химические волокна», 1981, №3, с. 23-28.
8. Nonwovens. Worldwide spunbond expansion. Всемирное расширение производства «спанбонд» // Chem. Fibers Int. [Man-made fiber year book.] — 1996, c.82-83.
9. Исаева В.И., Айзенштейн Э.М., Соболева O.H. Производство и потребление полипропиленовых волокон и нитей в мире. // Журнал «Химические волокна», 1997, №5, с. 3.
10. Шавкин В.И. «Нетканые материалы в России: курс на техническое развитие». Сб. докладов Международной научно-технической конференции «Новые высокоэффективные нетканые материалы для защиты человека и окружающей среды от техногенных воздействий», г. Серпухов, 2005 г.
11. Дружинина Т.В., Скокова И.Ф., Слеткина Л.С., Линяев В.А. Сборник технологических задач по производству химических волокон: Учебное пособие для вузов. — М.: «Химия», 1995, 240 с.
12. Оборудование для производства нетканых материалов из расплавов полимеров / Белозеров Б.П. // Обзорная информация. — ЦНИИТЭИЛЕГПРОМ, 1973.
13. Генис А.В. Получение волокнистых материалов из расплавов полимеров аэродинамическим способом. Учебное пособие, М., РосЗИТЛП, 2002, 31 с.
14. Жиганов И.К., Янков В.И., Алексеев Е.Н., Генис А.В. Математическая модель аэродинамического способа формования волокон из расплавов полимеров // Журнал «Химические волокна», 1988, №4, с. 23-25.
15. Т.Н. Матвеева, «НефтьГазПромышленность»
