Бучильные котлы

б

БУЧИЛЬНЫЕ КОТЛЫ, варочные котлы, в текстильном деле, аппараты для бучения (отварки) растительных волокнистых материалов в различных стадиях механической обработки с целью подготовки их к белению. Первоначально бучение производилось в котлах при обыкновенном давлении без планомерной циркуляции щелочи, и вследствие этого волокнистые материалы отваривались медленно и несовершенно. Когда бучение начали рассматривать как обезжиривание - первую стадию беления, - то для ускорения и усиления обезжиривания щелочами стали прибегать к бучильным котлам высокого давления с циркуляцией (при давлении выше 1 atm и температуре выше 100°). С. Барлоу и Дж. Пендлбери предложили сдвоенные бучильные котлы высокого давления, где циркуляция щелока из одного котла в другой и обратно происходит под давлением пара, который одновременно служит и для нагрева раствора. Котлы Барлоу и Пендлбери с инжектором Кертинга получили распространение, кроме Англии, в Германии, Франции, России. Эти котлы давали возможность производить бучение при повышенном давлении (3—5 atm), но циркуляция все же была недостаточна. Существенное нововведение для усиления циркуляции сделала фирма Шейрер-Ротт, применив кроме инжектора насос. Особенно пригодным оказался центробежный насос, с помощью которого достигается равномерная циркуляция щелока. Бучильные котлы с центробежным насосом работают экономичнее и, по данным фирмы, дают при 8-часовой варке такой же результат, как котлы без насоса в 36 ч. Применение насоса позволило уменьшить количество циркулирующей щелочи и расход пара. Недостатком инжектора оказалось то, что в открытых чанах им нельзя пользоваться при температуре кипения, а лишь при 70°; в закрытых котлах давление д. б. во всяком случае на 1 atm ниже давления пара, которым производят инжектирование; затем, при пользовании инжектором происходит разбавление щелочи, а менее концентрированная щелочь медленнее действует омыляющим и эмульгирующим образом на жиры, воски и другие примеси хлопка.

Следующим этапом в усовершенствовании конструкций бучильных котлов было введение подогревателей для циркулирующей щелочи. До этого обогрев производили острым паром и глухим (с помощью змеевиков). Наиболее рациональная конструкция трубчатого подогревателя была предложена фирмой Шейрер-Ротт. Это - закрытый железный цилиндр со стенками толщиной 8 мм, длиной 3,25—3,7 м, диаметром 0,7—0,8 м; внутри находятся 30—40 вертикальных трубок диаметром 54—60 мм, высотой 3,13—3,56 м, с поверхностью нагрева около 30 м2. По трубкам циркулирует раствор едкого натра (у Шейрер-Ротта - при помощи насоса Мажино, с производительностью 1,2—1,8 м3 в 1 мин., при 900—1000 об/сек.), а снаружи, в т. н. паровой камере, циркулирует пар, нагревающий щелочь; т. о. пар здесь не приходит в соприкосновение со щелочью и не разбавляет ее. Эта конструкция подогревателя в общем сохранилась и у современных бучильных котлов (в подогревателях Циттауского машиностроительного завода вместо вертикальных цилиндрических трубок устанавливают U-образные трубки, внутри которых циркулирует пар, а вне - раствор щелочи; это делается для того, чтобы образующаяся при бучении накипь оседала на наружной поверхности трубок, что облегчает их чистку). Работа с подогревателями дает экономию топлива: вместо 14 кг угля на каждые 100 м ткани расходуется при подогревателе лишь 9—10 кг. Первоначально в подогревателях видели лишь приспособление, уменьшающее расход пара, но затем выяснилось, что при применении подогревателей щелочь не разбавляется и процесс бучения ускоряется.

Для ускорения загрузки и разгрузки бучильных котлов фирма Маттер-Платт сконструировала горизонтальные бучильные котлы, в которых отварка производится в вагонетках. После бучения вагонетки выкатывают, а на их место вкатывают новые, загрузка которых производится заблаговременно. Фирма Гаубольд в Хемнице предложила для той же цели вертикальные котлы, состоящие из трех разъемных неравных частей. Средняя часть, склепанная из железных листов, предназначается для загрузки и бучения товара; она подвижна и исполняет роль вагонетки предыдущей системы. Нижняя часть неподвижна, верхняя - служит крышкой. После варки средняя часть выкатывается для разгрузки, а на ее место ставят запасную, загруженную товаром. Чтобы приблизить операции бучильных котлов к непрерывно действующим, фирма Гебауер (ныне ВУМАГ) предложила систему четырех небольших котлов, по 400—500 кг вместимостью каждый: вследствие сравнительно небольшой загрузки происходит быстрая отварка, причем одновременно варка ведется в двух котлах, а в третьем и четвертом происходит разгрузка и загрузка. В бучильных котлах системы Тиса-Герцига-Матезиуса конструкторы стремились к тому, чтобы увеличить производительность, улучшить циркуляцию, уменьшить расход пара и щелочи путем использования тепла отработанного щелока и конденсата пара, механизировать загрузку котла (с помощью хоботового устройства), тщательно удалить воздух из ткани во избежание образования оксицеллюлозы.

В дальнейшем фирмой Гебауер были предложены т. н. секционные котлы, имеющие разделенную на секции перфорированную внутреннюю стенку, концентричную наружной стенке бучильного котла. Благодаря этому между стенками котла и перфорированной стенкой собирается раствор щелочи, откуда он засасывается во внутреннюю циркуляционную трубу по радиусам, просасываясь через товар. Такое же улучшение циркуляции имеет в виду и прохоровская система бучильных котлов.

Все сказанное относится преимущественно к бучильным котлам, применяемым для волокнистых материалов в т. н. упакованном виде: для ткани в жгутах, пряжи в мотках и непряденых волокон. Однако имеется целый ряд тканей, которые при такой обработке дают замины, засечки и другие браки, отражающиеся на качестве товара. Для них были предложены бучильные котлы врасправку (Джексона, Хренникова). Работа врасправку привела к постройке непрерывно действующих бучильных котлов (Гретера-Бенца), однако до сих пор удовлетворительных непрерывно действующих бучильных котлов для тканей врасправку не имеется.

В настоящее время для бучения применяются следующие системы: I) Бучильные котлы для тканей жгутом, пряжи в мотках, непряденых растительных волокнистых материалов в упакованном виде. 1) Вертикальные бучильные котлы высокого давления (Циттауского машиностроительного завода, Гаубольда, Порница в Хемнице, ВУМАГ в Герлице, Маттер-Платта в Манчестере и др.) строятся разных размеров, диаметрами 1,3—2,1 м, высотой 1,8—3 м (т. е. высота больше диаметра), емкостью до 12,5 м3, с толщиной стенок до 15 мм, с загрузкой товара до 3500—4000 кг (плотность загрузки 200—250 кг в 1 м3). Наиболее употребительны котлы емкостью 600—1500 кг, причем для ткани применяют большие размеры, а для пряжи малые. Давление в них м. б. доведено до 3—5 atm; циркуляция осуществляется инжекторами, насосами, а нагрев - непосредственным впуском острого пара, глухим паром при посредстве змеевиков и подогревателей обыкновенного и удлиненного типа. В зависимости от этих различий приняты следующие конструкции вертикальных бучильных котлов. а) Бучильные котлы с инжектором (для пряжи) (фиг. 1).

Бучильный котел с инжектором (для пряжи)

Наиболее распространены котлы для 600—1200 кг пряжи; бучильные котлы для 1000—1200 кг имеют диаметром около 2 м, высоту 2,4 м, полезную емкость 5 м3. На дне котла находится перфорированная решетка а (ложное дно), посредине котла проходит центральная труба б, по которой циркулирует раствор щелочи. Острый пар, попадая в эту трубу снизу, увлекает раствор щелочи с собой; по выходе из трубы раствор ударяется о тарелку в, привинченную к крышке, вследствие чего разбрызгивается и падает в виде дождя на поверхность пряжи, просасывается через нее, собирается внизу котла между ложным дном и днищем и опять увлекается паром, проходя через щели в нижней части трубы. Работа в этом инжекторном котле производится следующим образом. В котел загружают пряжу в количестве 1000—1200 кг, наливают раствор едкого натра (обыкновенно в количестве 3:1 по весу пряжи) и покрывают пряжу перфорированной решеткой, для того чтобы она не всплывала; закрывают крышку, пускают острый пар, причем происходит нагревание котла и продувка его при открытом воздушном кране. По удалении воздуха воздушный кран закрывают, затем доводят давление в котле до требуемого; с этого момента начинается варка, которая сопровождается циркуляцией щелочи. По окончании бучения спускают давление, спускают отработанный раствор едкого натра, промывают пряжу водой и разгружают котел. В описанном бучильном котле циркуляция производится с помощью инжектора по трубе, находящейся внутри котла. В инжекторных бучильных котлах Маттер-Платта имеется одна циркуляционная труба вне котла, а в системе Аллена - четыре циркуляционных трубы вне котла. Инжекторные бучильные котлы применялись раньше и для бучения ткани, б) Бучильные котлы с центробежным насосом. В этих вертикальных котлах циркуляция щелочи происходит с помощью центробежного насоса, причем циркуляционные трубы м. б. наружные (например, бучильные котлы высокого давления, типа «КА» Циттауского машинострроительного завода) или внутренние (например, бучильные котлы высокого давления завода Гаубольда). Нагревание здесь производят с помощью острого пара и глухого (змеевики расположены на дне котла), в) Бучильные котлы с подогревателем (обыкновенным и удлиненным). Эти котлы применяются для бучения пряжи и тканей весом до 3500 кг. Особенностью их является (фиг. 2) трубчатый подогреватель Б, с помощью которого происходит нагревание раствора щелочи.

Бучильный котел с подогревателем

В остальном эти котлы не отличаются от бучильных котлов с центробежным насосом: внутри котла имеется перфорированная решетка а и центральная циркуляционная перфорированная труба б. Циркуляция щелочи производится в бучильном котле сверху вниз след. образ.: раствор щелочи из нижней части котла нагнетается насосом через трубы подогревателя (у подогревателей Циттауского завода внутри трубок проходит пар, а вне их щелок) и оттуда подается в верхнюю часть котла; отсюда, с помощью тарелки в, привинченной к крышке, он разбрызгивается и падает в виде дождя на поверхность ткани, просачивается через нее частью в циркуляционную трубу, а частью непосредственно к низу котла, где собирается и опять засасывается насосом. Подогреватели бывают нормальные и удлиненные; у последних уровень раствора щелочи выше, чем в бучильном котле, что дает возможность весь бучильный котел заполнить раствором щелочи и, следовательно, полностью вытеснить воздух из товара; т. о. устраняется ослабляющее действие воздуха на товар. После загрузки ткани наполняют котел раствором щелочи, продувают его паром; после отварки и охлаждения ткани ее промывают и разгружают котел.

Расход пара 1—1,5 кг на 1 кг ткани; на насос расходуется от 2,5 до 4 л. с. (в зависимости от размеров котла), г) Секционные бучильные котлы ВУМАГ (фиг. 3) с удлиненным подогревателем Б отличаются от предыдущих лишь тем, что имеют внутреннюю перфорированную стенку г концентрично наружной стенке д; образуемый при этом зазор разделен на секции, в которых собирается раствор едкого натра.

Секционный бучильный котел ВУМАГ

2) Бучильные котлы Барлоу представляют собой двойные железные цилиндрические вертикальные котлы (фиг. 4) А и Б, диаметром 2 м, высотой 3 м, вмещающие по 1600 кг ткани каждый.

Бучильный котел Барлоу

Они соединены друг с другом трубами М и Л. Внутри каждого котла находится центральная перфорированная труба, соединяющаяся посредством трехходовых кранов с паровой трубой и трубами М и Л. В верхнем днище устроены лазы К и И для загрузки ткани, с герметическими крышками, а внизу котла имеется дырчатое ложное дно. Работа в этих котлах производится след. образом. Котлы загружаются хлопковой тканью в виде жгута в течение 1,5—2 ч. (в количестве 3200 кг); укладку производят подростки, которые залезают внутрь котла и укладывают ткань ровными петлями. Ткань предварительно замачивают в клапо в растворе щелочи (чаще всего употребляется известковое молоко). Затем в один из котлов добавляют раствор щелочи, закрывают крышки и приступают к продувке котлов паром для вытеснения из них воздуха; эта операция длится 3 часа при переключении вентилей через каждые 0,5 часа. После этого воздушные краны закрывают, и начинается варка, продолжающаяся 8—9 ч. при давлении в 2 atm. Перемена направления циркуляции щелочи из одного котла в другой происходит через каждые 0,5 ч. По окончании бучения открывают воздушный кран, спускают давление, щелочь выливают, в котел впускают воду для промывки товара и затем разгружают. Недостатками этих бучильных котлов являются: а) продолжительность загрузки и разгрузки, б) необходимость внимательного наблюдения за своевременным переключением вентилей, в) разбавление щелочи во время бучения и г) несовершенство циркуляции. Такие котлы сохранились лишь на немногих фабриках.

3) Варочно-отбельные аппараты применяются одновременно для бучения и беления. Преимущество этих аппаратов в том, что они в известные периоды являются непрерывно действующими, так как все операции отбелки - бучение, спиртовка, кисловка с промежуточными промывками - совершаются в них без перекладки материи; это имеет большое значение для тех волокнистых материалов, для которых такая перекладка является вредной или кропотливой, например, для трикотажных, чулочных изделий, крестовых шпуль и т. п. Примером такого рода аппаратов может служить тип «SS» Циттауского завода (фиг. 5).

Варочно-отбельный аппарат применяется одновременно для бучения и беления

Он строится на 250, 500 и 1000 кг товара; чаще всего на 500 кг. Аппарат этот представляет собой деревянный чан А, прямоугольного сечения, размерами 1,5 х 1,5 х 1,5 м, с толщиной стенок в 50 мм. На дне чана имеется перфорированная решетка а (ложное дно), на которую укладывают волокнистый материал. Раствор едкого натра циркулирует в чане сверху вниз с помощью центробежного насоса Б из фосфористой бронзы по свинцовым трубам В. Раствор снизу подается насосом наверх, где разбрызгивается и распределяется с помощью верхней перфорированной решетки б по всей поверхности товара; затем он просачивается вниз и опять поступает в насос. Для нагрева щелочи до кипения применяют острый пар, а для поддержания этой температуры во время процесса - глухой (с помощью змеевика, уложенного на дне котла,). Во время варки котел закрывают крышкой, через которую проходит отводная труба, соединяющая котел с внешним воздухом. Расход пара на 1 кг товара при одной варке составляет около 1,5—2 кг; на насос расходуется 1,5—2 л. с. Недостатком этого аппарата является невозможность получения хорошей бели вследствие варки при обыкновенном давлении.

4) Бучильные котлы Маттер-Платта, Г. П. 35 699 (Фиг. 6а и 6б), - горизонтальный железный цилиндр А, у которого на дне проложена пара рельсов; по ним вкатывают две железные вагонетки а, содержащие ткань для бучения.

Бучильный котел Маттер-Платта

Эти котлы строят емкостью на 1250, 2500 и 3300 кг ткани. Для 2500 кг хлопковой ткани котел имеет диаметр 2,15 м, длину 4,1 м; толщину стенок 12 мм. Каждая вагонетка вмещает 1000—1250 кг ткани. Размеры ее: 1,85 x 1,9 x 1,4 м; объем - 5 м3; плотность загрузки ткани - 250 кг в 1 м3; боковые стенки концентричны стенкам котла.

Бучильный котел Маттер-Платта

На дне каждой вагонетки имеется решетка б, а под ней отверстие в, расположенное над отверстиями трубы г, проложенной по дну бучильного котла и соединенной в свою очередь трубой с центробежным насосом Д. Котел закрывается массивной крышкой Е, которую можно поднимать и опускать с помощью цепи ж, соединенной одним концом с крышкой, а другим концом с валиком з червячной передачи. Крышка, направляемая при опускании гладкими рейками, скользит между передней частью котла и неподвижной станиной и, образующей вторую направляющую поверхность под небольшим углом к первой, и заклинивается между ними, герметически закрывая котел. Для поднятия крышки приводят в движение с помощью трансмиссии червячную передачу; тогда цепь наматывается на валик зубчатой шестерни, приобретающей вращение от червяка. Для нагревания циркулирующего раствора едкого натра служит трубчатый подогреватель Б, высотой 2,4 м и диаметром 0,5 м. Когда центробежный насос Д начинает работать, то он засасывает раствор едкого натра снизу котла и накачивает его через трубки подогревателя в верхнюю часть котла, откуда щелок через два отверстия к, к попадает на тарелки, находящиеся под этими отверстиями, разбрызгивается ими в виде дождя, затем просасывается через ткань, проходит через трубки в в трубу г, находящуюся на дне котла, и опять идет к насосу. Это - т. н. верховая циркуляция (низ котла, насос, подогреватель, верх котла, тележки, низ котла), но бывает и низовая циркуляция, которая совершается следующим обр.: раствор едкого натра подается насосом по нижней трубе через подогреватель и трубу о в трубу г, проходит через ткань, переливается через края вагонеток, собирается на дне бучильного котла, откуда через отверстие у задней стенки котла н опять забирается насосом (по схеме: насос, подогреватель, низ котла, тележки, низ котла, насос).

Котел снабжен предохранительным клапаном, водомерным стеклом и манометром. Для уменьшения расхода тепла через лучеиспускание и теплопроводность стенки котла, подогревателя, трубопроводов покрыты изоляцией. Котел рассчитан на бучение при 3 atm, обыкновенно же варку производят при 1—2 atm. Хлопковая ткань укладывается в вагонетки вручную или с помощью хоботового устройства (продолжительность загрузки 1,5 ч.), причем иногда ткань предварительно замачивают в клапо в растворе едкого натра (10—12 г в 1 л). После укладки ткань покрывают холстом и кладут сверху куски рельсов, которые давят на ткань и не дают ей спутаться во время бучения. Затем вагонетки с помощью ворота, приводимого в движение от трансмиссии, вкатывают в бучильный котел и закрывают последний крышкой. В котел снизу (при низовой циркуляции) задают раствор едкого натра в таком количестве, чтобы всего раствора в котле оказалось около 6000 л (с концентрацией NaOH 10—12 г на 1 л). При заполнении котла открывают воздушный кран для удаления воздуха. Затем воздушный кран закрывают и продолжают нагревание щелока с помощью подогревателя, поднимая давление в котле до 2 atm (до 130°); при таком давлении варка длится 7—8 часов, причем производят отчасти верховую, а отчасти низовую циркуляцию. По окончании варки впуск пара в подогреватель прекращают, но циркуляцию щелока насосом продолжают; когда же щелок несколько охладится и давление в котле упадет, прекращают работу насоса, спускают отработанный щелок и дают котлу окончательно охладиться. Иногда ткань промывают в котле сначала горячей водой, а затем холодной (полчаса), и после промывки вагонетки с тканью выкатывают. Расход пара на бучение 1 кг ткани - 1—1,3 кг; на насос расходуется 4 л. с. Достоинства бучильных котлов этой системы - быстрая нагрузка и разгрузка: здесь нагрузка ткани производится вне котла, и поэтому перерыв в бучении м. б. ограничен лишь тем временем, которое требуется на передвижение вагонеток. Недостатками же этого котла являются: а) неисправная циркуляция раствора едкого натра, который иногда больше стекает по наружным стенкам вагонетки, чем проникает в ткань; б) неравномерная циркуляция, обусловленная тем, что во время бучения ткань несколько садится и щелок циркулирует преимущественно в щелях, образовавшиеся между тканью и стенками вагонетки, вследствие чего происходит неравномерная варка. Несмотря на все эти недостатки, бучильные котлы Маттер-Платта имеют довольно большое распространение и применяются для бучения и хлопковой и льняной ткани.

5) Бучильный котел прохоровской системы, сконструирован С. Прохоровым и О. Миллером, состоит из вертикального цилиндрического котла, трубчатого подогревателя и центробежного насоса. Наиболее распространены котлы для 4500—5000 кг ткани, вместимостью 20 м3, с плотностью загрузки в 225—250 кг в 1 м3. Варочный котел (фиг. 7) представляет железный котел А, имеющий сверху и снизу днища; диаметр котла 2,6 м, высота 4 м, толщина стенок 12 мм; внизу котла имеется дырчатое ложное дно, а в центре находится железная перфорированная труба Г диаметром 0,23 м; снизу она закрыта и прикреплена к ложному дну, а сверху проходит через верхнее днище и соединяется трубой с подогревателем.

Бучильный котел прохоровской системы

Для усиления радиальной циркуляции по периферии, у стенок котла, расположены 12 железных перфорированных трубок Д, диаметром 760 мм; трубки сверху закрыты, а внизу открыты, упираются в ложное дно и соединяются с камерой З, т. е. с пространством между нижним днищем и ложным дном котла. В верхнем днище устроены два лаза К, через которые загружается ткань. Подогреватель В имеет диаметр 975 мм, высоту (цилиндрической части) 1,98 м и заключает в себе 121 трубку с общей поверхностью нагрева 30 м2. По трубам подогревателя циркулирует раствор едкого натра, а в паровой камере подогревателя пар-конденсат проходит через конденсационный горшок Н. Центробежный насос Б обладает производительностью в 125—145 м3 в 1 час при расходе 10 л. с. Особенность этого бучильного котла заключается в более интенсивной радиальной циркуляции раствора едкого натра: последний засасывается насосом из камеры 3 и нагнетается через трубы подогревателя в верхнюю часть котла, в центральную трубу Г; в виду того, что последняя снизу закрыта, раствор едкого натра проходит через отверстия, расположенные по всей длине трубы. Равномерному распределению щелока по этой трубе способствует также внутренняя труба, доходящая почти до дна первой. После этого щелок проходит гл. обр. в радиальном направлении через всю толщу ткани, стекает в перфорированные трубки и, так как они внизу открыты, собирается в камере 3, откуда опять засасывается насосом. Ход бучения в бучильных котлах прохоровской системы заключается в следующем. Хлопковую ткань, замоченную в клапо (водой или раствором едкого натра), закладывают в котел в два жгута через оба лаза, на что требуется 3—З,5 ч. в зависимости от сорта ткани. После загрузки в котел задают раствор NaOH (10 г в 1 л), который забирается насосом из бака и подается через трубки подогревателя в котел. После наполнения котла (для чего требуется 16000 л) производят продувку паром при открытом воздушном кране для удаления воздуха из котла. Продолжительность этой операции 35—40 минут. Затем воздушный кран закрывают и начинают варку, продолжающуюся 7—8 часов при 2—3 atm (132—143°). Во время варки происходит исключительно низовая циркуляция раствора едкого натра. Расхолаживание котла после варки продолжается 1 ч. Для этого в камеру подогревателя вместо пара пускают холодную воду, вследствие чего раствор едкого натра, имеющий температуру 132—143°, охлаждается до 50°, а холодная вода нагревается с 5 до 50°; эту воду, в количестве 15500 л, собирают в бак и ею промывают ткань в котле, заставляя воду циркулировать обычным путем в течение 1—1,5 часов, после чего ее спускают в канаву. После этого следуют еще две промывки холодной водой, по 1,5 ч. каждая. После промывки ткань выгружают из котла в течение З,5 часов. Вся работа в этом котле продолжается 20 ч., из которых на варку идет 7—8 ч. Преимущества бучильных котлов прохоровской системы: а) легкая радиальная циркуляция, вследствие чего подкладка хорошо отваривается уже с одной варки; б) небольшой расход пара; в) простота конструкции; г) меньшее пространство, занимаемое ею по сравнению с горизонтальными котлами. К недостаткам системы относятся: а) отсутствие обратной циркуляции, б) продолжительность загрузки и разгрузки. Расход пара на 1 кг ткани 0,85—1 кг; расход NaOH - 4,4% (по весу ткани); на насос расходуется 6—10 л .с.

6) Бучильные котлы Тиса-Герцига-Матезиуса (фиг. 8) строятся вместимостью до 15000 кг товара, причем чаще всего употребляются котлы для 5000—7500 кг.

Бучильный котел Тиса-Герцига-Матезиуса

Система этих бучильных котлов состоит: из собственно варочного котла А, двух вспомогательных - левого Б и правого В, трубчатого подогревателя Г, сборника И для конденсационной воды из подогревателя, центробежного насоса, четырехходового крана, соединяющего варочный котел со вспомогательными котлами, хоботового устройства для укладки товара М, электромотора и воздушного насоса. Для котла, который вмещает 5000 кг хлопковой ткани, главные части имеют следующее устройство и размеры. Варочный котел представляет железный цилиндр, склепанный из двух листов, толщиной 12 мм; он имеет несколько коническую форму, причем диаметр верхней части котла - 2900 мм, высоту - 2700 мм. Внизу котел имеет ложное дно из круглого диска и 20 отдельных секторов. К нижнему днищу приделана цилиндрическая приставка К. Полезная емкость котла 17,5 м3, плотность загрузки 286 кг ткани в 1 м3. После загрузки на ткань кладут железный баллон Д, весом 600 кг, имеющий назначение разбрызгивать раствор едкого натра равномерно по всей поверхности ткани и не давать товару спутываться во время варки. После установки баллона в горловине крышку котла закрывают, привинчивая ее 25 откидными болтами. Весь варочный котел установлен на кирпичном фундаменте Л. Вспомогательные котлы железные цилиндрические, каждый емкостью в 16 м3, - установлены отдельно на трех чугунных колоннах, причем правый котел служит для сбора вторых промывных вод после второй варки и конденсата при обеих варках, а левый - для сбора первых промывных вод после второй варки и для заготовления раствора едкого натра для второй варки. Трубчатый подогреватель Г состоит из 91 трубки, с общей поверхностью нагрева 70 м2. Сборник И конденсационной воды (из подогревателя) - железный цилиндрический сосуд, диаметром 700 мм, емкостью 330 л. Центробежный насос для циркуляции раствора едкого натра имеет производительность 500 л в мин. при 245 об/мин. Хоботовый аппарат для укладки товара в варочный котел состоит из медной воронки, диаметром 600 мм, и труб, телескопически входящих одна в другую и подвешенных на шарнире Кардана. Ткань в два жгута, проходя через баранчик, попадает в воронку, затем в трубу этого аппарата и подается в котел, где и укладывается. Мотор постоянного тока, мощностью 15 л. с. Для уменьшения потери тепла варочный котел, вспомогательные котлы и подогреватель покрыты асбестово-пробковой изоляцией. Вся установка занимает площадь около 10 x 6 м.

При загрузке котла пускают в ход воздушный насос, выкачивающий воздух из цилиндра К, и получаемое разрежение (до 40—50 см) способствует упрессовке ткани. После заполнения котла тканью прекращают подачу щелока из правого котла; щелок же, находящийся в варочном котле, отсасывают насосом и направляют в правый котел. Когда котел совершенно заполнен тканью, ее покрывают грубым холстом, поверх кладут разбрызгивающий баллон Д и закрывают крышку. Ткань во время этой операции нагревается с 20 до 50° за счет тепла раствора едкого натра, который охлаждается с 90 до 50°. Раствор едкого натра, применявшийся для укладки и нагрева ткани, больше не нужен, и его спускают в канаву. Из левого вспомогательного котла Б, содержащего 16000 л раствора едкого натра, с концентрацией 7—8 г на 1 л и температурой 90° (первые промывные воды второй варки), перекачивают 10000 л этого раствора в варочный котел и приступают к первой стадии 1-й варки. Продолжительность подготовительных операций (загрузка котла тканью и наполнение его щелочью) 5 ч., а первой стадии 1-й варки - 4 ч. Варка происходит при 2—2,5 atm давления при 135° в растворе NaOH (7—8 г в 1 л) при низовой циркуляции щелока. Т. к. из левого котла выкачали 10000 л щелока, то в нем образуется вакуум, усиливающий циркуляцию раствора NaOH. При этой операции необходимо следить за тем, чтобы давление в левом котле было меньше, чем в верхней части варочного котла, для чего в случае надобности давление спускают, открывая в левом котле клапан; обыкновенно разница в давлении поддерживается в 0,3—0,5 atm. Образующийся в паровой камере подогревателя конденсат с температурой 125° собирается в сборнике И, откуда перекачивается (давлением пара в 2—4 atm) в правый котел. Вторая стадия 1-й варки характеризуется верховой циркуляцией едкого натра, которая продолжается 1 час при температуре 135° и давлении в 2—2,5 atm. Раствор NaOH, находящийся в варочном котле после 1-й варки в количестве около 9000 л (1,5 г в 1 л), спускают в канаву, но так как он обладает большим запасом тепла (около 133°), то предварительно им обогревают щелок, заготовленный в левом котле для 2-й варки. С этой целью отработанный щелок из варочного котла под давлением пара медленно направляют в камеру подогревателя, а свежий щелок (раствор NaOH в количестве 5000 л) из левого котла заставляют циркулировать по трубам подогревателя, причем он нагревается до 120—125°. После спуска отработанного раствора NaOH с температурой 70° следует промывка тканей в варочном котле горячей водой температурой 120°, для чего идет конденсат, собранный во время 1-й варки в правом котле. Промывку производят, незначительно понижая температуру и давление в варочном котле. Эта операция продолжается 1 ч. После того раствор свежего NaOH, подогретый до 125—128°, подают насосом из левого котла в варочный котел. После перекачки 5000 л этого раствора начинается 2-я варка, продолжающаяся 4 часа при температуре 135° и давлении в 2—2,5 аtmв растворе NaOH, содержащем 12 г в 1 л, при верховой циркуляции. В камеру подогревателя пускают пар для обогревания циркулирующего щелока. Получаемый при этом конденсат с температурой 125° стекает в сборник, а оттуда нагнетается в правый котел. Этот конденсат служит для промывки ткани после второй варки.

После 2-й варки процесс бучения закончен. Отработанный раствор NaOH перекачивают в левый котел и приступают к промывке, пользуясь конденсатом, собранным в правом котле. Однако горячей воды для промывки не хватает, поэтому дополнительно промывают холодной водой. Т. о. в левом котле собирается 16000 л промывных вод (после 2-й варки), содержащих 7—8 г NaOH в 1 л, с температурой 90—95°. Эти промывные воды, как уже было указано, служат для 1-й варки той хлопковой ткани, которая будет вновь загружена. После заполнения левого котла продолжается промывка ткани холодной водой, которая собирается в правом котле; когда в нем соберется 7500 л промывных вод с температурой 90—95° и содержанием NaOH от 3 до 4 г в 1 л (этот раствор служит для закладки ткани через хобот), то дальнейшее собирание промывных вод прекращают и их спускают в канаву; при этом теряется до 15 кг NaOH (0,5—1,2 г в 1л). Промывка ткани продолжается около 2 ч.; когда температура в нижней части варочного котла опустится до 30—40°, спускают избыток давления, открывают крышку, снимают разбрызгивающий баллон и приступают к последней операции - разгрузке варочного котла. Ткань в виде двух жгутов перекидывают через баранчик и выгружают из варочного котла. Эта выгрузка продолжается 3—З,5 ч. Т. о. общая продолжительность работы 20—21 ч., из которых на бучение идет 9 ч. Расход пара на 1 кг ткани 0,63—1 кг; расход NaOH 3,7% (по весу ткани); на насос расходуется 13—14 л. с. К достоинствам бучильных котлов Тиса-Герцига-Матезиуса относятся: а) хорошая и тщательная отварка хлопковой ткани (почти до чистой целлюлозы), б) экономия пара и едкого натра, в) механизация подачи ткани с помощью хобота, г) тщательное удаление воздуха из котла и ткани, а, следовательно, предупреждение образования оксицеллюлоз; недостатки - громоздкость, продолжительность загрузки и разгрузки и большая стоимость бучильных котлов.

II. Бучильные котлы для тканей врасправку. 1) Бучильные котлы периодического действия, а) Наиболее простой способ бучения тканей врасправку заключается в том, что ткань, обработанную раствором едкого натра на плюсовке или джиггере, пропускают через обыкновенную запарку или же накатывают на ролики, вкладывают в таком виде на раму на колесах и вдвигают в горизонтальный котел, где без доступа воздуха (после продувки паром) запаривают под давлением; от времени до времени ролики с помощью боковых шестерен вращают, чтобы избежать подтеков на ней. В виду того, что накатанная на ролики ткань представляет для прохождения раствора едкого натра большое сопротивление, Гебауер и Тис предлагают помещать в котел ткань, накатанную на многогранный баранчик в несколько рядов, толщиной в 10—15 см каждый. В углах баранчика, попеременно через один, вкладывают продольные бруски, затем накатывают ткань несколькими слоями, опять вкладывают бруски и т. д. Такой способ накатки дает раствору едкого натра возможность проходить легче и давать при отваре лучшие результаты, б) Бучильный котел Хренникова состоит из вертикального железного цилиндра, закрываемого крышкой. В нем устанавливают вертикальный железный перфорированный цилиндр меньшего диаметра, на котором врасправку накатана хлопковая ткань. С помощью насоса раствор едкого натра нагнетается в центральную часть перфорированного цилиндра, проходит через его отверстия и через ткань и собирается в пространстве между стенками котла и роликом, откуда опять засасывается насосом. Бучение производят при обыкновенном или повышенном давлении в зависимости от того, закрыт котел крышкой или нет. Для обогрева котел снабжен паровой рубашкой, в которой циркулирует пар; для уменьшения потерь тепла котел покрыт слоем изоляции. Ткань, подлежащую бучению, предварительно пропускают два-три раза в джиггере через горячий раствор едкого натра и накатывают на перфорированный цилиндр в количестве 60—80 кг; затем подводят этот цилиндр с тканью к котлу, устанавливают в нем и наполняют раствором едкого натра. После бучения, продолжающегося 1—1,5 ч., следует промывка и другие операции, в) Бучильный котел Джексона, Г. П. 127002 (фиг. 9) - горизонтальный цилиндрический железный котел А, длиной 2,4 м, диаметром 2 м, куда на рельсах К вкатывают тележку, имеющую две станины г, с железными роликами а и б длиной около 2,2 м; на один из роликов, например на а, накатывают в два полотна хлопковую ткань в количестве 480 кг.

Бучильный котел Джексона

Во время бучения ткань перекатывается врасправку на другой ролик и обратно. Оси роликов проходят через днище котла, и на них, по другую сторону последнего, находится система зубчатых колес ж, передающих роликам движение от мотора; направление движения этих роликов меняется автоматическим приспособлением. Кроме этих двух роликов имеется металлический перфорированный полый барабан в, которым ткань расправляется и придавливается; ось этого барабана находится в прорезах рычага д, что дает барабану возможность передвигаться. Во время перекатывания ткани на нее падает сверху в виде дождя раствор едкого натра и пропитывает ткань; избыток отжимается, стекает в низ котла, откуда забирается центробежным насосом н и подается по трубе р в верхнюю часть котла о. Для нагрева едкого натра имеются змеевик с глухим паром и труба, подающая острый пар. Ткань тщательно накатывается на ролик в два полотна рядом и вдвигается на тележке в котел, после чего закрывают котел крышкой на болтах, задают раствор едкого натра (10—12 г в 1 л) и пускают в ход насос. Одновременно нагревают щелок острым паром при открытом воздушном кране и перекатывают ткань с ролика на ролик. По удалении воздуха из котла (продувкой) воздушный кран закрывают и давление в котле доводят до 2 atm. С этого времени пуск острого пара прекращают и нагревание производят глухим паром в течение 3 ч. За это время ткань прокатывают от 6 до 15 раз при скорости перекатки в 30—12 м. По окончании бучения открывают кран для спуска давления, расхолаживают котел, промывают ткань и выкатывают тележки. Расход пара на 1 кг товара доходит до 2 кг. Расход едкого натра - 4% (по весу ткани). К недостаткам котла следует отнести: 1) возможность образования продольных засечек, которые хуже отвариваются и поэтому заметны после отбелки и крашения; 2) возможность образования обрывов, которые можно заметить лишь после бучения, г) Бучильный котел Э. Гминдера (Циттауский маш. завод) - горизонтальный железный цилиндрический котел, у которого по образующей цилиндра имеется продольное отверстие. Через это отверстие в котел самокладом, правильными петлями, укладывают врасправку хлопковую ткань.

2) Бучильные котлы непрерывного действия, а) Бучильный котел Гретера-Бенца, фирмы Эдместон, в Манчестере, англ. патент 1889 г., - первый аппарат для непрерывного бучения. Он состоит из замкнутого прямоугольного железного ящика, который двумя поперечными железными стенками, не доходящими до дна, разделяется на три неравные отделения: два небольшие (крайние) и одно большое (среднее). При начале работы в среднее отделение пускают пар, вследствие чего большая часть раствора едкого натра вытесняется в крайние отделения и в них уровень едкого натра поднимается значительно выше уровня среднего отделения (в последнем он составляет 1/5 высоты); при этом образуются гидравлические затворы, не позволяющие воздуху проникать в среднюю часть. Ткань по направляющим роликам поступает в первое отделение, где замачивается в растворе едкого натра, а из него - во второе (среднее отделение), где движется сначала по роликам в вертикальном направлении, пропитываясь при этом кипящим раствором едкого натра, затем делает несколько петель в горизонтальном направлении уже в атмосфере пара, где и запаривается, и, наконец, выходит через третье отделение наружу. Таким образом здесь ткань пропитывается едким натром и запаривается. Производительность этого бучильного котла 27,5 м в 1 мин.; продолжительность пребывания в нем ткани 2 мин. В виду того, что действие едкого натра здесь непродолжительно, ткань после выхода из бучильного котла подвергают дополнительной лежке в течение 5—6 часов для увеличения продолжительности действия едкого натра, б) Бучильный котел Э. Вельтера, Г. П. 120447, напоминает известную непрерывно действующую запарку того же конструктора. Здесь ткань в виде петель, длиной 3 м каждая, завешивается на железных палках и передвигается на цепи через аппарат, состоящий из трех отделений: первого, где происходит замачивание в растворе едкого натра, второго - запарного и третьего - промывного. Т. о. ткань попадает в раствор едкого натра, затем отжимается с помощью вальцов и попадает на 0,5 часа в пространство, наполненное паром с давлением, достигающим 0,1 atm, а затем промывается, в) Бучильный котел Ригамонти-Тальяни, Г. П. 116605, дает возможность более продолжительного действия раствора едкого натра, т. к. здесь ткань, пропитанная раствором NaOH, укладывается петлями врасправку в компенсатор, где остается некоторое время в атмосфере пара повышенного давления. В средний ящик аппарата впускается пар, под давлением которого раствор NaOH переливается частично в следующий, узкий и высокий ящик и занимает в нем более высокий уровень. Ткань проходит сюда по роликам, замачивается в горячем растворе NaOH и поступает в широкий ящик, где после отжима между вальцами укладывается помощью самоклада ровными петлями в U-образный компенсатор-транспортер и медленно в нем передвигается, замачиваясь опять в кипящем растворе едкого натра, который все время циркулирует с помощью насоса. Особое автоматическое приспособление приостанавливает подачу ткани в компенсатор, как только он ею заполнен, и опять включает подачу после освобождения компенсатора. По выходе из последнего ткань через узкий ящик выходит из аппарата. Продолжительность пребывания ткани в бучильном котле для товара под печать - 1 ч., а для других сортов - 2 ч. г) Бучильный котел Мюнтада и Ровира, Г. П. 181169, состоит из трех камер, соединяющихся между собой и разобщенных с атмосферой при помощи гидравлических затворов. Ткань, замоченная в кипящем растворе NaOH, укладывается самокладом в компенсатор и, постепенно передвигаясь к выходу, подвергается более продолжительному действию NaOH в атмосфере пара. Раствор едкого натра движется навстречу ткани. В следующей (запарной) камере ткань запаривается, причем для увеличения продолжительности запаривания она и здесь укладывается в компенсаторы и постепенно передвигается к последней (промывной) камере. Здесь она промывается, после чего выходит из аппарата. Промывная вода движется навстречу ткани. Давление пара в этих трех камерах постепенно увеличивается, достигая максимума в 2 atm в запарной камере. Этот аппарат кроме недостатков, присущих закрытым аппаратам, имеет еще и тот недостаток, что здесь ткань приобретает большую вытяжку, и вследствие небольшого давления здесь нельзя бучить чехловую ткань.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.