 |
Загрузка щепы и закачка щелоков
|
|
|
|
1.1 Количество абсолютно-сухой щепы, загружаемой в котёл на варку для получения 1 т воздушно-сухой целлюлозы (880 кг абсолютно-сухой целлюлозы) (Д-количество древесины)
Д = 880*100/B1 = 880*100/46=1913 кг а. с. древесины (кг а.с.д.).
1.2 Количество воды, поступающей на варку со щепой (V1) при заданной влажности щепы (W)
V1= Д*W = 1913*38 = 1172,48 кг(л) = 1172,5 л
100-W 100-38
1.3 Общее количество жидкости в котле при варке (V) при заданном
гидромодуле (ГМ)
V = Д * ГМ = 1913 * 4 = 7652 л
1.4 Количество активной щёлочи, задаваемой с белым щёлоком на варку (A1) при заданном расходе активной щёлочи от веса а.с.д.
A1= Д*А = 1913*17 = 325,21 кг Na2O
100 100
1.5 Объём белого щёлока, закачанного на варку (V2) при его заданной концентрации (Са)
V2= А1 = 325,21*1000 = 2956,45 л
СА 110
1.6 Объём чёрного щёлока, закачанного на варку (до заданного гидромодуля)
V3 = V – (V1 + V2) =7652 – (1172,5 + 2956,45) = 3523,05 л.
1.7 Расчёт состава белого щёлока по его характеристикам в единицах Na2O:
CNaOH/Na2O= СА*(100-Су) = 110*(100-24) = 83,6 г/л по Na2O
100 100
CNa2S/Na2O= СА*Су = 110*24 = 26,4 г/л по Na2O
100 100
CNa2CO3/Na2O= CNaOH/Na2O* 100-k = 83,6* 100-84 = 15,92 г/л по Na2O
K 84
C Na2SO4/Na2O=C Na2S/Na2O * 100-Вс = 26,4* 100-90 = 2,93 г/л по Na2O
Вс 90
Итого: CобщNa2O=83,6+26,4+15,92+2,93=128,85 г/л в ед Na2O
1.8 Состав белого щёлока в собственных единицах:
CNaOH/се= CNaOH/Na2O* экв.м NaOH = 83,6* 40 = 107,87 г/л NaOH
экв.м Na2O 31
Аналогично:
CNa2S/с.е.= CNa2S/Na2O* экв.м Na2S = 26,4* 39 = 33,21 г/л 
экв.м Na2O 31
CNa2CO3/с.е.= CNa2CO3/Na2O* экв.м Na2CO3 = 15,92* 53 = 27,21 г/л Na2CO3
экв.м Na2O 31
CNa2SO4/с.е.=C Na2SO4/Na2O* экв.м Na2SO4 = 2,93* 71 = 6,71 г/л 
экв.м Na2O 31
Итого: Cсобств=107,87+33,21+27,21+6,71=175 г/л в cобств. ед
1.9 Степень активности белого щёлока (Акт)
Акт= СА = 110 = 0,853
СобщNa2O 128,85
1.10 Коэффициент пересчёта (Е) натриевых соединений белого щёлока из единиц Na2O в собственные единицы
Е= Ссобств = 175 = 1,358
СобщNa2O 128,85
1.11 Количество «всей щёлочи» в собственных единицах, поступающей в котёл с белым щёлоком (M1)
|
|
|
M1= А1*Е = 325,21*1,358 = 517,74 кг
Акт 0,853
1.12 Количество сухих веществ, поступающих в котёл с закачиваемым чёрным щёлоком (Ф1) при заданной концентрации сухих веществ в чёрном щёлоке (Счщ) и его плотности (рчщ):
Ф1 = V3*Cчщ*pчщ = 3523,05 *13,2*1,071 = 498,06 кг сухих веществ
100 100
1.13 Количество минеральных веществ, поступающих в котёл с чёрным щёлоком (М2)
М2= Ф1*М = 498,06*30 = 149,41 кг миниральных веществ серного щелока,
100 100
или в единицах Na2O: 149,41:1,358=110,02 кг по Na2O
1.14 Количество органических веществ, поступающих с чёрным щёлоком на варку (S)
S = Ф1*Орг = 498,06*70 = 348,64 кг. растворенных органических веществ, или
100 100
S = Ф1 – М2 =498,06– 149,41 = 348,64 кг. органических веществ
1.15 Общее количество минеральных веществ, поступающих с белым и чёрным щёлоком в варочный котёл (М3)
М3 = М1 + М2 = 517,74 + 149,41 = 667,15 кг миниральных в-в.
Полученные результаты представлены в табл. 1
Таблица 1
Поступление веществ в варочный котел
| Вещества | Со щепой | С белым щелоком | С черным щелоком | ИТОГО в котле |
| 1. Вода, л(кг) | 1172,5 | 2956,45 | 3523,05 | |
| 2. Органические вещества, кг: – древесина; – растворенные в черном щелоке | – | – | ||
| – | – | 348,64 | 348,64 | |
| 3. Минеральные вещества, кг | – | 517,74 | 149,41 | 667,15 |
| ИТОГО: | 3085,5 | 3473,85 | 4021,1 | 10580,79 |
| В т.ч. всей Na2O, кг при коэффициенте Е= 1,358 п. 1.10 | - | 368,33 | 149,41 | 517,74 |
Заварка
2.1 Согласно имеющимся литературным данным [1] вовремя терпентинной сдувки выделяется 90 кг пара на 1 т а.с.д. Следовательно, в нашем случае выделится (P1) кг пара:
P1= 90*1913/1000 =172,17 кг пара
2.2 При сдувке происходит также переброс щёлока, т.е. унос его с паром в капельно-жидкой форме. Примем, что переброс щёлока при терпентинной сдувке составляет 1% от начального объёма жидкости V в котле (Р2):
Р2 = V * 0,01 =7652*0,01 = 76,52 л (кг).
2.3 В результате испарения (Р1) и переброса щёлока (Р2) при терпентинной сдувке количество жидкости в котле к концу заварки составит (V4)
|
|
|
V4 = V - (P1 + P2)=7652- (172,17 +76,52) = 7403,31 л (кг).
2.4.Среднеарифметическое количество жидкости во время заварки (V5)
V5=(V+V4)/2= (7652+7403,31)/2 =7527,65 л (кг)
2.5 Согласно графику изменения выхода в процессе варки (рис. 1) на этой стадии - 64%. Тогда количество органических веществ растворяющихся за время заварки (S1), составит 100% - 64% = 36%.
Соответственно:
S1 = Д *0,35 = 1913* 0,36 = 688.68 кг органических веществ.
2.6 По литературным данным [ 2] на 1 т в.с.целлюлозы при варке лиственной (берёзовой) древесины во время сдувки уходят из котла летучие продукты:
Скипидар -- 11 кг
Метиловый спирт ˗ 5 кг
Метилмеркаптан ~ 1 кг
Диметилсульфид ~ 3 кг
Итого ˗ 20 кг
2.7 С учётом 12 кг летучих продуктов, уходящих при терпентинной сдувке при варке хвойной древесины, в раствор перейдёт (S2)органических веществ
S2= S1 - 12 = 688.68 - 20 = 668.68 кг органических веществ в растворе.
2.8 Вместе с органическими веществами чёрного щёлока, закачанного в котёл, к концу заварки в растворе будет органических веществ (S3)
S3= S + S2 = 348,64 + 668.68 = 1017,32 кг органических веществ в растворе.
2.9 Среднеарифметическое количество органических веществ, находящихся в растворе в период заварки (S4)
S4= (S+S3)/2=(348,64 +1017,32) /2=682.98 кг органических веществ,
2.10 Средняя концентрация растворённых органических веществ во время заварки (О1)
О1= S4 / V5=682.98 *1000/7527,65 =90,729 г/л = 0,090729 кг/л органических веществ
2.11Средняя концентрация минеральных веществ во время заварки (CMИH1)
CMИH1=(М1+М2)/ V5= M3/ V5=667,15 *1000/7527,65=88,626 г./л =0,088626 кг/л минеральных веществ.
2.12 Уходит органических веществ с перебросом щёлока (S5)
S5 = O1 *P2 = 0,090729 *76,52= 6,94 кг органических веществ.
2.13 Уходит минеральных веществ с перебросом щёлока (M4)
М4 = Смин.1 * Р2= 0,088626 *76,52= 6,78 кг минеральных веществ.
2.14 Остаётся в котле к концу заварки твёрдого вещества древесины (Д1)
Д1 = Д - S1= 1913-688.68 = 1224.32 кг древесины.
2.15 Остаётся минеральных веществ в чёрном щёлоке (М5)
M5 = М3 - М4 = 667,15 -6,78 = 660,37 кг минеральных веществ.
2.16 Остаётся органических веществ в чёрном щёлоке (S6)
S6 = S3 - S5 = 1017,32-6,94 = 1010,38 кг органических веществ.
Итоговый материальный баланс заварки представлен в табл. 2
Таблица 2
Материальный баланс процесса «Заварка»
| Вещества | Перед началом заварки | По окончании процесса заварки | ||||
| Уходит при сдувке | Переходит в раствор | Итого уходит | Осталось в котле к концу заварки | |||
| В виде паров | С пере-бросами | |||||
| 1. Вода, л (кг) | 172,17 | 76,52 | - | 248,69 | 7403,31 | |
| 2. органические вещества, кг: - древесина; - летучие продукты; - растворённые в щёлоке | - | - | 668.68 *↓ | - | 1224.32 | |
| - | - | - | - | |||
| 348,64 | - | 6,94 | *→ | 13,88 | 1010,38 * | |
| 3. минеральные вещества, кг | 667,15 | - | 6,78 | - | 6,78 | 660,37 |
| ВСЕГО: | 10580,79 | 192,17 | 90,24 | 668.68* | 289,35 | 10298,38 |
| В т.ч. «всей Na2O» | 517,74 | - | 5,02 | - | 5,02 | 512,72 |
*Переходит в чёрный щёлок в состав растворённых органических веществ и учитывается там (*), т.е. из системы не выводится. Соответственно, баланс системы:
|
|
|
∑ = гр.(7+6) =10298,38 +289,35 = 10587,73 кг = гр.2
Варка
В период стоянки на конечной температуре после заварки происходит дальнейшее растворение древесины, и выход снижается до 51,5%, т.е. после заварки дополнительно растворяется древесины:
А = 64% - 51,5% = 12,5%.
3.1 Соответственно, в раствор переходит органических веществ древесины (S7):
S7 = Д*0,125 = 1913*0,125 =239,12 кг органических веществ древесины.
3.2 Остаётся твёрдого вещества древесины (Д2) после стоянки на конечной температуре, т.е. после стадии «варка»
Д2 = Д1 - S7 =1224.32–239,12 = 985,2 кг древесного вещества (целлюлозы).
3.3 Всего растворено органических веществ в чёрном щёлоке(S8)
S8 = S6 + S7 = 1010,38 + 239,12 = 1249,5 кг органических веществ.
Итоговый материальный баланс стадии «Варка» приведен в табл. 3
Таблица 3.Материальный баланс стадии «Варка»
| Вещества | Было в котле к концу заварки | По окончании стадии «варка» | |
| Переходит в раствор (в ч. щ.) | Итого в котле остаётся | ||
| 1. Вода, л (кг) | 7403,31 | - | 7403,31 |
| 2. Органические вещества: -древесина(целлюлоза) -растворённые в чёрном щёлоке | 1224.32 | 239,12 *↓ | 985,2 |
| 1010,38 | *→ | 1249,5* | |
| 3. Минеральные вещества | 660,37 | - | 660,37 |
| ВСЕГО: | 10298,38 | 239,12* | 10298,38 |
| В т.ч. «всей Na2O» | 512,72 | - | 512,72 |
Конечная сдувка
4.1 Температура варки (стоянки на конечной температуре) согласно исходным данным tкон= 171С0. Этой температуре в соответствии с «Таблицами термодинамических свойств воды и водяного пара» [3, стр. 24] или по Приложению П3.1. соответствует абсолютное давление пара (рабс): pабс.t.кон.171 = 8,274 кг/см2.
|
|
|
Абсолютное давление (рабс) равно сумме атмосферного давлении (ратм) и избыточного давления (ризб). В технике и технологических процессах практически всегда задаётся и контролируется избыточное давление, т.е. то, которое показывает манометр.
Атмосферное давление (ратм), принятое в той или иной системе единиц, может быть точно установлено по данным «Таблиц…» [3] по соответствующему разделу - «Состояние насыщения (по температурам)» или по Приложению П.3.1: ратм= рабс для t= 100 °С В данном случае это давление равно ратм = 1,0332 kг/cм2 [3, с. 22] или по П.З,1 (выделенные значения). Исходя из приведённых выше величин, избыточное давление (т.е. то, которое будет показывать манометр в верху котла в паровом пространстве) при температуре 171°С:
Pизб.171 = рабс.171-pатм.= 8,274 -1,0332 = 7,2408 кг/см2,
или в барах:
Pизб.171 = 7,2408* 0,980665 = 7,1007 бар
Энтальпия (теплocoдержание) жидкости: i171= 723,5 кДж/кг [3,с. 214] или по Приложению П З.1
Обычно в технических расчетах атмосферное давление может быть принято равным 1,0 кг/см2.
При конечной сдувке давлении в котле снижают до 5-6 кг/см2. Пропорционально снижению давления в котле понижается и температура содержимого котла за счёт вскипания жидкости, часть которой переходит в пар и уходит из котла. При интенсивной сдувке часть жидкости подхватывается образующимся паром и уносится вместе с ним в виде капельного уноса.
Все технологические расчёты могут быть проведены с применением системы единиц, основанных на калории (или килокалории, ккал) или по системе СИ основанной на джоуле (или килоджоуле, кДж). По современным нормативным требованием проектные расчёты проводят а системе СИ, хотя следует отметить, что предприятия свою технологическую отчётность проводят в гигакалориях (Гкал = I09 кал = 106ккал), Можно также отметить, что расчёт, выполненный в ккал для водно-паровых систем, выглядит ненаглядно, так как величина удельной теплоемкости воды в этой системе равна I ккал/кг-град.
Проведём теплотехнические расчёты в данном разделе исходи из нормативных требований и заданных условий по температуре варки и давлению после конечной сдувки.
4.2 Установление температуры по заданному давлению при конечной сдувке. В нашем случае в процессе конечной сдувки давление в котле (манометрическое) снижается до 5,8 кг/см2. Согласно изложенному выше это - избыточное давление. Для того, чтобы можно было применить «Таблицы...» [3] или таблицы Приложения П.3.2 для определения температуры и других теплотехнических характеристик, необходимо привести это давление к абсолютному.
|
|
|
Здесь необходимо отметить следующее. Для определения теплосодержания жидкости при установленных температуре и давлении лучше использовать табличные данные по температуре, а не по давлению. Температура первична, а все остальные термодинамические характеристики (р; i’; r; i") являются производными от нее. Таким образом, это проще, точнее и в большей степени гарантирует от ошибок, так как "шаг" температур в таблицах равен 1°С, и при этом не надо следить за правильностью выбора давлении (Рабс или Ризб в kt/cm2 или в барах).
Рассмотрим точный полный вариант расчёта. Для проведения расчета в системе СИ давление, заданное в кг/см2 необходимо перевести в давление, выраженное в барах
(1 бар= 105 Н/м2 =100 кПа = 0,1 МПа),
Одна техническая атмосфера- 1 ат. = 1 кг/см2 соответствует 0,980665 бар
Для перехода к абсолютному давлению, к заданной величине избыточного давления (манометрического) необходимо прибавить величину атмосферного давления.
Одна физическая атмосфера 1 атм равна 1,03323 кг/см2 или 1,01325 бар [3, с 20, табл.6],
Соответственно исходным данным для нашего случая при давлении (манометрическом) после конечной сдувки – ркон.сд. = 5,8 кг/см2,
Абсолютное давление будет равно:
- в системе кг/cм2; ккал: рабс.=ризб.маном.+ратм= 5,8 + 1,0332 = 6,8332 кг/см2
- в системе СИ бар; кДж:
рабс.=(ризб.маном*0,980665)+ ратм.бар=(5,8*0,980665)+1,0132= 6,7010 бар
Исходя из полученных величин абсолютного давления (р абс), определяем температуру, которая установится в котле к концу конечной сдувки (методом интерполяции по таблице Приложения П 3.2 для давления выраженного в барах) Соответственно, в этом же приложении П 3.2 находим теплотехнические характеристики для насыщенного водяного пара и жидкости (в кДж/кг). Проводим соответствующие расчёты с использованием полученных величин.
Конечному манометрическому (избыточному) давлению конечной сдувки ркон.сд.маном. = 5,8 кг/см2, как было рассчитало выше, соответствует абсолютное давление рабс.кон.сд. =6,7010 бар. Этому абсолютному давлению соответствуют по приложению П.3.2, определенные интерполяцией; температура tкон.сд = 157,52°С и энтальпия жидкости i157,52= 664,7 кДж/кг.
4.3 При конечной сдувке выделится тепла (Q1) за счёт изменения теплосодержания жидкости в варочном котле:
Q1=V4*(i171-i157,52)= 7403,31 *(723,5 -664,7)=435314 кДж
4.4 Некоторое количество тепла выделится также за счёт охлаждения целлюлозы, органических и минеральных веществ (Q2). При средней их теплоёмкости q = 1,34 кДж/кг *Со:
Q2 = (Д2 + S8 + М5)* q* (tK0H - tK0H.СД) = (985,2+ 1249,5+660,37)*1,34*(171 – 157,52) = 52294 кДж.
4.5 Всего выделится тепла во время конечной сдувки (Q3):
Q3 = Q1 + Q2 = 435314 + 52294 = 487608 кДж.
4.6 Среднее манометрическое давление при конечной сдувке
Рср.кон сд = (Pкон.в+Pкон.сд) /2=(7,2408 +5,8)/2 = 6,5204 кг/см2, или в барах =
6,5204*0.980665 = 6,394 бар.
4.7 Соответственно этому, среднее абсолютное давление при конечной сдувке (в барах):
Рабс.ср.кон сд = Рср.кон сд +Ратм. бар = 6,394 + 1,01325 = 7,40757 бар
Этому давлению соответствует теплота парообразования, рассчитанная интерполяцией:
rср.кон.сд = 2059 кДж/кг пара (3, с 220) или по П.3.2.
Образуется пара при конечной сдувке (Р3):
P3 =Q3: rср.консл =487608: 2059= 236,81 кг пара.
4.8 При конечной сдувке помимо испарения жидкости, происходит переброс шелока. В виде переброса уносится вместе со сдувочными парами примерно 2% жидкости (Р4)
Р4=V4*0,02=7403,31 *0,02=148,06 л (кг)
4.9 Количество жидкости в котле, остающейся к концу сдувки (V6)
V6=V4-(P3+P4) =7403,31 -(236,81 +148,06) = 7018,44 л (кг)
4.10 Среднее количество жидкости в котле за время конечной cдувки (V7)
V7= 
=(7403,31 +7018,44)/2 =7210,875 л
4.11 Во время конечной сдувки выход снижается с 51,5 до 46% согласно кривой выхода на рис., то есть на этой стадии растворяется ещё 5,5 % органического вещества древесины (S9)
S9 = Д*0.035 = 1913*0,055 = 105.21 кг.
4.12 Остаётся твёрдого вещества древесины (целлюлозы) (Дз) – целлюлоза по варке
Д3 = Д2- S9 = 985,2 - 105.21 = 880 кг
В данном расчёте невязка материального баланса по волокну составила 0,005 кг на 880 кг абс.сухого волокна.
4.13 Количество органических веществ в чёрном щёлоке на стадии конечной cдувки (S10)
S10 = S8 + S9 = 1249,5 + 105.21 = 1354,21 кг.
4.14 Среднее количество органических веществ в чёрном щёлоке на стадии конечной cдувки (S11)
S11 = 
=(1249,5 +1354,21)/2 =1301,85 кг.
4.15 Средняя концентрация растворённых органических веществ во время конечной cдувки (О2)
О2 = S11: V7 =1301,85: 7210,875 = 0,180540 кг/л.
4.16 Количество органических веществ, уходящих из котла с перебросом (S12)
S12=O2 *P4= 0,180540 *148,06 = 26,73 кг
4.17 Средняя концентрация минеральных веществ во время конечной сдувки (Смин2)
Смин2=М5: V7=660,37: 7210,875 = 0,09157 кг/л
4.18 Количество минеральных веществ, уходящих из котла с перебросом (М6)
М6= Смин2*P4== 0,09157 *148,06 = 13,55 кг
4.19 Остаётся органических веществ в щёлоке к концу конечной сдувки (S13)
S13=S10-S12=1354,21 - 26,73 =1327,48 кг.
4.20 Остаётся минеральных веществ в щёлоке к концу конечной сдувки (М7)
М7 = М5-Мб = 660,37 -13,55 = 646,82 кг.
Материальный баланс конечной сдувки приведен в табл.4
Маорлорлоргварка целлюлоза щелок Таблица 4
Материальный баланс конечной сдувки
| Вещества | Было в котле к концу стадии «варка» | По окончании конечной сдувки | ||||
| уходит со сдувкой | переходит в раствор в ч.щ. | Итого уходит | Осталось в котле перед выдувкой | |||
| в виде паров | с перебросами | |||||
| 1.Вода, л (кг) | 7403,31 | 236,81 | 148,06 | - | 384,87 | 7018,44 |
| 2. Органические вещества - целлюлоза; - растворённые в чёрном щёлоке | 985,2 | - | - | 105.21*↓ | - | 880,00 |
| 1249,5 | - | 26,73 | *→ | 26,73 | 1327,48 * | |
| 3. Минеральные вещества | 660,37 | - | 13,55 | - | 13,55 | 646,82 |
| ВСЕГО: | 10298,38 | 236,81 | 188,34 | 105.21* | 424,28 | 9872,74 |
| В т.ч. «всей Na2О», кг | 512,72 | - | 10,10 | - | 10,10 | 502,62 |
*Переходит в чёрный щёлок в состав растворённых органических веществ и учитывается там (*), т.е. из системы не выводится. Материальный баланс системы: = гр.(7 + 6) = 9872,74+ 424,28= 10297,02 кг = гр.2
Выдувка массы
5.1 Сваренная целлюлоза выдувается из варочного котла в выдувной резервуар под действием избыточного давления в варочном котле. Выдувной резервуар находится под атмосферным давлением. Соответственно, избыточное давление при выдувке падает до 0. В нашем случае с 5,8 кг/см2 до 0 кг/см2. В результате этого жидкость, имеющая в варочном котле температуру выше 100°С, оказывается перегретой относительно давления в выдувном резервуаре это вызывает её интенсивное вскипание. Выделяется большое количество пара, с которым уносится избыточное тепло, в результате температура массы (жидкости, целлюлозы и растворённых веществ) снижается примерно до 99° - 100 °С; вскипание, соответственно, прекращается.
5.2 Как было определено выше (п. 4.2.), избыточному давлению после конечной сдувки, т.е. перед выдувкой, равному 5,8 кг/см2, соответствует абсолютное давление Рабс =6,8332 кг/см2 = 6,7010 бар и температура
tкон. сд=157,52C0 Энтальпия жидкости в этих условиях i157,52= 664,7 кДж/кг.
Температура массы в выдувном резервуаре t= 99°С избыточного давления нет т.е. оно = 0. Энтальпия жидкости в этих условиях i99=414,9 кДж/кг.
Таким образом, при выдувке выделится тепла жидкостью(Q4)
Q4=V6*(i157,52,98- i99)= 7018,44 * (664,7- 414,9)=1753206 кДж
5.3 Выделится тепла целлюлозой и сухими веществами чёрного щёлока при их
Q5= (Д3 + S13 + М7)*q*(tкон. сд-tвыд.рез)= (880 + 1327,48 +646,82)*1,34*(157,92° - 99°) = 225355 кДж
5.4 Суммарное количество выделившегося тепла (Q6)
Q6=Q4 + Q5 = 1753206 + 225355 = 1978561 кДж.
5.5 Среднее манометрическое давление пара при выдувке (Pср.выд)
Pср.выд= 
= (5,8+0,0)/2=2,9 кг/см2
или в барах = 2,9*0,980665 = 2,84 бар.
5.6 Соответственно, среднее абсолютное давление при выдувке (Рабс.ср.выд) в барах:
Рабс.ср.выд = Рср.выд + Ратм.бар = 2,9 +1,0133 =3,9133 бар.
Этому давлению соответствует теплота парообразования (вычисленная интерполяцией по П.3.2):
rср.выд = 2137.55кДж/кг.
5.7 Образуется паров вскипания при выдувке массы (Р5)
P5 = Q6: rср.выд =1978561: 2137.55= 925,62 кг пара.
5.8 Таким образом, из котла при выдувке уходит жидкости с массой (V8):
V8 = V6 - Р5 =7018,44 –925,62= 6092,82 л.
5.9Концентрация органических веществ в чёрном щёлоке (Оз)
O3 = S13: V8 =1327,48: 6092,82 = 0,21787 кг/л.
5.10 Концентрация минеральных веществ в чёрном щёлоке (Смин.3)
Смин.3= М7: V8 =646,82: 6092,82 = 0,106161 кг/л
5.11 Концентрация сухих веществ в чёрном щёлоке (СФ2)
СФ2=(S13+M7): V8=(1327,48+646,82): 6092,82 = 0,32403 кг/л
5.12 Примем, что переброс щёлока при выдувке составляет 1,5 %. Тогда вместе с паром в конденсатор смешения уйдёт и будет потеряно чёрного щёлока (Р6)
Р6= V8*0,015= 6092,82*0,015 = 91,39 л
5.13 С этим перебросом черного щёлока при выдувке будет потеряно сухих веществ (ф2)
ф2=СФ2*Р6=0,32403 *91,39 = 29,61 кг сухих веществ чёрного щёлока
5.14 С перебросом уйдёт и будет потеряно органических веществ (S14)
S14=О3*Р6=0,21787 *91,39= 19,91 кг органических веществ чёрного щёлока
5.15 С перебросом уйдёт и будет потеряно минеральных веществ (М8)
М8= Смин.3*Р6 = 0,106161 *91,39 = 9,7 кг минеральных веществ чёрного щёлока
В пересчёте на Na2O (Е - см. п. 1.10.) потери составляют
М8: Е = 9,7: 1,358 = 7,14 кг «всей Na2O».
5.16 Количество чёрного щёлока с целлюлозой в выдувном резервуаре (V9)
V9=V8-P6== 6092,82 –91,39 = 6001,43 л
5.17 В нём растворённых органических веществ (S15)
S15 = S13 –S14=1327,48 –19,91 = 1307,57 кг органических веществ.
5.18 В нём растворённых минеральных веществ (М9)
М9= М7 - М8 =646,82 –7,14 = 639,68 кг минеральных веществ,
или в пересчёте на Na2O
М9: Е =639,68: 1,358 = 471,045 кг «всей Na2O».
Материальный баланс выдувки представлен в табл. 5.
Таблица 5
Материальный баланс выдувки
| Вещества | Было в котле в конце сдувки | По окончании выдувки | |||
| Уходит | Остаётся в выдувном резервуаре | ||||
| в виде паров | с перебро-сом | Итого уходит | |||
| 1. Вода, л (кг) | 7018,44 | 925,62 | 91,39 | 1017,01 | 6001,43 |
| 2.Органические вещества, кг: - целлюлоза; | 880,00 | - | - | - | 880,00 |
| -Растворённые в чёрном щёлоке | 1307,57 | - | 19,91 | 19,91 | 1287,66 |
| 3 Минеральные вещества кг | 646,82 | - | 7,14 | 7,14 | 639,68 |
| ИТОГО | 9852,26 | 925,62 | 123,42 | 1183,03 | 8808,77 |
| В т.ч. «всей Na2O», кг | 502,62 | - | 7,24 | 7,24 | 495,38 |
Материальный баланс системы: гр.(6 +5) =8808,77+1183,03= 9991,8 кг.= гр.2
Таблица 6
Сводный материальный баланс периодической сульфатной варки
| Вещества | Приход | Расход | Остаётся в выдувном резервуаре | Суммарно | ||||||||
| со щепой | С белым щёлоком | с черным щёлоком | Всего | Переходит в раствор | уходит со сдувками | уходит при выдувке | Итого | |||||
| в виде пара | с перебросом | В виде пара | с перебросом | уходит | ||||||||
| 1. Вода, кг (л) | 1172,5 | 2956,45 | 3523,05 | _ | 428,98 | 278,58 | 925,62 | 91,39 | 1724,57 | 5927,43 | ||
| 2. Органические вещества, кг: - древесина (целлюлоза); Газообразные продукты; - растворённые в щёлоке; | - | - | 1013,01
*
| - | - | - | - | - | 880,0 | |||
| - | - | - | — | — | - | - | - | - | ||||
| - | - | 348,64 | 348,64 | *→ | - | 20,49 | - | 19,91 | 40,4 | 1307,57 (*) | 1347,97 | |
| 3. Минеральные вещества, кг | - | 517,74 | 149,41 | 667,15 | - | - | 20,33 | - | 7,14 | 27,47 | 639,68 | 667,07 |
| ВСЕГО: | 3085,5 | 3474,19 | 4021,1 | 10580,79 | 1013,01 (*) | 448,98 | 319,4 | 925,62 | 118,44 | 1812,44 | 8754,68 | 1158,04 с(*) |
| - в том числе «всей Na2O» | - | 368,33 | 149,41 | 517,74 | - | - | 15,12 | - | 7,24 | 22,36 | 495,38 | 517,74 |
Переходит в чёрный щёлок в состав растворённых органических веществ и учитывается там (*), т.е. из системы не выводится. Материальный баланс системы:
Σ гр.(12+11) = 8754,68+ 1812,44= 10567,12 кг = гр. 5 = гр.13 – гр.6*
|
|
|
