3. Оценка результатов промывки

Для оценки результатов промывки решающими показателями являются количество и концентрация отделенного от целлюлозной массы крепкого используемого щелока, направляемого на регенерацию и частично возвращаемого на варку. С этой целью пользуются относительными коэффициентами. Ве­личины эти следующие (выраженные в процентах или долях единицы):

степень отбора, или эффективность промывки, представляющая собой отношение количества растворенных веществ в полученном используемом щелоке G к их количеству в щелоке после варки G₀:

относительная концентрация

где с - концентрация растворенных веществ в используемом щелоке; с₀ - то же после варки;

относительный объем

где V - объем используемого щелока; V₀ - объем щелока после варки

Так как G = C₀V₀ и G = cV, то, очевидно, η= fm. Численно коэффициенты η и f всегда меньше единицы (меньше 100 %), а относительный объем m может быть и меньше и больше единицы, но, как правило, больше. Относительные потери растворенных веществ при промывке можно оценить величиной ξ = 1-η или (в процентах) ξ= 100—η %.

Относительные коэффициенты η, f и m для оценки процесса промывки и отбора щелоков впервые были предложены Н. Н. Непениным, затем приняты шведскими исследователями и получили общее признание в литературе. Для характеристики процесса промывки по методу вытеснения Н. Н. Непенин ввел понятия коэффициента вытеснения k_в и коэффициента смешения k_см. Промывка при этом условно делится на две стадии: прямое вытеснение части щелока промывной жидкостью без всякого разбавления и последующее смешение оставшейся в массе части щелока со всем объемом промывной жидкости с полным выравниванием концентраций, причем часть получившегося щелока остается после промывки с массой, а часть V_см присоединяется к вытесненному щелоку V_в в сумме образуя используемый щелок V= V_в + V_см.

Отсюда

Для вычисления коэффициента вытеснения, по опытным данным, можно пользоваться формулой

где с, с₀, V и V₀ имеют указанные выше значения; c_w - концентрация промывной жидкости (в случае воды c_w = Q); W - ее объем.

Очевидно, что чем выше численное значение k_B, тем совершеннее проведена промывка по методу вытеснения. В идеальном случае k_B= 1, k_см=0.

В случае промывки по методу смешения можно условно на­зывать коэффициентом смешения ту часть полученного используемого щелока, которая имеет такую же концентрацию, как и щелок, оставшийся в массе после промывки, т. е. ту часть, которая приняла участие в смешении с исходным щелоком, содержащимся в массе до промывки. Остальную же часть полученного щелока, концентрация которой, считая условно, получилась такой же, как у промывной жидкости, можно характеризовать коэффициентом неучастия k_ну. Тогда для промывки по методу смешения будем иметь

Идеальная промывка в этом случае будет характеризоваться величинами k_см =1 и k_ну = 0. Для вычисления коэффициента неучастия можно пользоваться формулой

где все обозначения сохранены прежними.

Процесс периодической промывки по методу вытеснения с непрерывным отбором щелока (в сцежах, варочных котлах, диффузорах) удобно изображается графически (рис. 2) в координатах с-V (концентрация - объем щелока). Величины площадей на такой диаграмме представляют собой количества растворенных веществ. Площадь ОАВС дает количество веществ в исходном щелоке, содержащееся в массе до промывки, G₀. Количество веществ в отобранном объеме используемого щелока определится величиной определенного интеграла , если известен вид функции c = f (V).

^{Рис. 2. Графическое изображение процесса промывки по Рис. 3. Номограмма Скуландера}

^{методу вытеснения в координатах концентрация - объем щелока}

Величина этого интеграла (заштрихованная площадь на рис. 2) равновелика площади прямоугольника OKFE, и, следовательно, эффективность промывки графически можно представить как отношение площадей

Результаты многоступенчатой непрерывной промывки по замкнутому циклу (промывка на барабанных фильтрах или в прессах) удобно характеризовать так называемым фактором разбавления F, представляющим собой разность между расходом промывной воды W и количеством жидкости, оставшейся в промытой массе М, или разность между количе­ством полученного после промывки используемого щелока V и исходным количеством щелока в массе до промывки V₀. Фактор разбавления F принято выражать в кубометрах на 1 т воздушно-сухой целлюлозы: F=W—M=V—V₀ м³/т целлюлозы. Он показывает, сколько воды попало в щелок при промывке по замкнутому циклу. Фактор разбавления легко связать с относительным объемом щелока: F=V₀ (т-1), если V₀ — начальный объем щелока, м³/т целлюлозы.