книги / Технологические расчеты по получению различных видов целлюлозы
..pdfКонцентрация, %: |
|
|
массы в бассейне беленой целлюлозы.......................... |
10 |
|
оборотной воды......................................................... |
|
0,004 |
беленой целлюлозы, подаваемой в отдел |
|
|
сортирования ................................................................. |
|
3,5 |
Концентрация растворов, г/л: |
|
|
NaOH ............................................................................ |
|
130 |
Na2SiO3 ......................................................................... |
|
200 |
Хелант (трилон Б) 70 |
|
|
H2O2 ............................................................................... |
|
350 |
ClO2 .............................................................. |
|
10 (в ед. ClO2) |
H2SO3 (ед. SO2).............................................................. |
|
2 % |
Расчетные формулы: |
|
|
А = М К ; М = |
А 100 . |
|
100 |
К |
|
Для расчета принимаем следующие обозначения: М – масса, кг; А – абсолютно сухое волокно, кг; В – вода, кг; К – концентрация массы и оборотной воды, %. На рис. 4.2 приведена структурная схема для расчета баланса воды и волокна.
Баланс воды и волокна принято рассчитывать на 1 т воздуш- но-сухой (влажностью 12 %) беленой целлюлозы, поступающей вбассейнвысокойконцентрации.
Из отбельного цеха в цех сортирования поступает на 1 т воздушно-сухой целлюлозы абсолютно сухого волокна 880 кг при концентрации 3,5 %.
Сними поступает воды:
В= 880100 − 3,5 = 24 262,85 кг. 3,5
Поступает массы:
М = 24 262,85 + 880 = 25 142,86 кг.
121
Бассейн беленой целлюлозы
с разбавления
|
|
|
|
|
|
|
К1 = 12 % |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
А1 = ? (879,28 кг) |
|
|
|||
К2 = 3,5 % |
В1 = ? (6448,108 кг) |
|||||||||||
М1 = ? (7327,39 кг) |
||||||||||||
А2 = 880 кг |
||||||||||||
В2 = 24 262,86 кг |
|
|
|
ОВ из отдела сортирования |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
М2 = 25 152,86 кг |
|
|
|
беленой целлюлозы |
||||||||
в отдел сортирования |
|
|
|
К3 = 0,004% |
||||||||
беленой целлюлозы |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
А3 = ? (0,71 кг) |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 = ? (17 815,46 кг) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М3 = ? (17 815,46 кг) |
|||
М1 К1 = М2 − К2 − М3 К3 ; |
М1 = М2 |
К2 − К3 |
; |
|||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К1 − К3 |
||
М1 |
= 25 152,86 3,5 − 0,004 |
= 7327,39 кг; |
||||||||||
|
|
|
|
|
12 − 0,004 |
|
|
|
|
|||
А1 |
= 7327,39 |
12 |
; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|||||
М1 = М1 − А1 = 6448,108 кг; |
|
|
||||||||||
М3 = М2 − М1 = 17 815,46 кг; |
|
|
||||||||||
А3 |
= |
М3 К3 |
= 17 815,46 0,004 = 0,71 кг. |
|||||||||
|
||||||||||||
|
100 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
||
Проверка: |
|
|
|
|
|
|||||||
приход А 879,28 |
В 6448,108 |
М 7327,39 |
||||||||||
|
+ 0,71 |
+ 17815,460 |
+ 17815,46 |
|||||||||
|
= 880,00 |
= 24262,860 |
= 25152,86 |
122
Разбавление после двухбаранного промывного пресса № 4
|
|
из пресса № 4 |
|||
H2SO3 |
|
К1 = 32 % |
|||
|
А1 |
= ? (879,1 кг) |
|||
М4 = В4 = 439,6 |
кг |
||||
В1 |
= ? (1868,09 кг) |
||||
|
|
М1 = ? (2747,19 кг) |
|||
К2 = 12 % |
|
|
|
ОВ из отдела сортирования |
|
|
|
|
|||
А2 = 8879,28 кг |
|
|
|
беленой целлюлозы |
|
В2 = 644,108 кг |
|
|
|
К3 = 0,004 % |
|
М2 = 7327,19 кг |
|
|
|
||
|
|
|
А3 = ? (0,183 кг) |
||
в бассейн беленой |
|
|
|
||
|
|
|
В3 = ? (4580,02 кг) |
||
целлюлозы |
|
|
|
||
|
|
|
М3 = ? (4580,205 кг) |
Расход раствора H2SО3 составляет 1 % (в ед. SO2) от массы а.с. волокна.
Поскольку потери при кисловке незначительны, их не учитываем
РH SO |
= A2 |
|
1 |
= |
879,28 1 |
= 8,79 (100 %-го). |
|
100 |
100 |
||||||
2 |
4 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Враствор H2SО3 при концентрации 20 г/л поступит:
М4 = В4 = 8,79 100020 = 439,6 кг;
М1 = 7327,39 (12 − 0,004) = 2747,19 кг; 32 − 0,004
А1 = 2747,19 32 = 879,1 кг; В1 = 2747,19 – 879,1 = 1868,09 кг; 100
М3 = М2 – М1 = 7327,19 – 2747,19 = 4580,205 кг;
А3 = М3 К3 = 0,183 кг; 100
В3 = М3 – А3 = 4580,205 – 0,183 = 4580,02 кг.
123
Проверка |
А 879,1 |
В 1868,09 |
М 2747,19 |
||
Приход |
|||||
|
+ 0,183 |
+ 4580,02 |
+ 4580,205 |
||
|
= 879,28 |
= 6448,1 |
|
= 7327,39 |
|
Двухбарабанный промывной пресс № 4 |
|||||
|
с разбавления после ступени П |
|
|||
|
|
|
К1 = 3,2 % |
|
|
|
|
|
А1 = ? (880,23 кг) |
|
|
|
|
|
В1 = ? (26 626,96 кг) |
||
|
|
|
М1 = ? (27 507,19 кг) |
||
свежая вода |
|
|
|
|
|
М3 + В3 = 3500 кг |
|
|
в бак ОВ № 4 |
||
|
|
|
|
||
ОВ из отдела сортирования |
|
|
|
К5 = 0,004% |
|
беленой целлюлозы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А5 = ? (1,278 кг) |
|
|
|
|
|
|
|
К4 = 0,004 % |
|
|
К2 = 32 % |
В5 = ? (31 758,7 кг) |
|
А4 = ? (0,14 кг) |
А2 = (879,1 кг) |
М5 = ? (31 760 кг) |
|||
В4 = ? (3499,86 кг) |
В2 = (1868,09 кг) |
|
|||
М4 = ? (3500 кг) |
М2 = (2747,19 кг) |
на разбавление
А4 |
= |
3500 0,004 = 0,14 кг; |
|
|
||||
|
|
|
100 |
|
|
|
||
В4 = М4 – А4 = 3500 – 0,14 = 3499,86 кг; |
|
|
||||||
М5 |
= |
|
М2 (К2 − К1 ) + М3 К1 + М4 (К1 − К4 ) |
= |
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
К1 − К5 |
|
|
= |
2747,19(32 − 3,2) + 3500(3,2 − 0,004) |
= 31760 кг, |
||||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
3,2 − 0,004 |
|
|
А5 |
= |
М5 К5 |
= |
31760 0,004 = 1,278 кг; |
|
|
||
100 |
|
|
||||||
|
|
|
|
100 |
|
|
В5 = М5 – А5 = 31 760 – 1,278 = 31 758,7 кг;
124
М1 = М2 + М5 – М4 – М3 = 2747,19 + 31 760 – 3500 – 3500 = 27 507,19 кг,
М1 = 26 626,96 кг; А1 |
= 27 507,19 3,2 = 880,23 кг. |
||||
|
|
|
100 |
|
|
Проверка |
|
|
|
|
|
Приход |
А 880,23 |
В 3500 |
М 3500 |
||
|
+ 0,14 |
+ 26626,96 |
+ 27507,19 |
||
|
|
|
+ 3499,86 |
+ 3500 |
|
|
= 880,37 |
= 33626,82 |
= 34507,19 |
||
Расход |
А 879,1 |
В 1868,09 |
М 2747,19 |
||
|
+ 1,278 |
+ 31758,7 |
|
+ 31760 |
|
|
= 880,37 |
= 33626,82 |
= 34507,19 |
||
|
Разбавление после башни П |
||||
|
|
с разбавления |
|
||
|
|
|
К1 = 12 % |
|
|
|
|
|
А1 = ? (879,42 кг) |
||
К2 = 3,2 % |
|
|
В1 = ? (6449,11 кг) |
||
|
|
М1 = ? (7328,53 кг) |
|||
А2 = 880,23 кг |
|
|
|||
В2 = 22 626,96 кг |
|
|
ОВ из отдела сортирования |
||
|
|
||||
М2 = 27 507,19 кг |
|
|
беленой целлюлозы |
||
в двухбарабанный |
|
|
|
|
К3 = 0,004 % |
промывной пресс № 4 |
|
|
|
||
|
|
|
А3 = ? (0,807 кг) |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
В3 = ? (20 177,85 кг) |
|
|
|
|
|
М3 = ? (20 178,66 кг) |
М3 |
= |
|
М2 (К2 − К1 ) |
= |
27 507,19(3,2 − 12) |
= 20178,66 кг; |
|
|
|
||||
|
|
|
К3 − К1 |
0,004 − 12 |
|
|
А3 |
= |
20178,66 0,004 = 0,807 кг; |
|
|||
|
|
100 |
|
|
|
В2 = М3 – А3 = 20 178,66 – 0,807 = 20 177,85 кг; М1 = М2 – А3 = 27 507,19 – 20 178,66 = 7328,53 кг;
125
А1 = |
М1 К1 |
|
|
= 879,42 кг; |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В1 = М1 – А1 = 7328,53 – 879,42 = 6449,11 кг; |
|||||||||||
А3 = |
М3 К3 |
= 20178,66 0,004 = 0,807 кг. |
|||||||||
|
|
||||||||||
100 |
|
|
100 |
|
|
|
|||||
Проверка |
|
|
|
|
|
|
|||||
Приход А 879,42 |
|
В 6449,11 |
М 7328,53 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
+ 0,807 + 20 177,85 |
|
+ 20 178,66 |
|||
= 880,23 |
= 22 626,96 |
|
= 27 507,19 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Башня отбелки П |
|
||||
|
|
|
|
|
|
из насоса-смесителя МС |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К1 = (12,10645 %) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А1 = ? (888,3 кг) |
|
|
К2 = 12 % |
|
|
|
В1 = ? (6449,11 кг) |
|||||||
|
|
|
М1 = ? (7337,41 кг) |
||||||||
А2 = 879,42 кг |
|
|
|
||||||||
В2 = 6649,11 кг |
|
|
|
|
|
|
|||||
М2 = 7328,53 кг |
|
|
|
|
ХП |
||||||
на разбавление в нижнюю |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
М3 |
= А3 = ? (8,88 кг) |
|||||||
часть отбельной башни |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
С учетом химических потерь волокна 1 % в башню посту- |
|||||||||||
пит волокна: |
|
|
|
|
|
|
|||||
А1 = |
А2 100 |
|
= 879,42 100 |
= 888,3 кг; |
|
||||||
|
|
||||||||||
99 |
|
|
99 |
|
|
|
|
А3 = М3 = А1 – А2 = 888,3 – 879,42 = 8,88 кг; М1 = М2 + М3 = 7328,53 + 8,88 = 7337,41 кг;
В1 = М1 – А1 = 7337,41 – 888,3 = 6649,11 кг;
К1 = 888,3 100 =12,10645 %. 7337,41
126
Проверка |
|
|
|
Расход |
М 8,88 |
В 6449,11 |
А 8,88 |
|
+ 7328,53 |
|
+ 879,42 |
|
= 7337,41 |
= 6449,11 |
= 888,3 |
Насос-смеситель МС перед П
с зоны разбавления после пресса № 3
К1 = (13,6523 %) А1 = ? (888,3 кг) В1 = ? (5618,25 кг) М1 = ? (6506,55 кг)
Н2О2, Na2SiO3, NaOH, Трилон Б |
|
|
|
|
М3 = В3 = ? (476,66 кг) |
|
|
пар |
|
|
на отбелку П |
|
|
|
|
|
М4 |
= В4 = ? (354,2 кг) |
|
|
К3 = 32 % |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А3 = (888,3 кг) |
|
|
|
|
В3 = (6449,11 кг) |
|
|
|
|
М3 = (7337,41 кг) |
|
|
|
|
Расход на отбелку H2O2 – 2 % от массы а.с. вещества, тре- |
|||
буется 888,3 · 0,02 = 17,76 кг (100%-го). |
|
|
||
|
Концентрация раствора – 350 г/л. Раствора H2O2 потребу- |
|||
ется: |
17,76 = 50,74 кг. |
|
|
|
|
0,35 |
|
|
|
|
Расход NaOH на отбелку составит 1,5 % от а.с. вещества, |
|||
требуется 888,3 · 0,015 = 13,32 кг (100%-го). |
|
|
||
|
Концентрация раствора – 130 г/л. Раствора NaOH потребу- |
|||
ется: |
13,32 = 102,46 кг. |
|
|
|
|
0,13 |
|
|
|
Расход Na2SiO3 на отбелку составит 3 % от а.с. вещества,
требуется 888,3 · 0,03 = 26,64 кг (100%-го).
127
Концентрация раствора – 200 г/л. Раствора Na2SiO3 потре-
буется: 26,640,2 = 133,2 кг.
Расход трилона Б на отбелку составит 0,5 % от а.с. веще-
ства, требуется 888,3 · 0,005 = 4,44 кг (100%-го).
Концентрация раствора – 70 г/л. Трилона Б потребуется: 0,074,44 = 63,42 кг.
Общий расход химикатов:
М3 = В3 = 50,74 + 102,46 + 133,2 + 63,42 = 476,66 кг.
Подсчитаем затраты тепла на подогрев массы до 80 °С, температуру массы после промывного пресса № 3 принимаем 50 °С, теплоемкость волокна 1,34 кДж/кг °С, теплоемкость воды – 4,10 кДж/кг°С. Температуру растворов химикатов принимаем 20 °С.
Расход тепла составит:
Q = (888,3 · 1,34 + (6449,11 – 476,66) 4,19) (80 · 50) + + 476,66 · 4,19 (70 – 20) = 851 787,557 кДж; Q = 851 787,55 кДж.
Расходпара: давление0,35 МПасэнтальпией2740 кДж/моль.
М4 = |
185178,55 |
= 354,2 кг; |
2740 − 80 4,19 |
М1 = М2 – М3 – М4 = 7337,41 – 354,2 – 476,66 = 6506,55 кг; В1 = М1 – А1 = 6506,55 – 888,3 = 5618,25 кг;
К1 = |
А1 100 |
= |
888,3 100 |
= 13,6523 %. |
|
|
|
|
|||
|
М1 |
|
6506,55 |
|
|
Проверка: |
|
|
|
|
|
Приход |
М 6506,55 |
В 6449,11 |
А = 888,3 |
||
|
|
|
+ 476,66 |
+ 354,2 |
|
|
|
|
+ 354,2 |
+ 476,66 |
|
|
|
|
= 7337,41 |
= 6449,11 |
|
Расход |
М = 7337,41 |
В = 6449,11 |
А = 888,3 |
128
Разбавление после двухбарабанного промывного пресса № 3
с пресса № 3
|
|
|
|
|
|
|
|
К1 = 32 % |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
А1 = ? (888,15 кг) |
|||
К2 = 13,6523 % |
|
|
|
|
В1 = ? (1887,32 кг) |
||||||
|
|
|
|
М1 = ? (2775,47 кг) |
|||||||
А2 = 888,3 кг |
|
|
|
|
|||||||
В2 = 5618,25 кг |
|
|
|
|
|
|
|
||||
М2 = 6506,55 кг |
|
|
|
|
|
из бака ОВ № 4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
в насос-смеситель МС |
|
|
К3 = 0,004 % |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А3 = 0,15 кг |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 = 3730,93 кг |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М3 = 3731,08 кг |
||
М1 = |
|
М2 (К2 − К3 ) |
= |
6506,55(13,6523 − 0,004) |
= 2775,47 кг; |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
К1 − К3 |
32 − 0,004 |
||||||||
А1 = |
М1 К1 |
= |
2775,47 32 |
= 888,15 кг; |
|||||||
100 |
100 |
||||||||||
|
|
|
|
|
В1 = М1 – А1 = 2775,47 – 888,15 = 1887,32 кг; М3 = М2 – М1 = 6506,55 – 2775,47 = 3731,08 кг;
А3 = |
М3 К3 |
= 3731,08 0,004 = 0,15 кг; |
|
||
|
|
||||
100 |
100 |
|
|
||
В3 = М3 – А3 = 3731,08 – 3730,93 = 3730,93 кг. |
|||||
Проверка: |
|
|
|
|
|
Приход |
|
А 888,15 |
В 1887,32 |
М 2775,47 |
|
|
|
+ 0,15 |
+ 3730,93 |
+ 3731,08 |
|
|
|
= 888,5 |
= 5618,25 |
= 6506,55 |
|
Расход |
А = 888,5 |
В = 5618,25 |
М = 6506,55 |
129
Двухбарабанный промывной пресс № 3
с разбавления после ступени П
К1 = 3,2 % А1 = ? (889,29 кг)
В1 = ? (26 901,05 кг) М1 = ? (27 790,19 кг)
свежая вода |
|
|
|
|
|
М3+В3 = 3500 кг |
|
в бак ОВ № 3 |
|
|
|
ОВ из бака № 4 |
|
К5 = 0,004 % |
|
|
А5 = ? (1,28 кг) |
К4 = 0,004 % |
|
|
|
В5 = ? (32 013,59 кг) |
|
А4 = ? (0,14 кг) |
|
|
|
М5 = ? (32 014,87 кг) |
|
В4 = ? (3499,86 кг) |
|
|
К2 = 32 % |
||
М4 = 3500 кг |
А2 = ? (888,15 кг) |
В2 = ? (1887,32 кг) М2 = ? (2775,47 кг)
на разбавление
А4 |
= |
3500 0,004 = 0,14 кг; |
|
||||
|
|
|
100 |
|
|
|
|
В4 = М4 – А4 = 3500 – 0,14 = 3499,86 кг; |
|
||||||
М5 |
= |
М2 (К2 − К1 ) + М3 К1 + М4 (К1 − К4 ) |
= |
|
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
К1 − К5 |
|
|
= |
2775,47(32 − 3,2) + 3500 3,2 + (3,2 − 0,004) |
= 32 014,87 кг, |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
3,2 − 0,004 |
|
|
А5 |
= |
М5 К5 |
= |
32 014,87 0,004 = 1,28 кг; |
|
||
100 |
|
||||||
|
|
|
|
100 |
|
|
В5 = М5 – А5 = 32 014,87 – 1,28 = 32 013,59 кг;
М1 = М2 + М5 – М4 – М3 = 2775,47 + 32 014,87 – 3500 – 3500 = = 27 790,19 кг;
А1 = 27 790,19 3,2 = 889,29 кг; 100
130