Проект отбельного цеха СаЦ завода производительностью 500000 т/год беленой целлюлозы из еловой древесины
Характеристика сырья, химикатов, готовой продукции. Схема и контроль технологического процесса отбелки хвойной целлюлозы. Расчет материального и теплового баланса производства, количества устанавливаемого основного и вспомогательного оборудования.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.02.2013 |
Размер файла | 494,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3 - масса, поступающая на промывку, с3 = 3,0 %, кг, кг, кг;
4 - потери волокна при отбелке, В4=М4=0,003М1с1 кг, в4=0 кг;
5 - прирост массы в жидкой фазе, в5= М5=0,003М1с1, В5=0 кг, с5=0 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
М4=М5= В4= в5=0,003М1с1=0,003•5404,1•12/100=1,6кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.11
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
5404,1 |
888,1 |
4516 |
3 |
21825,4 |
894,7 |
20930,7 |
|
2 |
16421,3 |
8,2 |
16413,1 |
4 |
1,6 |
1,6 |
0,0 |
|
5 |
1,6 |
0,0 |
1,6 |
|||||
Итого |
21827 |
896,3 |
20930,7 |
Итого |
21827 |
896,3 |
20930,7 |
Смеситель химикатов
1 - масса, поступающая в смеситель, с1 = 12%;
2 - диоксид хлора, поступающая на отбелку, расход на отбелку в количестве 1070 л.;
3 - масса, поступающая в отбельную башню, с3 = 12 %, В3= 888,1; в3=4516 кг,
М3=5404,1 кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
Отсюда:
В1= В3=888,1кг
М1=5404,1-1070=4334,1кг
кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.12
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
4334,1 |
888,1 |
3446 |
3 |
5404,1 |
888,1 |
4516 |
|
2 |
1070,0 |
0,0 |
1070 |
|||||
Итого |
5404,1 |
888,1 |
4516 |
Итого |
5404,1 |
888,1 |
4516 |
Пароподогреватель
1 - масса, поступающая в пароподогреватель, t01=40 oC; В1 = В3
2 - пар на подогрев, с2 = 0,0 %, М2=в2, В2=0 кг;
3 - масса, после пароподогревателя, поступающая в смеситель, с3 = 12 %, кг, кг, кг;
4 - диоксид хлора в количестве 1070 кг;
5 - масса, после смесителя, поступающая в отбельную башню, с5 = 12 %, кг, кг, кг;
В пароподогревателе происходит подогрев массы паром до t3 = 70 оС. Примем температуру массы, поступающей в пароподогреватель t1 = 40 оС, температуру раствора диоксида хлора t2 = 15 оС; удельная теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг•оС); удельная теплоёмкость воды 4,19 кДж/(кг•оС).
Максимальные затраты теплоты на нагрев массы:
Q1=В3•1,47(t3-t1) + в5•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)4,19;
где R - расход химиката, кг; D -расход пара, кг/т.
Q1=888,1•1,47(70-40) + 4516•4,19(70-40) + 1070(70-15)4,19=853407,9кДж/кг;
D=Q/(? - ?о),
где ?, ?о - удельные энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.
D1=853407,9 /(2744-293)=348,2 кг;
Затраты теплоты при исключении конденсата пара:
Q2=В3•1,47(t3-t1) + (в5 - D1)•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)4,19;
Q2=888,1•1,47(70-40)+(4516-348,2)•4,19(70-40)+1070(70-15)4,19=809639,17кДж/кг;
D2=809639,17/(2744-293)=330,3кг
в1=3446-330,3=3115,7кг.
М1=В1+в1=888,1+3115,7=4003,8кг.
Концентрация массы, поступающей в пароподогреватель:
с1=В1·100/М1=888,1•100/4003,8=22,2 %
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.13
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
4003,8 |
888,1 |
3115,7 |
3 |
4334,1 |
888,1 |
3446 |
|
2 |
330,3 |
0 |
330,3 |
|||||
Итого |
4334,1 |
888,1 |
3446 |
Итого |
4334,1 |
888,1 |
3446 |
Тепловой баланс
;
Qn=Bncвtn+вcВtn,
где Qn - количество теплоты, кДж;
Bn - количество волокна в потоке, кг;
cв - удельная теплоемкость волокна, кДж/(кг•°С);
tn - температура потока, °С;
в - количество воды в потоке, кг;
cВ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•°С).
Q1=888,1•1,47•40+3115,7•4,19•40=574МДж;
Q5=888,1•1,47•70+4516•4,19•70=1416МДж
Q4=1070•4,19•15=67,2МДж
°С.
Q2=559,8•4,19•330,3=774,8МДж
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.14
Приход |
Расход |
|||
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
|
1 |
574 |
5 |
1416 |
|
2 |
774,8 |
|||
4 |
67,2 |
|||
Итого |
1416 |
Итого |
1416 |
Ступень щелочения
Шнек после пресс-фильтра
0 - раствор воды и кислоты на разбавление, с0 = 0,0 %;
1 - масса с пресс-фильтра, с1 = 30 %;
3 -масса, поступающая в массный насос, с3 = 17,2 %, М3=4003,8кг; В3=888,1 кг; =3115,7 кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
в1=2962,8-888,1=2074,7кг
В воду добавляем кислоту в количестве М4=80кг. Тогда воды будет:
М2 = 4003,8-80-2962,8=961кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.15
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
2962,8 |
888,1 |
2074,7 |
3 |
4003,8 |
888,1 |
3115,7 |
|
2 |
961 |
0 |
961 |
|||||
4 |
80 |
0 |
80 |
|||||
Итого |
4003,8 |
888,1 |
3115,7 |
Итого |
4003,8 |
888,1 |
3115,7 |
Пресс-фильтр (промывка массы после отбелки)
1 - масса, поступающая на промывку, с1 = 3,0 %;
2 - свежая вода на промывку, с2 = 0,0 %, М2=в2=4000 кг, В2=0 кг;
3 - масса, после промывки, поступающая в шнек, с3 = 30 %, кг, кг, кг;
4 - оборотная вода после промывки, с4=0,05 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
22012,2кг
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.16
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
22012,2 |
899,6 |
21112,6 |
3 |
2962,8 |
888,1 |
2074,7 |
|
2 |
4000 |
0,0 |
4000 |
4 |
23049,4 |
11,5 |
23037,9 |
|
Итого |
26012,2 |
899,6 |
25112,6 |
Итого |
26012,2 |
899,6 |
25112,6 |
Отбельная башня
В процессе отбелки происходят массообменные процессы, которые выражаются в потере или растворении части веществ, содержащихся в древесном волокне, а также в увеличении массы жидкой фазы в отбельной башне.
Принимаем потери волокна при отбелке 2 %.
1 - масса, поступающая на отбелку, с1 = 12 %;
2 - оборотная вода, поступающая в отбельную башню, с2 = 0,05 %;
3 - масса, поступающая на промывку, с3 = 3,0 %, кг, кг, кг;
4 - потери волокна при отбелке, В4=М4=0,02М1с1 кг, в4=0 кг;
5 - прирост массы в жидкой фазе, в5= М5=0,02М1с1, В5=0 кг, с5=0 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
М4=М5= В4= в5=0,02М1с1=0,02•5545,3•12/100=13,3кг
кг
904,7кг
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.17
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
5545,3 |
904,7 |
4640,6 |
3 |
22012,2 |
899,6 |
21112,6 |
|
2 |
16466,9 |
8,2 |
16458,7 |
4 |
13,3 |
13,3 |
0,0 |
|
5 |
13,3 |
0,0 |
13,3 |
|||||
Итого |
22025,5 |
912,9 |
21112,6 |
Итого |
22025,5 |
912,9 |
21112,6 |
Смеситель химикатов
1 - масса, поступающая в смеситель, с1=12%.
2 - перикись, поступающая на отбелку в количестве 170 л.
3 - масса, поступающая в отбельную башню с3=12%, М3=5545,3кг; В3=904,7кг; в3=4640,6кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
Отсюда:
В1= В3=904,7кг
М1=5545,3-170= 5375,3кг
кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.18
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
5375,3 |
904,7 |
4470,6 |
3 |
5545,3 |
904,7 |
4640,6 |
|
2 |
170 |
0,0 |
170 |
|||||
Итого |
5545,3 |
904,7 |
4640,6 |
Итого |
5545,3 |
904,7 |
4640,6 |
Пароподогреватель
1 - масса, поступающая в пароподогреватель, t01=40 oC; В1 = В3
2 - пар на подогрев, с2 = 0,0 %, М2=в2, В2=0 кг;
3 - масса, после пароподогревателя, поступающая на отбелку, с3 = 12 %, кг, кг, кг;
В пароподогревателе происходит подогрев массы паром до t3 = 70 оС. Примем температуру массы, поступающей в пароподогреватель t1 = 40 оС, температуру раствора диоксида хлора t2 = 15 оС; удельная теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг•оС); удельная теплоёмкость воды 4,19 кДж/(кг•оС).
Максимальные затраты теплоты на нагрев массы:
Q1=В3•1,47(t3-t1) + в3•4,19(t3-t1) ;
где R - расход химиката, кг; D -расход пара, кг/т.
Q1=904,7•1,47(70-40) + 4470,6•4,19(70-40) =601851,69кДж/кг;
D=Q/(? - ?о),
где ?, ?о - удельные энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.
D1=601851,69/(2744-293)=245,6 кг;
Затраты теплоты при исключении конденсата пара:
Q2=В3•1,47(t3-t1) + (в3 - D1)•4,19(t3-t1);
Q2=904,7•1,47(70-40)+(4470,6-245,6)•4,19(70-40)=570979,77 кДж/кг
D2=570979,77/(2744-293)=233 кг
в1=4470,6-233=4237,6кг
М1=В1+в1=4237,6+904,7=5142,3кг.
Концентрация массы, поступающей в пароподогреватель:
с1=В1·100/М1=904,7•100/5142,3=17,6%
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.19
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
5142,3 |
904,7 |
4237,6 |
3 |
5375,3 |
904,7 |
4470,6 |
|
2 |
233 |
0,0 |
233 |
|||||
Итого |
5375,3 |
904,7 |
4470,6 |
Итого |
5375,3 |
904,7 |
4470,6 |
Тепловой баланс
;
Qn=Bncвtn+вcВtn,
где Qn - количество теплоты, кДж;
Bn - количество волокна в потоке, кг;
cв - удельная теплоемкость волокна, кДж/(кг•°С);
tn - температура потока, °С;
в - количество воды в потоке, кг;
cВ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•°С).
Q1=904,7•1,47•40+4237,6•4,19•40=763,4МДж;
Q3=904,7•1,47•70+4470,6•4,19•70=1364 МДж
°С.
Q2=615,2•4,19•233=600,6МДж
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.20
Приход |
Расход |
|||
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
|
1 |
763,4 |
3 |
1364 |
|
2 |
600,6 |
|||
Итого |
1364 |
Итого |
1364 |
Ступень Д0
Шнек после пресс-фильтра
0 - раствор воды и кислоты на разбавление, с0 = 0,0 %;
1 - масса с пресс-фильтра, с1 = 30 %;
3 -масса, поступающая в массный насос, с3 = 17,6%, М3=5142,3кг; В3=904,7 кг; =4237,6кг
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
в1=3016,8-904,7= 2112,1кг
В воду добавляем каустик в количестве М4=120 кг. Тогда воды будет:
М2 = 5142,3-120,0-3016,8 =2005,5кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.21
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
3016,8 |
904,7 |
2112,1 |
3 |
5142,3 |
904,7 |
4237,6 |
|
2 |
2005,5 |
0,0 |
2005,5 |
|||||
4 |
120 |
0,0 |
120 |
|||||
Итого |
5142,3 |
904,7 |
4237,6 |
Итого |
5142,3 |
904,7 |
4237,6 |
Пресс-фильтр (промывка массы после отбелки)
1 - масса, поступающая на промывку, с1 = 3,0 %;
2 - свежая вода на промывку, с2 = 0,0 %, М2=в2=4000 кг, В2=0 кг;
3 - масса, после промывки, поступающая в шнек, с3 = 30 %, кг, кг, кг;
4 - оборотная вода после промывки, с4=0,05 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.22
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
30695,8 |
920,5 |
29775,3 |
3 |
3016,8 |
904,7 |
2112,1 |
|
2 |
4000 |
0 |
4000 |
4 |
31679 |
15,8 |
31663,2 |
|
Итого |
34695,8 |
920,5 |
33775,3 |
Итого |
34695,8 |
920,5 |
33775,3 |
Отбельная башня В процессе отбелки происходят массообменные процессы, которые выражаются в потере или растворении части веществ, содержащихся в древесном волокне, а также в увеличении массы жидкой фазы в отбельной башне. Принимаем потери волокна при отбелке 1,5 %.
1 - масса, поступающая на отбелку, с1 = 12 %;
2 - оборотная вода, поступающая в отбельную башню, с2 = 0,05 %;
3 - масса, поступающая на промывку, с3 = 3,0 %, кг, кг, кг;
4 - потери волокна при отбелке, В4=М4=0,015М1с1 кг, в4=0 кг;
5 - прирост массы в жидкой фазе, в5= М5=0,015М1с1, В5=0 кг, с5=0 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
М4=М5=В4=в5=0,015М1с1=0,015•7734,5•12/100=13,9кг.
В1=920,5+13,9-12,6=921,8кг
кг
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.23
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
5557,7 |
921,8 |
4635,9 |
3 |
30695,8 |
920,5 |
29775,3 |
|
2 |
25138,1 |
12,6 |
25125,5 |
4 |
13,9 |
13,9 |
0,0 |
|
5 |
13,9 |
0,0 |
13,9 |
Смеситель химикатов
1 - масса, поступающая в смеситель, с1 = 12%;
2 - диоксид хлора, поступающая на отбелку, расход на отбелку в количестве 1800,0 л.;
3 - масса, поступающая в отбельную башню, с3 = 12 %, В3= 921,8 кг, в3=4635,9 кг, М3=5557,7кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
Отсюда:
В1= В3=921,8кг;
М1=5557,7-1800=3757,7кг
кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.24
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
3757,7 |
921,8 |
2835,9 |
3 |
5557,7 |
921,8 |
4635,9 |
|
2 |
1800 |
0,0 |
1800 |
|||||
Итого |
5557,7 |
921,8 |
4635,9 |
Итого |
5557,7 |
921,8 |
4635,9 |
Пароподогреватель
1 - масса, поступающая в пароподогреватель, t01=40 oC; В1 = В3
2 - пар на подогрев, с2 = 0,0 %, М2=в2, В2=0 кг;
3 - масса, после пароподогревателя, поступающая в смеситель, с3 = 12 %, кг, кг, кг;
4 - диоксид хлора в количестве 1800 кг;
5 - масса, после смесителя, поступающая в отбельную башню, с5 = 12 %, кг, кг, кг;
В пароподогревателе происходит подогрев массы паром до t3 = 80 оС. Примем температуру массы, поступающей в пароподогреватель t1 = 40 оС, температуру раствора диоксида хлора t2 = 15 оС; удельная теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг•оС); удельная теплоёмкость воды 4,19 кДж/(кг•оС).
Максимальные затраты теплоты на нагрев массы:
Q1=В3•1,47(t3-t1) + в5•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)4,19;
где R - расход химиката, кг; D -расход пара, кг/т.
Q1=921,8•1,47(80-40) + 4635,9•4,19(80-40) + 1800(80-15)4,19=1321408,68кДж/кг;
D=Q/(? - ?о),
где ?, ?о - удельные энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.
D1=1321408,68/(2744-293)=539,1 кг;
Затраты теплоты при исключении конденсата пара:
Q2=В3•1,47(t3-t1) + (в5 - D1)•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)4,19;
Q2=921,8•1,47(70-40)+(4635,9-539,1)•4,19(70-40)+1800(70-15)4,19=970429,14кДж/кг;
D2=970429,14/(2744-293)=395,9 кг
в1=2835,9-395,9=2440кг
М1=В1+в1=2440+921,8=3361,8кг.
Концентрация массы, поступающей в пароподогреватель:
с1=В1·100/М1=921,8•100/3361,8=27,4%
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.25
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
3361,8 |
921,8 |
2440 |
3 |
3757,7 |
921,8 |
2835,9 |
|
2 |
395,9 |
0,0 |
395,9 |
|||||
Итого |
3757,7 |
921,8 |
2835,9 |
Итого |
3757,7 |
921,8 |
2835,9 |
Тепловой баланс
;
Qn=Bncвtn+вcВtn,
где Qn - количество теплоты, кДж;
Bn - количество волокна в потоке, кг;
cв - удельная теплоемкость волокна, кДж/(кг•°С);
tn - температура потока, °С; в - количество воды в потоке, кг;
cВ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•°С).
Q1=921,8 •1,47•40+2440•4,19•40=463,1МДж;
Q5=921,8 •1,47•70+4635,9•4,19•70=1454,6МДж
Q4=1454,6•4,19•15=91,4 МДж
°С.
Q2=542,6•4,19•395,9=900,1МДж
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.26
Приход |
Расход |
|||
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
|
1 |
463,1 |
5 |
1454,6 |
|
2 |
900,1 |
|||
4 |
91,4 |
|||
Итого |
1454,6 |
Итого |
1454,6 |
Ступень КЩО
Шнек после пресс-фильтра
0 - раствор воды и кислоты на разбавление, с0 = 0,0 %;
1 - масса с пресс-фильтра, с1 = 30 %;
3 -масса, поступающая в массный насос, с3 = 27,4%, М3=3361,8кг; В3=921,8кг; =2440кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
в1=3070,4-921,8=2148,6кг
В воду добавляем кислоту в количестве М4=130 кг. Тогда воды будет:
М2 = 3361,8-130,0-3070,4=161,4 кг;
кг;
кг;
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.27
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
3070,4 |
921,8 |
2148,6 |
3 |
3361,8 |
921,8 |
2440 |
|
2 |
161,4 |
0,0 |
161,4 |
|||||
4 |
130 |
0,0 |
130 |
|||||
Итого |
3361,8 |
921,8 |
2440 |
Итого |
3361,8 |
921,8 |
2440 |
Пресс-фильтр (промывка массы после отбелки)
1 - масса, поступающая на промывку, с1 = 3,0 %;
2 - свежая вода на промывку, с2 = 0,0 %, М2=в2=4000 кг, В2=0 кг;
3 - масса, после промывки, поступающая в шнек, с3 = 30 %, кг, кг, кг;
4 - оборотная вода после промывки, с4=0,05 %.
Составляем уравнение частного материального баланса
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.28
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
31240,2 |
937,9 |
30302,3 |
3 |
3070,4 |
921,8 |
2148,6 |
|
2 |
4000 |
0,0 |
4000 |
4 |
32169,8 |
16,1 |
32153,7 |
|
Итого |
35240,2 |
937,9 |
34302,3 |
Итого |
35240,2 |
937,9 |
34302,3 |
Выдувной резервуар
Из кислородного реактора масса выдувается в выдувной резервуар. Концентрация массы в нём составляет 6%. При выходе из него масса разбавляется оборотной водой до концентрации 3%.
1 - масса из кислородного реактора, с1 = 6 %;
2 - оборотная вода на разбавление, с2 = 0,05 %;
3 -масса, поступающая на пресс-фильтр, с3 = 3 %, М3=31240,2кг; В3=937,9кг; =30302,3 кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.29
Приход |
Расход |
|||||||
№ |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
15488,8 |
929,7 |
14559,1 |
3 |
31240,2 |
937,9 |
30302,3 |
|
2 |
15751,4 |
8,2 |
15743,2 |
|||||
Итого |
31240,2 |
937,9 |
30302,3 |
Итого |
31240,2 |
937,9 |
30302,3 |
Кислородный реактор
Концентрация массы в зоне реакции 12%. В нижней части ректора происходит разбавление массы оборотной водой до 6% и выдувка её в выдувной резервуар. В процессе КЩО происходят массообменные процессы, которые выражаются в потере или растворении части веществ, содержащихся в древесном волокне, а также в увеличении массы жидкой фазы в кислородном реакторе.
Принимаем потери волокна 3 %.
1 - масса, поступающая в кислородный реактор, с1 = 12 %;
2 - оборотная вода, поступающая в кислородный реактор, с2 = 0,05 %;
3 - масса, поступающая в выдувной резервуар, с3 = 6,0 %, кг, кг, кг;
4 - потери волокна при КЩО, В4=М4=0,03М1с1 кг, в4=0 кг;
5 - прирост массы в жидкой фазе, в5= М5=0,03М1с1, В5=0 кг, с5=0 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
М4=М5= В4= в5=0,03М1с1=0,03•7544•12/100=2719,8кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.30
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
7544 |
925,7 |
6618,3 |
3 |
15488,8 |
929,7 |
14559,1 |
|
2 |
7948,8 |
4,0 |
7944,8 |
4 |
2715,8 |
0,0 |
2719,8 |
|
5 |
2751,8 |
0,0 |
2571,8 |
|||||
Итого |
18244,6 |
929,7 |
17134,9 |
Итого |
18244,6 |
929,7 |
17134,9 |
Пароподогреватель
1 - масса, поступающая в пароподогреватель, t01=40 oC; В1 = В3
2 - пар на подогрев, с2 = 0,0 %, М2=в2, В2=0 кг;
3 - масса, после пароподогревателя, поступающая на отбелку, с3 = 12 %, кг, кг, кг;
В пароподогревателе происходит подогрев массы паром до t3 = 70 оС. Примем температуру массы, поступающей в пароподогреватель t1 = 40 оС, температуру раствора диоксида хлора t2 = 15 оС; удельная теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг•оС); удельная теплоёмкость воды 4,19 кДж/(кг•оС).
Максимальные затраты теплоты на нагрев массы:
Q1=В3•1,47(t3-t1) + в3•4,19(t3-t1) ;
где R - расход химиката, кг; D -расход пара, кг/т.
Q1=929,7•1,47(70-40) 14559,1•4,19(70-40) =1871078,64кДж/кг;
D=Q/(? - ?о),
где ?, ?о - удельные энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.
D1=1871078,64/(2744-293)=763,4 кг;
Затраты теплоты при исключении конденсата пара:
Q2=В3•1,47(t3-t1) + (в3 - D1)•4,19(t3-t1);
Q2=929,7•1,47(70-40)+(14559,1-763,4)•4,19(70-40)=1775119,26 кДж/кг
D2=1775119,26/(2744-293)=724,2 кг
в1=14559,1-724,2=13834,9кг
М1=В1+в1=929,7+13834,9=14764,6кг.
Концентрация массы, поступающей в пароподогреватель:
с1=В1·100/М1=929,7•100/14764,6=6,3%
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.31
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
14764,6 |
929,7 |
13834,9 |
3 |
15488,8 |
929,7 |
14559,1 |
|
2 |
724,2 |
0,0 |
724,2 |
|||||
Итого |
15488,8 |
929,7 |
14559,1 |
Итого |
15488,8 |
929,7 |
14559,1 |
Тепловой баланс
;
Qn=Bncвtn+вcВtn,
где Qn - количество теплоты, кДж;
Bn - количество волокна в потоке, кг;
cв - удельная теплоемкость волокна, кДж/(кг•°С);
tn - температура потока, °С;
в - количество воды в потоке, кг;
cВ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•°С).
Q1=929,7•1,47•40+14674,6•4,19•40=2514МДж;
Q3=929,7•1,47•70+14559,1•4,19•70=4365,9 МДж
°С.
Q2=610,3•4,19•724,2=1851,9МДж
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.32
Приход |
Расход |
|||
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
|
1 |
2514 |
3 |
4365,9 |
|
2 |
1851,9 |
|||
Итого |
4365,9 |
Итого |
4365,9 |
Кислородный реактор
Концентрация массы в зоне реакции 12%. В нижней части ректора происходит разбавление массы оборотной водой до 6% и выдувка её в выдувной резервуар. В процессе КЩО происходят массообменные процессы, которые выражаются в потере или растворении части веществ, содержащихся в древесном волокне, а также в увеличении массы жидкой фазы в кислородном реакторе.
Принимаем потери волокна 3 %.
1 - масса, поступающая в кислородный реактор, с1 = 12 %;
2 - оборотная вода, поступающая в кислородный реактор, с2 = 0,05 %;
3 - масса, поступающая в выдувной резервуар, с3 = 6,0 %, кг, кг, кг;
4 - потери волокна при КЩО, В4=М4=0,03М1с1 кг, в4=0 кг;
5 - прирост массы в жидкой фазе, в5= М5=0,03М1с1, В5=0 кг, с5=0 %.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
.
Отсюда:
; кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
М4=М5= В4= в5=0,03М1с1=0,03•7187,5•12/100=25,9 кг.
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.33
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
7187,5 |
951,8 |
6235,7 |
3 |
14764,6 |
929,7 |
13834,9 |
|
2 |
7577,1 |
3,8 |
7573,3 |
4 |
25,9 |
25,9 |
0,0 |
|
5 |
25,9 |
0,0 |
25,9 |
|||||
Итого |
14790,5 |
955,6 |
13834,9 |
Итого |
14790,5 |
955,6 |
13834,9 |
Смеситель-подогреватель
1 - масса, поступающая в смеситель, t01=80 oC; В1 = В3
2 - пар на подогрев, с2 = 0,0 %, М2=в2, В2=0 кг;
3 - масса, после смесителя, поступающая в реактор КЩО, с3 = 12 %, кг, кг, кг;
4 - кислород в количестве 20 кг;
В смесителе происходит подогрев массы паром до t3 = 95 оС. Примем температуру массы, поступающей в смеситель t1 = 30оС, температуру кислорода t2 = 10 оС; удельная теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг•оС); удельная теплоёмкость воды 4,19 кДж/(кг•оС), удельная теплоёмкость кислорода 0,934 кДж/(кг•оС).
Максимальные затраты теплоты на нагрев массы:
Q1=В3•1,47(t3-t1) + в3•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)0,934;
где R - расход химиката, кг; D -расход пара, кг/т.
Q1=951,8•1,47(95-30) + 6235,7•4,19(95-30) + 20,0(95-10)0,934=1790825,2кДж/кг;
D=Q/(? - ?о),
где ?, ?о - удельные энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.
D1=1790825,2/(2744-398)=763,4 кг;
Затраты теплоты при исключении конденсата пара:
Q2=В3•1,47(t3-t1) + (в5 - D1)•4,19(t3-t1) + в4(t3-t2)0,934;
Q2=951,8•1,47(95-30)+(6235,7-763,4)•4,19(95-30)+20,0(95-10)0,934=1582913,2 кДж/кг;
D2=1582913,2/(2744-398)=674,7 кг
в1=6235,7-674,7-20=5541кг.
М1=В1+в1=5541+951,8=6492,8 кг.
Концентрация массы, поступающей в смеситель:
с1=В1·100/М1=951,8•100/6492,8=14,7%
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.34
Приход |
Расход |
|||||||
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ п/п |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
6492,8 |
951,8 |
5541 |
3 |
7187,5 |
951,8 |
6235,7 |
|
2 |
674,7 |
0,0 |
674,7 |
|||||
4 |
20 |
0,0 |
20 |
|||||
Итого |
7187,5 |
951,8 |
6235,7 |
Итого |
7187,5 |
951,8 |
6235,7 |
Тепловой баланс
;
Qn=Bncвtn+вcВtn,
где Qn - количество теплоты, кДж;
Bn - количество волокна в потоке, кг;
cв - удельная теплоемкость волокна, кДж/(кг•°С);
tn - температура потока, °С;
в - количество воды в потоке, кг;
cВ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•°С).
Q1=951,8•1,47•30+5541·4,19•30=738,5МДж;
Q3=951,8•1,47•95+6235,7•4,19•95=2615МДж
Q4=20•0,934•10=186,8 МДж
°С.
Q2=2681,3•0,934•674,7=1689,7МДж
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.35
Приход |
Расход |
|||
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
№ п/п |
Теплота, МДж Q |
|
1 |
738,5 |
3 |
2615 |
|
2 |
1689,7 |
|||
4 |
186,8 |
|||
Итого |
2615 |
Итого |
2615 |
Насос МС
1 - масса из БВК;
2 - NaOH, с2 = 0,0%;
3 -масса, поступающая смеситель-подогреватель, М3=6492,8кг; В3=951,8кг; =5541кг.
Составляем уравнение частного материального баланса:
;
Отсюда:
В1= В3=951,8кг;
М1=6492,8-20,0=6472,8кг
кг;
кг;
кг;
Концентрация массы, поступающей в насос:
с1=В1·100/М1=951,8•100/6472,8=14,7%
Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу
Таблица 3.36
Приход |
Расход |
|||||||
№ |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
№ |
Масса, кг |
Волокно, кг |
Вода, кг |
|
1 |
6472,8 |
951,8 |
5521 |
3 |
6492,8 |
951,8 |
5541 |
|
2 |
20,0 |
0,0 |
20,0 |
|||||
Итого |
6492,8 |
951,8 |
5541 |
Итого |
6492,8 |
951,8 |
5541 |
Таблица 3.38- Общая сводная таблица теплового баланса
Статья прихода |
С, % |
Приход |
Статья расхода |
С, % |
Расход |
|
Количество теплоты, МДж |
Количество теплоты, МДж |
|||||
Ступень КЩО |
||||||
Смеситель-подогреватель |
||||||
Масса, поступающая в смеситель - подогреватель |
12,0 |
738,5 |
Масса, поступающая в реактор КЩО |
12,0 |
2615 |
|
Пар на подогрев |
0,0 |
1689,7 |
||||
Кислород |
0,0 |
186,8 |
||||
Итого |
2615 |
Итого |
2615 |
|||
Ступень Д0 |
||||||
пароподогреватель |
||||||
Масса в пароподогреватель |
12,0 |
463,1 |
Масса в отбельную башню |
12,0 |
1454,6 |
|
Пар на подогрев |
0,0 |
900,1 |
||||
Диоксид хлора |
0,0 |
91,4 |
||||
Итого |
1454,6 |
Итого |
1454,6 |
|||
Ступень щелочения |
||||||
пароподогреватель |
||||||
Масса в пароподогреватель |
12,0 |
763,4 |
Масса в отбельную башню |
12,0 |
1363,4 |
|
Пар на подогрев |
0,0 |
600,6 |
||||
Итого |
1363,4 |
Итого |
1363,4 |
|||
Ступень Д1 |
||||||
пароподогреватель |
||||||
Масса, поступающая в пароподогреватель |
12,0 |
574 |
Масса, поступающая в отбельную башню |
12,0 |
1416 |
|
Пар на подогрев |
0,0 |
774,8 |
||||
Кислород |
0,0 |
67,2 |
||||
Итого |
1416 |
Итого |
1416 |
|||
Ступень Д2 |
||||||
пароподогреватель |
||||||
Масса в пароподогреватель |
12,0 |
969,3 |
Масса в отбельную башню |
12,0 |
1983,4 |
|
Пар на подогрев |
0,0 |
976,4 |
||||
Кислород |
0,0 |
37,7 |
||||
Итого |
1983,4 |
Итого |
1983,4 |
целлюлоза отбелка технологический тепловой
4. Расчет количества устанавливаемого и вспомогательного оборудования
4.1 Расчет объема отбельных башен
Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле:
Vp=100Mф/24*60cBKс,
где Vp- реакционный объем, м3; М- масса абсолютно сухой целлюлозы, поступающей в башню за сутки, т; ф - время пребывания массы в башне, мин; cB - концентрация волокна, %; К - коэффициент заполнения башни, для башен с ходом массы снизу вверх К=0.95, для башен с ходом массы сверху вниз К=0.85; с- плотность массы, т/м3.
Плотность массы определяется по формуле:
с= свс+своды(100-с)/100,
где св- плотность волокна, 1,54 т/м3;
своды - плотность воды при температуре реакции.
Потребный общий объем отбельной башни :
Vобщ=Vp+Vразб
Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем:
Vразб=рdBhp/4,
где - dB- внутренний диаметр башни, м;
hp - высота зоны разбавления, (1,5-1,7)м
Кислородный реактор на 1й ступени КЩО:
с=1,54*12 +0,972*(100-12)/100=1,04т/м3
Vp=100*951,8*30/24*60*12*0,95*1,04= 167,3м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны 4,0м.
Vразб=3,14*1,5*4 /4=4,7м3,
Vобщ=167,3+4,7=172м3
Принимаем номинальный объем колонны 200м3.
Высота колонны 15,9 м
Кислородный реактор на 2й ступени КЩО:
с=1,54*12 +0,958*(100-12)/100=1,03 т/м3
Vp=100*925,7*60/24*60*12*0,95*1,03 = 328,5м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны 4,5м.
Vразб=3,14*1,5*4,5 /4=5,3м3,
Vобщ=328,5+5,3=333,8м3
Принимаем номинальный объем колонны 400м3
Высота колонны 25,2м
Отбельная башня на ступени Д0
с=1,54*12 +0,983*(100-12)/100=1,05т/м3
Vp=100*921,8*60/24*60*12*0,95*1,05= 320,9м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны4,0м. Внутренний диаметр колонки 2,6м.
Vразб=3,14*1,5*4 /4=4,7м3,
Vобщ=320,9+4,7=325,6м3
Принимаем номинальный объем колонны 400м3
Высота колонны 31,8м
Отбельная башня на ступени щелочения
с=1,54*12 +0,983*(100-12)/100=1,05т/м3
Vp=100*904,7*120/24*60*12*0,85 *1,05= 704м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны 6м.
Vразб=3,14*1,5*6 /4=7,1м3,
Vобщ=704+7,1=711,1м3
Принимаем номинальный объем колонны 800м3.
Высота колонны 28,3м
Отбельная башня на ступени Д1
с=1,54*12 +0,978*(100-12)/100=1,05т/м3
Vp=100*888,1*210/24*60*12*0,95*1,05= 1082м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны 8,0м. Внутренний диаметр стакана 5,0м.
Vразб=3,14*1,5*8 /4=9,4м3,
Vобщ=1082+9,4=1091,4м3
Принимаем номинальный объем колонны 1250м3
Высота колонны 24м
Отбельная башня на ступени Д2
с=1,54*12 +0,978*(100-12)/100=1,05т/м3
Vp=100*880,5*210/24*60*12*0,95*1,05=1073 м3;
Исходя из объема внутренний диаметр колонны 8,0м. Внутренний диаметр стакана 5,0м.
Vразб=3,14*1,5*8 /4=9,4м3,
Vобщ=1073+9,4=1082,4м3
Принимаем номинальный объем колонны 1250м3
Высота колонны 24м
4.2 Выбор промывного оборудования
Выбор промывного оборудования сводится к определению фильтрующей поверхности. Фильтрующая поверхность определяется:
F=QволQсут/0,88g
Где F - фильтрующая поверхность, м2; Qвол - количество а.с. массы на 1 т целлюлозы, кг; Qсут - суточная производительность отбельного цеха, т/сут.
Qсут=500000т/год=1450 т/сут
g - съем а.с. массы с 1м2 фильтрующей поверхности, g=50 т/сут.
Для промывки используем пресс-фильтры.
Промывка после ступени КЩО:
F=1450*937,9/0,88*50*1000=30,9м2
Промывка после ступени Д0
F=1450*920,5/0,88*50*1000=30,4м2
Промывка после ступени ЩП:
F=1450*899,6/0,88*50*1000=29,7м2
Промывка после ступени Д1
F=1450*894,7/0,88*50*1000=29,5м2
Промывка после ступени Д2
F=1450*889,9/0,88*50*1000=29,3м2
4.3 Расчет вместимости баков оборотной воды
Вместимость баков определяют по количеству оборотной воды, уходящей с фильтров:
V=QсутQBT/24*60*1000K,
где QB - количество оборотной воды на 1т целлюлозы, л;
Т- время пребывания воды в баке, Т=3…5мин;
К - коэффициент заполнения бака, К=0,8.
Баки снабжаются переливными трубами для отвода избытка оборотной воды.
Бак фильтрата после ступени КЩО:
V=1450*4000*5/24*60*1000*0,8=25,2м3
Бак фильтрата после ступени Д0
V=1450*31679*5/24*60*1000*0,8=199,4м3
Бак фильтрата после ступени щелочения:
V=1450*23049,4*5/24*60*1000*0,8=145,1м3
Бак фильтрата после ступени Д1
V=1450*22881*5/24*60*1000*0,8=144м3
Бак фильтрата после ступени Д2
V=1450*30747,5*5/24*60*1000*0,8=193,5м3
Принимаем объем баков фильтрата 200м3
4.4 Расчет вместимости массных бассейнов
Бассейн высокой концентрации для хранения небеленой целлюлозы
V=100QсутТ/24cКссм
ссм= с1с+с2(100-с)/100
ссм=1500*14+988*(100-14)/100=1059кг/м3
V=100*1450*8/24*14*0,8*1,06=4071м3
Принимаем номинальный объем бассейна высокой концентрации 4250м3.
Определяем время пребывания массы в бассейне:
Т=4250*24*14*0,8*1,06/100*1450=8,3ч
Бассейн высокой концентрации для хранения беленой целлюлозы
V=100QсутТ/24cКссм
ссм= с1с+с2(100-с)/100
ссм=1500*12+988*(100-12)/100=1049кг/м3
V=100*1450*8/24*12*0,8*1,05=4110м3
Принимаем номинальный объем бассейна высокой концентрации 4250м3.
Определяем время пребывания массы в бассейне:
Т=4250*24*12*0,8*1,05/100*1450=7,1ч
Выдувной резервуар
V=100QсутТ/24cКссм
ссм= с1с+с2(100-с)/100
ссм=1500*3+988*(100-3)/100=1003кг/м3
V=100*1450*0,05/24*3*0,8*1 =125,8м3
Принимаем номинальный объем выдувного резервуара 160м3.
Определяем время пребывания массы в бассейне:
Т=160*24*3*0,8*1/100*1450=0,06ч=3,8мин
4.5 Расчет и выбор насосов
Подача насоса:
Q=BQсут100k/24*60*c*с
где В- количество целлюлозы, поступающей к насосу на этой стадии производства, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, кг; Qсут- суточная производительность потока по воздушно-сухой целлюлозе, т/сут; с- концентрация целлюлозной суспензии, %; k- коэффициент запаса производительности; с- плотность целлюлозной суспензии концентрацией с.
Напор насоса
Н=Нг+(Ннагн-Нвсас)+Нп+н2/2g
где Нг- геометрическая высота подъема жидкости, м; Ннагн- напор в объеме нагнетания, м; Нвсас - напор в объеме всасывания, м; Нп- сумма потерь напора; н2/2g - скоростной напор (значением можно пренебречь)
Мощность двигателя насоса:
Nэ=QHс/60*102з
Массный насос после БВК:
Q=951,8*1450*100*1,2/24*60*14,7*1049=7,5м3/мин=125,3л/с
Исходя из производительности потока и подачи насоса, принимаем насос KAMYR MC MRU-20-P1.
Насос для подачи оборотной воды в 1й реактор КЩО:
Q=7573,3-929,7 ((100-12)/12))1450/24*60=760,7л/мин=12,7л/с
Нг=15м
Нвсас=7м
Ннагн=0
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=15-7+2,2=10,2м
Nэ=0,7*10,2*1000/60*102*0,8=1,5кВт*ч
Nуст=1,2*1,5=1,8кВт*ч
Насос для подачи оборотной воды в 2й реактор КЩО:
Q=7944,8- 925,7((100-12)/12))1450/24*60=1164л/мин=19,4л/с
Нг=15м
Нвсас=7м
Ннагн=0
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=15-7+2,2=10,2м
Nэ=1,1*10,2*1000/60*102*0,8=2,3кВт*ч
Nуст=1,2*2,3=2,8кВт*ч
Насос для подачи массы на ступень Д0:
Q=921,8*1450*100*1,2/24*60*27,4*1223=3,3м3/мин=55,5л/с
Исходя из производительности потока и подачи насоса, принимаем насос KAMYR MC MRU-20-P1
Насос для подачи воды на ступень Д0
Q= 920,5(100-3)/3-25125,5)1450/24*60=4670л/мин=77,8л/с
Нг=28,4м
Ннагн-Нвсас=28,4*0,8-1,7-7=14м
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=28,4+14+2,2=44,6м
Nэ=4,6*44,6*1000/60*102*0,8=42кВт*ч
Nуст=1,2*42=50,4кВт*ч
Насос для подачи массы на ступень щелочения
Q=921,8*1450*100*1,2/24*60*27,4*1050=3,8м3/мин=63,5л/с
Исходя из производительности потока и подачи насоса, принимаем насос KAMYR MC MRU-20-P1
Насос для подачи воды на ступень щелочения
Q= 899,6(100-3)/3-16458,7)1450/24*60=12716л/мин=212л/с
Нг=24,9м
Ннагн-Нвсас=24,9*0,8-1,7-7=11,2м
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=24,9+11,2+2,2=38,3м
Nэ=12,7*38,3*1000/60*102*0,8=99,3кВт*ч
Nуст=1,2*99,3=119,2кВт*ч
Насос для подачи массы на ступень Д1
Q=888,1*1450*100*1,2/24*60*17,2*1050=5,9м3/мин=98,5л/с
Исходя из производительности потока и подачи насоса, принимаем насос KAMYR MC MRU-20-P1
Насос для подачи воды на ступень Д1
Q=3*1450*100*1,2/24*60*0,05*1000=7,3м3/мин=121,9л/с
Нг=20,6м
Ннагн-Нвсас=20,6*0,8-1,7-7=7,8м
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=20,6+7,8+2,2=30,6м
Nэ=7,3*30,6*1000/60*102*0,8=45,6кВт*ч
Nуст=1,2*45,6=54,7кВт*ч
Насос для подачи массы на ступень Д2
Q=880,5*1450*100*1,2/24*60*13,9*1050=5,1м3/мин=85,2л/с
Исходя из производительности потока и подачи насоса, принимаем насос KAMYR MC MRU-20-P1
Насос для подачи воды на ступень Д1
Q=3*1450*100*1,2/24*60*0,05*1000=7,3м3/мин=121,9л/с
Нг=20,6м
Ннагн-Нвсас=20,6*0,8-1,7-7=7,8м
Нп=0,2*0,75*1+0,2=2,2м
Н=20,6+7,8+2,2=30,6м
Nэ=7,3*30,6*1000/60*102*0,8=45,6кВт*ч
Nуст=1,2*45,6=54,7кВт*ч
Таблица 4.1 - Основное оборудование
Наименование и назначение оборудования |
Тип |
Техническая характеристика |
Количество |
|
Отбельная башня |
Без поглотительной колонки с ходом массы снизу вверх |
V=400м3Н=25,2мD=4,5м |
2 |
|
Без поглотительной колонки с ходом массы сверху вниз |
V=800м3Н=28,3мD=6м |
1 |
||
С наружной поглотительной колонкой |
V=400м3Н=31,8мD=4мd=2,6м |
1 |
||
С внутренним стаканом |
V=1250м3Н=24мD=8м |
2 |
||
Промывное оборудование |
Пресс-фильтры |
F=35м2g=50кг |
5 |
|
Баки оборотной воды |
V=200м3 |
5 |
||
Выдувной резервуар |
V=160м3D=5м |
1 |
Таблица 4.2 - Вспомогательное оборудование
Наименование и назначение оборудования |
Тип |
Техническая характеристика |
Количество |
|
Массный насос |
KAMYR MC MRU-20-P1 |
Подача 20…175л;Производительность1450 т/сут;Напор 20…120мМощность э/привода 200кВт |
6 |
|
Насос для подачи воды |
Подача 10…220л;Производительность1450 т/сут;Напор 10…50мМощность э/привода 1,5…100кВТ |
6 |
Таблица 4.3 - Унификация бассейнов
Назначение бассейна |
Объем бассейна,м3 |
Время запаса массы, час |
|||
По расчету |
После унификации |
По расчету |
После унификации |
||
Хранение небеленой целлюлозы |
4071 |
4250 |
8 |
8,3 |
|
Хранение беленой целлюлозы |
4110 |
4250 |
8 |
7,1 |
5. Энергетическая часть
Таблица 5.1 - Характеристика двигателей оборудования
Наименование агрегата |
Количество агрегатов, шт |
Коэффициент использования |
Мощность, кВт |
|||
номинальная |
установленная |
Потребляемая средняя активная |
||||
Массный насос |
6 |
0,8 |
200 |
1200 |
960 |
|
Насос для подачи воды |
6 |
0,8 |
100 |
600 |
480 |
Удельный расход электроэнергии:
Зу=24*1440/1450=23,8кВт*ч/т
6. Охрана природы
Целесообразность использования того или иного варианта отбелки оценивается с точки зрения не только экономичности, но и с точки зрения экологической безопасности схемы отбелки. Безопасность схем с использованием хлорреагентов оценивается по показателю АОХ (адсорбированные органические галогены), который определяет образующееся при отбелке количество хлорорганических соединений. Для большинства стран этот показатель сегодня ограничен 0,20…0,25кг/т.
Схемы отбелки, в которых используются хлорсодержащие реагенты, характеризуются так называемым фактором Каппа (KF). Фактор Каппа - это отношение расхода активного хлора, заданного на первую делигнифицирующую ступень отбелки, к числу Каппа целлюлозы, поступающей на отбелку. Чем ниже фактор Каппа, тем безопаснее с экологической точки зрения схема отбелки.
Второй показатель, по которому оценивается экологическая безопасность отбелки, - это химическое потребление кислорода в сточных водах предприятия.
7. Технико-экономические показатели
Наименование сырья, материалов, ГОСТ, ОСТ или ТУ |
Расход |
|
1.Небеленая целлюлоза из хвойных пород древесины, кг/т |
951,8 |
|
2. Водный раствор каустика, кг/т |
140 |
|
3. Сернистая кислота, кг/т |
1086,7 |
|
4. Двуокись хлора, водный раствор, кг/т |
3470 |
|
5. Фильтрованная вода, кг/т |
22106,9 |
|
6. Пар, кг/т |
3514,5 |
|
7. Пероксид водорода, кг/т |
170 |
|
8. Кислород, кг/т |
20 |
|
9. Электроэнергия, кВт*ч/т |
23,8 |
8. Технологический контроль
Таблица 8- Контроль за производством по стадиям процесса
Наименование стадии процесса, места отбора пробы или измерения параметров (№ позиции по технологической схеме) |
Контролируемый параметр |
Частота контроля |
Рабочий диапазон (предел) значения контролируемого параметра |
Нормы характеристик погрешностей, % |
Наименование нормативно - технической документации на метод контроля или средство измерения |
Должностное лицо, осуществляющее контроль |
|
1.1 КЩО 1й ступени |
|||||||
Трубопровод массы после насосов |
1.1.Температура, °С |
Постоянно |
45 - 60 |
± 2.0 |
Поз. TI-120, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Башня отбелки, |
1.2.Уровень в башне, % |
Постоянно |
50 - 75 |
±2.0 |
Поз.LI-101, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Вакуум-фильтр |
1.3.рН массы(для кислой обработки) |
каждые 4 часа |
2 - 4 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
||
1.4. рН массы (для ферментной обработки) |
каждые 4 часа |
6 - 8 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
|||
1.2 КЩО 2й ступени |
|||||||
Трубопровод массы после насосов |
1.1.Температура, °С |
Постоянно |
45 - 60 |
± 2.0 |
Поз. TI-120, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Башня отбелки, |
1.2.Уровень в башне, % |
Постоянно |
50 - 75 |
±2.0 |
Поз.LI-101, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Вакуум-фильтр |
1.3.рН массы (для кислой обработки) |
каждые 4 часа |
2 - 4 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
||
1.4. рН массы (для ферментной обработки) |
каждые 4 часа |
6 - 8 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
|||
2.Делигнифицирующаяступень отбелки |
|||||||
Башня отбелки, |
2.1.Уровень в башне, % |
Постоянно |
50 - 75 |
±2.0 |
Поз.LI-201, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Трубопровод массына входе в башню |
2.2.Температура, °С |
Постоянно |
50 - 65 |
± 2.0 |
Поз.TIC-220, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Вакуум-фильтр №2 |
2.3.рН массы (ванна) |
каждые 8 часов |
2 - 3 |
± 0.5 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
|
2.4. Ст.делигнификации,ед.Каппа |
каждые 2 часа |
Для хвойной:10,0 - 15,0 - без молек.хлора |
± 1,0 |
ГОСТ 10070-74 |
Лаборант |
||
2.5.Содержание ост. хлора, г/л |
каждые 4 часа |
не более 0,1 |
± 10,0 |
Метод определения массовой доли остаточного хлора в целлюлозной суспезии, утв.ВНИИБ |
Лаборант |
||
3.Щелочение |
|||||||
Башня отбелки |
|||||||
3.Уровень в башне, % |
Постоянно |
50 - 75 |
±2.0 |
Поз. LI-301, перечень СИ |
Отбельщик |
||
Трубопровод массы |
|||||||
3..Температура, °С |
Постоянно |
60 - 70 |
± 2.0 |
Поз. TIC-321, перечень СИ |
Отбельщик |
||
на входе в башню |
|||||||
Вакуум-фильтр№3 |
3.рН массы (ванна) |
каждые 2 часа |
10 - 11,5 |
± 0.5 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Лаборант |
|
3.5.Белизна, % |
каждые 2 часа |
Для хвойной:68 - 73 |
± 2.0 |
ГОСТ 7690-76 Метод определения белизны |
Лаборант |
||
4.Отбелка двуокисьюхлора 1 ступень, |
|||||||
Башня отбелки |
4.1.Уровень в башне, % |
Постоянно |
60 - 75 |
±2.0 |
Поз.LI-401, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Трубопровод на входев башню |
4.2.Температура, °С |
Постоянно |
63 - 70 |
± 2.0 |
Поз.TIC-420, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Вакуум-фильтр№4 |
4.3. Белизна, % |
каждые 2 часа |
Для хвойной:более 80 (без молек. хлора) |
± 2.0 |
ГОСТ 7690-76 Метод определения белизны |
Лаборант |
|
4.4. Остаточный хлор |
по необходимости |
не допускается |
±10.0 |
Метод определения массовой доли остаточного хлора в целлюлозной суспензии, утв.ВНИИБ |
Лаборант |
||
5.Отбелка двуокисьюхлора 2 ступень |
|||||||
Башня отбелки |
6.1.Уровень в башне, % |
Постоянно |
60 - 75 |
±2.0 |
Поз LI-601, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Трубопровод на входе в башню |
6.2.Температура, °С |
Постоянно |
63 - 75 |
± 2.0 |
Поз. TIC-620, перечень СИ |
Отбельщик |
|
Вакуум-фильтр №5 |
6.3.Белизна, %, не менее |
каждые 2 часа |
Для хвойной:не менее 84,0. |
± 2.0 |
ГОСТ 7690-76 Метод определения белизны |
Лаборант |
|
6.4. Остаточный хлор |
по необходимости |
не допускается |
±10.0 |
Метод определения массовой доли остаточного хлора в целлюлозной суспензии, утв.ВНИИБ |
Лаборант |
||
7.Кисловка, бассейн |
7.1.рН |
каждые 2 часа |
3,0 - 5,0 |
± 2.0 |
ГОСТ 12523-77 Метод определения рН водной вытяжки |
Отбельщик |
|
8.Бак каустика, |
8.1. Уровень, % |
постоянно |
не более 80 |
±0,1 |
поз. LIC-004 перечень СИ |
Отбельщик |
|
8.2.Концентрация раствора, г/л NaOH |
через каждые 8 часов |
95 - 105 |
± 0.5 |
Метод определения массовой доли едкого натра, утв. ВНИИБ |
|||
9.Бак двуокиси хлора, |
9.1. Уровень, % |
постоянно |
не более 80 |
±0,1 |
поз. LIC-007 перечень СИ |
отбельщик |
|
9.1.Содержание акт. хлора, г/л |
через каждые 8 часов |
13,2 - 18,4 |
± 2.0 |
Метод определения содержания активного хлора в растворе двуокиси хлора, утв. ВНИИБ |
|||
10.Пар низкого давления |
10.1.Давление, МПа |
Постоянно |
0.25 |
± 2.0 |
Поз.PI-054 перечень СИ |
Отбельщик |
|
(кгс/см2), не менее |
(2,5) |
||||||
11.Коллектор сточных вод |
11.1.Содержание взвешенных веществ, мг/л, не более |
каждые 8 часов |
Согласно утвержденным на ОАО "Архангельский ЦБК" нормам |
± 3.0 |
РД 118-027-88 |
Лаборант |
|
11.2.Содержание остаточного хлора, г/л, не более |
через каждые 4 часа |
0,1 |
± 2.0 |
Метод определения массовой доли остаточного хлора в целлюлозной суспензии, утв. ВНИИБ |
|||
11.3. ХПК, мг/л О2 , не более |
каждые 8 часов |
Согласно утвержденным на ОАО "Архангельский ЦБК" нормам |
± 1.0 |
Ускоренный метод определения ХПК. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. Москва, Химия, 1984г, стр.77 |
Список литературы
1. Гурьев А.В. Технология ЦБП: методические указания к курсовому проектированию. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 18с.
2. Казаков Я.В. Технологические расчеты ЦБП в среде табличного процессора MS Excel: Учебное пособие. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. - 109с.
3. Миловидова Л.А. Отбелка целлюлозы: учебное пособие. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 130с.
4. Веретнов М.Ю., Гусаков Л.В., Комаров В.И., Казаков Я.В., Коптелов А.Е., Лукин А.Ю., Семёнова С.Ю., Суровцева Л.С., Шепелева Е.А. -Работы студентов. Общие требования и правила оформления.
5. Непеин Н.Н. Технология целлюлозы. Т.3.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основные закономерности отбелки целлюлозы. Характеристика сырья, химикатов и готовой продукции. Описание технологического процесса производства. Производственный контроль и обслуживание в отбельном цехе. Охрана труда и правила безопасности производства.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.09.2012Исследование современных технологий, применяемых при выпаривании чёрного щёлока. Расчёт материального и теплового баланса, поверхности теплообмена при выпаривании, показателей выпарки. Описание основного и вспомогательного оборудования выпарной станции.
курсовая работа [88,2 K], добавлен 06.06.2012Комплексная оценка сухостойной еловой древесины, пораженной энтомофитовредителями, как сырья для производства сульфатной целлюлозы; исследование показателей деформативности, прочности полуфабрикатов; анализ структурно-размерных характеристик волокна.
курсовая работа [701,2 K], добавлен 12.01.2012Отбор древесины для производства волокнистых полуфабрикатов. Производство сульфатной и сульфитной целлюлозы. Технологическая цепь получения технической целлюлозы. Порядок варки целлюлозы в котлах периодического действия. Определение сорности целлюлозы.
реферат [266,6 K], добавлен 30.11.2011Химическая переработка древесины. Возможность регенерации химикатов как основа экономической целесообразности сульфатного способа производства целлюлозы. Регенерация химикатов сульфатной варки. Общая схема производства целлюлозы по сульфатному способу.
курсовая работа [198,4 K], добавлен 29.09.2014Выбор и обоснование способа производства изделия из полиэтилена низкого давления, характеристика основного и вспомогательного оборудования. Технологическая схема производства. Расчет количества сырья и материалов. Составление материального баланса.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 26.03.2012Разработка технологической схемы. Расчет сырьевой смеси и расхода материалов. Режим работы цехов и завода, проект производства работ. Расчёт материального баланса по цехам. Контроль соблюдения технологического режима на стадии процесса обжига клинкера.
курсовая работа [134,5 K], добавлен 09.01.2013Значение современной целлюлозно-бумажной промышленности для мирового хозяйства. Работа промывного цеха сульфатцеллюлозного завода с производительностью целлюлозы в 340 тонн за сутки. Основные расчеты и выбор вакуум-фильтров для промывки целлюлозы.
курсовая работа [145,9 K], добавлен 09.05.2011Бумагообразующие свойства сульфатной целлюлозы. Получение сульфатной целлюлозы в котлах непрерывного действия. Показатели качества промытой небеленой хвойной целлюлозы. Целлюлоза после варки - суспензия волокон. Основное и вспомогательное оборудование.
курсовая работа [456,4 K], добавлен 28.01.2011Схема технологического процесса на льнозаводе. Техническая характеристика оборудования. Баланс рабочего времени и режим работы завода. Расчет производственной мощности завода по готовой продукции. Расчет загруженности куделеприготовительного агрегата.
курсовая работа [719,1 K], добавлен 09.12.2014