Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода

883,1*100/(883,1 + 5511) = 13,8%

5.1.5 пресс-фильтр

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 883,1

воды 5511 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

883,1*100/(5511 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 57362 л.

На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 883,1 кг

воды 5511 + 57362 - 4000 = 58873 л.

Проверка: концентрация массы

883,1*100/(883,1 + 58873) = 1,5 %

5.1.6 Башня отбелки двуокисью хлора (Д₁)

при выходе из башни масса разбавляется оборотной водой из бака пресс-фильтра. Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 883,1 кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 0,3 %. В башню следует подать волокна:

883,1*100/99,7 = 885,76 кг.

при концентрации массы в башне (на входе) 12 % воды в ней должно быть:

885,76*88/12 = 6496 л.

Поскольку при поступлении массы в зону разбавления башни количество в ней остаётся таким же, как при входе в башню, для разбавления массы, поступающей на пресс-фильтр, можно написать следующее уравнение:

У + 6496 = 58873

У = 52377 л.

Химические потери волокна в башне:

885,76 - 883,1 = 2,66 кг.

В башню поступает:

волокна 885,76 кг

воды 6496 л.

Проверка: концентрация массы

885,76*100/(885,76 + 6496) = 12 %

По режиму расход двуокиси хлора на 1 ступень составляет 12 кг/т целлюлозы. При концентрации ClO₂ в растворе 14 г/л или 0,014 кг/кг воды, количество отбельного раствора составит

12/0,014 = 857 кг.

Из двухвального смесителя в башню поступит

волокна 885,76 кг

воды 6496 - 857 = 5639 л

5.1.7 Двухвальный смеситель перед башней Д₁

В смесителе производится подогрев массы паром до 75 ⁰С. Подсчитаем затраты теплоты. Примем температуру массы, сходящей с пресс-фильтра, равной 42 ⁰С, температуру раствора ClO₂ 10 ⁰С, удельную теплоёмкость волокна 1,47 кДж/(кг*⁰С). Максимальные затраты теплоты на нагрев массы равны:

Q₁ = 885,76*1,47*(75-42)+5639*4,19*(75-42) + 857*4,19*(75 - 10) = 1056076 кДж

Расход пара давлением 0,3 Мпа ( удельная энтальпия 2744,03 кДж/кг)

D₁ = 1056076/(2744,03 - 75*4,19) = 435 кг.

Затраты теплоты при исключении конденсата пара:

Q₂ = 885,76*1,47*(75- 42)+(5639-435)*4,19*(75-42)+857*4,19*(75-10)=995929 кДж

Расход пара:

D₂ = 995929/(2744,03-75*4,19) = 410 кг

От пресс-фильтра поступит:

волокна 885,76 кг

воды 5639 - 410 = 5229 л.

Проверка: концентрация массы

885,76*100/(885,76 + 5229) = 14,5 %

5.1.8 пресс-фильтр

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 885,76

воды 5229 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

885,76*100/(5229 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 57822 л.

На пресс-фильтр должно поступить

волокна 885,76 кг

воды 5229 + 57822 - 4000 = 59051л.

Проверка: концентрация массы

885,76*100/(885,76 + 59051) = 1,5 %

5.1.9 Башня холодного облагораживания (ХО)

при выходе из башни масса разбавляется оборотной водой из бака пресс-фильтра. Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 885,76 кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 8,0 %. В башню следует подать волокна:

885,76*100/92 = 962,78 кг.

при концентрации массы в башне (на входе) 16 % воды в ней должно быть:

962,78*84/16 = 5054 л.

Поскольку при поступлении массы в зону разбавления башни количество в ней остаётся таким же, как при входе в башню, для разбавления массы, поступающей на пресс-фильтр, можно написать следующее уравнение:

У + 5054 = 59051

У = 53997 л.

Химические потери волокна в башне:

962,78 - 885,76 = 77,02 кг.

В башню поступает:

волокна 962,78 кг

воды 5054 л.

Проверка: концентрация массы

962,78*100/(962,78 + 5054) = 16 %

5.1.10 Двухвальный смеситель башни холодного облагораживания (ХО)

По режиму расход NaOH на холодное облагораживание составляет 20 кг/т целлюлозы. При концентрации NaOH в растворе 100 г/л или 0,1 кг/кг воды, количество отбельного раствора составит:

20/0,1 = 200 кг.

От пресс-фильтра в смеситель башни холодного облагораживания поступит:

волокна 962,78 кг

воды 5054 - 200 = 4854 л

Проверка: концентрация массы

962,78*100/(962,78 + 4854) = 16 %

5.1.11 пресс-фильтр

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 962,78

воды 4854 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

962,78*100/(4854 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 63331 л.

На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 962,78 кг

воды 4854 + 63331 - 4000 = 64185 л.

Проверка: концентрация массы

962,78*100/(962,78 + 64185) = 1,5 %

5.1.12 Башня щелочения гипохлоритом (ЩГ)

при выходе из башни масса разбавляется оборотной водой из бака пресс-фильтра. Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 962,78 кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 0,4 %. В башню следует подать волокна:

962,78*100/99,6 = 966,65 кг.

при концентрации массы в башне (на входе) 15 % воды в ней должно быть:

966,65*85/15 = 5478 л.

Поскольку при поступлении массы в зону разбавления башни количество в ней остаётся таким же, как при входе в башню, для разбавления массы, поступающей на пресс-фильтр, можно написать следующее уравнение:

У + 5478 = 64185

У = 58707 л.

Химические потери волокна в башне:

966,65 - 962,78 = 3,87 кг.

В башню поступает

волокна 966,65 кг

воды 5478 л.

Проверка: концентрация массы

966,65*100/(966,65 + 5478) = 15 %

7.1.13 Двухвальный смеситель башни щелочения гипохлоритом (ЩГ)

По режиму расход NaOCl на щелочения гипохлоритом составляет 7,7 кг/т. При концентрации NaOCl в растворе 45 г/л или 0,045 кг/кг воды, количество отбельного раствора составит:

7,7/0,045 = 172 кг.

От пресс-фильтра в смеситель башни щелочения гипохлоритом поступит:

волокна 966,65 кг

воды 5478 - 172 = 5306 л

Проверка: концентрация массы

966,65*100/(966,65 + 5306) = 15 %

5.1.14 пресс-фильтр

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 966,65

воды 5306 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

966,65*100/(5306 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 63137 л.

На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 966,65 кг

воды 5306 + 63137 - 4000 = 64443 л.

Проверка: концентрация массы

966,65*100/(966,65 + 64443) = 1,7 %

5.1.15 Башня щелочения (Щ)

при выходе из башни масса разбавляется оборотной водой из бака пресс-фильтра. Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 966,65 кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 1,0 %. В башню следует подать волокна:

966,65*100/99 = 976,41 кг.

при концентрации массы в башне (на входе) 12 % воды в ней должно быть:

976,41*88/12 = 7157 л.

Поскольку при поступлении массы в зону разбавления башни количество в ней остаётся таким же, как при входе в башню, для разбавления массы, поступающей на пресс-фильтр, можно написать следующее уравнение:

У + 7157 = 64443

У = 57286 л.

Химические потери волокна в башне:

976,41 - 966,65 = 9,76 кг.

В башню поступает:

волокна 976,41 кг

воды 7157 л.

Проверка: концентрация массы 976,41*100/(976,41 + 7157) = 12 %

5.1.16 Двухвальный смеситель башни щелочения (Щ)

По режиму расход NaOH на щелочения составляет 12 кг/т целлюлозы. При концентрации NaOH в растворе 100 г/л или 0,1 кг/кг воды, количество отбельного раствора составит

12/0,1 = 120 кг.

В смесителе производится подогрев массы паром до 80 ⁰С. Подсчитаем затраты теплоты. Примем температуру массы, сходящей с пресс-фильтра, равной 40 ⁰С. Удельную теплоёмкость волокна 1,34 кДж/(кг*⁰С). Максимальные затраты теплоты на нагрев массы равны:

Q = (976,41*1,34 + 7157*4,19)*(80 - 40) = 1251849 кДж

С потерями на теплоотдачу 5 %:

1251849*1,05 = 1314442 кДж

Расход пара давлением 0,3 Мпа ( удельная энтальпия 2740 кДж/кг)

D = 1314442/(2740 - 80*4,19) = 546 кг.

За вычетом конденсата пара и щелочного раствора в смеситель поступит:

7157 - 120 - 546 = 6491 л.

От пресс-фильтра в смеситель башни щелочения поступит:

волокна 976,41 кг

воды 6491 л.

Проверка: концентрация массы

976,41*100/(976,41 + 6491) = 13 %

5.1.17 пресс-фильтр.

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 976,41

воды 6491 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

976,41*100/(6491 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 62603 л.

На пресс-фильтр должно поступить

волокна 976,41 кг

воды 6491 + 62603 - 4000 = 65094 л.

Проверка: концентрация массы

976,41*100/(976,41 + 65094) = 1,5 %

5.1.18 Башня отбелки двуокисью хлора (Д₀)

при выходе из башни масса разбавляется оборотной водой из бака пресс-фильтра. Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 976,41 кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 1,0 %. В башню следует подать волокна:

976,41*100/99 = 986,27 кг.

при концентрации массы в башне (на входе) 12 % воды в ней должно быть:

986,27*88/12 = 7233 л.

Поскольку при поступлении массы в зону разбавления башни количество в ней остаётся таким же, как при входе в башню, для разбавления массы, поступающей на пресс-фильтр, можно написать следующее уравнение:

У + 7233 = 65094

У = 57861 л.

Химические потери волокна в башне:

986,27 - 976,41 = 9,86 кг.

В башню поступает:

волокна 986,27 кг

воды 7233 л.

Проверка: концентрация массы

986,27*100/(986,27 + 7233) = 12 %

По режиму расход двуокиси хлора на 1 ступень составляет 30 кг/т целлюлозы. При концентрации ClO₂ в растворе 14 г/л или 0,014 кг/кг воды, количество отбельного раствора составит:

30/0,014 = 2143 кг.

Из двухвального смесителя в башню поступит:

волокна 986,27 кг

воды 7233 - 2143 = 5090 л

5.1.19 Двухвальный смеситель башни отбелки двуокисью хлора (Д₀)

В смесителе производится подогрев массы паром до 75 ⁰С. Подсчитаем затраты теплоты. Примем температуру массы, сходящей с пресс-фильтра, равной 45 ⁰С. Удельную теплоёмкость волокна 1,34 кДж/(кг*⁰С). Максимальные затраты теплоты на нагрев массы равны:

Q = (986,27*1,34 + 7233*4,19)*(75 - 45) = 948836 кДж

С потерями на теплоотдачу 5 %:

948836*1,05 = 996278 кДж

Расход пара давлением 0,3 Мпа ( удельная энтальпия 2740 кДж/кг)

D = 996278/(2740 - 75*4,19) = 411 кг.

За вычетом конденсата пара и щелочного раствора в смеситель поступит:

7233 - 411 - 2143= 4679 л.

От пресс-фильтра в смеситель башни щелочения поступит:

волокна 986,27 кг

воды 4679 л.

Проверка: концентрация массы

986,27*100/(986,27 + 4679) = 17 %

5.1.20 пресс-фильтр

Обозначим Х количество оборотной воды, уходящей в бак пресс-фильтра. На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 986,27

воды 4679 + Х - 4000

Концентрация массы, поступающей на пресс-фильтр, может быть рассчитана по формуле:

986,27*100/(4679 + Х - 4000) = 1,5 %

Х = 65072 л.

На пресс-фильтр должно поступить:

волокна 986,27 кг

воды 4679 + 65072 - 4000 = 65751 л.

Проверка: концентрация массы

986,27*100/(986,27 + 65751) = 1,5 %

5.1.21 Выдувной резервуар

Из кислородного реактора масса выдувается в выдувной резервуар. концентрация массы в нем составляет 6 %. При выходе из выдувного резервуара масса разбавляется оборотной водой из бака фильтрата пресс-фильтра. Определим количество оборотной воды, поступающей на разбавление, обозначив его У. При концентрации массы 1,5 % количество воды в ней:

986,27*94/6 + У = 65751

У = 50299 л

В выдувной резервуар должно поступить:

волокна 986,27 кг

воды 986,27*94/6 = 15451 л

5.1.22 Кислородный реактор (КЩО)

Концентрация массы в зоне реакции 12 %. В нижней части реактора происходит разбавление массы оборотной водой до концентрации 6 % и выдувка её в выдувной резервуар.

Подсчитаем количество оборотной воды, поступающей на разбавление. обозначим его У. из башни должно выходить волокна 986,27кг. Химические потери волокна на этой ступени составляют 4,0 %. В реактор следует подать волокна:

986,27*100/96 = 1027,36 кг.

при концентрации массы 12 % воды в ней должно быть:

1027,36*88/12 = 7534л.

Общее количество воды в массе, поступающей в выдувной резервуар:

У + 7534 = 15451

У = 7917 л.

Химические потери волокна в башне:

1027,36 - 986,27 = 41,09 кг

В реактор должно поступить:

волокна 1027,36 кг

воды 7534 л

Примем расход кислорода на кислородно-щелочное облагораживание в размере 2 % от массы волокна:

1027,36*0,02 = 20,55 кг

Потери кислорода примем равными 25 %: 20,55 + 5,14 = 25,69 кг

Избыток оборотной воды, направляемый из бака фильтрата пресс-фильтра на промывку небелёной целлюлозы:

13201 - 7917 = 5284 л

Подсчитаем расход пара на подогрев массы в реакторе до 95 ⁰С. Температура массы, поступающей из смесителя, 80 ⁰С, температура кислорода 10 ⁰С.

Q₁=1027,36*1,47*(95-80)+7534*4,19*(95-80)+25,69*0,934*(95-10) = 498205 кДж

D₁= 498205/ (2744,03-95*4,19) = 212 кг

Q₂= 1027,36*1,47*(95-80)+(7534-212)*4,19*(95-80)+25,69*0,934*(95-10)=484880кДж

D₂ = 484880/(2744,03-95*4,19) = 207 кг

В реактор поступит:

волокна 1027,36 кг

воды 7534 - 207 = 7322 л

5.1.23 Двухвальный смеситель кислородного реактора.

По режиму расход NaOH на кислородно-щелочное облагораживание составляет 20 кг/т. При концентрации раствора NaOH 100 г/л или 0,1 кг/кг воды количество раствора щелочи составляет:

20/0,1 = 200 л

Определим количество пара, необходимого на нагрев массы в двухвальном смесителе до 80 ⁰С. Примем температуру щёлочи равной 20 ⁰С, температуру массы , сходящей со сгустителя 30 ⁰С.

Q₁=1027,36*1,47*(80-30)+(7322-200)*4,19*(80-30)+200*4,19*(80-20)=1617850кДж

D₁= 1617850/(2744,03-80*4,19) = 672 кг

Q₂=1027.36*1.47*(80-30)+(7322-200-672)*4.19*(80-30)+200*4.19*(80-20) = 1477066 кДж

D₂ = 1477066/(2744,03-80*4,19) = 613 кг

От сгустителя в смеситель кислородного реактора поступает:

волокна 1027,36 кг

воды 7322-200-613 = 6509 л

Проверка: концентрация массы сходящей со сгустителя

1027,36*100/(1027,36+6509)=13,6%

5.1.24 Сгуститель.

Определим количество оборотной воды, сходящей со сгустителя:

1027,36*100/(6509 + Х) = 1,5

Х = 60594 л

На сгуститель поступает:

волокна 1027,36 кг

воды 6509+60954 = 67463 л

Воду от сгустителя отправляем на промывку небелёной целлюлозы.

Результаты расчета материального баланса сведены в таблицу 5.3

Результаты расчета теплового баланса сведены в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 - Сводная таблица теплового баланса

Наименование	Максимальные затраты теплоты, кДж	Расход пара кг
Смеситель башни КШО	1477066	613
Кислородный реактор	484880	207
Смеситель башни Д0	996278	411
Смеситель башни Щ	1314442	546
Смеситель башни Д1	995929	410
Смеситель башни Д2	957038	394

Таблица 5.3 Сводная таблица материального баланса отбельного цеха

Статьи прихода	Приход, кг	Статьи расхода	Расход, кг
	волокна	воды	массы		волокна	воды	массы
Масса на сгуститель	1027,36	67463	68490,36	Масса со сгустителя Оборотная вода	1027,36 -	6509 60954	7536,36 60954
ИТОГО	1027,36	67463	68490,36	ИТОГО	1027,36	67463	68490,36
Двухвальный смеситель
Масса в смеситель Раствор NaOH Пар	1027,36 --	6509 200 613	7536,36 200 613	Масса в реактор	1027,36	7322	8349,36
ИТОГО	1027,36	7322	8349,36	ИТОГО	1027,36	7322	8349,36
Кислородный реактор
Масса в реактор Пар Оборотная вода на разбавление	1027,36 - -	7322 207 7917	8349,36 207 7917	Масса в выдувной резервуар Химические потери	986,27 41,09	15451 -	16437,27 41,09
ИТОГО	1027,36	15451	16478,36	ИТОГО	1027,36	15451	16478,36
Выдувной резервуар
Масса из реактора Оборотная вода на разбавление	986,27 -	15451 50299	16437,27 50299	Масса на пресс-фильтр	986,27	65751	66737,27
ИТОГО	968,27	65750	66736,27	ИТОГО	986,27	65751	66737,27
Пресс-фильтр
Масса из выдувного резервуара Свежая вода на спрыски	986,27 -	65751 4000	66737,27 4000	Масса в смеситель Оборотная вода в бак	986,27 -	4679 65072	5665,27 65072
ИТОГО	986,27	69751	70737,27	ИТОГО	986,27	69751	70737,27
Смеситель перед башней отбелки двуокисью хлором Д0
Масса перед пресс-фильтром Пар	986,27 -	4679 411	5665,27 411	Масса в радиальный смеситель	986,27	5090	6076,27
ИТОГО	986,27	5090	6076,27	ИТОГО	986,27	5090	6076,27
Радиальный смеситель
Масса из двухвального смесителя Раствор ClO2	986,27 -	5090 2143	6076,27 2143	Масса в башню отбелки ClO2	986,27	7233	8219,27
ИТОГО	986,27	7233	8219,27	ИТОГО	986,27	7233	8219,27
Статьи прихода	Приход, кг	Статьи расхода	Расход, кг
	волокна	воды	массы		волокна	воды	массы
Башня отбелки двуокисью хлора Д0
Масса из радиального смесителя Оборотная вода	986,27 -	7233 57861	8219,27 57861	Масса на пресс-фильтр Химические потери	976,41 9,86	65094 -	66070,41 9,86
ИТОГО	986,27	65094	66080,27	ИТОГО	986,27	65094	66080,27
Масса на пресс-фильтр
Масса из башни отбелки Свежая вода на спрыски	976,41 -	65094 4000	66070,41 4000	Масса в двухвальный смеситель Оборотная вода	976,41 -	6491 62603	7467,41 62603
ИТОГО	976,41	69097	70070,41	ИТОГО	976,41	69097	70070,41
Двухвальный смеситель башни щелочения
Масса от пресс-фильтра Пар Раствор NaOH	976,41 - -	6491 546 120	7467,41 546 120	Масса в башню щелочения	976,41	7157	8133,41
ИТОГО	976,41	7157	8133,41	ИТОГО	976,41	7157	8133,41
Башня щелочения
Масса из смесителя Оборотная вода	976,41 -	7157 57286	8133,41 57286	Масса на пресс-фильтр Химические потери	966,65 9,76	64443 -	65409,65 9,76
ИТОГО	976,41	64443	65419,41	ИТОГО	976,41	64443	65419,41
Пресс-фильтр
Масса из башни щелочения Свежая вода на спрыски	966,65 -	64443 4000	65409,65 4000	Масса в двухвальный смеситель Оборотная вода	966,65 -	5306 63137	6272,65 63137
ИТОГО	966,65	64443	65419,41	ИТОГО	966,65	64443	65419,41
Двухвальный смеситель перед башней щелочения гипохлоритом
Масса от пресс-фильтра Раствор NaOH	966,65 -	5306 172	6272,65 172	Масса в башню ЩГ	966,65	5478	6444,65
ИТОГО	966,65	5478	6444,65	ИТОГО	966,65	5478	6444,65
Башня щелочения гипохлоритом
Масса из смесителя Оборотная вода	966,65 -	5478 58707	6444,65 58707	Масса на пресс-фильтр Химические потери	962,78 3,87	64185 -	65147,78 3,87
ИТОГО	966,65	64185	65151,65	ИТОГО	966,65	64185	65151,65

Статьи прихода	Приход, кг	Статьи расхода	Расход, кг
	волокна	воды	массы		волокна	воды	массы
Пресс-фильтр
Масса из башни щелочения Свежая вода на спрыски	962,78 -	64185 4000	65147,78 4000	Масса в двухвальный смеситель Оборотная вода	962,78 -	4854 63331	5816,78 63331
ИТОГО	962,78	68185	69147,78	ИТОГО	962,78	68185	69147,78
Двухвальный смеситель перед башней холодного облагораживания
Масса от пресс-фильтра Раствор NaOH	962,78 -	4854 200	5816,78 200	Масса в башню ХО	962,78	5054	6116,78
ИТОГО	962,78	5054	6116,78	ИТОГО	962,78	5054	6116,78
Башня холодного облагораживания
Масса из смесителя Оборотная вода	962,78 -	5054 53997	6016,78 53997	Масса на пресс-фильтр Химические потери	885,76 77,06	59051 -	59936,76 77,06
ИТОГО	962,78	59051	60013,78	ИТОГО	962,78	59051	60013,78
Пресс-фильтр
Масса из башни ХО Свежая вода на спрыски	885,76 -	59051 4000	59936,76 4000	Масса в двухвальный смеситель Оборотная вода	885,76 -	5229 57822	6114,76 57822
ИТОГО	885,76	63051	63936,76	ИТОГО	885,76	68165	69950,76
Смеситель перед башней отбелки двуокисью хлором Д1
Масса перед пресс-фильтром Пар	885,76 -	5229 410	6114,76 410	Масса в радиальный смеситель	885,76	5639	6524,76
ИТОГО	885,76	5639	6524,76	ИТОГО	885,76	5639	6524,76
Радиальный смеситель
Масса из двухвального смесителя Раствор ClO2	885,76 -	5639 857	6524,76 857	Масса в башню отбелки Д1	885,76	6496	7381,76
ИТОГО	885,76	6496	7381,76	ИТОГО	885,76	6496	7381,76
Башня отбелки двуокисью хлора Д1
Масса из радиального смесителя Оборотная вода	885,76 -	6496 52377	7381,76 52377	Масса на пресс-фильтр Химические потери	883,1 2,66	58873 -	59756,1 2,66
ИТОГО	885,76	58873	59758,76	ИТОГО	885,76	58873	59758,76

Статьи прихода	Приход, кг	Статьи расхода	Расход, кг
	волокна	воды	массы		волокна	воды	массы
Пресс-фильтр
Масса из башни Д1 Свежая вода на спрыски	883,1 -	58873 4000	59756,1 4000	Масса в двухвальный смеситель Оборотная вода	883,1 -	5511 57362	6394,1 57362
ИТОГО	883,1	62873	63756,1	ИТОГО	883,1	62873	63756,1
Смеситель перед башней отбелки двуокисью хлором Д2
Масса перед пресс-фильтром Пар	883,1 -	5511 394	6394,1 394	Масса в радиальный смеситель	883,1	5905	6788,1
ИТОГО	883,1	5905	6788,1	ИТОГО	883,1	5905	6788,1
Радиальный смеситель
Масса из двухвального смесителя Раствор ClO2	883,1 -	5905 571	6788,1 571	Масса в башню отбелки Д2	883,1	6471	7359,1
ИТОГО	883,1	6471	7359,1	ИТОГО	883,1	6471	7359,1
Башня отбелки двуокисью хлора Д2
Масса из радиального смесителя Оборотная вода	883,1 -	6476 52220	7359,1 52220	Масса на пресс-фильтр Химические потери	880,44 2,66	58696 -	59576,44 2,66
ИТОГО	883,1	58696	59579,1	ИТОГО	883,1	58696	59579,1
Пресс-фильтр
Масса из башни Д1 Свежая вода на спрыски	880,44 -	58696 4000	59576,44 4000	Масса в ванну фильтрата Оборотная вода	880,44 -	4473 58223	5353,44 58223
ИТОГО	880,44	62696	63576,44	ИТОГО	880,44	62696	63576,44
Ванна пресс-фильтра
Масса с барабана пресс-фильтра Раствор SO2 Оборотная вода	880,44 - -	4473 147 12100	5353,44 147 12100	Масса в бассейн низкой конц-ии Химические потери	880,00 0,44	16720 -	17600 0,44
ИТОГО	880,44	16720	17600,44	ИТОГО	880,44	16720	17600,44

5.4 Расчет оборудования отбельного цеха

5.4.1 Расчет отбельных башен

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле:



где V_p - реакционный объем, м ; М - масса абсолютно сухой целлюлозы, поступающей в башню за сутки, т; t -- время пребывания массы в башне, мин; с_в - 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;

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = V_р + V_разб ,

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем:

где d_в - внутренний диаметр башни, рассчитанный из величины V_p, м; h_р - высота зоны разбавления. H_р = (1,5… 1,7) м. Соотношение между общей высотой башни и диаметром должно быть от 3,5:1 до 5,0:1.

Башня Д₀.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле:

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем d_в= 4,0 м,

h_р = 1,5 м.:

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 402,88 + 4,71 = 407,59м³

Башня Щ.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле:

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем d_в= 6,0 м,

h_р = 1,5 м.:

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 797,72 + 7,065 = 804,785 м³

Башня ЩГ.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем d_в= 7,0 м,

h_р = 1,5 м.

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 947,70 + 8,24 = 955,94 м³

Башня ХО.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем d_в= 5,0 м,

h_р = 1,5 м

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 442,45 + 5,89 = 448,34 м³

Башня Д₁.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле



Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем

d_в= 7,0 м, h_р = 1,5 м.

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 1085,49 + 8,24 = 1093,73м³

Башня Д₂.

Необходимый реакционный объем башни рассчитывается по формуле

Объем зоны разбавления для башен с плоским днищем, принимаем

d_в= 7,0 м,

h_р = 1,5 м.

Потребный общий объем отбельной башни определяют по формуле:

V_общ = 1082,23 + 8,24 = 1090,47 м³

5.4.2 Выбор промывного оборудования

Расчет промывного оборудования сводится к определению фильтрующей поверхности. Фильтрующая поверхность определяется по количеству массы, поступающей на пресс-фильтр из башни:

где F - фильтрующая поверхность, м²: Q_вол - количество а.с. массы на 1 т целлюлозы, кг; Q_сут - суточная производительность отбельного цеха, т/сут; g - съем а.с. массы с 1 м фильтрующей поверхности, кг.

Съем воздушно-сухой целлюлозы с 1 м поверхности принимается в зависимости от вида вырабатываемого волокнистого полуфабриката и типа промывного оборудования. Принимаем съём равный 26 т/сут.

В зависимости от типа и производительности фильтра выбираются установочная мощность электродвигателя привода барабана фильтра, отжимного вала, шнека-разбавителя.

Башня Д₀

Фильтрующая поверхность

Башня Щ

Фильтрующая поверхность

Башня щг

Фильтрующая поверхность:

Башня хо

Фильтрующая поверхность:

Башня Д₁

Фильтрующая поверхность:

Башня Д₂

Фильтрующая поверхность:

5.4.3 Расчет вместимости баков оборотной воды

Вместимость баков, м³, определяют по количеству оборотной воды, уходящей с вакуум-фильтров:

где Q_В - количество оборотной воды на 1 т целлюлозы, л; Т- время пребывания воды в баке, Т = 3… 5 мин; К - коэффициент заполнения бака. К = 0,8.

Баки снабжаются переливными трубами для отвода избытка оборотной воды.

Башня Д₀.

Вместимость бака, м³:

Башня Щ.

Вместимость бака, м³:

Башня ЩГ.

Вместимость бака, м³:

Башня ХО.

Вместимость бака, м³:

Башня Д₁.

Вместимость бака, м³:

Башня Д₂.

Вместимость бака, м³:

5.4.4 Расчет вместимости массных бассейнов

Вместимость бассейнов низкой концентрации рассчитывается так же, как и вместимость баков оборотной воды. Время запаса массы в бассейне 0,5…2,5 ч. После расчетов вместимостей массных бассейнов и баков оборотной воды производится их унификация.

Вместимость бака, м³

5.4.5 Расчет и выбор насосов

Насосы для подачи массы высокой и низкой концентрации и оборотной воды выбирают по производительности и требуемому напору. Расчет насосов производят после уточнения расположения оборудования в отбельном цехе и выполнения компоновочных чертежей.

Насосы для подачи оборотной воды на разбавление массы в башне

с движением массы сверху вниз Д₀

Подача насоса, л/мин,



где Q_вол - количество абсолютно сухой массы, уходящей из башни, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, кг; с_в - концентрация волокна в зоне разбавления, %; Q_в - количество воды, поступающей в башню с массой, л (кг): Q_сут - производительность отбельного цеха, т/сут.

Подачу насосов для оборотной воды на разбавление массы в башнях, работающих по принципу движения массы снизу вверх, рассчитывают по формуле

где с_в - концентрация волокна в массе, уходящей из башни, %.

При принятой компоновке пресс-фильтры устанавливаются на отметке (+15 м). При нормальном уровне воды в баке H_всас = 7м, Н_нагн = 0.

Башня Щ

Подача насоса, л/мин:

Башня ЩГ

Подача насоса, л/мин:



Башня ХО

Подача насоса, л/мин:

Башня Д₁

Подача насоса, л/мин:

Башня Д₂

Подача насоса, л/мин:

5.4.6 Насосы для подачи химикатов

Подача насоса, л/мин:

где Q_x - количество перекачиваемого раствора реагента, л/т.

Башня КЩО.

Подача насоса, л/мин:



Башня Д₀.

Подача насоса, л/мин:

Башня Щ.

Подача насоса, л/мин:

Башня ЩГ.

Подача насоса, л/мин:

Башня ХО.

Подача насоса, л/мин:

Башня Д₁.

Подача насоса, л/мин:

Башня Д₂.

Подача насоса, л/мин:

5.5 По расчётным данным подбираем оборудование

5.5.1 КЩО

Техническая характеристика.

Параметры Величина параметра

Номинальная производительность, т/сут 250-800

Массовая доля волокна, % 8-12

Водородный показатель, ед Рн 10-12

Рабочее давление, Мпа 0,5-1,0

Рабочая температура, ⁰С 120

Основной материал реактора сталь 12х18Н10Т

5.5.2 Башни отбелки

Техническая характеристика.

Параметры Величина параметра

Номинальная вместимость, м³ 40-2000

Массовая доля волокна, %

на входе до 12

на выходе 1,5-4,5

Перемешивающее устройство: трехлопастная винтовая мешалка

Диаметр винта, мм 750-1250

Основные материалы двухслойная сталь с плакирующим слоем,

марки: 12х18Н10Т,10х17Н13М2Т,титан ВТ1-0

5.5.3 двухвальные смесители

Техническая характеристика.

Параметры Величина параметра

Производительность, т/сут не более 100 200 400

Вместимость, м³ 1,25 1,25 2,5

Массовая доля волокна, % не более 12 12 12

Рабочее давление, Мпа гидростатическое

Рабочая температура, ⁰С не более 80 85 90

Мощность электродвигателя, кВт 37 37 75

Основные материалы 12х18Н10Т или 10х17Н13М2Т

Расчетная масса, кг 4800 4800 6870

5.5.4 Бассейн с горизонтальным перемешивающим устройством

Основной материал: двухслойная сталь с плакирующим слоем марки 12Х18Н10Т или 08Х17Н15М3Т.

Техническая характеристика.

Параметр 204-135А-11

Вместимость номинальная, м3 630

Диаметр бассейна D, мм 7000

Масса в.с. вещества, т не более 10,42

Массовая доля волокна, % 5

Мощность установки, кВт не более 72

Габаритные размеры, мм: длина L 8980

ширина, В 7500

высота, Н 6617

Масса бассейна, кг 18530

5.5.5 Промывной пресс Twin Roll^TM - B

Техническая характеристика.

Параметр пресс, тип DPA - xx/yy

Фильтрующая поверхность, м² 25,4

Размеры: длина, мм 8450

Ширина, мм 3000

Высота, мм 4000

Транспортная маркировка:

Вес нетто, кг 32000

Вес брутто, кг 34000

Объём, м³ 64

Электродвигатели:

Мощность главного насоса, кВт 110

Скорость главного насоса, об/мин 1450

Мощность насоса высокого давления, кВт 1,5

Мощность насоса в средней части, кВт 3,0

Мощность электронасоса, кВт 18,5

Скорость электронасоса, об/мин 1450

5.5.6 насосы

ипоразмер насоса БМ 118/31,5 (8БМ-7Н) БМ 530/22,4 (14БМ-14Н)

для химикатов для воды

Подача, м³/ч 118 530

Напор, м 31,5 22,4

Частота вращения, с^-1(об/мин) 24(1450) 16,3(980)

КПД, % не менее 63 72

Мощность, кВт 17 47,5

6. Производственный контроль и обслуживание в отбельном отделе

В современных отбельных отделах, работающих полностью непрерывно, производственный контроль и обслуживание легко поддаются автоматизации. Основное правило, которым руководствуются при организации контроля, это соблюдение и поддержание постоянным заданного режима отбелки.

Для непрерывной отбельной установки, прежде всего, важно поддержание постоянной концентрации и количества жидкой массы, проходящей различные стадии процесса. Задача поступления постоянного количества небеленой целлюлозы на отбелку решается с помощью установки регулятора концентрации, массы и переливного бачка постоянного уровня перед башней хлорирования. В качестве регулятора концентрации применяют чаще всего поплавковый регулятор, удовлетворительно работающий при концентрации массы 3…4 %. Труднее поддерживать постоянную концентрацию и количество массы на промежуточных стадиях, в особенности в башнях со средней и высокой концентрацией массы. Здесь ограничиваются обычно установкой регистраторов уровня массы в башнях, а концентрацию устанавливают путем периодических лабораторных анализов.

Вторым элементом производственного контроля является определение температуры и правильная дозировка химикатов. Для определения температуры пользуются термометрами сопротивления с регистрирующими электронными мостами. Легко осуществимо автоматическое регулирование температуры с помощью различных электрических и пневматических терморегуляторов. Дозировка химикатов производится с помощью ротаметров указывающего или регистрирующего типа. Для стадий отбелки гипохлоритом и диоксидом хлора очень важно, кроме того, определение и регулирование Рн, Для этой цели имеются самопишущие потенциометры или Рн-метры со стеклянным, электродом. В последнее время появились также приборы для определения окислительного потенциала во время отбелки.

Автоматический контроль должен быть дополнен систематическим лабораторным контролем, выполняемым цеховой или заводской лабораторией. Лаборатория определяет концентрацию массы в различных местах производственного потока, концентрацию растворов химикатов, контролирует остаточное содержание хлора или щелочи в массе, выходящей из башен и сходящей с пресс-фильтров, определяет химические и механические показатели целлюлозы в процессе отбелки. Качество готовой продукции обычно контролируется отделом технического контроля после выработки на пресспате.

По данным лабораторного и текущего автоматического контроля устанавливаются удельные расходы химикатов. Расходы пара, воды, энергии определяют с помощью паромеров, водомеров и регистрирующих ваттметров. Несколько труднее установить химические и механические потери волокна при отбелке. Для этого обычно приходится предпринимать специальные исследования по составлению баланса воды и волокна, с определением количества сточных вод и содержащихся в них веществ.

Обслуживающий штат отбельного отдела в каждой смене состоит из старшего отбельщика и одного или нескольких подручных. Для сокращения штата большое значение имеет применение дистанционного (кнопочного) управления многочисленными вентилями и электродвигателями. Имеются полностью автоматизированные отбельные установки, где управление всеми вентилями и электродвигателями вынесено на контрольные панели вместе с контрольными приборами.

Старший отбельщик нередко выполняет и некоторые контрольные химические анализы, он ведет записи в производственном журнале и полностью отвечает за соблюдение режима отбелки. Подручные отбельщика, число которых зависит от сложности установки и степени ее автоматизации, обслуживают отдельные операции и аппараты - смесители, пресс-фильтры и т. П.

Отбельные отделы по условиям труда являются вредными и должны иметь хорошую вентиляцию. Постоянное ношение противогазов является обязательным. Вентиляцию устраивают по приточной подпорной системе, так как это гарантирует oт попадания в цех пыли из соседних помещении и из атмосферы.

7. Отходы производства, сточные воды и выбросы в атмосферу

7.1 СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Для сокращения расхода свежей воды, и уменьшения количества стоков в схеме отбелки предусматривается использование оборотной воды.

Фильтрат с каждой ступени отбелки используется на разбавление массы в этой же ступени.

За счет промывки массного полотна на барабане пресс-фильтра свежей водой в баке фильтрата каждого фильтра имеется избыток оборотной воды.

Фильтрат первых трёх ступеней отбелки наиболее загрязнён, его избыток сбрасывается в канализацию. Это способствует выводу из процесса экстрагированных и растворённых загрязнений, ухудшающих в дальнейшем качество продукции

Фильтрат 1 и 2 ступеней отбелки двуокисью хлора достаточно чистый, и, как правило, его избыток используется для разбавления массы, поступающей на отбелку из варочного цеха.

Фильтрат 2 ступени щелочения частично используется для поглощения вредных газов на газопромывных колонках.

Для разбавления массы, подаваемой на сортирование из башен хранения массы высокой концентрации, используется избыток подсеточной воды от сушильной машины, который собирается в бассейне оборотной воды.

7.2 Газовые выбросы

Газы, содержащие вредные вещества подвергаются очистке на газопромывных колоннах.

Газовоздушная смесь из баков химикатов (бак сернистой кислоты, бак двуокиси хлора), баков оборотной воды, из-под колпаков вакуум-фильтров, непрореагировавшие газы башен отбелки двуокисью хлора направляются на газоочистную колонку, откуда после орошения щелочной водой выбрасывается в атмосферу вентилятором.

Непрореагировавший газ из башен отбелки, из - под колпаков пресс-фильтров, газовоздушная смесь от баков оборотной воды направляются на газопромывную колонку, где также производится орошение щелочным фильтратом. Вентилятором очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. Весь фильтрат с газопромывных колонок сбрасывается канализацию цеха.

Отвод неагрессивной парогазовой смеси из под колпаков пресс-фильтров в атмосферу; вытяжная вентиляция из-под колпаков пресс-фильтров, предусматривает местный отсос неагрессивной парогазовой смеси, отдельно установленными вентиляторами на каждом фильтре производительностью каждый 800 м³/ч с выбросом в атмосферу.

Удаление вытяжной вентиляцией загрязненного воздуха из наиболее загазованных рабочих зон; вытяжной вентиляцией цеха В-1, В-2 и В-3 производится улавливание загрязненного воздуха с отметки 0.00 от насосов баков хранения химикатов и проемов, соединяющих отбельный цех с варочным цехом (производительность 12000 м³/ч). вытяжные вентиляторы пресс-фильтров производительностью по 800м³/час, подают газовоздушную смесь из-под колпаков этих фильтров на газоочистную установку производительность вентиляторов вытяжки из 1 и 2 газопромывных колонок - по 34000 м³/ч с выбросом в атмосферу.

Подачу свежего воздуха в цех; приточной вентиляцией П-1, П-2, П-18, П-19 обеспечивается подача свежего воздуха в помещение цеха в количестве 14500 м³/ч.

8. Основные правила безопасной эксплуатации производства.

Таблица 8.1 - Классификация здания и производственного процесса

Наименование	Категория помещения или здания по НПБ 105-95	Класс помещения по ПУЭ	Категория и группа взрывоопасных смесей по ГОСТ 12.1-011-78	Группа производственных процессов по санитарной характеристике по СниП 209.04-87 и отраслевым нормам
отбельный цех	Д	особо опасное	отсутствуют	3б

Таблица 8.2 - Характеристика веществ, применяемых в производстве.

Наименование вещества	Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76	ПДК в воздухе рабочей зоны (мг/м3)	Характеристика токсичности
Двуокись хлора ClО2 (водный раствор)	1	0,1	Газ зеленовато-жёлтого цвета с удушливым запахом, с сильно раздражающим действием
Сернистый ангидрид SO2 (водный раствор)	3	10	Газ бесцветный с резким запахом раздражающего действия
Водный раствор едкого натра NаОН	2	0,5	Действует прижигающим образом
Щелочной раствор гипохлорита натрия NaOCl	-	-	Действует прижигающим образом
Водный раствор отходов цеха двуокиси хлора, содержащий серную кислоту H2SO4	2	1	Имеет прижигающее и раздражающее действие

Сырьё, материалы, химикаты, используемые в цехе, не имеют пожаровзрывоопасных свойств.

8.3 Характеристика опасностей, имеющих в производстве особые требования безопасности

Отбельный цех относится к опасным производственным объектам по следующим признакам:

8.3.1 В производстве используется высокотоксичная двуокись хлора (1класс опасности)

8.3.2 В состав оборудования цеха входят трубопроводы пара и теплообменники, работающие под давлением пара более 0,07 Мпа (0,7кгс/см²)

8.3.3 Используется стационарно установленный мостовой кран

Кроме этого имеются другие опасные и вредные факторы

8.3.4 Использование водных растворов кислот и щелочей

8.3.5 Наличие большого количества дистанционно и автоматически включаемого оборудования

8.3.6 Наличие горячих поверхностей

8.3.7 Размещение арматуры и приборов на высоте

8.3.8 Наличие лотков канализации

8.4 Средства индивидуальной защиты

Для защиты органов дыхания от поражения двуокисью хлора, сернистым ангидридом служат фильтрующие противогазы с коробками марок В, БКФ.

Средствами индивидуальной защиты от воздействия на глаза и кожу кислых и щелочных растворов являются защитные очки, защитные маски, спецодежда, спецобувь, резиновые перчатки.

Для защиты от шума при выполнении отдельного вида работ используются специальные наушники и противошумные вкладыши.

Для защиты головы при выполнении грузоподъёмных работ и в условиях ППР используются защитные каски.

Для выполнения работ, связанных с выделением пыли, применяются респираторы типа «лепесток»

Для ликвидации аварийных ситуаций члены НГСД цеха обеспечиваются изолирующими воздушно-дыхательными аппаратами, изолирующими костюмами.

Для выполнения газоопасных работ в цехе должны иметься шланговые дыхательные аппараты.

9. Список литературы

отбелка целлюлоза производство

1. Косая Г.С. Производство сульфатной вискозной целлюлозы [Текст]: под. Ред. Е.Д. Хиврич.- М.: изд. Лесная промышленность, 1966.-184 с.

2. Технология целлюлозы [Текст]. В 3 т. Т. 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы производства целлюлозы. / Н.Н. Непенин, Ю.Н. Непенин: учебник для вузов - М.: Экология, 1994.- 592 с.

3. Миловидова Л.А. Отбелка целлюлозы [Текст]: учебное пособие / Л.А. Миловидова, Г.В. Комарова, Т.А. Королёва. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2008.-130 с.

4. Миловидова Л.А. Основы технологии и расчеты процессов и оборудования для отбелки целлюлозы [Текст]: Учебное пособие / Л.А. Миловидова, Г.В. Комарова, В.В. Миронова.- Л.:изд. ЛТА, 1981. - 80 с.

5. http://www.pbm.onego.ru

Размещено на Allbest.ru