Совершенствование процесса фильтрации и отгонки сероуглерода с целью снижения вредности производства и повышения качества вискозного волокна
Анализ развития производства химических волокон. Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон. Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон. Описание технологического процесса. Экологическая экспертиза проекта.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.08.2009 |
| Размер файла | 313,0 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.
Прозрачность по шрифту
не > 0,035
4,5-5,0
не < 7,0
не > 0,2
не < 30 см
Характеристика готовой продукции.
Готовой продукцией производства является вискозное волокно.
Вискозное волокно выпускается в соответствии с требованиями технологического регламента производства вискозного волокна и "соответственно" ГОСТа 10546-80. 34. Вискозное волокно изготавливают неокрашенным, отбелённым, блестящим и окрашенным в массе. Вискозное волокно должно изготовляться в следующих номинальных линейных плотностей: 0,17; 0,31; 0,44 текс. Номинальная длина волокна нарезанного должна быть в миллиметрах: 38 - для хлопчатобумажной промышленности; 65 - для шёлковой промышленности; 65, 75, 90 - для шерстяной и льняной промышленности. Вискозное волокно, нарезанное из мокрого жгута, предназначено для текстильной промышленности и используются как в чистом виде, так и в смеси с хлопком и шерстью.
Таблица 3. Физико-механические показатели вискозного волокна
|
Наименование показателей |
Норма для волокна |
|||
|
высший сорт |
первый сорт |
второй сорт |
||
|
1. Удельная разрывная нагрузка, мн/текс, для хлопчатобумажной и шёлковой промышленности: неокрашенного блестящего окрашенного в массе для шерстяной и льняной промышленности: неизвитого: неокрашенного блестящего окрашенный в массе 2. Удлинение при разрыве,% для хлопчатобумажной и шёлковой промышленности для шерстяной и льняной промышленности, Н*м: неизвитого 3. Отклонение кондиционной линейной плотности от номинальной,% |
216 206 196 186 19,0-25,0 24,0 +3 4 |
206 196 181 172 19,0-26,0 23,0 +4 6 |
186 177 167 157 19,0-26,0 21,0 +4 6 |
|
|
4. Отклонение фактической длины от номинальной,%: для хлопчатобумажной и шёлковой промышленности для шерстяной и льняной промышленности 5. Массовая доля волокон, %, не более: при номинальной длине: 38мм 41-45 мм включительно 46-50 мм включительно 51-75 мм для шёлковой промышленности: 65мм 70-75 мм включительно 76-80 мм включительно 81-121 мм для шерстяной промышленности: 65 мм 76-80 мм включительно 6. Массовая доля замасливателя, % |
± 4,0 ±5,0 3,6 0,4 не доп. 3,6 0,4 не доп. 0,4 0,2-0,3 |
±5,0 ±6,0 3,6 0,4 не доп. 3,6 0,4 не доп. 0,4 0,2-0,4 |
±5,0 ±6,0 3,6 0,4 не доп. 3,6 0,4 не доп. 0,4 0,2-0,4 |
1.4 Описание технологического процесса
Технологический процесс получения вискозного волокна состоит из следующих основных стадий:
1. Получения прядильного раствора - вискозы.
2. Формования волокна из вискозы.
3. Текстильно-отделочных операций.
Технологический процесс получения вискозы включает следующие стадии:
получение щелочной целлюлозы (мерсеризация, отжим, измельчение);
предсозревание щелочной целлюлозы;
ксантогенирование;
растворение ксантогената целлюлозы;
подготовка вискозы к формованию (фильтрация и обезвоздушивание вискозы).
формование вискозного волокна;
обработка вискозного жгута пластификационной ванной и отгонка сероуглерода;
очистка сконденсированного сероуглерода щелочью и промывка водой;
резка жгута;
отделка резаного жгута;
рыхление волокна;
сушка волокна;
упаковка волокна.
Химический цех вискозного производства предназначен для получения вискозы и подготовки её к формованию.
Процесс получения вискозы состоит из следующих основных стадий:
мерсеризация целлюлозы 18%-ным раствором щёлочи с получением щелочной целлюлозы по реакции
предсозревание и охлаждение щелочной целлюлозы;
ксантогенирование щелочной целлюлозы по реакции и растворение полученного ксантогената целлюлозы в щелочи с получением вискозы;
OC6H9O4
(C6H10O5 * NaOH) n + n CS2 [C = S ] n + n H2O
SNa
смешение, созревание, обезвоздушивание и фильтрация вискозы в вискозном отделе.
В химическом цехе производится приём и складирование основного сырья - целлюлозы, а также слив и хранение крепкого каустика.
На содовой станции, входящей в состав химического цеха, производится приготовление растворов щелочей: укрепительной, мерсеризационной, растворительной, а также приём и фильтрация отжимной щёлочи.
Первой операцией технологического процесса приготовления прядильного раствора является процесс получения щелочной целлюлозы. Этот процесс называется мерсеризацией, в её результате протекают следующие физико-химические процессы:
образование нового химического соединения щелочной целлюлозы;
набухание целлюлозы в щелочи;
вымывание гемицеллюлоз;
окислительная деструкция макромолекул целлюлозы.
Интенсивность этих процессов зависит от температуры, времени обработки целлюлозы щёлочью, массовой концентрации щелочи, условий перемешивания и модуля мерсеризации.
Мерсеризация целлюлозы осуществляется на установках непрерывной мерсеризации, производительностью (6-30) т/сут, работающих независимо друг от друга. В установку непрерывной мерсеризации входят:
листоподающая машина;
мерсеризатор;
двухсегментный насос для передачи щелочной целлюлозы, производительностью (5-25) м3/ч;
отжимной пресс для отжима щелочной целлюлозы;
предварительный измельчитель и измельчитель.
Кипы целлюлозы со склада подаются к мерсеризатору листоподающей машиной, которая состоит из питателя листов целлюлозы, транспортёра подачи целлюлозы и сбрасывающего ножа.
Привод движения транспортёра и ножа осуществляются от электродвигателя. Скорость движения транспортёра изменяется при помощи бесступенчатого вариатора, а число колебаний ножа - заменой сменных звёздочек.
Мерсеризатор поз. представляет собой вертикальный бак с мешалкой, вместимостью 7,5 м3. Внутри бака установлен цилиндр, недоходящий до дна бака. Между стенками мерсеризатора и цилиндра осуществляется рециркуляция щелочной целлюлозы. Мерсеризатор снабжён рубашкой для темперирования щелочной целлюлозы. Из мерсеризатора щелочная целлюлоза при достижении заданного модуля (16-17) непрерывно удаляется через нижний штуцер двухсегментным насосом и подаётся на отжимной пресс.
Отжимной пресс состоит из стального корпуса, внутри которого имеются два вращающихся в противоположные стороны стальных барабана.
Диаметр барабана - 610 мм, длина - 1320 мм. По всей окружности барабана имеются продольные сквозные отверстия, расположенные на торцах барабанов, по которым осуществляется прохождения отжимной щёлочи при отжиме в карманы пресса. Поверхность каждого барабана обтянута перфорированным стальным листом. Диаметр отверстий перфораций (1-1,5) мм. Зазор между барабанами не более 12 мм. Вращение отжимных барабанов от электродвигателя через вариатор, при помощи которого можно изменить число оборотов в минуту от 0,31 до 1,88 и, соответственно, степень отжима щелочной целлюлозы.
Отжатая щелочная целлюлоза выходит из щели между барабанами в виде плотного непрерывного холста толщиной 12 мм, который направляется в предварительный измельчитель.
Предварительный измельчитель представляет вал с насаженными на нём крестовидными зубьями.
После предварительного измельчителя щелочная целлюлоза попадает в измельчитель.
Измельчитель состоит из трёх барабанов, обтянутых пильчатой лентой, вращающихся в одну сторону. Зазор между поверхностью барабанов измельчителя составляет (1,5-2,5) мм.
Барабаны помещены в стальной корпус, который способствует перемещению щелочной целлюлозы от барабана к барабану и частично захватывается на повторное измельчение между зубьями, что способствует лучшему измельчению. Обойдя все три барабана щелочная целлюлоза по нижней части корпуса продвигается к пересыпному устройству, из которого щелочная целюлоза поступает на горизонтальный ленточный транспортер.
С ленточного транспортёра щелочная целлюлоза через пересыпное устройство поступает на наклонный ленточный транспортёр, который подаёт щелочную целлюлозу в отделение предсозревания к двухтрубным аппаратам.
Процесс ускоренного предсозревания щелочной целлюлозы производится при определённом температурном режиме в двухтрубных аппаратах предсозревания в течение (110-120) мин.
Цель предсозревания - понижение степени полимеризации щелочной целлюлозы деструкцией макромолекул целлюлозы под действием кислорода воздуха. Аппарат состоит из двух труб, расположенных одна под другой.
Предсозревание щелочной целлюлозы в верхней трубе осуществляется за счет нагрева целлюлозы. В нижней трубе происходит охлаждение щелочной целлюлозы. Каждая из труб имеет рубашку, разделённую на пять секций. В рубашке верхней трубы циркулирует горячая вода с температурой (38-86) 0С. В рубашке нижней трубы циркулирует охлаждённая вода с температурой (4-8) 0С.
По ленточному транспортёру щелочная целлюлоза поступает в верхнюю трубу двухтрубного аппарата, где она перемешивается с помощью рамной мешалки и двух шнеков, планетарно вращающихся совместно с мешалкой частотой вращения (0,5-1,5) об/мин и вокруг своей оси с частотой вращения (2,32-4,42) об/мин. Шнеки, кроме перемешивания, производят перемещение щелочной целлюлозы в трубе к выгрузочному отверстию. Из верхней трубы щелочная целлюлоза пересыпается в нижнюю. А из выгрузочного отверстия нижней трубы щелочная целлюлоза поступает на ленточный транспортёр, который подаёт её на пластинчато-ковшевой транспортёр. С пластинчато-ковшевых транспортёров щелочная целлюлоза пересыпается на ленточные транспортёры, расположенные над бункерами - накопителями отдела ксантогенирования.
С ленточного транспортёра щелочная целлюлоза ссыпается в бункер - накопитель. На дне бункера имеется шнек, передвигающий щелочную целлюлозу к выходному отверстию. Каждый бункер имеет весы марки РС-54-13. При наполнении бункера до определённой массы щелочной целлюлозы происходит автоматическое переключение на другой бункер-накопитель.
Из бункера щелочная целлюлоза выгружается на ленточный транспортёр, над которым установлен магнитный сепаратор типа ЭП-1 для улавливания металла, случайно попавшего в щелочную целлюлозу. С ленточных транспортёров щелочная целлюлоза подаётся к приёмным воронкам пневмотранспортных установок всасывающего типа, с помощью которых щелочная целлюлоза загружается в ксантогенатор.
Ксантогенатор представляет собой горизонтальный барабан вместимостью 13 м3, бочкообразной формы, снабжённый мешалкой и восьми - секционной рубашкой, куда подается темперированная вода из машино - компрессорной станции.
В верхней части барабана находятся люк с крышкой, штуцера для подачи технологических растворов и щелочной целлюлозы, азота и вакуумный штуцер. В нижней части находится клапан для выгрузки вискозы.
Внутри аппарата имеется горизонтальная мешалка, которая приводится во вращение от электродвигателя через двухступенчатый редуктор. Мешалка работает с частотой вращения 5,5 об/мин и 30 об/мин.
После загрузки щелочной целлюлозы в ксантогенатор, в нем создаётся вакуум (600-680) мм. рт. ст., затем ксантогенатор проверяется на герметичность в течение 3 минут. Ксантогенирование проводится "мокрым" способом, поэтому сразу после проверки в ксантогенатор подаётся расчетное количество растворительной щелочи. Во время подачи щелочи в ксантогенатор начинают подавать инертный газ - азот до снижения вакуума (540-550) мм. рт. ст., в течение 1-2 минут. Затем производится проверка на герметичность в течение 2-3 минут, после чего подаётся сероуглерод в течение 7-10 минут. Начало подачи сероуглерода считается началом процесса ксантогенирования. Ксантогенат целлюлозы получается в результате химической реакции:
S
(C6H10O5 * NaOH)n + n CS2 C6H10O4-O-C
SNa
Кроме основной реакции протекает ряд побочных реакций с образованием тиокарбонатов, состав которых меняется в зависимости от условий проведения процесса
NaOH + CS2 Na 2S + Na2CO3 + H2O
Na2S + CS2 Na2CS3 и так далее
Полученный ксантогенат целлюлозы растворим в слабом растворе щелочи. По окончании процесса ксантогенирования проводится растворение ксантогената целлюлозы добавкой растворительной щёлочи массовой концентрацией (45-80) г/дм3, объёмом (500-1000) дм3.
Выгрузка вискозы начинается с открытием выгрузочного клапана, подачи азота и открытием атмосферной линии. После выгрузки вискозы в растворитель, ксантогенатор промывается расчётным объёмом умягчённой воды. После промывки умягченная вода выгружается в растворитель.
Окончательное растворение ксантогената целлюлозы проводится растворителях ротрного типа с высоким градиентом скорости. Процесс растворения идет при температуре (23-35) С, при этом полностью завершаются физико-химические процессы в вискозе, что обеспечивает получение вискозы с минимальной равновесной вязкости, в течении длительного времени, и сокращает процесс созревания вискозы с 40часов до 10-15 часов.
По окончанию процесса растворения, вискоза из растворителей передается в вискозное отделение для дальнейшей ее подготовки к формованию.
Подготовка вискозы к формованию включает следующие стадии: смешение отдельных партий вискозы, созревание, фильтрацию, обезвоздушивание.
Партии вискозы, полученные в отдельных аппаратах, различаются по составу и свойствам. Для повышения однородности вискозы по вязкости, зрелости, б - целлюлозе и щелочи смешивают партии вискозы в приёмных смесителях.
Из смесителя вискоза подаётся на фильтр с керамическим фильтрующим элементом. Далее вискоза подаётся в смеситель и с помощью насоса на вторую фильтрацию, которая проводится на фильтре с керамическим фильтрующим элементом. После второй фильтрации вискоза собирается в промежуточную ёмкость и насосом через теплообменник подаётся в вакуум - эвакуатор, где производится обезвоздушивание в режиме кипения. Далее вискоза подаётся на третью фильтрацию, осуществляемую на рамном фильтр-прессе через один слой гамджи и два слоя шифона. Профильтрованная вискоза перекачивается в прядильный цех и подаётся на каждую прядильную машину отдельно.
1.5 Формование волокна и текстильно-отделочные операции
Технологический процесс получения вискозного волокна состоит из следующих процессов:
формование вискозного волокна;
обработка вискозного жгута пластификационной ванной и отгонка сероуглерода;
очистка сконденсированного сероуглерода щелочью и промывка водой;
резка жгута;
отделка резаного жгута;
рыхление волокна;
сушка волокна;
упаковка волокна.
Формование вискозного волокна производится на агрегатах марки ША-20-И-2М. В состав агрегата входят две прядильные машины марки ПШ-180-И-2М производительностью до 17 т/сутки. Прядильная машина двухсторонняя, двухсекционная, мест на машине 135,144.
Прядильная машина состоит из следующих основных узлов:
корыта осадительной ванны;
щита заправочного;
привода прядильных дисков и насосиков;
капсюляции;
двухрежимной вентиляции.
Осадительная ванна из кислотной станции с напорных барок самотеком поступает по коллекторам через перфорированный трубопровод в корыто прядильной машины.
Вискоза подается из химического цеха по коллекторам отдельных вискозопроводов на каждую сторонку прядильной машины. Вискоза под давлением, создаваемым прядильными дозирующими насосиками марки НШ-25И, подается в объеме 25см3/об. через соединительную трубку, червяк, фильеру в осадительную ванну. Вытекающие через отверстия фильеры струйки вискозы попадают в осадительную ванну, в которой находятся сульфат натрия, сульфат цинка, серная кислота, вызывающие высаживание из раствора ксантогената целлюлозы и его омыление, то есть образование волокна. Основным компонентом, вызывающим омыление ксантогената целлюлозы, является серная кислота.
При формовании вискозного волокна протекают следующие физико-химические процессы:
1. Высаживание ксантогената целлюлозы из раствора в виде пучка тонких параллельных волокон в результате нейтрализации серной кислотой находящегося в вискозе едкого натра, который является растворителем ксантогената. При этом регенерируется целлюлоза и выделяется сероуглерод:
2. Омыление ксантогената целлюлозы и регенерация из него гидратцеллюлозных волокон:
3. Частичная дегидратация свежесформованных волокон выявляется в снижении степени набухания высаженного из раствора геля ксантогената целлюлозы или гидратцеллюлозы.
4. Вытягивание свежесформованных нитей для создания определенной упорядоченности в расположении агрегатов макромолекул (кристаллитов) в волокне и придания тем самым нитям необходимой прочности и эластичности.
Кроме основной реакции протекают побочные реакции с образованием сульфата натрия, воды, сероводорода, серы, сернистого газа.
Выделение серы происходит и в результате частичного окисления сероводорода кислородом воздуха:
Свежесформованное волокно с двух или одного прядильных мест прядильной машины марки ПШ-180-И-2М поз.45 поступает на неподвижные фарфоровые ролики, затем на стеклянный прядильный диск и обогнув 1,5 раза вокруг диска, жгутики с каждого прядильного места собираются в общий жгут на неподвижных фарфоровых роликах, расположенных вдоль каждой сторонки машины.
Спряденный вискозный жгут направляется самостоятельно с каждой сторонки прядильной машины на головные пятивальцы аппарата для пластификации жгута, отгонки и регенерации сероуглерода через направляющую пластмассовую трубу, в которой установлены два ролика на входе и выходе из трубы. После тянущих пятивальцев жгут направляется в головную барку и по ролику, находящемуся в барке, поступает в фаолитовую трубку, заполненную пластификационной ванной. Жгут из трубы по роликам через хвостовую барку заправляется на вторые тянущие вальцы, а с них на тянущее устройство, установленное на площадке резальных машин, в резальные машины.
Обработка вискозного жгута производится пластификационной ванной в трубах аппарата для пластификации, отгонки и регенерации сероуглерода ОСУТ-204-И. В качестве пластификационной ванны используется горячая оборотная вода после промывки волокна на 3-7 ситах отделочных машин и грабельно-моечных машин. Пластификационная ванна подогревается до температуры (112-122) єС3єС в кислотной станции и подается в трубы аппарата и прядильно-отделочных агрегатов. На выходе пластификационная ванна имеет температуру (96-98) єС.
Аппарат для пластификации жгута, отгонки и регенерации сероуглерода имеет две рабочих и одну уравнительную трубу, параллельно расположенные и выполненные из нескольких фаолитовых секций. На входе и выходе труб смонтированы барки, в которых находятся жгутопроводники. Рабочие трубы заполнены на 3/4 объема пластификационной ванной. Пространство в трубе герметизировано, поэтому выделяющийся сероуглерод образует концентрированную газовоздушную смесь, пригодную для регенерации конденсационным способом. Газовоздушная смесь выходит через свинцовые патрубки в трубы газовоздушной смеси, расположенные параллельно над рабочими трубами и направляется к входному отверстию холодильника на конденсацию.
В аппарате для пластификации жгута, отгонки и регенерации сероуглерода ОСУТ-204-И происходят следующие процессы:
разложение остаточного ксантогената под действием пластификационной ванны;
вытяжка волокна в жгуте за счет разности скоростей первых и вторых тянущих вальцев;
отгонка сероуглерода, находящегося в жгуте, путем обработки жгута волокна горячей пластификационной ванной;
конденсация сероуглерода в холодильниках.
При прохождении парогазовой смеси через перегородки холодильника часть паров сероуглерода и воды конденсируется, а несконденсированные пары поднимаются вверх и через штуцер холодильника отсасываются на газоочистку.
Сконденсированные пары парогазовой смеси в виде жидкого сероуглерода с примесью воды, сероводорода, и других сернистых соединений стекают из холодильника в смотровой фонарь, откуда самотеком поступают на станцию регенерации для очистки.
Жгут после вторых тянущих вальцев поступает по питающей трубе к тянущим устройствам на резальную машину марки РФ-400. В питающей трубе жгут орошается холодной водой для охлаждения и снижения загазованности на резальных машинах. Жгут проходит через две пары питающих роликов и направляется к скребку к месту резки. Резка жгута осуществляется между неподвижным ножом, закрепленным на качалке, и ножами, установленными на вращающейся головке. Длина штапелька может быть 38,65,75,90 мм. Штапельки волокна подаются в отводную трубу и увлекаются потоком воды через каскадную башню на сетку отделочной машины.
Отделка вискозного волокна предназначена для удаления с волокна сульфатов, сернистых соединений, содержащихся в осадительной ванне, в том числе серы, адсорбированной на волокне. Отделка придает волокну мягкость, белизну, эластичность, улучшает внешний вид и текстильные свойства. Отделка осуществляется на отделочных сетчатых машинах ОРШ-И2М и грабельно-моечных машинах ГМ-220-И2.
Хоботом-раскладчиком волокно распределяется по ширине каскадной башни. Внутри каскадной башни с двух сторон расположены уступы (пороги) имеющие уклон к центру. Волокно, поступающее с резальной машины, разбиваясь о пороги каскадной башни, выходит ровным слоем в виде рыхлой массы на сетчатый транспортер отделочной машины. Сетка-транспортер натянута на два вала, один из которых является ведущим, другой - ведомым. Сверху сетку поддерживают 14 валов, снизу 6 валов, которые являются ее регулировочными валами.
Над транспортером отделочной машины расположено 10 сит. Волокно обрабатывается растворами, поступающими через сита отделочной машины, а отработанные растворы через сетчатый транспортер сливаются в поддоны и по трубопроводам отводятся в комбинированную барку. Она предназначена для циркуляции и фильтрации отделочных растворов.
На 1,2 сита и отжимной вал подается десульфурационный раствор для окончательного удаления серы с волокна с массовой концентрацией едкого натра (1-5) г/дм3 0,5г/дм3 и температурой (65-76) єС2єС. Наличие серы на волокне ухудшает внешний вид, придает ему желтый оттенок, повышает жесткость. После обработки волокна десульфурационный раствор собирается в поддоны и по трубопроводу через барку направляется в кислотную станцию для подкрепления, фильтрации и подогрева.
На 3-7 сита подается оборотная вода насосами из комбинированной барки с температурой (50-70) єС2єС.
На 8-10 сита подается горячая умягченная вода из тоннеля. После промывки волокна вода с этих сит собирается в поддоны и по обратному трубопроводу направляется в барку и используется как оборотная вода для подачи на 3-7 сита.
Окончательная промывка волокна осуществляется в корыте грабельно-моечной машины свежей умягченной водой. Температура воды, подаваемой в грабельно-моечную машину и 8-10 сита, составляет (60-70) єС2єС.
После грабельно-моечной машины волокно через слое образующий вал поступает на валы первого усиленного отжима. Отжатое волокно по наклонному сетчатому транспортеру направляется на вал второго усиленного отжима. Между двумя парами валов усиленного отжима слой волокна обрабатывается авиважным водным раствором с массовой концентрацией жирных кислот (6-20) г/дм32г/дм3. Температура авиважного раствора соответствует (55-75) єС2єС. Для приготовления авиважного раствора используется стеарокс. Отработанный раствор направляется в кислотную станцию для его укрепления, фильтрации и подогрева.
Обработанное авиважным раствором волокно отжимается отжимными валами усиленного отжима при помощи гидросистемы. После отжимных валов волокно с массовой долей воды 165%20% поступает по транспортеру роликовому на рыхлитель мокрого волокна через питающие рифленые валы, которые под действием пружины зажимают волокно и подают его к колкам вращающегося барабана.
Рыхление осуществляется за счет вращения колкового барабана снизу вверх по холсту волокна, идущего от отжимных валов. На колковом барабане расположено 8 рядов колков. В нижней части барабана установлена воронка, сверху барабан закрыт полукруглым кожухом. Линейная скорость движения транспортера с волокном составляет 0,52-2,35м/мин. Разрыхленное волокно с барабана сбрасывается на транспортер первой сушильной машины поз.66.
Сушка волокна осуществляется в двух последовательно установленных сушильных машинах, состоящих из каркаса, транспортера, теплоизоляционных щитов. Машины секционные, в каждой секции имеются вентилятор и калориферы. В каждой сушилке установлено 11 вентиляторов, из которых один выбросной, 10 секционных.
Свежий воздух из цеха подается в сушилку через входное отверстие и в конце сушилки захватывается секционным вентилятором через фильтр, через диффузоры подается на калорифер, где подогревается. Подогрев осуществляется паром с температурой (165-170) єС, поступающим в калориферы. Калориферы установлены над каждым вентилятором. Подогретый до (110-130) єС воздух подается на жалюзи и от них отражается сверху на волокно. Следующим секционным вентилятором воздух забирается снизу волокна и направляется через калорифер сверху на волокно. Так воздух проходит через каждые секции первой и второй сушилки и выбросным вентилятором выбрасывается через венткороб в атмосферу.
С первой сушилки поз.66 волокно поступает на питатель, который транспортирует волокно на транспортер второй сушилки. Волокно после второй сушилки направляется на транспортер камеры кондиционирования.
Готовое волокно пневмотранспортом направляется на упаковку. Упаковка волокна в кипы производится в прессах марки Б-374-А. Отсортированное волокно вентилятором вместе с воздухом засасывается из бункера и по трубам пневмотранспортом подается в циклон, откуда по коническим стенкам через специальный лоток загружается непосредственно в пресс камеру [26].
1.6 Основные параметры технологического процесса получения вискозного волокна
Таблица
|
Наименование стадий |
Температура |
Давление |
Скорость |
Прочие показатели |
|
|
1. Мерсеризация |
(48-68) °С |
__ |
__ |
Модуль мерсеризации 1: 16 |
|
|
2. Приготовление мерсеризационной щёлочи |
__ |
__ |
__ |
Массовая концентрация общей щелочи (233-255) г/дм3±2 |
|
|
3. Отжим щелочной целлюлозы |
__ |
не более 0,8 кгс/см2 |
__ |
Скорость вращения валов1-5м/мин; степень отжима-2,7 |
|
|
4. Измельчение щелочной целлюлозы |
__ |
__ |
__ |
Состав щелочной целлюлозы после измельчения: массовая доля б-целлюлозы (27-32)%±1,5 массовая доля общей щёлочи (16-18,6)%±0,5 |
|
|
5. Предсозревание щелочной целлюлозы |
верхняя труба (36-52) ±1,5°С нижняя труба (30-44) ±1,5°С |
давление воды (0,8-2,3) кгс/см2 |
__ |
Продолжительность (110-120) минут |
|
|
6. Ксантогенирование щелочной целлюлозы и начало растворения ксантогената |
__ |
вакуум в начале (600-680) мм. рт. ст после дачи |
__ |
___ |
|
|
азота (540-550) мм. рт. ст |
|||||
|
7. Масса загрузки щелочной целлюлозы на одну партию |
__ |
__ |
__ |
(750-850) кг |
|
|
8. Массовая доля сероуглерода от б-целлюлозы |
__ |
__ |
__ |
(29-37)%±1% |
|
|
9. Цикл ксантогенирования |
(175-242) минуты |
||||
|
10. Время ксантогенирования |
__ |
__ |
__ |
(60-110) минут |
|
|
11. Температура ксантогенирования |
Начальная (18-23) єС конечная 19єС |
__ |
__ |
___ |
|
|
12. Выгрузка вискозы в турборастворитель |
__ |
__ |
__ |
При выгрузке и до конца процесса подаётся азот |
|
|
13. Растворение вискозы в турборастворителях: на дисковых растирателях на растирателях ПРГ-320 |
__ |
__ |
__ |
150минут 120минут |
|
|
14. Состав вискозы из турборастворителей с 1-25 |
__ |
__ |
__ |
Вязкость (30-60) с±12с Соленое число (3-11)%±1,5% |
|
|
15. Непрерывное одноступенчатое смешение вискозы в смесителях |
__ |
__ |
__ |
Состав вискозы из смесителей: массовая доля б-целлюлозы (8,5-10,5)% |
|
|
16. Фильтрация вискозы на фильтрах непрерывного |
__ |
Давление вискозы в |
Скорость фильт- |
__ |
|
|
действия с керамическими фильтрующими элементами |
фильтре (3•105-5•105) Па |
рации (60-80) л/м2•ч |
|||
|
17. Вторая фильтрация вискозы на фильтрах непрерывного действия с керамическими фильтрующими элементами |
__ |
__ |
Скорость фильтрации (60-80) л/м2•ч |
___ |
|
|
18. Третья фильтрация вискозы на рамном фильтр-прессе |
__ |
не более 10 кгс/ см2 |
Скорость фильтрации (60-120) дм3/м2•ч |
Зарядка: 1 слой гамджи, 2 слоя линтина, 1 слой шифона, 1 слой байки |
|
|
19. Обезвоздушивание |
разность температур на входе и выходе не менее 6єС |
вакуум 750-760 мм. рт. ст давление вискозы на прядение (2-4) кгс/ см2 |
__ |
Состав вискозы на прядение: массовая доля б-целлюлозы (8,5-10,5)% массовая доля общей щелочи (5,5-6,7)% индекс зрелости (10-21) мл±1,5мл |
|
|
20. Формование волокна |
__ |
__ |
28-38м/мин |
Расход осадительной ванны на одну фильеру (1100-1300) дм3/ч перепад по массовой концентрации серной кислоты 6г/дм3 |
|
|
21. Пластификационная ванна: в трубах аппарата отгонки сероуглерода на выходе из аппарата |
(96-100) єС (96-98) єС |
__ |
__ |
Объёмный расход ванны на один аппарат (8-24) м3/ч |
|
|
22. Отделка волокна: десульфурационная ванна: сито 1,2 оборотная горячая вода с сит 8-10 свежая умягчённая вода с сит 8-10 |
(65-76) єС (50-70) єС (60-70) єС |
__ |
__ |
Расход ванны на каждое сито (10-20) м3/ч Расход воды на каждое сито (10-20) м3/ч |
|
|
23. Авиважная обработка волокна |
(55-75) єС |
__ |
__ |
Объёмный расход замасливателя на машину (10-20) м3/ч |
|
|
24. Сушка волокна: первая сушильная машина вход выход вторая сушильная машина вход выход |
(110-130) єС (100-120) єС (130-140) єС (120-130) єС |
(5-7) кгс/см2 |
__ |
Массовая доля влаги в волокне после отжима 165%±20% Массовая доля влаги в волокне после сушки (8-14)% |
|
|
25. Упаковка волокна на гидравлических прессах |
__ |
__ |
__ |
Масса кипы (130-175) кг Размер кипы: длина 960мм±100мм ширина 595мм±100мм высота 710мм±100мм |
1.7 Техническая характеристика основного технологического оборудования
Таблица
|
Наименование оборудования |
Коли чест во |
Материал, способ защиты |
Техническая характеристика |
|
|
Мерсеризатор |
6 |
сталь |
Частота вращения мешалки 135об/мин, электродвигатель, мощность 50кВт, частота вращения 735об/мин. |
|
|
Двухсегментный насос для подачи щелочной целлюлозы |
6 |
сталь |
Производительность 35м3/ч. Напор 35м. |
|
|
Пресс двухвалковый для отжима щелочной целлюлозы |
6 |
сталь, чугун |
Производительность 25т/сут. |
|
|
Предизмельчитель |
6 |
сталь |
Производительность 25т/сут. |
|
|
Измельчитель |
6 |
сталь, чугун |
Производительность 25т/сут. |
|
|
Двухтрубный аппарат с планетарно-вращающимися шнеками |
6 |
сталь |
Производительность 25т/сут по готовому волокну, электродвигатель мешалки мощностью 30кВт, частота вращения 735об/мин, электродвигатель шнеков мощностью 13кВт, частота вращения 735об/мин. |
|
|
Бункер-накопитель |
8 |
сталь |
Вместимость 12м3, электродвигатель мощностью 2,8кВт, частота вращения 1450об/мин. |
|
|
Ксантогенатор А4-2С |
24 |
сталь |
Производительность 5т/сут по готовому волокну, вместимость 13м3, электродвигатель мощностью 55кВт, частота вращения 970об/мин. |
|
|
Эвакуатор |
12 |
сталь |
Производительность 10м/сут по готовому волокну. |
|
|
Гомогенизатор |
2 |
____ |
Вместимость 19м3 |
|
|
Барабанный сетчатый фильтр |
2 |
сталь |
Производительность 3,6м3/ч. |
|
|
Намывной бак |
3 |
нержавеющая сталь |
Вместимость 5м3, частота вращения мешалки 30об/мин, электродвигатель типа А-О-52-4, мощностью 7кВт, частота вращения 1450об/мин. |
|
|
Декантатор |
3 |
нержавеющая сталь |
Вместимость 5м3, частота вращения мешалки 30об/мин, электродвигатель типа АО2-51-4, мощностью 4,5кВт, частота вращения 1450об/мин. |
|
|
Рамный фильтр-пресс |
36 |
чугун |
Поверхность фильтрации 56м2 |
|
|
Фильтр с керамическим фильтрующим элементом |
10 |
__ |
Производительность 60-70л/м2*ч |
|
|
Смеситель |
1 |
нержавеющая сталь |
Вместимость 5м3, электродвигатель мощностью 7кВт, частота вращения 1500об/мин |
|
|
Растиратель вискозы |
24 |
чугун |
Производительность 32м3/ч, электродвигатель мощностью 14кВт, частота вращения 750об/мин |
|
|
Турборастворитель |
24 |
сталь |
Производительность 5т/сут по готовому волокну, вместимость 12,1м3, электродвигатель мощностью 75кВт, частота вращения 1450об/мин |
|
|
Агрегат вискозного волокна ША 20-И-2М Прядильная машина ПШ-180-И2М |
6 12 |
Каркас и корыто осадительной ванны металлические. Защита каркаса - винилпласт, защита корыта |
В состав агрегата входят две прядильные машины, двухсторонние, производительность 17т/сут, прядильные насосики шестерёнчатые НШ-25, привод насосного вала - электродвигатель типа АО626, мощностью 7кВт, частота вращения 980об/мин. Привод прядильных дисков - электродвигатель типа АО424, |
|
|
осадитель-ной ванны - свинец. |
мощностью 2,8кВт, частота вращения 1420об/мин |
|||
|
Первые тянущие вальцы, марки ВТ-5-И |
24 |
рубашка вальцев из гранита |
На каждом агрегате установлено две пары головных тянущих пятивальцев. Диаметр вальцев 350мм. |
|
|
Аппарат для отгонки сероуглерода из жгута в трубах ОСУТ-204-И |
12 |
вальцы гранитные, трубы-фаолитовые |
Аппарат состоит из трёх фаолитовых труб, одна из них является уравнительной, двух пар тянущих вальцев (головные и хвостовые), привод вальцев электродвигатель АО62-2, мощностью 7кВт, частота вращения 980об/мин |
|
|
Холодильник для конденсации паров сероуглерода |
12 |
сталь |
Поверхность охлаждения 40м2, на агрегате установлено два холодильника. |
|
|
Холодильник |
2 |
нержавеющая сталь |
Поверхность теплообмена 72м2 |
|
|
Барка |
1 |
сталь 3 |
Вместимость 2м3 |
|
|
Центробежный насос марки К-160 |
2 |
__ |
Электродвигатель мощностью 30кВт, частота вращения 1500об/мин |
|
|
Вторые тянущие вальцы ВТ-5-И |
24 |
вальцы из гранита |
На каждом агрегате установлено две пары хвостовых тянущих вальцев. |
|
|
Тянущее отжимное устройство |
24 |
каркас стальной |
Привод-электродвигатель АО-41-6, мощностью 2,8кВт, частота вращения 980об/мин |
|
|
Резальная машина марки РФ-400 |
44 |
металлический каркас, ножи, скребки-сплав 000Х25Н60Н15Б |
Привод машины электродвигатель типа 4А10054И, мощностью 3,8кВт, частота вращения 1500об/мин |
|
|
Каскадная башня с качающим хоботом-раскладчиком |
6 |
хобот-раскладчик из полиэтилена, каскадная башня-винилпласт |
На каждом агрегате установлена одна каскадная башня с хоботом-раскладчиком, привод хобота-раскладчика - электродвигатель АО41-6, мощностью 2,8кВт, частота вращения 980об/мин |
|
|
Сеточная отделочная машина ОРШ-И2М |
6 |
короб, сетки, сита - нержавею щая сталь |
На каждом агрегате установлена одна сеточно-отделочная машина, привод сеток электродвигатель АО41-6, мощностью 2,8кВт, частота вращения 980об/мин, количество сит-10. |
|
|
Барка для циркуляции отделочных растворов |
6 |
нержавеющая сталь |
Вместимость 4,8м3 |
|
|
Центробежный насос подачи воды на 3,7 сито и в воронку резальной машины |
24 |
__ |
Электродвигатель типа АО-52-2, мощностью 13кВт, частота вращения 3000об/мин |
|
|
Грабельно-мыловочная машина ГМ-220И-2 |
6 |
нержавеющая сталь |
На каждом агрегате установлена одна грабельно-мыловочная машина, привод машины - электродвигатель АО62-6, мощностью 4,5кВт, частота вращения 980об/мин |
|
|
Вальцы первого и второго усиленного отжима |
24 |
гуммирован - ные |
На каждом агрегате установлена одна пара валов первого и одна пара валов второго усиленного отжима, привод валов электродвигатель АО62-6, мощностью 4,5кВт, частота вращения 980об/мин |
|
|
Рыхлитель мокрого волокна РМ-240-И2 |
6 |
каркас-чугун |
Привод рыхлителя-электродвигатель АО-72-4, мощностью 20кВт, частота вращения 142об/мин |
|
|
Сушильная машина СШ-240-И с ленточным транспортёром |
12 |
металлический каркас, транспортёр-алюминие-вые пластины |
Циркуляция воздуха одноярусная - сверху вниз, число секций10, теплоноситель - пар, линейная скорость транспортёра 0,82м/мин, привод транспортёра-электродвигатель АО-42-4, мощностью 2,8кВт, частота вращения 1420об/мин, привод вентилятора по выбросу воздуха - электродвигатель АО62-8, мощностью 7,5кВт, частота вращения 735об/мин |
|
|
Питатель сушильной машины ПЛШ-240-И |
6 |
каркас-чугун, игольчатый транспортёр - деревянный с металлическими иглами |
Привод питателя - электродвигатель АО41-4, мощностью 2,8кВт, частота вращения 1420об/мин |
|
|
Камера кондиционирования КЛШ-240-И |
6 |
каркас - металлический, транспортёр - алюминиевые пластины |
Камера двухсекционная одноленточная, линейная скорость транспортёра 0,28м/мин, привод транспортёра - электродвигатель АО41-И, мощностью 2,8кВт, частота вращения 1420об/мин |
|
|
Пневмотранспорт с вентилятором |
6 |
оцинкованное железо |
Привод вентилятора - электродвигатель АО62-2, мощностью 10кВт, частота вращения 2970об/мин |
|
|
Упаковочный пресс Б-374А |
6 |
металло-конструкции и литьё |
Привод плунжерного насоса - электродвигатель АО2-81-6, мощностью 30кВт, частота вращения 1000об/мин, привод винтового насоса - электродвигатель АО72-4, мощностью 20кВт, частота вращения 1470об/мин, привод поворотного круга - электродвигатель АО42-4, мощностью 4,5кВт, частота вращения 1460об/мин |
1.8 Технологические расчеты
1.8.1 Материальные расчеты на 1 тонну волокна
Исходные данные:
Состав вискозы на прядение:
массовая доля - целлюлозы - 9,25%0,2%
массовая доля щелочи - 6,3%0,1%
массовая доля сернистых соединений - 3,04%
массовая доля воды - 81,36%
соотношение щелочи/ - целлюлозе -
Состав свежесформованной нити после осадительной ванны:
массовая доля - целлюлозы - 29,5%
массовая доля серной кислоты - 5,0%
массовая доля сульфата цинка - 0,58%
массовая доля сульфата натрия - 18,1%
массовая доля воды - 50,31%
Состав готовой нити:
массовая доля замасливателя - 0,3%
массовая доля влаги - 12,0%
Потери и отходы по производству - 2,37%, в том числе:
потери по мерсеризации и предсозреванию - 0,2%
потери по ксантогенированию и фильтрации - 0,6%
потери при прогонке агрегатов - 0,64%
переработанные волокнистые отходы - 0,93%
1.8.1.1 Расчет удельной нормы расхода целлюлозы
1. Масса основного вещества на 1 тонну волокна при массовой доле влаги волокна 12% и массовой доле замасливателя 0,3% составит:
2. Теоретическая масса целлюлозы в пересчете на 95% выход и массовой доли влаги целлюлозы 12% составит:
3. Теоретические потери и отходы даны в % от теоретической массы целлюлозы:
,
4. Норма расхода целлюлозы:
5. Коэффициент использования целлюлозы:
1.8.1.2 Расчет нормы расхода едкого натра
1. Теоретическая масса едкого натра составит: Т=890,2*С=890,2*0,681=606,2 кг;
2. Технологические потери: , где П1NaOH - потери едкого натра с вискозой и отходами:
П2NaOH - другие потери едкого натра, складываются из потерь:
при фильтрации щелочей - 2,0 кг, при сливе конусов - 8,24 кг, на газоочистку выбросов - 6,2 кг, на промывку гарнитуры насосиков - 4,0 кг, на промывку фильтров - 3,0 кг, на десульфурацию - 30,0 кг, при сливе, транспортировке - 41,3 кг, для нейтрализации - 13,7 кг, П2NaOH=108,4 кг
3. Норма расхода едкого натра:
4. Коэффициент использования едкого натра:
5. Едкий натр. Установленные параметры:
массовая концентрация едкого натра
в укрепительной щелочи - 308г/л2г/л
массовая концентрация гемицеллюлозы
в укрепительной щелочи, не более - 15г/л
массовая концентрация едкого натра
в мерсеризационной щелочи, не более - 246г/л2г/л
массовая концентрация едкого натра
в растворительной щелочи, не более - 50г/л1г/л
массовая концентрация гемицеллюлозы
в мерсеризационной щелочи, не более - 55г/л
массовая концентрация гемицеллюлозы
в растворительной щелочи, не более - 5г/л
Состав щелочной целлюлозы после измельчителей:
массовая доля - целлюлозы - - 29,5%1,5%
массовая доля едкого натра - - 17,5%0,5%
массовая доля гемицеллюлозы, не более - 2%
Состав вискозы на прядение:
массовая доля - целлюлозы - 9,25%0,2%
-массовая доля едкого натра - 6,3%0,1%
Масса воздушно-сухой целлюлозы:
где 1090 кг - масса стандартной целлюлозы на мерсеризации;
0,925 - коэффициент, учитывающий выход целлюлозы;
0,92 - коэффициент перевода воздушно-сухой целлюлозы в абсолютно-сухую (массовая доля влаги - 8%).
5.1. Поступает на мерсеризацию абсолютно-сухой целлюлозы: 1070*0,92=985,1 кг
5.2. Основного вещества - целлюлозы: 985,1*0,925=911,2 кг
5.3. Масса влаги составит: 1070,8-985,1=85,7 кг
5.4. Масса гемицеллюлозы составит: 985,1-911,2=73,9 кг
5.5. Объем щелочи, необходимый для мерсеризации: где 16 - модуль мерсеризации; 1,2235г/см3 - плотность раствора.
5.6. Масса 100% -ного едкого натра в мерсеризационной щелочи: 17,13*246=4213,98 кг
5.7. Масса гемицеллюлозы в мерсеризационной щелочи: 17,13*55=942,15 кг
5.8. Всего поступает гемицеллюлозы: 942,5+73,9=1016,05 кг
5.9. Масса щелочной целлюлозы: 1070,8*2,7=2891,16 кг, где 2,7 - степень отжима.
5.10. Масса 100% -ного едкого натра в щелочной целлюлозе:
где 17,5 - массовая доля едкого натра в щелочной целлюлозе.
5.11. Масса гемицеллюлозы в щелочной целлюлозе: где 2,06 - массовая доля гемицеллюлозы.
5.12. Массовая доля - целлюлозы в щелочной целлюлозе:
5.13. Масса раствора щелочи, уходящего со щелочной целлюлозой: 2891,16-911,2=1979,96 кг
5.14. Объем раствора щелочи составит:
где 1,224 - плотность раствора.
5.15. Объем отжимной щелочи: 17,13-1,62=15,51м3
5.16. Масса 100% -ного едкого натра в отжимной щелочи: 4213,98-505,9=3708,1 кг
5.17. Массовая концентрация едкого натра в отжимной щелочи:
5.18. Масса гемицеллюлозы в отжимной щелочи: 1016,05-59,6=956,45 кг
5.19. Массовая концентрация гемицеллюлозы в отжимной щелочи:
5.20. Приготовление растворительной щелочи: на 1 тонну волокна расходуется 100% -ного едкого натра:
5.21. Со щелочной целлюлозой приходит 505,9 кг 100% -ного едкого натра.
5.22. Необходимо добавить 100% -ного едкого натра: 620,6-505,9=115 кг.
Требуется прибавить раствора растворительной щелочи при массовой концентрации 50 г/л: 115/50=2,3м3
5.23. В этом объеме раствора должно быть гемицеллюлозы: 2,3*5=11,5 кг, где 5г/л - массовая концентрация гемицеллюлозы в растворительной щелочи.
5.24. Растворительная щелочь готовится из укрепительной щелочи, отжимной щелочи и умягченной воды.
5.25. Необходимо прибавить отжимной щелочи: 11,5/61,6=0,186м3, где 61,6г/л - массовая концентрация гемицеллюлозы в отжимной щелочи.
5.26. В пересчете на 100% -ный едкий натр: 0,186*238,98=44,5 кг, где 238,98г/л - массовая концентрация едкого натра в отжимной щелочи.
5.27. Для приготовления растворительной щелочи необходимо прибавить 100% -ного едкого натра: 115-44,5=70,5 кг
5.28. Приготовление укрепительной щелочи.
Для укрепления мерсеризационной щелочи необходимо добавить 100% -ного едкого натра: 505,9+44,5=550,4 кг
5.29. Со щелочной целлюлозой уходит едкого натра в виде раствора 1,62м3
5.30. Объем отжимной щелочи, используемой для приготовления растворительной щелочи - 0,186м3. Всего: 1,62+0,186=1,806м3
5.31. Массовая концентрация едкого натра в укрепительной щелочи: 550,4/1,806=304,7г/л
5.32. Приготовление мерсеризационной щелочи.
Объем отжимной щелочи - 15,51м3, из них расходуется на приготовление растворительной щелочи 0,186м3, остается: 15,51-0,186=15,3м3
5.33. Масса 100% -ного едкого натра в этом объеме составит: 15,3*238,83=3654,1 кг, где 238,83г/л - массовая концентрация едкого натра в отжимной щелочи.
5.34. Масса гемицеллюлозы в этом растворе: 15,3*61,6=942,5 кг, где 61,6г/л - массовая концентрация гемицеллюлозы в отжимной щелочи.
5.35. Рабочий раствор уменьшится на объем: 1,62+0,186=1,806м3
5.36. Для компенсации этого объема требуется укрепительной щелочи в пересчете на 100% -ный едкий натр: 1,806*304,7=550,4 кг
5.37. Всего в растворе 100% -ного едкого натра: 550,4+3654,1=4204,5 кг
5.38. Рабочий объем составит: 15,3+1,806=17,1м3
5.39. Массовая концентрация едкого натра в мерсеризационной щелочи: 4204,5/17,1=245,8г/л
5.40. Массовая концентрация гемицеллюлозы в мерсеризационной щелочи: 942,5/17,1=55,1г/л
5.41. Всего расходуется 100% -ного едкого натра: 550,4+70,5=620,9 кг
где 550,4 кг - масса 100% -ного едкого натра, необходимая для восполнения объема мерсеризационной щелочи; 70,5 кг - масса 100% -ного едкого натра, необходимая для приготовления растворительной щелочи.
5.42. Потери на содовой станции: при фильтрации щелочей - 2 кг/т, при сливе конусов - - 8,24 кг/т.
5.43. Расходуется: на очистку вентвыбросов - 6,2 кг/т, на промывку гарнитуры - 4,0 кг/т, на десульфурацию - 30 кг/т, на нейтрализацию фильтров - 3,0 кг/т, на нейтрализацию серной кислоты - 13,7 кг/т
5.44. Всего расходуется едкого натра: 620,9+2+8,24+6,2+4+30+3+13,7=691 кг/т
5.45. Учитывая потери при сливе из цистерн, ремонте оборудования, транспортировке - 5,5%, масса едкого натра составит: 691*1,055=729 кг/т
1.8.1.3 Расчет нормы расхода сероуглерода
1. Теоретическая норма сероуглерода:
где YCS=36% - подача сероуглерода в процентах от основного вещества при ксантогенировании.
2. Технологические потери сероуглерода:
где Пщ. ц. - потери щелочной целлюлозы при мерсеризации и предсозревании.
Пкс - при вентаспирации ксантогенирования 0,1% от TCS
Пкс=0,1*320,47=3,2 кг,
3. Норма расхода сероуглерода:
4. Норма расхода с учетом регенерации:
где Р=40% - количество регенерированного сероуглерода.
1.8.1.4 Баланс сульфата натрия
Приход:
1. Количество сульфата натрия, образующегося при реакции нейтрализации: (606,2+5,6) *71/40=1085,9 кг, где 5,6 кг - потери едкого натра с волокнистыми отходами. ПNaOH=Оцел*0,836*0,681=9,9*0,836*0,681=5,6 кг
71 и 40 - химический эквивалент сульфата натрия и едкого натра в реакции нейтрализации.
2. Часть пластификационной ванны в объеме 2,9м3 и массовой концентрации сульфата натрия 16,2г/л отправляется на контактную выпарку и возвращается в производство. Приход сульфата натрия с пластификационной ванной: 16,2*2,9=47 кг
3. Общий расход сульфата натрия: 1085,9+47=1132,9 кг
Потери сульфата натрия:
4. Унос сульфата натрия свежесформованной нитью: 898,4*18,1/29,5=551,2 кг, где 29,5 и 18,1 - массовая доля -целлюлозы и сульфата натрия.
5. Потери сульфата натрия с потерями осадительной ванны: 320*0,702=224,64 кг, где 0,702м - теряется осадительной ванны на 1 тонну волокна, в том числе: при разбрызгивании - 0,13м3, при останове агрегата на ремонт и чистку - 0,013м3, при останове кварцевых фильтров - 0,12м3, при останове приемных и напорных барок на промывку и ремонт -0,026м3, при промывке барок на контактной выпарке - 0,003м3, потери с насосов, течи из-за неплотностей - 0,12м3, потери при ремонте вентилей и задвижек - 0,042м3, потери при кристаллизации - 0,12м3, сбор с пеной с флотатора и других аварийных случаев - 0,128м3.
6. Общие потери составят: 551,2+224,64=775,84 кг
7. Прирост сульфата натрия на 1 тонну волокна составит: 1132,9-775,84=357 кг в расчете на глауберовую соль: (357/41,6) *100=858,2 кг
8. С учетом 5% потерь сульфата натрия при обезвоздушивании и сушке: 357*0,95=339,15 кг
1.8.1.5 Расчет нормы расхода серной кислоты
1. Теоретическая полезная норма:
где Э - химический эквивалент в реакции нейтрализации.
2. Технологические потери серной кислоты:
где Пу - потери серной кислоты за счет уноса свежесформованной нитью; где В - содержание основного вещества в свежесформованном волокне.
В= (Тцел+Оцел) *0,88*0,95= (1064,8+9,9) *0,88*0,95=898,4 кг
CHSO - массовая доля серной кислоты в свежесформованном волокне;
Сцел - массовая доля -целлюлозы в свежесформованном волокне.
Потери серной кислоты с потерями целлюлозы в прядильном цехе:
где 120г/л - массовая концентрация серной кислоты в осадительной ванне.
Потери серной кислоты за счет уноса глауберовой солью:
где 357 кг - прирост сульфата натрия на 1 тонну волокна;
0,83; 41,6 - массовая доля серной кислоты и сульфата натрия в глауберовой соли.
3. Часть пластификационной ванны в объеме 2,9м3 с массовой концентрацией серной кислоты 6,67г/л отправляется на контактную выпарку и возвращается в производство: 2,9*6,67=19,3 кг
4. С учетом возвращаемой в производство серной кислоты с пластификационной ванной норма расхода серной кислоты составит: Н=742,6+251,5-19,3=974,8 кг
5. Коэффициент использования серной кислоты: 742,6/974,8=0,761
1.8.1.6 Расчет расхода сульфата цинка
1. Унос со свежесформованной нитью сульфата цинка: (898,4*0,58) /29,5=17,66 кг, где 898,4 кг/т - содержание основного вещества в свежесформованной нити; 29,5 и 0,58 - массовые доли -целлюлозе и сульфата цинка: в пересчете на цинк металлический: (17,66*65,4) /161,4=7,15 кг, где 65,4 и 161,4 - молекулярный вес цинка и сульфата цинка.
2. Потери сульфата цинка с потерями осадительной ванны: 0,702*12=9,13 кг, где 12г/л - массовая концентрация сульфата цинка в осадительной ванне: в пересчете на цинк металлический: (9,13*65,4) /161,4=3,7 кг.
3. Унос с глауберовой солью: (357*0,16) /41,6=1,37 кг, где 357 кг - избыток сульфата натрия; 0,16 и 41,6 - массовые доли сульфатов цинка и натрия: в пересчете на цинк металлический: (1,37*65,4) /161,4=0,555 кг
4. Возвращается с пластификационной ванной: 29*0,73=2,1 кг, где 0,73 - массовая концентрация сульфата цинка в пластификационной ванне: в пересчете на цинк металлический: (2,1*65,4) /161,4=0,851 кг.
5. Всего расход сульфата цинка составит: 17,6+9,13+1,37-2,1=26 кг в пересчете на цинк металлический: 7,15+3,17+0,555-0,851=10,54 кг .
6. Потери при транспортировке и растворении 5%: 26*0,05=1,3 кг в пересчете на цинк металлический: 10,54*0,05=0,527 кг
7. Удельная норма сульфата цинка: 26+1,3=27,3 кг в пересчете на цинк металлический: 10,54+0,527=11,067 кг
1.8.1.7 Баланс воды в осадительной ванне.
Приход:
1. Прибыль воды (поступает с вискозой на формование):
2. Масса воды, образующаяся при реакции нейтрализации:
где П - потери едкого натра с волокнистыми отходами: ПNaOH=9,9*0,88*0,95*0,681=5,6 кг
18 и 40 - химические эквиваленты воды и едкого натра при реакции нейтрализации едкого натра.
3. Масса воды, поступающей с серной кислотой: (974,8*7,5) /92,5=79 кг, где 7,5 - содержание воды, поступающей с технической 92,5% серной кислотой.
4. Готовится маточного раствора сульфата цинка на 1 тонну волокна: (27,3*1000) /450=60,7м3 или 60,7*1000*1,375=80,5 кг, где 27,3 кг - норма расхода сульфата цинка; 450г/л - массовая концентрация сульфата цинка в маточном растворе; 1,375г/см3 - плотность маточного раствора сульфата цинка.
5. Масса воды в маточном растворе сульфата цинка: 80,5-27,3=53,2 кг.
Подобные документы
Виды искусственных волокон, их свойства и практическое применение. Вискозные, медно-аммиачные и ацетатные волокна, целлюлоза как исходный материал для их получения. Улучшение потребительских свойств пряжи благодаря использованию химических волокон.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.12.2011Этапы производства химических волокон. Графит и неграфитированные виды углерода. Высокопрочные, термостойкие и негорючие волокна и нити (фенилон, внивлон, оксалон, армид, углеродные и графические): состав, строение, получение, свойства и применение.
контрольная работа [676,2 K], добавлен 06.07.2015Классификация химических волокон. Свойства и качества искусственных их разновидностей: вискозы и ацетатного волокна. Полиамидные и полиэфирные их аналоги. Сфера применения капрона, лавсана, полиэфирного и полиакрилонитрильного волокон, акриловой пряжи.
презентация [537,4 K], добавлен 14.09.2014Технология обработки в отделочном производстве суровой вискозно-штапельной ткани. Технология подготовки тканей гидратцеллюлозных волокон перед крашением и печатанием. Особенности технологии и механизм заключительной отделки из гидратцеллюлозных волокон.
контрольная работа [17,5 K], добавлен 23.07.2012Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010Стеклянное волокно, его применение. Общие сведения о базальтовом волокне. Структуры, образующиеся при окислении ПАН-волокна. Плотность и теплопроводность арамидных волокон. Основные свойства полиолефиновых волокон. Поверхностные свойства борных волокон.
контрольная работа [491,1 K], добавлен 16.12.2010Основу материалов и тканей составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака - способ их получения и химический состав.
курсовая работа [34,7 K], добавлен 15.12.2010Месторождение базальтов, их структура и текстура, распространённость. История развития производства базальтовой теплоизоляции. Сравнительные характеристики базальтовых волокон. Технологический процесс получения волокна и изделия, получаемые из него.
курсовая работа [159,2 K], добавлен 06.07.2014Характеристика волокон синтетического происхождения. Положительные стороны и недостатки капрона, лавсана, спандекса. Классификация натуральных волокон. Описание хлопка и шерсти. Искусственные волокна органического и неорганического происхождения.
презентация [828,3 K], добавлен 06.05.2015Роль пищевых волокон в рационе человека. Характеристика технологической схемы и оборудования, необходимого для производства хлеба белого формового из пшеничной обойной муки с добавлением пищевых волокон, а именно отходов свеклосахарного производства.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 26.11.2014
