Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода производительностью 250 000 т/год беленой лиственной целлюлозы для бумаги

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Высшая школа естественных наук и технологий

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине Технология волокнистых

На тему Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода производительностью 250 000 т/год беленой лиственной целлюлозы для бумаги

Выполнил обучающийся: Галилеев Евгений Сергеевич Курс: 2

Группа: 132153

Руководитель: Севастьянова Юлия Вениаминовна, доцент

Архангельск 2022

РЕФЕРАТ

Курсовой проект Галилеева Е.С. на тему: «Проект отбельного цеха сульфат-целлюлозного завода производительностью 250 000 т/год беленой лиственной целлюлозыдля бумаги». Руководитель - доцент кафедры ЦБ и ЛХП, к.т.н. Севастьянова Юлия Вениаминовна.

Курсовая работа состоит из 85 страниц, сдержит 8 разделов, 3 рисунка, 44 таблицы, 17 источников.

Ключевые слова: сульфатный способ варки, беленая лиственная целлюлоза, кислородно-щелочная обработка (КЩО), отбельная башня, делигнификация, промывка, диоксид хлора, отбелка, производительность завода,

Целью работы является разработка проекта четырехступенчатой отбелки целлюлозы Д0 - ЩП - Д1 - Д2 с включением предварительной двухступенчатой КЩО. Выполнены расчеты материального и теплового балансов, произведён выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования. Рассчитана потребность в сырье, химикатах, электроэнергии, воде и паре.

Реализация проекта позволит организовать производство беленой целлюлозы высокого качества, востребованной на отечественном и мировом рынке. Преимущества проекта: снижение ХПК в отбельных стоках, повышение экологической безопасности производства.



ОГЛАВЛЕНИЕ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. РОЛЬ ЦЕХА В РАБОТЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ЗАВОДА

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ХИМИКАТОВ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ВОДЫ И ПАРА

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

5.1 Расчёт материального баланса

5.2 Расчет теплового баланса

6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ



НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей пояснительной записке использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 13525.2-80 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах. Технические условия. - Дата введения 01.07.1981. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 4 с.

ГОСТ 13525.3-97 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления раздиранию. Взамен ГОСТ 13525.3-78. - Дата введения 01.07.2001. - Минск 2006. - 8 с.

ГОСТ 25438-82 Целлюлоза для химической переработки. Методы определения характеристической вязкости (с изменениями №1). - Дата введения 01.07.1983. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 19 с.

ГОСТ 9105-74 Целлюлоза. Метод определения средней степени полимеризации (с изменением №1,2,3). - Взамен ГОСТ 9105-59. - Дата введения 01.07.1975. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 6с.

ГОСТ 16932-93 Целлюлоза. Определение содержания сухого вещества. - Дата введения 01.01.1995. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 6 с.

ГОСТ 14363.4-89 Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям. - Взамен ГОСТ 14363.4-79. - Дата введения 01.01.1993. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 12 с.

ГОСТ 14940-96 Целлюлоза сульфатная беленая из лиственной древесины (осиновая). Технические условия. - Дата введения 01.01.2000. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 6 с.

ГОСТ 13525.1-79 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Методы определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении (с изменениями №1,2). - Взамен ГОСТ 13525.1-68. - Дата введения 01.07.1980. - М.: Стандартинформ, 2007. - 4 с.

ГОСТ 30436-96 (ISO 1924-2-85) Бумага и картон. Определение прочности при растяжении. - Дата введения 01.07.2001. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 7 с.

ГОСТ 30113-94 (ISO 2470:1999(Е)) Бумага и картон. Метод определения белизны. - Взамен ГОСТ 7690-76 в части белизны бумаги и картона. - Дата введения 01.01.1997. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 5 с.

ГОСТ 10070-74 (ИСО 302-81) Целлюлоза и полуцеллюлоза. Метод определения числа Каппа. - Взамен ГОСТ 10070-62. - Дата введения 01.01.1975. - М.: Изд-во стандартов, 1999 - 16 с.

ГОСТ 6841-77 Целлюлоза. Метод определения смол и жиров. - Взамен ГОСТ 6841-67. - Дата введения 01.01.1982. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 4 с.

ISO 5351-1:1981 Целлюлоза. Определение предельно числа вязкости с применением раствор комплекса этилендиамина и меди (CED). - Взамен ISO 5351-1:1981. - Дата введения 28.06.2004. - 24 с.

СНиП 21.01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений.



ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящей пояснительной записке приняты следующие сокращения:

КЩО - кислородно-щелочная обработка.

ФНиП - федеральные нормы и правила.

ЧЩ - черный щелок.

СРК - содорегенерационный котел.

ПЛА - план ликвидации аварии.

СП - степень полимеризации.

ТЭС - тепловая электростанция.

ЦБК - целлюлозно-бумажный комбинат.

ЦБП - целлюлозно-бумажное производство.

ЧС - чрезвычайная ситуация.

ПАВ - Поверхностно-активные вещества.

ХПК - Химическое потребление кислорода.

ЩП - Ступень щелочения в присутствии пероксида водорода.



ВВЕДЕНИЕ

Отбелка является процессом химической очистки и модификации целлюлозы. В результате отбелки или изменяются оптические свойства целлюлозных волокон при удалении компонентов, способных поглощать видимый свет, или уменьшается абсорбционная способность этих соединений. Любые остающиеся в целлюлозе после варки видимые загрязнения (частицы сора), которые могут вызвать затруднения при дальнейшей переработке целлюлозы в бумагу и картон, также должны быть удалены при отбелке. Кроме того, отбелка используется для регулирования степени полимеризации и увеличения содержания б-целлюлозы.

При отбелке целлюлозы, предназначенной для изготовления бумаги, стремятся достичь высокой белизны при сохранении показателей механической прочности.

B настоящее время существует большое разнообразие схем отбелки, но современные предприятия предпочитают экологически безопасные. Большое внимание уделяется технологиям ЕCF Еlemental СhlorineFree (отбелка без использования молекулярного хлора) и TСF (отбелка полностью без применения соединений хлора). Переходу на новые технологии бесхлорной отбелки способствуют растущие требования природоохранного законодательства. Технология ECF включает в себя кислородно-щелочную делигнификацию, а в качестве белящих реагентов: диоксид хлора, пероксид водорода, озон, молекулярный кислород, энзимы.

Основное направление совершенствования технологии отбелки сегодня - включение в схему производства целлюлозы двухступенчатой кислородно-щелочной обработки с переходом на «мягкую» ECF, то есть сокращение расхода диоксида хлора и числа ступеней отбелки [9].

Развитие технологии отбелки целлюлозы в последние годы было направлено на короткие, осуществляемые тремя промывными аппаратами циклы, при которых достигается полная белизна конечного продукта 90 %. Условием такого цикла отбелки является эффективная кислородно-щелочная обработка, при которой значение жесткости массы уменьшается до уровня 10…12 Каппа для лиственной целлюлозы. Ступень КЩО позволяет снизить число Каппа хвойной целлюлозы перед отбелкой на 50-70 %, лиственной целлюлозы до 40 %, и как следствие обеспечивает сокращение расхода белящих реагентов и повышение экологической безопасности схемы отбелки. Также, использование стадии кислородно-щелочной делигнификации позволяет сократить потери щелочи в процессе регенерации варочных реагентов. Кислородно-щелочная обработка (КЩО) на сегодняшний момент является практически обязательной делигнифицирующей ступенью современной схемы отбелки. Эффективность делигнификации КЩO ограничивается недостаточной избирательностью процесса КЩO по отношению к углеводной части технической целлюлозы.При стандартных условиях OxyTrac, химические потери составляют 3,0…3,5 %, при ужесточении условий, т.е. увеличения расхода щелочи, температуры, давления потери могут достигнуть 6,0…6,5 %.

Переход от классической 5-6-ступенчатой схемы отбелки целлюлозы к 3-4-ступенчатой схеме позволяет увеличить объем производства беленой целлюлозы, снизить потребление пара, электроэнергии, свежей воды и сброс сточных вод [10].

В данной работе представлена схема по технологии EСF (КЩО) - Д0 - ЩП - Д1 - Д2.

В ходе работы были выполнены основные расчеты технико-экономических показателей новой схемы, а также расчеты необходимого сырья и химикатов для производства продукции.

Целью выпускной квалификационной работы является проектирование четырехступенчатой схемы потока отбелки целлюлозы производительностью 250000 тонн в год.

Для достижения заданного плана были поставлены следующие задачи:

привести общую характеристику объекта проектирования;

провести сравнительный анализ существующих схем и новой проектируемой укороченной схемы с применением двухступенчатой КЩО;

произвести расчет необходимого расхода сырья и химикатов для данной схемы, произвести сравнительный анализ с нормами по сырью и химикатам для действующей схемы отбелки;

выполнить обоснование выбора и подбор оборудования;

выполнить основные расчеты технико-экономических показателей для внесения изменений в схему отбелки;



1. РОЛЬ ЦЕХА В РАБОТЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ЗАВОДА

Отбельный цех - это одна из основных составляющих частей целлюлозного завода. Отбелка технической целлюлозы является процессом химической очистки от сопутствующих, окрашивающих и инструктирующих веществ. Сущность отбелки- цикличность обработки целлюлозы окислительными и восстановительными реагентами, придание яркости, удаление лигнина и окрашивающих веществ. При отбелке целлюлозы, предназначенной для изготовления бумаги, преследуемая цель-достижение высокой белизны при сохранении показателей механической прочности.

Увеличивающийся спрос на высококачественную беленую целлюлозу приводит к необходимости создания предприятий с большой производительностью. Это вступает в противоречие с постоянно возрастающими требованиями к охране окружающей среды. В результате появляется настоятельная необходимость в проектировании производств с точки зрения экологичности продукции. До настоящего времени одним из наиболее опасных участков производства целлюлозы с точки зрения охраны окружающей среды остается участок отбелки. От правильной его работы будет зависеть качество конечной продукции, её экологичность. Основное направление совершенствования технологии отбелки сегодня - включение в схему производства целлюлозы двухступенчатой кислородно-щелочной обработки с переходом на «мягкую» ECF, то есть сокращение расхода диоксида хлора и числа ступеней отбелки.

Отбелка по технологии Elemental Chlorine Free (ECF) сокращает вредное воздействие на окружающую среду (низкий объем сточных вод, низкая эмиссия АОX, сокращение количества хлорорганических соединений в сточных водах и готовой продукции). Экологическая безопасность отбелки оценивается по показателям АОХ и ХПК. Применение КЩО - это основной путь снижения ХПК и АОХ в сточных водах. Например, для завода, производящего товарную белёную целлюлозу, имеющего развитую ЦБП, уровень сброса АОХ в стоках не должен превышать 0,20-0,25 кг/т, а для интегрированных заводов, которые производят целлюлозу для получения различных видов писчей и печатной бумаг, содержание АОХ в сточных водах не должно превышать 0,17 кг/т. При производстве бумаги, предназначенной для изготовления бумажных изделий личной гигиены, включая, носовые платки, туалетные салфетки, салфетки для лица, кухонные или домашние полотенца, в композиции бумаги разрешается использовать различные беленые полуфабрикаты, полученные при сбросе АОХ в стоках не более 0,25 кг/т, но среднее значение АОХ по стокам предприятий, производящих полуфабрикаты для композиции данного вида бумаги, не должно превышать 0,12 кг/т.

Таким образом, задачами отбельного цеха являются:

1) повышение степени белизны;

2) завершения процесса делигнификации;

3) придание белёной целлюлозе определённых физико-химических свойств.

4) минимальное образование загрязняющих веществ в стоках и готовой продукции.



2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ХИМИКАТОВ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ВОДЫ И ПАРА

Характеристика готовой продукции

Современные целлюлозно-бумажные производства выпускают беленую сульфатную целлюлозу из лиственных пород древесины, предназначенную для производства различных видов бумаг, согласно ГОСТ 28172-89. Требования на беленую сульфатную лиственную целлюлозу должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели качества лиственной целлюлозы

Наименование показателя	ГОСТ 28172-89
	ЛС-0	ЛС -1	ЛС-2	ЛС-3	ЛС-4
	Высший сорт	Первый сорт	Высший сорт	Первый сорт
1	2	3	4	5	6	7	8
1. Разрывная длина, км, не менее	7,5	6,8	8,0	7,1	7,2	7,0	6,0
2. Абсолютное сопротивление раздиранию, сН (ГС), не менее	47 (48)	47 (48)	44 (45)	44 (45)	45 (46)	41 (42)	35 (36)
3. Прочность на излом, число двойных перегибов, не менее	300	300	300	300	-	-	-
4. Белизна, % не менее	89	89	87	87	85	82	80
5. Сорность, шт, для соринок площадью:
от 0,1 до 1 мм2 включительно, не более	30	34	45	50	60	100	150
св 1 до 2 мм2 включительно, не более	1	2	2	3	5	10	16
св 2 мм2, не более	0	0	0	0	0	0	0
6. pH водной вытяжки	5,0-7,0	5,0-7,0	5,0-7,0	5,0-7,0	5,0-7,0	5,0-7,0	5,0-7,0
7. Влажность, % не более	20	20	20	20	20	20	20



Характеристика сырья, применяемых химикатов

В таблице 2 представлены характеристики сырья и применяемых химикатов для проведения технологического процесса по отбелке сульфатной целлюлозы.

Таблица 2- Характеристика сырья

Наименование химиката	Нормативный документ (ГОСТ, ОСТ, СТО, ТУ, ТР и др.)	Показатели, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели и их значения
Сульфатная небеленая целлюлоза из лиственных/хвойных пород древесины	ТР№23-18-01-15	Степень делигнификации после промывки, ед. Каппа	11,0-17,0 (листва) 19,0-27,0 (хвоя)
		Разрывная длина, м	Не менее 8500
		ХПК массы после промывки, кг ХПК/т	не более 8,5
		Сорность, шт/м2 площадью >5 мм2	не допускается
		Сорность, шт/м2 площадью свыше 2 до 5 мм2	не более 16
Каустическая сода	ТР№23-49-11-20	Содержание NaOH, г/дм3	95 - 105
Сернистая кислота	ТР№23-49-11-20	Содержание SO2, г/дм3	не более 15
Двуокись хлора	ТР№23-49-12-15	Содержание двуокиси хлора, г/дм3 (в пересчете на активный хлор, г/дм3)	6 - 8 (15,8 - 21,0)
Пероксид водорода	SDS на HYDROGENPEROXIDE 49,5-59,5%	Содержание Н2О2	Согласно сертификату

Таблица 3 - Требования к свежей и оборотной воде, пару, воздуху

Наименование химиката	Нормативный документ (ГОСТ, ОСТ, СТО, ТУ, ТР и др.)	Показатели, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели и их значения
Фильтрованная и механически очищенная вода в цехе водоподготовки (участок ФОС-2) ТЭС-3	ТР№23-72-09-18	Цветность, °ПКШ, Прозрачность, см, рН	не более - 50 не менее - 25 6,0 - 7,2
Воздух сжатый осушенный	ГОСТ 17433-80	Давление, МПа (кгс/см2)	не менее 0,40 (4,0)
Сжатый осушенный воздух	ТР-27-14-03-15	Давление, МПа	не менее 0,6
Пар низкого давления		Давление, МПа (кгс/см2) Температура, °С	не менее 0,25 (2,5) 150 - 160
Пар среднего давления		Давление, МПа (кгс/см2) Температура, °С	не менее 1,05 (10,5) 190 - 220



3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Сущность и закономерность процесса отбелки

Отбелка целлюлозы является процессом химической очистки от сопутствующих, окрашивающих и инструктирующих веществ. В процессе отбелки технической целлюлозы происходит модификация целлюлозных волокон, изменение их оптических свойств, снижение абсорбционной способности сопутствующих целлюлозе компонентов, удаление частиц сора, которые могут вызвать затруднения при дальнейшей переработке целлюлозы в бумагу и картон[2].

Отбелка целлюлозы для изготовления бумаги предполагает достижение высокой белизны при сохранении показателей механической прочности.

В целом, механизм процесса отбелки может быть представлен следующей схемой:

Реагент Х- d1-d2-d3-зона взаимодействия Y

Белящий реагент X отделяется от реакционной зоны Y тремя слоями:

d1 - подвижный слой растворителя;

d2 - неподвижный слой растворителя (пленка воды на поверхности волокна);

d3 - твердая фаза волокнистого материала.

Слой d1 и d2 определяют зону так называемого внешнедиффузионного сопротивления. Сопротивление слоя d1 тем меньше, чем выше растворимость реагента и выше его концентрация. Сопротивление слоя d2 обусловлено образованием пленки на поверхности волокна. Чем выше концентрация массы, тем меньше сопротивление слоя d2, тоньше пленка на поверхности волокна. Скорость диффузии реагента к поверхности волокна определяется концентрацией реагента и расстоянием диффузии.

Сопротивление слоя d3 (внутридиффузионное) обусловлено структурой самого волокна (толщиной клеточной стенки, распределением лигнина в стенке, способностью волокна к набуханию, системой субкапилляров и т.д.)[2].

Проникновение реагентов в волокно будет складываться из следующих этапов:

- растворение белящего реагента в воде;

- диффузия его в пленку на поверхности волокна;

- сорбция его поверхностью волокна (зона внешней диффузии);

- диффузия реагента в толщу клеточной стенки (внутренняя диффузия).

Интенсифицировать процесс отбелки, а именно снизить сопротивление внешнедиффузионной зоны можно используя следующие факторы:

- интенсивность перемешивания.

Интенсивность перемешивания влияет на равномерность распределения реагента в целлюлозной суспензии, т.е. уменьшает расстояние диффузии и увеличивает скорость доставки реагента к поверхности волокна. Кроме того, при интенсивном перемешивании разрушается пленка на поверхности волокна, особенно при использовании насосов и смесителей МС. Применение данного оборудования позволяет разрушить так называемые флокулы и придает волокнистой суспензии текучесть жидкости.

- концентрация реагентов в суспензии.

Концентрация белящих реагентов влияет на скорость диффузии, градиент концентрации, а также на сорбцию реагентов поверхностью волокна, причем влияние концентрации на скорость сорбции волокна линейно. Повышение концентрации реагентов достигается увеличением концентрации целлюлозной суспензии, оптимизацией расхода реагента и проведением отбелки в несколько ступеней. Для плохо растворимых реагентов, таких как кислород, озон, применяют повышенное давление.

- диспергирование целлюлозной суспензии перед отбелкой.

Диспергирование суспензии увеличивает площадь диффузии, т.е. улучшает процессы сорбции реагентов. Диспергирование достигается удалением сучков, пучков волокон, а также разрушением «флокул».

Сопротивление слоя d3, как уже отмечалось, зависит от структуры самого волокна и практически не поддается регулированию.

Еще недавно любая схема отбелки начиналась со ступени хлорирования с последующим щелочением. В результате взаимодействия хлора с лигнином образуются хлорпроизводные лигнина, которые растворяются при последующем щелочении. Целью этих обработок является только делигнификация, так как в результате их проведения наблюдается лишь небольшое повышение белизны. В настоящее время делигнифицирующие обработки в начале схем проводятся с использованием таких реагентов, как кислород и азон.

На сегодняшний день большая часть предприятий по всему миру прекратили использование молекулярного хлора в отбелке целлюлозы. В качестве основного белящего реагента используется диоксид хлора. Целлюлоза, поступающая на отбелку с низким числом каппа, требует меньшего количества отбеливающих реагентов, приводит к более низким сбросам АОХ [2].

B настоящее время могут быть использованы следующие схемы:

- схемы без использования молекулярного хлора, с включением в схему диоксида хлора (схема EСF);

- схемы c оптимизированными расходами СlO2 и H2О2 (mild EСF);

- полностью бесхлорные схемы, основанные на использовании только кислородсодержащих реагентов (схема TСF).

Отбелка без использования хлорсодержащих реагентов (TСF) наиболее дорогостоящая. Себестоимость целлюлозы, полученной по технологии TСF на 30 - 50 долларов выше по сравнению с технологией ECF с использованием СlО2.

Нередко необходимо не только повысить белизну, но и значительно уменьшить содержание в полуфабрикате лигнина, смол и не целлюлозных углеводов, т.е. подвергнуть целлюлозу облагораживанию.

Извлечение лигнина и смол можно понимать, как продолжение процесса варки. Как и при варке, при отбелке целлюлозы необходимо извлечь лигнин при максимальном сохранении углеводов. Но так как лигнин легко окисляется, остатки его можно извлечь, окисляя и растворяя их в водном растворе щёлочи. При варке, окислители не используются из-за их значительного расхода и высокой стоимости. Кроме этого, окислители действуют на углеводы при высокой температуре, а диоксид хлора в этих условиях быстро разлагается. Поэтому окисление целлюлозы проводят после варки в нейтральной или восстановительной среде для удаления основной массы лигнина.

Окислитель для отбелки должен быть дешёвым и максимально воздействовать на углеводы. Под эти характеристики подходит диоксид хлора.

В большинстве случаев на второй ступени отбелки для растворения окисленного лигнина целлюлозу обрабатывают раствором гидроксида натрия при высокой температуре. При щелочной обработке растворяются также некоторые смолы и гемицеллюлозы, их количество зависит от соотношения щёлочи и целлюлозы, а также концентрации, температуры и продолжительности обработки.

Для удаления остаточного лигнина и повышения белизны на следующей стадии используют пероксид водорода или диоксид хлора.

Для получения целлюлозы с заданными свойствами её дополнительно обрабатывают щёлочью. Такая обработка повышает химическую чистоту и молекулярную однородность. Одновременно облагораживание повышает важные показатель - содержание б-целлюлозы [4].

Современная технология отбелки целлюлозы

Современные схемы отбелки позволяют повышать степень белизны сульфатной целлюлозы до 90 %. Экологическая безопасность схемы отбелки оценивается по показателям АОХ и ХПК. Количество загрязняющих веществ в стоках, образующихся при отбелке целлюлозы зависит от ряда факторов: степени делигнификации перед отбелкой, последовательности ступеней отбелки, применяемых химикатов, вида и хранения древесины, конечной белизны. Снижение числа каппа лиственной целлюлозы перед отбелкой до 10-12 единиц обеспечивает минимальное образование загрязняющих веществ в стоках, т.к. основное их количество образуется на первых двух делигнифицирующих ступенях. Например, если число каппа меньше 10 единиц перед отбелкой, то сброс ХПК может быть приближен к 1,5 кг на единицу каппа [3].

Безопасность схем c использованием хлорагентов оценивается по показателю АОХ, который определяет образующееся при отбелке количество хлорорганических соединений в стоках. Второй показатель, по которому оценивается экологическая безопасность схемы отбелки - это химическое потребление кислорода (XПК) в сточных водах предприятия. Уровень сброса XПК для современной схемы отбелки составляет 30-40 кг/т целлюлозы. Основной путь снижения XПК в стоках отбельного цеха - применение кислородно-щелочной делигнификации и рациональное использование фильтратов отбелки [3].

Схемы отбелки, в которых используются хлорсодержащие реагенты, характеризуются так называемым "фактором Каппа" (КF). Фактор Каппа - это отношение расхода активного хлора, заданного на первую делигнифицирующую ступень отбелки, к числу каппа целлюлозы, поступающей в отбелку. Чем ниже фактор Каппа, тем безопаснее с экологической точки зрения схема отбелки. Рекомендуемый уровень KF составляет не более 0,18…0,20 единиц.

Общую схему отбелки можно разделить на 2 части:

1) первичную обработку, задачей которой является завершение делигнификации;

2) добелку, задачей которой является придание целлюлозе необходимой белизны и нужных физико-химических свойств [16].

При решении вопроса об использовании отбеливающих реагентов необходимо учитывать следующие факторы: химическая стабильность продукта, транспортировка и хранение, доступность сырья и энергии, баланс химикатов на целлюлозном заводе, безопасность производства, географическое положение и инфраструктура, состояние окружающей среды, экономика производства. Такие реагенты, как озон, диоксид хлора, производят на целлюлозных заводах из-за их нестабильности. Остальные реагенты могут быть получены непосредственно на целлюлозном заводе или закуплены у поставщиков. Гидроксид натрия, необходимый для отбелки, может быть получен как побочный продукт при производстве хлора или может быть заменён окисленным белым щелоком. Диоксид серы может быть побочным продуктом существующей на заводе системы регенерации химикатов [3].

Включение в схему отбелки стадии КЩO решает проблемы экологического характера, а именно - существенное снижение сброса ХПК и АОХ со стоками. Поскольку стадия КЩO становится неотъемлемой частью технологической линии производства целлюлозы, понятен интерес, который вызывают процессы, протекающие на этой стадии.

Первые аппараты для кислородно-щелочной отбелки были рассчитаны на проведение обработки при высокой концентрации массы (25-30 %). Однако эти установки имели повышенную пожароопасность, так как при контакте кислорода с массой высокой концентрации возможно ее возгорание. Кроме того, при высоких концентрациях массы из-за более глубокого окисления органики возрастает образование оксида углерода и, следовательно, его выбросы [2].

В настоящее время наиболее широкое распространение получили технологии КЩО - одно- и двухступенчатая (OxiTrac). Использование двухступенчатой обработки позволяет увеличить степень делигнификации целлюлозы. Особую важность и актуальность этот вопрос имеет при отбелке лиственных целлюлоз, поскольку эффективность КЩO лиственных целлюлоз на 10-15 % ниже, чем хвойных целлюлоз. Кроме того, при производстве лиственной целлюлозы существуют смоляные затруднения, которые могут быть частично устранены на ступени КЩO.Можно сделать вывод о том, что кислородно-щелочная обработка (КЩО) является очень необходимой делигнифицирущей ступенью и обеспечивает наилучшие условия для дальнейшей отбелки целлюлозы.

Рисунок 1 - Развитие технологии КЩО

При кислородно-щелочной делигнификации целлюлозы протекают следующие химические и физико-химические процессы: окисление лигнина; окислительная деструкция целлюлозы и гемицеллюлоз; растворение в щелочи низкомолекулярных фракций целлюлозы, гемицеллюлоз, экстрактивных веществ.

Типовые условия обработки при кислородно-щелочной делигнификации:

- температура 90-120 °C;

- давление в реакторе 0,4-0,7 MПа;

- расход NaOН 20-40 кг/т; -расход кислорода 20-25 кг/т;

- продолжительность 30-60 мин.

При переходе на технологию ECF возможны два пути:

- частичная поэтапная или полная замена молекулярного хлора диоксидом хлора на первой ступени отбелки;

- предварительная кислородно-щелочная обработка с последующей отбелкой диоксидом хлора и кислородсодержащими отбеливающими реагентами.

Отбелка TСF для сульфатной целлюлозы пока не имеет широкого распространения как отбелка EСF. Наибольший опыт применения отбелки TСF обладают предприятия Финляндии и Швеции. Схемы отбелки отличаются большим разнообразием и постоянно модифицируются в направлении снижения количества загрязнённых стоков при приемлемых капитальных затратах и сохранении высоких показателей белизны и механических свойств.

Отбелка без применения молекулярного хлора хвойной целлюлозы, полученной без кислородной делигнификации, традиционно проводилась в пять ступеней: Д-(ЩПO)-Д-(ЩП)-Д, а в случае предварительной кислородной делигнификации - в четыре или пять ступеней: Д-(ЩПO)-Д-Д или Д-(ЩПO)-Д-Щ-Д. Для отбелки сульфатной лиственной целлюлозы применяются в основном те же схемы отбелки, что и для хвойной целлюлозы. Однако при этом для достижения равного уровня белизны требуется более мягкий режим обработки. Иногда используется сокращение ступеней отбелки. Эти схемы отбелки для сульфатной целлюлозы являются наиболее распространенными. Большая часть целлюлозы отбеливается до высокой белизны (88-90 %).

Наиболее распространенной схемой ECF является схема Д-(ЩОП)-Д-Щ-Д. Большая часть целлюлозы отбеливается до высокой белизны. Чтобы получить максимальную белизну при обработке пероксидом водорода целлюлоза должна быть максимально делигнифицирована, поэтому углубленная варка и стадия кислородной делигнификации играют важную роль при использовании пероксида. Стадия пероксидной обработки улучшает делигнификацию и белизну и имеет следующие достоинства в ECF-отбелке:

-потребление активного хлора может быть снижено до 25 %,

-образование АОХ может быть снижено до 50 % путем оптимизации схемы (Q)-(ПО)-Д.

Оба сочетания КЩО-(ОП) и (ПО) являются примерами схем, проводимых под давлением. Их можно использовать по отдельности или в комбинации с целью улучшения экологической безопасности при ECF-отбелке и конечной белизны при ТCF-отбелках. Увеличение температуры на пероксидной стадии выше 100 °С позволяет значительно ускорить отбельный процесс. Комбинирование двух пероксидных стадий с промежуточной стадией озонирования позволило довести белизну сульфатной хвойной целлюлозы до 90 %.

Лиственная сульфатная целлюлоза более устойчива в условиях отбелки озоном по сравнению с хвойной, и при отбелке по схемам Z-Щ-П и Z-Щ-Д может быть получена целлюлоза с высокой белизной и достаточно высокими показателями механической прочности. Использование озона при отбелке сульфитной целлюлозы позволяет получить целлюлозу с удовлетворительными показателями механической прочности и благоприятно влияет на снижение смолистости целлюлозы[2].

Выбор и обоснование предлагаемой технологической схемы и основного оборудования

В данной работе предложена к реализации схема (КЩО)- Д0 - ЩП - Д1 - Д2по технологии EСF. Включение КЩО позволит упростить схему отбелки, продолжительность отбелки уменьшится, а выход целлюлозы увеличится. Основными преимуществами данной схемы является: увеличение производительности потока отбелки, снижение АОХ в отбельных стоках, снижение себестоимости отбелки целлюлозы, повышение экологической безопасности производства белёной целлюлозы.

Включение в схему отбелки стадии КЩO решает проблемы экологического характера, а именно - существенное снижение сброса ХПК и хлорорганических соединений в стоках отбельного участка [2].

Оставляем в новой схеме основным белящим реагентом - диоксид хлора, так как он обладает высокой избирательной способностью окислять лигнин и разрушать красящие вещества, практически не затрагивая целлюлозу. Применение диоксида хлора, как делигнифицирующего реагента гарантирует снижение содержания экстрактивных веществ и высокую степень белизны, преимущественно при отбелке лиственной целлюлозы. На структурные элементы целлюлозы двуокись хлора оказывает сравнительно небольшое воздействие, и деструкция целлюлозы может происходить только при значительном нарушении условий проведения процесса (чрезвычайно высокая доза реагента, температура, рН). При отбелке двуокисью хлора происходит окисление и частично хлорирование лигнина. Также под действием двуокиси хлора окисляются компоненты смолы, имеющиеся в целлюлозе, превращаясь в бесцветные вещества, которые частично растворяются в воде, а частично остаются в волокне и на его поверхности.

Отбелка двуокисью хлора обеспечивает высокую стабильность белизны целлюлозы при переработке и хранении.

Производство диоксида хлора необходимо наладить в смежном цеху, так как он является основным белящим реагентом.

Ступени отбелки в схеме (КЩО)- Д0 - ЩП - Д1 - Д2 :

Кислородно-щелочная обработка (КЩО)

Делигнифицирующая обработка диоксидом хлора (Д0)

Щелочение с добавлением окислителей (ЩП)

Отбелка диоксидом хлора 1 ступень (Д1)

Отбелка диоксидом хлора 2 ступень (Д2)

КЩО проводится по технологии OxyTrac. Система OxyTrac состоит из двухступенчатой кислородной обработки без промежуточной промывки при средней концентрации массы 10 - 12 %. Эта установка обеспечивает степень делигнификации целлюлозы 65 - 70 %. На первой ступени данного процесса происходит разрушение лигнина под действием высокой концентрации реагентов (кислорода и щелочи), а для предотвращения деструкции целлюлозы обработку ведут при низкой температуре. Продолжительность этой ступени - 30 минут. На второй ступени происходит увеличение степени делигнификации за счет высокой температуры и большей продолжительности (60 минут). На данной ступени наблюдается сокращение расхода реагентов. Процесс OxyTrac позволяет увеличить выход целлюлозы и снизить сброс ХПК. Сегодня уровень сброса АОХ ограничен 0,20 - 0,25 кг/т. Для современных схем отбелки работающих по технологии ECF это легко достигается оптимальным расходом диоксида хлора.

Рисунок 2 - Кислородно-щелочная обработка по технологии OxyTrac

Таблица 4 - Условия проведения двухступенчатой кислородной делигнификацииOxyTrac

Стадия обработки	Концентрация массы, %	Продолжительность, мин	Давление, МПа	Температура, °С
1	12	30	0,8	80 - 85
2	12	60	0,5	95 - 100

Для современных схем отбелки лиственной целлюлозы характерна высокая эффективность стадии щелочения за счет введения окислителей. Добавки служат катализатором реакционной способности технической целлюлозы. Процесс ведется в отбельной башне при температуре, не превышающей 95 0С с концентрацией массы 8 - 10 %. Продолжительность обработки зависит от размера башни, при этом должна быть не менее 60 минут. Использование окислителей на стадии щелочения позволяет снизить расход диоксида хлора, а также снизить АОХ в сточных водах.

Отбелка диоксидом хлора 1 ступень

Отбелка диоксидом хлора позволяет окислить карбонильные группы лигнина и углеводов до карбоксильных. Обработка диоксидом хлора протекает в отбельной башне при средней концентрации 10 - 12 %. Продолжительность зависит от процесса поглощения реагента волокном и длится несколько часов.

Отбелка диоксидом хлора 2 ступень

На этой ступени происходит добелка целлюлозы, в результате которой происходит полное окисление карбонильных групп. Обработка диоксидом хлора протекает в отбельной башне при средней концентрации 10 - 12 %. Продолжительность зависит от процесса поглощения реагента волокном и длится несколько часов. После этой стадии достигается максимальная белизна целлюлозы.

Кисловка

Заключительной стадией отбелки целлюлозы является кисловка. В данной схеме она протекает в башнях хранения беленой целлюлозы. Цель кисловки удалить остаточное содержание диоксида хлора и обеспечить стабильность белизны.

Для проведения процесса отбелки на каждой из перечисленных ступеней выбираются следующие типы отбельных башен и реакторов:

Ступень КЩО - два реактора изготовленных из титана, движение массы в которых осуществляется снизу вверх;

Ступень Д0 - башня, изготовленная из титана, движение массы снизу вверх;

Ступень ЩП - отбельная башня без реакционного стакана, изготовленная из биметалла, движение массы оставляем снизу вверх.

Ступень Д1 - отбельная башня с внутренним реакционным стаканом, изготовленная из титана, движение массы комбинированное (в реакционном стакане масса движется снизу вверх, а в самой башне сверху вниз).

Ступень Д2 - отбельная башня с внутренним реакционным стаканом, изготовленная из титана, движение массы комбинированное (в реакционном стакане масса движется снизу вверх, а в самой башне сверху вниз).

Вспомогательное оборудование отбельного участка: баки фильтратов, баки хранения химикатов, насосы, смесители.

Преимущества отбелки по схеме КЩO-До-ЩП-Д1-Д2:

-уменьшение общей продолжительности отбелки;

-увеличение выхода целлюлозы;

-снижение в потребности химикатов;

- повышение экологической безопасности;

-повышение белизны целлюлозы;

Недостатки отбелки по схеме КЩO-До-ЩП-Д1-Д2:

-необходимость в привозном кислороде;

-недостаточная избирательность процесса КЩO по отношению к углеводной части технической целлюлозы;

- невозможность применения схемы для специфических видов бумаг.



4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Схема (КЩО), Д0 - ЩП - Д1 - Д2

Кислородно-щелочная обработка

Масса с БВК варочно-промывного участка концентрацией 12% разгрузочным насосом подается в пароподогреватель. Гидроксид натрия подается в колонну насоса МС. Нагретая целлюлоза массным насосом подается на смеситель химикатов, где происходит смешение массы с кислородом и поступает в кислородный реактор первой ступени КЩО. Далее, обработанная масса через пароподогреватель поступает в реактор второй ступени стадии КЩО. Из кислородного реактора второй ступени масса с концентрацией 12 % поступает в смеситель, куда поступает пар среднего давления (0,5 МПа), далее масса выдувается в выдувной резервуар. Из выдувного резервуара масса подается на промывку в ванну пресс-фильтра, в котором разбавляется водойдо 4 %. На промывку подается до 5 м3 свежей воды в зону отжима между двумя вращающимися валами. Промытая и отжатая масса, с концентрацией 32 %, разбавляется оборотной водой до 12 % с бака фильтрата после ступени Д0 и транспортируется массным насосом в смеситель химикатов.

Делигнифицирующая обработка целлюлозы двуокисью хлора (Д0).

В смесителе двуокиси хлора масса смешивается с раствором двуокиси хлора. Расход двуокиси хлора на данную ступень дозируется при помощи автоматической системы управления в соответствии с заданным удельным расходом и изменяется в заданных пределах в зависимости от белизны в начальный момент обработки, фиксируемой датчиком белизны, например типа Cormec, наличия остаточного химиката, отслеживаемого при помощи датчика, например, типа Polarox. По изменениям показаний датчика рН корректируется рН на входе в ступень. Температура контролируется по датчику температуры. Регулирование расхода двуокиси хлора может осуществляться оператором, как в ручном режиме, так и с помощью системы дозирования в автоматическом режиме по компенсированной белизне, производимой специальной автоматической системой и корректируется по лабораторным анализам жесткости (степени делигнификации) целлюлозы и величине остаточного хлора.

Обработанная двуокисью хлора масса поступает в нижнюю часть отбельной башни отбелки Д0, с выходом через верхнюю часть башни, уровень в которой определяет время отбелки на данной ступени. При уровне в башне 50 - 75% время отбелки составляет 60 - 120 мин в зависимости от производительности отбельного участка.

На промывку пресс-фильтра подается фильтрованная вода до 5 м3 в зону отжима м/у двумя вращающимися валами. Фильтрат от фильтра собирается в баке и используется на разбавление массы после ступени КЩО перед насосом МС. Избыточный фильтрат сбрасывается в канализацию через перелив. Промытая и отжатая масса, с концентрацией 32 %, разбавляется оборотной водой до 12 % с бака фильтрата после ступени ЩП и транспортируется массным насосом в смеситель химикатов.

Щелочение с добавлением пероксида водорода, ЩП ступень

Обработка массы производится гидроксидом натрия с добавлением пероксида водорода.

Промытая и сгущенная масса, сходящая с барабана пресс-фильтра, транспортируется шнеком в паровой смеситель, где при необходимости подогревается паром и поступает в приемный бочок насоса МС. Сюда же подается раствор каустика (10 кг/т). Далее масса идет в смеситель, куда подается пероксид водорода. Смешанная с химикатами масса подается в нижнюю часть реакционного стакана башни отбелки, пройдя который переливается во внешнюю часть башни и перемещается вниз.

В нижней части башни отбелки, через сопла кольцевого спрыска, масса разбавляется водой из бака фильтрата. Для перемешивания массы перед выгрузкой в низу башни установлены три пропеллерные мешалки. Разгрузочным насосом масса подается в ванну пресс-фильтра, где разбавляется оборотной водой с бака фильтрата после ступени Д2 до 4 %. Промытая и отжатая масса, с концентрацией 32 %, разбавляется оборотной водой с бака фильтрата после ступени Д1 до 12 % и транспортируется массным насосом в смеситель химикатов.

Дозирование химикатов ведется отбельщиком, обслуживающим пульт управления в ручном режиме или с помощью системы дозирования по компенсированной белизне, поддерживаемой автоматизированной системой с учетом заданных удельных расходов химикатов по показаниям датчиков белизны, остаточного химиката, рН на входе в стакан башни и корректируется по анализам массы на рН, белизну, на выходе из ступени - в ванне пресс-фильтра, а также по анализу жесткости массы на входе в ступень (с предыдущего п/фильтра). Та же по датчикам температуры ведется контроль температуры массы.

Отбелка двуокисью хлора I ступени (Д1)

Масса концентрацией 12% после фильтра проходит паровой смеситель, подогревается паром и подается массным насосом на смеситель химикатов. Раствор двуокиси хлора (4-8 кг/т) подается в смеситель двуокиси хлора, установленный на трубопроводе перед стаканом башни. Далее масса поступает во внутренний реакционный стакан башни отбелки двуокисью хлора I ступени.

В низу внешней части башни через кольцевой спрыск масса разбавляется водой из бака фильтрата. Для перемешивания массы в нижней части башни установлены три пропеллерные мешалки.

Из башни масса подается в ванну пресс-фильтра для промывки. На промывке производится дополнительное разбавление массы свежей водой (до 5 м3). Промытая и отжатая масса, с концентрацией 32 %, разбавляется оборотной водой с последующей ступени до 12 % и транспортируется в бочок МС.

Дозировка двуокиси хлора производится в ручном или автоматическом режиме с учетом заданного удельного расхода в зависимости от показаний датчика белизны целлюлозы на входе в ступень, датчика остаточного химиката с коррекцией на анализ белизны целлюлозы на входе в ступень и на выходе со ступени отбелки двуокисью хлора I ступени - на пресс-фильтре. Контроль температуры ведется по датчикам измерения температуры.

Ступень Д2.

Разбавленная масса, сходящая с пресс-фильтра подогревается в паровом смесителе, поступает в приемный бачок насоса МСА. Раствор двуокиси хлора (4-8 кг/т) подается в смеситель двуокиси хлора, установленный на трубопроводе перед стаканом башни. Далее масса поступает во внутренний реакционный стакан башни отбелки двуокисью хлора II ступени.

Температура контролируется по показаниям датчика измерения температуры.

Насосом МСА масса подается в низ башни Д2.

В низу внешней части башни через кольцевой спрыск масса разбавляется водой из бака фильтрата. Для перемешивания массы в нижней башни установлены три пропеллерные мешалки.

Масса с концентрацией 4 % из башни насосом подается на промывку в ванну пресс-фильтра, при этом дополнительно разбавляется свежей водой 4 м3.

Промытая и отжатая масса, с концентрацией 32 %, транспортируется в БВК отбельного участка, далее в сушильный участок.

Дозировка двуокиси хлора производится в ручном или автоматическом режиме с учетом заданного удельного расхода в зависимости от показаний датчика белизны целлюлозы на входе в ступень, датчика остаточного химиката с коррекцией на анализ белизны целлюлозы на входе в ступень и на выходе со ступени отбелки двуокисью хлора II ступени - на пресс-фильтре. Контроль температуры ведется по датчикам измерения температуры.



Рисунок 3 - Технологическая схема предлагаемой схемы:1 - Башня хранения небеленой целлюлозы; 2 - насос MC; 3 - паровой подогреватель; 4 - смеситель; 5,6 - реакторы КЩО 1 и 2 ступеней; 7 - выдувной резервуар; 8 - пресс TwinRoll W; 9 - бак фильтрата; 10 - центробежный насос; 11 - бассейн для разбавления массы; 12 - пресс TwinRoll В; 13 - шнек; 15 - башня стадии До; 16 - отбельная башня стадии ЩП; 17 - отбельная башня стадии Д1; 18 - отбельная башня стадии Д2; 19 - башня хранения белёной целлюлозы; потоки: 1-3 - подсеточная вода; 1-4 - фильтрат в ВПУ, 1-5 -беленая целлюлоза

Таблица 5 - Условия отбелки для каждой ступени предложенной схемы

Параметры	КЩО 1ст	КЩО 2ст	Д0	ЩП	Д1	Д2
Расход ClO2, кг/т в ед. ClO2,	-	-	6-7	-	2-3	1-2
Расход NaOH, кг/т в ед. NaOH	8	6	-	2-4		-
Расход H2O2, кг/т	-	-	-	5-7	-	-
Расход O2, кг/т	15	10	-	-	-	-
Концентрация, %	10-12	10-12	10-12	10-12	10-12	10-12
Температура, °С	80-85	90-95	80	80	75	75
Продолжительность, мин	30	60	40	60	180	180
pH	10-12	10-12	2,0-2,5	10,0-11,0	4,0-5,0	4,0-5,0
Расход пара, кг/т	80	80	80	80	80	80
Расход электроэнергии, кВт/ч	14	14	14	14	14	14
Расход свежей воды, м3/т	-	4	-	4	-	4
Потери волокна, %	1,5	1,5	2,5	2,0	0,3	0,3



5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

5.1 Расчёт материального баланса

Расчёт материального баланса производим по воде и волокну на 1т воздушно-сухого волокна (880кг абсолютно сухой). Расчёт начинаем с последней ступени отбелки. Для расчета составляем блок-схемы каждой стадии процесса. А также используем следующие буквенные обозначения:

М - количество массы, кг;

В - количество абсолютно сухого волокна в потоке, кг;

- количество воды в потоке массы, кг;

с - значение массовой концентрации массы, %;

также для расчета используем следующие формулы:

;

.

Ступень Д2

Бак высокой концентрации

- масса с массного насоса, с1 = 10 %;

- оборотная вода на разбавление, с2 = 0,05 %;

- термомеханическая масса, поступающая на бумагоделательную машину, с3 = 4,4 %, В3=880 кг.

Вычисляем количество массы (М3) и воды (в3)

кг;

кг.

Составляем уравнение частного материального баланса:

;

Отсюда:

; кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.

Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу

Таблица 6

Приход	Расход
№	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг	№	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг
1	8743,7	874,4	7869,3	3	20000	880	19120
2	11256,3	5,6	11250,7
Итого	20000,0	880,0	19120,0	Итого	20000	880	19120

Массный насос

- масса со шнека, с1 = 12 %;

- оборотная вода на разбавление, с2 = 0,05 %;

3 -масса, поступающая в БВК, с3 = 10 %, М3=8743,7 кг; В3=874,4 кг; =7869,3 кг. целлюлозный бумажный сульфатный древесина

Составляем уравнение частного материального баланса:

;

Отсюда:

; кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.

Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу

Таблица 7

Приход	Расход
№	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг	№	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг
1	7280,3	873,6	6406,7	3	8743,7	874,4	7869,3
2	1463,4	0,8	1462,6
Итого	8743,7	874,4	7869,3	Итого	8743,7	874,4	7869,3

Шнек после пресс-фильтра

- раствор воды и кислоты на разбавление, с0 = 0,0 %;

- масса с пресс-фильтра, с1 = 30 %;

3 -масса, поступающая в массный насос, с3 = 12 %, М3=7280,3 кг; В3=873,6 кг; =6406,7кг.

- потери волокна при кисловке составляют 0,1%, В4=М4=0,001М1с1, в4=0 кг

Составляем уравнение частного материального баланса:

;

.

Отсюда:

; кг;

Количество раствора М0 складывается из воды М2 и кислоты М5. Кислоты мы добавили 700. Тогда количество воды будет равно:

М2 = 4365,3 - 700=3665,3кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

С учётом потерь масса должна поступить в шнек в количестве:

М1+М4=0,9+2915=2915,9 кг.

кг;

М4= В4==0,001•2915•30/100=0,9 кг;

Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу

Таблица 8

Приход	Расход
№ п/п	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг	№ п/п	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг
1	2915,9	874,5	2041,4	3	7280,3	873,6	6406,7
2	3665,3	0,0	3665,3	4	0,9	0,9	0,0
5	700	0,0	700
Итого	7281,2	874,5	6406,7	Итого	7281,2	874,5	6406,7

Пресс-фильтр (промывка массы после отбелки) ступени Д2



- масса, поступающая на промывку, с1 = 3,0 %;

- свежая вода на промывку, с2 = 0,0 %, М2=в2=4000 кг, В2=0 кг;

3 - масса, после промывки, поступающая в шнек, с3 = 30 %, кг, кг, кг;

- оборотная вода после промывки, с4=0,05 %.

Составляем уравнение частного материального баланса:

;

.

Отсюда:

; кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.



Все результаты расчетов заносим в сводную таблицу

Таблица 9

Приход	Расход
№ п/п	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг	№ п/п	Масса, кг	Волокно, кг	Вода, кг
1	29663,4	889,9	28773,4	3	2915,9	874,5	2041,4
2	4000,0	0,0	4000,0	4	30747,5	15,4	30732,1
Итого	33663,4	889,9	32773,4	Итого	33663,4	889,9	32773,5

Отбельная башня ступени Д2

В процессе отбелки происходят массообменные процессы, которые выражаются в потере или растворении части веществ, содержащихся в древесном волокне, а также в увеличении массы жидкой фазы в отбельной башне.

Принимаем потери волокн...