Проект завода по выпуску 250 тысяч тонн в год сульфатной целлюлозы марки ХБ-0 в установке непрерывного действия типа "Камюр"

целлюлозы из древесины, %

скипидара при пропарке щепы, кг/т целлюлозы

Расход активной щелочи, % от массы абсолютно сухой древесины, единицы Na2О

Параметры белого щелока:

концентрация активной щелочи, кг Na2О/м3

степень сульфидности

степень каустизации

степень восстановления

Температура, оС:

щепы при загрузке в бункер щепы

в бункере щепы

в варочной зоне котла

щелока, отбираемого из котла в верхний

расширительный циклон

пара из верхнего расширительного циклона

пара из нижнего расширительного циклона

Эффективность промывки в котле

Концентрация:

массы при выдувке, %

щелока, отбираемого в верхний циклон, %

слабого щелока из диффузора, %

массы после домывки в диффузоре, %

сосна

30

3, 2

80

45

4

18

110

0, 25

0, 88

0, 95

20

100

155

150

130

105

0, 98

10

18

4

10

[40]

-

[43]

[43]

[48]

[43]

[48]

[43]

[43]

[54]

[54]

[54]

[43]

[43]

[43]

[43]

[43]

Для удобства расчета рабочий процесс разделен на стадии:

- пропарка щепы в пропарочной цистерне;

- загрузка щепы и варочного щелока в котел;

- варка целлюлозы в варочной зоне;

- отбор крепкого черного щелока из котла;

- горячая противоточная промывка и выдувка массы.

Пропарка щепы

Плотность абсолютно сухой сосновой древесины 0, 470 кг/м3, [4]. При влажности 30% содержание абсолютно сухой древесины в 1 м3 плотной древесины равна 416 кг/м3 [4].

Для получения 1 т воздушно сухой целлюлозы необходимо загрузить абсолютно сухой древесины, кг

880: 0, 45 = 1955, 56.

с этой древесиной поступит воды, кг в виде влаги

.

для нагревания древесины от 20 до 100 оС необходимо тепла, кДж

1955, 56•1, 34. (100 - 20) + 838, 09•4, 19. (100 - 20) = 490564.

где 1, 34 и 4, 19 - соответственно теплоемкости древесины и воды, кДж/ (кг•оС).

Для пропаривания щепы используют пар из верхнего расширительного циклона. Количество образующегося при этом конденсата, кг (с учетом потерь тепла поверхностью бункера, долю которых можно принять равной 3, 5%) составит

220, 56.

где 2721 кДж/кг - теплосодержание пара, таблица А6.

Количество водяного пара, поступающего в бункер щепы из верхнего расширительного циклона, обычно бывает больше, чем требуется для пропаривания щепы. Избыточное количество водяного пара вместе с парами скипидара и вытесненным из щепы воздухом направляют в терпентинный конденсатор. В питательную камеру питателя высокого давления поступает: древесины, кг (за вычетом скипидара)

1955, 56 - 4 = 1951, 56.

838, 09+ 220, 56= 1058, 65.

Загрузка щепы и варочного щелока в котел

Общее количество жидкости, кг загружаемой в котел (при жидкостном модуле 3, 2)

1951, 56•3, 2 = 6244, 99;

за вычетом влаги древесины и конденсата пара получаем необходимое количество варочного раствора, кг

6244, 99 -838, 09-220, 56= 5186, 34.

в том числе: белого щелока, дм3 (при расходе активной щелочи 18% и концентрации 0, 11 кг/дм3)

= 3193, 46.

Расход активной щелочи на 1 т целлюлозы (в единицах Na2O), кг

1951, 56•0, 18 = 351, 28.

Расчет состава белого щелока приведен в таблице 2. 4.

Таблица 2. 4

Расчет состава белого щелока

Компоненты щелока	Концентрации, кг/м3
	в единицах Na2O	в собственных единицах
1	2	3
NaOH	110 ? (1- 0, 25) = 82, 5
Na2S	110 ? 0, 25 = 27, 5
Na2CO3
Na2SO4
Всего	122, 7	163, 5

Степень активности белого щелока

;

общее количество содопродуктов, кг поступающих на 1 т целлюлозы с белым щелоком, в единицах Na2O

351, 28: 0, 896 = 392, 05.

коэффициент пересчета количества содопродуктов из единиц Na2O в собственные единицы

163, 5: 122, 7 = 1, 33;

количество содопродуктов, кг поступающих в котел с белым щелоком на 1 т целлюлозы, в собственных единицах

392, 05?1, 33 = 521, 43.

Наличие в белом щелоке других минеральных веществ, кроме приведенных в таблице 3, можно не принимать во внимание.

Плотность белого щелока при концентрации Na2O 122, 7 кг/м3 равна 1, 155 кг/дм3 (таблица А9). Масса загружаемого белого щелока, кг

3193, 46•1, 155 = 3688, 45;

в том числе воды, кг

3688, 45 -521, 43= 3167, 02.

Количество используемого черного щелока, кг

5186, 34- 3688, 45 = 1497, 89;

что составляет

 = 28, 88%

от общего количества щелоков.

Примем, что черный щелок, подаваемый в котел вместе с белым щелоком, имеет концентрацию сухих веществ 18% и что сухой остаток в нем состоит на 70% из органических и на 30% из минеральных веществ ([3], c. 373). На самом деле концентрация черного щелока может оказаться иной, но выяснится это только в результате последующих расчетов. Если разница между принятой и расчетной концентрациями получится существенной, придется повторить вычисления, начиная с места, помеченного знаком «>» (такой способ расчетов называется итеративным, а повторные вычисления - итерациями).

Общее количество сухих веществ, поступающих в котел с черным щелоком, кг

1497, 89 0, 18 = 269, 62;

в том числе: органических веществ, кг

269, 62 0, 70 = 188, 73;

минеральных веществ в собственных единицах, кг

269, 62 0, 30 = 80, 89;

минеральных веществ в единицах Na2O (принимая тот же коэффициент пересчета, что и для белого щелока), кг

80, 89: 1, 33 = 60, 82;

количество воды в черном щелоке, кг

1497, 89-269, 62= 1228, 27.

В таблице 2. 5 подсчитано общее количество веществ, поступающих в котел при загрузке щепы и закачке щелока.

Таблица 2. 5

Баланс загрузки котла (первая итерация)

Вещества	Приход
	с пропаренной щепой	с белым щелоком	с черным щелоком	итого
1	2	3	4	5
Вода, кг Органические вещества, кг: древесина растворенные в щелоке Минеральные вещества, кг	1058, 65 1951, 56 - -	3167, 02 - - 521, 43	1228, 27 - 188, 73 80, 89	5453, 94 1951, 56 188, 73 602, 32
Итого в том числе всего Na2O	3010, 21 -	3688, 45 392, 05	1497, 89 60, 82	8196, 55 452, 87

Варка целлюлозы

В конце зоны варки достигается выход целлюлозы 880 кг на 1 т воздушно сухой целлюлозы. В раствор при этом переходит органических веществ, кг

1951, 56- 880, 0 =1071, 56;

их общее количество в растворе к концу варки составляет, кг

188, 73+ 1071, 56 = 1260, 29;

общее количество растворенных (органических и минеральных) веществ, кг

1260, 29+ 602, 32 = 1862, 61;

концентрация сухих веществ в щелоке, %

100 = 25, 46;

доля всего Na2O в сухом остатке

521, 43: 1862, 61 = 0, 28.

Отбор крепкого черного щелока

При принятой эффективности промывки 0, 98 из котла удаляется со щелоком, отбираемым в расширительные циклоны, сухих веществ, кг

1862, 61 0, 98 = 1825, 36;

Из которых 269, 62 кг возвращается на варку (см. пункт «Подача щепы и варочного щелока в котел»). Некоторое количество летучих органических веществ (скипидар, метанол, метилсернистые соединения и др.), общее количество которых составляет примерно 20 кг/т целлюлозы [43], уходит с парами самовскипания из нижнего расширительного циклона в терпентинный конденсатор, а со щелоком на регенерацию направляется, кг

1825, 36-269, 62- 20, 0 = 1535, 74;

Потери сухих веществ при окончательной промывке в диффузоре, кг

1862, 61-1825, 36= 37, 25.

При концентрации сухих веществ в черном щелоке, отбираемом из котла в верхний расширительный циклон, 18% (таблица 2) общее его количество составит, кг

= 10140, 89;

в том числе воды, кг

10140, 89-1825, 36= 8315, 53.

Чтобы вытеснить такое количество жидкости, в зону отбора крепкого щелока должно быть подано из промывной зоны такое же количество более слабого щелока. При средней концентрации этого щелока 10% [43], с ним поступит сухих веществ, кг

8315, 53• = 923, 95.

В зону промывки должно перейти сухих веществ, кг

923, 95+37, 25= 961, 19.

В первый (верхний) расширительный циклон отбирается из котла черный щелок с температурой 150 оС. В циклоне поддерживается давление около 0, 36 МПа. За счет самоиспарения температура щелока снижается до 130 оС и образуется пар с такой же температурой в количестве, кг

= 343, 19.

Где 2173 кДж/кг - скрытая теплота парообразования.

Этот пар направляют в пропарочную цистерну. Часть его (220, 56 кг, см. пункт «Пропарка щепы») конденсируется и возвращается в котел со щепой, остальное количество, кг, уходит в терпентинный конденсатор.

343, 19-220, 56=122, 63;

Во второй (нижний) расширительный циклон перетекает с черным щелоком воды, кг

8315, 53 - 343, 19 = 7972, 34;

и растворенных сухих веществ 1825, 36 кг. Температура щелока в нижнем циклоне снижается до 105 оС, давление падает до 0, 12 МПа. Количество водяного пара, уходящего в терпентинный конденсатор из нижнего циклона, составляет, кг

= 321, 96,

В щелоке остается воды, кг

7972, 34 - 321, 96 = 7650, 38.

С учетом 20 кг летучих веществ, удаленных в терпентинный конденсатор, концентрация щелока становится равной, %

 = 19, 09.

Часть этого щелока в количестве 1497, 89 кг используют для варки (таблица 2. 5), остальной щелок откачивают на регенерацию. Ранее концентрация этого щелока была принята равной 18% (пункт «Подача щепы и варочного щелока в котел»). Это несколько меньше только что полученной уточненной концентрации, поэтому необходимо провести вторую итерацию - повторить вычисления от точки >, приняв концентрацию используемого на варку крепкого черного щелока 19, 09%.

Вторая итерация

Общее количество сухих веществ, поступающих в котел с черным щелоком, кг

1497, 89 0, 1909= 285, 95;

в том числе: органических веществ, кг

285, 95 0, 70 = 200, 16;

минеральных веществ в собственных единицах, кг

285, 95 0, 30 = 85, 78;

минеральных веществ в единицах Na2O, кг

85, 78: 1, 33 = 64, 5;

количество воды в черном щелоке, кг

1497, 89 - 285, 95 = 1211, 94.

Баланс загрузки приведен в таблице 2. 6.

Таблица 2. 6

Баланс загрузки котла (вторая итерация)

Вещества	Приход
	с пропаренной щепой	с белым щелоком	с черным щелоком	итого
1	2	3	4	5
Вода, кг (дм3) Органические вещества, кг: древесина растворенные в щелоке Минеральные вещества, кг	1058, 65 1951, 56 - -	3167, 02 - - 521, 43	1211, 94 - 200, 16 85, 78	5437, 6 1951, 56 200, 16 607, 21
Итого в том числе всего Na2O	3010, 21 -	3688, 45 392, 05	1497, 89 64, 5	8196, 53 456, 55

В зоне варки в раствор переходит органических веществ, кг

1951, 56 - 880 = 1071, 56;

их общее количество в растворе к концу варки составляет, кг

200, 16 + 1071, 56 = 1271, 72.

Общее количество сухих веществ, кг, содержащихся в щелоке к концу варки

1271, 72 + 607, 21= 1878, 93;

концентрация сухих веществ в щелоке, %

100 = 25, 68;

доля всего Na2O в сухом остатке, кг

456, 55: 1878, 93 = 0, 24.

Из котла удаляется в расширительные циклоны сухих веществ, кг

1878, 93 0, 98 =1841, 35;

из которых 285, 95 кг возвращается на варку, а со щелоком на регенерацию направляется, кг

1841, 35 - 285, 95 = 1555, 40 кг;

Потери сухих веществ, кг при окончательной промывке в диффузоре

1878, 93 - 1841, 35 =37, 58;

общее количество отбираемого черного щелока, кг

= 10229, 72;

в том числе воды, кг

10229, 72 - 1841, 35 = 8388, 37;

со слабым щелоком поступает сухих веществ, кг

8388, 37• = 932, 04;

в зону промывки переходит веществ, кг

932, 04 + 37, 58 = 969, 62.

Из верхнего расширительного циклона уходит пара, кг

= 346, 2,

в том числе в терпентинный конденсатор уходит пара, кг

346, 2 - 220, 56 = 125, 64.

В нижний расширительный циклон перетекает с черным щелоком воды, кг

8388, 37 - 346, 2 = 8042, 17,

в терпентинный конденсатор уходит, кг

= 324, 78,

в щелоке остается воды, кг

8042, 17 - 324, 78= 7717, 39,

и растворенных сухих веществ, кг

1841, 35- 20, 0 = 1821, 35;

концентрация щелока, % становится равной

= 19, 09.

Теперь принятая концентрация используемого щелока точно соответствует расчетной концентрации, в дополнительных циклах итерации нет необходимости.

За вычетом веществ, возвращаемых в варочный котел, в систему регенерации отбирается крепкий черный щелок в количестве: воды, кг

7717, 39 - 1211, 94 = 6505, 45;

растворенных сухих веществ, кг

1821, 35 - 285, 95 = 1535, 4;

всего щелока, кг

6505, 45 + 1535, 4 = 8040, 85.

Доля всего Na2O в сухом остатке щелока после варки составляет 0, 28. Можно принять, что такую же долю составляет Na2O в сухом остатке щелоков, отбираемых в циклоны и на регенерацию, и щелоков зоны промывки, кг:

1841, 35•0, 28 = 515, 58;

1555, 40•0, 28= 435, 51;

969, 62•0, 28 = 271, 49;

932, 04•0, 28 = 260, 97.

Суммарный материальный баланс зоны отбора щелока приведен в таблице 2. 7.

Таблица 2. 7

Материальный баланс зоны отбора щелока

Вещества	Приход	Расход
	из зоны варки	со слабым щелоком из зоны промывки	итого	с отобранным крепким щелоком	перешло в зону промывки	итого
1	2	3	4	5	6	7
Вода, кг Сухие вещества в щелоке, кг Итого щелока, кг. Всего Na2O, кг. Целлюлоза, кг	5437, 6 1878, 93 7316, 53 456, 55 880, 0	8388, 37 932, 04 9320, 41 260, 97 -	13825, 97 2810, 97 16636, 94 717, 52 880, 0	8388, 37 1841, 35 10229, 72 515, 58 -	5437, 6 969, 62 6407, 22 271, 49 880, 0	13825, 97 2810, 97 16636, 94 717, 5 880, 0

Промывка и выдувка массы

Количество жидкости (разбавленного щелока), кг выгружаемой из котла при концентрации волокнистой массы 10%,

= 7920, 0 кг.

В зону горячей промывки подается слабый щелок из диффузора в количестве, кг

9320, 41 + 7920, 0 - 6407, 22 = 10833, 19.

При содержании в нем 4% растворенных веществ (таблица 2. 3) количество последних составит, кг

10833, 19•0, 04 = 433, 33,

в том числе всего Na2O, кг

433, 33•0, 28 = 121, 33,

количество воды, кг

10833, 19 - 433, 33 = 10399, 86.

Количество растворенных веществ, кг в выгружаемой из котла волокнистой массе

969, 62 + 433, 33 - 932, 04 = 470, 91,

в том числе всего Na2O, кг

470, 91•0, 28= 131, 85;

количество воды, кг

7920 - 470, 91 = 7449, 09;

концентрация растворенных веществ, %

= 5, 95.

Потери сухих (растворенных) веществ с промытой массой составляют, кг

969, 62 - 932, 04= 37, 58,

в том числе содопродуктов (всего Na2O), кг

37, 58•0, 28= 10, 52.

При принятой концентрации массы после домывки в диффузоре 10% (таблица 2) в бассейн промытой массы (под диффузором) поступает волокнистой суспензии, кг

= 7920, 0

в том числе воды, кг

7920, 0 - 880, 0 - 37, 58 = 7002, 42.

Расход свежей воды на промывку в диффузоре, кг

7002, 42 + 10399, 86 - 7449, 09 = 9953, 19.

Материальный баланс зоны горячей промывки и выдувки отражен в таблице 2. 8.

Сводный материальный баланс варочного котла - в таблице 2. 9.

Таблица 2. 8

Материальный баланс зоны горячей промывки и выдувки

Вещества	Приход	Расход
	из зоны отбора крепкого щелока	со слабым щелоком из диффузора	итого	со слабым щелоком в зону отбора	выдувается из котла	итого
1	2	3	4	5	6	7
Вода, кг Сухие вещества в щелоке, кг Итого щелока, кг. Всего Na2O, кг. Целлюлоза, кг	5437, 6 969, 62 6407, 22 271, 49 880, 0	10399, 86 433, 33 10833, 19 121, 33 -	15837, 46 1402, 95 17240, 41 392, 82 880, 0	8388, 37 932, 04 9320, 41 260, 97 -	7449, 09 470, 91 7920 131, 85 880, 0	15837, 46 1402, 95 17240, 41 392, 89 880, 0

Таблица 2. 9

Сводный материальный баланс варочного котла (кг/т целлюлозы)

Статьи баланса	Вода	Твердые и растворенные вещества
1	2	3
Приход
Древесина из пропарочной цистерны Белый щелок Черный щелок из нижнего циклона Слабый щелок из диффузора Всего приход	1058, 65 3167, 02 1211, 94 10399, 86 15837, 47	1951, 56 521, 43 285, 95 433, 33 3192, 27
Расход
Черный щелок в верхний циклон Масса в диффузор Всего расход	8388, 37 7449, 09 15837, 46	1841, 35 880, 0 470, 91 3192, 26

2.6 Расчет потребности в оборудовании

Варочная установка снабжена двумя линиями загрузки, но в работе постоянно находится только одна линия, поэтому ее расчет выполнен с учетом полной производительности 833, 65 т целлюлозы в сутки.

Бункер для щепы

Варочная установка оборудуется бункером в котором осуществляется пропарка щепы в течение продолжительного времени, порядка 20 мин. При плотности абсолютно сухой сосновой древесины 0, 470 кг/м3 (таблица А1, [4]) и влажности 30% содержание абсолютно сухой древесины в 1 м3 плотной древесины (условная плотность) равна 425 кг/м3 (таблица А5, [4]). Степень объемного заполнения бункера щепой принята 0, 35 - как при загрузке варочных котлов периодического действия без уплотнения. При расходе древесины 1955, 56 кг на 1 т целлюлозы минимальная вместимость бункера (вместе с загрузочной воронкой) V, м3, составит

V = 177, 59 ? 178.

Транспортирующий шнек

Пропускная способность шнека (по щепе) П, м3/ч, должна быть не менее

П = 456, 65.

При продолжительности пропаривания щепы 2 мин и коэффициенте заполнения 0, 5 (обычный коэффициент заполнения шнековых транспортеров) минимальный объем рабочего пространства транспортирующего шнека (между загрузочным и выгрузочным патрубками) V, м3, составляет

V =30, 44;

длина рабочей зоны транспортирующего шнека L, м, с внутренним диаметром 2, 2 м должна быть не менее

L =8, 0.

Питатель высокого давления

Производительность линии питания, м3 щепы/час

Пл =

Производительность питателя высокого давления П, дм3/мин, проверяется по формуле

П=2V• ц ?n, (2. 1)

где V - суммарная емкость карманов ротора, л;

2 - коэффициент, учитывающий двойное заполнение карманов ротора при каждом обороте;

ц - коэффициент заполнения карманов ротора щепой;

n - частота вращения ротора в минуту.

Производительность питателя по щепе в нашем примере составляет 5957, 12 дм3/мин. Принимаем V =900 дм3, ц=0, 6. Определяем частоту вращения ротора, N, мин-1, при заданной производительности

Загрузочный шнек верхней горловины котла (одной линии питания)

Принимаем размеры шнека: диаметр D=1450 мм, шаг S=640 мм, длина L=1600 мм.

Проверим производительность при величине коэффициента заполнения ц=0, 2 и частоте вращения n=30 мин-1.

, (2. 2)

=380, 3

Таким образом, заданная производительность по щепе (одной линии питания), равная 357, 4 м3/час, обеспечивается.

Варочный котел

При ориентировочном расчете размеров котла приняты в качестве исходных данных следующие усредненные параметры [43]: внутренний диаметр верхней (варочной) части котла 5, 30 м, нижней (промывной) - 6, 12 м; плотность древесного вещества и целлюлозы 1550 кг/м3. Предполагается также, что в бункере при пропарке весь воздух вытесняется из щепы водяным паром, а при загрузке в котел все поры заполняются варочным раствором. Количества веществ взяты из материального баланса варки (рисунок 3).

В верхней части котла объем загруженных веществ изменяется по мере растворения компонентов древесины, поэтому отдельно вычислены объемы веществ по данным баланса при загрузке и при выходе из зоны варки, а для дальнейшего расчета определен средний объем.

По балансу загрузки (на 1 т целлюлозы) :

концентрация щелока (варочного раствора), %

12, 9;

плотность щелока при этой концентрации 1068 кг/м3 (таблица А4, [48]) ;

объем, занимаемый древесиной и щелоком V д, м3 составит

V д = 7, 11.

По балансу в конце варки (на 1 т целлюлозы) :

концентрация щелока, %

25, 68;

плотность щелока при этой концентрации 1120 кг/м3 (таблица А4, [48]);

объем, занимаемый древесиной и щелоком, м3

7, 09.

Средний объем верхней части котла V в, м3, на 1 т целлюлозы

V в=;

на всю производительность V, м3, составит

V = 780, 91.

Высота верхней части котла В, м, составит

В= 35, 42.

Концентрация щелока в нижней части котла, %

15, 13;

его плотность 1080 кг/м3 (таблица А4, [48]) ; объем Vщ, м3, приходящийся на 1 т целлюлозы,

V щ = 6, 5;

на всю производительность V, м3, составит

V = 1015, 66;

высота нижней части котла Н, м, составит

34, 55;

общая высота рабочей части (верхней и нижней) варочного котла Во, м, составит

Во = 35, 42 + 34, 55 = 69, 96;

общий полезный объем Vпол, м3, составит

V = 780, 91 + 1015, 66 = 1796, 57;

удельная производительность Q, т/сут м3, составит

Q =833, 65: 1796, 57 = 0, 46.

Расширительные циклоны

Параметром для выбора расширительных циклонов служит их размер (объем). Обычно устанавливают два (верхний и нижний) одинаковых циклона, поэтому достаточно выполнить расчет для одного из них. Исходные данные для расчета: степень заполнения циклона 30%; продолжительность пребывания щелока в циклоне 5 мин; количество отбираемого щелока - согласно материальному балансу варки (рисунок 3).

Концентрация щелока, %, отбираемого из котла в первый (верхний) циклон

18;

плотность щелока при этой концентрации 1096 кг/м3 (таблица А4, [48]) ;

объем отбираемого щелока, м3, в расчете на 1 т целлюлозы

;

необходимый объем циклона, м3

90, 09.

Терпентинный конденсатор

Исходные данные:

тип конденсатора - спиральный;

температура пара из пропарочной цистерны 100 оС;

температура пара из второго расширительного циклона 105 оС;

коэффициент теплопередачи для периода конденсации пара 1500 Вт/ (м2•оС), для периода охлаждения конденсата 1000 Вт/ (м2•оС) [46];

конденсат пара охлаждается до 60 оС;

охлаждающая вода нагревается от 10 до 70 оС;

количество водяного пара и летучих органических веществ, поступающих в конденсатор, - согласно материальному балансу варки (рисунок 2).

Термодинамические параметры терпенов и сопутствующих органических веществ в дальнейшем расчете приняты такими же, как у воды. Так как массовая доля органических соединений в составе сдувок относительно невелика, это не приведет к существенной ошибке при подборе конденсатора.

Интенсивность поступления пара из бункера, кг/ч

4503, 09;

теплосодержание пара 2675 кДж/кг, теплота жидкости 419 кДж/кг (таблица А6, [48]). При конденсации пара в конденсаторе выделится тепла, кДж/ч

4503, 09· (2675 - 419) = 10, 16•106,

при охлаждении конденсата до 60 оС, кДж/ч

4503, 09• (419 - 60•4, 19) = 0, 759•106,

(4, 19 кДж/кг•К - теплоемкость воды при 60 оС),

Всего выделится тепла, кДж/ч

(10, 16 + 0, 759) •106 = 10, 91•106.

Интенсивность поступления пара из расширительного циклона, кг/ч

11975, 73;

теплосодержание пара 2684 кДж/кг, теплота жидкости 461 кДж/кг. При конденсации пара в конденсаторе выделится тепла, кДж/ч

11975, 3· (2688 - 461) = 26, 62•106,

при охлаждении конденсата до 60 оС тепла выделится, кДж/ч

11, 975• (461 - 60•4, 19) = 2, 5•106,

всего выделится тепла, кДж/ч

(26, 62 + 2, 5) •106 = 29, 13•106.

Общее количество поступающего тепла, кДж/ч

(10, 91 + 29, 13) •106 = 40, 04•106.

Расход охлаждающей воды составит, м3/ч

= 159288 кг/ч ? 159, 29.

удельное количество получаемой горячей воды, м3, на 1 т целлюлозы

5, 28.

Температура воды, °С, в конденсаторе на границе между зонами конденсации пара и охлаждения конденсата при противотоке

10 + = 14, 94.

Средняя разность температур, °С, для периода конденсации

= 62, 53.

Поверхность зоны конденсации пара, м2, (с учетом того, что 1 Вт/м2•К = 3, 6 кДж/м2•ч•К)

= 38, 99.

Средняя разность температур, °С, для периода охлаждения конденсата

= 70, 03,

Поверхность зоны охлаждения конденсата, м2

= 2, 69.

Полная поверхность теплообмена конденсатора, м2

38, 99 + 3, 09 = 42, 08.

Уравнительный резервуар (один на две линии питания)

В уравнительный резервуар поступает щелок из питательной трубы; количество его приблизительно равно объему поступающей щепы, т. е. 357, 43 м3/час.

Избыток щелока от питателя высокого давления, протекающий со стороны давления в сторону низкого давления, также поступает в уравнительный резервуар. При производительности насоса возвратного щелока 8000 дм3/мин в уравнительный резервуар может поступить щелока, м3/мин

.

Принимаем время пребывания щелока в уравнительном резервуаре равным 1 мин и степень заполнения его 0, 5, тогда объем резервуара, м3

Принимаем диаметр резервуара равным 2300 мм, высота его будет соответственно равна 4200 мм.

Центробежный насос

Для расчета принимаем центробежный насос, предназначенный перекачивания варочного щелока из нижней в верхнюю варочную зону котла.

Объемный расход щелока Q, м3/с, определяем по формуле

, (2. 3)

где Рн - часовая производительность варочного цеха, кг/ч;

М - масса перекачиваемого щелока, кг/ч;

- плотность щелока, кг/м3.

=0, 074.

Диаметр трубопровода D, м, определяем по формуле

, (2. 4)

где Q - расход щелока, м3/с,

V - скорость движения щелока, м/с.

=0, 25.

Полный напор, развиваемый насосом Н, м вод. ст, определяем по формуле

Н= (Ннагн. -Нвс.) + (Рнагн. -Рвс.) +Нпот. +Нскор., (2. 5)

где Ннагн. -Нвс - геометрическая разность уровней жидкости в линии нагнетания и всасывания соответственно, м вод. ст;

- плотность щелока, т/м3;

Рнагн. -Рвс - избыточное давление в объме нагнетания и всасывания соответственно, м вод. ст;

Потери напора на трение Нпот, м вод. ст определяем по формуле

Нпот = , (2. 6)

где L - длина трубопровода, м;

h - удельные потери напора в м вод. ст 100 метров длины трубопровода;

К2 - поправочный коэффициент на материал трубопровода.

Нпот = =1, 2.

Скоростной напор Нскор, м вод. ст, определяется по формуле

Нскор=, (2. 7)

где w - скорость щелока в трубопроводе, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Нскор ==0, 2.

Н= (10-40). 1, 098+117+1, 2+0, 2= 87, 46.

Потребляемая насосом мощность N, кВт

N=, (2. 8)

где - полный коэффициент полезного действия насоса.

N== 28.

Принимаем центробежный насос марки 6БМ-352 с производительностью 216-330 м3/ч, напор 90-64 м, мощность электродвигателя 35 кВт.

Таблица 2. 10

спецификация технологического оборудования варочно-промывного цеха

Наименова-ние оборудования	Тип или марка оборудова-ния, завод-изготовитель	Техническая характеристика	Основной конструк-тивный материал
1	2	3	4
1. Конвейер щепы	Петроза-водскМаш (Россия)	Производительность 370 т/ч. Желобчатая лента: длина - 160 м; ширина - 1, 4 м; скорость - 2 м/с. Электродвигатель: мощность 110 КВт; частота вращения 1500 мин-1.
2. Транспор-тирующий шнек	ф. «KMW» (Швеция)	Вместимость - 30 м3; Диаметр - 2200 мм; Длина - 8000 мм; Частота вращения шнека - 6 мин-1. Электродвигатель АИР: мощность 30 кВт; частота вращения 1500 мин-1.	Нержавею-щая сталь
3. Бункер щепы	Diamondback “Andritz” (Финляндия)	Вместимость - 180 м3; Разгрузочное устройство шнекового типа; Рабочее давление - 0, 2 МПа; Рабочая температура -120 0С; Электродвигатель: мощность 40 кВт; частота вращения 1500 мин-1.	Нержавею-щая и углеродистая сталь

Продолжение таблицы 2. 10

1	2	3	4
8. Теплообменник варочной зоны	Петроза-водскМаш (Россия)	Кожухотрубного типа; Площадь поверхности нагрева - 180 м2; Длина - 7000 мм; Диаметр - 1200 мм;	Нержавеющая сталь
9. Теплообменник (конденсация паров из испарительного циклона)	«Rosenblads patenter»	Тип - спиральный; Площадь поверхности охлаждения - 50 м2; Высота - 1600 мм; Диаметр - 1200 мм; Давление рабочее (макс.) - 0, 3 МПа; Температура рабочая (макс.) - 130 0С.	Нержавеющая сталь
10. Бак белого щелока	Петроза-водскМаш (Россия)	Вместимость - 200 м3; Высота - 7100 мм; Диаметр - 6000 мм;	Углеродистая сталь, облицован нержавеющей сталью
11. Уравнительный резервуар	Петроза-водскМаш (Россия)	Вместимость - 200 м3; Высота - 4200 мм; Диаметр - 2300 мм;	Углеродистая сталь, облицован нержавеющей сталью
12. Диффузор непрерывного действия	ф. «KMW» (Швеция)	Производительность -450 т/сут; Диаметр - 6500 мм; Высота - 14600 мм; Электродвигатель HXUR405G2B3: Мощность - 30 кВт; Частота вращения - 1500 мин-1.	Котельная сталь Нержавеющая сталь
13. Центробежный насос подачи щелока на варку	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель: мощность 30 кВт; частота вращения - 1000 мин-1.	Нержавеющая сталь
14. Центробежный насос нижней циркуляции щелока	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель 4А: Мощность - 75 кВт; Частота вращения - 750 мин-1.	-//-

Продолжение таблицы 2. 10

1	2	3	4
15. Центробежный насос подачи щелока на выпарку	БМ - 355 г. Бобруйск	Производительность - 355 м3/ч; Напор - 62 м; Электродвигатель 4А: Мощность - 75 кВт; Частота вращения - 1000 мин-1.	Нержавеющая сталь
16. Центробежный насос загрузочной циркуляции	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель: Мощность - 200 кВт; Частота вращения - 750 мин-1.	-//-
17. Центробежный насос теплой воды	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель: Мощность - 55 кВт; Частота вращения - 1000 мин-1.	-//-
18. Центробежный насос горячей воды	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель: Мощность - 55 кВт; Частота вращения - 1000 мин-1.	-//-
19. Насос для подачи конденсата подогревателей в ТЭС	ПО»Уралгид-ромаш»	Электродвигатель: Мощность - 27 кВт; Частота вращения - 1000 мин-1.	-//-
20. Насос подачи массы из диффузора на 1 ступень грубого сортирования.	БМ - 24 г. Бобруйск	Производительность - 1550 м3/ч; Напор - 18 м; Электродвигатель: Мощность - 96 кВт; Частота вращения - 750 мин-1.	-//-

2.7 Схема лабораторного контроля

Таблица 2. 11

Схема лабораторного контроля

Наимено-вание объекта контроля	Контролируемый параметр	Норма согласно технологичес-кого параметра	Наименование НТД на метод контроля	Периодич-ность контроля
1	2	3	4	5
1. Щепа. Конвейер щепы 2. Белый щелок. Пробоотборник белого щелока у мерника.	1. 1 Массовая доля остатков на ситах с отверстиями диаметром а) 30 мм, % б) 20 и 10 мм, % в) 5 мм, % г) на поддоне, % 1. 2 Массовая доля, % а) коры б) гнили 1. 3 Относительная влажность, % 2. 1. Массовая доля общей щелочи, г/дм3 (ед. Na2O) 2. 2. Массовая доля активной щелочи, г/дм3 (ед. Na2O) 2. 3. Степень сульфидности, % 2. 4 Степень каустизации, % 2. 5. Степень сульфидности, % 2. 6 Массовая доля взвешенных веществ, мг/дм3	не более 5, 0 не более 84, 0 не более 10, 0 не более 1, 0 не более 1, 5 не более 3, 0 30…50 115…125 не менее 100 25…30 82…88 92…97 не более 0, 5	ГОСТ 15815-83 РД 130280996- 25-90 СТП 4302007- 038-88 СТП 4302007- 038-88 - - - -	6 раз в сутки 2 раза в сутки 1 раз в 2 часа 1 раз в 2 часа 1 раз в 2 часа 1 раз в 2 часа 1 раз в 2 часа 2 раза в сутки
3. Черный щелок в верхний циклон 4. Черный щелок на выпарку. Бак фильтрата 1 в/ф. 5. Целлюлоза в ООЦ 6. Сточные воды в коллектор	3. 1 Массовая доля эффективной щелочи, г/дм3 (ед. Na2O) 4. 1 Массовая доля сухих веществ, % 4. 2 Массовая доля взвешенных веществ, % 5. 1 Массовая доля общей щелочи, г/дм3 (ед. Na2O) 5. 2 Степень делегнификации, ед. Каппа. 5. 3 Массовая доля волокна, % 5. 4 Сорность, количество соринок площадью свыше 5 мм2, шт. /м2 6. 1 Массовая доля взвешенных веществ, мг/дм3 6. 2 Массовая доля общей щелочи г/дм3 (ед. Na2O)	8, 0…11, 0 не менее 12, 3 не более 80 не более 0, 21 26…36 не менее 10…13 не более 1500 не более 10 не более 0, 6	СТП 4302007-09788 СТП 4302007-097-88 СПТ 4302007- 097-88 Методика предприятия №6-88 ГОСТ 10070-74 ГОСТ 16932-93 Методика предприятия №6-88 Методика предприятия №6-88	1 раз в 2 часа по требова-нию по требова-нию 6 раз в сутки 1 раз в 2 часа 4 раза в сутки 10 раз в сутки 10 раз в сутки

2.8 Энергетические расчеты

Таблица 2. 12

Расчет водопотребления

Наименование цеха	Производительность	Расход воды	Удельный расход воды, м3/т
	суточная, т	годовая, тыс. т	суточный, м3	годовой, тыс. м3
...

Подобные документы

• Проект завода сборного железобетона

  Технико-экономическое обоснование района строительства. Выбор способа производства и организация технологического процесса. Факторы, обусловливающие прочностные и деформативные свойства, а также долговечность затвердевших смесей вяжущих веществ с водой.
  
  курсовая работа [48,0 K], добавлен 06.01.2011
  

• Технико-экономическое обоснование строительства мостового перехода

  Анализ и характеристика района проложения трассы. Технико-экономические показатели строительства моста. Конструкция земляного полотна. Расчет и конструирование дорожной одежды, выбор её оптимального варианта, расчет опоры. Технология строительства моста.
  
  дипломная работа [358,1 K], добавлен 21.08.2011
  

• Проектирование цеха с гипсоварочным котлом

  Разработка проекта завода по производству гипса. Технико-экономическое обоснование места строительства. Выбор эффективных видов продукции и сырьевых материалов. Технологическая схема и обоснование оборудования. Проектирование генерального плана завода.
  
  курсовая работа [554,2 K], добавлен 17.07.2011
  

• Организация строительства жилого микрорайона и строительный генеральный план территории строительства

  Характеристика возводимых строительных конструкций. Обоснование потребности строительства в рабочих кадрах, складах, воде, электроэнергии и освещении. Выбор конструктивных решений временных зданий и места расположения, обоснование планировочных решений.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 22.10.2014
  

• Проектирование жилого дома со встроенным магазином

  Общие данные о месте строительства, характеристика типа постройки. Техническое и социально-экономическое обоснование проекта. Приемы и средства архитектурной композиции здания. Конструктивное решение. Обоснование экономических параметров строительства.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 13.10.2009
  

• Проект производства плит перекрытия

  Проектирование и строительство производства железобетонных пустотных плит перекрытий в городе Аксае. Технико-экономическое обоснование района строительства. Выбор технологического способа и схемы производства. Описание генерального плана строительства.
  
  дипломная работа [2,8 M], добавлен 31.12.2015
  

• Проект завода по производству тротуарной плитки мощностью 1000000 м2 в год

  Обоснование строительства предприятия по выпуску тротуарной плитки: мощность и номенклатура продукции; характеристика сырьевой и топливно-энергетической базы. Организация производства; расчет состава бетона, емкости складов и бункеров, себестоимости.
  
  курсовая работа [90,2 K], добавлен 27.01.2014
  

• Разработка строительства спортивного комплекса "Дворец спорта"

  Функционально-технологические условия строительства и технико-экономическое обоснование принятого варианта. Объемно-планировочное и конструктивное решения здания, его санитарно-технологическое оборудование. Проектирование технологии производства работ.
  
  дипломная работа [932,0 K], добавлен 07.08.2010
  

• Строительство вертикальных выработок

  Выбор технической схемы строительства ствола и варианта его оснащения. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь, выбор типа и расчет крепи. Параметры буровзрывных работ. Буровое оборудование и определение производительности и времени бурения шпуров.
  
  курсовая работа [208,1 K], добавлен 06.02.2014
  

• Проект строительства автомобильной дороги

  Краткая характеристика района строительства, основные технические нормативы и показатели дороги. Разработка и обоснование проектных решений, расчет объемов и основные этапы реализации строительно-монтажных работ. Определение необходимых для этого сроков.
  
  курсовая работа [34,1 K], добавлен 07.02.2015
  

• Строительство кирпичного дома

  Общая характеристика объекта строительства, данные об участке и его геологических условиях. Составление генерального и календарного плана строительства, методика и основные этапы проведения работ. Технико-экономическое обоснование данного проекта.
  
  курсовая работа [544,4 K], добавлен 10.11.2010
  

• Строительство завода по производству цементно-песчаной черепицы

  Организация строительства завода по производству цементно-песчаной черепицы, обоснование этого строительства. Производственная мощность предприятия и режим работы. Расчет потребности в сырьевых материалах. Обоснование технологической схемы производства.
  
  курсовая работа [179,6 K], добавлен 08.06.2011
  

• Строительство автомобильной дороги

  Физико-географическая характеристика района строительства. Выбор типа покрытия и конструкции дорожной одежды. Определение приведенных затрат и сроков строительства участка автодороги. Проект производства работ по устройству искусственных сооружений.
  
  дипломная работа [246,1 K], добавлен 27.02.2011
  

• Организация работ производственного предприятия дорожного строительства

  Характеристика и инженерная оценка условий района строительства автомобильной дороги. Подсчет объемов дорожно-строительных работ, требования к строительным материалам. Проектирование технологии работы асфальтобетонного завода и выбор оборудования.
  
  курсовая работа [2,3 M], добавлен 07.04.2013
  

• Проект моста через р. Бысса на 279 км автодороги

  Характеристика природно-климатических и обоснование технических условий проектирования. Разработка вариантов моста и их технико-экономическое сравнение. Расчет, конструктивное решение опор, элементов выбранного варианта. Технология работ по сооружению.
  
  дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.05.2013
  

• Проект завода железобетонных конструкций для строительства сельскохозяйственных комплексов

  Обоснование района строительства. Номенклатура выпускаемых изделий. Объемно-планировочное и конструктивное решение. Основные элементы каркаса здания. Фундаменты железобетонных колонн. Теплотехнический расчет толщины наружной стены. Расчет состава бетона.
  
  дипломная работа [1,0 M], добавлен 19.04.2017
  

• Завод по производству многопустотных плит перекрытий по безопалубочной экструзионной технологии мощностью 20 тыс. м3/год в г. Актобе

  Технико-экономическое обоснование района строительства завода железобетонных изделий. Описание финской технологической линии по производству многопустотных плит перекрытий. Расчет данных проектируемого завода. Изучение конкурентоспособности продукции.
  
  дипломная работа [4,7 M], добавлен 01.05.2014
  

• Экономика строительства

  Определение стоимости строительства. Оценка экономической эффективности проекта. Разработка графика строительства, выбор варианта строительства и определение годовых объемов работ. Основные показатели расчетов эффективности инвестиционных проектов.
  
  контрольная работа [276,5 K], добавлен 14.06.2010
  

• Технико-экономическое сравнение вариантов трассы

  Транспортная сеть района проектирования. Характеристика основных отраслей народного хозяйства. Перспективы развития экономики района и обоснование необходимости строительства дороги. Природно-климатические условия района проектирования. Растительность.
  
  курсовая работа [506,1 K], добавлен 11.02.2009
  

• Проект экспозиционного центра г. Минск

  Краткая характеристика строительной площадки, района строительства и объекта. Основные решения генерального плана. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Инженерное оборудование, сети и системы. Проектирование свайного фундамента, его осадки.
  
  дипломная работа [2,1 M], добавлен 21.12.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам