книги / Технологические расчеты по получению различных видов целлюлозы

Концентрация, %:
массы в бассейне беленой целлюлозы..........................		10
оборотной воды.........................................................		0,004
беленой целлюлозы, подаваемой в отдел
сортирования .................................................................		3,5
Концентрация растворов, г/л:
NaOH ............................................................................		130
Na2SiO3 .........................................................................		200
Хелант (трилон Б) 70
H2O2 ...............................................................................		350
ClO2 ..............................................................		10 (в ед. ClO2)
H2SO3 (ед. SO2)..............................................................		2 %
Расчетные формулы:
А = М К ; М =	А 100 .
100	К

Для расчета принимаем следующие обозначения: М – масса, кг; А – абсолютно сухое волокно, кг; В – вода, кг; К – концентрация массы и оборотной воды, %. На рис. 4.2 приведена структурная схема для расчета баланса воды и волокна.

Баланс воды и волокна принято рассчитывать на 1 т воздуш- но-сухой (влажностью 12 %) беленой целлюлозы, поступающей вбассейнвысокойконцентрации.

Из отбельного цеха в цех сортирования поступает на 1 т воздушно-сухой целлюлозы абсолютно сухого волокна 880 кг при концентрации 3,5 %.

Сними поступает воды:

В= 880100 − 3,5 = 24 262,85 кг. 3,5

Поступает массы:

М = 24 262,85 + 880 = 25 142,86 кг.

121

Бассейн беленой целлюлозы

с разбавления

К1 = 12 %

А1 = ? (879,28 кг)

К2 = 3,5 %

В1 = ? (6448,108 кг)

М1 = ? (7327,39 кг)

А2 = 880 кг

В2 = 24 262,86 кг

ОВ из отдела сортирования

М2 = 25 152,86 кг

беленой целлюлозы

в отдел сортирования

К3 = 0,004%

беленой целлюлозы

А3 = ? (0,71 кг)

В3 = ? (17 815,46 кг)

М3 = ? (17 815,46 кг)

М1 К1 = М2 − К2 − М3 К3 ;

М1 = М2

К2 − К3

;

К1 − К3

М1

= 25 152,86 3,5 − 0,004

= 7327,39 кг;

12 − 0,004

А1

= 7327,39

12

;

100

М1 = М1 − А1 = 6448,108 кг;

М3 = М2 − М1 = 17 815,46 кг;

А3

=

М3 К3

= 17 815,46 0,004 = 0,71 кг.

100

100

Проверка:

приход А 879,28

В 6448,108

М 7327,39

+ 0,71

+ 17815,460

+ 17815,46

= 880,00

= 24262,860

= 25152,86

122

Разбавление после двухбаранного промывного пресса № 4

			из пресса № 4
	H2SO3		К1 = 32 %
			А1	= ? (879,1 кг)
	М4 = В4 = 439,6	кг
			В1	= ? (1868,09 кг)
			М1 = ? (2747,19 кг)
	К2 = 12 %				ОВ из отдела сортирования
	А2 = 8879,28 кг				беленой целлюлозы
	В2 = 644,108 кг				К3 = 0,004 %
	М2 = 7327,19 кг
					А3 = ? (0,183 кг)
	в бассейн беленой
					В3 = ? (4580,02 кг)
	целлюлозы
					М3 = ? (4580,205 кг)

Расход раствора H2SО3 составляет 1 % (в ед. SO2) от массы а.с. волокна.

Поскольку потери при кисловке незначительны, их не учитываем

	РH SO	= A2		1	=	879,28 1	= 8,79 (100 %-го).
			100			100
	2	4

Враствор H2SО3 при концентрации 20 г/л поступит:

М4 = В4 = 8,79 100020 = 439,6 кг;

М1 = 7327,39 (12 − 0,004) = 2747,19 кг; 32 − 0,004

А1 = 2747,19 32 = 879,1 кг; В1 = 2747,19 – 879,1 = 1868,09 кг; 100

М3 = М2 – М1 = 7327,19 – 2747,19 = 4580,205 кг;

А3 = М3 К3 = 0,183 кг; 100

В3 = М3 – А3 = 4580,205 – 0,183 = 4580,02 кг.

123

Проверка	А 879,1		В 1868,09		М 2747,19
Приход
	+ 0,183		+ 4580,02		+ 4580,205
	= 879,28		= 6448,1		= 7327,39
Двухбарабанный промывной пресс № 4
	с разбавления после ступени П
			К1 = 3,2 %
			А1 = ? (880,23 кг)
			В1 = ? (26 626,96 кг)
			М1 = ? (27 507,19 кг)
свежая вода
М3 + В3 = 3500 кг				в бак ОВ № 4
ОВ из отдела сортирования					К5 = 0,004%
беленой целлюлозы
					А5 = ? (1,278 кг)
К4 = 0,004 %			К2 = 32 %		В5 = ? (31 758,7 кг)
А4 = ? (0,14 кг)			А2 = (879,1 кг)		М5 = ? (31 760 кг)
В4 = ? (3499,86 кг)			В2 = (1868,09 кг)
М4 = ? (3500 кг)			М2 = (2747,19 кг)

на разбавление

А4		=	3500 0,004 = 0,14 кг;
			100
В4 = М4 – А4 = 3500 – 0,14 = 3499,86 кг;
М5		=		М2 (К2 − К1 ) + М3 К1 + М4 (К1 − К4 )				=
						К1 − К5
=	2747,19(32 − 3,2) + 3500(3,2 − 0,004)						= 31760 кг,
						3,2 − 0,004
А5		=	М5 К5		=	31760 0,004 = 1,278 кг;
			100
						100

В5 = М5 – А5 = 31 760 – 1,278 = 31 758,7 кг;

124

М1 = М2 + М5 – М4 – М3 = 2747,19 + 31 760 – 3500 – 3500 = 27 507,19 кг,

М1 = 26 626,96 кг; А1			= 27 507,19 3,2 = 880,23 кг.
			100
Проверка
Приход	А 880,23		В 3500		М 3500
	+ 0,14		+ 26626,96		+ 27507,19
			+ 3499,86		+ 3500
	= 880,37		= 33626,82		= 34507,19
Расход	А 879,1		В 1868,09		М 2747,19
	+ 1,278		+ 31758,7		+ 31760
	= 880,37		= 33626,82		= 34507,19
	Разбавление после башни П
		с разбавления
			К1 = 12 %
			А1 = ? (879,42 кг)
К2 = 3,2 %			В1 = ? (6449,11 кг)
			М1 = ? (7328,53 кг)
А2 = 880,23 кг
В2 = 22 626,96 кг				ОВ из отдела сортирования
М2 = 27 507,19 кг				беленой целлюлозы
в двухбарабанный					К3 = 0,004 %
промывной пресс № 4
					А3 = ? (0,807 кг)
					В3 = ? (20 177,85 кг)
					М3 = ? (20 178,66 кг)

М3	=		М2 (К2 − К1 )	=	27 507,19(3,2 − 12)	= 20178,66 кг;
			К3 − К1		0,004 − 12
А3	=	20178,66 0,004 = 0,807 кг;
		100

В2 = М3 – А3 = 20 178,66 – 0,807 = 20 177,85 кг; М1 = М2 – А3 = 27 507,19 – 20 178,66 = 7328,53 кг;

125

А1 =		М1 К1				= 879,42 кг;
100
В1 = М1 – А1 = 7328,53 – 879,42 = 6449,11 кг;
А3 =			М3 К3			= 20178,66 0,004 = 0,807 кг.
100						100
Проверка
Приход А 879,42									В 6449,11		М 7328,53
						+ 0,807 + 20 177,85					+ 20 178,66
= 880,23								= 22 626,96			= 27 507,19
						Башня отбелки П
						из насоса-смесителя МС
									К1 = (12,10645 %)
									А1 = ? (888,3 кг)
К2 = 12 %									В1 = ? (6449,11 кг)
									М1 = ? (7337,41 кг)
А2 = 879,42 кг
В2 = 6649,11 кг
М2 = 7328,53 кг											ХП
на разбавление в нижнюю
										М3	= А3 = ? (8,88 кг)
часть отбельной башни
С учетом химических потерь волокна 1 % в башню посту-
пит волокна:
А1 =	А2 100					= 879,42 100			= 888,3 кг;
99						99

А3 = М3 = А1 – А2 = 888,3 – 879,42 = 8,88 кг; М1 = М2 + М3 = 7328,53 + 8,88 = 7337,41 кг;

В1 = М1 – А1 = 7337,41 – 888,3 = 6649,11 кг;

К1 = 888,3 100 =12,10645 %. 7337,41

126

Проверка
Расход	М 8,88	В 6449,11	А 8,88
	+ 7328,53		+ 879,42
	= 7337,41	= 6449,11	= 888,3

Насос-смеситель МС перед П

с зоны разбавления после пресса № 3

К1 = (13,6523 %) А1 = ? (888,3 кг) В1 = ? (5618,25 кг) М1 = ? (6506,55 кг)

Н2О2, Na2SiO3, NaOH, Трилон Б
М3 = В3 = ? (476,66 кг)				пар
	на отбелку П
			М4	= В4 = ? (354,2 кг)
	К3 = 32 %
	А3 = (888,3 кг)
	В3 = (6449,11 кг)
	М3 = (7337,41 кг)
	Расход на отбелку H2O2 – 2 % от массы а.с. вещества, тре-
буется 888,3 · 0,02 = 17,76 кг (100%-го).
	Концентрация раствора – 350 г/л. Раствора H2O2 потребу-
ется:	17,76 = 50,74 кг.
	0,35
	Расход NaOH на отбелку составит 1,5 % от а.с. вещества,
требуется 888,3 · 0,015 = 13,32 кг (100%-го).
	Концентрация раствора – 130 г/л. Раствора NaOH потребу-
ется:	13,32 = 102,46 кг.
	0,13

Расход Na2SiO3 на отбелку составит 3 % от а.с. вещества,

требуется 888,3 · 0,03 = 26,64 кг (100%-го).

127

Концентрация раствора – 200 г/л. Раствора Na2SiO3 потре-

буется: 26,640,2 = 133,2 кг.

Расход трилона Б на отбелку составит 0,5 % от а.с. веще-

ства, требуется 888,3 · 0,005 = 4,44 кг (100%-го).

Концентрация раствора – 70 г/л. Трилона Б потребуется: 0,074,44 = 63,42 кг.

Общий расход химикатов:

М3 = В3 = 50,74 + 102,46 + 133,2 + 63,42 = 476,66 кг.

Подсчитаем затраты тепла на подогрев массы до 80 °С, температуру массы после промывного пресса № 3 принимаем 50 °С, теплоемкость волокна 1,34 кДж/кг °С, теплоемкость воды – 4,10 кДж/кг°С. Температуру растворов химикатов принимаем 20 °С.

Расход тепла составит:

Q = (888,3 · 1,34 + (6449,11 – 476,66) 4,19) (80 · 50) + + 476,66 · 4,19 (70 – 20) = 851 787,557 кДж; Q = 851 787,55 кДж.

Расходпара: давление0,35 МПасэнтальпией2740 кДж/моль.

М4 =	185178,55	= 354,2 кг;
	2740 − 80 4,19

М1 = М2 – М3 – М4 = 7337,41 – 354,2 – 476,66 = 6506,55 кг; В1 = М1 – А1 = 6506,55 – 888,3 = 5618,25 кг;

К1 =	А1 100	=	888,3 100	= 13,6523 %.
	М1		6506,55
Проверка:
Приход		М 6506,55		В 6449,11	А = 888,3
			+ 476,66	+ 354,2
			+ 354,2	+ 476,66
			= 7337,41	= 6449,11
Расход		М = 7337,41		В = 6449,11	А = 888,3

128

Разбавление после двухбарабанного промывного пресса № 3

с пресса № 3

									К1 = 32 %
									А1 = ? (888,15 кг)
	К2 = 13,6523 %								В1 = ? (1887,32 кг)
									М1 = ? (2775,47 кг)
	А2 = 888,3 кг
	В2 = 5618,25 кг
	М2 = 6506,55 кг									из бака ОВ № 4
	в насос-смеситель МС									К3 = 0,004 %
										А3 = 0,15 кг
										В3 = 3730,93 кг
										М3 = 3731,08 кг
	М1 =		М2 (К2 − К3 )			=		6506,55(13,6523 − 0,004)			= 2775,47 кг;
			К1 − К3						32 − 0,004
	А1 =	М1 К1		=	2775,47 32				= 888,15 кг;
		100			100

В1 = М1 – А1 = 2775,47 – 888,15 = 1887,32 кг; М3 = М2 – М1 = 6506,55 – 2775,47 = 3731,08 кг;

А3 =	М3 К3		= 3731,08 0,004 = 0,15 кг;
100		100
В3 = М3 – А3 = 3731,08 – 3730,93 = 3730,93 кг.
Проверка:
Приход			А 888,15	В 1887,32	М 2775,47
		+ 0,15		+ 3730,93	+ 3731,08
		= 888,5		= 5618,25	= 6506,55
Расход		А = 888,5		В = 5618,25	М = 6506,55

129

Двухбарабанный промывной пресс № 3

с разбавления после ступени П

К1 = 3,2 % А1 = ? (889,29 кг)

В1 = ? (26 901,05 кг) М1 = ? (27 790,19 кг)

свежая вода
М3+В3 = 3500 кг		в бак ОВ № 3
ОВ из бака № 4		К5 = 0,004 %
		А5 = ? (1,28 кг)
К4 = 0,004 %
		В5 = ? (32 013,59 кг)
А4 = ? (0,14 кг)
		М5 = ? (32 014,87 кг)
В4 = ? (3499,86 кг)
	К2 = 32 %
М4 = 3500 кг	А2 = ? (888,15 кг)

В2 = ? (1887,32 кг) М2 = ? (2775,47 кг)

на разбавление

А4		=	3500 0,004 = 0,14 кг;
			100
В4 = М4 – А4 = 3500 – 0,14 = 3499,86 кг;
М5		=	М2 (К2 − К1 ) + М3 К1 + М4 (К1 − К4 )			=
					К1 − К5
=	2775,47(32 − 3,2) + 3500 3,2 + (3,2 − 0,004)						= 32 014,87 кг,
					3,2 − 0,004
А5		=	М5 К5	=	32 014,87 0,004 = 1,28 кг;
			100
					100

В5 = М5 – А5 = 32 014,87 – 1,28 = 32 013,59 кг;

М1 = М2 + М5 – М4 – М3 = 2775,47 + 32 014,87 – 3500 – 3500 = = 27 790,19 кг;

А1 = 27 790,19 3,2 = 889,29 кг; 100

130