книги / Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов
.pdfРис. 2.17. Выдувной резервуар с подвижным дном:
корпус; 2 — штуцер выхода паров вскипания; 3 — выход |
транс- |
портирующие; 5 — смотровое окно; 6 — штуцер входа массы |
|
днищем. На цилиндрической обечайке тангенциально располо жены два штуцера для приема массы, один из которых резерв ный. Плоские стенки корпуса укреплены ребрами жесткости. Для визуального наблюдения за работой винтов на корпусе предусмотрены два смотровых окна, очищаемые паром. Нижним прямоугольным фланцем корпус присоединяется к днищу.
2.11. Техническая характеристика выдувных резервуаров с подвижным дном
|
|
Объем номинальный, м3 |
||
Наименование параметров |
8 |
20 |
50 |
|
|
|
|||
Давление расчетное, МПа |
0,25 |
0,25 |
Налив |
|
Температура расчетная, °С |
НО |
105 |
100 |
|
Количество винтов, шт. |
4 |
6 |
4 |
|
Частота вращения |
винтов, |
16—28 |
5,84—17,5 |
3—15 |
мин - 1 |
мощность |
14 |
15 |
30 |
Установленная |
||||
электродвигателя, |
кВт |
21,8 |
13,5 |
33,35 |
Масса, т |
|
|||
Габаритные размеры, м |
9,2X6,26X6,17 |
5,0X4,84X6,15 |
6,1X5,25X6,8: |
Днище сварной конструкции состоит из шести желобов, за канчивающихся со стороны противоположной приводу разгру зочным патрубком. На днище смонтированы опорные крон штейны с корпусами подшипников для установки разгрузоч ных винтов. Один из опорных кронштейнов приварен к съемной крышке, которая предусмотрена для монтажа и демонтажа винтов.
Разгрузочные винты сварной конструкции предназначены для перемещения массы в сторону разгрузочного патрубка. Половина винтов имеет левое, а другая половина — правое на правление навивки лопасти. Это предусмотрено для того, чтобы масса не скапливалась у стенок. Привод винтов также разделен на две группы. Цапфы винтов уплотнены сальнико вым устройством с охлаждением и гидроподпором.
2.4.2. Вымывные резервуары
Предназначены для приема массы из варочных котлов, опо
ражниваемых |
по методу вымывки. |
Вымывной резервуар |
||
(рис. |
2.18) — крупногабаритный вертикальный |
цилиндриче |
||
ский |
аппарат |
с нижним коническим и |
верхним |
сферическим |
днищами. Угол при вершине нижнего конуса составляет 60°. По оси аппарата на сферическом днище расположена цилиндриче ская обечайка. Масса в цилиндрическую обечайку вводится
ные сопла; 5 — мешалки; 6 — привод мешалки; 7 — штуцер выхода массы
сбоку по касательной, газы и пары удаляются через централь ный патрубок в верхней части обечайки. В нижнем конусе ре зервуара расположены в два ряда разбавительные сопла, пред-
Рис. 2.19. Вымывной бассейн объемом 600 м3:
/ — механизм подъема привода |
и мешалки; 2 — привод мешалки; |
3 — мешалка; 4 — кол |
лектор с соплами; 5 — штуцер |
выхода целлюлозы; 6 — штуцер |
входа целлюлозы; 7 — |
штуцер, выхода газовой смеси |
|
|
ставляющие собой изогнутые под определенным углом трубки с наконечниками для придания скорости выходящим струям жидкости. Для выравнивания концентрации массы в нижней части конуса в зоне разбавления установлена вертикальная
пропеллерная мешалка. В зоне перехода цилиндрической ча сти в коническую аппарат опирается на железобетонный фун дамент, включающий кольцо и колонны.
Техническая характеристика вымывного резервуара
Расчетное давление |
|
гидростатическое |
|
Рабочий объем, м3 |
|
1600 |
|
Внутренний диаметр цилиндра, м |
12,5 |
||
Высота по фланцам, |
м |
23,75 |
|
Частота |
вращения |
мешалки, |
|
мин- 1 |
|
|
121 |
Установленная мощность электро |
10 |
||
двигателя, |
кВт |
|
|
Масса, т |
|
|
128,7 |
Вымывной бассейн (рис. 2.19) предназначен для приема целлюлозной массы из варочных котлов, опорожняемых спо собом вымывки. В вымывном бассейне поддерживается по стоянная концентрация во всем объеме, а в вымывном резер вуаре заданная концентрация регулируется только в зоне вы грузки. Корпус бассейна цилиндрической формы с плоскими днищами. Для придания жесткости корпус снаружи охвачен обручами швеллерного проката. Для осмотра внутренней по верхности корпуса и внутренних устройств на корпусе в верх ней и нижней частях предусмотрены люки. На верхнем днище, укрепленном профильным прокатом, смонтированы опора и привод перемешивающего устройства, а так же подъемное устройство для обслуживания привода и мешалки.
Мешалка трехъярусная с насадками из крестообразно со единенных труб. Два плеча мешалки из четырех имеют мень шую длину. При вращении такой насадки масса под действием центробежных сил выходит из труб большего линейного раз мера и входит в трубы малого линейного размера.
В верхней части бассейна имеются штуцера для входа массы и для выхода парогазовой смеси, а внизу —для выхода массы. В нижней части бассейна располагается также кол лектор с разбавительными соплами.
Техническая характеристика |
вымывного бассейна |
||
Объем номинальный, м3 |
600 |
||
Объем рабочий, м3 |
|
450 |
|
Давление |
расчетное . . . |
гидростатическое |
|
Температура расчетная, °С |
100 |
||
Частота |
вращения |
мешалки, |
|
МИН""1 . |
|
|
31,5 |
Установленная мощность электро |
|||
двигателя, кВт |
|
40 |
|
Масса, т . |
м |
73,76 |
|
Диаметр |
внутренний, |
8,5 |
|
Высота общая, м |
|
15,4 |
Теплоулавливающие установки предназначены для нагрева воды с использованием теплоты выдувочных паров котлов пе риодического действия. Установка (рис. 2.20) включает кон денсаторы смешения I и II ступени, бак-аккумулятор, фильтр и пластинчатые теплообменники. В схеме установки четко вы ражены два круга циркуляции воды: первый круг — бак-акку мулятор, конденсаторы смешения, бак-аккумулятор; второй — бак-аккумулятор, фильтр, пластинчатые теплообменники, бакаккумулятор. Такое решение позволяет разделить грязную горячую воду и чистую теплую воду, идущую на технологи ческие нужды. Это особенно необходимо при производстве цел люлозы, предназначенной для химической переработки, так как подогретая вода из теплоулавливающей установки идет на по следнюю ступень промывки массы.
Поскольку поступление тепла с парами выдувки из выдув ного резервуара носит периодический характер, а последующие технологические процессы (промывка, сортирование, размол) непрерывные, появляется необходимость в буферной аккумули рующей емкости. Такой емкостью в теплоулавливающей уста новке служит бак-аккумулятор.
При использовании тепла выдувочных паров установок не прерывной варки, в которой осуществляется постоянная вы дувка, теплоулавливающие установки имеют меньшие размеры, так как нет необходимости в аккумулирующей емкости.
Пары из выдувного резервуара поступают в конденсатор смешения I ступени, где они орошаются охлажденным конден сатом, подаваемым из нижней части бака-аккумулятора насо
сом Н1. |
Охлажденный конденсат, смешиваясь с парами и |
газами, |
нагревается до температуры 90—95° С и стекает в верх |
нюю часть бака-аккумулятора.'Несконденсированные в конден саторе I ступени пар и газ через верхнюю часть бака-аккуму лятора поступают в конденсатор смешения II ступени, где до полнительно орошаются конденсатом, подаваемым насосами. Конденсаторы смешения устанавливаются непосредственно на баке-аккумуляторе. Поддержание постоянной температуры в пределах 90—95°С после конденсатора I ступени и 50—55°С после конденсатора II ступени обеспечивается регулирующими клапанами, установленными на линии подачи охлажденного конденсата с температурой 50° С в соответствующие конденса торы. Несконденсированные пары и газы в конденсаторе сме шения II ступени поступают в отделенную перегородкой верх нюю часть бака-аккумулятора, откуда отводятся на обезвре живание. Конденсат от конденсатора смешения II ступени отводится в нижнюю часть бака-аккумулятора. Горячий кон денсат из бака-аккумулятора через фильтры Е2 отбирается насосом Н2 и подается на пластинчатые теплообменники для
106
Пары вскипания из Выдувного резервуара
■Рис. 2 .2 0 . Установка теплоулавливающая-
конденсатор смеше-
нагрева воды. Для периодической очистки фильтров предусмот рена противоточная промывка их водой.
На пластинчатые теплообменники 777 противотоком пода ется вода с температурой 40—50° С. За счет тепла горячего конденсата она нагревается до 70—75° С. Температура поддер живается при помощи регулирующего клапана, установленного на трубопроводе подачи воды в теплообменники. Нагретая вода
используется на |
технологические |
нужды. |
Горячий |
конденсат |
|
с температурой |
90—95 °С в теплообменниках охлаждается до |
||||
50° С и возвращается в нижнюю |
часть |
бака-аккумулятора. Во |
|||
избежание перемешивания холодного |
и |
горячего |
конденсата |
в баке-аккумуляторе у днища устанавливается металлический экран. Избыток охлажденного конденсата из бака-аккумуля тора удаляется через переливную трубу. При возрастании тем пературы охлажденного конденсата выше 50° С во всасываю щий трубопровод насоса Н1 подается свежая вода, количество которой регулируется клапаном, установленным на линии по дачи. При достижении температуры охлажденного конденсата 50° С подача свежей воды прекращается.
Для контроля за работой установки на щите управления размещены пусковая аппаратура, контрольно-измерительные приборы и приборы автоматического регулирования.
Выбор теплоулавливающих установок (табл. 2.12) прово дится по суточной производительности целлюлозного завода и продолжительности выдувки одного котла.
2.12. Техническая характеристика теплоулавливающих установок
|
|
Производительность |
завода, т'сут |
|
|
Наименование параметров |
воздушносухой целлюлозы |
||
|
|
|
|
|
|
|
180 |
207 |
280 |
Производительность по теплу, ГДж/ч |
24,7 |
29,1 |
24,1 |
|
Продолжительность выдувки одного |
2 0 |
30 |
15 |
|
котла, |
мин |
|
|
|
Объем бака-аккумулятора, м3 |
450 |
500 |
450 |
|
Установленная мощность электродви |
306 |
360 |
306 |
|
гателя, |
кВт |
85,9 |
98,5 |
84,1 |
Масса, |
т |
3. О Б О Р У Д О В А Н И Е Д Л Я П Р И Г О Т О В Л Е Н И Я И Р Е Г Е Н Е Р А Ц И И Щ Е Л О К О В С У Л Ь Ф А Т Ц Е Л Л Ю Л О З Н О Г О П Р О И З В О Д С Т В А
Возможность регенерации химикатов и восполнения потерь щелочи и серы дешевыми минералами — сульфатом натрия и известняком — одна из основ экономической целесообразности сульфатного способа производства целлюлозы. Технологический процесс регенерации щелоков и восполнения их потерь, впервые осуществленный около 100 лет назад [36], до настоящего
времени практически не изменился. Принципиальная схема регенерации щело ков и восполнения потерь химикатов представлена на рис. 3 .1.
Отработанный черный щелок, отделяемый от целлюлозы в промывной установке, с концентрацией сухих веществ 14—19% [29] поступает на выпар
ную установку, где упаривается до |
концентрации сухих веществ 55—60 % |
(в новейших установках — до 65%). |
Упаренный щелок сжигается в топке |
содорегенерационного котлоагрегата, при этом органическая часть сухого вещества сгорает, а минеральная выплавляется в виде сульфатного плава. Раствор сульфатного плава в воде или слабом щелоке, называемый зеленым щелоком, поступает на установку непрерывной каустизации. В этой установке
Щепа |
Варочная |
|
Целлюлоза |
|
Промывная |
Целлю- |
|
|
установка |
и слабый черный щелок |
установка |
------ ► |
|||
|
-----------зН |
|
|
|
|
лоза |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Крепкий |
|
|
|
|
Слабый |
|
|
белый |
|
|
|
|
черный |
|
i,Негашеная, |
щелок |
|
Пар |
|
|
щелок |
|
|
Зеленый |
1 |
Крепкий |
±_______ |
||
Иэвесте- |
известь*1 Установка |
Содорегене - к |
|||||
регвнврацион- |
я в уд е й |
щелок |
рационный |
черный |
Выпарная |
||
наяустанодка |
Слабый |
котлоагрегат |
щелок |
установка |
|||
|
^выйшлам |
|
белый |
|
|
|
|
Известняк |
|
щелок |
Суль(рат |
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
натрия |
|
|
|
химикатов СХ6Ма реГСНераЦИИ |
сУльфатиых |
щелоков и |
восполнения потерь |
в результате реакции взаимодействия зеленого щелока с известью основной компонент зеленого щелока карбонат натрия превращается в активный едкий
натр, а весь |
раствор в крепкий белый щелок, который после отделения |
выпавшего в |
осадок карбоната кальция (известкового шлама) направляется |
в варочную установку для варки целлюлозы.
Отделенный от белого щелока и промытый шлам обжигается в известе регенерационной печи с получением негашеной извести, используемой в каустизационной установке. Потери извести восполняются подачей в печь дроб леного известняка, обжигаемого вместе со шламом. Потерн щелочи воспол няются добавкой сульфата натрия в крепкий черный щелок перед его сжи ганием в топке содорегенерационного котлоагрегата (СРК). Тепло, выделяе
мое при сжигании черного щелока, используется для выработки технологиче-
ЛТ/ЛГП ПОПП
3.1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫПАРИВАНИЯ ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА
Назначение выпаривания черного щелока — повышение кон центрации в нем сухих веществ до пределов, при которых чер ный щелок может сгорать в топке СРК без дополнительного сжигания вспомогательного топлива (мазута или газа). Это до стижимо при содержании сухих веществ в щелоке, подаваемом
на сжигание, не менее 60% [18]. Обычно в выпарных установках черный щелок упаривается до концентрации 50—55%, дальней шее повышение его концентрации происходит в газоконтактных каскадных испарителях, входящих в схему содорегенерацион ной установки.
Оборудование для выпаривания черного щелока выпуска ется заводами химического машиностроения. Конструкции вы парных аппаратов и схемы выпарных установок подробно опи саны в специальной литературе [10, 29, 32, 35, 36] и в настоя щей книге не рассматриваются. Следует, однако, отметить, что, в последние годы, в связи с общей тенденцией создания обо рудования и установок большой единичной мощности (для вы парных установок производительность по испаряемой воде 350—400 м3/ч) схемы и конструкции пленочных аппаратов становятся непригодными из-за низкой экономичности, боль шой металлоемкости, громоздкости, трудностей транспорти ровки в собранном виде и т. п. По этой причине современные выпарные установки комплектуются аппаратами с принудитель ной циркуляцией, которые в 2—2,5 раза эффективнее пленоч ных, особенно при работе на щелоках повышенной концентра ции. На первых ступенях выпарки, где щелок имеет невысокую вязкость, но склонен к пенообразованию, применяются пленоч ные аппараты.
Существенное преимущество схемы, укомплектованной вы парными аппаратами с принудительной циркуляцией,— получе ние упаренного черного щелока с концентрацией сухих веществ до 65%, т. е. пригодного для сжигания без доупаривания в кас кадном испарителе.
Заводами химического машиностроения выпускаются вы парные установки производительностью по испаряемой воде от 50 до 350 м3/ч.
3.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА
Современная содорегенерационная установка включает тех нологическое оборудование для подготовки черного щелока к сжиганию, содорегенерационный котлоагрегат с тягодутьевым оборудованием, растворитель плава и оборудование для очистки газопылевых выбросов. В настоящее время получили наиболее широкое распространение две схемы содорегенераци онных установок. Отличаются они друг от друга тем, что в од ной схеме тепло дымовых газов используется для доупаривания черного щелока в каскадных испарителях, а в другой — для подогрева воздуха и питательной воды. Черный щелок в послед нем случае упаривается до необходимой концентрации на вы парной станции в специальных аппаратах-концентраторах. Оте чественные содорегенерационные установки построены по пер вой схеме (рис. 3.2).
ПО