125760 (690680), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Материальный баланс загрузки и пропитки
Количество абсолютно-сухой древесины на 1 м котла:
,(1)
где ρ 2 - средняя плотность древесины, кг/м3;
а - степень объемного заполнения котла, пл. м3/м3
кг/м3.
Выход абсолютно-сухой целлюлозы с 1 м3 котла:
,(2)
где В - выход целлюлозы из древесины, %;
кг/м3.
Выход воздушно-сухой целлюлозы с 1 м3 котла:
(3)
где 0,9 - коэффициент сухости воздушно-сухой целлюлозы;
кг/м3.
Выход воздушно-сухой целлюлозы из котла за одну варку:
, (4)
где VK - объем котла, м3;
кг.
На 1 т воздушно-сухой целлюлозы необходимо загрузить абсолютно-сухой древесины:
,(5)
где 880 - содержание абсолютно-сухого волокна на 1 т целлюлозы, кг;
В - выход целлюлозы из древесины, %;
кг/тв.с.ц.,
или 
(6)
где ρ 1 - насыпная плотность щепы, кг/м3;
м3/т,
или 
,(7)
где р2 - средняя плотность древесины, кг/м3;
пл. м3/т в.с.ц.
С древесиной в котел поступает жидкости:
,(8)
где W1 - относительная влажность щепы, %;
кг Н2О/т в.с.ц.
Количество пара, подаваемого на уплотнение и пропарку щепы, на 1 т в.с.ц. зимой:
,(9)
где т1 - теплоемкость древесины, КДж/кгּ °С, т1=1,34;
т2 - теплоемкость воды, КДж/кгּ°С, т2=4,19;
t1 - температура пропарки, °С;
t2 - температура щепы зимой, °С;
l - энтальпия пара при Р 1,2 МПа;
l' - энтальпия жидкости при t =90 °С;
λ - теплота плавления льда, КДж/кгּ°С, λ =334
=602,5 кг/т в.с.ц.
Количество пара, подаваемого на уплотнение и пропарку щепы, летом:
,(10)
где t2’- температура щепы летом, °С;
кг/т.
Количество пара, конденсирующегося в котле (принимаем 90 %),
зимой:
,(11)
кг/т.
Количество пара, конденсирующего в котле, летом:
,(12)
кг/т.
Количество пара, уходящего из котла с воздухом в период загрузки котла:
- зимой:
,(13)
кг/т.
- летом:
,(14)
кг/т.
Количество жидкости в котле на 1 т в.с.ц.
,(15)
где ГМ - гидромодуль варки, ГМ=4; 
кг/т.
Необходимо залить черного щелока на пропитку:
-зимой
,(16)
кг/т
-летом
,(17)
кг/т
или 
,(18)
где d2 - плотность черного щелока, подаваемого на пропитку, кг/м3 ;
м3/т в.с.ц.,
,(19)
м3/т в.с.ц.
Далее материальный баланс считаем на летние показатели.
Сухих веществ в черном щелоке на пропитку на 1 т в.с.ц.
,(20)
где С2 - концентрация черного щелока, подаваемого на пропитку,%;
кг/т.
Принимаем, что в сухом остатке органических веществ - 70 %, минеральных веществ - 30 %.
Черный щелок на пропитку содержит:
- минеральных веществ
,(21)
кг/т.
- органических веществ
, (22)
кг/т.
Расчет показателей белого щелока представлен в таблице 2
Таблица 2 - Расчет показателей белого щелока
| Компоненты в единицах Na2O, г/л | Mr | Эквивалентная масса (Э) | Расчет |
| NaOH | 40 | 40 | СNaOH=С1(100-S)/100=100(100-25)/100=75 г/л |
| Na2S | 78 | 39 | CNa2S=C1ּS/100=100ּ25/100=25 г/л |
| Na2CO3 | 106 | 53 | СNa2CO3=СNaOH(100-K)/K=75(100-85)/85=13,2 г/л г/л |
| Na2SO4 | 142 | 71 | CNa2SO4=CNa2S(100-R)/R=25(100-95)/95=1,3 г/л |
| Всего Na2O | 62 i | 31 | Всего СОЩ=114,5 г/л |
Компоненты в собственных единицах, г/л
NaOH=CNaOHּЭNaoH/ЭNa2О=75ּ40/31=96,8 г/л (23)
Na2S=CNa2SּЭNa2S/ЭNa2О=25ּ39/31=31,5 г/л (24)
Na2CO3=CNa2CO3ּЭNa2СО3/ЭNa2O=13,2ּ53/31=22,6 г/л (25)
Na2SO4=CNa2SO4ּЭNa2SО4/ЭNa2О=l,3ּ71/31=3,0 г/л (26)
Всего С°ОЩ=153,9 г/л (27)
Степень активности белого щелока
(28)
Коэффициент перевода общей щелочи в собственные единицы
(29)
В минеральном остатке содержится чистого Na2O
(30)
кг Na2O/т в.с.ц.
Принимаем выход при пропитке 97,5 %, т.е. растворяется 2,5% органических веществ
, (31)
кг/т.
Тогда органических веществ в щелоке к концу пропитки
кг/т. (32)
Всего сухих веществ в щелоке к концу пропитки
кг. (33)
Материальный баланс загрузки и пропитки (летний) представлен в таблице 3
Таблица 3 - Материальный баланс загрузки и пропитки
| Вещества | Со щепой | С черным щелоком | От химических реакций | Итого | На химические реакции | Итого | К концу пропитки |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Жидкость | 1500,2 | 6151,8 | 7652 | 7652 | |||
| Древесина | 1913 | 1913 | 47,8 | 47,8 | 1865,2 | ||
| Органические вещества | 602,88 | 47,8 | 650,68 | 650,68 | |||
| Минеральные вещества | 258,37 | 258,37 | 258,37 |
Принимаем коэффициент вытеснения равным 0,8, тогда остается черного щелока с пропитки 20 %
,(34)
кг/т.
Вытеснено жидкости
, (35)
кг/т.
Средняя концентрация сухих веществ в щелоке к концу пропитки:
, (36)
%.
Органических веществ в жидкости с пропитки:
, (37)
кг/т.
Минеральных веществ в жидкости с пропитки
, (38)
кг/т.
Расход активной щелочи на 1 т в.с.ц., ед. Na2O/т
,(39)
где А - расход активной щелочи, %;
кгNa2O/т.
Объем белого щелока на 1 т в.с.ц.
, (40)
где С1 - концентрация активной щелочи, кг/м3;
м3/т в.с.ц.,
,(41)
где d1 - плотность белого щелока, кг/м3;
кг/т.
Необходимо залить горячего черного щелока
, (42)
кг/т.
Всего Na2O поступает в котел с белым щелоком
,(43)
где K1 - степень активности белого щелока;
кгNa2O/т.
Количество минеральных веществ в ед. NaOH, пришедших с белым щелоком в котел
,(44)
где К2 - коэффициент перевода общей щелочи в собственные единицы;
кг/т.
Принимаем, что средняя концентрация сухих веществ в черном щелоке,поступающем на варку равна 18 %.
Содержание сухих веществ в черном щелоке, поступающем на варку
,(45)
кг/т.
Принимаем, что в черном щелоке 30 % минеральных веществ и 70 % органических веществ.
Содержание органических веществ
,(46)
кг/т.
Содержание минеральных веществ
, (47)
кг/т.
В том числе Na2O
,(48)
кг/т.
С учетом остаточного щелока с пропитки общее содержание сухих веществ:
- органических веществ:
,(49)
кг/т.
- минеральных веществ
,(50)
кг/т.
Общее содержание сухих веществ к концу заливки щелоком
,(51)
кг/т.
Материальный баланс заварки и варки
Выход целлюлозы снижается с 97,5 % до 46 %, 51,5 % органических веществ переходит в раствор
,(52)
кг/т.
В течение варки со сдувками уходит 90 кг пара на 1 т абсолютно-сухой древесины.
В пересчете на 1 т в.с.ц. пара со сдувками уходит из котла
кг/т. (53)
Выход летучих продуктов, уходящих из котла в течение сдувки,
принимаем на 1 т в.с.ц., кг:
скипидар -11;
метанол СН3ОН - 5;
метилмеркаптан CH3SH - 1;
диметилмеркаптан (CH3)2S - 3;
итого органических веществ - 20 кг/т в.с.ц.
К концу варки жидкости в котле остается
,(54)
кг/т.
Общее содержание сухих веществ в котле к концу варки
,(55)
кг/т.
Общая концентрация сухих в щелоке к концу варки
, (56)
%.
Содержание органических веществ в растворе к концу варки
,(57)
.
Концентрация органических веществ к концу варки
,(58)
%.
Содержание минеральных веществ к концу варки
кг/т.
Концентрация минеральных веществ к концу варки
, (59)
%.
Материальный баланс заварки и варки представлен в таблице 4
Таблица 4- Материальный баланс заварки и варки
| Веще- | Приход | Расход | |||||||
| ство, | с про- | с бе- | с чер- | варка | итог | варка | сдув | итог | осталось |
| кг | питки | лым | ным | (хи- | (хи- | ка | в котле | ||
| щело- | щело- | миче- | миче- | ||||||
| ком | ком | ские | ские | ||||||
| реак- | реак- | ||||||||
| ции) | ции) | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Вода | 1530,4 | 3477,8 | 2643,8 | 7652 | 172,2 | 172,2 | 7479,8 | ||
| Дре- | 1865,2 | 1865,2 | 985,2 | 985,2 | 880 | ||||
| веси- | |||||||||
| на | |||||||||
| Мине- | 51,67 | 530,2 | 142,76 | 724,63 | 724,63 | ||||
| раль- | |||||||||
| ные | |||||||||
| веще- | |||||||||
| ства | |||||||||
| Орга- | 130,14 | 333,12 | 985,2 | 1448,46 | 20 | 20 | 1428,46 | ||
| ниче- | |||||||||
| ские | |||||||||
| веще- | |||||||||
| ства | |||||||||
| Всего | 11690,3 | 10512,9 | |||||||
Материальный баланс промывки
При вытеснении горячего черного щелока из котла промывным фильтратом сдувок не происходит. Вытесняется 80 % горячего варочного щелока, остается 20 %. Фактор разбавления принимаем равным DF=2,7 м3 Н2О/т в.с.ц., или 2700 кг (Н2О) фильтрата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
