книги / Хлопковая целлюлоза

Суточный расход едкого натра на варку (в тоннах) будет: 0,3-91 = 27,3.

Канифольное мыло. В целях улучшения смачиваемости и про­ вара предусматриваем добавку к варочным щелокам эмульгатора в виде канифольного мыла из расчета 0,1 %» считая на чистую ка­ нифоль.

На один варочный котел будет расходоваться (килограммов): 30-1 = 30.

Суточный расход канифоли (в тоннах) составит:

30-91 ,

2500-0,8 1,<w*

Удельный расход канифоли (в тоннах) на 1 т будет:

^= 0,015.

Хлор и едкий натр. Среднюю концентрацию активного хлора при отбелке принимаем 1 г/л.

Расход активного хлора на одну отбелку (в килограммах) при емкости отбельника 60 м3 составит:

60-1 = 60.

Согласно реакции на насыщение раствора щелочи, содержащего 251 кг едкого натра, необходимо 216 кг жидкого хлора.

Выход активного хлора при этом равен 186 кг (концентрация ак­ тивного хлора в растворе будет 46,5 г/л).

Таким образом, суточный расход (в килограммах) составит жидкого хлора:

2700-216

186 = 3136 5

едкого натра:

2700-251 3643.

186

Удельный расход на отбелку (в тоннах) будет жидкого хлора:

3136:91 = 0,037,

едкого натра:

3643:91 = 0,04.

Серная кислота. Концентрацию серной кислоты в отбельнике при кисловке хлопковой целлюлозы принимаем равной 1 г/л.

Количество серной кислоты (в моногидрате), необходимое на один отбельник при объеме его 60 м3, будет равно (в килограм­ мах):

60 -1=60 .

Суточный расход в моногидрате (в тоннах) составит:

В пересчете на товарную серную кислоту крепостью 92% суточ­ ный расход (в тоннах) составит:

0,92 — ° '

Удельный расход серной кислоты (в тоннах) на 1 т будет:

91.03.0 =0,033.

Таким образом, суточный и удельный расходы основного сырья (в тоннах) составят:

3. Выбор и расчет основного оборудования

Склад хлопкового линта. Принимаем необходимый запас линта на 2,5 месяца (75 дней).

При суточном расходе линта 113,5 т хранению (в тоннах) под­ лежат:

113,5-75=8500.

Если принять, что площадь, занимаемая кипой, равна 0,8 м2 (0,8X 1,0), масса кипы 210 кг, размещение на складе по высоте — в четыре ряда, то полезная площадь складов (в квадратных метрах) должна быть:

8500-0,8 = 8000.

0,210-4

С учетом 30% площади на проходы общая полезная площадь складов (в квадратных метрах) составит: 8000-1,3^10 400.

Принимаем склады следующих размеров (в квадратных мет­ рах):

20-il00='2000.

Каждый склад разделяется брандмауэром на две части. Проектируем строительство пяти складов и, кроме того, преду­

сматриваем возможность хранения 16-часового запаса хлопкового

линта в отделении рыхления (80 т ) .

Рыхление. Для рыхления линта принимаем к установке чеккер производительностью 1800 кг/ч. Суточная производительность од­ ного аппарата (в тоннах) при коэффициенте использования 0,89 бу­ дет:

1800-24-0,89 = 39442 кг~39.

Исходя из указанной производительности, на заданную мощ­ ность цеха хлопковой целлюлозы следует установить аппаратов

113 .5 :3 9 ^ 3 .

Устанавливаем четыре аппарата.

Габаритные размеры чеккера вместе с мотором 2x3,5 м.

Для обслуживания аппаратов и на проходы предусматриваем площадь размером около 300 м2.

Для хранения 16-часового запаса линта необходимая площадь для хранения в один ряд с учетом 30% площади на проходы соста­ вит:

113,5-16-1,3 = 468 м2. 24,0-210

Итого общей ориентировочной потребной площади для отделе­ ния рыхления (без учета бытовок) потребуется:

4 -7 + 3 0 0 + 4 6 8 = 7 9 6 м2.

(В данном расчете не учтена потребная площадь на установку пневмотранспорта.)

Варочное отделение. Для разбираемого нами объекта считаем целесообразным принять: загрузку котла с помощью шнеков с пнев­ моподачей рыхленного продукта от рыхлительных аппаратов в цик­ лон.

Расчет циклона производим следующим образом:

одна тонна разрыхленного линта занимает 30—35 м3; при загруз­ ке в котел 2,5 т емкость циклона должна быть 2,5-35=87,5 м3.

Для отвода отработанного транспортного воздуха циклон должен иметь в верхней части свободный объем около 15%.

Таким образом, общий объем одного циклона должен быть: 87,5-1,15 = 100,3 м3.

Считая, что загрузка одного варочного котла должна проходить в течение 30 мин, предусматриваем установку двух циклонов, из которых один находится под разгрузкой, а другой наполняется.

Подача волокна от рыхлительных аппаратов в циклон осущест­ вляется с помощью пневмотранспорта, забирающего продукт от каждого чеккера и подающего в общий коллектор, ведущий к тому или иному циклону.

Для смачивания волокна горячим раствором щелочи по окруж­ ности средней части циклона проложена дырчатая труба. Смочен­ ное волокно под действием собственной тяжести опускается вниз и при открытой спускной задвижке (течки) проваливается в шнек.

Для транспортировки замоченного волокна в котел предусматри­ ваем установку транспортных шнеков.

Часовую производительность шнека определяем по формулам:

V =3^(pS=50 м3/ч,

Ф = Х - Ф 5 = = 5 0 У т / ч .

где D — диаметр витка, м;

Ф — коэффициент наполнения шнека, принимаемый для хлоп­ ковой целлюлозы равным 0,3;

5 — ход винта, обычно принимаемый от 0,5 до 1 D;

у — насыпная масса хлопковой целлюлозы, равная 0,03. Заранее принимая диаметр шнека, равный 400 мм, рассчитыва­

ют число оборотов шнека при известной требуемой производитель­ ности (2500 кг за 30 мин).

Для нашего расчета частота вращения шнека должна быть око­ ло 200 об/мин.

Варочные котлы. Для расчета принимаем следующие исходные

Исходя из принятых показателей, среднесуточная производи­ тельность одного котла в килограммах, считая на готовую целлю­ лозу, составит:

2500 24.0,89 0,8 _ ^ 2

Потребуется котлов:

91 000 : 4272^21.

Устанавливаем 22 котла.

Потребную емкость котла обычно рассчитывают из удельной загрузки котла в пределах 100— 130 кг/м3.

Для нашего примера, принимая удельную загрузку котла рав­ ной 110 кг/м3, необходимая рабочая емкость составит:

2500: 110=22,7 м3.

Принимаем потребную общую емкость котла равной 25 м3. Варочные котлы должны быть рассчитаны на рабочее давление

не менее 6—7 кгс/см2.

Принимаем выгрузку котла с помощью выдувки остаточным дав­ лением в специальный сдувочный циклон, рассчитанный на емкость целого котла. Исходя из этого, принимаем объем сдувочного цикло­ на в 1,5 раза большим объема варочного котла.

В случае применения острого пара емкость должна быть увели­ чена на объем конденсирующегося пара. Если процесс варки ведет­ ся при 6—7 кгс/см2, то потребное количество пара с учетом потерь будет около 7 т, которое и следует прибавить к установленному объ­ ему котла.

Промывочное отделение. Как уже сообщалось, целлюлозу после варки промывают в сцежах.

Принимаем полную емкость сцежи 68 м3. Полный ее оборот со­ ставляет 5 ч.

В сутки одна сцежа будет делать 4,8 оборота или при коэффи­ циенте использования 0,89 обеспечивать промывку:

2500-0,89.4,8=10,6 т. Количество потребных сцеж составляет:

91:1 0 ,6 = 8 ,6 .

Устанавливаем 9 сцеж.

Отбельное отделение. Для операций отбелки, кисловки и промыв­ ки предусматривается установка железобетонных отбельных чанов с антикоррозионной облицовкой, емкостью 60 м3, рассчитанных на прием загрузки одного варочного котла.

Полный оборот чана, с учетом отбелки, двукратной промывки, кисловки и двукратной промывки после кисловки принимаем 12 ч ( ~ 12 об/сут).

Таким образом, суточная производительность отбельника (в тон­ нах) при коэффициенте использования 0,89 составит:

2,5-0,89-2=4,45. Потребное количество отбельников составит:

91 :4,45=20,4.

Предусматриваем установку 22 отбельников.

Смесители общих партий. Для смешивания общих партий цел­ люлозы предусматриваем железобетонные емкости с облицовкой метлахской плиткой размером 5,7x12,65x5,9 м, общей емкостью 300 м3, снабженных двумя мешалками.

Принимаем, что среднее время перемешивания составляет 2 ч.

Обезвоживание хлопковой целлюлозы. Для обезвоживания при­ нимаем водоотжимные агрегаты с производительностью 1000 кг/ч. Суточная производительность водоотжимного агрегата при коэффи­ циенте использования 0,89 составит (в тоннах):

1000-24.0,89=21,3.

Принимаем, что жидкий хлор хранится в железнодорожных цис­ тернах емкостью 15 т, которые завозятся на склад, рассчитываемый на хранение пяти цистерн.

С учетом оборачиваемости завод должен иметь 8— 10 железно­ дорожных цистерн, в зависимости от расстояния до поставщика хлора.

Склад купоросного масла. Суточная потребность в купоросном масле составляет 3 т. Рассчитываем склад на хранение 30-дневного запаса, т. е.

3 -30=90 т.

Для хранения купоросного масла предусматриваем цистерну диаметром 4 м и длиной 8 м.

Полный объем такой цистерны с учетом коэффициента заполне­ ния 0,9 равен 90 м3, а количество хранимого в цистерне купоросно­ го масла будет (в тоннах):

90-1,88= 165.

Устанавливаем одну цистерну указанных размеров.

Склад упаковочных материалов и канифоли. Все эти склады объединяем в одно складское помещение, разделенное брандмау­ эрами на три самостоятельных отсека. Упаковочные и обтирочные материалы хранят в одном отсеке площадью 200 м2. Второй отсек площадью 100 м2 предназначается для хранения смазочных мате­ риалов. Площадь третьего отсека рассчитывают исходя из суточно­ го расхода канифоли 1,36 т и 30-дневного запаса, что (в тоннах) составит:

1,36.30=40,8.

Канифоль хранят в бочках емкостью 200 кг, имеющих диаметр 0,8 м и высоту 1 м. При расположении бочек в вертикальном поло­ жении в один ряд площадь, занимаемая одной бочкой, составит:

3,14.0,4«0,5м2.

Потребуется общей площади для склада канифоли при 30%-ном запасе площади на проходы:

Следовательно, площадь третьего отсека для канифоли будет равна 150 м2.

Применяющиеся в качестве эмульгаторов моющие средства «Неол» или «Прогресс» хранят в цистернах, емкость которых опре­ деляют расчетом, подобным приведенному выше.

Водопровод и канализация. Средний удельный расход воды, определенный на практике, составляет 240 м3 на 1 т хлопковой цел­ люлозы.

Отсюда суточный расход воды: 91.240= 21840 м3.

Часовой расход:

21840:24=910 м3.

Не учитывая количество воды, оставшейся в целлюлозе при ее поступлении на сушку, объем сточных вод примем равным часово­ му расходу воды, т. е. 910 м3/ч.

Характеристика сточных вод. Для производственных целей в сут­ ки расходуется 30,9 т едкого натра и 3 т серной кислоты (в пересче­ те на моногидрат). Согласно реакции на нейтрализацию 5,06 т моно­ гидрата требуется приблизительно 6 т щелочи, а для 3 т, следова­ тельно, около 3,6 т.

Избыток свободной щелочи в сточных водах составит (в тоннах): 30,9—3,6 = 27,3.

Среднее предельное содержание щелочи в сточных водах будет:

S * 1’2 кг/м3~ 0, 12/о

При наличии в составе завода, в который входит цех хлопковой целлюлозы, производств, применяющих в качестве сырья кислоту, следует сточные воды цеха хлопковой целлюлозы соединять для нейтрализации щелочи со сточными водами других цехов.

Кроме свободной щелочи в сточных водах будет находиться зна­ чительное количество волокна, содержание которого будет колебать­ ся в зависимости от качества перерабатываемого хлопкового линта (длины волокна).

Во избежание засорения канализации и для улова уходящего мелкого волокна, следует предусматривать устройство специальных ловушек, где взвешенное волокно оседает при уменьшении скорости движения воды.

В основу расчета ловушки принимаем следующие данные: расход воды — 910 м3/ч, скорость оседания волокна— 1,5 м/ч,

глубина ловушки— 1 м, ширина — 3,5 м, количество ловушек — 4. В этом случае суммарная площадь сечения потока во всех че­

Время оседания волокна при глубине ловушки 1 м принимаем равным 40 мин.

При таких условиях длина ловушки должна быть: 0,017.60.40«41 м .

Расход тепла. Средний удельный расход тепла, определенный на основании длительной практической работы цеха, составит 7,2 мгк/т хлопковой целлюлозы, суточный расход 91.7,2=655,2 мгк/т.

Расход электроэнергии. Расход электроэнергии в сутки в кило­ ватт-часах выводят из мощности установленных моторов, коэффи­ циента одновременности, коэффициента полезного действия, коэф­ фициента загрузки и числа часов работы. Обычно расход электро­ энергии для действующих цехов, в зависимости от механизации процесса, колеблется от 300 до 450 кВт/ч на 1 т хлопковой целлю­ лозы.

Учитывая наличие в окружающей рабочей среде мелкой хлопко­ вой пыли, паров каустической соды, серной кислоты, хлора, следует при выборе типов электрооборудования ориентироваться на моторы закрытого типа с противокислотной или противощелочной изоля­ цией.

4. Цеховой транспорт

Цеховой транспорт цеха хлопковой целлюлозы следует разделить на две категории — дворовый транспорт и внутрицеховой.

Основные принципы организации транспорта — это отсутствие встречных перевозок, кратчайшие расстояния между объектами, удобство эксплуатации и минимальные затраты рабочей силы.

Дворовый транспорт слагается из доставки сырья и вспомога­ тельных материалов со складов цеха на производство и отправки готовой продукции с производства на склады.

Доставка сырья и вспомогательных материалов, а также отправ­ ка готовой продукции потребителям обычно осуществляется с по­ мощью железнодорожного транспорта, а при близких перевозках — с помощью автогужевого транспорта.

Склады волокнистого материала следует приблизить к отделу рыхления; склады каустической соды, купоросного масла и хлора —

котделению приготовления растворов, склады готовой продукции —

кпрессовому отделению.

Для перевозок кип хлопкового линта строят узкую колею или асфальтированные дороги для передвижения автоили электропо­ грузчиков.

Жидкости из цистерн в отделение приготовления рабочих раст­ воров транспортируют по трубопроводам с помощью насосов.

Внутрицеховой транспорт. Для транспортировки кип в пределах здания и подвозки их к рыхлительным аппаратам необходимо иметь тележки или тельфера с захватом.

Рационально транспортировать разрыхленный материал из отде­ ления рыхления к циклонам с помощью пневмата, замоченное во­ локно в варочные котлы с помощью шнеков; сваренный продукт из варочных котлов в сдувные циклоны выдувкой с помощью остаточ­ ного давления; из сдувных циклонов в сцежи — самотеком, из сцеж в отбельники, смесители общих партий и на водоотжимные агрега­ ты — с помощью массонасосов.

Окончательно высушенная целлюлоза с помощью пневмотранс­ портера подается в бункер, питающий упаковочный пресс.