2. Заварка

Согласно имеющимся литературным данным [1] вовремя терпентинной сдувки выделяется 90 кг пара на 1 т а.с.д. Следовательно, в нашем случае выделится (P₁) кг пара:

P₁= =177,2 кг пара

При сдувке происходит также переброс щёлока, т.е. унос его с паром в капельно-жидкой форме. Примем, что переброс щёлока при терпентинной сдувке составляет 1% от начального объёма жидкости V в котле (Р₂):

Р₂ = V Ч 0,01 =9843,4 Ч 0,01 = 98,4 л (кг).

В результате испарения (Р₁) и переброса щёлока (Р₂) при терпентинной сдувке количество жидкости в котле к концу заварки составит (V₄)

V₄ = V – (P₁ + P₂) = 9843,4 – (177,2+ 98,4) = 9567,8 л (кг).

Среднеарифметическое количество жидкости во время заварки (V₅)

V₅= =9705,6 л (кг)

Согласно графику изменения выхода в процессе варки (рис. 2) на этой стадии – 65%. Тогда количество органических веществ растворяющихся за время заварки (S₁), составит 100% – 65% = 35%.

Соответственно:

S₁ = Д Ч 0,335 = 1968,8 Ч 0,35 = 689,04 кг органических веществ.

По литературным данным [2] при варке хвойной (сосновой) древесин во время сдувки уходят из котла летучие продукты:

Скипидар – 11 кг

Метиловый спирт – 5 кг Метилмеркаптан – 1 кг Диметилсульфид – 3 кг

Итого -20 кг

С учётом 20 кг летучих продуктов, уходящих при терпентинной сдувке при варке хвойной древесины, в раствор перейдёт (S₂) органических веществ

S₂= S₁ – 20 = 689,04 – 20 = 669,04 кг органических веществ в растворе.

Вместе с органическими веществами чёрного щёлока, закачанного в котёл, к концу заварки в растворе будет органических веществ (S₃)

S₃= S + S₂ = 602,8 + 669,04 = 1271,84 кг органических веществ в растворе.

Среднеарифметическое количество органических веществ, находящихся в растворе в период заварки (S₄)

S₄= =937,32 кг органических веществ,

Средняя концентрация растворённых органических веществ во время заварки (О1)

О₁= =96,57/л = 0,09657 кг/л органических веществ

Средняя концентрация минеральных веществ во время заварки (C_MИH1)

C_MИH1= = 85,41 г./л = 0,08541 кг/л

минеральных веществ.

Уходит органических веществ с перебросом щёлока (S₅)

S₅ = O₁ Ч P₂ = 0,09657 Ч 98,4 = 9,5 кг органических веществ.

Уходит минеральных веществ с перебросом щёлока (M₄)

М₄ = С_мин.1 Ч Р₂= 0,08541 Ч 98,4 = 8,4 кг минеральных веществ.

Остаётся в котле к концу заварки твёрдого вещества древесины (Д₁)

Д₁ = Д – S₁= 1968,68 – 689,04= 1279,64 кг древесины.

Остаётся минеральных веществ в чёрном щёлоке (М₅)

M₅ = М₃ – М₄ = 829,05 – 8,39 = 820,66 кг минеральных веществ.

Остаётся органических веществ в чёрном щёлоке (S₆)

S₆ = S₃ – S₅ = 1271,84 – 9,5 = 1262,34 кг органических веществ.

Итоговый материальный баланс заварки представлен в табл. 2

3. Варка

В период стоянки на конечной температуре после заварки происходит дальнейшее растворение древесины, и выход снижается до 46,2%, т.е. после заварки дополнительно растворяется древесины: Δ = 65% – 46,2% = 18,8%.

Соответственно, в раствор переходит органических веществ древесины (S₇):

S₇ = Д Ч 0,207 = 1968,68 Ч 0,188 = 370,1 кг органических веществ древесины.

Остаётся твёрдого вещества древесины (Д₂) после стоянки на конечной температуре, т.е. после стадии «варка»

Д₂ = Д₁ – S₇ = 1279,64 – 370,1 = 909,54 кг древесного вещества (целлюлозы).

Всего растворено органических веществ в чёрном щёлоке (S₈)

S₈ = S₆ + S₇ = 1262,34 + 370,1 = 1632,44 кг органических веществ.

Материальный баланс процесса «Заварки»

Вещества	Перед началом заварки	По окончании процесса заварки
		Уходит при сдувке		Переходит в раствор	Итого уходит	Осталось в котле к концу заварки
		В виде паров	С перебросами
1	2	3	4	5	6	7
1. Вода, л(кг)	9843,4	177,2	98,4	–	275,6	9567,8
2. Органические вещества, кг: – древесина;	1968,68	–	–	669,04* ↓	–	1279,64
– летучие продукты;	–	20	–	–	20	–
– растворенные в щелоке	602,8	–	9,5	*→	9,5	1262,34*
3. Минеральные вещества, кг	829,1	–	8,4	-	8,4	820,66
ИТОГО:	13242	197,2	116,3	669,04*	313,49	12928,44
В т.ч. «всей Na2O», кг (при коэффициенте Е=1,354)	610,8	–	6,2	–	6,2	604,6

Итоговый материальный баланс стадии «Варка»

Вещества	Было в котле к концу заварки	По окончании стадии варка
		Переходит в р-р (в чщ)	Итого остаётся в котле
Вода, л (кг)	9567,8 1 ЛЛО «Л	– –	9567,8 8213,3
2. Органические вещества, кг: – древесина (ц-за) – растворённые в чёрном щёлоке	1279,64	370,1* ↓	909,54
	1262,34	*à	1632,44
3. Минеральные вещества, кг	820,66	–	820,66
ВСЕГО:	12930,44	370,1*	12930,44
В т.ч. «всей Na2O»	604,6	–	604,6