5. Выдувка массы

Сваренная целлюлоза выдувается из варочного котла в выдувной резервуар под действием избыточного давления в варочном котле. Выдувной резервуар находится под атмосферным давлением. Соответственно, избыточное давление при выдувке падает до 0. В нашем случае с 4,9 кг/см² до 0 кг/см². В результате этого жидкость, имеющая в варочном котле температуру выше 100°С, оказывается перегретой относительно давления в выдувном резервуаре это вызывает её интенсивное вскипание. Выделяется большое количество пара, с которым уносится избыточное тепло, в результате температура массы (жидкости, целлюлозы и растворённых веществ) снижается примерно до 99–100°С; вскипание, соответственно, прекращается.

Как было определено выше (п. 4.2.), избыточному давлению после конечной сдувки, т.е. перед выдувкой, равному 5,3 кг/см², соответствует абсолютное давление Р_абс = 5,9332 кг/см² = 5,82 бар и температура

t_{кон. сд}=157,6 C⁰ Энтальпия жидкости в этих условиях i_157,6=665,3 кДж/кг.

Температура массы в выдувном резервуаре t= 99°С избыточного давления нет т.е. оно равно 0. Энтальпия жидкости в этих условиях i₉₉=414,9 кДж/кг.

Таким образом, при выдувке выделится тепла жидкостью(Q₄)

Q₄=V₆ Ч (i_158,91 – i₉₉)=9100Ч(665,3–414,9)=2278640 кДж

Выделится тепла целлюлозой и сухими веществами чёрного щёлока при их

Q₅= (Д₃ + S₁₃ + М₇)ЧqЧ(t_{кон. сд}-t_{выд.рез})= (880 + 1628,24 + 803,86) Ч 1,34 Ч (157,6° – 99°) =260079 кДж

Суммарное количество выделившегося тепла (Q₆)

Q₆=Q₄ + Q₅ = 2278640 + 260079 = 2538719 кДж.

Среднее манометрическое давление пара при выдувке (P_ср.выд)

P_ср.выд= =2,45 кг/см²

или в барах = 2,45 Ч 0,980665 = 2,4 бар.

Соответственно, среднее абсолютное давление при выдувке (Р_{абс.ср.выд})

В барах:

Р_{абс.ср.выд} = Р_ср.выд + Р_{атм.бар} = 2,4 +1,0133 =3,4133 бар.

Этому давлению соответствует теплота парообразования (вычисленная интерполяцией по П. 3.2): r_ср._выд =2148,4 кДж/кг.

Образуется паров вскипания при выдувке массы (Р₅)

P₅ = Q₆: r_ср._выд = 2538719: 2148,4 = 1181, 7 кг пара.

Таким образом, из котла при выдувке уходит жидкости с массой (V₈):

V₈ = V₆ – Р₅ = 9100 – 1181,7 = 7918,3 л.

щелок сдувка конечный варочный

Концентрация органических веществ в чёрном щёлоке (О_з)

O₃ = S₁₃: V₈ =1628,24: 7918,3 = 0,2056 кг/л.

Концентрация минеральных веществ в чёрном щёлоке (С_мин.₃)

С_мин.₃= М₇: V₈ = 803,86: 7918,3 = 0,102 кг/л.

Концентрация сухих веществ в чёрном щёлоке (С_Ф2)

С_Ф2=(S₁₃+M₇): V₈=(1628,24+803,86):7918,3=0,307 кг/л

Примем, что переброс щёлока при выдувке составляет 1,5%. Тогда вместе с паром в конденсатор смешения уйдёт и будет потеряно чёрного щёлока (Р₆)

Р₆= V₈ Ч 0,015= 7918,3 Ч 0,015=118,7 л

С этим перебросом черного щёлока при выдувке будет потеряно сухих веществ (Ф₂)

Ф₂=С_Ф2 Ч Р₆=0,307Ч 118,7=36, 44 кг сухих веществ чёрного щёлока

С перебросом уйдёт и будет потеряно органических веществ (S₁₄)

S₁₄=О₃ Ч Р₆=0,2056 Ч 118, 7=24, 4 кг органических веществ чёрного щёлока

С перебросом уйдёт и будет потеряно минеральных веществ (М₈)

М₈= С_мин.₃ Ч Р₆ = 0,102 Ч 118,7 = 12,1 кг минеральных веществ чёрного щёлока.

В пересчёте на Na₂O (Е – см. п. 1.10.) потери составляют

М₈: Е = 12,1: 1,354 = 8,94 кг «всей Na₂O».

Количество чёрного щёлока с целлюлозой в выдувном резервуаре (V₉)

V₉=V₈-P₆=7918,3–118,7=7799,6 л

В нём растворённых органических веществ (S₁₅)

S₁₅ = S₁₃ – S₁₄= 1628,24 – 24, 4 = 1603,84 кг органических веществ.

В нём растворённых минеральных веществ (М₉)

М₉= М₇ – М₈ = 803,86 – 12,1 = 791,76 кг минеральных веществ, или в пересчёте на Na₂O = М₉: Е = 791,76: 1,354 = 584,8 кг «всей Na₂O».

Таблица 5

	Было	Уходит			Остаётся
Вещества	в котле в конце сдувки	в виде паров	с перебросом	Итого уходит	в выдувном резерву аре
1	2	3	4	5	6
1. Вода, л(кг)	9100	1181,7	118,7	1300,4	7799,6
2. Органические вещества, кг: – целлюлоза;	880,00				880,00
-растворённые в чёрном щёлоке	1628,24	-	24,4	24,4	1603,84
3. Минеральные вещества, кг	803,86	-	12,1	12,1	791,76
ИТОГО	12412,1	1181,7	155,2	1336,9	11075,22
В т.ч. «всей Na2O», кг	592,2	-	8,94	8,94	584,8

Переходит в чёрный щёлок в состав растворённых органических веществ и учитывается там (*), т.е. из системы не выводится. Материальный баланс системы: Е гр. (12+11) = 8815,43 + 1822,12 =10637,55 кг = гр. 5 = гр. (13 – 6*).

Библиографический список

1. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. Т. 2. Производство сульфатной целлюлозы. М. лесная промышленность 1990 г. 597 с.

2. Богомолов Б.Д., Соколова А.А. Побочные продукты сульфатно-целлюлозного производства (Химия н технология). – М. Гослесбумиздат. 1962, 436 с.

3. Вукапович М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. – Изд. 7-е. – М, – Л.: Энергия, 1965,400 с.

4. Инструкция по нормированию расхода древесины в производстве целлюлозы и древесной массы. – М: Лесная промышленность, 1982.65 с.

5. Болдырев Ю.Н., Зорин А.А., Попов В.В. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств. – 2-е изд.-М.: Лесная пром-сть, 1984,224 с.

6. Оборудование целлюлозно-бумажного производства Т. 1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов / Под ред. В.А. Чичаева М.: Лесная промышленность, 1981. 368 с.

7. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения. – каталог ВНИИнефтемаш – М,: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991.72 с.

8. Оборудование для целлюлозно-бумажного производства. Книга 1. Оборудование для производства целлюлозы. Химическое оборудование. Каталог АО «Петрозаволскмаш». – Петрозаводск. 1994.259 с.

9. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В 3 т., Т.1, Сырьё и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. – С-Пб.: Политехника, 2003. 633 с.

Размещено на Allbest.ru