книги / Отбелка целлюлозы
..pdf
131
Рис. 26. Принципиальная схема отбелки целлюлозы по схеме (Х+Д)–Щ1–Г–Д1–Щ2–Д2–К
132
Таблица 1 6
Режим отбелки целлюлозы
Ступень |
Расходхимикатов, |
Потери |
Концен- |
Темпе- |
Время, |
рН |
|||
отбелки |
% ота.с. волокна |
волокна, |
трация |
ратура, |
мин |
отбель- |
|||
|
вед. акт. |
NaOH |
SO2 |
% |
массы, |
°С |
|
ной |
|
|
хлора |
|
|
|
|
% |
|
|
ванны |
Хлорирование |
Cl2 – 5,0 |
|
|
|
3,0 |
3,5 |
20 |
60 |
1,8–2 |
|
ClO2 – 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Щелочная |
|
|
2,0 |
|
2,5 |
12,0 |
70 |
120 |
10–11 |
обработка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гипохлоритная |
2,0 |
|
0,5 |
|
2,0 |
10,0 |
40 |
150 |
9–10 |
отбелка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отбелкадиок- |
2,6 |
|
|
|
0,4 |
12,0 |
70 |
180 |
~4,5 |
сидомхлора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щелочная |
|
|
2,0 |
|
0,8 |
12,0 |
70 |
120 |
10–11 |
обработка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отбелкадиок- |
1,8 |
|
|
|
0,3 |
12,0 |
70 |
180 |
~4,5 |
сидомхлора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кисловка |
|
|
|
0,5 |
0,1 |
12,0 |
25 |
– |
~4,5 |
12.2. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ОТБЕЛКИ |
|||||||||
Исходные данные для расчета: |
|
|
– 10 м3/т; |
||||||
Расход водынаспрыски вакуум-фильтров |
|||||||||
Концентрация массы, поступающей |
|
|
|
||||||
на вакуум-фильтр |
|
|
|
|
– 2 %; |
||||
Концентрация волокна в фильтрах |
|
|
|
||||||
вакуум-фильтров |
|
– 50 г/м3 или0,005 % |
|||||||
Концентрация массы в бассейнах небеленой |
|
|
|||||||
и беленой целлюлозы |
|
|
|
– 10 %; |
|||||
Концентрации растворов: |
|
|
|
|
|||||
едкого натрия |
|
|
|
|
|
– 50 г/л; |
|||
диоксидахлора |
|
– 10 г/лили0,001 кг/кгводы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
(ед. диоксида хлора); |
|||
гипохлорита кальция |
|
– 35 г/л (ед. акт. хлора); |
|||||||
сернистой кислоты |
|
|
– 2 % (ед. SO2). |
||||||
133
Расчет ведем на 1 т воздушно-сухой целлюлозы (880 кг абсолютно сухого волокна).
Бассейн высокой концентрации
|
М2 = |
А2 100 |
= |
|
880 100 |
= 25142,86 кг, |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
K2 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
В2 = М2 – А2 = 25142,86 – 880 = 24262,86 кг, |
||||||||||||||||||||
М1 |
= М2 |
|
K2 − K3 |
= 25142,86 |
|
3,5 − 0, 005 |
= 8791,82 кг, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
K1 − K3 |
|
|
|
|
|
|
10 − 0, 005 |
|||||||||||
|
А1 = |
|
М1 K1 |
|
= |
8791,82 10 |
= 879,18 кг, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
100 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
В1 = М1 – А1 = 8791,82 – 879,18 = 7912,64 кг, |
||||||||||||||||||||
М3 |
= М2 |
K2 − K1 |
= 25142,86 |
3,5 −10 |
=16351, 03 кг, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
K3 − K1 |
|
|
|
|
|
0, 005 −10 |
||||||||||||
|
А3 = |
М3 K3 |
|
= |
16351,03 0,005 |
= 0,82 кг, |
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
100 |
|
100 |
|
|
|
|
||||||||||||||
В3 = М3 – А3 = 16351,03 – 0,82 = 16350,21 кг.
134
Проверка: |
|
|
|
Приход |
Масса |
Волокно |
Вода |
со шнека |
8791,82 |
879,18 |
7912,64 |
с ОВ |
16351,03 |
0,82 |
16350,21 |
Итого |
25142,85 |
880,00 |
24262,85 |
Расход |
25142,86 |
880,00 |
24262,86 |
Шнек вакуум-фильтра
В шнек вакуум-фильтра для проведения кисловки подается водный раствор SО2. Расход SО2 – 0,5 % от волокна. Поскольку потери при кисловке незначительны, их не учитываем
и тогда А1 = А2.
Расход SО2 составит:
А1 0,5 = 879,18 0,5 = 4,396 кг. 100 100
Раствора (при концентрации 2 %) в шнек поступит:
М3 = В3 = 4,396100 = 219,83 кг, 2
135
М1 = М2 – М3 = 8791,82 – 219,83 = 8571,99 кг,
В1 = М1 – А1 = 8571,99 – 879,18 = 7692,81 кг,
K1 = |
А1 100 |
= |
879,18 100 |
=10, 256 %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
М1 |
8571,99 |
|
|
|
||
Проверка: |
|
|
|
|
|
||
Приход |
|
Масса |
Волокно |
Вода |
|||
свакуум-фильтров |
8571,99 |
879,18 |
7692,81 |
||||
с химикатами |
|
219,83 |
0 |
219,83 |
|
||
Итого |
8791,82 |
879,18 |
7912,64 |
||||
Расход |
8791,82 |
879,18 |
7912,64 |
||||
Вакуум-фильтр № 6
М ( K − K ) + М K
М= 2 2 3 4 3 ,
1K1 − K3
М= 10000 0,005 + 8571,99(0,005 −10, 256) = 58810,347 кг, 1 1,5 − 0,005
А1 = М1 K1 = 58810,35 1,5 = 882,16 кг, 100 100
136
В1 = М1 – А1 = 58810,35 – 882,16 = 57928,19 кг,
М3 = М4 + М1 – М2 = 10000 + 58810,35 – 8571,99 = 60238,36 кг,
А3 = |
М3 K3 |
= |
60238,36 0,005 |
= 3,01 кг, |
|
||
|
|
|
|||||
100 |
|
100 |
|
|
|
||
В3 = М3 – А3 = 60238,36 – 3,01 = 60235,35 кг. |
|||||||
Проверка: |
|
|
|
|
|
||
Приход |
|
Масса |
Волокно |
Вода |
|||
со свежей водой |
10000 |
|
– |
10000 |
|||
с разбавления |
58810,35 |
882,16 |
57928,19 |
||||
Итого |
68810,35 |
882,16 |
67928,19 |
||||
Расход |
|
|
|
|
|
||
в шнек |
8571,99 |
879,18 |
7692,81 |
||||
с ОВ |
60238,36 |
3,01 |
60235,35 |
||||
Итого |
68810,35 |
882,19 |
67928,16 |
||||
Разбавление после отбелки Д2
М1 |
= |
М2 ( K2 − K3 ) |
= |
58810,35(1,5 − 0,005) |
= 7329,84 кг, |
K1 − K3 |
|
||||
|
|
|
12 − 0,005 |
||
137
А1 = М1 K1 = 7329,84 12 = 879,58 кг, 100 100
В1 = М1 – А1 = 7329,84 – 879,58 = 6450,26 кг,
М3 = М2 – М1 = 58810,35 – 7329,84 = 51480,51 кг,
А3 = |
М3 K3 |
= |
51480,51 0,005 |
= 2,58 кг, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
100 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
В3 = М3 – А3 = 51480,51 – 2,58 = 51477,93 кг. |
|||||||||
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приход |
|
|
Масса |
Волокно |
Вода |
||||
с ОВ |
51480,51 |
2,58 |
51477,93 |
||||||
из башни Д2 |
|
7329,84 |
879,58 |
6450,26 |
|
||||
Итого |
58810,35 |
882,16 |
57928,19 |
||||||
Расход |
58810,35 |
882,16 |
57928,19 |
||||||
Башня отбелки диоксидом хлора Д2
С учетом химических потерь волокна (0,3 %) в башню поступят волокна
138
А1 = 879,58 100 = 882, 23 кг. 99, 7
Химические потери составят:
А3 = 882,23 – 879,58 = 2,65 кг,
М1 = М2 + М3 = 7329,84 + 2,65 = 7332,49 кг,
В1 = 7332,49 – 882,23 = 6450,26 кг,
K |
А1 100 |
= |
882, 23 100 |
= 12, 03 %. |
|
|||
|
|
|
|
|||||
1 |
М1 |
7332, 49 |
|
|
|
|||
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приход |
|
|
Масса |
Волокно |
Вода |
|||
из смесителя |
7332,49 |
882,23 |
6450,26 |
|||||
Расход |
|
|
|
|
|
|
|
|
хим. потери |
2,65 |
2,65 |
– |
|||||
наразбавление |
|
7329,84 |
879,58 |
6450,26 |
||||
Итого |
7332,49 |
882,23 |
6450,26 |
|||||
Смеситель перед башней Д2
139
На отбелку Д2 расход диоксида хлора составляет 1,8 % (в ед. активного хлора) или
882, 23 0,018 =
6,04 кг (ед. ClO2 ),
2,63
где 2,63 – коэффициент перевода единиц активного хлора в единицы ClO2.
При концентрации диоксида хлора в растворе 10 кг/м3 или 0,01 кг/кг воды
М3 = В3 = 6,04:0,1 = 604 кг.
Подсчитаем затраты тепла на подогрев массы до 70 °С. Температуру массы сходящей с вакуум-фильтра № 5, принимаем равной 50 °С, температуру раствора диоксида хлора – 10 °С, теплоемкость волокна – 1,34 кДж/(кг·°С), теплоемкость воды –
4,19 кДж/(кг°С).
Расход тепла составит:
Q = (882,23 · 1,34 + 5846,26 · 4,19)(70 – 50) + + 604 · 4,19(70 – 10) = 665406 кДж,
где 5846,26 = 6450,26 – 604,4.
Расход пара давлением 0,35 МПа сэнтальпией2740 кДж/кг
Д = |
665406 |
= 272 |
кг, |
||
2740 |
− 70 4,19 |
||||
|
|
|
|||
М1 = М2 – М3 – М4 = 7332,49 – 604 – 272 = 6456,49 кг,
B1 = М1 – А1 = 6456,49 – 882,23 = 5574,36 кг.
K1 = 882, 23 100 =13,659 %. 6456, 49
140