Построение переходной функции объекта регулирования. Построение АФЧХ объекта регулирования. Расчет области устойчивости ЦАС управления, страница 6

Во время третьей стадии процесса происходит выжигание кокса и расплавление остальных минеральных солей. Основной реакцией, протекающей во время третьей стадии процесса сжигания сульфатных щелоков, является реакция восстановления сульфата. При сжигании щелока конец предыдущей и начало следующей стадии совмещаются по времени. Сульфат, сплавленный с минеральным остатком щелока за счет кокса, выделяющегося при термическом разложении органических веществ, восстанавливается в сернистый натрий.

Элементарный состав черного сульфатного щелока включает в себя следующие химические элементы: натрий, углерод, водород, серу, азот и кислород.

Состав сухой массы щелока:

Q= 3690 ккал/кг

С^с = 40%

H= 3б548 %

S^с = 1,744 %

O^c = 20,967 %

N^c = 0,645%

A^c = 33%

Состав рабочей массы щелока:

C^p = 24,74 %

H^p = 2,48 %

S^p = 0,62%

O^p = 4,97%

N^p = 4,97%

A^p = 24,18 %

W^p = 38%

Минеральная часть рабочей массы:

Na₂SO₄ = 1,56 %

Na₂S = 0,925 %

NaOH = 16,7 %

Na₂CO₃ =5 %

A^p = 20,5%

При полном сгорании углерода, водорода и серы образуются: углекислый газ CO₂, вода H₂O, сернистый SO₂ и серный SO₃ ангидриды.

В процессе горения органической части щелока в его минеральной части происходят следующие основные реакции:

карбонизация свободного и органически связанного едкого натра

2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O;

карбонизация сульфида натрия

Na₂S+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+H₂S;

окисление сернистого ангидрида и образование сульфата с выделением углекислого газа

2SO₂+O₂+2Na₂CO₃=2Na₂SO₄+2CO₂;

восстановление сульфата натрия

Na₂SO₄+2C=Na₂S+2CO₂;

В результате сгорания органической части щелока и изменения его минеральной части в топке СРК образуются дымовые газы, состоящие из продуктов полного сгорания (CO_2, SO_2, SO₃, H₂O) и продуктов неполного сгорания (окиси углерода CO, метана CH₄, сероводорода  H₂S, водорода H₂, метилмеркаптана CH₃SH, диметилсульфида [(CH₃)₂S] и диметилдисульфида [(CH₃)₂S]₂), а также плав, состоящий в основном из карбоната, сульфида, сульфата натрия и едкого натра. Сульфат натрия и едкий натр в плаве образуются в результате неполного восстановления сернокислого натрия и неполной карбонизации едкого натра.

В процессе карбонизации часть углекислого газа, образовавшегося при сгорании органического углерода, переходит в плав и наоборот, из минеральной части щелока в газовую среду выделяются водяные пары.

Состав плава на 1 кг рабочей массы черного щелока:

Na₂CO₃- 0,2121 =77,9%

Na₂SO₄- 0,00274 = 1,0 %

Na₂S –0,0553 = 20,33 %

G_пл = 0,272 кг/кг

В механизме процесса сжигания щелока важное значение имеет правильное соотношение первичного и вторичного воздуха, а также стабилизация разрежения в верхней части топки.

Особенностью механизма процесса сжигания черного щелока в топке содорегенерационного агрегата является возможность накопления взрывоопасных газов в результате неполноты протекания реакции горения. Это обстоятельство заставляет предъявлять дополнительные требования к автоматической защите содорегенерационного агрегата от взрывов.

Минеральные вещества, освободившиеся от органических веществ, расплавляются и в виде жидкого плава по леткам стекают в бак-растворитель. Туда же из цеха каустизации поступает слабый белый щелок, образующийся при промывке каустизационного шлама. Плав, растворяющийся в слабом белом щелоке, образует зеленый щелок, который из бака-растворителя перекачивается в цех каустизации.

Основными технологическими показателями работы содорегенерационного котлоагрегата являются сульфидность зеленого щелока и степень восстановления сульфата.

Сульфидностью называют отношение сульфида натрия (Na₂S) к сумме сульфида, карбоната и гидрата окиси натрия в зеленом щелоке, выраженное в процентах.

Сульфидность  зеленого щелока зависит от режима работы топки, количества подаваемого в топку сульфата, соотношения потерь щелочи и серы во всем технологическом цикле. Чем больше будут относительные потери серы, тем меньше будет сульфидность, и, наоборот, при небольших потерях серы и значительных потерях щелочи сульфидность будет выше.