Укрупненный баланс щелочи и тепловой баланс печного агрегата при сжигании упаренного щелока от сульфатной варки целлюлозы, страница 3

(H2O)чщ = G''cж*W/Cуп = 1300*30/70 =  557 кг/т, где

W- влагосодержание упаренного щелока,%

(W = 100-70= 30 %)

Черный щелок ,подаваемый в СРК

Черный упаренный щелок перед подачей в СРК смешивается в смесителе с  сульфатом, уносом из зольников и электофильтров, поэтому количество минеральных вешеств в нем значительно увеличится и составит

Gмин.сж. = Gсж.мин. +N'1 +(Na2O)'уз  +(Na2O)'уэ = 455+52,3+ 23,85 +89,48 =620,63 кг/т

Сухой остаток соответственно увеличился и вместе с органическими веществами черного щелока составит

G'сж = Gмин.сж. + G'орг = 620,63 +845 = 1465,63 кг/т

 Соотношение минеральной и органической части черного щелока изменится по сравнению с G'сж, % :

Gмин.сж. = Gмин.сж./ G'сж *100 = 620,63/1465,63 * 100 = 42,35;

G'орг.сж. = G'орг  / G'сж *100 = 845/1465,63 *100 = 57,65 .

Концентрация щелока,направляемого из смесителя в СРК:

Cсм = (G'сж *100)/( G'сж +(H2O)чщ) = (1465,63 * 100)/(1465,63 + 557) = 72,46 %

Для упрощения сложных химических процессов, происходящих в печном агрегате,следует допустить, что в топке СРК идут реакции, при которых NaOH и Na2S , поступившие с черным щелоком , полностью карбонизируются; половина H2S образующегося при карбонизации Na2S,и вся органическая сера сгорают до SO2 ; регенерация серы,т.е. переход ее в плав, происходит в результате частичного окисления SO2 в SO3 ,который реагирует с Na2CO3 с образованием Na2SO4; из общего количества сгораемого углерода около 3% сгорает до CO.Но следует отметить,что реакции в расчетах могут быть уточнены в соответствии с экспериментальными данными в промышленных условиях.

Баланс веществ по химическим реакциям

Реакция карбонизации NaOH

2NaOH  + CO2 = Na2CO3 + H2O

    80           44       106          18                                          с

Вступает в реакцию карбонизации свободный (NaOH)с  и органически связанный (NaOH)орг, т.е.

(NaOH)с + (NaOH)орг=26+299 =325 кг NaOH              (1)

Количество CO2 на карбонизацию NaOH

325*44/80 = 178,75 кг CO2

Количество образовавшегося карбоната натрия Na2CO3

325*106/80 = 430,625 кг Na2CO3

Количество образовавшейся H2O при реакции карбонизации

325*18/80 = 73,125 кг H2O

Реакция карбонизации сульфида натрия

Na2S + CO2   + H2O = Na2CO3 + H2S

78          44        18         106          34                                         c

Вступает в реакцию карбонизации сульфида натрия (Na2S) из черного щелока 13 кг /т.                                          c

Количество CO2 на карбонизацию (Na2S)                     (2)

13*44/78 = 7,33 кг CO2                                                                с

Количество H2O на реакцию карбонизации (Na2S)

13*18/78 = 3 кг H2O                                      с

Образуется при карбонизации  (Na2S) карбоната натрия Na2CO3

13*106/78 = 17,67 кг Na2CO3

и сероводорода H2S  : 13*34/78 = 5,67 кг H2S

Реакция восстановления сульфата натрия в сульфид натрия :

Na2SO4    + 2С = Na2S  +2CO2                                                      (3)

142              24       78         88

В плаве по данным баланса сульфида натрия образуется (Na2S)пл = 80 кг/т в ед. Na2O или 100,64 кг/т в ед. Na2S .

Для образования рассчитанного количества сульфида натрия в плаве в реакцию должно вступить

100,64*142/78 = 183,2 кг (Na2SO4)' и 100,64*24/78 = 30,97 кг C

При этом образуется углекислого газа:

100,64*88/78 =113,54 кг CO2

Реакция сгорания углерода до CO

2С  + O2  = 2CO

12       32      56                                                                (4)

Количество углерода в черном щелоке по элементарному составу

С = 494 кг/т

На реакцию востановления сульфата в сульфид натрия по расчету тратится 30,97 кг С, следовательно , углерода сгорает :

494-30,97 = 463,03 кг Сcr

Из этого углерода около 3% сгорает до CO, следовательно , углерода потребуется :

463,03*3/100 = 13,89 кг Cco

Расходуется O2 на образование CO :