Укрупненный баланс щелочи и тепловой баланс печного агрегата при сжигании упаренного щелока от сульфатной варки целлюлозы, страница 5

Из расчетов имеем равенство прихода и расхода серы, т.е.

ΣSприход  = ΣSрасход ,следовательно ,материальный баланс СРК рассчитан правильно.

Определение объема газов при сжигании черного щелока в СРК.

Расчет количества газов производят из реакций и расхода воздуха, необходимого на сжигание черного щелока.

Определение количества O2 на реакции (4), (5), (6), (7), (8), (9) :

Σ O2 = 18,52 +1197,71+ 520 +26+4,01+15 = 1781,24 кг /т

Теоретический расход кислорода за вычетом O2 ,содержащегося в сухом остатке :

теор.O2 = 1781,24-260 = 1521,24 кг/т.

Теоретический расход  воздуха при содержании в нем кислорода 22% :   Z0 = 1521,24 *100/22 = 6914,73 кг/т целлюлозы или на 1 кг сухого остатка черного щелока :

Z0/ G¢¢cж = 6914,73/1300 =5,32 кг/кг

При коэффициенте избытка воздуха α = 1,2 расход воздуха на сжигание черного щелока составит

Z  = Z0 *  α = 6914,73 * 1,2 = 8298 кг/т

Из них :

O2 = 8298 * 0,22 = 1825,56 кг ;

N2 = 8298 * 0,78 = 6472,44 кг

(в используемом воздухе содержание O2 =22 %, а содержание азота N2 =78 %).

Содержание водяных паров в воздухе условно не учитываем.

Тепловой баланс печного агрегата.

Производительность агрегата  725 т/сут по сухому веществу черного щелока и 535 т/сут по целлюлозе.

Для расчета теплового баланса на 1 т возд.сух. целлюлозы необходимы следующие исходные данные :

1) размеры экранированной топки агрегата ,м

     сечение   8,47 x 6,37

     высота     17,5

2)  наружная поверхность стенок топки и пода, м ² - 945

3)  наружная поверхность кладки парового котла, м ² -1181

4)  теплоемкость, кДж/ кгºС :

смеси черного щелока с сульфатом 2,723 = Ссм

     сухого воздуха                                    1,005 = Св

     плава                                                    1,13   = Спл

     перегретых водяных паров                1,927 = Спв

     сухих дымовых газов                         0,963  = Сдым

5)  скрытая теплота плавления, кДж/ кгºС :

карбоната натрия                  358,24 = λ1

      сульфида натрия                    62,01   = λ2

     сульфата натрия                    257,7   = λ3

6)  температура, ºС :

смеси щелока с золой и сульфатом          100 = tсм

воздуха после воздухоподогревателя       150 = tв

     плава, вытекающего из печи                     850 = tпл

     газов после экономайзера                          140 = tдым

    питательной воды                                       100 = t'H2O

     стенки топки (снаружи )                             80  = tст

     кладки котла (снаружи )                              75 = tкт   

     воздуха в помещении                                   20 = tвп

     перегретого пара                                           450 = tпер

Приход тепла в СРК

1.Физическое тепло смеси черного щолока и сульфата натрия :

Q1 = [ (H2O)чщ + G''сж + N1 ед.Na2SO4]* Ссм  * tсм =

    = (557 + 1300+ 91,6 )*2,723*100 =530603,8 кДж

2.Физическое тепло подогретого сухого воздуха, поступающего в топку:

Q2 = Z * Св * tв = 8298 * 1,005 * 150 = 1250924 кДж

3.Тепло сгорания сухого вещества черного щелока

Эта величина зависит от теплотворной способности черного щелока , которую можно определить по формуле:

Кв = [ 8100*С+ 24600*Н-2600(O-S орг)] *4,19 кДж

 Где Кв – высшая теплотворная способность топлива , кДж/кг,

С,H,O,S орг – количество углерода ,водорода,кислородаи серы органической в черном щелоке по  элементарному составу.

Квчщ = [[8100* С+ 24600*Н-2600*(O-S орг) ]*4,19]/ G''сж =

= [[8100*494 +24600*65+2600*(260-26)]*4,19]/1300 = 16089,6 кДж/кг

Тепло сгорания сухого вещества черного щелока

Q3 = Кв * G''сж = 16089,6 * 1300 = 20916480  кДж/т

Общий приход тепла

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 530603,8 +1250924  +20916480 = 22698008 кДж/кг.

Расход тепла в СРК

4.Расход  тепла на испарение воды и перегрев водяных паров.

Q4 = Σ' H2O [(tпер  + tдым - t'H2O)* Спв] ,

Σ' H2O – сумма воды в черном щелоке по реакциям (1),(6),(8)