Расчет материального баланса непрерывной варки сульфатной целлюлозы в двухсосудном вертикальном варочном аппарате, страница 8

Мсл = Р18 – Р = 8,241 – 0,94 = 7,301 т/т.

где Р – расход черного щелока на варку целлюлозы для установления гидромодуля варки.

Определение количества сухих веществ в черном щелоке, направляемом в систему выпарки:

G = С1сл = 185,39*7,301 = 1353,5 кг/т.

Технологический расчет оборудования варочной установки.

1.     Пропиточная камера для предварительной пропитки щепы варочным раствором вне зоны варочного аппарата при t = 130 - 1400С в течение 30 – 40 мин.

Объем пропиточной камеры или зоны пропитки:

Vпроп = Д*Qсут1/24*60*Ψ*ρ = 1796*500*30 / 24*60*0,44*502 = 84,7 м3.

где Д – расход абсолютно сухой древесины на 1 воздушно-сухой целлюлозы,

Qсут – производительность варочной установки,

τ1 – продолжительность пропитки,

Ψ – степень заполнения зоны щепой для зоны пропитки,

ρ – плотность используемой древесины.

Высота зоны пропитки, т.е. высота пропиточной камеры:

Н1 = 4* Vпроп/π*Д2проп = 4*84,7/3,14*32 = 11,989 м.

где Дпроп – диаметр пропиточной камеры.

2.   Расчет полезной емкости варочного аппарата производят по зонам с учетом продолжительности пребывания щепы или массы в каждой зоне, степени заполнения, суточная производительность установки, расхода древесины на варку одной тонны воздушно-сухой целлюлозы, содержания абсолютно сухой древесины в 1м3.

Зона подогрева или зона заварки (верхняя зона варки).

В зоне заварки средний выход целлюлозы составляет около 75%, коэффициент заполнения возрастает на 15%, т.е. Ψ = 0,44 + 0,44*0,15 = 0,506 пл.м33 котла.

Объем зоны заварки:

Vпод = Д*75* Qсут2/24*60* Ψ*ρ*100 =

= 1796*75*500*40/24*60*0,506*502*100 =73,7 м3.

где τ2 – продолжительность заварки.

Высота верхней зоны варки:

Н2 = 4* Vпод/π*Д2под = 4*73,7/3,14*2,82 = 11,98 м.

где Дпод – диаметр данной секции котла.

Зона варки (нижняя зона варки). Объем, занимаемый волокном целлюлозы:

Vварц = Д*В*Qсут3/1550*24*60*100 =

= 1796*49*500*40/1550*24*60*100 = 7,9 м3.

где 1550 – плотность целлюлозы,

τ3 -  продолжительность варки,

В – выход целлюлозы.

Объем, занимаемый щелоком:

Vварщ = Р14*Qсут3/24*60*ү = 6,386*500*40/24*60*1,1 = 80,6 м3.

где Р14 – масса щелока  к концу варки,

ү   - плотность щелока.

Объем зоны варки равен сумме объемов волокна и жидкости:

Высота нижней зоны варки:

Н3 = 4*Vвар/ π*Д2вар = 4*88,5/3,14*32 = 12,5 м.

где Двар – диаметр зоны варки.

Зона выгрузки массы. Объем целлюлозы:

Vвыгр.ц = 0,88* Qсут* τ5*1000/1550*24*60 =

= 0,88*500*20*1000/1550*24*60 = 3,94 м3.

Объем щелока:

Vвыгр.щ = W21* Qсут* τ5/24*60*ү = 11,4*500*20/24*60*1,1 = 72 м3.

где W21 – масса щелока, уходящего с целлюлозой из котла,

τ5 – продолжительность пребывания массы в зоне выгрузки.

Объем зоны выгрузки:

Высота зоны выгрузки:

Н5 = 4* Vвыгр/ π*Д2выгр = 4*75,9/3,14*3,52 = 7,9 м, где Двыгр – диаметр зоны выгрузки.

Общий объем варочного аппарата с выносной пропиточной камерой:

Vкотла = Vпод + Vвар + Vвыгр = 73,7 + 88,5 + 75,9 = 238,1 м3.

Общая высота варочного аппарата с выносной пропиточной камерой:

Нкотла = Н2 + Н3 + Н5 = 11,98 + 12,5 + 7,9 = 32,38 м.

Расчет мощности для привода насоса варочной установки.

Насос высокого давления для подачи черного щелока в низ варочного аппарата на диффузионную промывку целлюлозы, на разбавление и охлаждение массы в разгрузочном устройстве перед выдувкой.

Производительность насоса:

П2 = W21* Qсут/24*ү2 = 11400*500/24*1050 = 226,2 м3/ч.

где W21 – объем черного щелока,

ү2   - плотность щелока.

Мощность электродвигателя для привода насоса:

N2 = (П22* ү2/3600*102*η)*Кз =

= (226,2*150*1050/3600*102*0,5)*1,2 = 232,8 кВт.

где Н2 – напор насоса высокого давления для подачи черного щелока в низ   котла,

η – общий коэффициент полезного действия насоса.

Кз – коэффициент запаса.

Использованная литература.

1. Ю.Н. Непенин «Технология целлюлозы» том2

М: «Лесная промышленность» 1990г., 600стр.

2. А.И. Новикова «Щелочная варка целлюлозы» учебное пособие СПбГТУРП     1994г., 180стр