В процессе выпаривания черного щелока в выпарной станции происходит термическое удаление влаги из щелока, благодаря чему увеличивается плотность черного щелока на выходе выпарной станции. Если плотность черного щелока на выходе выпарной станции будет меньше номинальной, процесс сжигания щелоков станет ухудшаться, так как с повышением процентного содержания влаги в составе черного щелока начинает уменьшаться его низшая теплота сгорания.
При Q
= 14654 кДж/кг изменение влажности
черного щелока от 33% до 45% вызывает уменьшение Q
с 8989 кДж/кг до 6929 кДж/кг.
Изложенное выше позволяет сформулировать следующие требования к процессу выпаривания:
1. Плотность черного щелока на выходе выпарной станции должна быть постоянной и соответствовать заданному технологией значению в рабочем диапазоне изменения производительности выпарной станции по черному щелоку.
2. Влажность черного щелока должна находиться в пределах 30-35%, что соответствует наибольшим значениям низшей теплоты сгорания черного щелока и, следовательно, повышению степени восстановления сульфата натрия.
3. При наличии газоконтактного каскадного испарителя влажность черного щелока на выходе выпарной станции должна быть на 10% больше, то есть порядка 40-45%.
На стадии выпаривания черного щелока в газоконтактном каскадном испарителе преследуется две цели: 1) использовать тепло дымовых газов СРК для стабилизации влагосодержания черного щелока в пределах 30-35%; 2) произвести с помощью черного щелока частичное поглощение газовых и пылевых выбросов дымовых газов для уменьшения потерь солей натрия и серы.
При чрезмерном уплотнении черного щелока на выходе из каскадного испарителя в него попадают для разбавления слабый белый или черный щелок.
На стадии смешения черного щелока с добавляемым сухим сульфатом натрия происходит увеличение минеральной составляющей черного щелока. Добавление сульфата натрия в черный щелок необходимо с целью повышения сульфидности зеленого щелока. Основным требованием здесь является тщательное перемешивание и выполнение условия ограничения соотношения C:Na2SO4=5:1 в черном щелоке.
На стадии подогрева черного щелока в щелоковом подогревателе впрыскивающего типа осуществляется стабилизация вязкости черного щелока на выходе щелокового подогревателя с помощью греющего пара давлением 0,54 Мпа и температурой 1700 С. Вязкость черного щелока значительно влияет на формирование капли для сжигания. Поэтому основное требование к данной стадии заключается в формировании такого управления вязкостью черного щелока, которое позволяло бы получить максимальное значение степени восстановления сульфата натрия в сульфид натрия. При повышении температуры черного щелока на выходе щелокового подогревателя вязкость его уменьшается и после форсунок наблюдается тонкое распыление щелока. При понижении температуры вязкость черного щелока увеличивается и после форсунок заметно грубое распыление щелока.
Процессы, происходящие при сжигании черного щелока в топке содорегенерационного котлоагрегата, можно разделить на три стадии.
Первая стадия - подсушка щелока - происходит под действием горячих дымовых газов после впрыскивания щелока в топку. Во время подсушивания щелок взаимодействует с кислыми компонентами дымовых газов. В реакции участвует остаточный (свободный) едкий натр, сульфид натрия, соли различных органических кислот, образовавшиеся при варке. В результате этих реакций весь вободный едкий натр и значительная часть сернистого натрия переходят в карбонат, сульфит в сульфат натрия:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
Na2S+CO2+H2O=Na2CO3+H2S
Na2S+SO3+H2O=Na2SO4+H2S
NaSH+CO2+H2O=Na2CO3+H2S
Вторая стадия - пиролиз и коксование органической части щелока. При пиролизе выделяется значительное количество летучих органических веществ, в том числе сероорганических соединений. Одновременно происходит карбонация щелочи, связанной в исходном щелоке с органическими веществами. Конечным продуктом этой реакции является карбонат натрия.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.