Жудро С.Г. Технологическое проектирование целлюлозно-бумажных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

величине относится удельный показатель, указанный в таблице.

Существенно важно, например, относится ли этот показатель

к нетто или брутто единицы продукции, также как относится ли

он к единице веса абсолютно сухой или воздушносухой волок-

нистой массы. Подобные указания содержатся в уточнениях и

пояснениях к таблицам.

ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФИТНОЙ НЕБЕЛЕНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

В соответствии с ГОСТ 6501 — 60 сульфитная небеленая

целлюлоза из хвойной древесины в зависимости от качествен-

ных показателей и преимущественного назначения должна вы-

пускаться следующих марок: Ж-1 для различных видов бумаги

высокой прочности; Ж-2 для подпергамента и перфокарточной

бумаги; Ж-3 для типографской бумаги № 3 и газетной; Ж-4 для

обойной бумаги, специальных упаковочных видов бумаги, а

также картона; С для писчей, цветной, обложечной и карточной

бумаги; М для впитывающей бумаги. Индексы Ж, С и М соот-

ветствуют практически применяемому разделению целлюлозы

на жесткую, среднюю и мягкую.

Со времени введения в действие ГОСТ 6501 — 60 в нем для

каждой из марок целлюлозы одним из главных качественных по-

казателей являлась жесткость по перманганатному методу, опре-

деленная в градусах. Этот показатель с 1 июля 1967 г. заменен

в ГОСТ на показатель степени делигнификации. В табл. 8 при-

ведены значения обоих показателей для каждой из марок. Ос-

тальные технические показатели целлюлозы в ГОСТ оставлены

без изменений. Нормы технологического проектирования 1966 г.

разработаны для производства сульфитной целлюлозы всех ука-

занных выше марок, а также для небеленой вискозной и для би-

сульфитной целлюлозы. ГОСТ для последних двух видов цел-

люлозы пока не разработаны.

Таблица S

Жесткость и делигнификация целлюлозы

Показатели

Жесткость

по.

перманганат-

, ному методу

в градусах

Степень делигни-

фикации

Ж-1

Выше

Нормы для марок

Ж-2

115—90

37—27

Ж-з

110—90

35—27

Ж-4

Выше

90—65

27—17

Ниже

Метод

испыта-

ния

ГОСТ

6845 — 54

ГОСТ

10070 —

В табл. 9 приведены основные удельные показатели и нормы,

принимаемые при проектировании производства целлюлозы ма-

рок Ж-1, Си М.

3 с. г. ЖУДРО

Таблица 9

Основные удельные пбказатблй И Нормы, Принимаемые при проектировании производства

небеленой сульфитной целлюлозы

Показатели

Целлюлоза марки Ж-1

основание

Са

Na Mg

NH,

Целлюлоза марки С

основание

Са

Na Mg

NH,,

Целлюлоза марки М

основание

Са

Оборот котла, ч .,,_... .

Выход целлюлозы, % • . . •

Конечная температура-вар-

ки,

'С

Выход целлюлозы на 1 м

за одну варку, кг;

из ели

» пихты

» березы . -

Выход небеленой целлюло-

зы по сортам, %:

I сорта":

Ш » • •

сучки и непровар • . .

мелкое волокно

безвозвратные потери

(пробой) ........

Расход варочной жидкости,

м':

башенной кислоты:

для ели

» пихты

» березы

варочной кислоты:

для ели

» пихты

» березы ...

перепущенного щелока:

для ели ...'...

» пихты .....

» березы

Расход сырья

130—132

106

94,0

2,5

3.0

0,5

5,0

6,0

4,5

5,6

6,7

5,5

1,87

2,22

1,82

10,5

130—132

111

95,0

2,0

2,5

0,5

5,4

6,5

5,8

1,80

2,15

1,75

11,0

130—132

109

94,5

2,5

0,5

4,9

5,9

5,5

6,6

5,4

1,83

2,20

1,81

10,5

130—132

111

95,0

2,0

2,5

0,5

4,8

5,8

4.7

5.4

6.5

5,3

1,80

2,15

1,75

ill?

12,0

140

100

95,0

2,0

2,5

0,5

5,3

6,4

5,2

5,9

7,0

5,9

1,97

2,37

1,92

9,5

10,5

'40

104

96,0

1,5

2,0

0,5

5,1

6,1

5,0"

5,7

6,8

5,6

1,90

2,27

1,85

10,0

11,0

140

102

95,5

2,0

0,5

5,2

5,0

5,3

7,0

5,6

1,92

2,32

1,87

10,5

140

104

96,0 '

1,5

2,0

0,5

5,1

6,1

5,0

5,7

6,3

5,6

1,90

2,27

1,85

13,0

140 '

92,5

1,5

2,0

3,5

0,5

5,9

7,1

5,4

6,6

8,0

6,0

2,20

2,65

2,00

140

103

.93,0

1,0

1,5

3,5

0,5

5,7

6,8

5,2

6,4

7,6

5,8

2,12

2,52

1,92

12,0

140

92,4

1,5

2,0

3,5

0,5

5,8

7,0

5,2

6,5

7,8

5,9

2,18

2,60

1,95

» балансов, пл. .м

еловых

пихтовых

березовых

Расход серусодержащего

сырья, кг

Расход основания:

известкового камня с со-

держанием СаО 52%

(не менее)

каустического порошка

магнезита с содержа-

нием MgO 90% . . . .

кальцинированной соды

с содержанием Na.CO,

95%

". . ".

аммиака, считая на 100%

Расход тепла на варку,

Гкал1т^±_1^>,

•

Расход электроэнергии,

квт-ч -

Производственный расход

свежей воды, м?

в том числе по кислот-

ному цеху:

механически очищенной

охлажденной механи-

чески очищенной . . .

По варочному цеху и реге-

нерации:

механически очищенной

фильтрованной ....

По промывному цеху:

фильтрованной с темпе-

ратурой 60—70° С . .

механически очищенной

горячей с температу-

рой 60—70

По очистному цеху:

механически очищенной

с температурой 15—

20° С . -. •

фильтрованной

4,9

5,8

3,5

230

130

1,0

ТЁГ

175—200

140

4,7

5,6

3,4

J220

125

1,0

- 1,5

175—200

140

95:

4,8

5,7

3,4

_230

1,0

1,5

175—200

140

4,7

5,6

3,4

220

1,0

1,5

175—200

140

.95

5,1

6,1

3,7

_245

100

140

ilL

1,64

175-200

190

19,5

5,5

10,0

145,0

4,8

5,9

3,5

230

135

1,1

1,64

175-200

190

19,5

5,5

10,0

145,0

5,0

6,0

3,6

_245

100

1,64

175-200

190

19,5

5,5

10,0

145,0

Распределение времени оборота котла

по

Операциям

Таблица 10

Операция

Загрузка щепы, закачка кисло-

ты и циркуляция котел — ци-

стерна:

Заварка до 105—110°, стоянка

на 105—110°, перепуск, подъем

температуры до конечной и

стоянка на конечной:

Спуск давления и отбор щело-

Спуск давления при выдувке . .

Техосмотр:

Всего часов при вы-

Целлюлоза марки Ж-1

основание

Са

2,0

7,5

2,0

0,25

12,0

2,0

6,5

2,0

0,25

11,0

—

Na или

2,0

6,0

2,0

0,25

10,5

Целлюлоза марки С

основание

Са

2,0

7,5

2,0

1,0

0.25

0,25

12,0

11,0

2,0

6,5

2,0

1,0

0,25

11,0

10,0

Na или

2,0

6,0

2,0

1,0

0,25

10,5

9,5

Целлюлоза марки М

основание

Са

2,0

8,5

2,0

0,25

13,0

2,0

7,5 .

2,0

0,25

12,0

Na или

2,0

0,25

11,5

Примечание. В нормах принято, что целлюлоза марок Ж-1 и М производится только при удалении массы

из котлов вымывкой.

Уточнения и пояснения к табл. 9

В числителе указано время оборота котла при применении выдувки

массы с подачей щелока вниз котла, в знаменателе — время при вымывке.

Обороты варочных котлов, как и другие показатели в таблице, определены из

условий использования котлов емкостью 280 и 320 ж

, с применением ком-

плексной автоматизации и прогрессивной технологии варочного процесса,

а именно: рабочего давления 10—12 ати, крепкой горячей кислоты с высоким

содержанием основания, применения принудительной циркуляции при непря-

мом нагреве щелока, перепуска щелоков, пропитки щепы гидронадавливанием.

Ориентировочное распределение времени оборота котла по отдельным опера-

циям в часах приведено в табл. 10.

Выход абсолютно сухой целлюлозы брутто по варке (т. е. I сорт+

III сорт + сучки + промой) принят в процентах от веса на основе обобщения

производственной практики.

При прочих равных условиях, чем выше конечная температура, тем

меньше выход целлюлозы из древесины.

Выход воздушносухой целлюлозы по варке из 1 ж

котла принят с уче-

том загрузки котла щепой с применением совершенных паровых уплотните-

лей, применения после уплотнения пропитки и вакуумизации щепы, циркуля-

ции щелока во время варки. При расчете количества загружаемой щепы

в 1 м

котла без учета уплотнения принята объемная степень заполнения,

равная 0,35.

Уплотнение принято для целлюлозы марок Ж и С 25%, для марки М 20%,

для всех пород древесины, кроме березы. Береза варится без уплотнения.

При применении дровяной древесины выход целлюлозы из котла должен

быть откорректирован в зависимости от содержания гнили в древесине, т. е.

объем гнили в щепе должен быть исключен из расчета.

Содержание абсолютно сухого вещества в одном плотном кубометре дре-

весины, с учетом ее влажности 30% и выше, принято следующее: для ели

375 кг, для пихты 315, для осины 416, для березы 525.

При другом содержании абсолютно сухого вещества при расчете выхода

из 1 м

котла должен приниматься объемный вес древесины, соответствую-

щий реальным условиям.

Пример 39. Рассчитать выход целлюлозы на 1 ж

котла при следую-

щем условии: целлюлоза — марки Ж; древесина — ель с объемным весом'

375 кг, основание

—•

кальциевое; выход абсолютно сухой целлюлозы в про-

центах от веса абсолютно сухой древесины-—51%, объемная степень запол-

нения— 0,35; уплотнение —

25%;

влажность целлюлозы — 12%. При этих ус-

ловиях выход из 1 м

котла равен, /-? ..

0,35-1,2^375-0,51 .. ^' ' '

--—

= 95 кг.

0,88

Выход небеленой целлюлозы по сортам принят с учетом опыта работы

зарубежных и отечественных предприятий. Потери мелкого волокна, отходя-

щего на смолоотделителях, для целлюлозы марки М приняты 3,5%.

6. Расход варочной жидкости может определяться по номограмме * или,

как это показано ниже, расчетным путем. Процент перепуска для всех видов

целлюлозы принят 25%, количество регенерируемой жидкости—-8%.

Пример 40. Определить расход варочной жидкости при следующих

условиях: целлюлоза — марки Ж-1; основание — кальциевое; влажность

щепы — 30%, уплотнение-—25%, расход елового баланса — 4,6 м

на 1 т

воздушносухой целлюлозы,-Выход целлюлозы из древесины —

51%.

Расход абсолютно сухой щепы на 1 т абсолютно сухой целлюлозы со-

ставит 1000 :

0,51

=.1960 кг, или на 1 т воздушносухой целлюлозы 1960-0,88 =

= 1720 кг.

* Справочник бумажника, т. I, изд. 2-е испр. и доп. Изд-во «Лесная

промышленность», 1964, стр. 237.

Выход целлюлозы из 1 ж

котла составляет 95 кг. В 1 ж

котла загру-

жается плотной древесины 4,6-0,95 = 0,44 ж

Свободный объем в 1 ж

котла составляет

1—0,44

= 0,56 ж

Впитываемость кислоты в процентах от объема древесины во время за-

качки составляет 35%.

Закачивается кислоты на 1 м

котла 0,56-Ь (0,44

•

0,35) =0,71 ж

Закачивается кислоты на 1 т целлюлозы 0,71

0,095=7,5 ж

Щелока перепускается 25%, или 7,5

•

0,25 = ,1,87 ж

Жидкости регенерируется 8%. Расход башенной кислоты на 1 т целлю-

лозы составляет

7,5—

(7,5 •

0,08+ 1,87) =5,03 ж

«5,0 ж

Расход варочной кислоты на 1 т целлюлозы (без перепускной жид-

кости) составляет 7,5—1,87^5,63 ж

«5,6 ж

В среднем составе кислоты в котле после смешения с пропускной жид-

костью принимается: всей S0

для всех видов целлюлозы 7—8%, содержа-

ние основания в процентах, считая на СаО для целлюлозы марок Ж и С

0,95%,

для марки М 0,85%.

Расход балансов в таблице указан в чистоокоренном виде в количестве

щепы, поступающей в котел (франко-варочиый котел). Расход определен

в плотных ж

на варку 1 т целлюлозы брутто, с учетом весового содержания

абсолютно сухого вещества древесины в 1 пл. ж

, указанного в п. 4 при

влажности древесины 30% и выше.

Пример 41. Определить необходимое количество еловой щепы на 1 т

воздушносухой целлюлозы при содержании в 1 ж

абсолютно сухого веще-

ства древесины 375 кг и выходе целлюлозы 52%.

1000-0,88 „ _

= 4,5 пл. ж

0,52-375

Для предприятия, у которого поступающая еловая древесина имеет объ-

емный вес 360 кг/м

, расход баланса при выходе целлюлозы 52% составит

. 1000-0,88 „ ,

= 4,7 пл. ж

0,52-360

Указанные расходы древесины не учитывают разнообразных потерь при

приготовлении щепы, вследствие чего фактический расход будет больше. См.

главу II, раздел «Расчеты, связанные с определением количества древесины».

Если в поступающей на целлюлозный завод щепе есть некоторое количе-

ство гнили, расход, указанный в табл. 9, должен быть увеличен, условно счи-

тая,

что выход целлюлозы из гнилой части древесины равен нулю.

8. Расход серусодержащего сырья в табл. 9 указан для приготовления

кислоты на производство 1 т воздушносухой небеленой целлюлозы брутто по

варке. В числителе указан расход колчедана или флотоколчедана при содер-

жании серы 45%," в знаменателе расход серы, соответствующий ГОСТ

127 — 64. Расход серы определен на основе обобщения опыта работы пред-

приятий, а расход флотоколчедана определен расчетным путем по принятому

расходу серы при условии содержания серы в колчедане 45% и с учетом по-

терь серы при работе на колчедане— 16%.

9. Расход основания на приготовление кислоты, необходимой для про-

изводства 1 т воздушносухой небеленой целлюлозы брутто, указан в кило-

граммах.

Пример 42. Определить теоретический расход известкового камня для

приготовления башенной кислоты, если расход кислоты составляет 5,0 ж

на

1 г целлюлозы, а содержание СаО в кислоте 0,95%; 5000x0,0095 =

47.5

кг.

При содержании СаО в известняке 52% теоретический расход известняка

составит 47,5 : 0,52 =

кг. Фактический расход выше теоретического на ве-

личину потерь. В таблице указаны расходы с учетом опыта работы пред-

приятий.

10.

Расход тепла указан на варку 1 г небеленой воздушносухой целлю-

лозы брутто по варке при условии горячей регенерации.

В числителе указан расход тепла в гигокалориях, в знаменателе —

в тоннах пара. Тепло на варку целлюлозы принято как тепло пара, посту-

пающее с ТЭЦ франко-варочный цех, т. е. потери в паропроводах, снабжаю-

щих паром варочный цех, но расположенных вне его, не учитываются. В нор-

мах приводятся не.только суммарные расходы тепла, но также указываются

расходы по отдельным потребителям. Наиболее точно расчетные расходы

тепла определяются составлением материальных и тепловых балансов варки.

Методика составления балансов излагается в учебных пособиях по техноло-

гии целлюлозы.

11.

Расход электроэнергии указан в некоторых пределах и уточняется по

типу и мощности применяемого оборудования. Указанные в таблице пока-

затели расхода даны на выработку 1 т небеленой воздушносухой целлюлозы

брутто по варке и включают расходы электроэнергии по кислотному цеху при-

мерно 25—30 квт-ч, по варочному цеху и регенерации 65 квт-ч, по промыв-

ному цеху 45 квт-ч, по очистному цеху 45—60 квт-ч. При применении центри-

клинеров с пропуском через них всего потока массы возникает дополнитель-

ный расход электроэнергии примерно 25—30 квт-ч на 1 т целлюлозы брутто.

Размол отходов требует около 280 квт-ч на 1 т отходов (III сорт + сучки),

что составляет примерно 10—15 квт-ч на 1 т небеленой целлюлозы брутто

по варке.

12.

Расход свежей воды указан на выработку 1 т небеленой воздушно-

сухой целлюлозы брутто по варке. В зависимости от принятой схемы исполь-

зования воды расходы могут несколько меняться. На пароэжекторную уста-

новку подается примерно 40 ж

на 1 т целлюлозы брутто механически очищен-

ной воды с температурой 20—25°.

Пример 43. Расчет производительности и основных

расходов с у льфит-цел люл озно г о завода при его про-

ектировании.

Условиями проектирования предусматривается:

производительность целлюлозного завода ПО тыс. т в год вискозной цел-

люлозы, считая по товарной целлюлозе I сорта;

сырье — хвойный баланс: 85% ель, 15%—пихта, серусодержащее

сырье — газовая сера;

для приготовления кислоты используется кальциевое основание;

устанавливаются биметаллические котлы объемом по 320 м каждый.

Принимаем: количество рабочих дней в году —

345;

количество рабочих

часов в сутки основного оборудования — 24; выход целлюлозы из древе-

сины — 46%.

При расчете использованы нормы технологического проектирования для

вискозной целлюлозы (в табл. 9 они не приведены).

Рассчитываем выработку товарной целлюлозы I сорта в сутки

110 000:345 =

319

т.

Считая, что после сортирования беленой целлюлозы целлюлоза III сорта

составит 1% получим выработку беленой целлюлозы I и III сортов

319-100

QOOO

= 322,3 m сутки.

100

—

Если принять от небеленой целлюлозы 21% потерь (химические и меха-

нические) при отбелке и облагораживании, количество небеленой целлюлозы,

передаваемой на отбелку, составит

322,3-100 ,

по

= 408 т/ситки.

100—21

-»>

i-fbУ<(-<-*'

е./ /iff, —

Производителушсть и <осн.овнь1е^ расходы

сульфитно-^ллюлвзйопг'з'авода

Таблица 11

/,JL

/, s

Показатели

/ Выработка продукции

Количество рабочих часов в сутки основно-

Выработка небеленой целлюлозы брутто

по варке (I -f- III сортов

-{-

сучки + по-

тери)

в том числе:

целлюлозы небеленой I сорта, считая

от целлюлозы брутто по варке

целлюлозы небеленой III сорта

сучки и непровар

мелкое волокно

промой волокна

' i Ч Передается небеленой целлюлозы I сорта

ня отбелку, т

/, <~

/.£

/,*

Потери химические и механические при от-

белке и облагораживании, считая от не-

беленой целлюлозы I сорта

Выработка беленой целлюлозы I 4- III сор-

тов

в том числе:

беленой целлюлозы I сорта

/га

целлюлозы беленой III сорта

Удельный

показа-

тель

100

92,5

1,5

2,0

3,5

0,5

100

Выр<

или

в сутки

441,0

408,0

6,6

8,8

15,4

2,2

408,0

85,7

322,3

319,0

3,3

319,0

ботка

расход

в год

345

152 150

140

750

2 280

3 040

5 320

760

140 750

110

000

110

000

Продолжение

Показателя

Удельный

показа-

тель

Д, Расход сырья

химикатов

У. /

Баланса окоренного франко-варочный котел,

считая

по

варке,

при

породном составе

ели 87%, пихты 13%,

Jt.^Cepu

на

варку небеленой целлюлозы, счи-

тая на-целлюлозу брутто

по

варке,

т . .

Известкового камня

для

приготовления

ки-

" слоты, считая

на

целлюлозу-брутто

по

варке,

Хлора

для

отбелки целлюлозы, считая

на

^ беленую целлюлозу

сорта,

т.

том

числе:

на хлорирование

» гипохлоритную отбелку

£.!>~~

Едкого натра (ртутного) технического

при

пересчете

на

100%-ный, считая

на

беле-

ную целлюлозу

сорта,

том

числе:

на облагораживание

на щелочение после хлорирования

. . .

» приготовление гипохлорита натрия

и подщелачивание

при

гипохлоритной

отбелке

i/.'6 Двуокиси хлора

<р,?~

Серы

для

кисловки беленой целлюлозы,

считая

на

беленую целлюлозу

сорта,

Солянбй кислйты *хни^ской/шэ»-пвресчете

на/ 100%-йую, /счит/я на^беленую цел-

люлозу I^copTaV

т .'- • . ..... • •

/^t^^-^Расход пара

—J-ГУ-

/^eSsK-

•

а / На

варку небеленой целлюлозы, считая

на

' целлюлозу брутто

по

варке

том

числе:

пара давлением

ата — 10% ..-..-.

пара давлением

ата— 90%

£——J3i. na£ojsj£jHB»H-yie—установку,- —считая ~тга

цёлАюлозу брутто

по

варке

-у ,Иа

отбелку целлюлозы, считая

на

беленую

^ целлюлозу

сорта

0,129

0,091

0,008

0,030

0,003

0,005

0,004

1,2

1,8

0,12

0,18

1,08

1,62

0,4

0,6

0,9

Выработка

или расход

в сутки

5,6

0,095

0,140

0,048

0,028

0,020

2470

41,9

66,1

15,3

8,9

6,4

41,2

29,0

2,6

9,6

0,96

1,6

1,3

52,9

79,4

476,8

714,4

176,4

264,6

191

287

Продолжение

Показатели

Удельный

показа-

тель

Выработка

или расход

в сутки

?-Ь

На подогрев воды для промывки целлюлозы

в количестве 40 м

на 1 т от 20 до 60° С

На сушку

целлюлозы, считая на товарную

целлюлозу:

для целлюлозной папки весом 500—

600 г/м

, влажностью 12%

й?

Расход электроэнергии, квт-ч

/»,к

/0.

/•

'/'

На выработку небеленой целлюлозы, счи-

• тая на целлюлозу брутто по варке . . . .

На размол отходов, считая на 1 т отходов

(сучки + III сорт небеленой целлюлозы)

На отбелку целлюлозы с облагораживанием,

считая на беленую целлюлозу I сорта . .

На сортирование и сгущение с очисткой на

центриклинерах беленой целлюлозы, счи-

тая на беленую целлюлозу I сорта ....

На сушку целлюлозы, считая на товарную

целлюлозную папку весом 500—600 г/м

// Расход воды, м*

На выработку небеленой целлюлозы, счи-

тая на целлюлозу брутто по варке ....

На пароэжекторную установку, считая на

целлюлозу брутто по варке

На отбелку и облагораживание целлюлозы,

считая на беленую целлюлозу I сорта . .

в том числе:

фильтрованной, не содержащей взвешен-

ных веществ, с температурой не более

15—20° С

горячей воды 60—70° С

в том числе:

фильтрованной, не содержащей взвешен-

ных веществ

глубокоумягченной, жесткостью не бо-

лее 0,1° Н, с содержанием железа

не более 0,1 мг/л

На сортирование, очистку на центриклине-

рах и сгущение беленой целлюлозы, счи-

тая на беленую целлюлозу I сорта, глу-

бокоумягченной воды, жесткостью не более

0,1° Н, с содержанием железа не более

0,1 мг/л, температурой 15—20° С

2,4

1,76

180

280

200

380

4 312

800

830

710

510,4

765,6

319,0

361,4

190,0

40,0

150

ПО

790

640

850

090

760

9 570

3 190