Жудро С.Г. Технологическое проектирование целлюлозно-бумажных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение

Показатели

На сушку целлюлозы, считая на товарную

в том числе:

фильтрованной, не содержащей взвешен-

ных веществ, температурой 15—20° С

глубокоумягченной, жесткостью не бо-

лее 0,1° Н, с содержанием железа не

Передается крепкого щелока на спиртзавод,

считая от небеленой целлюлозы брутто

С содержанием органических веществ в ще-

Удельный

показа-

тель

9,5

0,104

Выра

или

в сутки

950

6 380

9 570

4 190

435,8

ботка

расход

в год

—

Примечания:

.,.-—-,...„,.

Расход пара, ^нер^-ии, воды и химикатов на приготовление

двуокиси хлора в данной'таблице не учтен.

Установка применяется в случае отсутствия на предприятии

холодной воды. Работает только летом.

Расход пара указан при условии промывки целлюлозы горя-

чей водой, температурой 60—70° С, получаемой из других цехов.

При отсутствии горячей воды для промывки целлюлозы.

С учетом закрытого колпака сушильной машины.

Для определения необходимого количества небеленой целлюлозы по

варке, принимаем в процентах:

отход небеленой целлюлозы в III сорт при сортировании. 1,5

количество сучков и непровара 2

» мелкого волокна, выводимого из потока . . . 3,5

промой волокна 0,5

Количество целлюлозы в процентах, считая от целлюлозы по варке, не

направляемое в поток отбелки, составит 1,5+2,0+3,5+0,5=7,5%.

Необходимое количество небеленой целлюлозы по варке составит:

408 X 100

100 —

7,5

= 441 ml су тки

или 441X345=152 150

в год.

Дальнейшие расчеты производятся с учетом принимаемых в проекте

технологических схем.

Удельные расходы химикатов, пара, энергии и воды принимаются по

нормам технологического проектирования, данным фирм, поставляющих обо-

рудование, на основе опыта аналогичного производства или определяются рас-

четным путем.

Результаты расчетов для удобства пользования сводятся в таблицу

(табл. 11).

ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФАТНОЙ НЕБЕЛЕНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Количество видов сульфатной целлюлозы за последние годы

значительно увеличилось. Появилась сульфатная целлюлоза

повышенного выхода, сульфатная целлюлоза для различных ви-

дов вискозного и кордного волокна и др. Появились также новые

виды целлюлозы, вырабатываемые сульфатным способом из

древесины лиственных пород.

Все эти обстоятельства вызывают необходимость иметь

классификацию различных видов сульфатной целлюлозы с чет-

ким определением свойств каждого вида и предъявляемых к ним

технических требований.

Такая классификация пока отсутствует и действующие в на-

стоящее время ГОСТ охватывают далеко не все виды сульфат-

ной целлюлозы.

ГОСТ 11208—65, введенный в действие с 1/1 1967 г., опреде-

ляет технические требования на древесную (хвойную) сульфат-

ную небеленую целлюлозу для производства различных видов

бумаги и картона. В соответствии с этим ГОСТ в зависимости

от назначения и качественных показателей целлюлоза должна

выпускаться четырех марок для использования в производстве

следующих видов бумаги:

НС-0 — перфокарточной, основы для фольги и других тех-

нических видов бумаги;

НС-1—высокопрочйых упаковочных видов бумаги, основы

для парафинирования, основы для клеевой ленты, шпагатной;

НС-2

—

оберточных, упаковочных водонепроницаемых и

светонепроницаемых, основы технического пергамента, шпуль-

ной и других упаковочных видов бумаги;

НС-3—

текстурной, основы для внутреннего слоя бумажно-

слоистого пластика впитывающих видов бумаги и картонов.

ГОСТ 5186—50 предусматривает технические требования

к древесной сульфатной небеленой целлюлозе для конденсатор-

ной и высоковольтной кабельной бумаги. Для этих видов бу-

маги ГОСТ устанавливает три марки целлюлозы:

ЭИ-1 —для конденсаторной бумаги толщиной 10 и более мк;

ЭИ-2 — для конденсаторной бумаги толщиной 8,7 и 6 ж/с и

высоковольтной кабельной бумаги на напряжение ПО—400 кв;

ЭИ-3

—

для конденсаторной бумаги толщиной 5 и 4 мк.

ГОСТ 10924—64 устанавливает технические требования

на древесную сульфатную целлюлозу ЭСК, применяемую при

производстве бумаги для электролитических конденсаторов.

Нормы технологического проектирования 1966 г. на основе

обобщения имевшихся данных дают удельные показатели для

следующих видов небеленой сульфатной целлюлозы:

целлюлоза с перманганатной жесткостью от 90° до 105° по

Бъеркману, с выходом 46%; эта целлюлоза может быть охарак-

теризована как целлюлоза «мягкая»;

Таблица 12

Основные удельные показатели и нормы при проектировании

производства небеленой сульфатной целлюлозы

Показатель или норма

Целлюлоза жесткостью

90—105°,

выход

46%'

120°,

выход

48%

Оборот котла, ч

Заполнение котла:

для сосны

» березы

» лиственницы . . .

. Выход из 1 м

котла, за 1

кг:

из сосны

» березы

» лиственницы . . . .

Выход из 1 м<

прерывного

кг/сутки

эорот варки,

варочного аппарата не-

действия типа Камюр,

Выход воздушносухой целлюлозы,

I сорта по сортированию

отходы сортирования

сучки и непровар . :

безвозвратные потери

Итого . . .

Гидромодуль .

1) при варке в котлах:

. для сосны

» лиственницы и березы

2) при варке в аппаратах типа Камюр:

для сосны

» березы

:> лиственницы

Расход щепы, пл. ж

сосны . . . .

березы . . .

лиственницы

Расход основных материалов, кг:

1) расход активного Na

0 на' варку:

для сосны

5,5

6,0

0,455

0,37

101

102

900

95,0

5,0

5,5

0,455

0,37

106

970

95,0

3,0

1,5

0,5

100

-3,6

-3,2

3,0

4,8

3,7

3,6

35CV

365'

100

3,2—3,6

2,8—3,2

3,0

4,6

3,5

_315_

330

Продолжение

о.

'С

Показатель или норма

2) расход сульфата натрия:

3) расход негашеной извести:

в том числе:

Расход пара на 1 т целлюлозы, Гкал/т:

2) на выпаривание щелоков

(3,2—3,5 ата):

Целлюлоза жесткостью

90—105°,

выход

46%

285

295

400

410

117

122

134

137

290

305

260

275

240

245

215

220

330

340

295

305

1,35

2,50

120°,

выход

48%

270

275

360

380

105

ПО

120

127

260

275

234

247

225

230

200

205

300

320

270

288

1,25

2,30

140°,

выход

50%

250

260

335

350

97 '

100

112

117

240

250

215

225

210

220

190

198

280

290

250

260

1,11

2,00

Продолжение

Показатель или норма

Целлюлоза жесткостью

140°,

выход

50%

при пятиступенчатом выпаривании

шести ступенчатом

3) на каустизации)

Расход электроэнергии на 1 т целлюло-

зы,

квт-ч:

периодическая варка

горячий размол

Промывка на вакуум-фильтрах:

двухступенчатая

трехступенчатая

Двухступенчатое сортирование

Переработка отходов сортирования . . .

Центриклинерная установка регенерации

щелоков:

выпарной цех .

содорегенерационный цех

каустизационный цех

регенерация извести

Расход тепла на регенерацию 1 т изве-

сти,

Гкал

Расход сухого вещества черного щелока,

кг

1 т целл. брутто

1,32

0,07

0,12

1410

0,78

1,45

0,68

1,24

0,07

0,12

1350

0,76

1,40

0,65

1,20

0,05

0,10

1250

целлюлоза с перманганатной жесткостью 120°, с выходом

48%,

характеризуемая как целлюлоза «средняя», предназна-

чаемая для кабельных бумаг и для отбелки;

целлюлоза с перманганатной жесткостью 140°, с выходом

50%,

целлюлоза «жесткая» для мешочных и упаковочных бумаг

и для крафт-лайнера;

целлюлоза высокого выхода (выход 55%) для тарного кар-

тона и крафт-лайнера;

целлюлоза с предгидролизом при выходе 36%.

Указанные числа перманганатной жесткости относятся

к целлюлозе, получаемой из древесины хвойных пород.

В табл. 12 приведены основные удельные показатели и нормы

для производства небеленой сульфатной целлюлозы первых трех

видов.

Уточнения и пояснения к табл. 12.

Время оборота варочных котлов определено на основе обобщения

производственного опыта с учетом времени, необходимого для техосмотра,

наполнения, варки и освобождения котла. В числителе указаны обороты котла

объемом до 140 ж

, в знаменателе — свыше 140 ж

3. Заполнение котла щепой при периодической варке указано с учетом

уплотнения щепы для сосны 30%, для березы и лиственницы — без уплотне-

ния. При расчете количества загружаемой щепы в кубических метрах котла

объемная степень заполнения принята для сосны 0,35; для березы и листвен-

ницы с учетом их высокого объемного веса

•—

0,37.

Выход из 1 ж

варочного котла показан в таблице как выход за одну

варку воздушносухой небеленой целлюлозы брутто по варке (I сорт + отходы

сортирования + сучки + потери).

Содержание абсолютно сухой древесины в 1 пл. м

при влажности 30%

и выше принято: для сосны 397 кг, березы 525 кг, лиственницы 529 кг. При

содержании абсолютно сухой древесины, отличающимся от принятого, необ-

ходимо выход целлюлозы из 1 ж

котла откорректировать.

С учетом вышеуказанного весовое содержание абсолютно сухой щепы

в 1

м%

котла составит, кг:

для сосны 397-0,35-1,3=180;

» березы 525-0,37=194;

» лиственницы 529-0,37= 195.

Выход воздушносухой целлюлозы из 1 ж

варочного котла в зависимости

от породы древесины составит, кг:

для сосны при выходе 46%

» березы » » 46%

180

194

195

0,46

= 94;

= 101;

» лиственницы при выходе 46% .... ' = 102.

0,88

Рассчитанный аналогичным образом выход из 1 м? котла для других

видов целлюлозы показан в п. 3 таблицы.

Эта строка таблицы показывает выход воздушносухой целлюлозы из

1 м

варочного аппарата типа Камюр за сутки при варке сосновой древе-

сины. Такие выходы гарантируются фирмой, поставляющей комплектные

установки непрерывной варки.

Процентное распределение по сортам выхода воздушносухой небеленой

целлюлозы, отнесенное к выходу целлюлозы по варке брутто, произведено на

основе опыта проектирования и по данным иностранных фирм.

6. Гидромодуль — это отношение объема жидкости в котле к весу

абсолютно сухой древесины. Указанные в таблице показатели гидромодуля

•соответствуют объему жидкости в варочном котле 55—65%, включая содер-

жание влаги в древесине и конденсат пара от уплотнения.

Например, для березы при весовом содержании абсолютно сухой щепы

в 1 м

котла, равном 194 кг, и при гидромодуле 3,2, заполнение котла жид-

костью составит 194-3,2 =

621

кг/м

, или 621 л/м

, т. е. 62,1% от объема котла.

Расход щепы в плотных кубических метрах франко-бункер варочного

котла на производство 1 т воздушносухой небеленой целлюлозы брутто по

варке (I сорт + отходы сортирования + сучки + непровар + потери) определен

исходя из выходов целлюлозы и весового содержания абсолютно сухой дре-

весины в 1 пл. м

балансов, указанных в пояснениях к п. 2 и 3. Например,

при выходе 46% и весовом содержании абсолютно сухой древесины в 1 м

880

для сосны, равном 397 кг, получаем =4,8 ж

0,46-397

При использовании древесины с другим содержанием абсолютно сухого

вещества расход балансов должен быть соответственно уточнен.

Расход балансов определен для здоровой древесины; при наличии в ба-

лансовой древесине гнили расход должен быть увеличен с учетом того, что

выход из гнилой части древесины равен нулю.

8. Расход основных материалов определен на 1 г воздушносухой небе-

леной целлюлозы брутто по варке. В числителе указаны расходы для перио-

дической варки, в знаменателе — для непрерывной.

1) Расход щелочи в единицах активной Na20 принят при сульфидности

25%

как для периодической, так и для непрерывной варки. Эти расходы

определены на основе обобщения данных отечественной и зарубежной

практики.

2) Расход сульфата, необходимый для восполнения потерь щелочи на

различных стадиях технологического процесса, определен исходя из расхода

на»варку целлюлозы. Например, для выхода 48% при периодической

варке целлюлозы расход активной Na

0 составляет 315 кг на I т целлю-

лозы. Потери щелочи в производстве принимаем

12,5%.

Тогда на восполне-

ние потерь щелочи расход сульфата натрия составит

;315-0,125-2,29 ,._ ,

' = 105 кг/т,

0,95-0,9

где 2,29 — переводной коэффициент в собственные единицы (см. табл. 13);

0,95 — коэффициент активности сульфата натрия, учитывающий 5%

неактивных примесей в техническом сульфате;

0,9 — переводной коэффициент от активной к общей щелочи.

Таблица 13

Соединения натрия

Химическая

формула

леку;:

о о

з:

0)Ю

&и

Коэффициент

пересчета

в единицы

Коэффициент

пересчета

в собствен-

ные

единицы

Окись натрия

Едкий натрий

Сернистый натрий .

Карбонат натрия .

Сульфат натрия . .

Тиосульфит натрия

Сульфгидрат натрия

Сульфит натрия . .

NaOH

NaHS

Na,S®,

106

142

158

126

106

142

158

112

126

1,000

0,775

62_

J32_

80 '

78 '

106

62.

142

A-

158

112

^ = 0,492

126

0,795

0,585

0,437

0,392

= 0,554

^=.,000

= 1,290

= 1,258

= 1,710

= 2,290

80_

_78_

106

158

= 2,635

= 1,807

I* = 2,032

Расчет негашеной извести указан с учетом содержания в ней 85% СаО

и не более 2% MgO, при условии непрерывной каустизации и регенерации

извести. Необходимые количества извести определены расчетом.

Пример 44. Требуется определить расход извести при производстве

целлюлозы с выходом 55% из сосновой древесины и расходе активной ще-

лочи на варку 225 кг на 1

воздушносухой целлюлозы.

При перерасчете соединений натрия, встречающихся в сульфатных щело-

ках, удобно пользоваться табл. 13.

Примем следующие соотношения: степень сульфидности 0,25; концен-

трация активной щелочи в белом щелоке 100 г Na

0 в 1 л раствора; сте-

пень каустизации 0,9; степень восстановления 0,9.

Соответствующий принятым соотношениям состав белого щелока при-

веден в табл. 14.

Таблица 14

Соединения

натрия

Состав белого щелока, г\л

в единицах Na^O

NaOH

Всего

100-0,25

100-0,75

75-0

0,9

25-0,1

0,9

= 8,35

2,78

111,13

в собственных

единицах

25-1,26 = 31,5

75-1,29 = 97

8,35-1,71 = 14,25

2,78-2,29 = 6,85

149,6

Степень активности щелока, или коэффициент пересчета активности

щелочи к общей, - _ =0,9. Коэффициент пересчета единиц Na

0 в соб-

111,13

ствениые единицы равен

149,6

= 1,34.

111,13

Содержание NaOH в активной щелочи в единицах Na

0 равно

225-75

= 169 кг/т воздушносухой целлюлозы, или в своих единицах 169- 1,29 =

=218 кг/т воздушносухой целлюлозы.

-Содержание Na

S в активной щелочи в единицах Na

0 равно

225—169

5=56 кг/т воздушносухой целлюлозы, или в своих единицах 56-

1,26=70,6

кг/т

воздушносухой целлюлозы.

Теоретическое количество соды (в своих единицах), поступающей из рас-

218-106

творителя плава, которое можно перевести в NaOH, составляет =

40-2

= 289 кг/т воздушносухой целлюлозы; в этом соотношении 106

—

молекуляр-

ный вес Na

, a 40 — молекулярный вес NaOH.

Принимаем, что 90%_ от общего количества соды в зеленом щелоке по-

ступает в гаситель-классификатор, а 10%—в дополнительный каустизатор,

т. е. в гаситель-классификатор поступает 289-0,9 =

260

кг/т, а в дополнитель-

ный классификатор 289—260 =

кг.

Теоретическое количество окиси кальция, необходимое для каустизации

90%

соды без учета влияния на реакцию сернистого натрия, равно 260- —— =

= 137 кг/т воздушносухой целлюлозы; в этом соотношении 56

—

молекулярный

вес окиси кальция, а 106 — молекулярный вес соды.

Если принять избыток кальция 15%, то этот избыток (потребное коли-

чество окиси кальция) составит 137

•

1,15= 158 кг, а его избыток 158—137 =

= 21 кг.

Теоретическое количество окиси кальция, необходимое для каустизации

соды, поступающей в дополнительный каустизатор, будет равно 29 — =15,3 кг.

Избыток окиси кальция в дополнительном каустизаторе вследствие

(21 — 15,3)100

избытка в гасителе-классификаторе составит =37,2%,

1о,

т. е. принятый избыток достаточен и теоретический расход окиси кальция

158 кг/т воздушносухой целлюлозы также достаточен.

158

Расход же извести с содержанием 85% активной СаО составит =

0,85

= 186 кг/т.

9. Расход пара указан на 1 т воздушносухой небеленой целлюлозы для

всех пород древесины одинаковым, при этом принято, что расход пара учи-

тывается паромером, установленным в цехе потребления.

1) Расход пара приведен на периодическую варку при использовании

пара давлением 12 ата. Возврат конденсата принят 85%.

Удельные показатели расхода пара определены обобщением практиче-

ских данных и проверены расчетным путем. Расчеты основываются на

Таблица 15

Расчетные величины

Расход активной щелочи,

кг

Количество черного щело-

ка, поступающего на вы-

парку, м

Сухое вещество, посту-

пающее со щелоком, m .

Содержание сухого веще-

ства, вес. %

Удельный вес щелока,

m/м

Весовое количество чер-

ного щелока, поступаю-

щего на выпарку, т . .

Количество упаренных

щелрков с содержанием

сухого вещества 55%, от

Количество выпариваемой

из щелоков воды, от . .

Расход пара 3,5 ата, не-

обходимого на выпари-

вание воды, от:

при 5-ступенчатом вы-

паривании

при 6-ступенчатом вы-

паривании

Целлюлоза

при выходе

46 %

350

8,0

1,41

16,1

1,100

8,75

2,55

6,20

0,25-6,20 =

= 1,55

0,213-6,20 =

= 1,32

Целлюлоза

при выходе

48%

315

7,6

1,35

1,095

8,3

2,46

5,84

0,25-5,84 =

= 1,45

0,213-5,84 =

= 1,24

Целлюлоза

при выходе

50%

290

7,2

1,25

1,095

7,8

2,27

5,63

0,25-5,63 =

= 1,40

-0,213-5,63 =

= 1,20

Таблица

Основные расходы по сульфатно-целлюлозному заводу

Наименование

Удель-

ный

показа-

тель

Выработка или

расход

Выработка продукции

Расчетное количество дней работы в год ....

» » часов работы в сутки . .

Выработка небеленой воздушносухой целлюло-

зы по варке, да .,,. ,,

в том числе: ,..,:•

безвозвратные потери

Утилизируемые отходы производства, т:

отработанный сульфатный щелок из про-

мывного цеха, на регенерацию (с учетом

потерь в варочном и промывном цехах),

считая на целлюлозу по варке

сухое вещество черного щелока, поступаю-

щего на сжигание в содорегенерацион-

ный агрегат (с учетом потерь в варочном,

промывном, выпарном цехах), считая на

целлюлозу по варке

известковый шлам белого щелока абсолют-

но сухой, считая на целлюлозу по варке

Неутилизируемые отходы производства, м

/т:

отходы гасителя-классификатора, пыль от

известерегенерационной печи и шлам зе-

леного щелока

Расход сырья и химикатов

Древесина франко-бункер варочный котел, счи-

тая на целлюлозу по варке, пл. м

Сульфат натрия с содержанием 95%, считая на

целлюлозу по варке, т

Известь негашеная с содержанием СаО 85%,

считая на целлюлозу по варке, т

в том числе:

известерегенерационная

свежая

' Расход пара

Давление 12 ата на варку, считая на целлю-

лозу по варке, т

Давление

3,5—4

ата, т:

на выпаривание щелоков

на каустизации) щелоков, считая на цел-

люлозу по варке

0,0248

4,5

0,095

0,235

0,210

0,025

1,6

1,5

0,25

200

1340

220

jt00_

900

19,0

320

300

* В том числе NaOH — 0,7 т, СаО

и другие примеси — 3,3 т.

СаСОд — 2,0 т, различные окислы