Жудро С.Г. Технологическое проектирование целлюлозно-бумажных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение

Наименование

Удель-

ный

показа-

тель

Зыработка или

расход

в сутки

в год

Расход электроэнергии

Расход энергии на производство небеленой цел-

люлозы, считая на целлюлозу по варке.

квт/ч:

варочный цех

горячий размол

промывной цех

очистной с переработкой отходов и сгуще-

нием

выпарной цех

каустизационный цех

Расход свежей воды

На производство небеленой целлюлозы, считая

на целлюлозу, по варке, м

летом

зимой

Расход 5'Словного топлива на регенерацию из-

вести, считая на всю обожженную из-

весть, Гкал

Расход воздуха, м

/мин (периодический):

Давление 7 ати:

варочный, промывной, очистной

каустизации, регенерация извести ....

Давление 4 ати:

регенерация извести

13,5

2,4

5 600

000

8 400

000

3 400

2 600

000

400

113

данных теплового баланса варки, метод составления которых исчерпывающим

образом излагается в учебных пособиях по технологии целлюлозы (напри-

мер,

в «Технологии целлюлозы», Ю. Н. Непенин, т. II, стр. 197)

Расход пара при варке целлюлозы в аппаратах непрерывного действия

определяется и гарантируется фирмами-поставщиками этих аппаратов в зави-

симости от их конструктивных особенностей.

2) Последовательность расчета расхода пара на выпаривание воды из

черных щелоков показана в табл. 15.

На основе обобщения практических и проектных данных при составлении

табл. 15 принято:

концентрация выпаренных щелоков—55% сухого вещества; количество

щелоков, поступающих на выпаривание и содержание в них сухого веще-

ства — по таблице; фактор разбавления для всех трех видов целлюлозы -^

/т

целлюлозы;

расход пара на выпаривание 1 г воды при 5-ступенчатом выпаривании —

0,25

т/т;

при 6-ступенчатом выпаривании — 0,213

т/т.

3) Расход пара давлением

3—3,5

ата на каустизации) определен расчет-

ным путем, причем принято повышение температуры зеленого щелока за счет

расхода свежего пара на 20° С. Например, если на 1 т воздушносухой цел-

люлозы приходится 2,75 м

зеленого щелока, то повышение его температуры

на 20° С потребует пара давлением 3 атм с теплосодержанием 550 ккал/кг

— -— =0,1

т1т:

ЭТОМ

соотношении 1,05 — теплоемкость зеленого ще-

550

лока.

10.

Расход электроэнергии указан на производство 1

небеленой воздуш-

носухой целлюлозы брутто по варке. Удельные расходы электроэнергии на

отдельные операции определены суммированием установленной мощности

электродвигателей, обслуживающих агрегаты, выполняющие эти операции,

с учетом коэффициентов их загрузки. Эти данные основаны на обобщении

нескольких разработанных проектов.

Пример 45. Определить основные расходы при про-

ектировании сульфатно-целлюлозного завода при

условии:

Производительность целлюлозного завода должна составлять 200 т

в сутки воздушносухой сульфатной целлюлозы (влажностью 12%), считая

брутто по варке.

Целлюлоза предназначается для выработки крафт-бумаги.

Сырье — щепа из отходов лесопиления хвойных пород.

Содержание абсолютно сухого вещества в 1 пл. ж

исходной древе-

сины — 372 кг.

Влажность поступающей щепы

—

40%.

Выход сульфатной целлюлозы принять 53% от веса древесины.

6. К установке принимаются варочные котлы емкостью 144 м? каждый.

В нормах технологического проектирования отсутствуют удельные пока-

затели для сульфатной целлюлозы при ее выходе 53% от веса древесины.

Как уже указывалось выше, в таких случаях приходится выводить и обосно-

вывать нормативные показатели. В табл. 16 приведены итоговые дан-

ные расчетов для завода по производству сульфатной целлюлозы с выходом

53%-

При этом в данном случае соответствующие показатели норм для

сульфатной целлюлозы с выходом 50% откорректированы с учетом практи-

ческого опыта производства целлюлозы с выходом 53%.

ОТБЕЛКА СУЛЬФИТНОЙ И СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Сульфитная древесная беленая целлюлоза из хвойной древе-

сины, вырабатываемая в соответствии с ГОСТ 3914—60 для про-

изводства различных видов бумаги, картона, в зависимости от

назначения и качественных показателей должна выпускаться

девяти марок: А-0 (высокопрочная целлюлоза) для различных

видов бумаги; AI

—

для печатной высокозольной и типографской

тонкой бумаги; АН — для печатной, основы для мелования, ос-

новы для светочувствительной и форзацной бумаги; Б1

—

для

писчей, чертежно-рисовальной обычной и обложечной; БП —

для упаковочной, специальной, писчей, цветной и покровных

слоев картона; CI — для фотоподложки-основы и высшей

чертежно-рисовальной; СП — для картографической, высшей

писчей и литоофсетной; СШ — для папиросной и сигаретной;

CIV

—

для чертежной прозрачной, основы для фотокальки и

бумажной кальки.

Нормы технологического проектирования для указанных

марок целлюлозы дают усредненные показатели. Для получе-

ния целлюлозы определенной марки необходимы некоторые,

относительно небольшие уточнения. Технологическая схема от-

белки может быть общей для всех марок, технологические же

70 .'

режимы отбелки для каждой из марок индивидуальные. Нормы

технологического проектирования (НТП) рекомендуют для от-

белки этих видов целлюлозы применять шесть ступеней.

Сульфитная целлюлоза для производства вискозного шелка

и штапельного волокна вырабатывается по ГОСТ 5982—59. Эта

целлюлоза вырабатывается двух марок: марка Ш для выра-

ботки шелка и ШТ для выработки штапельного волокна.

Оба вида целлюлозы характеризуются высоким содержанием

а-целлюлозы: для марки Ш— не менее 93%, для марки ШТ

—

не менее 92%- Для этого вида целлюлозы НТП рекомендуют

девять ступеней отбелки.

ГОСТ 9104—59 определяет технические показатели сульфит-

ной целлюлозы для производства вискозного кордного волокна

с содержанием а-целлюлозы не менее_95% и средней степенью

полимеризации 850—950. Для этого вида целлюлозы также

рекомендуется применять девять ступеней отбелки.

Сульфатная беленая целлюлоза из хвойной древесины выра-

батывается в сооответствии с ГОСТ 9571—60 для применения

в производстве различных видов бумаги и картона. Этот вид

целлюлозы выпускается четырех марок: Ас-0 для высококачест-

венной долговечной, высших сортов картографической и печат-

ной бумаги, чертежно-прозрачной бумаги; Ас-1 для тонкой

высокопрочной бумаги (основы копировальной, этикеточной,

основы для парафинирования); Ас-П для основы пергамента,

бумаги санитарно-бытового назначения и как добавка в компо-

зицию печатной бумаги; Бс для различных видов упаковочной

бумаги и покровных слоев картона.

Для всех марок этого вида целлюлозы рекомендуется шесть

ступеней отбелки.

В табл. 17 приведены основные удельные показатели и

нормы, применяемые при проектировании цехов отбелки суль-

фитной и сульфатной целлюлозы указанных выше видов.

В нормах технологического проектирования 1966 г. приве-

дены также показатели и нормы для отбелки на девяти ступе-

нях при производстве с предгидролизом целлюлозы для вискоз-

ного кордного волокна с содержанием а-целлюлозы 96%; от-

белки на девяти ступенях предгидролизованного целлюлозного

волокна с содержанием а-целлюлозы 97,4—96,7% для выра-

ботки супер-супер корда; отбелки полубеленой целлюлозы для

газетной бумаги при применении трех-четырех ступеней.

Таблица17

Основные удельные показатели и нормы при проектировании отбелки сульфитной и сульфатной целлюлозы

№

по

пор.

Показатели

Потери при отбелке и об-

лагораживании, % . . .

Расход небеленой целлю-

лозы для получения бе-

Выход беленой целлюлозы

по сортам, всего, % . .

в том числе:

I сорта по сортирова-

111 сорта по сортиро-

Удельный расход, т:

в том числе:

на хлорирование . . .

на гипохлоритную от-

Сульфитная

ГОСТ

3914

—

1,064

100

99,5

0,5

0,060

0,040

0,020

0,003

гост

5982 — 59

24,5

21,5

1,325

1,274

100

99,5

0,5

0,048

0,028

0,020

0,003

гост

9104

—

30,5

1,489

100

-99,5

0,5

0,048

0,028

0,020

0,003

Сульфатная ГОСТ 9571 — 60

Ас-0

1,111

100

99,5

0,5

0,080

0,050

0,030

0,015

Ас-1

1,111

100

99,5

0,5

0,072

0,040

0,032

0,010

Ас-И

1,111

100

99,5

0,5

0,075

0,040

0,035

0,010

Бс

1,111

100

99,5

0,5

0,070

0,040

0,030

0,005

' Продолжение

№

по

нор.

Показатели

в том числе:

на облагораживание

на щелочение после

хлорирования . . .

на подщелачивание

при гипохлоритной

на приготовление ги-

похлорита натрия

Расход негашеной извести,

Расход серы на кисловку,

или S0

, считая на 100%

или колчедана

Расход соляной кислоты,

Расход тринатрийфосфата,

Расход тепла, Гкал/т . .

гост

3914

—

0,020

—

0,015

0,005

•

—

0,025

0,005

0,010

0,014

0,5

0,75

Сульфитная

ГОСТ

5982 — 59

0,129

0,115

0,091

0,077

0,008

0,005

0,025

0,005

0,010

0,014

0,004

0,010

0,6

•

0,9

гост

9104

—

0,158

0,120

0,008

0,005

0,025

0,005

0,010

0,014

0,004

0,010

0,6

——

0,9

Ас-0

0,080

0,020

0,016

0,010

0,034

0,005

0,010

0,014

0,5

0,75

Сульфатная ГОСТ 9571 — 60

Ас-1

0,062

—

0,016

0,010

0,036

0,005

0,010

0,014

0,5

•

0,75

Ас-П

0,065

—

0,016

0,010

0,039

„

0,005

0,010

0,014

0,5

0,75

Бс

0,030

—

0,020

0,010

—

0,035

0,005

0,010

0,014

0,5

•

0,75

№

по

пор.

Показатели

Отбросное тепло сточной

Гкал

воды, :

м'

Отбросное тепло от ступени

облагораживания,

Гкал/м

Расход электроэнергии,

квт-ч:

на каждую добавляе-

мую ступень ....

на сортирование и

Сульфитная

ГОСТ

: 3914

—

0,76

38,0

1,33

38,0

110—120

ГОСТ

5982 — 59

0,76

38,0

1,33

38,0

0,68

17,0

0,85

15,5

200

ГОСТ

9104 —

0,76

38,0

1,33

38,0

0,68

17,0

0,85

15,5

200

Продолжение

Сульфатная ГОСТ 9571—60

Ас-0

0,76

38,0

1,33

38,0

110—120

Ас-1

0,76

38,0

1,33

38,0

110—120

Ас-П

0,76

38,0

1,33

38,0

110—120

Бс

0,76

38,0

1,33

38,0

110—120

Продолжение

№

по

пор.

Показатели

Расход свежей воды на

отбелку, м

в том числе:

фильтрованной ....

Расход свежей воды на

каждую добавляемую

ступень, м

Расход свежей воды на

сортирование, м

. . . .

в том числе:

фильтрованной ....

умягченной

ГОСТ

3914

—

130

105—100

25—30

Сульфитная

ГОСТ

5982 — 59

160

по

—

гост

9104

—

160

100

—

Ас-0

130

105—100

25—30

Сульфатная ГОСТ 9571—60

Ас-1

130

105—100

25—30

Ас-П

130

105—100

25—30

Бс

130

105—100

25—30

Уточнения и пояснения к табл. 17

В этой строке указаны потери химические и механические при от-

белке и облагораживании целлюлозы, отнесенные к небеленой целлюлозе

I сорта, поступающей на отбелку.

Для целлюлозы, вырабатываемой по ГОСТ 5982-—59, в числителе указаны

потери при выработке целлюлозы для вискозного волокна, в знаменателе —

для штапельного волокна.

Расход небеленой воздушносухой целлюлозы I сорта указан на вы-

работку 1 т беленой целлюлозы, в графе, 4 в числителе

—

для вискозного

шелка, в знаменателе — для штапельного волокна.

Выход товарной беленой целлюлозы принимается 100% от количе-

ства I и III сортов. В таблице потери волокна в сушильном цехе не учиты-

ваются при условии полного использования в очистном и отбельном цехах

оборотной воды от сушильной машины.

Расход химикатов указан на 1 т воздушносухой беленой целлюлозы

I сорта с влажностью 12%.

Расход хлора предусмотрен при соответствии его качественных показа-

телей ГОСТ 6718 — 53.

Расход двуокиси хлора указан при расчете на 100% С10

, при этом для

сульфитной целлюлозы предусматривается отбелка двуокисью хлора в одну

ступень, а для сульфатной в две ступени.

При применении для сульфитной целлюлозы большего числа ступеней

отбелки расход двуокиси хлора должен быть увеличен, а расход хлора на

гипохлоритную отбелку уменьшен.

При отбелке сульфатной целлюлозы для бумаги из лиственной древесины

расход хлора увеличивается на 20—25 кг/т; хлор расходуется на предвари-

тельную обработку целлюлозы гипохлоритом с целью снижения смоляных

затруднений в процессе отбелки.

Расход едкого натрия в графе 4 указан дробью: в числителе — для вис-

козного шелка, в знаменателе

—

для штапельного волокна. Качественные по-

казатели технического едкого натрия должны соответствовать ГОСТ 2263 — 59

с расчетом на 100%-ный едкий натрий.

Расход едкого натра для облагораживания целлюлозы, соответствующей

ГОСТ 5982 — 59, указан при условии облагораживания под давлением при

температуре 120—130° С. При облагораживании без давления (при темпера-

туре 95—100° С) расход должен быть увеличен до 100—120 кг/т.

При отбелке целлюлозы для бумаги из лиственных пород древесины рас-

ход едкого натра на приготовление гипохлорита натрия увеличивается на

25—30 кг/т.

Расход негашеной извести на приготовление гипохлорита кальция

определен с учетом содержания в извести 85% СаО и не более 2% MgO.

6. Расход серы на кисловку определен с учетом качества серы, отвечаю-

щего требованиям ГОСТ 127 — 64, и качества колчедана с содержанием серы

45%

по ГОСТ 444 —

51.

Качество технической соляной кислоты должно соответствовать

ГОСТ 1382—42 с пересчетом на 100%-ную соляную кислоту.

8. Тринатрийфосфат, соответствующий ГОСТ 201—58, применяется для

снижения смолистости целлюлозы.

9. Расход тепла на отбелку целлюлозы (в числителе — в гигокалориях,

г. знаменателе — в тоннах пара), считая на 1 т беленой целлюлозы I сорта

при давлении пара 3,5—4,0 ата, указан при условии использования для про-

мывки целлюлозы горячей воды, получаемой из других цехов с температурой

60—70° С.

10.

В этом пункте указано количество отбросного тепла сточной воды

отбельного цеха, используемое для нагрева свежей воды до температуры

40°

С.

В числителе указано количество утилизируемого тепла, в знамена-

теле — количество нагреваемой воды. При определении количества тепла пре-

дусмотрено использование сточных вод (фильтрата) со ступеней гипохлорит-

ной отбелки, щелочения и двуокиси хлора, имеющих температуру 50° С, при

температуре нагреваемой свежей воды летом 20° С. Таким образом, исполь-

зуемый температурный перепад составляет

летом зимой

фильтрат фильтрат

50° >30° 50° >15°

свежая вода свежая вода

40° <

20°

40° <

5°

Если количество фильтрата 40 м?, а коэффициент использования тепла

0,95,

то количество нагреваемой свежей воды составит

40(50 — 30)0,95

, „ 40(50—15)0,95

„

летом = 38 лг; зимой - = 38 м

—

20 40

—

Количество утилизируемого тепла составит:

летом 38(40 — 20) = 0,76 Гкал (на 1 т беленой целлюлозы);

зимой 38(40 — 5) = 1,33 Гкал (на 1 т беленой целлюлозы).

11.

Отбросное тепло от ступени облагораживания используется для на-

грева свежей воды до температуры 60° С. Фильтрат, несущий используемое

тепло, имеет температуру 90° С, при этом учитывается, что температура

массы в башне 125° С, а на спрыски фильтра подается горячая вода только

с температурой 60°.

Аналогично предыдущему используемый температурой перепад составляет

фильтрат фильтрат

90°

> 30°

90°

15°

свежая вода свежая вода

60°

20° 60° < 5°

При количестве фильтрата 12 м? и коэффициенте использования тепла

0,95 количество нагреваемой свежей воды составит

12(90 — 30)0,95 ,, „ „ 12(90—15)0,95

1С

. „

"°-""'

—

•-

•

— 17 м

; зимой = 15,5 ж

60—20 60 — 5

Количество утилизируемого тепла (Гкал на 1 т

беленой целлюлозы)

составит

летом 17(60 — 20)= 0,68;

зимой 15,5(60 — 5) = 0,85.

12.

Расход электроэнергии указан на 1 т воздушносухой беленой целлю-

лозы I сорта. При определении этого расхода применен следующий способ.

Одна из действующих отбельных установок с девятью ступенями отбелки

производительностью 220 т/сутки вискозной целлюлозы имеет суммарную

установленную мощность электродвигателей 2876 кет. Принимая средний

' А* " о к* - 2876-24-0,65

коэффициент загрузки 0,Ь5, получим удельный расход энергии =

203 кет •

ч (на 1

беленой целлюлозы).

При другом числе ступеней удельный расход должен быть откорректи-

рован, при этом для каждой добавляемой или исключаемой ступени отбелки

соответствующее количество электроэнергии показано дробью: количество

киловатт-часов, указанное в числителе, относится к ступеням хлорирования,

нейтрализации и гипохлоритной отбелки, в знаменателе — к ступени облаго-

раживания или ступени отбелки двуокисью хлора.

Расход энергии на сортирование и сгущение определен с учетом очистки

на центриклинерах.

13,

14, 15. Расходы свежей воды должны уточняться в соответствии

с принятой схемой распределения и на основе баланса воды и волокна.

ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

В соответствии с ГОСТ 10014—62 древесная масса, выпус-

каемая в товарном виде имеет пять марок: А — для бумаги типа

печатной и писчей в композиции с беленой целлюлозой; Б

—

для

тех же целей, но также и для более низких по качеству видов

бумаги, вырабатываемой с применением небеленой целлюлозы

(типографская бумага № 3 и обойная); В

—

для бумаги и кар-

тона, вырабатываемых в композиции с небеленой целлюлозой,

типа писчая цветная, обложечная, курительная и афишная, раз-

ные виды бумаги и картона с покровным слоем; Г — для бумаги

типа пачечной, мундштучной, шпульной, оберточной и др.; К

—

для картона типа коробочного марок Б, В, Г, Д, переплет-

ного и др.

Таблица 18

Основные удельные показатели и нормы при проектировании

производства белой древесной массы

Показатели

Марка древесной массы

Степень помола, °Ш по техническим

условиям

принято в НТП

Выход древесной массы I сорта, %:

при штабельном хранении древе-

сины

при кучевом хранении древесины

Рафинерная масса:

при штабельном хранении древе-

сины

при кучевом хранении древесины

Щепа, %

Расход балансов, пл. м

еловых

пихтовых .

Расход электроэнергии, квт-ч:

для ели

в том числе:

на дефибрирование

» сгущение, очистку и пр. . . .

для пихты

в том числе:

на дефибрирование

» очистку, сгущение и пр., квт-ч

Расход свежей воды, м

в том числе:

охлаждение подшипников дефиб-

реров . . . .

спрыски сгустителей

смывка полов и аппаратуры. . .

Оборотная вода из бумажной фаб-

рики, м

73±3

63—64

97,5

96,0

2,0

3,5

0,5

2,5

3,0

1220

1100

120

1380

1260

120

70±3 65±3

70±3 68±3

97,5

96,0

2,0

3,5

0,5

2.5

3,0

1270

1150

120

1440

1320

120

96,5

95,0

3,0

4,5

0,5

2,5

3,0

1180

1060

120

1340

1220

120

58±3

95,5

94,0

4,0

5,5

0,5

2,5

3,0

970

50±5

50±3

94,5

93,0

5,0

6,5

0,5

2,5

3,0

860

850

120

1100

980

120

750

ПО

970

860

ПО

При проектировании цехов древесной массы для бумажных

фабрик, входящих в один комбинат, и главным образом для

выработки газетной бумаги при определении качественных

показателей древесной массы учитывают характеристики приня-

тых в проекте технологического режима, качественных требова-

ний к бумаге, особенностей бумагоделательных машин и др.

i Чаще всего в подобных случаях пользуются характеристиками

древесной массы по ТУ № 163—52.

Принятые в этих технических условиях показатели к настоя-

щему времени устарели, поэтому при разработке новой редак-

ции НТП они были частично уточнены. В табл. 18 показатели

степени помола массы указаны, как по ТУ, так и по НТП 1966 г.,

на которые ориентированы удельные показатели и нормы, приве-

денные в таблице.

Уточнения

пояснения

табл.

Как видно из сопоставления данных ТУ и НТП, показатели степени

помола для древесной массы марки А понижены, марки В — повышены, а для

марок Б, Г и Д — оставлены без изменения. Уточнения произведены на осно-

вании обобщения производственного опыта с учетом рекомендаций иностран-

ных фирм, поставляющих оборудование.

Выход древесной массы первого сорта определяется вычитанием из

общего количества древесной массы количества рафинерной массы и щепы.

На основе производственного опыта принимается, что при кучевом хранении

балансов, а также при окорке в окорочных барабанах из-за размолачивания

торцов балансов количество рафинерной массы и отходов на щеполовках

повышается.

Указанный расход чистоокоренных балансов на 1 г воздушносухой

белой древесной массы — ориентировочный и подлежит уточнению в зави-

симости от содержания в 1 пл. ж

балансов абсолютно сухой древесины и

влаги. Эти свойства балансов зависят от места произрастания древесины.

Как указывалось выше, для ели, произрастающей в 'европейской части

СССР, вес абсолютно сухой древесины в 1 пл. ж

при влажности 30°

и выше принимается 384 кг, для елд, произрастающей в азиатской части

СССР,— 375, для пихты — 315 кг.

Определение уточненного расхода балансов на 1 г воздушносухой белой

древесной массы показано ниже.

Выход воздушносухой древесной массы из 1 пл. ж

древесины С может

быть определен из соотношения

РК

С = кг,

100-0,88

где Р — вес абсолютно сухой древесины в 1 пл. ж

балансов при влажности

30%

и выше, кг;

К — коэффициент, учитывающий снижение выхода древесной массы из-за

неизбежных потерь при ее производстве. Этот коэффициент для

еловой и пихтовой древесины может быть принят равным

95,5%.

Снижение выхода происходит из-за потери растворенных веществ

древесины, величина которых составляет примерно 2,5% и потерь

волокна в виде ослизненной мелочи, составляющих около 2%.

Если определена величина С, то расход балансов в плотных кубических

„

юоо

метрах определится величиной