Жудро С.Г. Технологическое проектирование целлюлозно-бумажных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

Пример 46. При Р=375 кг и /С=95,5% выход воздушносухой древес-

ной массы из 1 пл. м

балансов составляет

— — = 407 кг,

100-0,88

1000

тогда расход балансов будет = 2,40 ПЛ. М .

407

Расход электроэнергии на производство 1 т древесной массы указан

франко-щит главного распределительного устройства, т. е. включает все

электрические потери в сетях и двигателях оборудования древеснбмассного

производства.

В указанный расход не включена электроэнергия, необходимая для пере-

работки отходов сортирования, количество которой в зависимости от при-

меняемого оборудования может существенно колебаться. Ориентировочно этот

расход составляет 1300 квт-ч на 1 т рафинерной массы, в том числе на

рафинирование 1150

квт-ч/т.

При применении обезвоживающих машин для отлива папки дополни-

тельный расход электроэнергии составит примерно 60 квт-ч на 1 т.

5 и 6. Расход свежей воды указан на 1 т древесной массы без учета

отлива папки. При указанном расходе предполагается, что в древесномассный

цех поступает 20 м

/т избыточной оборотной воды с бумажной или картонной

фабрики. Если такого количества избыточной воды на фабрике нет, то соот-

ветственно повышается расход свежей воды.

Дополнительный расход свежей воды на обезвоживающей машине типа

Камюр составляет примерно 10 ж

/г.

Пример 47. Расчет производительности древесномассного завода и опре-

деление основных расходов при его проектировании.

Заданными условиями предусматривается проектирование древесномасс-

ного завода производительностью 553 т в сутки белой древесной массы

I сорта, предназначенной для снабжения фабрики, вырабатывающей газет-

ную бумагу.

Сырьем являются: еловые балансы 70%, пихтовые балансы 30%.

Принимаем:

количество отходов сортирования (рафинерная масса) 2,0%, количество

массы из отщепов 0,5%;

расход чистоокоренного баланса (с учетом 30% пихтового баланса)

2,6 пл.

/т;

расход электроэнергии (с учетом пихтового баланса) 1315 квт-ч/т;

расход свежей воды 10 м

/т.

Рассчитываем:

выработку древесной массы брутто

553•100

567

m в

сутки,

или

567-345=

195 615

m в год;

100—(2,0 + 0,5)

количество рафинерной массы

567-0,02=11,2

в сутки, или 11,2-345 =

3865

в год;

количество массы из отщепов

567

•

0,005=2,8

в сутки, или 2,8

•

345

966

г в год;

расход баланса

567-2,6=1474 пл. м

в сутки, или 1474-345 =

508

530 пл. м

в год;

расход электроэнергии 567-

1315

745

605 квт-ч в сутки;

расход свежей воды 567-

5670

в сутки.

По условиям производства может быть применена механически очищен-

ная вода. Коэффициент неравномерности потребления воды равен 1,1.

Напор воды в здании древесномассного завода обычно достаточен 30 м.

Результаты расчетов приведены в табл. 19.

Т а б л'и'ц а 19

Расчет производительности и основных расходов древесномассного завода

Показатели

Удель-

ный по-

казатель

Выработка или

расход

в сутки

в год

Расчетное количество дней работы дефибре-

ров

Расчетное количество часов работы дефиб-

реров

Выработка белой древесной массы брутто:

в том числе:

древесной массы I сорта;

т •

рафинерной массы:

массы из отщепов:

100

97,5

0,5

567

553

11,2

2,8

1474

745 605

5 670

345

195 615

190

784

3 865

966

508 530 Расход чистоокоренных балансов, ил. ж

. . 2,6

» электроэнергии, квт-ч 1315

» свежей воды, м

Примечание. При наличии на проектируемом заводе нескольких

потоков древесной массы графы 2, 3 и 4 повторяются для каждого по-

тока.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАГИ

В настоящее время насчитывается несколько сот основных

видов бумаги и картона, изделия же из них, получаемые пере-

работкой отдельных видов, исчисляются тысячами.

Нормы технологического проектирования 1966 г. разрабо-

таны для следующих видов, выпускаемых в большом коли-

честве: газетной, типографской № 1 и 2, литографской, офсет-

ной № 1 и 2, для глубокой печати № 1 и 2, писчей № 1 и

мешочной, оберточной сульфатной односторонней гладкости,

упаковочной из отходов, машинно-мелованной, конденсаторной,

кабельной.

В табл. 20 приведены основные показатели и нормы, реко-

мендуемые при проектировании производства некоторых наи-

более массовых видов бумаги.

Уточнения и пояснения к табл. 20

ГОСТ предусматривает возможность производства каждого вида бу-

маги с одним или различным весом 1 £ В последнем случае нормами реко-

мендуется вес 1 м

, который следует взять в качестве расчетного. Однако

если по каким-либо соображениям целесообразнее принять в качестве расчет-

ного вес 1 м

, отличный от рекомендуемого, то на нормы, приведенные

в таблице, влияние это не окажет.

4 с. г. Жудро

Таблица 20

Основные удельные показатели и нормы, принимаемые при проектировании

производства бумаги

Показатели

Виды бумаги

газетная

марки А

ГОСТ

6445 — 53

типограф-

ская № 1

марки А

ГОСТ

9095 — 59

писчая № 2

ГОСТ

3331

—

Качественные характери-

стики:

вес 1 ж

бумаги, г/л

. .

зольность, %

влажность, %

Проклейка, мм

Гладкость, сек

Состав по волокну, %:

целлюлоза сульфитная

небеленая

целлюлоза сульфитная

беленая

целлюлоза сульфатная

беленая

древесная масса белая

Брак и потери волокна на

машине, %

в том числе:

холостой ход

мокрый брак

Брак в отделочном без

суперкаландра, %:

бумага ролевая

» листовая . . . .

Брак на суперкаландрах, %

Промой, %

Удельный расход свежего

волокна, кг/1 т бумаги

в том числе:

целлюлозы сульфитной

или целлюлозы сульфат-

ной

древесной массы белой

До 5

781

742

18—23

0,5

30—80

200

100

5—2,5

1055

1003

274

261

—

2,5

5,0

872

819

872

819

872

819

Не менее 6

Не менее

1,25

Не менее

100

2,5

5,0

978

439-

439

Продолжение

Показатели

Виды бумаги

газетная

марки А

ГОСТ

6445 — 53

типограф-

ская № 1

марки А

ГОСТ

9095 — 59

писчая № 2

ГОСТ

3331

—

мешочная

ГОСТ

2228 — 62

Удельный расход химикатов

кг

для проклейки, :

1 т бумаги

канифоль сосновая . . .

едкий натрий техниче-

ский

или кальцинированная

сода

глинозем сернокислый

краска для подцветки

Удельный расход химикатов

для наполнения,

кг

1 т бумаги

' каолин

при удержании каоли-

на, %

полиакриламид для по-

вышения удержания

каолина при отливе,

кг

1 т бумаги

полиакриламид для по-

вышения улавливания

каолина и волокна . .

Расход тепла, на

т бумаги

на сушку бумаги при на-

личии закрытого колпака

над сушильной частью бу-

магоделательной машины:

тепла Гкал

или пара давлением

кг/см"

На подогрев свежей воды

при пуске машины,

Гкал

или пара давлением 3 кг/см

0,04

0,15

1,65

3,0

0,03

0,055

0,5

0,7

0,04

250—320

0,25

0,075

1,75

3,15

0,04

0,075

3,0

4,0

0,04

0,15

0,075

1,65

3,0

0,04

0,075

0,5

1,78

3,2

0,075

Продолжение

Показатели

Виды бумаги

газетная

марки А

ГОСТ

6445 — 53

типограф'

екая N» 1

марки А

ГОСТ

9095 — 59

писчая № 2

ГОСТ

3331 - 55

мешочная

ГОСТ

2228 — 62

На каландрирование бумаги

в отделочном цехе тепла,

Гкал

или пара давлением 3 кг/см

Возврат конденсата, % . . .

Расход электроэнергии,

квт-ч

1 т бумаги

в том числе:

непосредственно на раз-

мол

при использовании цел-

люлозы из 100% хвой-

ной древесины . . . .

при использовании цел-

люлозы из 100% лист-

венной древесины . .

дополнительный размол

для выравнивания по-

мола

на все производственные

операции,

кроме раз-

мола и отделочных

операций

на отделку бумаги,

включая резку, калан-

дрирование и пр. . . .

Дополнительный расход

электроэнергии на роспуск

1 т привозной целлюлозы,

квт-ч

1 т бумаги

Расход свежей воды,

1 т бумаги

в том числе:

на производство ....

» смывку полов и ап-

. паратуры

на охлаждение подшип-

ников, аппаратуры и

пр

_ м

Расход сжатого воздуха,

мин

480

440

0,1

0,18

980—900

290—210

250

170

550

140

0,1

0,18

860—820

170—130

130

550

140

900 .

385

505

2,5

7,5

Для мешочной бумаги вес 1 м

, равный 105 г, относится к бумаге

марки Б — битумированной, 125 г —к марке ДБ — дублированной битумом.

Для типографской бумаги № 1 показатель гладкости показан дробью:

в числителе — для матовой бумаги, в знаменателе — для лощеной.

Композиция всех видов бумаги непрерывно совершенствуется, при этом

стремятся, применяя более простые и дешевые полуфабрикаты, получить

бумагу с теми же или даже лучшими свойствами. Поэтому приведенный

в таблице состав по волокну отнюдь не обязательный.

4, 5 и 6. Необходимо иметь в виду, что нормы технологического про-

ектирования при производстве как бумаги, так и картона, различают:

1) выработку бумаги или картона брутто на машине. Эту выработку

определяют по обычной формуле подсчета производительности машины, при

этом в формулу подставляют необрезную ширину полотна на накате и сред-

нюю рабочую скорость. Потери производительности машины из-за холостых

ходов и брака на машине в этом случае не учитывают. Не принимают во вни-

мание также отсечки полотна на сетке и его усадки по ходу машины.

Определение количества выработки брутто на машине за 1 ч ее работы

позволяет определить удельный съем бумаги или картона с I м

сеточного

стола и удельные съемы с 1 ж

поверхности сушильной части бумагоделатель-

ной машины;

2) выработку бумаги или картона брутто на накате, определяемую как

выработку брутто на машине за вычетом потери производительности машины

вследствие холостых ходов и брака на машине.

При определении суточной производительности машины число часов ра-

боты машины принимают в соответствии с эффективным расчетным временем,

т. е. чаще всего 22,5—23 ч в сутки; --• - -

3) выработку нетто, определяемую как выработку брутто на накате

с вычетом потерь бумаги или картона при различных операциях в отделоч-

ном цехе. Например, при обрезании кромок на продольно-резательном

станке, брак при резке, при суперкаландрировании и т. п.

Выработка бумаги или картона нетто соответствует количеству товарной

продукции.

Процентные потери бумаги или картона из-за холостых ходов, брака на

машине и прочие могут относиться к выработке как брутто, так и нетто,

вследствие чего на это условие необходимо всегда обращать внимание.

В таблице холостой ход машины, мокрый брак (отсечки на сетке и др.),

брак в отделочном и суперкаландрах отнесены к выработке бумаги нетто

на накате.

Процентные потери производительности машины из-за холостого хода,

указанные в таблице, включают как потери от собственно холостого хода, так

и потери во время работы машины при выработке сухого брака. Количество

сухого брака на машине принимается около половины от величины холо-

стого хода, указанного в таблице. Например, для газетной бумаги холостой

ход составляет 4%, а количество сухого брака принимается 1,5%. Для неко-

торых видов бумаги величина холостого хода может иметь значительно боль-

шее значение. Например, при проектировании выработки конденсаторной

бумаги принимают, что холостой ход составляет 7%, соответственно увеличи-

вается и количество сухого брака.

Указанное в таблице количество безвозвратных потерь волокна и напол-

нителей для расчета очистных сооружений, учитывая возможность неравно-

мерности их поступления, должно приниматься увеличенным на 50%.

Расход волокна для производства 1 т бумаги нетто рассчитывают

по формуле

Ю00__В-_

100

°-

-3-0J5K

100 •„ „

0,88

где В — влага, кг на 1 т бумаги нетто;

3 — зола, % к весу абсолютно сухой бумаги;

Й5

—

канифоль, кг на 1 г бумаги нетто;

П — безвозвратные потери (промой) волокна 12%-ной влажности, кг

на 1 г бумаги нетто;

О — отход волокна 12%-ной влажности на другие виды продукции, кг

на 1 г бумаги нетто.

Пример 48. Требуется определить расход волокна на бумагу № 2

для глубокой печати.

Технические условия на эту бумагу определяются ГОСТ 9168 — 59.

В соответствии с этим ГОСТ бумага №

2 для глубокой печати, должна

иметь следующие показатели:

Состав по волокну, %:

целлюлозы беленой. ....... не менее 50

древесной массы не более 50

Проклейка, мм 0,25—0,75

Зольность, % 18

Влажность бумаги, % 7

Чтобы обеспечить заданную величину проклейки, требуется в среднем

6 кг канифоли на 1 г бумаги. Для писчей и печатной бумаги в нормах техно-

логического проектирования безвозвратные потери (промой волокна) приняты

в размере 1% от веса бумаги нетто, т. е. 10 кг на 1 т.

Таким образом, если отсутствуют отходы волокна на другие цели, то

получим

00-70-1^^°.18-0,75.6

10 = 871 кг на 1 т бумаги.

0,88

*• Из 871 кг половину должна составлять беленая целлюлоза и половину —

древесная масса.

Необходимо учитывать, что для некоторых видов бумаги процент безвоз-

вратных потерь может существенным образом отличаться от принятого для

типографской бумаги № 2. Так, для конденсаторной бумаги возврат скопа

от избыточной оборотной воды из-за высоких требований, предъявляемых

к бумаге, не допускается, вследствие чего промой волокна достигает 7—8%.

В других случаях, например при производстве низких сортов оберточной

бумаги или тарного картона, допускается включение в композицию даже

загрязненного скопа, уловленного из сточных вод общефабричной станции

улавливания. Однако в нормах технологического проектирования расход

волокна для всех видов бумаги, за исключением оберточной, определен без

учета возврата скопа в производственный поток.

В таблице указан расход свежего воздушносухого волокна влажностью

12%

на производство 1 г бумаги нетто. Для газетной бумаги в числителе

указан расход при производстве бумаги без наполнителя, в знаменателе — при

зольности бумаги 5%. Для типографской бумаги № 1 марки А в числителе

указан расход волокна при зольности бумаги 18%, в знаменателе — при золь-

ности 23%.

При проектировании фабрики мешочной бумаги в зависимости от схемы

производства подсчитанный расход свежего волокна может быть уменьшен

вследствие возврата бумажного брака мешочного производства.

8. Расход химикатов для проклейки указан на 1 г бумаги нетто при

использовании белого клея.

Качество химикатов при указанных расходах должно соответствовать

определенным ГОСТ, а именно: канифоль сосновая — ГОСТ 797 — 55, едкий

натр — ГОСТ 2263 —

43;

сода кальцинированная — ГОСТ 5100 — 49; глинозем

сернокислый, очищенный ГОСТ 18180—40.

Для мешочной бумаги канифоль сосновая используется только для неко-

торых видов мешочной бумаги. Для обычной мешочной бумаги применяется

пековый клей, получаемый в процессе разгонки таллового масла — побочного

продукта производства сульфатной целлюлозы.

9. Расход каолина влажностью 15% на 1 т бумаги нетто указан при

\словии соответствия его ГОСТ 6138 — 62.

Расход каолина Р определен из соотношения

(100

—

В)3 ,

л i—

кг Н

а 1 m бумаги, ,

100УС

где В — влага, кг на 1 т бумаги нетто (по данным ГОСТ);

3 — зола, % к весу абсолютно сухой бумаги (по данным ГОСТ);

—

удержание каолина, например для типографской бумаги №

— 0,8,

т. е. 80%.

С — сухость каолина, равная 0,85.

Например, для газетной бумаги, для которой влажность по ГОСТ равна

8% (или 80 кг на 1 т), зольность — 5%, удержание каолина, принятое в нор-

мах 60% при стандартной влажности каолина 15%, расход каолина на 1 т

бумаги составит

000

)

= 90 кг/т.

1000,60,85

10.

Расход тепла указан на производство 1 т бумаги нетто, франко-

коллектор бумажной фабрики, т. е. все потери тепла от распределительного

коллектора до потребителя — бумагоделательной машины учитываются в ука-

занной норме. Потребляемый пар должен быть насыщенным или во всяком

случае его перегрев не должен превышать 10° С.

Для мешочной бумаги расход на сушку указан исходя из расчетной

сухости бумажного полотна после прессовой части 32—34%. В современных

пысокопроизводительных машинах, вырабатывающих мешочную бумагу, при-

меняется пар давлением 5 кгс/см

Как видно из табл. 23, для сушки картона на картоноделательной машине

предусматривается расход пара давлением 8 ата. Таким образом, давление

применяемого для сушки бумаги и картона насыщенного пара лежит в пре-

делах от 3 до 10 кгс/см

Другие параметры пара при этих давлениях приведены в табл. 21.

Таблица 21

Давление

пара,

кгс/см

Температура

пара, °С

142,9

183,2

Теплосодержание

конденсата,

ккал\кг

143,6

185,6

пара,

ккал\кг

653,4

663,9

Теплота

парообра-

зования,

ккал\кг

509,8

478,3

Для более полного использования теплосодержания пара схемы паро-

распределения на современных бумагоделательных и картоноделательных ма-

шинах предусматривают перепуск пара из группы в группу сушильных ци-

линдров, используя таким образом тепло пара вскипания (вторичного пара)

с соответствующим понижением температуры конденсата. По практическим

данным, для пара давлением 3 кгс/см'

температура конденсата понижается

до 105° С, а для пара давлением 10 кгс/см

— до 120° С. Допуская, что теп-

лосодержание конденсата численно равно его температуре, используемое в су-

шильной части машины теплосодержание пара давлением 3 кгс/см? составит

653,4—105=548,4 ккал/кг, а для пара давлением 10 кгс/см 663,9—120 =

543,9

ккал/кг.

Полученные результаты позволяют установить следующие соотношения

между расходом тепла в килокалориях и расходом пара в тоннах для сушки

бумаги и картона на современных бумагоделательных машинах:

-^i = 0,548 я 0,55; J^ii = 0,544 я 0,55.

1000 1000

С учетом этого коэффициент перехода от необходимого количества тонн пара

к необходимому количеству тепла в гигокалориях принят равным 0,55,

а переход от гигокалорий тепла к тоннам пара =1,82.

и, оо

При определении необходимого расхода пара на сушку бумаги принято,

что сухость бумажного полотна перед сушильной частью должна составлять:

для газетной и писчей бумаги № 2 35—36%; для типографской № 1 и ме-

шочной 32—34%.

Современные бумагоделательные машины нормально работают при тем-

(

пературе массы, поступающей на сетку, около 45°

С.

Такая температура сни-

жает вязкость воды, что способствует интенсификации обезвоживания в про-

цессе формования бумажного полотна на сеточном столе.

При нормальной работе машины температура массы поддерживается

вследствие максимального использования оборотной воды, отделения реги-

стровой воды от холодной спрысковой и других мероприятий. В целях уско-

рения создания нормального режима работы машины после ее пуска преду-

сматривают дополнительный расход тепла для подогрева свежей воды на

период пуска машины. Этот расход определяют следующим расчетом.

Принимают, что емкость сборника оборотной воды составляет 600 м

что воду в этом сборнике необходимо нагреть от 4°

до 45° С. Необходимое

количество тепла составляет

Q= «"(Ь-ti) гкал,

1000

где с — теплоемкость воды, равная 1;

т — количество воды, м

, подлежащей нагреву;

h—t\ — разность температур холодной и нагретой воды.

В нашем случае получим

1-600-41

„. .

Q = = 24,6 Гкал.

1000

Принимая количество остановок машины в неделю равное 3, расход тепла

в неделю 24,6-3 =

73,8

Гкал; при суточной выработке газетной бумаги 330 т

и 7 рабочих дней в неделю, получим удельный дополнительный расход тепла

— = 0,03 Гкал/т.

330-7

Аналогично при выработке 270 т писчей бумаги № 2 удельный дополнитель-

ный расход тепла составит

-— = 0,04 Гкал/т.

270-7

Возврат конденсата 80% принят на основе обобщения данных действую-

щих предприятий.

11.

Расход электроэнергии указан на производство 1 т бумаги нетто

при условии учета энергии на распределительном щите ТЭС (франко-щит

ТЭС) без учета потребления на вентиляцию.

Расход электроэнергии для производства мешочной бумаги определен

для широких быстроходных машин. Для малопроизводительных тихоходных

машин удельная норма снижается на 100—200 квт-ч.

12.

Дополнительный расход электроэнергии на роспуск целлюлозы учи-

тывает применение привозной сульфатной целлюлозы, роспуск ее на гидро-

разбивателе и перекачку к месту потребления на расстояние 500 м. При дру-

гих конкретных условиях величина расхода должна уточняться.

13.

Расход свежей воды указан на производство 1 т бумаги нетто.

При проектировании необходимо принимать все возможные меры к макси-

мальному использованию оборотной воды и сокращению расхода свежей.

Расход уточняют при расчете баланса воды и волокна.

14.

Необходимый расход сжатого воздуха для одной бумагоделательной

машины указан для определения производительности компрессорной уста-

новки. При обслуживании одной установкой нескольких машин учитывается

указанный ниже коэффициент одновременности, с учетом которого может

быть снижено суммарное количество необходимого воздуха.

Число машин ..... 1—2 3—4 5—6 7—8 9—10 Свыше 10

Коэффициент одновре-

менности 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Пример 49. Расчет производительности и основных

расходов бумажной фабрики при ее проектировании.

Заданными условиями проектирования предусматривается установка двух

бумагоделательных машин чистообрезной ширины бумажного полотна 6720 мм

для выработки газетной бумаги со следующим составом по волокну: белой

древесной массы 78%, сульфитной небеленой целлюлозы 12%, сульфатной

полубеленой целлюлозы 10%.

Машины устанавливаются на бумажной фабрике, входящей в состав

комбината, имеющего соответствующие полуфабрикатные цехи достаточной

производительности.

Принимаем

ширину^бумажного полотна на накате, мм 6770

расчетную скорость бумагоделательных машин, м/мин.

•

. 750

расчетное количество часов работы машины, ч/сушки . . 23

» » дней работы машины в год .... 345

расчетный вес 1 м

газетной бумаги, г 51

потери производительности машин от холостого хода, % 4,0

в том числе сухой брак на машине, % 1,5

мокрый брак на машине, % 2,0

брак в отделочном цехе, % 1,5

безвозвратные потери волокна (промой), % 1,0

Рассчитываем:

производительность одной бумагоделательной машины брутто на на-

кате Q=0,06 -

;

6,77 -750

-5.1

-0,9,6=341 т в сутки, где 0,96

—

коэффициент, учи-

тывающий потерю производительности машины из-за холостого хода, вклю-

чая время выработки на машине сухого брака;

производительность одной бумагоделательной машины нетто (выработка

товарной продукции) 341-0,985 =

336

т в сутки, где 0,985 — коэффициент,

учитывающий количество брака в отделочном цехе;

выработку товарной бумаги одной бумагоделательной машиной в год

366-345=115 920 г;

производительность двух бумагоделательных машин нетто в сутки

336-2=672

т;

выработку товарной бумаги двумя бумагоделательными машинами

в год 115 920-2=231840 г;

потери в выработке от холостого хода и сухого брака на одной машине

341 -0,04=13,6 т в сутки;

, „ 13,61,5

количество сухого брака на одной машине =5,1 г в сутки, от

двух машин 5,1

•

2= 10,2 т в сутки;

Рн