Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

Qi = Qi-

Проверим, достаточно ли тепла передается от пара к раствору, чтобы обес­ печить принятую степень концентрирования раствора. Необходимое количество тепла равно

QHcn = \ѴА(г4 — с4срг4ср) = 25 700 (2650 — 3,62-86,2) =

= 60 000 000 кдж/ч, или 16 670 000 дж/сек.

Приходит тепла за счет теплопередачи

(2 = 2060-7-6,29-3,14-1350-0,0457 = 17 600 000 дж/сек.

Получили Q. > <2испПри нормальной работе выпарки это условие всегда должно выполняться. Резерв производительности по теплопередаче Q—QIlcn =

Q Qucn-•100:

Пример 3. Проверить полученный в примере 1 режим выпаривания седьмого

275 000-0,25 = 68 750 кг/ч — количество щелока. По формуле (10-17) толщина

Поскольку в седьмой корпус щелок подается перегретым, при входе в аппа­ рат он вскипает и в трубки поступает парожидкостная смесь. Примем концен­

трацию щелока на входе в трубки х71 = 20,9%, а температуру t1{ = 56,4° С (эти цифры взаимосвязаны и получены методом приближения, который был по­ казан в примерах 1 и 2). Концентрационная депрессия для х71 = 20,9% равна

Дл = 1,5°, а теплоемкость щелока с'71 = 3,65 кдж/кг-град. Следовательно, температура пара на входе в трубки t7c = 56,4 — 1,5 = 54,9° С; ей соответст­ вует теплосодержание і7 = 2598,6 кдж/кг. Из теплового баланса нижней части аппарата, где происходит вскипание, определяем количество испарившейся воды

68 750 (3,67-85 — 3,65-56,4) = 3050 кг/ч. 2598,6-3,65-56,4

219

гидродинамический расчет проведен верно и можно перейти к тепловому рас­ чету, в котором необходима найденная выше температура t7l.

где 54,3° С — средняя температура пара.

220

Критерии, входящие в формулу (10-15), равны:

р-п __ 0,0107 = 0,00637.

Рж 1.68

Следовательно, по формуле (10-15):

Nu = (1,3 + 128-0,0456) 10,30,9-1570,23 • 12 3500,34 • 11 1300,25- 0,00637 =

Определим коэффициент теплоотдачи со стороны пара по формуле■(8-19). Примем разность температур между паром и стенкой 2,8° С, Температура пленки конденсата + л = 65,5 — 0,5-2,8 = 64,1°. Следовательно, 5 = 1 5 7 ,9 (см.

стр. 160). Для температуры пара 65,5° величина г, = 2344 кджікг. Коэффициент теплоотдачи

Qi.cn = (22 920 — 3050) (2597,4 — 3,55-56,2) = 47 700 000 кдж/ч,

где 2597,4 кджікг — теплосодержание для средней температуры пара в трубках 54,3°; 3,55 кдж/кг-град — средняя теплоемкость щелока; 56,2° — его темпера­ тура.

Аналогично проводится проверка в пятом и шестом корпусах выпарки. Расчеты, приведенные в примерах 1, 2 и 3, показывают, что аппараты пря­

моточной части выпарки работают в довольно свободном режиме. Для того чтобы увеличить их нагрузку и повысить концентрацию щелока сверх 30%, нужно увеличить расход греющего пара в четвертом корпусе. В связи с этим’следует произвести повторный расчет выпаривания.

221

Раздел III. ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ

Глава И . ТОПЛИВО И ГОРЕНИЕ. ПЕЧИ И ТОПКИ

ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ТОПЛИВО И ЕГО СОСТАВ

Вещества, способные гореть и выделять при этом тепло, назы­ ваются горючими веществами. Те из них, которые имеют промышлен­ ное значение для получения тепла, в отличие от горючих веществ во­ обще называют топливом. К топливу относятся каменный уголь, торф, дрова, горючие сланцы, нефть, генераторный газ, доменный газ, ес­ тественный горючий газ и другие вещества. Следовательно, топливо может быть твердым, жидким и газообразным. Топливо в том составе, в котором оно сжигается, называется рабочим топливом.

Рабочее топливо состоит из влаги и сухой массы. Количество влаги в килограммах, содержащейся в 1 кг рабочего топлива, называют рабочей влажностью топлива и обозначают через wp. Рабочую влаж­ ность часто выражают з процентах от веса топлива. При этом соотно­ шение между влажностью в процентах и в килограммах получается следующее:

шр% 100= 100 wp.

Очевидно, вес сухой массы топлива будет 1—wp кг. Если его вы­ разить в процентах от веса топлива, то

—100= 100—Wp%.

Сухая масса топлива состоит из горючей массы и негорючей, или золы. Вес золы, содержащейся в 1 кг рабочего топлива в килограммах, на­ зывается рабочей зольностью топлива и обозначается А р. Так же, как и влажность, она может быть выражена в процентах:

Д р% = 100Ар.

Влага и зола вместе составляют негорючую часть топлива и назы­ ваются балластом, вес которого в 1 кг рабочего оплитва обозначают Бр. Он тоже может выражаться в процентах:

Б р% = 100 Бр.

Вес горючей массы в 1 кг рабочего топлива составляет

1 Wp Д р — 1 Бр,

или в процентах от веса рабочего топлива

= 100— 100 £ р= 100—Wp% — Ар% = 100—Бр%.

222

Горючая масса применяемых топлив в общем случае состоит из следующих химических элементов: углерода С, водорода Н, кисло­ рода О, азота N и серы S. Если количества этих элементов, находя­ щихся в 1 кг рабочего топлива, выразить в килограммах, то они дадут так называемый рабочий состав горючей массы топлива. При этом вес каждого элемента будет обозначаться соответствующим подстрочным символом «р»: например, Ср. Состав может быть выражен и в процентах от веса рабочего топлива; тогда, аналогично предыдущему, будем иметь:

Ср% = 100Ср; Я р% = 100 Я р; Ор% = 100 Ор;

Np% = 100 Np; Sp% = 100 Sp.

В рабочем топливе вес сухой массы является стабильным, влаж­ ность же может изменяться в довольно широких пределах в зависи­ мости от разных условий. Так, влажность дров весенней рубки, по­ ставляемых сплавом, может достигать 50—55%. После длительного хранения на складе и естественной сушки влажность дров может сни­ зиться до 30—35%. Еще большие колебания влажности наблюдаются у торфа. Вследствие этого часто зольность и состав горючей массы дают не для 1 кг рабочего топлива, а для 1 кг сухой массы. При этом все бук­ венные выражения сохраняются, но вместо индекса «р» ставится ин­ декс «с». Таким образом, вес золы и химических элементов, входящих в состав 1 кг сухой массы топлива, будет обозначаться А с, Сс, Нс, Ос, Nc и Sc. Все эти величины можно выразить и в процентах от веса сухой массы:

А с% = 100Лс; Сс% = 100Сс; НС% = 100НС; Ос% = ЮООс;

Ос% = 100 Ос; Nc% = 100 Nc; Sc% = 100 Sc.

Между процентным составом рабочего топлива и процентным со­ ставом сухой массы существует зависимость. Выясним ее на примере зольности. В 1 кг рабочего топлива содержится wp кг влаги, А р кг золы и 1— Wp кг сухой массы. Рабочая зольность (в %) равна

Л р% = 100Лр.

Зольность на сухую массу в процентах, т. е. от веса сухой массы, равна

Лс% = — -100.

1 — wp

Разделив второе равенство на первое, получим

Умножив числитель и знаменатель дроби в правой части равенства на 100, получим

223