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

Скачать файл (13,26Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 165

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Воздух, необходимый для горения, подается в двух местах: внизу через отверстия 7 в количестве, при котором в нижне.й части печи со здается недостаток кислорода на 5—10%, и вверху через отверстия 8

снекоторым избытком. В общем печь работает с избытком воздуха

а= 1,2 -г- 1,25. Такое распределение воздуха способствует восстанов-

Рис. 11-5. Схема устройства содорегенерационной печи впрыски вающего типа (печь Томлинсона):

1 — обмуровка; 2 — экраповые трубы; 3 — под печн; 4 — пояс из плиток Бейля;

5 — котел-утнлнзатор; 6 — форсунка; 7 , 8 — отверстия для ввода первичного воздуха; 9 — летка *

лению минеральной части щелока в низу печи и полному сгоранию органических веществ вверху.

Печь впрыскивающего типа обладает высокой степенью восстанов ления, высоким тепловым к. п. д., компактностью, простотой уста новки. Принцип действия такой печи дает возможность построить аг регат большой производительности. Благодаря своим преимуществам печь описанного типа вытесняет другие печи.

233

Материальный и тепловой балансы серной печи

Производительность печи 1000 кг в час,

равно 3. По формуле (11-21)

напишем равенство

1000 = 60 (3 D + 0,25 D) D = 60 • 3,25 D2.

Отсюда внутренний диаметр печи

D =	1000	2,25	м
D =	60-3,25	2,25	м
]/	60-3,25
и внутренняя длина I = 3-2,25 =	6,75 м.

Расчет материального баланса на 1 кг серы

Теоретическое количество кислорода для горения по формуле (11-9):

О20 = Sp = 1 кг.

То же, при избытке воздуха а = 1,1 по формуле (11-10):

0 2 = а О20 = 1,1 • 1= 1,1 кг.

Избыток кислорода по формуле (11-11):

V О20 = (а — 1) О20 =			(1,1 — 1) • 1 =	0,1 кг.
Теоретическое количество воздуха по формуле (11-12):
L0 = 4,35S p - 4,35-1 = 4,35 кг.
Количество воздуха при избытке а = 1,1			по формуле (11-13):
L = а L0 = 1,1- 4,35 = 4,78 кг.
Количество азота в воздухе по формуле (11-14):
IV = 0,77 L = 0,77-4,78 = 3,68				кг.
Количество сернистого газа по формуле (11-17):
	Ѵо» = 2		= ^ кг-
Количество продуктов горения по формуле (11-20):
V = У0з + УN, +		Ѵ о а =	0.1 + 3,68 + 2 = 5,78 кг.
		Расчет теплового баланса на 1 кг серы
Тепло, внесенное с серой	при ее температуре t t =			20° С,
Qx =	Cg	= 0,75-20 = 15 кдж,

где Cg — теплоемкость серы, равная 0,75 кдж/кг-град.

Тепло, внесенное с воздухом при его температуре t2 — 20° С,

Q2 = caLt2= 1,0-4,78-20 = 96	кдою,
где с0 — теплоемкость воздуха, равная 1,0 кдж/кг-град.
Тепло, выделяющееся при сжигании 1 кг серы,	QJJ =	9250 кдок/кг.
Суммарное количество тепла, выходящего из	печи с продуктами горения,
Qo = Qt + Q2 + Qр == 15 + 96 -)- 9250 = 9361		кдж.

234

Результаты расчетов сведем в табл.			11-1.
				Та б л и ца	11-1
	Тепловой баланс
Поступило вещества	и с ним тепла		Ушло вещества и с ним тепла
наименование	кг	кдж	наименование	кг	кдж

С ер а .....................................	1,00	15
Теплотворность серы . . .		9250
'Воздух:	1,10	96
кислород воздуха . . .	1,10
азот воздуха ...............	3,68

Сернистый газ . . . .	2,00	j 9361
Свободный кислород	0,10	j 9361
А зот.............................	3,68

В с е г о . . .

5,78 9361

В с е г о . . . 5,78

9361

Материальный и тепловой балансы колчеданной печи

Производительность печи 1000 кг в час, число полок п = 8; d = 0,7 м. По формуле (11-22) имеем

1000 = 2,5 (D2— 0,73)-8.

Отсюда внутренний диаметр печи 7 м. Состав сжигаемого колчедана еле"

дующий:
	А р %		FeS,p %
бЬ'р %	А р %		Fep %	Sp%
			Fep %	Sp%
2	18		37,2	42,8
2	18
			80
	Расчет материального баланса на 1 кг колчедана
Горение колчедана происходит по формуле
4 Fe S, + 11 0 2 =			2 Fe20 3 + 8 SOä
480 + 352 =			320-1-512.
Следовательно, теоретическое количество кислорода должно быть
о.	352	80	ОСО
о.	---- —		= 0,59 кг.
	480	100
То же, при избытке воздуха а =		2,1 по формуле (11-10):
0 2 =	а О2о =	2,1 -0,59 = 1,24 кг.
Избыток кислорода по формуле (11-11):
ѵо, — (а — 1) О20 =		(2,1 — 1) 0,59 = 0,65 кг.

235

Теоретическое количество воздуха по формуле (11-12):

I	Озо _	0.59■= 2,57 кг.
0 ~	0,23 ~	0,23

Количество воздуха при избытке а = 2,1 по формуле (11-13): L = а L0 = 2,1 • 2,57 = 5,4 кг.

Количество азота в воздухе по формуле (11-14):

у № = 0,77 L = 0,77-5,4 = 4,16 кг.

Количество сернистого газа по химической формуле горения:

	512	80	О о с	к г .
S O ;	: -------- — = 0 , 8 6
	480	100

Количество водяных паров по формуле (11-19):

KHj0 =	2 = 0,02 кг.
	100

Количество продуктов горения по формуле (11-20):

= ^О, + V + 17SO; + ’V o = ° '65 + 4,16 -!- 0,86 + 0,02 = 5,68 кг.

Количество полученного Fe,03 по химической формуле горения:

, 320 80 (Ре20 3) ---- — = 0,53 кг.

480 100

Расчет теплового баланса на 1 кг колчедана

Тепло, внесенное сухой массой колчедана при его температуре tx= 20° С,

		Qi =	c1Gt1=	0,54-0,98-20 = 9,0 кдж,
где сг — 0,54 кджікг-град — теплоемкость сухого колчедана;
G — вес сухого колчедана, равный 0,98 кг.						t2 = 20° С,
Тепло,	внесенное влагой колчедана при ее температуре					t2 = 20° С,
		Qa =	c2wpt2=	4,18-0,02-20 = 1,7 кдж,
где с» = 4,18 кджікг-град — теплоемкость влаги.					20° С,
Тепло,	внесенное воздухом при его температуре 7а =				20° С,
		Q3 = cBLt3 = 1,0-5,4-20= 108 кдж,
где св = 1,0 кджікг-град — теплоемкость воздуха.
Тепло,	выделяемое при горении, по формуле (11-6) равно
Q" =	Q“ - °° — Б Р°/о _ _ 25 ц,			= 7120^^— —- — 25-0,02 =		5696 кд ж .
р	г	100	Р	100
Тепло,	уносимое с огарком при его температуре t3 =				300° С,
	<?5=	с5 [і4р + (Fe20 3)] h = 0,75 (0,18 + 0,53)-300= 160 кдж,

где съ — теплоемкость огарка, равная 0,75 кджікг-град.

Тепло, уносимое с воздухом, охлаждающим вал печи: расход воздуха на

охлаждение вала составляет GB =		6,5 кг на 1 кг колчедана. Принимая темпе
ратуру поступающего	воздуха /в = 20° С и уходящего воздуха tB — 250° С,
определим количество	уносимого	с ним тепла

Qe = cBGB( — Q = 1,0-6,5 (250 —20) = 1500 кдж.

236

Тепло, отдаваемое печью в окружающую среду, может быть принято рав ным 2% от теплотворности сжигаемого колчедана.

	Т а б л и ц а 11-2
Тепловой	баланс
Поступило вещества и с ним тепла	Ушло вещества и с ним тепла

наименование кг кдж

Колчедан:	0,80
(FeS,)p ...............	0,80	}	9,0
- ...............	0,18	}	9,0
Воздух:.........................................	0,02		1.7
W p
кислород . . . .	1,24	}	108,0
а з о т ..................	4,16	}	108,0
Теплотворность		5696,0
колчедана . . . .		5696,0
В с е г о . . .	6,40	5814,7

наименование	кг		кдж
Продукты горения:	4,16
азот свободный . .	4,16		—
кислород ...............	0,65	4040,7
сернистый газ . . .	0,86	J	—
водяной пар	0,53	J	-- .
водяной пар	0,02
Огарок..........................	0,18		160,0
			160,0
Тепло охлаждающего		1500,0
воздуха ...................		1500,0
Тепло, отданное в ок-			114,0
ружаюідую среду . .			114,0
В с е г о . . .	6,40	5814,7
В с е г о . . .	~

При этом

Q, = Q" — = 5696 . — =114 кдж.

р 100

100

Тепло, уносимое с продуктами горения,

Q8 = (^i + Q2 + Q3 + Qp) — (Q6 + Q6 + Q7) =

= (9,0 + 1,7+ 108 + 5696) — (160 + 1500 + 114) = 4040,7 кдж.

Результаты расчетов сведем в табл. 11-2.

Материальный и тепловой балансы содорегенерационной печи впрыскивающего типа

Расчет материального баланса на 1				кг черного		щелока,
			поступающего в печь
Состав щелока:	Ср	Нр	Sp	Op	А р	wp
Рабочий состав щ елока............................
Вес, к г ...........................................................	0,20	0,02	0,01	0,12	0,25 0,40
Состав минеральной части..........................	NaOH	Na2C03		Na2S04		Na2S
Вес, к г ...........................................................	0,13		0,03	0,08		0,01