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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 163

Скачиваний: 0

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

В результате реакции остается Na2SO.] = 0,008 кг; получается

7S

QQ

Na,S = — 0,072 = 0,040 кг;

СО, = — -0,072 = 0,044 кг;

142

“ 142

расходуется

 

24

С = — -0,072 = 0,012 кг. 142

2. Регенерация

2Na ОН -I- S + С = NaaS + Н ,0 + СО.

80 + 32+ 12 = 78 + 18 + 28.

При степени регенерации 40% в реакции участвует S 0,01-0,4 = 0,004 кг' Остается непрореагировавшеи S 0,01-0,6 = 0,006 кг.

В результате реакции остается S 0,006 кг; получается

7Я

кг;

 

18

кг;

Na„S = —-0,004 = 0,0100

Н„0 = —-0,004 = 0,0020

32

 

”

32

 

98

с о = --0,004 = 0,0035 кг;

32

расходуется

NaOH = —-0,004 = 0,010 кг; S = 0,004 кг; 32

С= —-0,004 = 0,0015 кг. 32

3.Карбонизация NaOH

2Na ОН + СО, = Na,C03 + Н20. 80 + (12 + 32) = 106 + 18.

В связи с тем что 0,01 кг NaOH уже израсходована при регенерации Sopr, для карбонизации остается (0,13—0,01) = 0,12 кг. В результате реакции: по­ лучается

Na,C03 = — -0,12 = 0,159 кг;

Н20 = —• 0,12 = 0,027 кг,

80

80

расходуется

С= —-0,12 = 0,018 кг 80

39

С02 = 0,066 кг.

О = — -0,12 =

0,048 кг

80

 

4. Доокисление СО — 0,0035 кг, получающегося при регенерации серы,

2СО + 0 2 = 2С02

56 + 32 = 88.

В результате реакции: получается

88

С02 = — 0,0035 = 0,0055 кг; 56

238

расходуется

О., = — 0,0035 = 0,002 кг.

“56

Врезультате выделилось С02: при реакции восстановления Na2SO 0,044 кг; при доокислении СО 0,0055 кг; всего 0,0495 кг.

На реакцию карбонизации расходуется С 02 0,066 кг, т. е. не хватает С 02 (0,0660 — 0,0495) = 0,0165 кг.

На образование этого количества С02 расходуется углерод и кислород ор­ ганической части щелока, которые соединяются по формуле

 

 

 

 

 

С +

О, = СО,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 +

32 = 44,"

 

 

 

 

При этом расходуется:

 

 

 

 

 

 

 

С =

—

-0,0165 = 0,0045 кг;

О, = ——-0,0165 = 0,0120 кг.

 

44

 

 

 

 

44

 

 

 

 

В результате

реакций

 

 

 

 

 

 

 

а) в минеральной

 

части

ще­

 

б) в органической части щело­

лока (кг):

 

 

 

 

0,080

ка (кг):

 

 

. -

- ■0,200

было до реакции Na2S04

было до реакции С

израсходовано

при

вос­

0,072

израсходовано:

 

 

 

0,012

становлении

...............

 

при восстановлении.

. .

осталось.............................

 

 

 

0,008

при регенерации.........

 

0,0015

было до реакции NaOH

0,130

при карбонизации.......

 

0,0045

израсходовано

при

ре­

0,010

осталось ..............................

 

 

 

0,182

генерации серы . .

. .

до реакции было и оста­

израсходовано

при кар­

0,120

лось Н .........................

 

S

. .

0,020

бонизации

..................

 

 

было до реакции

. . 0,010

осталось.............................

 

 

 

0,000

израсходовано

при регене­

было до реакции Na2C03

0,030

рации ...................................

 

 

 

0,004

получилось

при карбо­

0,159

осталось............................

 

 

. -

0,006

низации ......................

 

 

 

до реакции было О

- • 0,120

стало

.................................

 

 

 

0,189

израсходовано

при доокис­

было до реакции Na2S .

0,010

лении С О .....................

при

 

0,002

получилось

при восста­

0,040

израсходовано

карбо­

новлении ......................

 

 

 

низации .............................

 

 

 

0,012

с т а л о .................................

 

 

 

 

0,050

осталось............................

 

 

 

0,106

 

 

 

 

 

 

до реакции было Н20 .

. - 0,400

 

 

 

 

 

 

получилось при

регенера­

 

 

 

 

 

 

ции .....................................

 

 

 

0,002

 

 

 

 

 

 

получилось при карбониза­

 

 

 

 

 

 

ции .....................................

 

 

 

0,027

 

 

 

 

 

 

с т а л о ................................

 

 

 

0,429

Для горения оставшейся органической части щелока потребуется кислород при избытке воздуха а = 1,25 по формулам (11-9) и (11-10):

О'а = « ( | Ср + 8НР + Sp - Op j =

= 1,25 (— 0,182 + 8-0,02 + 0,006 — 0,106) = 0,6816 кг.

3

Количество требующегося воздуха при а = 1,25 по формулам (11-12) и (11-13):

L = 0 2 _

0,6816 : 2,9635 кг.

0,23

0,23

239

Количество aâora, внесенного с воздухом, по формуле (11-15)

l/N = 0,77 L = 0,77-2,9635 = 2,2819 кг.

При сжигании щелока получатся следующие продукты горения: по формуле (11-16)

ѴСОэ = — Ср =

—-0,182 = 0,6673 кг;

 

3

 

3

 

по формуле (11-17)

 

 

 

 

 

Ѵ50з =

2SP =

2-0,006 = 0,012

кг;

по формуле (11-19)

 

 

 

 

Vнао =

9Нр +

юр =

9-0,02 + 0,429 =

0,609 кг;

по формулам (11-10) и (11-11)

 

 

 

Ѵ0 = ^ і о

а = 1,2-5 ~ 1 -0,6816 =

0,1363 кг.

0j

а

 

1,25

 

Всего газообразных продуктов горения по формуле (11-20)

^gr ~

+ VCOä + ^soa + ѵн,о =

= 0,1363 + 2,2819 + 0,6673 + 0,012 + 0,609 = 3,7065 кг.

Результаты расчетов сведем в табл. 11-3 материального баланса.

Расчет теплового баланса на 1 кг черного щелока, поступающего в печь

Приход тепла:

тепло, внесенное сухой частью щелока при его температуре 70° С,

Qi = Ci (1 — юр) tx = 1,45-0,6-70 = 61 кдж,

где Cj — теплоемкость сухой части щелока, равная 1,45 кдж/кг-град; тепло, внесенное влагой черного щелока,

Q2 = с2юр?і. = 4,18-0,4-70 = 117 кдж,

где с2 — теплоемкость влаги, равная 4,18 кдж/кг-град;

тепло, внесенное воздухом при его температуре ts = 150° С (после воздухо­ подогревателя),

Q3 — caLt3 — 1,0-2,9635-150 = 445 кдж,

где с3 — теплоемкость воздуха, равная 1,0 кдж/кг-град; тепло от сжигания черного щелока по формуле Менделеева

Q" = 33 800 Ср + 102 500 Нр + 10 100 (Sp — Ор) —2500 юр =

= 33 800-0,182 + 102 500-0,02+ 10 100 (0,006 —0,106) = 2500-0,429 =

= 7100 кдж.

Всего в печь поступило тепла

 

445 + 7100 = 7723 кдж.

QnocT — Qi + Q2 + Q3 + Qp = 61 + 117 +

Расход тепла:

 

 

тепло на восстановление

 

 

Qb = <76^6 =

7000-0,072 =

503 кдж,

где % — тепло, поглощаемое при

реакции на

1 кг восстановленного Na2S04,

равное 7000 кдж;

 

 

240

Вольман .С .И ,Бушмелев .Л .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 11-3

 

 

 

 

Материальный

баланс щелока, поступающего в печь, к г /к г

 

 

 

 

 

 

 

 

Реакция восстановления

 

 

Реакция

регенерации

 

Реакция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

доокислення

Вещество

Поступило

 

 

 

всего

 

 

 

всего

 

 

 

 

 

 

израсхо­

 

получи­

поступает

израсхо­

 

получи­

поступает

израсхо­

 

 

 

 

 

осталось

на сле­

осталось

на сле­

осталось

 

 

 

 

довано

лось

довано

лось

довано

 

 

 

 

 

дующую

 

дующую

 

 

 

 

 

 

 

 

реакцию

 

 

 

реакцию

 

 

Na2S04

0,0800

0,0720

0,0080

_____

0,0080

_____

0,0080

_____

0,0080

_____

0,0080

NaOH

0,1300

—

0,1300

—

0,1300

0,0100

0,1200

—

0,1200

—

0,1200

Na2C03

0,0300

—

0,0300

—

0,0300

—

0,0300

—

0,0300

—

0,0300

Na2S

0,0100

—

0,0100

0,0400

0,0500

—

0,0500

0,0100

0,0600

—

0,0660

 

С

 

0,2000

0,0120

0,1880

—

0,1880

0,0015

0,1865

—

0,1865

—

0,1865

 

н2

0,0200

—

0,0200

—

0,0200

—

0,0200

—

0,0200

—

0,0200

 

S

 

0,0100

—

0,0100

—

0,0100

0,0040

0,0060

-

0,0060

—

0,0060

 

о

 

0,1200

—

0,8016

—'

0,8016

—

0,8016

—

0,8016

0,0020

0,7996

 

 

0,8016

 

воздуха)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 2 (

0,6816

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N2 (воздуха)

2,2819

—

2,2819

—

0,2819

—

0,2819

—

0,2819

—

2,2819

 

Н20

0,4000

—

0,4000

—

0,4000

—

0,4000

0,0020

0,4020

—

0,4020

 

со

 

—

—

—

0,0440

0,0440

—

0,0440

—

0,0440

—

0,0440

 

СО2

—

—

—

—

—

—

—

0,0035

0,0035

0,0035

—

 

so

2

—

—

—

—

—

—

—

—

—

----- .

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В с е г о

3,9635

0,0840

3,8795

0,840

3,9635

0,0155

3,9480

0,0155

3 ,9635

0,0055

3,9580

тепло на расплавление минеральной части щелока

 

 

 

Qu = qBAp — 2880-0,257 = 740 кдж,

где qB— теплота плавления, равная 2880 кдж;

 

 

тепло,

уносимое плавом при выходе его из печи с температурой t7= 900° С,

 

 

Q7= c7A pt7 =

1,45-0,257-900 = 338 кдж;

тепло,

потерянное

печью в окружающую среду, можно принять равным

1,5% от теплотворности топлива:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4 = ^P- 1,5=

—

-1,5=

106 кдж.

 

 

 

 

100

 

100

 

 

 

Температура

tg газов, выходящих

из

печи,

принимается 700° С. При этом

из печи с продуктами

горения уходит тепла:

 

 

 

 

 

 

 

с ^соа

 

570 кдок,

 

Qjj =

cCoaV'co/0 =

1,225-0,6673-700 =

где теплоемкость С 02

 

равна

 

 

 

 

 

 

се0а = 0,845 + 0,00066 ^ — 0,000000175 t- = 0,845 +

 

+ 0,00066-700 — 0,000000175-700а = 1,225 кдж/кг-град;

 

 

 

 

 

с ^soa

 

 

 

 

Qю =

Csoa^ so /9 = 0,81-0,012-700 =

7,5 кдж,

где теплоемкость

S02

 

равна

 

 

 

 

 

 

cso

= 0,585 + 0,000467 t — 0,000000121 t* = 0,585 +

 

+ 0,000467-700 — 0,000000121 -7002 =

0,91

кдж/кг-град;

 

Qu =

 

Cq VqJ» = 0,936-0,1363-700 =

89 кдж,

где теплоемкость

0 2 равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с0з =

0,885 + 0,0000694 t =

 

 

= 0,885 + 0,0000694-700 =

0,936 кдж/кг-град;

 

 

 

 

 

с V

 

 

 

 

Q12 =

 

cNnl/No^ =

1,06-2,2819-700= 1695 кдж,

где теплоемкости N2 равна

 

 

 

 

 

 

cN> =

1 -f 0,000079 t = 1 + 0,000079-700 = 1,06 кдж/кг-град;

 

 

 

 

 

с ^н„о

 

 

 

 

 

Q13 =

9нао ^ н ао — 1200-0,609 =

730 кдж,

где теплота

на 1 кг водяного пара

 

 

 

 

 

 

 

9н.,0 = 2to — 200 = 2‘700 — 200 =

1200.

Всего тепла, уносимого из печи с продуктами горения,

Qk=

Qg "Ь Qiо "Ь Qu "Ь Qi2~h Qu == 570 —J—7,5 —f—89 —{—1695 730 =

 

 

 

 

=

3091,5 кдж.

 

 

242

Смотрите также файлы