ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.08.2020
Просмотров: 1998
Скачиваний: 6
2 Влияние расхода и концентрации а.щ. на варку. т.к. щелочь исп-ся на неитр-ию кислых орг в-в, обр-ся при разлож Л, углеводов. Чем глубже степень провара, тем выше д.б. теорет расход а.щ. на варку. Как правило, расход а.щ. задается с избытком, вел кот зав от числа Каппа Ц. Для мягких Ц этот избыток сост-ет 50%, для жестких – 10% и играет роль фактора, ускоряющего варку и позволяющего получить Ц с заданным числом Каппа.
Начальная конц а.щ.(С, г/л, кг/м3) связана с расходом щелочи на варку ч/з ГМ.
С = а/Vобщ (расход а.щ. на в., кг/т / общийV жид в котле); Vобщ = Gдр*ГМ.
В лаб-х усл-ях изменить нач конц а.щ. м. меняя ГМ варки или расход а.щ. при пост-м ГМ. Повышение конц а.щ. в 2 раза в интервале конц-ий 30-60 г/л позволяет сократить продолжительность варки до 1 и того же числа Каппа вдвое. Ув расхода а.щ. в 2 раза при пост конц а.щ. (60 г/л) также позволит сократить продолжителность варки в 2 раза.
В произ усл варка ведется при одинак ГМ (непр-ая – 2,8 - 3,1; период – 4 - 5). Поэтому изменить скорость варки м. только ув-я расход а.щ., что приведет вк ув нач. конц а.щ. в р-ре и поэтому позволит существенно сократить продолж-ть варки при заданной t(повысить произв-ть вар уст) или понизить t варки и сохранить произ-ть вар уст-ки ( и улучшить белимость Ц).
Предусмотренное принципом Хартлера изменение профиля конц а.щ. по ходу варки достиг-ся путем распред-ой (дробной) подачей белого щелока в вар уст-ку.
3 Влияние сульфидности.В произ-х усл-ях сульфидность белого щелока в котле 15-35%. Повыш конц сульфида в этом интервале приводит к ускорению раств-я Л при сохранении скорости раств-я углеводов. При этом прод-ть варки сокр-ся, повыш-ся выход Ц и улучш пок-ли ее мех прочности. Дальнейшее повыш сульфидности приводит к снижению конц эффект-ой щелочи и приводит к ув числа Каппа. Б.щ. с повыш-й сульфидностью обладает выс корродир св-ми, что сказывается на состоянии вар оборудования, вып апп-ов, содорег-го оборуд. Кроме того, повыш-ие сульфидности приводит к ув выбросов метилсернистых соед-й.
4 Влияние качества щепы и породы древ. Щепа для сфа в. д. сод-ть не менее 90% фракции щепы норм размеров (дл – 15-25мм; шир – 3-5мм). Варка толстой щепы приведет к снижению выхода соритр Ц. Ув кол-во непровара, перевар мелкой щепы. Наиб равномер щепа получ-ся при рубке древ на спец-х рубительных многоножевых машинах фирмы КОNЕ. При варке щепы из древесных отходов, получ-х из отходов лесопиления, получ-ся Ц с более низким выходом из 1м3 котла. При варке опилок получ-ся п/т с худшей мех прочностью из-за более низк длины волокна.
М. исп-ть в качестве сырья сухостойную древ, пораженной черным еловым усачем. При продолж-ти усыхания 10-15 лет выход сфа Ц получ-ся на 1-1,5% ниже по сравн-ю со здоровой древ, а пок-ли мех прочности ост-ся те же.
Варка неокоренной древ требует повыш расхода щелочи на варку, 0,4% на каждый % коры. Однако неизбежно ув сорности Ц, а выход Ц из лубного слоя коры сост-т не более 15-20% от массы коры, длина волокна этой Ц сост-т не более 1,1 мм.
13. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛА СДУВОК И ВЫДУВКИ. УЛАВЛИВАНИЕ СКИПИДАРА.
В состав терпеинной сдувки кроме водяных паров входят метанол, терпены, МetS-е соед-я, ацетон и H2S. Конд-т теентинной сдувки со-т в осн-м скип-ю фр-ю,темп-ра кип-я кот-й 160-80 о, а конд-т конечной сдувки до 25% сод-т легкокип-е вещ-ва. С-ма утил-ии паров сдувки д-на обесп-ть улавл-е ценных поб-х прод-в и тепла сдувочных паров.Рис.
1- Вар.котел, 2- Щелокоул-ль, 3- Поверхн.конд-р, 4- Флор-на, 5- Бакск-ра-сырца.
К-во вод.пара 180 кг. При кон-й сдувке 400 кг, при выдувке 700 кг.Сдувки из котла пост-т в щел-ль 2 (V= 10-15 м3), рассчитанный на 6-8 варок при V котлов 110-140 м3. В щел-ле отд-ся щелок, увлеч-й из котла сдув-ми газами. Из этого аппарата парогаз-я смесь пост-ет в поверх-й конд-р 3.( спир-й или плант-й), охлажд-й водой, кот. нагр-ся до 60-70о. Конд-т непр-но отв-ся в отст-к 4 ,в кот-м происх-т раздел-е маслянистого скип-го слоя и водного конд-та. Ск-р с пов-ти слив-сяв приемный бак 5, а водный к-т отв-ся со дна фл-ны по коленчатой сливной трубе, кот-я д.б. ниже на 50 мм уровня слива для ск-ра. Это усл-е в соотв-ии с формулой о сообщающихся сосудах обесп-т толщину слоя ск-ра 350 мм и гарантирует от попад-я воды в ск-р. Неконд-е газы отв-ся либо в атм-ру, либо напр-ся на дезодор-ю или сжигание. Богомолов предл-л схему доп-го охл-я неконд-х газов с целью пол-я неконд-х газов в сжиж-м виде и пов-я выхода ск-ра. Смесь МetS-х соед-й под назв-ем одорент-сульфан исп-ся для одорир-я прир-го газа.
Тепло паров, образ-хся при выдувке исп-ся для приг-я гор. воды. Типовой уст-кой явл-ся « Розенблад»
1-Выд. рез-р, 2- Конд-р смеш-я, 3- Бак- аккумулятор, 4- Сливной зонт, 5- Фильтр для улавл-я вол-на, 6- Тепл-к.
Пары вския из выд-го рез-ра пост-ют в конд-р смеш-я 2, куда во время выд-ки под-ся охл-я вода. Горячий конд-т (90о) пост-ет в верхнюю часть бака акк-ра 3 по трубе, на кот. уст-н датчик терморег-ра, автом-ки регул-й подачу охл-й=го пара и темп-ры образ-ся конд-та. В верхней части бака акк-ра расп-н сливной зонт 4, от кот-го по трубе гор-й конд-т через фильтр для ул-я в-на пост-т в тепл-к, где засчет его тепла(к-та) произв-ся нагрев свеж. воды до темп-ры 60-70о. При этом конд-т охл-ся до 40 о и через распед-й зонт пост-т в нижнюю часть бака акк-ра, откуда во время выд-ки насосом под-ся в конд-р смеш-я. Уст-ка раб-ет без затрат свежей воды на пр-сс конд-ии паров вскипания. К-во циркул-го в уст-ке конд-та возр-ет при каждой выдувке, поэтому предусм-н перелив избытка конд-та в сток. Осн-м недостатком уст-ки явл-ся то, что поддерж-е пост. темп-ры конд-та дост-ся засчет регул-я расхода охл-й воды, что при нек-х усл-ях выз-ет ух-е усл-й конд-ии и увел-е выброса в атм-ру неконд-х газов.
14. СОВР. МОДИФ-ИИ ПЕР-Й СФА ВАРКИ.
Гл-ми недост-ми трад-й пер-й варки явл-ся: 1. Пиковые расходы пара на варку. 2. Залповые выбросы MetS при выдувке. 3. Недост-но эфф-я с-мап исп-я втор. тепла. При варке жесткой цел-зы расход пара сост-ет 1,8-2,2 т/т Цел-зы, причем 90% пара расх-ся на стадии заварки. Уменьшить расход пара можно снизив ГМ варки, но сделать это более чем на 9-10% нереально. Наиб. эффект для экон-ии пара дает пов-е нач-й темп-ры заливаемых в котел WL и BL, причем нагрев WL осущ-ся засчет тепла HBL, отбираемого из котла после варки.Схема
1- Вар. котел; 2- Цирк-е сито;3- Сито для отбора HBL из котла; 4- Тепл-к;5- Вымывной рез-р;6- Бак-аккум-р HBL 7,8- Баки горячего и теплого ф-та; 9- Тепл-к для охл-я ф-та; 10- Тепл-к для нагрева WL. Дольн-е разв-е идея пол-ла в уст-кахм фирмы Sund Selecco. HBL вытесн-ся ф-том из промывной уст-ки в акк-р через спец-е сита, устан-е в верхней части котла. Р в баке-акк-ре BL сост-ет 0,5-0,6 МПа. ПО ок-ии операции выт-я котел оказ-ся заполн-м теплым BL, кот. образ-ся при смеш-ии остатков щелока и холл-го ф-та. Темп-ра содержимого котла нах-ся ниже 1000 С и опорожн-е котла произв-ся вымывкой, т.е. откач-ем с пом-ю насоса разб-й ф-том с пром-й уст-ки цел-й массы в вымывной рез-р. Т.к. темп-ра ниже точки кипения, самоиспарение ж-ти в вым-м рез-ре не происх-т и нет необх-ти в исп-ии теплоутил-й уст-ки. Для опорожн-я котла треб-ся не менее 60-70 мин, но увел-е оборота котла при этом не происх-т, т.к сущ-но отл-ся время заварки. При зап-ии котла щепой осущ-ся уплотн-е с пом-ю парового упл-ля, после чего при закрытой крышке произв-ся пропарка щепы свежим паром, подаваемым в верхнюю часть котла. Вытесн-й воздух уд-ся отсас-ем с пом-ю вакуум-насоса через цирк-е сито. После завершенияпропарки в котел зал-ся щелока.Тщат-я пропарка щепы обесп-т равном-ю ее пропитку хим-ми, что очень важно с т.з. обесп-я равном-ти провара при выс. нач-й те-мре варки. Осн-я часть BL из бака акк-ра прох-т через тепл-к 10, в кот. нагр-ся WL, напр-й на варку. Охл. BL отпр-ся на выпарку. Часть BL непоср-но из акк-ра при темп-ре, близкой к темп-ре варки, возвр-ся в котел. В рез-те нач-я T варки уст-ся на уровне 135-145о С по сравн-ю с обычной варкой, где нач-я темп-ра не выше 60-70о С. ВЫс-я нач-я t варки обесп-т сокращ-е прод-ти заварки и знач-ю (до 50%) экономию пар. Подъем темп-ры до конечной осущ-ся путем непрмого обогрева, отя озможен и прямоподача пара через спец-е сопла в циркуляц-й трубопровод. Про холл. выдувке 1-я ст-нь пром-ки Ц-зы произв-сяв котле, что прив-т к пов-ю конц-ии сухих вещ-в в щелоке, напр-м на выпарку и ул-ю кач-ва пром-ки Ц-зы. При пров-ии произв-х испыт-й отмечено сниж-е вредных газ-х выбросов на 90%.
16 МОДИФИЦИРОВАННАЯ НЕПР СФА В
Совр-ые жесткие нормы выбросов эколог вредных в-в (БПК, АОХ, ХПК) треб-ют, чтобы предпр занимались модернизацией действующих производств беленой Ц. Установленным считается факт взаимосвязи между расходом хлорреагента и кол-ом обр-ся орг соед хлора и диоксинов.
АОХ = (0,1…0,07)*(Cl2 + NaOCl/2 + ClО2/5), кг АОХ/m.
Прекращ-ие исп-я гипохлорита Cl и Cl2 и ум ClО2 явл главной тенденцией развития технологии отбелки. Низкие зная-я АОХ достиг-ся ум сод-я остат-го Л перед отбелкой в Ц. Низкое знач ч.Каппа обеспеч-ся исп-ем селективной модифик сфа в, КЩО Ц, исп селективного предварит-го кислотного гидролиза. Промыш-ые испытания способа МСС были проведены в Финляндии.
Вар-ые двухсосудные уст-ки, варка Ц по техн-ии МСС и IТС произ-ся в зоне по напр-ю потока массы – прямоточная варка (1 час), а затем в зоне противоточной варки. 65 % от общего расхода акт.щ. на варку под-ся в пит линии пропит кам; 15 % - в линию цирк-ии вар котел – пропит кам; 20 % - в зону противоточ варки. Темп в зоне варки по техн-ии МСС ум до 164-166 ОС, в зоне диф промывки ув до 140 ОС. Применение МСС позв-ет ум ч.Каппа хв Ц с 30-32 до 22-25 ед, а листв Ц с 20-22 до 14-16 ед при сохр-ии выхода и прочностных св-в Ц. Отмечено ув белимости Ц по сравнению с Ц с тем же ч.Каппа, но получ-й традиц-м способом. Улучшение белимости объясняется отсутствием осаждения раств-го Л на волокне в конце варки вследствии более низкого раств-я Л в щелоке и меньшей конденс-ей Л в клет стенки из-за низкой темп.
18 ПОЛИСУЛЬФИДНАЯ ВАРКА.
Этот способ ↑выход Ц за счёт стабил-ии ГЦ путём окисл-я концевых альдег. гр. в карбоновые с помощью полисульфида. Полисульфид- это много сернистые соед-я с общей формулой Na2Sn. где n=2-6. Чистые полисульф-е р-ры устойчивы только до t 900С, при ↑t они начин. разлаг-ся: 4Na2S2 +Н2О→ 6NaSH+Na2S2O3;
2Na2S3 +2NaOH+Н2О→ 4NaSH+Na2S2O3;
Na2S5 +3NaOH→ 3NaSH+Na2S2O3. При варке с полисульфидом только 40% успевают окислить альдегид-е гр., а NaSH далее вз-ет сЛ. Т.о. ↑выход Ц, кот. сохран. при отбелке. На СФА заводе полисульфид м.б. получен 2 способами: 1.Раствор-е элемен-й серы в бел.щ. при t<1000С. Na2S+S→ Na2S2+S→ Na2S3… треб-ся реген-я серы в цикле реген-и химикатов, т.е. необх-а реконст-я сис-ы реген-и химикатов. 2. Окислением Na2S наход-ся в бел.щ. 2Na2S+О2+Н2О→ 2S0+4NaOH; nS+Na2S→Na2Sn+1. При это сниж-ся конц-я Na2S в бел.щ. В кач-ве cat прим-ют гранул-е угли с гидрофобным покрытием. Малков создал cat для окисл-я бел.щ. МДК-1. Пром-е испыт-я на Солом-ом заводе показ-и чтотребуемая степень превращ-я Na2S в Na2Sn достиг-ся при избытке воздуха в 1,5 раза. При варке с конч. числом Каппа 30-40 выход ↑ на 1,5-2%.Повышение выхода связано с ↑выхода глюкоманнана (хв. древ.) и ксилана (листв. древ.). Также обнар. сокращ-е выбросов метилS-х соед-й. на 30%.
15 НЕПРЕРЫВНАЯ ВАРКА Ц
В наст вр большая часть сфа Ц выпуск-ся на установка непр-го действия (65%), что обусловлено «+»: 1) Большая производ-ть 1м3 котла за счет исп из баланса раб времени операций по загрузке и выгрузке котла.
2) Сокращение размеров емкости для щепы, щелоков, массы.
3) Меньшая потребность в производственных площадях.
4) Постоянство расхода пара и энергии.
5) Меньший уд расход э/э.
6) Меньшее загр-ие окр среды вследствии холодной выдувки массы их котла.
7) Наличие эф-ой 1-й ступени промывки.
Непр варка требует соблюдение нек-ых условий: а) улучш-е кач-во и однородность древ сырья; б) постоянство пар-ов пара; в) пониж-ое сод-ие взвеш-х в-в в белом щелоке, пост состав щелока; г) квалифиц. персонал.
Первая установка в 1936 г. За рубежом в 38 в Швеции.
Первые установки исп-ли гор выдувку, что сказыв-сь на ум мех прочности Ц. В 1957 начали исп холодную выдувку, что благодаря охл-ю Ц перед выдувкой способствовало ув прочности п/та. В 1962 в котлах непр дейст-я стали прменять промывку Ц в котле, называемой горячей диф-ой промывкой. Все котлы, уст-ые после 62 им эту зону. 1983 – испытания модиф сфа в, кот по срав-ю с обычной обеспечивает более избирательную делигн и ув прочность Ц. 1983: МСС, ЕМСС, ITC, BLI, Lo-Solids.
Развитие соврем-х вар-х установок направлено на ув их производительности и улучш кач-ва Ц. Произ-ть самого большого апп 3000г/сут(Китай).
В наст вр эксплуатир-ся 5 типов апп-ов (данные 2004): однососуд гидравлич (234шт), однососуд с парожид-й фазой (34), 2хсосуд гидравл (32), 2хсосуд с парожид-й фазой (34), котлы для варки опилок (17). Всего 361 шт. Производительность – 200-2000т/сут небеленой Ц. Прод-ть нах-я щепы в котле 3-8 часов. Высота самого высокого 77,5м. Диаметр самого большого 9,15м. Самый большой котел им объем 4750м3.
Техника и технология непр варки
Щепа транспорт-ся из древ-подг-го цеха в бункер щепы, соврем-я конструкция кот обесп-т беспрерывное поступление щепы в дозатор. Дозатор контр-ет поступление щепы из бункера и производ-ть вар уст-ки. В бункере устраивается пропарка под атм Р за счет пара из нижнего испарит циклона. Дозатор додает щепу в питатель НД, кот транспортирует ее в гориз пропар камеру, в кот Р 0,1-0,15 МПа. ПНД явл запорным клапоном между атм Р в бункере и повыш-м Р в пропар камере. Шнек проп кам перемещает щепу к вертик пита-ей трубе, по кот щепа поступает в карманы ПВД.. В питательную трубу подается б.щ., уровень кот поддерж-ся пост-м. Щепа под действ силы тяж поступ-ет в пит трубу, где впервые вступ-ет в контакт с б.щ. Часто пит трубу совмещают с устр-ом для промывки щепы (от мин загр). Щепа циркулирует из пит трубы ч/з ПВД обратно в пит трубу ч/з установленные в линии отделитель песка и выносное сито. Из нижн части пит тр щепа пост-ет в карманы ПВД под дейст силы тяж и потока циркулирующего щелока (линия малой цирк-ии).
ПВД транс-ет щепу из зоны с низким Р 0,1-0,15МПа в зону с повыш Р более 1МПа. Щепа с пом ПВД трансп-ся в загр-ое устр-во вар котла или пропит кам в виде суспензии с конц 3,5%. В вертик сепараторе загр-го устр-ва щепа отдел-ся от трансп-го щелока, кот возвр-ся в ПВД с пом насоса.
Часть или весь б.щ., необх-й для варки вводят в пр с исп сист загрузки. После заргрузки устр-ва щепа обр-ет столб.
В гидрав-м котле изб-ое Р созд-ся насосом, подающим в вар котел р-р, а в котле с парожидк-ой фазой и за счет пара, подаваемого в верх-ю часть котла. Щепа сохр-ет свои геометр-е размеры, вплоть до выдувки ее из котла после завершения варки. Щепа сост из 2 фаз: твердой; жидкой, в кот растворены разрушеннве комп-ты древ (это внутр щелок). Масса ТВ фракции в щеме м.б. 0,1-0,35 доля. Массовая доля ТВ мат-ла по ходу варки ум-ся, т.к. часть комп древ раств-ся как во внутр щелоке, так и в окруж-ей щепу жид фазе.
Движ силой движения колонны щепы вниз явл разность в плотностях щелока, нах-ся внутри и вне щепы (свободный щелок). Хотя щепа и внутр щелок движ-ся только вниз, своб щелок может двиг-ся в любом напр-ии (вверх, вниз, радиально) и при любой относит-й ск-ти движ столба щепы.
В однососуд-х котлах в верх части нах зона пропитки (локализована до первого цирк-го сита). Темп сусп 115-125 ОС и зав от Р пара, количества и темп-ры добавляемого в циркуляцию белого щелока. Продолжительность нахождения щепы в зоне пропитки 45-60 мин. Цирк-ые сита позв-ют отобрать щелок из котла и насосм направить его в теплооб. Нагретый до темп варки щелок по цирк-й трубе возвр-ся в центр столба щепы на том же уровне, где расположены соответ-ие сита.
В схеме установки с однососуд-м котлом исп 2 пояса цирк сит. Прод-ть нах-я щепы в зоне варки 1,5-2,5 часа.
3 пояс сит исп для отбора ч.щ. из котла (нах-ся в зоне отбора). В этой зоне своб щелок удал-ся из котла и попадает из зоны с повыш темп и Р в зону с атм Р путем вскипания в 2-х испарит-х циклонах. Пары вскипания из 1 циклона (0,35 МПа) напр-ся в проп кам, избыток паров из кот напр в терпентинный конденсатор. Пары вскип из 2 циклона под-ся в бункер для пропарки щепы под атм Р.