Расчет материального баланса варки.

Расчет ведется на 1 т. Воздушносухой целлюлозы, получаемой из котла.

Для удобства расчета весь процесс разбивается на следующие стадии: загрузка и пропарка щепы, подача белого и черного щелока, заварка и варка, диффузионная экстракция щелока (отбор щелока в расширительные резервуары), выдувка массы.

Загрузка и пропарка щепы. На 1т. воздушносухой целлюлозы, получаемой из котла (880кг абсолютно сухой), в котел должно быть загружено абсолютно сухой древесины:

880:0,48=1833,3кг.

С ней поступит воды

1833,3* =713кг.

Принимаем давление в пропарочной камере 98,0 кПа, продолжительность пропитки 3мин.,температуру щепы и влаги в ней после пропарочной камеры 100⁰С

Рассчитаем затраты теплоты на нагрев щепы в пропарочной камере:

1833,3+1,34(100-10)+713+4,19(100-10)=489968,28кДж, где 1,34- теплоемкость абс. сухой щепы, кДж/(кг*⁰С);4,19-теплоемкость воды, кДж/(кг*⁰С)

Расход пара давлением 117,7 кПа на пропарку

489968,28:(2715,1-502,38)=221,4кг

Где- 2715 кДж/кг- энтальпия насыщенного пара при давлении 15,8 кПа; 502,38 кДж/кг- теплота жидкости(при давлении 196,2 кПа)

С учетом потерь тепла в окружающую среду(примерно 3% от затрат тепла на нагрев щепы) расход пара на пропарку составит

221,4*1,03=228,1кг

Принимаем выход скипидара, уходящего с паром в терпентинный конденсатор, равным 3,3кг/т воздушно сухой целлюлозы.

В питательную камеру питателя высокого давления поступит абсолютно сухой древесины

1833,3-3,3=1830,0кг

Влаги с ней

713+228,1=941,1кг

Относительная влажность щепы после пропарки

941,1*100: (941,1+1830)=33,96%

Абсолютная влажность

941,1*100:1830=51,4%

Подача белого и черного щелока.

Расход активной щелочи на 1 т воздушно сухой целлюлозы должен составить

1833,3*0,15=274кг

Объем подаваемого на варку белого щелока

274:100=2,74

Общее кол-во жидкости при загрузке котла составляет

1830*3=5490кг

Объем черного щелока

5490-(2740+941,1)=1808,9 л

Щелок, поступающий в питатель высокого давления из котла по линии обратной циркуляции, не учитываем, так как система замкнута и приход жидкости из котла в питатель высокого давления равен расходу ее в котел. Для расчета состава белого щелока принимаем степень сульфидности 0,25,степень каустизации 0,88, степень восстановления 0,92.

Степень активности щелока

110:112,4=0,97

Следовательно, всей Na₂О с белым щелоком на варку поступит

274:0,89=307,9кг

Состав белого щелока

Компо- Нетнты	Состав,г/л
В единицах Na₂O	В собственных ед.
NaOH	110+0,75=82,5	82,5 =110
Na₂S	110*0,25=27,5	27,5 =34,6
Na₂SO₃	15 =10,2	10,2 =17,4
Na₂SO₄	25 =2,2	2,2 =5,0
Всего	122,4

Коэффициент пересчета единиц Na O в собственные равен 153,9:112,4=1,37,следовательно, в котел с белым щелоком поступит минеральных веществ

370,78*1,05=507,97 кг.

Принимаем массовую долю сухих веществ в черном щелоке, поступающем в котел из промывного отдела, 9,4%(плотность при 15⁰С 1,05г/ ). С черным щелоком в котел поступит:

Органических веществ

114,83*0,65=74,63кг,

Минеральных

114,93*0,35=40,19кг,

В том числе Na O 40,19*0,35=55,06кг

Общее количество веществ, поступающих в котел на 1 т воздушносухой целлюлозы.