КУРСОВОЙ ПРОЕКТ. o ограничение места патологии (замедление кровотока, создание лейкоц

o ограничение места патологии (замедление кровотока, создание лейкоц. «вала»)

o уничтожение инф. агентов и поврежденных клеток (фагоцитоз, лизис)

o восстановление ткани (репарация)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Технология целлюлозы

Тема: Проект отдела сортирования небелёной целлюлозы сульфат-целлюлозного завода производительностью 500 000 т/год белёной целлюлозы из лиственных пород древесины для бумаги.

 

Руководитель проекта

_______________________ ____________ Сысоева. Н. В.11.01.12

^{(должность) (подпись) (Фамилия И.О.) (дата)}

Проект допущен к защите _______________________ ___________

^{(подпись руководителя) (дата)}

Решением комиссии от «___» ____________ 20__ г.

признать, что проект

выполнен и защищен с оценкой _____________________________________

Члены комиссии

_______________	____________________________	_______________
_______________	____________________________	_______________
_______________	____________________________	_______________
(должность)	(подпись)	(И.О. Фамилия)

 

Архангельск

 

 

РЕФЕРАТ

 

Автор:

Руководитель проекта: Сысоева Наталья Владимировна

Предмет: технология целлюлозы

Тема: Проект отдела сортирования небелёной целлюлозы сульфат-целлюлозного завода производительностью 500000 т/год белёной целлюлозы из лиственных пород древесины для бумаги.

Курсовой проект, САФУ, 2011 г.

Пояснительная записка содержит 41с., 7 табл., 11 источников, рисунков – 1, графическая часть 1 лист.

Ключевые слова: целлюлоза, грубое и тонкое сортирование, отходы сортирования.

Цель работы разработка технологической схемы, обеспечивающей достижение требуемого уровня очистки целлюлозы для дальнейшего использования в производстве бумаги.

На основании литературных данных предложена схема сортирования небелёной целлюлозы для бумаги. Выполнен расчёт материального баланса, воды, волокна. Произведён расчёт удельного расхода энергии, необходимой для привода основного и вспомогательного оборудования.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

1 СТАНДАРТЫ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ 12

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 13

4 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 18

5 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА 22

6 РАСЧЁТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ 32

6.1 Расчёт оборудования 32

6.2 Расчёт производительности и подбор насосов 33

7 РАСЧЁТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 39

8 ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ОТДЕЛА СОРТИРОВАНИЯ 40

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 41

 

 

 

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 28172 – 89 с изм.1 Целлюлоза из смеси лиственных пород древесины предназначена для производства различных видов бумаги и картона.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Наибольшее распространение получил сульфатный метод как наиболее эффективный и экономичный способ получения технических целлюлоз с высокими механическими показателями, позволяющий перерабатывать древесину практически всех пород, включая и высокосмолистые. По сравнению с сульфитной целлюлозой, натронная и сульфатная целлюлозы содержат меньше экстрактивных веществ (смол, жиров) и золы и имеет более низкую кислотность, обладают худшей ионообменной и адсорбционной способностью по отношению к ионам металлов. Наряду с более низким содержанием легкогидролизуемых гемицеллюлоз натронная и сульфатная целлюлозы отличаются высоким содержанием устойчивых пентозанов. По своему фракционному составу сульфатная целлюлоза оказывается более равномерной, а медное число у неё всегда ниже, чем у сульфитной.

Сульфатная целлюлоза обладает значительно лучшими бумагообразующими свойствами, чем сульфитная. Волокна сульфатной целлюлозы более гибки, дают более сомкнутый и менее прозрачный лист, обладающий очень высоким сопротивлением разрыву и продавливанию при одновременно высоких показателях сопротивления надрыву и изгибу.

Однако сульфатная целлюлоза труднее размалывается и хуже фибриллируется при размоле, что является существенным недостатком при использовании её в бумажном производстве.

В настоящее время основное количество сульфатной целлюлозы получают в котлах непрерывного действия, как более экономичных. Наиболее широко распространёнными установками для непрерывной варки являются установки непрерывного действия фирмы «Камюр».

Основной целью сортирования и очистки целлюлозы является очистка, отделение непровара, сучков, пучков волокон, коры, луба, смолы и песка. Схема сортирования и очистки целлюлозы, а также выбор оборудования зависят от вида исходной целлюлозы, ее назначения и требований, предъявляемых ГОСТ по остаточной сорности.

Процесс сортирования целлюлозы включает, как правило, последовательно следующие операции: сепарирование, предварительное грубое сортирование перед промывкой целлюлозы, отделение сучков непровара, отделение костры и сора (тонкое сортирование), удаление из массы песка и других тяжелых включений (очистка на центробежных очистителях), удаление смолы и мелкого волокна (если эти показатели регламентированы стандартами на целлюлозу), сгущение и аккумулирование.

 

 

 

1 СТАНДАРТЫ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ

 

Сульфатная белёная целлюлоза из смеси лиственных пород дрвесины вырабатывается согласно ГОСТ 28172-89 с изм. 1 и предназначена для производства различных видов бумаги и картона.

В зависимости от назначения и показателей качества, целлюлоза изготовляется следующих марок: ЛС-0; ЛС-1; ЛС-2; ЛС-3; ЛС-4. Расчётная влажность для определения массы – 12%.

Таблица 2.1- Технические требования к готовой продукции.

Показатель качества	ЛС-0	ЛС-1	ЛС-2	ЛС-3	ЛС-4
Высший сорт	Первый сорт	Высший сорт	Первый сорт
1. Механическая прочность при размоле в мельнице ЦРА до 60˚ ШР
Разрывная длина, км, не менее	7,5	6,8	8,0	7,1	7,2	7,0	6,0
Абсолютное сопротивление раздиранию, сН (гс), не менее	(48)	(48)	(45)	(45)	(46)	(42)	(36)
Прочность на излом, число двойных перегибов, не менее					-	-	-
2. Белизна, % не менее
3. Сорность, шт. соринок площадью
а) свыше 0,1 до 1,0 мм2 включительно, не более
б) свыше 1,0 до 2,0 мм2 включительно, не более
в) свыше 2,0 до 4,0 мм2 включительно
4. рН – водной вытяжки	5-7	5-7	5-7	5-7	5-7	5-7	5-7
5. влажность, % не более

 

2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНИМАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.

Целлюлоза высокого выхода имеет свойства щепы, для разделения на волокна проводят сепарирование массы. Можно проводить предварительное сепарирование массы, а можно использовать специальные сортировки, в которых проводится сепарирование и отделение сучков и непровара одновременно.

Для грубого сортирования массы и одновременного сепарирования ее рекомендуются сучколовители Кноттер фирмы «Альстрем», которые предназначены для удаления из волокнистой массы сучков, непровара и костры.

Целлюлозная масса из выдувного резервуара (поз.1) по трубопроводу, где разбавляется водой, подается с помощью насоса (поз.9) в сучколовитель (поз.2). Концентрация поступающей массы 3,1 %. Сучколовитель состоит из вертикального корпуса с тангенциальными патрубками для подачи и вывода отсортированной массы, вращающегося внутри него цилиндрического сита с профилированной поверхностью и электродвигателя, расположенного на одной раме с корпусом. Внутри цилиндрического сита расположен статор с закрепленными на нем лопастями, создающими пульсацию давления, которые способствуют проходу массы через сито. Годные волокна проходят через сито, а сучки и непровар под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса и удаляются через тангенциальный патрубок отходов. За счет создаваемой турбулентности в волокнистом слое исключается забивание сита и отпадает необходимость в добавлении разбавляющей воды.

Все детали сучколовителя, соприкасающиеся с массой, изготовлены из стали SIS 2343. Выбираем сучколовитель Кноттер фирмы «Альстрем» типа АК-6 по производительности. Сучколовитель типа АК-6 работает при производительности от 600 до 1200 т/сут, при концентрации поступающей массы от 1 до 6 %, рабочем давлении 5 бар. Чем больше производительность сучколовителя, тем больше габаритные размеры и мощность электродвигателя.

Отходы из сучколовителя в количестве 188,7 кг идут на промывку в промыватель сучков (поз.13), их концентрация 4,0 %.

Промыватель сучков представляет собой вертикальный трубчатый аппарат прямоугольного сечения, внутри которого расположены цилиндрическое сито и соосный с ним винтовой питатель (шнек). Масса подается в нижнюю часть промывателя, где расположены две вращающиеся лопасти, перемешивающие массу и способствующие отделению тяжелых включений, которые собираются в сборник на дне промывателя. С помощью шнека сучки транспортируются вверх и удаляются из верхней части аппарата при влажности 65-70 %. Годные волокна, отмытые водой или промывной жидкостью, проходят через сито и удаляются из аппарата через патрубок, расположенный в прямоугольной части корпуса, и подаются в линию отсортированной массы от сучколовителя Кноттер. Потери годного волокна, удаляемого с сучками, составляет менее 1 %.

К сульфатной хвойной небеленой целлюлозе предъявляются не очень жесткие требования, поэтому получается безотходное производство. Сучки, после промывки с концентрацией 25 %, идут на размол в дисковую мельницу (поз.8) (степень помола 15-16 ⁰ШР), после чего масса возвращается в общий поток.

Размалывающее оборудование предназначено для разделения волокнистых полуфабрикатов на волокна, их измельчения, фибрилляции, гидратации и придания им ряда специфических свойств. В настоящее время наибольшее применение приобретают дисковые мельницы. Они применяются как для массного размола в производстве бумаги и картона, так и в производстве волокнистых полуфабрикатов. Их широкое применение можно объяснить рядом преимуществ: возможностью вести размол массы при высокой концентрации (до 40 %), повышением однородности получаемой массы, меньшими габаритами и удобством эксплуатации, значительно меньшей мощностью одного агрегата и меньшим удельным расходом электроэнергии на 15-25 % по сравнению с коническими мельницами. Выбираем мельницу МД-2У5. Она имеет усиленную камеру, рассчитанную на работу под давлением 1,2 МПа при температуре до 190 ⁰С. Мельница предназначена для горячего размола волокнистых полуфабрикатов высокого выхода.

После грубого сортирования целлюлозная масса поступает на первую ступень тонкого сортирования (поз.3), имеет концентрацию 3,0 %. В тонком сортировании целлюлозная суспензия проходит через сито, где разделяется на основной поток и отходы. Отходы направляются в бак отходов (поз.5) в количестве 3508,1 кг. и имеют концентрацию 5,2 %. Здесь они разбавляются оборотным щелоком до концентрации 3,0 % и с помощью насоса подаются на размол (степень помола до мельницы 12 ºШР, после размола 14-16 ºШР), а затем на вторую ступень тонкого сортирования (поз.4). Выбираем дисковую мельницу МД с камерой, работающей под давлением 0,6 МПа при подаче массы насосом. Они предназначены для размола различных волокнистых полуфабрикатов при концентрации массы 2 - 6 %.

Сортировки для тонкого сортирования можно разделить на три основных типа: центробежные, вертикальные напорные сортировки давления и вибрационные. Вибрационные сортировки в настоящее время уже не используются, так как имеют большие размеры и потребляют много энергии.

Основным рабочим органом сортировок всех типов является сортирующее перфорированное сито с круглыми или шлицевыми отверстиями. Принцип действия основан на пропускании массы в виде водно-волокнистой суспензии через отверстия сортирующих сит под воздействием создаваемого напора с помощью насоса или соответствующей установки сортировок по высоте.

Сита сортировок. Сита являются основным рабочим элементом сортировок для разделения частиц по размерам и форме. Они представляют собой металлический лист с отверстиями или сетку. По форме сита различают:

1. сита с круглыми отверстиями;

2. сита со щелевыми отверстиями.

Круглые отверстия могут быть цилиндрическими, ступенчатоцилиндрическими или цилиндроконическими. Сита с цилиндроконическим профилем отверстий оказывает наименьшее гидравлическое сопротивление потоку волокнистой суспензии, но их изготовление более трудоемко. Промышленностью выпускаются сита с диаметрами отверстий от 0,8 до 12 мм. Сита с цилиндроконическими отверстиями диаметром до 3 мм применяются при тонком сортировании, с более крупными цилиндрическими и ступенчатоцилиндрическими отверстиями – при грубом сортировании. Необходимо выдерживать оптимальное соотношение между диаметром и шагом отверстий – коэффициент перфорации. Этот коэффициент играет важную роль в обеспечении стабильной работы и высокой производительности сортировки. Его величина зависит от вида сортируемой массы и изменяется от 0,08 до 0,44. Сита с круглыми отверстиями могут изготавливаться сверлением и штампованием.

Щелевые отверстия выполняются с расширением в направлении волокнистой суспензии. Изготавливают их фрезерованием. Разработаны и менее трудоемкие конструкции сит и технологии их изготовления: сварка из деформированных стержней специального профиля, спиральная навивка и сварка профилированной проволоки и др. Первоначально плоские щелевые сита применялись в мембранных сортировках, позднее получили распространение вибрационные сортировки с цилиндрическими щелевыми ситами. С 60-х годов щелевые сита находят все большее применение в напорных сортировках различных конструкций.

Эффективность сортирования массы зависит от правильного выбора сортирующего оборудования, схемы его включения в поток, концентрации сортируемой массы, вида и размера перфорации сит.

В зависимости от вида полуфабриката рекомендуется применять следующие типы сортировок:

центробежные сортировки – для небеленой и беленой целлюлозы, полуцеллюлозы и древесной массы;

вертикальные сортировки давления – для небеленой и беленой целлюлозы, полуцеллюлозы, древесной массы, бумажной и картонной массы.

Выбираем ротационную напорную сортировку серии СЦН. У такой сортировки гидродинамические лопасти заменены сплошным цилиндрическим ротором. На поверхности ротора, обращенной к ситу, по спирали расположены многочисленные полусферические выпуклости. При частоте вращения ротора, достигающей 1800 об/мин., он создает более интенсивную коротковолновую пульсацию в жидкости, чем гидродинамические лопасти. Это позволило увеличить зазор между ротором и ситом, снизить вероятность измельчения крупных включений и повреждения сит. Сортировки этого типа могут работать с очень мелкими круглыми (диаметром 1,0-1,2 мм) и щелевыми (шириной 0,20-0,25 мм) отверстиями сит при повышенной концентрации волокнистой массы (1,5-3 %), обеспечивая высокую производительность и эффективность очистки.

В настоящее время напорные сортировки с цилиндрическим ротором считаются наиболее универсальным типом оборудования для разделения всех видов волокнистых полуфабрикатов. Сортировки серии СЦН имеют вертикальный цилиндрический корпус со съемной крышкой разделен по высоте на три зоны. Волокнистая масса нагнетается насосом в верхнюю зону, освобождается от самых тяжелых и крупных включений и через борта направляющей воронки переливается в пространство между ситом и цилиндрическим ротором. Прошедшая через сито кондиционная масса отводится из средней зоны. Поток отходов отпускается на дно сортировки и отводится.

Параметры сортировки серии СЦН: максимальное давление массы на входе 0,5 МПа; площадь сита 0,4-2,0 м²; частота вращения ротора 820-1820 об/мин; оптимальная концентрация массы 3 %.

Кроме того, у напорных сортировок имеются следующие преимущества по сравнению с другими типами сортировок:

- высокая производительность при очень малой площади, требуемой для установки сортировки;

- высокая концентрация подаваемой массы, что уменьшает размеры трубопроводов и расход энергии на перекачку массы;

- отсутствие возможности попадания воздуха в массу, поскольку сортирование происходит в закрытой системе;

- устранение лишних перекачек массы в связи с сохранением напора после сортировки;

- малый расход энергии на 1 т сортируемой массы;

- незначительный расход воды;

- повышенная надежность в работе.

К факторам сортирования относятся:

1) Длина и гибкость волокон. Длинные волокна задерживаются на сите и попадают в отходы. Более гибкое волокно проходит через сито. Чем меньше число Каппа, тем более гибкое волокно. Мелкие частицы образуют более плотный волокнистый слой. Таким образом, с одной стороны увеличивается эффективность сортирования, но уменьшается производительность.

2) Концентрация поступающей массы. Для каждой сортировки существует оптимальный интервал концентрации. В пределах этого интервала повышение концентрации приводит к увеличению эффективности сортирования. При повышении концентрации больше оптимальной, увеличивается количество отходов, уменьшается производительность сортировки, возможно забивание сита.

3)Количество поступающей массы. Для сортировки различают объемную производительность и производительность по волокну. При увеличении объемной производительности более оптимальной, повышается перепад давления и возможно забивание сит крупным слоем.

4) Количество отбираемых отходов. Это основной фактор, который в производственных условиях регулирует работу сортировки. Повышение количества отбираемых отходов увеличивает осевую скорость потока, время нахождения массы в сортировке и уменьшает скорость прохождения волокна через сито, т. о. возрастает эффективность сортирования. Но в отходы попадает больше хорошего волокна. Поэтому используют многоступенчатые схемы сортирования. Т.о. отмывают хорошее волокно от отходов. Повышает чистоту массы только 1 ступень, все остальные отбирают длинное волокно.

5) Тип и размер перфорации. Наибольшую эффективность сортирования обеспечивают профильные щелевые сита.

6) Тип сортировки.

Отходы со второй ступени также идут в бак отходов в количестве 818,1 кг. с концентрацией 5,5 %. Отсортированная масса с первой и со второй ступеней сортирования подается в бассейн сортированной массы (поз.6) с концентрацией 2,7 %. Там она разбавляется оборотным щелоком до концентрации 2,5 % и подается на промывку.

Выбираем вертикальный массный бассейн. Внутренняя поверхность бассейна, соприкасающаяся с волокнистой суспензией, облицовывается кафельной плиткой для уменьшения слизеобразования и засорения массы. Проще в изготовлении, занимают меньшую площадь и обеспечивают быстрое и равномерное смешение поступающей и уже имеющейся в бассейне массы. Это обусловливает их все более широкое применение. Они предназначены для аккумулирования массы с концентрацией до 4 %.

 

 

4 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

Белёная целлюлоза из башен высокой концентрации отбельного цеха, разбавленная до концентрации 4 % массным насосом подаётся в бассейн низкой концентрации. Из бассейна низкой концентрации целлюлоза разбавленная до концентрации 3,5 % оборотной водой (из бассейна отбельного цеха) массным насосом подаётся в машинный бассейн. Из бассейна масса, разбавленная до концентрации 2,2 %, подаётся в бак постоянного уровня (БПУ). Из БПУ масса подаётся во всас насоса на сортирование. Насосом масса подаётся на грубое сортирование. Грубое сортирование осуществляется сортировкой давления Delta Knotter. Сортировка Delta Knotter эффективно удаляет сучки, непровар и скрап (металлические частицы, камни и т. п.). Благодаря тому, что установка Delta Knotter может удалять скрап, исчезает необходимость установки магноклинеров. Также подаётся чистая вода на спрыски. Отсортированная масса после сортировки Delta Knotter поступает в массный бак. Также в массный бак поступает отсортированная масса после первой ступени сортирования I-го и II-го потока сортирования отходов. Тяжёлые отходы от сортировки Delta Knotter периодически сбрасываются в бачок отходов и далее в варочный цех. Далее масса из массного бака подаётся на всас насоса на I-ую ступень тонкого сортирования (сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,3 мм). Сортировка Delta Screen имеет новый усовершенствованный корпус. Масса подаётся в корпус снизу, что позволяет удалять легковесные загрязнения. Характеризуется Delta ротором для сортирования при высокой концентрации и ситом Nimega для эффективного удаления костры. Подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса после сортировки Delta Screen подаётся на всас насоса на II – ую ступень тонкого сортирования (сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,2 мм). Также на II-ую ступень тонкого сортирования подаётся вода на спрыски. Отходы после I-ойступени тонкого сортирования направляютс

на I-ый поток сортирования отходов. Отсортированная масса после II-ой ступени тонкого сортирования подаётся на всас насоса на III-ю ступень тонкого сортирования (сортировка сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,15 мм). Отходы после II-ой ступени тонкого сортирования подаются в бассейн отходов. На III-ю ступень тонкого сортирования подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса с III-ей ступени тонкого сортирования подаётся на два потока. Один – на бумажную фабрику; второй – на сушку и далее упаковку. Отходы от III-ей ступени тонкого сортирования поступают в бассейн отходов.

Сортирование отходов происходит по каскадной схеме. На I-ую ступень (сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,2 мм) I-го потока сортирования отходов поступают отходы от I-ой ступени тонкого сортирования и отсортированная масса с II-ой ступени I-го потока сортирования отходов. Подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса с I-ой ступени I-го потока сортирования отходов подаётся на всас насоса в массный бак. Отходы от I-ой ступени сортирования отходов подаются на всас насоса на II-ую ступень I-го потока сортирования отходов (сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,15 мм). Подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса со II-ой ступени I-го потока сортирования отходов направляется на всас насоса на I-ую ступень I-го потока сортирования отходов. Отходы от II-ой ступени I-го потока сортирования отходов направляются на переработку на картонную фабрику. В бассейн отходов поступают отходы от II-ой и III-ей ступени тонкого сортирования. Из бассейна отходов масса поступает на всас насоса на I-ую ступень II-го потока сортирования отходов. I-ая ступень – сортировка сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,2 мм. Также на I-ую ступень II-го потока сортирования отходов поступает отсортированная масса со II-ой ступени II-го потока сортирования отходов. Подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса после I-ой ступени II-го потока сортирования отходов подаётся на всас насоса в массный бак. Отходы от I-ой ступени II- го потока сортирования отходов подаются на всас насоса на II-ую ступень II-го потока сортирования отходов. II-ая ступень - сортировка Delta Screen, сито Nimega с шириной щели 0,15 мм. Подаётся вода на спрыски. Отсортированная масса со II-ой ступени II-го потока сортирования отходов подаётся на всас насоса на I-ую ступень II-го потока сортирования отходов. Отходы от II-ой ступени II-го потока поступают на переработку на картонную фабрику.

В данном технологическом процессе отдано предпочтение сортировкам Delta Screen и Delta Knotter так как это сортировки давления. Они эффективно удаляют сучки, непровар, скрап и другие более мелкие включения. Имеют высокую производительность и степень очистки массы. Также просты по конструкции и по обслуживанию. Имеют компактные размеры. Также эти сортировки работают при высоких концентрациях, что значительно упрощает технологическую схему сортирования, по сравнению с применением центриклинеров.

Технологическая схема сортирования сульфатной белёной целлюлозы.

1-грубое сортирование (сортировка Delta Knotter);

2- первая ступень тонкого сортирования (сортировка Delta Screen);

3- вторая ступень тонкого сортирования (сортировка Delta Screen);

4 – третья ступень тонкого сортирования (сортировка Delta Screen);

5 – первая ступень I-го потока сортирования отходов (сортировка Delta Screen);

6 – вторая ступень I-го потока сортирования отходов (сортировка Delta Screen);

7 – первая ступень II-го потока сортирования отходов (сортировка Delta Screen);

8 – вторая ступень II-го потока сортирования отходов (сортировка Delta Screen);

9 – массный насос;

10 – вода на спрыски.

Рис.1 - Технологическая схема сортирования сульфатной белёной целлюлозы

 

 

в варочный отходы

цех

 

 

Отсортированная масса отсортированная масса

 

Отсортированная 10 отходы

масса 9 10

 

5 2

9 10

отсортированная

масса

9 10 7 9

9 10 10

отходы

3 9

9 6 10

отсортированная 9 10 8

масса 9

4 отходы

 

отходы

на картонную

фабрику отходы

на картонную

фабрику

на бумажную фабрику сушк

 

5 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА

 

Таблица 5.1 - Основные данные для расчёта материального баланса

Параметр	Обоз- начение	Принятое значение
Концентрация массы из БПУ на грубое сортирование Концентрация воды на спрыски Концентрация отходов от грубого сортирования Концентрация отсортированной массы после грубого сортирования Концентрация массы на выходе из массного бака на первую ступень тонкого сортирования Концентрация воды на спрыски на первую ступень сортирования Концентрация отсортированной массы после первой ступени тонкого сортирования Концентрация отходов после первой ступени тонкого сортирования Концентрация воды на спрыски на вторую ступень тонкого сортирования Отсортированная масса после второй ступени тонкого сортирования Концентрация воды на спрыски на третью ступень тонкого сортирования Концентрация отсортированной массы после третьей ступени тонкого сортирования Концентрация отходов после третьей ступени тонкого сортирования Концентрация отходов после второй ступени тонкого сортирования Концентрация массы на выходе из бассейна отходов Концентрация воды на спрыски на первую ступень II-го потока сортирования отходов Концентрация отходов после первой ступени II-го потока сортирования отходов Концентрация отсортированной массы после первой ступени II-го потока сортирования отходов   Продолжение таблицы 5.1 Концентрация воды на спрыски на вторую ступень II-го потока Концентрация отходов после второй ступени II-го потока сортирования отходов Концентрация отсортированной массы после второй ступени II-го потока сортирования отходов Концентрация воды на спрыски на первую ступень I-го потока сортирования отходов Концентрация отсортированной массы после первой ступени I-го потока сортирования отходов Концентрация отходов после первой ступени I-го потока сортирования отходов Концентрация воды на спрыски на вторую ступень I-го потока сортирования отходов Концентрация отсортированной массы после второй ступени I-го потока сортирования отходов Концентрация отходов после второй ступени I-го потока сортирования отходов	С1 С2 С3   С4   С5   С6   С7   С8   С9   С10   С11   С12   С13   С14 С15   С16   С17   С18     С19   С20   С21   С22     С23   С24   С25   С26   С27	2,2 0,0 2,4   2,0   2,0   0,0   1,8   2,4   0,0   1,7   0,0   1,4   2,0   2,2 2,1   0,0   2,3   2,0     0,0   2,5   2,1   0,0     2,0   2,6   0,0   2,4   2,8
Количество отходов, % от поступающей массы: После грубого сортирования После первой ступени тонкого сортирования После второй ступени тонкого сортирования После третьей ступени тонкого сортирования После второй ступени I-го потока сортирования отходов После второй ступени II-го потока сортирования отходов После первой ступени I-го потока сортирования отходов После первой ступени II-го потока сортирования отходов	R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8	8,0 7,0 8,0 6,0 5,0 5,0

Расчёт производится на 1т воздушносухой целлюлозы (880 кг абсолютно сухой).

Расчёт материального баланса.

1. Третья ступень тонкого сортирования

масса на сортирование

С₁₀=1,7% М₁₀=? в₁₀=?

вода на отходы в бачок отходов

спрыски С₁₃=2,4% М₁₃=? в₁₃=?

С₁₁=0,0%

М₁₁=?

в₁₁=? отсортированная масса

С₁₂=1,4%

в₁₂=880кг

М₁₂=62857кг

 

 

М₁₀+М₁₁=М₁₃+М₁₂ М₁₀=55661 кг в₁₀=946 кг

М₁₀С₁₀+М₁₁С₁₁=М₁₃С₁₃+М₁₂С₁₂ М₁₁=10508 кг в₁₁=0 кг

М₁₃С₁₃=R₄*М₁₀С₁₀ М₁₂=62857 кг в₁₂=880 кг

М₁₃=3312 кг в₁₃=66 кг

 

2. Вторая ступень тонкого сортирования.

 

Масса на сортирование С₇=1,8%

М₇=?

в₇=?

Вода на

отходы

спрыски С₁₄=2,2%

С₉=0,0% М₁₄=?

М₉=? в₁₄=?

в₉=?

 

М₇+М₉=М₁₄+М₁₀ М₇=57091 кг в₇=1028 кг

М₇С₇+М₉С₉=М₁₄С₁₄+М₁₀С₁₀ М₉=2281 кг в₉=0 кг

М₁₄С₁₄=R₃*М₇С₇ М₁₀=55661 кг в₁₀=946 кг

М₁₄=3711 кг в₁₄=82 кг

 

 

3. Первая ступень тонкого сортирования.

масса на сортирование С₅=2,0% М₅=? в₅=?

 

 

Вода на отходы

спрыски С₈=2,4%

С₆=0,0% М₈=?

М₆=? в₈=?

в₆=? отсортированная

масса С₇=1,8% М₇=? в₇=?

М₅+М₆=М₈+М₇ М₅=52664 кг в₅=1053 кг

М₅С₅+М₆С₆=М₈С₈+М₇С₇ М₆=5480 кг в₆=0 кг

М₈С₈=R₂*М₅С₅ М₇=57091 кг в₇=1028 кг

М₈=1053 кг в₈=25 кг

 

4. I-ый поток сортирования отходов

 

а) Первая ступень

1 2 3

 

 

отходы

С₂₄=2,6% М₂₄=? в₂₄=?

 

Отсортированная масса С₂₃=2,0% М₂₃=? в₂₃=?

1 – вода на спрыски С₂₂=0,0% М₂₂=? в₂₂=?

2 – отходы от первой ступени тонкого сортирования С₈=2,4% М₈=? в₈=?

 

3 - отсортированная масса со второй ступени сортирования отходов

С₂₆=2,4% М₂₆=? в₂₆=?

 

М₈+М₂₂+М₂₆=М₂₃+М₂₄

М₈С₈+М₂₂С₂₂+М₂₆С₂₆=М₂₃С₂₃+М₂₄С₂₄

М₂₄С₂₄=R₇*(М₈С₈+М₂₆С₂₆)

М₂₃С₂₃=0,95*(М₈С₈+М₂₆С₂₆)

М₂₆С₂₆=0,92*М₂₄С₂₄

 

М₈=1053 кг в₈=25 кг

М₂₂=187,1 кг в₂₂=0 кг

М₂₃=1233,3 кг в₂₃=24,7 кг

М₂₄=83,3 кг в₂₄=2,2 кг

М₂₆=76,6 кг в₂₆=1,8 кг

 

 

б) Вторая ступень

масса на сортирование С₂₄=2,6% М₂₄=83,3 кг в₂₄=2,2 кг

 

 

вода на

спрыски отходы С₂₇=2,8% М₂₇=? в₂₇=?

С₂₅=0,0%

М₂₅=?

в₂₅=? отсортированная масса С₂₆=2,4% М₂₆=76,6 кг в₂₆=1,8 кг

 

М₂₄+М₂₅=М₂₆+М₂₇

М₂₄С₂₄+М₂₅С₂₅=М₂₆С₂₆+М₂₇С₂₇

 

М₂₅=5 кг в₂₅=0 кг

М₂₇=11,8 кг в₂₇=0,3 кг

 

5. Бассейн отходов.

отходы после второй ступени тонкого сортирования С₁₄=2,2% М₁₄=3711 кг

в₁₄=82 кг

 

отходы после третьей ступени

тонкого сортирования

С₁₃=2,0% М₁₃=3312 кг

в₁₃=66 кг

масса на сортирование С₁₅=2,1 М₁₅=? в₁₅=?

М₁₄+М₁₃=М₁₅

М₁₅=7023 кг в₁₅=148 кг

6. II-ой поток сортирования отходов.

 

а) Первая ступень сортирования

1 2

 

вода на отходы С₁₇=2,3%

спрыски М₁₇=?

С₁₆=0,0% в₁₇=?

М₁₆=?

в₁₆=? отсортированная масса

С₁₈=2,0%

М₁₈=?

в₁₈=?

 

1 – масса на сортирование из бассейна отходов С₁₅=2,1% М₁₅=7023 кг в₁₅=148 кг

2 – отсортированная масса после второй ступени сортирования отходов

С₂₁=2,1% М₂₁=? в₂₁=?

 

 

М₁₅+М₂₁+М₁₆=М₁₈+М₁₇

М₁₅С₁₅+М₂₁С₂₁+М₁₆С₁₆=М₁₈С₁₈+М₁₇С₁₇

М₁₈С₁₇=R₈*(М₂₁С₂₁+М₁₅С₁₅)

М₁₈С₁₈=0,95*(М₂₁С₂₁+М₁₅С₁₅)

М₂₁С₂₁=0,94*М₁₇С₁₇

 

 

М₁₅=7023 кг в₁₅=147 кг

М₁₆=294,3 кг в₁₆=0 кг

М₁₇=334,1 кг в₁₇=7,7 кг

М₁₈=7327 кг в₁₈=146,5 кг

М₂₁=343,8 кг в₂₁=7,2 кг

 

б) Вторая ступень сортирования

масса на сортирование С₁₇=2,3% М₁₇=334,1 кг

в₁₇=7,7 кг

 

вода на спрыски

С₁₉=0,0% отходы С₂₀=2,5% М₂₀=?

М₁₉=? в₂₀=?

в₁₉=?

отсортированная масса

С₂₁=2,1% М₂₁=343,8 кг в₂₁=7,2 кг

 

М₁₇+М₁₉=М₂₁+М₂₀

М₁₇С₁₇+М₁₉С₁₉=М₂₁С₂₁+М₂₀С₂₀

М₂₀=19,2 кг в₂₀=0,48 кг

М₁₉=28,9 кг в₁₉=0 кг

 

7. Массный бак

 

масса после грубого сортирования С₄=2,0% М₄=? в₄=?

 

 

отсортированная масса после отсортированная масса после II-го потока

I-го потока сортирования сортирования отходов С₁₈=2,0%

отходов С₂₃=2,0% М₁₈=7327 кг

М₂₃=1233 кг в₁₈=146,5 кг

в₂₃=25 кг масса на первую ступень

тонкого сортирования

С₅=2,0%

М₅=52664 кг

в₅=1053 кг

М₄+М₁₈+М₂₃=М₅

М₄=44103,7 кг

в₄=882,1 кг

 

8. Грубое сортирование

масса из БПУ на сортирование С₁=2,2% М₁=? в₁=?

 

Отходы С₃=2,4% М₃=? в₃=?

 

Отсортированная масса С₄=2,0%

М₄=44103,7 кг

в₄=882,1 кг

М₁+М₂=М₄+М₃

М₁С₁+М₂С₂=М₄С₄+М₃С₃

М₃С₃=R₁*М₁С₁

 

 

М₁=44550,5 кг в₁=980,1 кг

М₂=3651,8 кг в₂=0 кг

М₃=4098,6 кг в₃=98,4 кг

 

 

Таблица 5.2 – Сводный материальный баланс

Статья прихода	Приход, кг	Статья расхода	Расход, кг
Масса	Волокно, в	Вода, В	Масса	Волокно, в
1. Грубое сортирование
Масса из БПУ	44550,5	980,1	43570,4	Отсортированная масса	44103,7	882,1
Вода на спрыски	3651,8	0,0	3651,8	Отходы	4098,6	98,4
Итого	48202,3	980,1	47222,2		48202,3	980,5
2. Массный бак
Масса после грубого сортирования	44103,7	882,1	43221,6	Масса на первую ступень тонкого сортирования
Масса со II-го потока сортирования отходов		146,5	7180,5
Масса с I-го потока сортирования отходов	1233,3	24,7	1208,6
Итого		1053,3	51610,7
3. Первая ступень тонкого сортирования
Масса на сортирование	52664,0	1053,0	51611,0	Отсортированная масса	57091,0
Вода на спрыски	5480,0	0,0	5480,0	отходы	1053,0	25,0
Итого
4. Вторая ступень тонкого сортирования
Масса на сортирование	57091,0	1028,0	56063,0	Отсортированная масса	55661,0	946,0
Вода на спрыски	2281,0	0,0	2281,0	отходы	3711,0	82,0
Итого
5. Третья ступень тонкого сортирования
Масса на сортирование	55661,0	946,0	54715,0	Отсортированная масса	62857,0	880,0
Вода на спрыски	10508,0	0,0	10508,0	отходы	3312,0	66,0
Итого

 

 

Продолжение таблицы 5.2

6. I-ый поток сортирования отходов
а) Первая ступень
Масса на сортирование (отходы от первой ступени тонкого сортирования)	1053,0	25,0	1028,0	Отсортированная масса	1233,3	24,7
Отсортированная масса после второй ступени сортирования отходов	77,6	1,8	75,8	отходы	83,3	2,2
Вода на спрыски	187,1	0,0	187,1
Итого	1317,7	26,8	1290,9		1316,6	26,9
б) Вторая ступень
Масса на сортирование	83,3	2,2	81,1	отсортированная масса	76,6	1,8
Вода на спрыски	5,0	0,0	5,0	отходы	11,8	0,3
Итого	88,3	2,2	86,1		88,4	2,1
7. Бассейн отходов
Отходы от второй ступени тонкого сортирования	3711,0	82,0	3629,0	Масса на II-ой поток сортирования отходов	7023,0	148,0
Отходы от третьей ступени тонкого сортирования	3312,0	66,0	3246,0
Итого
8. II – ой поток сортирования отходов
а) Первая ступень
Масса на сортирование из бассейна отходов	7023,0	147,0	6875,0	отсортированная масса	7327,0	146,5
Отсортированная масса со второй ступени сортирования отходов	343,8	7,2	336,6	отходы	334,1	7,7
Вода на спрыски	294,3	0,0	294,3
Итого	7661,1	154,2	7505,9		7661,1	154,2

 

Продолжение таблицы 5.2.

б) Вторая ступень
Масса на сортирование	334,1	7,7	326,4	Отсортированная масса	343,8	7,2
Вода на спрыски	28,9	0,0	28,9	отходы	19,2	0,5
Итого		7,7	355,3			7,7

 

 

6 РАСЧЁТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

 

6.1 Расчёт оборудования

 

Годовая производительность завода по готовой продукции – 250000 т/год

Суточная производительность завода по готовой продукции рассчитывается исходя из продолжительности непрерывной работы технологического оборудования (в ЦБП – 345 дней в году).

 

т/сут

 

Производительность отдела сортирования целлюлозы определяется с учётом потерь волокна.

Σk_i=1

Q_ц=731,9 т/сут

Число устанавливаемых сортировок рассчитывается по формуле

,

где в_i – количество абсолютно сухого волокна на 1 т в. с. Целлюлозы, поступающей на сортировку, по данным материального баланса, кг;

П_с – производительность сортировки, т/сут;

0,88 – коэффициент перевода абсолютно сухого волокна в воздушно – сухое.

1) Грубое сортирование

Принимаем к установке 3 сортировки Delta Knotter (1 резервная), производительность одной сортировки П_с=600 т/сут

2) Первая ступень тонкого сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительность одной сортировки 1000 т/сут

3) Вторая ступень тонкого сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительностью 1000 т/сут.

4) Третья ступень тонкого сортирования

Принимаем к установке 3 сортировки Delta Screen, производительностью 600 т/сут.

5) I-ый поток сортирования отходов

а) Первая ступень сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительностью 360 т/сут.

б) Вторая ступень сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительностью 360 т/сут.

6) II-ой поток сортирования отходов

а) Первая ступень сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительностью 360 т/сут.

б) Вторая ступень сортирования

Принимаем к установке 2 сортировки Delta Screen, производительностью 360 т/сут.

Для расчёта вместимости бассейнов и баков необходимо воспользоваться следующей формулой:

, где

С_i – концентрация волокнистой суспензии в бассейне (баке), %;

k – коэффициент полноты заполнения бассейна (бака), k= 0,75…0,80;

t – продолжительность хранения массы, ч, t=10 мин;

1) Бак постоянного уровня

Принимаем объём бака 600 м³

2) Массный бак

V_мб=308,8 м³

Принимаем объём бака 600 м³

 

3) Бассейн отходов

V_бо=41,1 м³

Принимаем объём бака 160 м³

 

4) Бачок отходов

V_{бач. от}=24м³

Принимаем объём бака 160 м³

 

 

6.2 Расчёт производительности и подбор насосов.

 

Для того, чтобы правильно выбрать насос, необходимо рассчитать производительность (подачу) насоса Q, м³/мин.

где В – количество целлюлозы, поступающей к насосу на этой стадии производства, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, кг;

Q_сут – суточная производительность потока по воздушно – сухой целлюлозе, т/сут;

c – концентрация целлюлозной суспензии, %;

k – коэффициент запаса производительности, k=0,8;

ρ_см – плотность целлюлозной суспензии концентрацией с, %.

 

где ρ₁ – плотность целлюлозного волокна, ρ₁=1500 кг/м³;

ρ₂ – плотность воды или щёлока при температуре хранения массы, кг/м³.

ρ₂=1170 кг/м³.

 

1) Насос для перекачки массы из БПУ на грубое сортирование

 

Выбираем массный насос типоразмер АХ(О) 65-40-200, подача Q=25 м³/ч, напор Н=40 м, мощность 5 кВт, КПД – 55%, масса насоса 60кг.

 

2) Насос для перекачки массы из массного бака на первую ступень тонкого сортирования.

 

Выбираем массный насос АХ(О) 65-40-200, подача Q=25 м³/ч, напор Н=40 м, мощность 5 кВт, КПД – 55%, масса насоса 60кг.

 

3) Насос для перекачки массы на вторую ступень тонкого сортирования.

 

Выбираем массный насос АХ(О) 65-40-200, подача Q=25 м³/ч, напор Н=40 м, мощность 5 кВт, КПД – 55%, масса насоса 60кг.

 

4) Насос для перекачки массы на третью ступень тонкого сортирования.

Q₄=19,05 м³/ч

Выбираем массный насос АХ(О) 65-40-200, подача Q=25 м³/ч, напор Н=40 м, мощность 5 кВт, КПД – 55%, масса насоса 60кг.

 

5) Насос для перекачки отсортированной массы в массный бак с первой ступени I-го потока сортирования отходов.

 

Выбираем массный насос типоразмер АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

6)Насос для перекачки массы на вторую ступень I-го потока сортирования отходов.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

7) Насос для перекачки отсортированной массы со второй ступени на первую ступень I-го потока сортирования отходов.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

8) Насос для перекачки массы из бассейна отходов на первую ступень II-го потока сортирования отходов.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

9) Насос для перекачки массы на вторую ступень II-го потока сортирования отходов.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

10) Насос для перекачки отсортированной массы после первой ступени II-го потока сортирования отходов в массный бак.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

11) Насос для перекачки отсортированной массы со второй ступени на первую ступень II-го потока сортирования отходов.

Выбираем массный насос АХ(О) 40-25-160, подача Q=6,3 м³/ч, мощность насоса 1,6 кВт, напор Н=32 м, КПД – 29%, масса насоса 50 кг.

 

 

Таблица 6.1.1 – Основное оборудование.

Наименование и назначение оборудования	Тип	Техническая характеристика	Количество
Сортировка Delta Knotter	К4	Установочная мощность – 75 кВт; отсортированная масса - 600 с.м.т/сут; вес без эл/двигателя – 1885 кг.	3 шт
Сортировка Delta Screen	D10	Установочная мощность – 250 кВт; отсортированная масса – 1000 с.