Проект участка доупаривания черного щелока

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

?ловую экономичность СРК и позволяет осуществлять в новых котлах предварительный нагрев воды при помощи РК - подогревателя, что приводит к экономии электроэнергии и повышению эффективности работы оборудования.

В связи с этим основной задачей стало реконструкция выпарных станций. Началась разработка по выпуску выпарных аппаратов, которые было бы легко сохранять в чистоте, т.к. высокое содержание сухих веществ приводит к закупорке труб выпарных аппаратов. К таким выпарным аппаратом относятся аппараты, работающие по принципу падающей пленки.

Концентраторная установка предназначена для увеличения содержания сухих веществ в черном щелоке от 49 до 70% а.с.в. с целью дальнейшего сжигания его в CРК (содорегенерационный котел). Повышение концентрации щелока происходит путем упаривания черного щелока в концентраторах ламельной конструкции и по типу свободно падающей пленки в две ступени.

Концентраторная установка состоит:

.двух концентраторов ламельного типа со свободно падающей пленкой;

.двух поверхностных конденсаторов - основного и вспомогательного;

.баков плотного 70%-го и питательного 49%-го щелока;

.Испарителя слабозагрязненного конденсата;

.выравнивателя уровня чистого конденсата;

.расширителя плотного щелока;

.подогревателя щелока;

.холодильника чистого конденсата;

.насосов для перекачки черного щелока.

Концентраторы и поверхностные конденсаторы подключены последовательно.

Схема подачи пара и щелока на концентраторной установке является противоточной. Достоинства противоточной установки заключается в следующем: у раствора (черного щелока) при движении от последнего корпуса к первому, кроме концентрации, постепенно повышается вязкость и температура, благодаря чему значительно улучшается теплопередача; вследствие улучшения теплопередачи уменьшается общая поверхность выпарки; подогретый раствор свободно перекачивается на дальнейшую переработку.

2.2 Расчет материального баланса выпарки

 

Производительность варочно-промывного цеха 2500 т/сут целлюлозы по варке.

Количество черного щелока, получаемого после промывки целлюлозной массы, составляет 8,5м3/т воздушно сухой целлюлозы.

Для расчета плотности поступающего черного щелока используем формулу:

 

?= 1000*(1-0.5*(b/100)), кг/м3

 

где ? - плотность черного щелока, кг/м3;концентрация сухого остатка в щелоке, %

?= 1000*(1-0,5*(14/100)) = 1075 кг/м3

Масса щелока, поступающего на выпарку

 

m = ?*V , кг

 

m = 1075*8.5 = 9137.5 кг?

m = 2500*9137.5/24*1000 = 951.8 т/ч

А = 951,8*(1-(16/50)) = 646,7

,8-646,7 = 305,1 т/ч

Для расчета принимаем производительность концентраторной установки по щелоку 300 т/ч.

 

Таблица 4 Исходные данные.

Производительность установки по щелокуG300 т/чНачальная концентрацияХn50%Конечная концентрацияХк70%Температура параtn142 оСДвижение щелока по пару2>1Общее количество испаряемой воды находим по формуле:

 

?W = G*(1-(Xn/Xk)) , кг/ч (1)

 

?W = 300000*(1-(50/70)) = 85714.28 кг/ч

1.Для расчета коэффициентов теплопередачи задаемся ориентировочным значением удельного паросъема, характерного для пластинчатых аппаратов.

Wуд = 825 кг/м2*ч, принимаем Wуд = 10 кг/м2*ч

Находим поверхность каждого аппарата.

 

Fi = ?W/Wуд*n, м2

 

где n - число корпусов выпарной установки, шт.

F= 85714,28/20 = 4285,714 м2

Выбираем концентратор фирмы Альстром.

Высота пластин 9 м

Ширина пластин 1,5 м

Толщина пластин 0,05 м

Для распределения общего количества испаряемой воды по корпусам принимаем:

 

W1: W2 = ?1: ?2 (2)

W1 : W2 = 1 : 1.17

 

Тогда количество испаряемой воды в корпусах будут равны :

 

W1 = ?W*?1/(?1+?2)

W2 = ?W*?2/(?1+?2) (3)

 

W1 = 85714.28*1.0/(1.0+1.17) = 39499.7 кг/ч

W2 = 85714,28*1,17/(1,0+1,17) = 46214,6 кг/ч

.Конечная концентрация щелока в корпусах определяют по формуле:

 

Хк1 = G*Xn/(G-(W1+W2))

Xk2 = G*Xn/(G-W2) (4)

 

Хк1 = 300000*50/(300000-(39499.7+46214.6)) = 70,0%

Xk2 = 300000*50/(300000-46214.6) = 59,1%

Средние концентрации будут равны:

 

Х1 = (Xk1+ Xk2)/2

X2 = (Xk2+ Xn)/2 (5)

X1 =(70+59,1)/2 = 64,55%

X2 = (59,1+50)/2 = 54,55%

 

3.Для определения температурных депрессий воспользуемся справочными данными. [Б.с 251]

Концентрация щелока 35 63 70

Температура кипения 103 112 116

Температура кипения при Х1 = 64,55%

,55 Ткип1 = 112+((116-112)/(70-63)*(64,55-63)) = 112,88 оС

??1 = Ткип1 - 100 = 112,88 - 100 = 12,88 оС

Температура кипения при Х2 = 54,55%

,55 Ткип2 = 103+((112-103)/(63-35)*(54,55-35)) = 109,28 оС

??2 = Ткип2 - 100 = 109,28 - 100 = 9,28 оС

??1 = 12,88о ; ??2 = 9,28о

Гидростатической депрессией для аппаратов данного типа можно пренебречь. Гидравлическую депрессию ??? примем по 1о на каждый корпус.

Тогда полезная разность температур будет равна:

 

tпол = tn-(tk+??+??+???) (6)

 

где tk - температура в конденсаторе, оС

tr = 82 oC

?tпол = 142-(82+12,88+9,28+2*1) = 35,84 оС

Эту величину необходимо распределить по корпусам.

Для этого нужно предварительно оценить термическое сопротивление теплопередачи, и прежде всего - сопротивление накипи.

Относительное термическое сопротивление накипи находим по формуле:

 

Rнi = Rн*((Xi/X)3,4*(Wi/W)), (7)

 

где Xi - концентрация черного щелока в данном корпусе, %

Х - средняя концентрация в первом по ходу щелока корпусе, %

Wi- количество испаряемой воды в данном корпусе, кг/ч

W - количество испаряемой воды в первом по ходу щелока корпусе, кг/ч

 

Rн1/Rн2 = (Х1/Х2)3,4*(W1/W2) = (64,55/54,55)3,4*(39499,7/46214,6) = 1,51

 

Предельное термическое сопротивление накипи, когда аппараты останавливают на