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