Совершенствование процесса фильтрации и отгонки сероуглерода с целью снижения вредности производства (стр. 11 из 16)
5.28. Приготовление укрепительной щелочи.
Для укрепления мерсеризационной щелочи необходимо добавить 100% -ного едкого натра: 505,9+44,5=550,4 кг
5.29. Со щелочной целлюлозой уходит едкого натра в виде раствора 1,62м3
5.30. Объем отжимной щелочи, используемой для приготовления растворительной щелочи - 0,186м3. Всего: 1,62+0,186=1,806м3
5.31. Массовая концентрация едкого натра в укрепительной щелочи: 550,4/1,806=304,7г/л
5.32. Приготовление мерсеризационной щелочи.
Объем отжимной щелочи - 15,51м3, из них расходуется на приготовление растворительной щелочи 0,186м3, остается: 15,51-0,186=15,3м3
5.33. Масса 100% -ного едкого натра в этом объеме составит: 15,3*238,83=3654,1 кг, где 238,83г/л - массовая концентрация едкого натра в отжимной щелочи.
5.34. Масса гемицеллюлозы в этом растворе: 15,3*61,6=942,5 кг, где 61,6г/л - массовая концентрация гемицеллюлозы в отжимной щелочи.
5.35. Рабочий раствор уменьшится на объем: 1,62+0,186=1,806м3
5.36. Для компенсации этого объема требуется укрепительной щелочи в пересчете на 100% -ный едкий натр: 1,806*304,7=550,4 кг
5.37. Всего в растворе 100% -ного едкого натра: 550,4+3654,1=4204,5 кг
5.38. Рабочий объем составит: 15,3+1,806=17,1м3
5.39. Массовая концентрация едкого натра в мерсеризационной щелочи: 4204,5/17,1=245,8г/л
5.40. Массовая концентрация гемицеллюлозы в мерсеризационной щелочи: 942,5/17,1=55,1г/л
5.41. Всего расходуется 100% -ного едкого натра: 550,4+70,5=620,9 кг
где 550,4 кг - масса 100% -ного едкого натра, необходимая для восполнения объема мерсеризационной щелочи; 70,5 кг - масса 100% -ного едкого натра, необходимая для приготовления растворительной щелочи.
5.42. Потери на содовой станции: при фильтрации щелочей - 2 кг/т, при сливе конусов - - 8,24 кг/т.
5.43. Расходуется: на очистку вентвыбросов - 6,2 кг/т, на промывку гарнитуры - 4,0 кг/т, на десульфурацию - 30 кг/т, на нейтрализацию фильтров - 3,0 кг/т, на нейтрализацию серной кислоты - 13,7 кг/т
5.44. Всего расходуется едкого натра: 620,9+2+8,24+6,2+4+30+3+13,7=691 кг/т
5.45. Учитывая потери при сливе из цистерн, ремонте оборудования, транспортировке - 5,5%, масса едкого натра составит: 691*1,055=729 кг/т
1.8.1.3 Расчет нормы расхода сероуглерода
1. Теоретическая норма сероуглерода:
где YCS=36% - подача сероуглерода в процентах от основного вещества при ксантогенировании.
2. Технологические потери сероуглерода:
где Пщ. ц. - потери щелочной целлюлозы при мерсеризации и предсозревании.
Пкс - при вентаспирации ксантогенирования 0,1% от TCS
Пкс=0,1*320,47=3,2 кг,
3. Норма расхода сероуглерода:
4. Норма расхода с учетом регенерации:
где Р=40% - количество регенерированного сероуглерода.
1.8.1.4 Баланс сульфата натрия
Приход:
1. Количество сульфата натрия, образующегося при реакции нейтрализации: (606,2+5,6) *71/40=1085,9 кг, где 5,6 кг - потери едкого натра с волокнистыми отходами. ПNaOH=Оцел*0,836*0,681=9,9*0,836*0,681=5,6 кг
71 и 40 - химический эквивалент сульфата натрия и едкого натра в реакции нейтрализации.
2. Часть пластификационной ванны в объеме 2,9м3 и массовой концентрации сульфата натрия 16,2г/л отправляется на контактную выпарку и возвращается в производство. Приход сульфата натрия с пластификационной ванной: 16,2*2,9=47 кг
3. Общий расход сульфата натрия: 1085,9+47=1132,9 кг
Потери сульфата натрия:
4. Унос сульфата натрия свежесформованной нитью: 898,4*18,1/29,5=551,2 кг, где 29,5 и 18,1 - массовая доля a-целлюлозы и сульфата натрия.
5. Потери сульфата натрия с потерями осадительной ванны: 320*0,702=224,64 кг, где 0,702м - теряется осадительной ванны на 1 тонну волокна, в том числе: при разбрызгивании - 0,13м3, при останове агрегата на ремонт и чистку - 0,013м3, при останове кварцевых фильтров - 0,12м3, при останове приемных и напорных барок на промывку и ремонт -0,026м3, при промывке барок на контактной выпарке - 0,003м3, потери с насосов, течи из-за неплотностей - 0,12м3, потери при ремонте вентилей и задвижек - 0,042м3, потери при кристаллизации - 0,12м3, сбор с пеной с флотатора и других аварийных случаев - 0,128м3.
6. Общие потери составят: 551,2+224,64=775,84 кг
7. Прирост сульфата натрия на 1 тонну волокна составит: 1132,9-775,84=357 кг в расчете на глауберовую соль: (357/41,6) *100=858,2 кг
8. С учетом 5% потерь сульфата натрия при обезвоздушивании и сушке: 357*0,95=339,15 кг
1.8.1.5 Расчет нормы расхода серной кислоты
1. Теоретическая полезная норма:
где Э - химический эквивалент в реакции нейтрализации.
2. Технологические потери серной кислоты:
где Пу - потери серной кислоты за счет уноса свежесформованной нитью; где В - содержание основного вещества в свежесформованном волокне.
В= (Тцел+Оцел) *0,88*0,95= (1064,8+9,9) *0,88*0,95=898,4 кг
CHSO - массовая доля серной кислоты в свежесформованном волокне;
Сцел - массовая доля a-целлюлозы в свежесформованном волокне.
Потери серной кислоты с потерями целлюлозы в прядильном цехе:
где 120г/л - массовая концентрация серной кислоты в осадительной ванне.
Потери серной кислоты за счет уноса глауберовой солью:
где 357 кг - прирост сульфата натрия на 1 тонну волокна;
0,83; 41,6 - массовая доля серной кислоты и сульфата натрия в глауберовой соли.
3. Часть пластификационной ванны в объеме 2,9м3 с массовой концентрацией серной кислоты 6,67г/л отправляется на контактную выпарку и возвращается в производство: 2,9*6,67=19,3 кг
4. С учетом возвращаемой в производство серной кислоты с пластификационной ванной норма расхода серной кислоты составит: Н=742,6+251,5-19,3=974,8 кг
5. Коэффициент использования серной кислоты: 742,6/974,8=0,761
1.8.1.6 Расчет расхода сульфата цинка
1. Унос со свежесформованной нитью сульфата цинка: (898,4*0,58) /29,5=17,66 кг, где 898,4 кг/т - содержание основного вещества в свежесформованной нити; 29,5 и 0,58 - массовые доли a-целлюлозе и сульфата цинка: в пересчете на цинк металлический: (17,66*65,4) /161,4=7,15 кг, где 65,4 и 161,4 - молекулярный вес цинка и сульфата цинка.
2. Потери сульфата цинка с потерями осадительной ванны: 0,702*12=9,13 кг, где 12г/л - массовая концентрация сульфата цинка в осадительной ванне: в пересчете на цинк металлический: (9,13*65,4) /161,4=3,7 кг.
3. Унос с глауберовой солью: (357*0,16) /41,6=1,37 кг, где 357 кг - избыток сульфата натрия; 0,16 и 41,6 - массовые доли сульфатов цинка и натрия: в пересчете на цинк металлический: (1,37*65,4) /161,4=0,555 кг
4. Возвращается с пластификационной ванной: 29*0,73=2,1 кг, где 0,73 - массовая концентрация сульфата цинка в пластификационной ванне: в пересчете на цинк металлический: (2,1*65,4) /161,4=0,851 кг.
5. Всего расход сульфата цинка составит: 17,6+9,13+1,37-2,1=26 кг в пересчете на цинк металлический: 7,15+3,17+0,555-0,851=10,54 кг .
6. Потери при транспортировке и растворении 5%: 26*0,05=1,3 кг в пересчете на цинк металлический: 10,54*0,05=0,527 кг
7. Удельная норма сульфата цинка: 26+1,3=27,3 кг в пересчете на цинк металлический: 10,54+0,527=11,067 кг
1.8.1.7 Баланс воды в осадительной ванне.
Приход:
1. Прибыль воды (поступает с вискозой на формование):
2. Масса воды, образующаяся при реакции нейтрализации:
где П - потери едкого натра с волокнистыми отходами: ПNaOH=9,9*0,88*0,95*0,681=5,6 кг
18 и 40 - химические эквиваленты воды и едкого натра при реакции нейтрализации едкого натра.
3. Масса воды, поступающей с серной кислотой: (974,8*7,5) /92,5=79 кг, где 7,5 - содержание воды, поступающей с технической 92,5% серной кислотой.
4. Готовится маточного раствора сульфата цинка на 1 тонну волокна: (27,3*1000) /450=60,7м3 или 60,7*1000*1,375=80,5 кг, где 27,3 кг - норма расхода сульфата цинка; 450г/л - массовая концентрация сульфата цинка в маточном растворе; 1,375г/см3 - плотность маточного раствора сульфата цинка.
5. Масса воды в маточном растворе сульфата цинка: 80,5-27,3=53,2 кг.
6. Приход воды с пластификационной ванной: 2,9*986=2859,4 кг, где 986 - массовая доля воды в пластификационной ванне.
7. Всего поступает воды в осадительную ванну: 7896,6+275,3+79+53,2+2859,4=11163,5 кг
Расход воды:
8. Унос со свежесформованной нитью:
где В - содержание a-целлюлозы в 1 тонне свежесформованной нити;
50,31 и 29,5 - массовая доля воды и a-целлюлозы.
9. Унос с глауберовой солью: (357*57,41) /41,6=492,7 кг, где 357 кг - избыток сульфата натрия; 57,41 и 41,6 - массовые доли воды и сульфата натрия в глауберовой соли.
10. Унос с потерями осадительной ванны: 0,702*832=584,1 кг, где 0,702 - потери осадительной ванны на 1 тонну волокна; 832 - масса воды в осадительной ванне.
11. Масса воды, испаряющейся с открытых поверхностей корыт прядильной машины: (1,8*132,16*24) /150=38,1 кг, где 1,8 кг/м2*ч - коэффициент испарения; 132,16м2 - поверхность всех корыт; 150т - среднесуточный выпуск волокна.