Курсовая с практикой на тему Проект промывного цеха сульфат-целлюлозного завода производительностью 900т/сутки по варке небеленой целлюлозы из хвойных пород древесины.

Содержание:

1 СТАНДАРТЫ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ, ВОДУ 8
2 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ 9
2.1 Общая характеристика процесса 9
2.2 Техника промывки. Оборудование для промывки целлюлозы 11
3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 17
4 РАСЧЕТ ПРОМЫВКИ НА DD-ФИЛЬТРЕ 19
4.1 Расчет состава черного щелока после варки 19
4.2 Расчет промывки на ДД фильтре 24
4.3 Расчет материального баланса промывки целлюлозы по массе 27
4.3.1 Узел бака высокой концентрации 27
4.3.2 Узел промывки ( DD фильтр) 27
4.3.3 Узел сортирования 28
5 РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ 29
5.1 Расчет оборудования 29
5.2 Спецификация основного и вспомогательного оборудования 30
6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 33
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 34
8 ОХРАНА ПРИРОДЫ 35
9 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ 36
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 37

Введение:

Сульфатный способ производства целлюлозы появился в 1879г. Его изобретателем считается инженер Даль, который предложил при сжигании черного натронного щелока добавлять сульфат натрия, который в процессе сжигания восстанавливается в сульфид натрия. Присутствие сульфида способствует получению более прочной целлюлозы и с более высоким выходом, чем при натронной варке. Сульфатный способ производства целлюлозы довольно быстро вытеснил натронную варку, однако не выдержал конкуренции с сульфитным способом. Сульфитцеллюлозное производство оказалось более рентабельным. Сульфитная целлюлоза благодаря своему более белому цвету и легкой отбеливаемости в конце XIX и в начале XX в. завоевывает прочное место в композиции некоторых видов бумаг: книжных, журнальных, писчих, газетных, и некоторых технических видов бумаг. В 1913г. На долю сульфатного способа приходилось только
13 % мирового производства целлюлозы.
После первой мировой войны резко повысился интерес к сульфатной целлюлозе т.к. возрос спрос на технические, тарные и упаковочные виды бумаги и картона. Для электротехнической промышленности потребовались изоляционные бумаги из сульфатной целлюлозы. Значительно возросла потребность в надежной бумажной обертке. Появились прочные бумажные мешки для упаковки цемента, минеральных удобрений, пищевых продуктов. К 1929 г. доля сульфатной целлюлозы в общем балансе древесных волокнистых полуфабрикатов возросла до 25 %.
В последующие годы рост спроса на упаковочные виды бумаги и картона способствует подъему сульфатцеллюлозного производства. К концу 90-х годов на долю сульфатной целлюлозы приходилось около 88% мирового производства целлюлозы.
Сульфатный способ производства целлюлозы в настоящее время занимает ведущее место в мире и продолжает развиваться. Это происходит благодаря тому, что сульфатная целлюлоза обладает гораздо лучшими бумагообразующими свойствами, чем сульфитная. Волокна сульфатной целлюлозы относительно меньше укорачиваются при размоле и дают более сомкнутый, и менее прозрачный лист, который имеет высокое сопротивление разрыву и продавливанию при высоких показателях сопротивления на раздирание и изгиб.
Основным сырьем для щелочных варок в России служат: из хвойных пород – сосна, ель, пихта, кедр, лиственница; из лиственных пород – береза и осина.
Традиционным сырьем сульфатцеллюлозного производства является сосна. Ее основные морфологические элементы – длинные эластичные трахеиды, обладающие хорошими бумагообразующими свойствами. Высокое содержание смолы и присутствие в ядре фенольных веществ малопригодной для переработки сульфитными способами и для производства древесной массы, но не препятствует щелочным варкам.

Фрагмент текста работы:

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Общая характеристика процесса

Целью промывки является максимальное извлечение из целлюлозной суспензии растворенных органических и минеральных веществ по возможности при минимальном разбавлении щелока.
Сухой остаток, находящийся в жидкой фазе массы, состоит из органических и минеральных веществ, относительное содержание которых зависит от выхода целлюлозы, расхода активной щелочи на варку.
При сульфатной варке щелок распределен в массе следующим образом: 75 % — свободно стекающий щелок, находящийся между волокнами, 15-20 % щелока находится в каналах волокон, примерно 5 % — в порах клеточной стенки.
Щелок, находящийся между волокнами можно легко удалить путем вытеснения или отжима, щелок, находящийся в каналах и стенках волокон можно извлечь только путем диффузии растворенных веществ через стенку волокна.
Промывка целлюлозы после варки осуществляется по многоступенчатой (3…5 ступеней) противоточной схеме, в которой горячая промывная вода (60-85°С) подается на последнюю ступень промывки в количестве 5…10 м3/т, а отбор отработанного щелока в систему регенерации или на биохимическое использование – производится только с первой ступени промывки. Независимо от типа используемого современного промывного оборудования, промывка целлюлозы – это комбинация разбавления, сгущения и вытеснения.
К числу важнейших физико-механических процессов и физико-химических явлений, происходящих при промывке целлюлозы следует отнести: отжим щелока из целлюлозной массы; фильтрацию щелока сквозь целлюлозную массу; диффузию растворенных веществ из целлюлозного волокна, адсорбцию волокном растворенных в щелоке веществ; вспенивание щелока.
При механическом отжиме полнота отделения щелока ограничена из-за возрастания внутреннего капиллярного давления и уменьшения диаметра капилляров в результате спрессовывания массы.
При фильтрации происходит перемещение жидкости через слой массы, находящийся на фильтрующей поверхности. Коэффициент сопротивления фильтра зависит от вязкости фильтруемой жидкости и диаметра канальцев в фильтрующем слое. Вязкость щелока снижается с понижением концентрации сухих веществ и с повышением температуры, поэтому при использовании для промывки горячей воды, скорость промывки возрастает.
С повышением перепада давления ускорение фильтрации происходит только до определенной величины p, называемой критическим давлением (0,25…0,30 МПа), так как при дальнейшем увеличении перепада давлений целлюлозная масса сжимается, и коэффициент сопротивления фильтра растет.
Диффузия — это процесс перемещения молекул, ионов, коллоидных частиц за счет разности концентраций. Извлечение растворенных веществ из клеточных стенок целлюлозных волокон происходит за счет диффузии. Процесс диффузии сопровождается выравниванием концентрации, т.е., смешением и разбавлением жидкости. Скорость диффузии определяет продолжительность промывки целлюлозы и обуславливает многоступенчатость процесса. Так как скорость диффузии возрастает с увеличением площади поверхности, через которую идет процесс диффузии, целлюлозную суспензию перед промывкой сепарируют, т.е. разделяют на волокна. При производстве целлюлозы высокого выхода, полуцеллюлозы перед промывкой эти полуфабрикаты подвергают рафинирующему размолу.
Кроме того, скорость диффузии возрастает с увеличением температуры, для чего повышают температуру промывной жидкости до 60…80°С.
Адсорбционная способность целлюлозы – обусловлена пористой структурой, сильно развитой внутренней поверхностью и отрицательным зарядом поверхности. В кислой среде центрами адсорбции являются полярные гидроксильные группы, в щелочной — ОН и СООН группы. Предел адсорбции целлюлозой ионов металлов пропорционален величине рН раствора. Адсорбированные катионы натрия не могут быть удалены при промывке и являются неизбежной потерей щелочи.
Вспенивание щелоков — вызывает большие затруднения при промывке целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах. Причиной вспенивания щелоков является присутствие в них органических поверхностно-активных веществ (ПАВ) –сульфатного мыла – в черном щелоке. Эти ПАВ понижают поверхностное натяжение на границе соприкосновения щелока с воздухом и адсорбируются в поверхностном слое, образуя прочные пленки, окружающие воздушные пузырьки. Получается очень устойчивая пена, способная продержаться больше суток. Для борьбы с пеной используют дорогостоящие пеногасители. В последнее время создано промывное оборудование, исключающее попадание воздуха в щелок.