設計年產20萬噸楊木硫酸鹽法漿堿回收分廠 畢業(yè)論文.doc

畢 業(yè) 設 計（論 文） 題目：設計年產20萬噸楊木硫酸鹽法漿堿回收分廠子題：重點設計燃燒工段 2013年 6 月大連工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）設計年產20萬噸楊木硫酸鹽法漿堿回收分廠設計（論文）完成日期 2013 年 6月 7日2013年 6 月大連工業(yè)大學2013屆本科生畢業(yè)設計（論文）摘 要現(xiàn)代造紙企業(yè)通過堿回收新技術的應用，提高化學藥品回收率和燃燒熱效率，以減少對環(huán)境的污染。本設計特點是工藝成熟、穩(wěn)定，設備先進且操作性和穩(wěn)定性強，國內有關企業(yè)得到證實。從蒸煮出來的黑液用鼓式置換洗漿機洗滌使黑液的提取率達到98%,燃燒工段的補充加入的芒硝為每噸風干漿補充純度為90%的芒硝量為32，堿回收率高達96.5%，自給率為100%，燃燒熱效率68%。蒸發(fā)工段采用先進的黑液高濃結晶技術，使黑液由洗滌工段的17%升至72%，直接進爐燃燒，無須再蒸發(fā)，環(huán)保，節(jié)能。堿噴射爐采用單汽包無臭技術，采用大面積的省煤器，靜電除塵率為98%，防止煙氣二次污染。通過堿回收新技術的應用，明顯的提高了化學藥品的回收率，減少了對環(huán)境的污染，并且對燃燒熱量的回收，達到良好的環(huán)境效益，社會效益和經濟效益。關鍵詞：堿回收；黑液高濃結晶技術；大面積省煤器。iabstractthe modern paper making business improve the new technical of the chemistry recovery reduce the environmental pollution through raising the chemicals recovery rate and hot efficiencies. this design，s characters is mature、stability, the equipments are rumrunners and operability and the stabilities are strong, the confirmation has been prove by the business enterprise.the black liquid withdraw the rate to attain with the drum type displacement from the black liquid that steam to boil out98%,in burning section the pure degree measures to 32 for 90% long grass nitric, the chemistry recovery rate is up to 96.5%, the self-sufficient rate is 100%, the burnable hot efficiency 68%. in evaporation section, the black liquid from wash away dirt 17% of the work segment rises to 72%, direct enter stove combustion, need not to evaporate again, environmental protection and economize on energy. static electricity in addition to the dust rate for 98%, keep smoke from annoys to pollute two times.through the new technical application of the chemistry recovery, it has raised the recovery rate of the chemicals obviously, reduce the environmental pollution, and attain the good environment performance, social performance and economic performance.keywords：the chemistry recovery; high and thick technique of black liquid; the saving coal machine of big areasv目 錄摘 要iabstractii引 言1第一章 總論21.1 設計依據(jù)21.2 設計范圍21.3 廠址選擇說明2第二章 生產方法及生產流程論述42.1生產方法論述42.2 生產流程論述52.2.2 燃燒工段62.2.3苛化工段82.2.4白泥回收工段8第三章 物料平衡及熱量衡算103.1 蒸煮工段物料衡算103.1.1 蒸煮用絕干木片量的計算113.1.2 蒸煮實際用堿量的計算113.1.3 蒸煮液中無機物含量的計算113.1.4 全部蒸煮液中水分的計算123.1.5 蒸煮堿損失量的計算123.1.6 蒸煮過程平衡計算123.2 洗滌工段物料衡算133.2.1 洗滌段堿損失的計算133.2.2 提取黑液量的計算133.2.3 洗滌段出漿量的計算133.2.4 洗滌段的平衡計算143.3 蒸發(fā)工段的物料衡算143.3.1 蒸發(fā)中堿損失的計算143.3.2 濃黑液固形物含量的計算143.3.3 蒸發(fā)后濃黑液中水分的計算153.3.4 蒸發(fā)段的平衡計算153.3.5 濃黑液中各成分的計算163.4 燃燒工段物料衡算163.4.1 熔融物成分的計算173.4.2 燃燒工段的平衡計算183.5 苛化工段物料衡算223.5.1 無機物平衡計算233.5.2 苛化液體及堿平衡計算253.6 燃燒工段熱量平衡計算263.6.1 收入熱量的計算263.6.2 消耗熱量計算273.6.3 供生產蒸汽量293.6.4 自身回用熱量293.6.5 熱功效率30第四章 設備選型324.1 設備選擇的原則324.2 重點車間設備選擇以及計算32第五章 車間布置說明385.1 重點車間設備布置385.1.1 重點車間布置說明385.1.2 主要設備的安排及主要說明395.2 重點車間采暖通風情況405.2.1 車間通風情況405.2.2采光照明40第六章 自動化控制系統(tǒng)426.1 送風系統(tǒng)的控制426.2 鍋爐汽包水位的控制426.3吹灰系統(tǒng)的控制436.4 現(xiàn)代的堿回收鍋爐控制系統(tǒng)43第七章 環(huán)境保護及節(jié)能措施447.1 環(huán)境保護447.2 節(jié)能措施44第八章 勞動組織及工作制度46第九章 生產成本核算489.1 供水系統(tǒng)489.1.1 生產用水量的確定489.1.2 生活用水量的確定489.1.3 消防用水量的確定489.1.4 總用水量的消耗489.2 供電系統(tǒng)489.3 供汽系統(tǒng)499.4 其他原料消耗509.4.1 重油消耗：509.4.2 芒硝消耗509.4.3 石灰石消耗509.5 堿回收量50參考文獻52致 謝53引 言目前，造紙行業(yè)迅速發(fā)展，隨之而來的是環(huán)境問題。因此，造紙過程中堿回收工段就顯得至關重要，而且堿回收技術的不斷改進也為企業(yè)創(chuàng)造了利潤。本設計根據(jù)山東日照森博漿紙有限公司的設計理念，采用新型的八體六效蒸發(fā)器，不僅節(jié)約了成本，而且很好地控制了污染問題。3第一章 總論1.1 設計依據(jù)本設計為年產20萬噸楊木硫酸鹽法漿堿回收分廠（重點燃燒工段）。設計過程中相關參數(shù)以及設備的選定均是參照山東日照森博漿紙有限責任公司堿回收車間的工藝技術方案。該廠的堿回收設備全部是由國外引進，代表了當今世界先進的堿回收技術水平和發(fā)展方向，且該套設備自投產至今，運行穩(wěn)定，相對于其他企業(yè)的堿回收分廠，熱效率明顯提高，而且污染較小，經濟環(huán)保，很適合目前國內“人文環(huán)保發(fā)展造紙事業(yè)”的行情1。1.2 設計范圍 本設計主要是對堿回收車間進行設計，包括蒸發(fā)，燃燒，苛化和石灰回收四個工段，重點設計燃燒工段。設計內容包含對重點車間的設備布置，人員編制，環(huán)境保護，各工段的自動化控制進行說明和以及成本核算。1.3 廠址選擇說明本設計依據(jù)設計任務書，考慮到原料來源，動力資源，水、煤、汽的來源，以及產品銷售和交通情況，并兼顧企業(yè)間的合作，自然條件和建材供應等諸方面因素，將廠址選定在河南省南陽市西峽縣。1.3.1 地理位置南陽市西峽縣位于河南省西南部，西鄰陜西省，地處八百里伏牛山，樹林廣袤，林木資源豐富，312國道直通城關，交通便利，四通八達。1.3.2 氣象條件南陽市西峽縣屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫15.2c，年降水量為830毫米，無霜期220天，非常適合輕工業(yè)的發(fā)展。1.3.3 原料供應方面八百里伏牛山，原始森林，林木資源十分豐富，且鄉(xiāng)村非木材類資源也漫山遍野，原料供給充足。1.3.4 水源方面西峽縣為古時候的吳越之地，主要河流為淅水，并且有錯綜復雜的各種小河流，能為造紙?zhí)峁┳銐虻乃础?.3.5 動力、燃料來源西峽縣北臨山西省，兼具交通便利，來自山西的煤資源可以源源不斷的供應過來，且本身有很多的水電站，動力來源豐富，很容易滿足大型工廠的動力方面的要求。第二章 生產方法及生產流程論述2.1生產方法論述備料車間：采用楊木為原料，機械剝皮，削片，貯存。制漿車間：采用連續(xù)蒸煮的方法，選用卡米爾式連續(xù)蒸煮器，采用采用壓力擴散洗漿機，黑液提取率達到98%以上。本設計采用燃燒法對黑液進行回收。燃燒法的過程是：把黑液提取出來，經過蒸發(fā)濃縮到一定濃度后，送入堿回收爐燃燒，燃燒后的熔融物，經溶解澄清后成為綠液，加入石灰，使碳酸鈉苛化成為氫氧化鈉，并將苛化所生成的碳酸鈣（白泥）沉淀分離，最后得到氫氧化鈉和硫化鈉的混合溶液，即為可供制漿用的蒸煮液?？粱蟮陌啄啵伤椭粱剞D爐進行煅燒回收石灰2。2.1.1 蒸發(fā)工段采用六效八體自流降膜蒸發(fā)器，并且采用黑液結晶增濃蒸發(fā)技術，稀黑液進站濃度為20%，送往堿爐的黑液濃度為68%。 2.1.2 燃燒工段采用除臭式堿回收燃燒流程，為提高熱效率，充分回收煙氣熱量，采用大面積省煤器，由于不采用直接蒸發(fā)，黑液雖未經氧化，只要控制得當，由堿回收散發(fā)出來的惡臭氣體，也可以降到很低的濃度，能有效地減輕環(huán)境污染。而且利用現(xiàn)代噴射爐進行堿回收，具有生產效率高，勞動強度小，芒硝還原率高，鍋爐熱效率高，適應自動化控制等優(yōu)點。熔融物溶解槽是一個常壓攪拌槽，當熔融物同稀白液混合時將產生大量水蒸汽，并由排氣管排出。（排氣管應垂直布置，不允許有水平管段），溶解槽散發(fā)的污染氣體量一般不多，因為有機硫化物不可能在高溫熔融物中存在。但當熔融物溶解槽排氣氣流因水蒸汽驟然增加而增加時，將夾帶一定數(shù)量溶解或未溶解的氫氧化鈉、碳酸鈉、和硫化鈉，但其數(shù)量不大，可以直接排放，不會造成大氣的嚴重污染。從燃燒室出來的煙氣，經鍋爐和大面積省煤器降溫后，送入靜電除塵器回收堿灰，堿灰一部分與黑液芒硝混合進入燃燒爐再次燃燒，另一部分可去蒸發(fā)工段作為黑液結晶的晶核。最后煙氣由引風機引入煙囪排空，靜電除塵器除塵效率可達98%。供風系統(tǒng)主要是通過共用一個預熱器，兩臺送風機串聯(lián)使用的方法實現(xiàn)，風由送風機通過預熱器加熱到一定溫度后，用兩個風道送風，一個風道直接送入一次風風嘴，另一風道再通過一個送風機，送入二次風嘴。一、二、三次風的比例為60：30：10。供水系統(tǒng)的水要先經過軟化，但是還是會殘留硬度，為了防止鍋爐受熱面上結垢，在鍋爐用水中要加入藥劑，使之形成松軟的水渣，可以通過定期排污排掉。為防止產生泡沫，造成汽水共沸現(xiàn)象，要進行連續(xù)排污，同時給鍋爐補充清潔水。2.1.3 苛化工段采用先進的連續(xù)苛化流程。主要設備是三大過濾機（綠泥真空過濾機，白泥真空過濾機和壓力圓盤過濾機）和新式超短石灰窯。本設計方法較傳統(tǒng)的連續(xù)苛化優(yōu)越之處在于，采用循環(huán)方式而不是應用傳統(tǒng)的輔助苛化器進行二次苛化，可以縮短苛化時間。2.1.4 白泥回收工段采用回轉爐煅燒工藝流程來回收白泥。主要分為三個階段，即干燥階段，預熱階段和煅燒階段。它運行穩(wěn)妥可靠，操作簡單，技術上比較成熟，是造紙工業(yè)堿回收中回收白泥的主要方法。2.2 生產流程論述2.2.1 蒸發(fā)工段2.2.1.1 黑液流程從洗滌工段來的稀黑液濃度為17%左右，其被送入堿回收車間后，進入稀黑液槽內貯存，利用ii效濃黑液將供料的黑液濃度調節(jié)到20%。用黑液泵將黑液送入iv效，由iv效出來進入v效，出v效后，再送入vi效,從vi效出來經過1#換熱器流入半濃黑液槽靜置除皂，此時黑液的濃度為30%35%。除皂后的黑液進入2#熱交換器，并且由泵送入iii效，從iii效出來的黑液由泵送至ii效，出ii效后由泵送至i效，i效分為加熱面積相等的a、b、c三體，ib和ic互為出濃黑液的效體，蒸發(fā)時由自動控制系統(tǒng)進行調節(jié)，定期相互切換，保持加熱元件表面的清潔，防止結垢，保證正常出液。a體在其二次蒸汽的出口加裝了一個自動調節(jié)閥用于控制體內的壓力，并且作為結晶蒸發(fā)效。i效的b、c體產生的濃黑液加入燃燒時的堿灰，用堿灰的無機鹽顆粒作為晶核，送入a體進行結晶蒸發(fā)，從a體出來的黑液濃度為72%，稱為“超濃黑液”。超濃黑液要用一個壓力槽進行貯存，用低壓蒸汽維持槽內的壓力以保持黑液有合適溫度，便于輸送。2.2.1.2 蒸汽流程新蒸汽供給i效，產生的二次蒸汽作為熱源供給ii效，依次類推，在vi效產生的二次蒸汽進入表面冷凝器冷凝，產生污冷凝水進入污冷凝水槽。2.2.1.3 冷凝液流程i效產生的清潔冷凝水進入1#擴容旋風分離器，產生的二次蒸汽進入ii效，產生的冷凝水進入2#擴容旋風分離器，產生的二次蒸汽進入iii效，產生的冷凝水進入清潔冷凝水槽，此時的冷凝水可以送到苛化工段，也可以回送鍋爐進行重復利用，節(jié)省用水量，減少水污染。iii效生的污冷凝水進入iv效，iv效產生的污冷凝水進入3#擴容旋風分離器，產生的二次蒸汽進入v效，產生的污冷凝水與最后表面冷凝器產生的污水一起進入污冷凝水收集槽。v效產生的污冷凝水進vi效，vi效出來進表面冷凝器，最后進入污冷凝水槽。在冷凝水系統(tǒng)中實現(xiàn)了清濁分流。既節(jié)省用水又降低了污染。2.2.1.4 不凝氣流程前三效的二次蒸汽中含有的黑液易揮發(fā)物含量低，后三效二次蒸汽中bod含量較高，從各效引出不凝氣體，與vi效的二次蒸汽一起進入補充表面冷凝器，氣提后有90%以上的污冷凝水變成較清污水，可作為洗滌工段和苛化工段的用水，剩下的不足10%的重污水由泵進入預熱器，再經氣提塔處理，產生的臭氣可由蒸汽噴入石灰回收工段燃燒。2.2.1.5 皂化物稀黑液槽（黑液濃度為17%）和半濃黑液槽（黑液濃度為30%）中除去的皂化物進入皂化物收集槽，再用泵送入塔羅油回收工段進行副產品的回收。2.2.2 燃燒工段2.2.2.1 黑液系統(tǒng)蒸發(fā)工段送來的黑液濃度為72%，由于其濃度較大，黏度較大，應貯存于具有一定壓力的黑液槽中，并且有自身黑液循環(huán)系統(tǒng)，保證其具有一定的黏度和流動性。此時黑液由泵送入芒硝黑液混合槽與芒硝及回收的堿灰在攪拌器的作用下，充分混合，由泵輸送，由噴槍噴入爐內進行燃燒，產生的熔融物經溜子槽冷卻，進入溶解槽。在溶解槽內，熔融物與苛化送來的稀白液充分混合，成為綠液，送到苛化工段進行苛化。為減輕熔融物流出時產生的噪音，促使熔融物和稀白液混合均勻，經過濾器，用消音泵對槽內液體進行循環(huán)，過濾器中的雜質定期排除。而消音泵的另一個作用就是防止大塊熔融物與稀白液接觸不充分而引起的爆炸。2.2.2.2 芒硝系統(tǒng)芒硝首先經過粉碎機粉碎后，達到一定的粒度，用螺旋輸送機送至斗式提升機，由斗式提升機送到芒硝篩內，符合要求的芒硝進入芒硝料倉，而大塊芒硝則送回粉碎機，重新處理。芒硝料倉中的芒硝，由圓盤給料器送入芒硝黑液混合槽。2.2.2.3 供風系統(tǒng)燃燒所需空氣，由一.二.三次風二個風道分別送入。首先，由一次風機引入的風，經過空氣預熱器，使風溫達到150，分為兩部分，一部分直接由一次風道送入系統(tǒng)，另一部分再經過二次風機加壓后，由二次風道送入爐內。三次風溫度為80，主要是補充爐內的氧氣。一.二.三次風的比例為60：30：104。2.2.2.4 燃油系統(tǒng) 由重油槽來的重油，通過濾網過濾除去雜質，再用油泵輸送，經過重油加熱器加熱，由油槍噴入爐內。2.2.2.5 供水系統(tǒng)為防止爐內加熱面結垢和氧化腐蝕以及酸性腐蝕，在鍋爐內給水要經過軟化處理、除氧處理和磷酸鹽處理。鍋爐用水先用泵送到省煤器進行預熱，然后進入氣包，水在對流管束中循環(huán)，高溫條件下產生的汽水混合物在氣包了分離，水繼續(xù)循環(huán)，并且不斷有軟化水從鍋爐外供入，產生的蒸汽經汽管排出鍋爐。雖然供水經過處理后，在高溫情況下產生大量蒸汽，在汽包水平面鹽分濃度較大，當達到一定濃度后，會產生泡沫，形成汽水共沸現(xiàn)象，因而要進行連續(xù)排污。而鍋爐運轉一定時期后要進行間歇排污，去除污垢，減少管壁污垢對傳熱率和設備的影響。汽包中排出的循環(huán)水送入送擴容器中，然后送到溫水槽，供廠內使用。2.2.2.6 煙氣系統(tǒng)燃燒產生的煙氣中，夾帶著一定的堿灰，要進行回收，由省煤器排出的煙氣，經靜電除塵器回收堿灰后，由引風機送入煙囪，直接排空。在堿爐內，由于煙氣通過，在過熱器，鍋爐管束和省煤器表面，會附著堿灰，長期積累，不僅會造成藥品的浪費，而且會影響傳熱，腐蝕設備，因此采用橫跨爐體的長伸縮式的吹灰槍進行在線吹灰，這種吹灰器有一條絲杠裝在堿爐外面，不吹灰時停留在爐外，工作時吹灰桿由計算機控制，自動插入并且沿著爐體斷面往復運動，并且繞本身軸線旋轉，吹灰能力強，耐高壓，耐高溫。被吹下來的堿灰進入灰斗，大部分進入芒硝黑液混合器，跟隨黑液進爐再次燃燒，一少部分到蒸發(fā)工段，作為黑液晶核。2.2.3苛化工段由溶解槽送來的綠液，進入穩(wěn)定槽，經綠液澄清器后，沉淀的綠泥，送入綠泥真空過濾機中進行過濾，綠泥用泵送到堆渣廠進行后續(xù)處理，過濾的稀綠液返回穩(wěn)定槽。澄清器的綠液用泵送到消化分離器，在消化分離器中加入石灰進行消化，其雜質由提渣機經洗滌后排出，消化后的乳液則由泵送到苛化器進行苛化，苛化好的乳液進入壓力圓盤過濾機，澄清后的白液送到濃白液槽，供蒸煮使用。白泥用膜泵送入到白泥攪拌槽加入熱水并且與回流的白泥一起稀釋，經攪拌稀釋后的白泥進入白泥真空過濾器，洗滌后，稀白液送回溶解槽與熔融物混合，白泥由螺旋輸送機送到石灰回收工段5。2.2.4白泥回收工段從苛化工段送來的白泥由螺旋輸送機送入白泥干燥器，進入石灰窯進行煅燒，煅燒好的石灰，進入冷卻筒。在冷卻筒內被二次風冷卻，冷卻后的石灰通過埋刮板式輸送機進入粉碎機粉碎到一定的粒度，經過斗式提升機進入石灰倉貯存，以供使用。燃燒用的一次風，經送風機送到空氣預熱器，加熱到150后，進入爐內，二次風則利用爐內所形成的抽力經冷卻器進入爐內。燃油則從工作油槽送到加熱器，加熱后，送到爐內燃燒器進行燃燒。新補充的石灰石，先經過粉碎，再送入石灰倉?；剞D爐產生的煙氣，經過旋風除塵器收集粉塵入石灰爐再次燃燒，煙氣再進入靜電除塵器，除掉其中的絕大部分粉塵，最后通過引風機機排入煙囪。41第三章 物料平衡及熱量衡算3.1 蒸煮工段物料衡算以楊木為主要造紙原料，硫酸鹽法制漿，以1t風干漿為單位基準。表3-1燃燒爐物料平衡計算有關定額及工藝技術數(shù)據(jù)編號 指標名稱單位定額備注1蒸發(fā)用堿量（na2o計）kg/t漿2882液比1：43硫化度%244漿的干度%905粗漿得率%506芒硝還原率%917苛化度%848蒸煮堿損失率%1.30對用堿量9洗滌提取黑液濃度%14固形物含量10洗滌后漿料濃度%1311洗滌堿損失%0.25對用堿量12蒸發(fā)后黑液濃度%6813蒸發(fā)堿損失%0.82對用堿量14苛化堿損失%1.20對用堿量15燃燒堿損失%2.9對用堿量16補充芒硝濃度%9017空氣濕含量%2重量百分數(shù)80每公斤干空氣含氧%22.0重量百分數(shù)19每公斤干空氣含氮%76.0重量百分數(shù)20空氣過剩系數(shù)1.11已知：用堿量（以na2o計）=288 液比=1:4硫化度=24% 粗漿得率=50%芒硝還原率=91% 苛化度=84%蒸煮堿損失率=1.30%(對用堿量) 3.1.1 蒸煮用絕干木片量的計算絕干木片量 = 3.1.2 蒸煮實際用堿量的計算用堿量(以 na2o計) = 16 % 1800 = 288 根據(jù)硫化度和用堿量的定義 硫化度 = na2s / na2snaoh = 24%na2snaoh = 288 (用堿量)na2s = 硫化度用堿量= 288 24 % = 69.12 (以 na2o計) = 86.9574 (以 na2s計)naoh =(1硫化度)用堿量 = 28876% = 218.88 (以 na2o計)= 282.4258 (以naoh計)用堿總量 = na2snaoh = 369.38323.1.3 蒸煮液中無機物含量的計算根據(jù)苛化度的定義: 苛化度 = naoh / (naohna2co3)na2co3 =naoh = 41.6914(以na2o計)= 71.2789(以na2co3計)根據(jù)芒硝還原率的定義: 還原率 = na2s / (na2sna2so4)na2so4 = na2s =69.12 = 6.8360 (以na2o計) = 15.6567 (以na2so4計)蒸煮液中無機物總重量 = na2co3na2so4 na2s naoh = 71.278915.656786.9574282.4258= 456.3188 3.1.4 全部蒸煮液中水分的計算全部蒸煮液中水分 = 絕干木片量 4= 7200 3.1.5 蒸煮堿損失量的計算堿損失量 = 用堿量蒸煮堿損失率= 2881.30% =3.744 (以na2o計)na2s損失量 = 堿損失量 78/62 = 4.7102 (以 na2s計) 3.1.6 蒸煮過程平衡計算木片 水 無機物 已知 : 絕干木片量 = 1800 蒸煮鍋 水 = 7200 有機物 無機物量 = 456.3188 漿料 堿損失 = 4.7102 噴放冷凝液量 = 1100 假定蒸煮不直接加熱 則:漿液量 = (絕干木片水無機物)堿損失= 3188)4.7102=9451.6086 絕干纖維量 = 絕干木片量 粗漿得率 = 180050% = 900 有機物 = 絕干木片量絕干纖維量= 1800900 = 900 無機物 = 蒸煮液中無機物總量 蒸煮堿損失= 456.3188 4.7102= 451.6086 3.2 洗滌工段物料衡算已知條件: 提取黑液濃度 = 14 % (固形物含量) 洗滌后漿濃度 = 13 %洗滌后堿損失率= 0.25 % (對用堿量) 洗滌纖維損失率 = 0.3 %3.2.1 洗滌段堿損失的計算實際生產中在洗滌段提取黑液的過程中,不但有有效堿的損失,而且有naco3和na2so4的損失,此計算中, naco3和na2so4損失忽略不記。洗滌堿損失量 = 用堿量 損失率= 288 0.25 % =0.72 (以na2o計)na2s 損失量 = 洗滌堿損失量 78/62= 0.72 78/62 = 0.9058 (以 na2s計)3.2.2 提取黑液量的計算轉入黑液中的纖維 = 絕干纖維量 纖維損失率 = 900 0.3 % = 2.7 黑液中固形物的量=有機物無機物洗滌纖維損失堿損失 = 900 451.6086 2.7 0.9058 = 1353.4028 提取黑液量= 黑液固形物 黑液濃度= 1353.4028 14 % = 9667.1629 黑液中水量 = 黑液量 固形物量 = 8313.7601 黑液中有機物、無機物看成溶于水中的,所以每噸風干漿約提取8.3m黑液。3.2.3 洗滌段出漿量的計算洗滌后絕干纖維量 = 900 洗滌段纖維損失 = 900 2.7 = 897.3 由于洗滌損失的堿進入漿液中,所以: 洗后漿料量 = 堿損失 = 897.3 / 13% 0.9058= 6903.2135 3.2.4 洗滌段的平衡計算漿液 已知 : 進入洗滌段漿液量 =9451.6086 洗滌段 提取黑液量 = 9667.1629 熱水 黑液 洗后漿料量 = 6903.2135 洗后漿加入洗滌段的熱水量 = 洗后漿量提取黑液量進入漿液量= 6903.21359667.16299451.6086= 7118.7678 所以洗滌段用水量約為7.1 m3.3 蒸發(fā)工段的物料衡算 已知 : 濃黑液濃度 = 68 % 蒸發(fā)堿損失率= 0.82 % (對用堿量)3.3.1 蒸發(fā)中堿損失的計算堿損失量=用堿量損失率= 2880.82% = 2.3616 (以na2o計)na2s 損失量 = 洗滌堿損失量 78/62 = 2.3616 78/62 = 2.9710 (以 na2s計)3.3.2 濃黑液固形物含量的計算濃黑液固形物含量 = 稀黑液中固形物 堿損失在本設計的結晶蒸發(fā)中進入蒸發(fā)站時黑液的濃度是 20 % (固形物含量),而提取的黑液為 14%, 所以用結晶蒸發(fā)前一效的濃黑液進行混合增濃。設提取的稀黑液濃度 14%為 v1, 用增濃的黑液濃度60% 為v2,到進入蒸發(fā)站的黑液濃度為20 %為v, 由已知,v1 = 9667.1629 v1 v2 由方程:混合槽 v1 v2 = v 14% v1 60%v2 = 20%v 解得 v2 = 1450.0744 v v =11117.2373 進入蒸發(fā)站的黑液濃度 = 20% (固形物含量) 黑液量 = 11117.2373 進站黑液中固形物含量 = 11117.2373 20% = 2223.4475 濃黑液固形物含量 = 稀黑液中固形物 堿損失 = 1353.4028 2.9710 = 1350.4318 3.3.3 蒸發(fā)后濃黑液中水分的計算蒸發(fā)后黑液濃度 = 黑液中含水量 = 黑液固形物= 1350.4318=635.4973 濃黑液量 = 黑液固行物 黑液中水量= 1350.4318 635.4973= 1985.9291 本設計采用結晶蒸發(fā),有無機鹽小顆粒作為晶核,讓黑液在晶核上增濃,加入的無機鹽小顆粒不隨著黑液變化,此處相抵消.3.3.4 蒸發(fā)段的平衡計算 稀黑液 晶核 蒸發(fā)段 已知：堿損失 = 2.9710 蒸發(fā)水分 稀黑液量 = 11117.2373 濃黑液量 = 1985.9291 堿損失 帶晶核濃黑液 蒸發(fā)的水量= 稀黑液量濃黑液堿損失 = 11117.23731985.92912.9710= 9128.3372 3.3.5 濃黑液中各成分的計算轉入濃黑液中的 naoh = 218.88 (以na2o計)= 218.88 80/62 = 282.4258 kg (以naoh計)轉入濃黑液中na2s的量= 蒸煮液中na2s蒸煮na2s損失洗滌na2s損失蒸發(fā)na2s損失= 86.9574-4.7102-0.9058-2.9710= 78.3704 (以 na2s計)=62.2944 (以na2o計)轉入黑液中na2co3 = 41.6914(以na2o計)= 71.2789(以na2co3計)轉入黑液中na2so4 =6.8360(以na2o計)=15.6567 (以na2so4計)轉入黑液中無機固形物 = na2co3na2so4 na2s naoh= 71.278915.656778.3704282.4258= 447.7318 轉入黑液中有機固形物 = 固形物總量無機固形物= 1350.4318 447.7318=902.7 作為晶核的無機小顆粒進入黑液固形物中,互相抵消.3.4 燃燒工段物料衡算3.4.1 熔融物成分的計算已知 : 苛化堿損失率 = 1.20 % (對用堿量)3.4.1.1 苛化堿損失的計算苛化堿損失量 = 用堿量 苛化堿損失率= 2881.20 % =3.456 (以na2o計) na2s損失量 = 3.456 78/62 =4.3479 (以 na2s計)3.4.1.2 白液成分的分析由于蒸煮所用的蒸煮液即是苛化后所得到白液,因此,白液成分由前面的蒸煮段計算得到,即 : na2s =69.12 (以 na2o計) = 86.9574 (以 na2s計)naoh =218.88 (以 na2o計) =282.4258 (以naoh計)na2co3 = 41.6914(以na2o計) = 71.2789(以na2co3計)na2so4 = 6.8360(以na2o計) = 15.6567 (以na2so4計)在白液中存在少量的 ca(oh)2 ,此處忽略不記.3.4.1.3 綠液成分的分析由于白液中naoh全部由綠液中的naco3轉化來的,因此:綠液中的na2co3 = 白液中的na2co3 白液中的naoh= 41.6914 218.88 =260.5714 (以na2o計) = 445.4930(以na2co3計) 綠液中的na2s = 白液中的na2s苛化損失na2s= 86.9574 4.3479 = 91.3053 (以na2s計)= 72.5760 kg (以na2o計)綠液中的na2so4 = 白液中的na2so4 = 6.8360 (以na2o計) = 15.6567 (以na2so4計) 3.4.1.4 熔融物成分的分析綠液中無機物可以認為是熔融物中的無機物,其各成分重量及元素含量如表:表3-2熔融物中各成分以及元素含量組分分子量 重量na2o計na2o計%nasocna2s7891.305372.576021.3553.846737.4585 na2so414215.65676.83602.015.07193.52837.0565 na2co3106445.4930260.571476.64193.3272201.732750.4332合計552.4550339.9834100252.245840.9868208.789250.43323.4.2 燃燒工段的平衡計算3.4.2.1 燃燒堿損失的計算已知: 燃燒堿損失 = 2.9 % (對用堿量) 補充芒硝純度=90 %燃燒爐 芒硝 燃燒堿損失 = 用堿量損失率 煙氣 = 2882.9% 空氣 = 8.352 (以na2o計) 熔融物 na2s損失量 =8.352 78/62 黑液 = 10.5074(以na2s計) na飛失 =10.507446/78=6.1966 s 飛失 = 10.507432/78 =4.3107 3.4.2.2 黑液固形物各元素的計算 為方便計算,忽略原料中s的含量 黑液固形物中na含量 = (黑液中naoh黑液中na2s黑液中na2co3黑液中na2so4) 46/62= (218.88+62.2944+41.6914+6.8360 ) 46/62= 244.6175 黑液中固形物na比率 = 100 % = (244.6175 1350.4318) 100 % = 18.11 %黑液中固形物s含量=黑液中na2s32/78黑液na2so432/142 =78.370432/78 15.6567 32/142 =35.6802 固形物中s比率 = 100 % = (35.6802 1350.4318) 100 % = 2.64 % 黑液固形物含元素成分的確定 下表是由 na和s的含量,對黑液中其他元素進行估計: 表3-3黑液固形物元素含量na s c h o惰性氧化物合計18.112.6440.84.1334.10.22100244.617535.6802550.976255.7728460.49722.97091350.43183.4.2.3 芒硝補充量的計算補充的na = 熔融物中的na 飛失na 黑液中的na = 252.2458 6.1966244.6175 = 13.8249 應補充na2so4 =補充na 142/46 =42.6769補充na2so4中含s = 42.6769 32/142 = 9.6173補充na2so4中含o = 42.676964/142 = 19.2347折合90%的芒硝量 = 42.6769 90% = 47.4188 進入燃燒爐中s = 芒硝中s 黑液固形物中s = 9.6173 35.6802 = 45.2975 出燃燒爐的s = 熔融物中s 飛失s = 40.9868 4.3107 = 45.2975 3.4.2.4 燃燒爐各元素衡算 燃燒爐其他元素的平衡計算 碳（c）衡算排煙含c量 = 固形物中c 熔融物中c = 550.9762 50.4332 = 500.5430假設c全部以co2 的形式排出，則：煙氣中co2 = 500.543 44/12 = 1835.3243 co2 中含o = 1835.3243 32/44 = 1334.7813 氫（h）衡算 煙氣中所有固形物中h = 固形物中h = 55.7728 若h 均以h2o的形式排入煙氣中，則：煙氣中化合h2o = 55.7728 18/2 = 501.9552 化合h2o中含o= 501.9552 16/18 =446.1824 氧（o）衡算 設na是以na2o的形式飛失，s是以so2的形式飛失。飛失的na2o量 = 飛失na 62/46 = 8.3519 飛失na2o 含o =飛失的na2o 16/62 = 2.1553 飛失so2 的量 = 飛失 s 64/32 = 8.6214 飛失so2中含o = 飛失so2量 32/64 = 4.3107 理論耗氧（o）量 = 熔融物質o 飛失na2o含oco2含o飛失so2中含o化合h2o中含o固形物中含o 芒硝中含o = 208.7892 2.1553 + 1334.7813 + 4.3107 + 446.1824 460.497219.2347 = 1516.4870 惰性氧化物的處理固形物中惰性氧化物量為2.9709 ，由芒硝帶入雜質量為4.7419。設這些物質在燃燒是不起反應，直接進入熔融物，然后在苛化中作為綠泥形式除去。熔融物量= naco3na2so4na2s惰性氧化物芒硝雜質 = 445.4930+15.6567+91.3053+2.9709+4.7419 = 560.1678 3.4.2.5 煙氣的計算 已知：進入的空氣重量組成為：水蒸氣 = 2% 氧 = 22% 氮 = 76.0% 空氣過剩系數(shù) = 1.11 進入系統(tǒng)的空氣量計算進入系統(tǒng)的氧量 = 理論耗氧量 1.11 = 1516.4870 1.11 = 1683.3006 進入系統(tǒng)空氣量 = 進入系統(tǒng)的氧量 氧氣的分率 = 1683.3006 22 % = 7651.3664 空氣中含氮氣量 = 空氣量 氮氣分率 = 7651.3664 76 % = 5815.0385 空氣中水蒸氣含量=空氣量含氧量含氮量= 153.0273 水中含o量 = 153.0273 16/18 = 136.0243 水中含h量 = 153.0273 2/18 = 17.0030 煙氣組成計算煙氣中水 = 化合水 黑液中水 空