Целлюлоза для химической переработки используется в основном в текстильной (~70 %), химической и целлюлозно-бумажной промышленности (30 %). В производстве целлюлозы для химической переработки

ВВЕДЕНИЕ

Целлюлоза для химической переработки используется в основном в текстильной (~70 %), химической и целлюлозно-бумажной промышленности (30 %). В производстве целлюлозы для химической переработки применяют два процесса варки: сульфитный на кальциевом, магниевом или натриевом основании и сульфатный с предгидролизом. [1]

Сульфатный процесс варки целлюлозы используется примерно для 80 % мирового производства полуфабрикатов, и является наиболее распространенным методом производства данной продукции [2], обеспечивающим большую прочность целлюлозы, по сравнению с целлюлозой, полученной сульфитным способом, возможность использования древесины любых пород и характеризующийся эффективными химическими восстановительными системами.

Высоко эффективная система очистки и сортирования беленой целлюлозы позволяет достигнуть нескольких важнейших технико-экономических результатов, в частности:

· снижения потерь хорошего волокна с отходами сортирования;

· повышения прочностных и прочих показателей качества целлюлозы за счет выделения из нее в отдельный поток более низкосортного грубого волокна;

· снижения сорности целлюлозы.

К числу наиболее значимых новаций в области сортирования можно отнести появление конструкций сортировок, работающих при высоких концентрациях массы (3 - 4 % против 0,8 - 1,5 % в старых конструкциях) без снижения качества сортирования. Это позволило существенно повысить производительность сортировок, что особенно важно с учетом имеющей экономическую основу тенденции к увеличению производительности потоков при строительстве новых предприятий.

Другим принципиальным достижением в области аппаратуры для сортирования и очистки следует признать замену в большинстве конструкций сортировок, главным образом, для тонкого сортирования, круглой перфорации сит на шлицевую. Грамотный подбор ширины шлиц (с учетом характера и вида волокнистой массы), правильное сочетание на разных стадиях сортирования сортировок с круглой и шлицевой перфорацией сит позволило в последние годы на современных заводах достичь существенного снижения сорности целлюлозы, повышения ее качества.

К новым тенденциям в рассматриваемой области можно также отнести создание комбинированных двухзонных сортировок, позволяющих в одном аппарате достигать более глубокой очистки и сортирования массы.

Все эти и многие другие, более частные достижения в области аппаратуры для сортирования позволили получить большое количество преимуществ технологического, экологического и экономического характера, в частности, сокращение расхода энергии на сортирование на 50 %, снижение капитальных затрат на 40 % и т.п.

Требуются технологические схемы, позволяющие наиболее рационально и с наибольшей эффективностью использовать эту аппаратуру в конкретном процессе. Ввиду того, что шлицевые сортировки с узкими шлицами хорошо задерживают песок и костру, несколько сократилось использование вихревых очистителей, требующих большого расхода электроэнергии для подачи на них сильно разбавленной массы (0,5-0,8 %) под давлением в несколько атмосфер.

В курсовом проекте разработана технология отдела сортирования беленой сульфатной целлюлозы для химпереработки. Выбор оборудования, технологической схемы при проектировании основан на рекомендациях фирм и организаций, производящих сортировочное оборудование в настоящее время, литературных данных о технологии и оборудовании в области сортирования беленой целлюлозы.

СТАНДАРТЫ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ

Целлюлоза сульфатная вискозная

ГОСТ 24299 – 80

Основные технические показатели

Наименование показателя Норма марки

Высший сорт 1-ый сорт

Массовая доля α-целлюлозы, %, не менее 92,0 92,0

Динамическая вязкость, мПа 90 – 110 90 - 110

Реакционная способность, CS₂/NaOH %, не более 80/11 80/11

Массовая доля смол и жиров, %, не более 0,08 0,08

Массовая доля золы, %, не более 0,08 0,08

Массовая доля железа, %, не более 0,0008 0,001

Массовая доля кремния, %, не более 0,003 0,0065

Массовая доля кальция, %, не более 0,0075 0,012

Белизна, %, не менее 90,0 89,0

Сорность, число соринок на 1 м² листа площадью:

свыше 0,06 до 2,0 мм², не более 50 50

площадью свыше 2,0 мм² не допускаются

Набухание, % 450 - 550 450 – 550

Масса 1 м², г 700 - 800 700 - 800

Плотность, г/см³ 0,7 - 0,8 0,7 - 0,8

Влажность, % 6 - 10 6 - 10

Расчетная влажность, % 12 12

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Теория процесса сортирования

Основным назначением процессов сортирования и очистки является отделение от волокнистой массы различного рода включений, количество которых в продукции ограничивается техническими условиями или ГОСТами. К таким включениям относятся сучки, непровар, кора, костра, луб, слизь, кусочки металла, окалина, песок, бетон, уголь, смола, жиры. Наличие загрязнений древесного происхождения в виде непровара, сучков, костры, коры, луба, смолы обусловлено анатомической и физической неоднородностью сырья, несовершенством технологий его подготовки к варке и собственно варки. Костра в сульфатной целлюлозе составляет 90…95 % от общего количества загрязнений, определяемого в соответствии с принятым в России стандартом (ГОСТ 14363.3-84) как число соринок в отливке целлюлозы поверхностной плотностью 500 г/м². Костру в целлюлозе обычно идентифицируют как непроваренные пучки волокон, которые имеют более темный цвет, чем фон окружающих волокон. При сульфатной варке кора, как правило, растворяется и в целлюлозе не обнаруживается.

Одни загрязнения древесноволокнистого происхождения имеют вытянутую форму, другие – округлую. Включения, содержащиеся в целлюлозной волокнистой суспензии, различаются по плотности. Плотность включений может быть больше плотности волокон целлюлозы (металлические частицы, окалина, песок, бетон), близка к плотности волокон (кора, костра, луб), меньше плотности волокон (смола, жиры).

Процесс сортирования целлюлозы включает, как правило, последовательно следующие операции: сепарирование, предварительное грубое сортирование перед промывкой целлюлозы, отделение сучков непровара, отделение костры и сора (тонкое сортирование), удаление из массы песка и других тяжелых включений (очистка на центробежных очистителях), удаление смолы и мелкого волокна (если эти показатели регламентированы стандартами на целлюлозу), сгущение и аккумулирование.

Теория грубого сортирования основывается, в основном, на размере отверстий и отделения сора под действием центробежных сил. С тонким сортированием связаны, в основном теории свойлачивания и ориентации. Теория свойлачивания является одной из самых известных теорий для объяснения способности сортировки отделить от массы частицы, которые по размеру меньше, чем щели или отверстия ситовой пластины. По этой теории на вероятность попадания частиц в хорошую массу влияют: разница размеров щелей или отверстий и частиц сора, энергия сортирования, которую необходимо подвести в такой форме, что она не предотвращает образование слоя свойлачивания, перепад давления между поступающей массой, который держит слой свойлачивания на поверхности отверстия или щели. Ситовая пластина работает как «сито грубой очистки» и слой волокон, образовавшийся на ней – как сито тонкой очистки, пропускающее жидкость и хорошие волокна.

На эффективность сортирования оказывает влияние концентрация поступающей массы следующим образом:

• при повышении концентрации усиливается образование слоя из волокон, а концентрация массы на сите повышается, так как жидкость проникает и сквозь плотный слой волокон,

• волокна не пройдут через сито по принципу хорошей массы или «которое проходит в щель»,

• при повышении концентрации поступающей массы увеличивается взаимодействие между частицами, которое приведет к повышению концентрации отходов. Когда отношение отходов возвращают в исходное значение, понижается вероятность отделения. Слишком низкая концентрация позволяет сору легче попасть в хорошую массу, так как на сите не образуется фильтрующего слоя волокон.

• существует оптимальная концентрация для каждого случая сортирования.

Кроме того, на эффект сортирования влияет количество массы:

• увеличение объемного потока поступающей массы приведет к повышению перепада давления, что увеличивает забивание отверстий сита.

• под влиянием потока поступающей массы эффективность отделения заметно ухудшается, когда приближаются к свойственной для сортировки гидравлической производительности или пределу забивания,

• увеличение количества поступающей массы повышает концентрацию отходов.

1.2 Задачи, решаемые в очистном цехе

В круг задач, решаемых в очистном цехе целлюлозного завода, входит:

· сепарирование или предварительный размол целлюлозных полуфабрикатов;

· операции разделения волокнистой массы;

· переработка отходов очистки;

· сгущение и аккумулирование волокнистой суспензии.

Под сепарированием подразумевается разделение сваренной целлюлозы на волокна в тех случаях, когда она после выгрузки из варочного котла сохраняет форму щепы.

При опорожнении варочных котлов выдувкой и промывке на барабанных фильтрах или другой современной аппаратуре нормально проваренная целлюлоза оказывается хорошо сепарированной на волокна и может непосредственно направляться на очистку. На отдельных сульфитцеллюлозных заводах, где котлы опоражнивают методом вымывки, промытая целлюлоза в значительной степени сохраняет форму щепы и требует предварительного сепарирования перед очисткой. В подобных случаях в общую схему очистки включается сепарирование массы в качестве необходимой предварительной стадии. Предварительное сепарирование массы перед очисткой приходится предусматривать также в случае производства сульфитной и сульфатной целлюлозы высокого выхода. Иногда при производстве целлюлозы высокого выхода стадия сепарирования приобретает характер предварительного размола.

В полученной после варки любым способом и промытой целлюлозной массе содержится ряд нежелательных загрязнений, от которых она должна быть освобождена в процессе ее очистки. К числу нежелательных включений относятся: непровар, мелкий сор, мелкое волокно, минеральные частицы.

Непровар – плохо проварившиеся щепочки и сучки. Их отделяют от нормально проваренных волокон на стадии грубого сортирования. Общее количество сучков и непровара, содержащееся в целлюлозной массе после варки, в сильной степени зависит от качества щепы, породы древесины, способа и условий варки, а также от степени делигнификации целлюлозы. При варке жесткой целлюлозы количество непровара при прочих равных условиях всегда больше, чем при варке мягкой целлюлозы. В среднем в производственных условиях количество сучков и непровара на сульфит целлюлозных заводах колеблется от 1 до 5 %, на сульфатцеллюлозных – от 0,5 до 3 %.

Мелкий сор образуется за счет отщепления плохо проваренных волокон от непровара и сучков, за счет непроварившихся частиц коры и пучков волокон, костры. Мелкие костринки имеют различную форму, но большинство их – продолговатой формы, причем продольная ось таких частиц совпадает с осевым направлением волокон в древесине. Число соринок, представляющих собой пучки плохо проваренных волокон, резко возрастает при опорожнении котлов способом горячей выдувки, когда из-за резкого падения давления происходит вскипание щелока, заключенного внутри плохо проваренных щепочек, и часть их разрывается.

При выработке высокосортной целлюлозы, в особенности для химической переработки, к числу нежелательных компонентов целлюлозной массы относится мелкое (“нулевое”) волокно. С отделением мелкого волокна связано снижение смолистости целлюлозы.

Наличие смолы в целлюлозе является естественным следствием содержания экстрактивных веществ в древесине. В их состав входит четыре основных группы веществ: смоляные кислоты, жирные кислоты, нейтральные вещества и терпены. В целлюлозном производстве различают общую и “вредную” смолистость. Общее содержание смолы имеет значение главным образом при производстве целлюлозы для химической переработки, для которой оно строго нормируется. При выработке целлюлозы для бумажного производства играет роль вредная смола, вызывающая многочисленные затруднения из-за своей липкости и способности агрегироваться в крупные образования, оседающие на стенках трубопроводов, сетках фильтров и бумагоделательных машин и другой аппаратуре.

Значительная доля смолы находится в мелких неразрушенных при варке клетках паренхимы, сердцевинных лучей и смоляных ходов. Поэтому одним из средств снижения смолистости является удаление из массы мелкого “нулевого” волокна. Количество мелких клеток в исходной древесине, заполненных питательными веществами, зернами крахмала, жирами и смолой, составляет для хвойных пород около 5…6 %. В процессе варки и последующих операций часть их разрушается.

Удаление из массы “нулевого” волокна размером менее 0,5 мм не только снижает содержание общей и вредной смолы, но и вызывает благоприятное изменение некоторых других показателей: улучшается впитывающая способность, снижается расход химикатов на отбелку, возрастает массовая доля альфа-целлюлозы.

Загрязнения в виде минеральных частиц попадают в котел со щепой (песок, глина) и приносятся с варочными растворами: в виде гипса и моносульфитов с сульфитной кислотой или в виде карбоната кальция с белым щелоком при сульфатной варке. [3, стр.132]

1.3 Способы разделения

В основе всех применяемых на практике способов разделения волокнистой массы лежат три принципа:

· разделение по размерам частиц;

· разделение по форме частиц;

· разделение по плотности частиц.

Разделение по размерам частиц является основным процессом сортирования и фракционирования. Оно осуществляется путем продавливания волокнистой суспензии через металлическую решетку с круглыми отверстиями – сортирующее сито. Размер отверстий сит подбирается таким образом, чтобы через них проходили кондиционные волокна, но задерживались более крупные включения.

При прохождении волокнистой суспензии сквозь сито происходит отложение некоторого количества волокон над отверстиями и образование фильтрующего слоя. В результате этого реальный размер отверстий для прохождения кондиционных волокон оказывается меньше, чем диаметр отверстий сита. Толщина и плотность фильтрующего слоя существенно влияют на эффективность разделения и производительность сортировки.

Частицы разделяемой массы увлекаются в отверстия сита потоком воды. При этом длинные эластичные волокна способны изгибаться и проходить через отверстия меньшего размера, в то время как прохождение жестких волокон такой же длины менее вероятно (рис.1). Диаметр отверстий сит значительно больше, чем поперечные размеры волокон, поэтому всегда существует отличная от нуля вероятность попадания в кондиционный поток жестких крупных волокон, подходящим образом ориентированным.

Рисунок 1 – Схема прохождения волокон через круглое отверстие сита:

1- прохождение длинного эластичного волокна; 2- прохождение длинного жесткого волокна; 3 – удержание длинного жесткого волокна

Разделение по форме частиц имеет много общего с разделением по размерам. Оно производится на ситах с отверстиями в виде прямоугольных щелей шириной от 0,2 до 3 мм (для тонкого сортирования – до 0,8 мм). Через такие отверстия (шлицы) легко проходят длинные тонкие волокна нормальных размеров, но задерживаются даже значительно более мелкие частицы овальной формы.

Разделение по плотности частиц осуществляется в вихревых очистителях, представляющих собой трубу с тангенциальным вводом волокнистой суспензии (рис. 2). Такая особенность расположения входного патрубка заставляет волокнистую суспензию двигаться по спиральной линии (т.е. создает вихревое движение), как показано стрелкой на рисунке.

Рисунок 2 – Схематическое изображение поперечного сечения вихревой сортировки

Вихревыми очистителями наиболее эффективно отделяются минеральные загрязнения и мелкие включения овальной формы (“точечный сор”).

1.4 Сита сортировок

Сита являются основным рабочим элементом сортировок для разделения частиц по размерам и форме. Они представляют собой металлический лист с отверстиями или сетку. По форме отверстий различают:

· сита с круглыми отверстиями;

· сита со щелевыми отверстиями.

Круглые отверстия могут быть цилиндрическими, ступенчатоцилиндрическими или цилиндроконическими. Сита с цилиндроконическим профилем оказывают наименьшее гидравлическое сопротивление потоку волокнистой суспензии, но их изготовление более трудоемко в сравнении с ситами с цилиндрическими отверстиями.

Промышленностью выпускаются сита с диаметрами отверстий от 0,8 до 12 мм. Выбор того или иного сита диктуется назначением операции разделения. Сита с цилиндроконическими отверстиями диаметром до 3 мм применяются при тонком сортировании, с более крупными цилиндрическими и ступенчатоцилиндрическими отверстиями – при грубом сортировании.

Для обеспечения одинаковой прочности сита во всех направлениях отверстия распределяются по поверхности равномерно, на равных расстояниях друг от друга. При этом необходимо выдерживать оптимальное соотношение между диаметром и шагом отверстий. Характеристикой этого соотношения служит коэффициент перфорации К:

К = 0,907d²/l²,

где d – диаметр отверстий, мм;

l – шаг отверстий, мм.

Коэффициент перфорации играет важную роль в обеспечении стабильной работы и высокой производительности сортировки. Его величина зависит от вида сортируемой массы и изменяется от 0,08 до 0,44. При заданном диаметре отверстий их редкое расположение снижает производительность сортировки. Плотное расположение отверстий приводит к появлению “степлин-эффекта” (от англ. stapling – соединение скобой): противоположные концы одного волокна оказываются в двух соседних отверстиях. Это явление ускоряет засорение отверстий и также снижает производительность сортировки.

Сита с круглыми отверстиями могут изготавливаться сверлением и штампованием. Микротрещины и остаточные напряжения, появляющиеся в металле после штамповки, приводят к преждевременному износу сит. Сверление отверстий значительно продляет срок службы сит. [3,стр.147]

Щелевые отверстия выполняются с расширением в направлении движения волокнистой суспензии. По традиционной технологии их изготавливают фрезерованием. Разработаны и менее трудоемкие конструкции сит и технологии их изготовления: сварка из деформированных стержней специального профиля, спиральная навивка и сварка профилированной проволоки и другие. Первоначально плоские щелевые сита применялись в мембранных сортировках, позднее получили распространение вибрационные сортировки с цилиндрическими щелевыми ситами. С 60-х годов щелевые сита находят все большее применение в напорных сортировках различных конструкций.

1.5 Типы сортировок

Технологические схемы отделов сортирования и очистки целлюлозы целлюлозных заводов определяются качеством исходной целлюлозы и требованиями к вырабатываемой продукции по ГОСТ. Однако во всех схемах необходимо соблюдать строгую последовательность стадий сортирования и очистки.

Первая стадия – грубое сортирование целлюлозы в одну или две ступени на сучколовителях. Сучколовители - это аппараты для грубого сортирования, которое производится с целью отделения от целлюлозной массы непровара и сучков. Применяемые на предприятия сучколовители по конструкции можно подразделить на три группы: вибрационные, центробежные и напорные.

Центробежные сучколовители используются для грубого сортирования промытой и непромытой целлюлозы. Они высокопроизводительны, надежны и долговечны, требуют небольших затрат на ремонт. Недостатки – повышенная энергоемкость и относительно большое содержание волокна в отходах по сравнению с этими показателями у вибрационных сучколовителей.

В качестве центробежных сучколовителей применяются центробежные сортировки. Оте­чественной промышленностью выпускаются два типоразмера центробежных сортировок: СЦ-1,6-21 и СЦ-2,6-21 (таблица 1). Изготовителем являет­ся АО «Кинешемский машиностроительный завод».

Центробежная сортировка типа СЦ состо­ит из статора, ротора, ситового барабана и элек­тропривода. На лицевой крышке статора ук­реплен патрубок подачи массы с опорным подшипником на приводной крышке — под­шипниковый узел второй опоры вала и пат­рубок отходов. Двигатель установлен на верх­ней плите статора. Передача на вал ротора клиноременная. Ротор по длине разделен пе­регородками на три зоны сортирования. Вал ротора полый и служит одновременно для подвода разбавительной воды. Дополнитель­но разбавительная вода подается через патру­бок, расположенный на крышке статора с при­водной стороны. Детали, соприкасающиеся с обрабатываемой массой и разбавительной водой, выполнены из коррозионно-стойкой стали. Масса под гидростатическим давлением через патрубок подачи попадает внутрь сито­вого барабана, где лопастями ротора приводит­ся во вращательное движение и под действи­ем центробежной силы отбрасывается к внут­ренней поверхности сита. Под напором, созда­ваемым лопастями ротора, отсортированное волокно вместе с водой проходит через отвер­стия сита в пространство между ситовым ба­рабаном и статором. Сгущенный остаток под действием отогнутых участков лопастей и по­ступающей массы перемещается по винтовой линии во вторую зону сортирования, где для улучшения процесса сортирования он разбав­ляется водой, поступающей через отверстия в полом вале ротора. Отходы из второй зоны передвигаются в третью зону сортирования, где также разбавляются водой, поступающей через отдельный патрубок, и досортировываются. Отсортированная масса выводится че­рез патрубок внизу статора. Отходы выводят­ся через патрубок в крышке со стороны при­вода. Выходы отсортированной массы и отхо­дов должны быть свободными, без подпора.

Рекомендуемая оптимальная концентрация поступающей на сортирование целлюлозы из хвойных пород древесины в зависимости от перфорации сита следующая, %: при диаметре 10 мм - 8...3,2; 8 мм- 1,7...2,1; 6 мм – 1,6...2,0.

Таблица 1. Техническая характеристика центробежных сортировок типа СЦ

	Марка
	СЦ-1,6-21	СЦ-2,6-21
Производительность, т в. С. волокна/сут	150…250	430…450,
Площадь ситового барабана, м	1,6	2,6
Диаметр отверстий сита, мм	6,8,10	6,8,10
Эффективность сортирования, %, не менее
Целлюлозная масса:
концентрация на входе, %, не более	2,5	2,5
избыточное давление, Мпа	0.02…0.035	0.02…0.035
температура, °С		Не более 90
Концентрация отсортированной массы	Меньше на 15 %
	поступающей массы
Концентрация отходов, %	1,5	1,5
Доля отходов, %, не более	7,0	10,0
Частота вращения ротора, мин ~
Установленная мощность электродвигателя, кВт
Масса сортировки полная, кг
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм	2570x1720x1805	3190x2005x2150

Вибрационные сучколовители благодаря простоте конструкции, малому потреблению электроэнергии и возможности применения в различных схемах сортирования находит широкое применение в целлюлозно-бумажном производстве. Сортировки этого типа отличаются друг от друга в основном площадью сортирующего сита, формой ситового лотка, конструкцией вибрационного механизма и амортизаторов.

Удельный расход электроэнергии составляет 0,5-0,7 кВт·ч/т целлюлозы. Качество сортирования вполне удовлетворительно сучки и непровар практически не проскакивают в отсортированную массу, а количество хорошего волокна, сопровождающего сучки, очень невелико.

Вибрационные сучколовители применяют и для грубого сортирования непромытой массы, например, перед промывными барабанными фильтрами на сульфатцеллюлозных заводах. Присутствие в массе черного щелока осложняет работу сучколовителей из-за образования стойкой пены, но достаточно частая вибрация ковша частично разрушает пену. [3,стр.150]

В России Кинешемский и Верхнеднепров­ский опытно-экспериментальные машиностро­ительные заводы производят вибрационные сучколовители трех типоразмеров: СВ-01А, СВ-02 и СВ-03 (таблица 2).

Таблица 2 - Техническая характеристика суч­коловителей

	Тип сучколовителя
	СВ-01А	СВ-02	СВОЗ
Производительность по
в. с. сульфатному волокну, т/сут:	80...100	130... 150	140..200
Концентрация поступающей
сульфатной суспензии, %:	1,5...2,5	1,5.2,5	1,5.-2,5
Площадь сита, м	1,25	1,8	2,5
Диаметр отверстий сита, мм	1,6; 2; 3;4; 5; 6;8; 10	1,6; 2; 3;4; 5; 6;8; 10	4; 5; 6; 8; 10
Частота колебаний сита,
мин", не более
Амплитуда колебаний сита	2.3	2.3	2,2.3,5
(в пределах), мм
Мощность установленного	3,0	3,0	4,0
электродвигателя, кВт
Частота вращения ротора
электродвигателя, мин"^1

Следует указать, что современной схемой грубого сортирования можно считать организацию этого процесса в две ступени: на первой ступени устанавливают высокопроизводительные центробежные сучколовители, на второй отделенные от них сучки со значительным количеством увлеченного тонкого волокна дополнительно пропускают через вибрационные сучколовители. Отсортированная целлюлоза от обеих ступеней смешивается и направляется на тонкие сортировки. [4, стр.23].

Вторая стадия, или тонкое сортирование целлюлозы, осуществляется на сортировках. Сортировки устанавливают в две или три ступени с возвратом отсортированной массы после второй и третьей ступеней на предыдущую. Отбор отсортированной массы производится только с первой ступени тонкого сортирования.

Конструкции сортировок для тонкого сортирования целлюлозы довольно разнообразны. В основном современные конструкции сортировок можно разделить на три группы: центробежные, вибрационные и вертикальные сортировки давления.

Центробежная сортировка состоит из горизонтального неподвижного цилиндрического сита с круглыми отверстиями, внутри которого вращается ротор с лопастями той или иной конструкции. Поступающая под небольшим давлением масса невысокой концентрации (1-1,5 %) отбрасывается на сито центробежной силой, развиваемой лопастями. Часть воды, сопровождаемая отсортированным волокном, быстро уходит через отверстия сита, а на перемычках между отверстиями возникает волокнистый фильтрующий слой. При этом нормально проваренные волокна, имеющие в набухшем состоянии плотность близкую к плотности воды, оказываются в нижней, более уплотненной части фильтрующего слоя. Грубые пучки волокон, кусочки коры и костринки оседают преимущественно в верхней части слоя. Чем тоньше этот слой, тем больше нормальных волокон и мелких загрязнений может пройти сквозь него и через отверстия сита; чем он толще, тем больше не только грубых загрязнений, но и тонких волокон будет им задержано. Под напором поступающей в сортировку массы фильтрующий слой вместе с волокном, не прошедшим сквозь сито, продвигается в осевом направлении вдоль сортировки к выходному патрубку для отходов. Концентрация массы внутри сортировки быстро возрастает и толщина фильтрующего слоя на ситах увеличивается, а удельная производительность сита по сухому волокну падает. Чтобы препятствовать загустеванию массы, в рабочую зону вводится разбавительная вода. Фильтрующий слой, который подходит к выходному концу сортировки, содержит грубые волокна, костру и пучки неразбитых волокон, но вместе с ними неизбежно уносится и некоторое количество нормально сепарированных и длинных волокон.

Вибрационные сортировки подразделяются на плоские и барабанные. Плоские, так называемые мембранные сортировки вышли из употребления, т.к. они занимают много места, являются источником шума, а иногда и вибрации здания.

Барабанные вибрационные сортировки применяются главным образом для сортирования беленой целлюлозы. Сортировка состоит из ситового барабана со шлицевыми отверстиями, эксцентрично установленного в ванне, в которую поступает масса. При помощи специального привода барабану сообщается вибрация в поперечном направлении с частотой 1250 мин ^-1 и амплитудой 2-3,5 мм. Одновременно барабан медленно вращается с частотой 4-6 мин ^-1. Уровень массы в ванне выше, чем внутри барабана, за счет чего создается гидростатический напор. Под действием этого напора и частых вибраций тонкое волокно проходит сквозь шлицы сита и отсортированная масса отводится через полный вал изнутри барабана. Грубые волокна, костра и прочие загрязнения остаются в ванне, проходят под барабаном и удаляются переливом. Содержание нормального волокна в отходах значительно меньше, чем у центробежных сортировок. Шлицы в ситах имеют вид длинных прорезей шириной 0,25 - 0,5 мм. При сортировании беленой целлюлозы концентрация массы составляет обычно 1,2 -1,5 %, при сортировании небеленой – 1-1,2 %.

Вертикальные сортировки давления являются современной разновидностью центробежных сортировок, которую принято выделять в отдельную группу. Принципиальное отличие их состоит в том, что тонкое волокно проходит через отверстия сита только за счет давления, создаваемого насосом, нагнетающим массу в сортировку. Поскольку это давление меньше, чем давление, возникающее под действием центробежных сил, обеспечивается задержание в фильтрующем слое загрязнений, размеры которых меньше отверстий сит. Поэтому при одинаковых размерах отверстий сит эффективность очистки в сортировках давления оказывается более высокой, чем в обычных центробежных сортировках.

Сортировка давления является единственным типом, пригодным для сортирования горячей непромытой массы со щелоком в сульфатцеллюлозном производстве, поскольку закрытая их конструкция и полное заполнение жидкостью под давлением препятствуют пенообразованию. Кроме того, к числу преимуществ этих сортировок относятся большая производительность, повышенная концентрация массы (около 2 %), малый расход воды и пониженный удельный расход энергии. [5, стр.28]

Конструкции напорных сортировок можно разделить на 2 группы по форме ротора: лопастные и ротационные.

У лопастных сортировок рабочим элементом ротора служат лопасти, движущиеся в тангенциальном направлении относительно поверхности сита. Сечению лопастей придается специальный гидродинамический профиль. При вращении ротора в лобовой части лопастей формируется зона повышенного гидродинамического давления, а в хвостовой – зона пониженного давления. Это заставляет волокнистую массу менять направление и скорость своего движения через отверстия сит в момент прохождения лопасти, способствует разрушению фильтрующего слоя и предотвращает забивание отверстий.

Напорные сортировки с гидродинамически­ми лопастями существуют в нескольких модификациях и отличаются в основном числом сит и расположением гидродинамических лопастей относительно сита и поступающей массы. Существует несколько разновидностей лопастных сортировок: селектифайеры, сортировки Лямор и сортировки Финка, узлоловители, сортировки закрытого типа (рис. 1.3).

В селектифайерах лопасти расположены внутри сита со стороны потока массы. При вращении ротора создается центробежная сила, направление которой совпадает с направлением радиального движения массы. Следствием этого является фракционирование частиц волокнистой суспензии по размерам и плотности. Кроме того, некоторые крупные частицы, попадая в зазор между движущейся лопастью и ситом, могут измельчаться и засорять кондиционный поток мелким сором.

В конструкции типа Лямор лопасти расположены с внешней стороны сита и со стороны поступающей волокнистой массы. В этом случае направление центробежной силы противоположно радиальному направлению. Движению потока массы, благодаря чему снижается вероятность попадания крупных и плотных включений в кондиционный поток. Возможность дробления крупных включений между лопастью и ситом не исключается.

Рисунок 3 - Схема движения волокнистой массы и расположение гидродинамических лопастей в напорных сортировках

(типа селектифайер, типа Финка и типа Лямор).

В конструкциях типа Финка лопасти располагаются внутри сита со стороны кондиционного потока. Этим значительно уменьшается возможность проявления отмеченных выше отрицательных эффектов.

Увеличение производительности напорных сортировок возможно за счет установки второго сита и при увеличении числа лопастей, частоты вращения ротора и частоты пульсации массы. В существующих конструкциях может быть от 2 до 8 лопастей. В сортировках, получивших название центрисортер (отечественный аналог - СЦН) проблема повышения частоты пульсации решена за счет специальной конструкции ротора, выполненного в виде сплошного цилиндра с шаровыми выступами. Конструкция совмещает в себе признаки сортировок Лямор и селектифайеров. Для этих сортировок диапазон концентра­ции поступающей массы на сортировки I сту­пени при сите барабана с круглыми отверсти­ями 1,0...2,5%; со щелевыми отверстиями 0,8...2,0 %; на сортировки II ступени с круг­лыми отверстиями 1,0...2,0%. Производи­тельность этих сортировок на II ступени сор­тирования (отходы предыдущей ступени) со­ставляет около 60 % от производительности на первой ступени.

Сортировки давлениявыпускаются многи­ми зарубежными фирмами. Фирма «Валмет» (Швеция) выпускает сортировки давления Дельта-скрин, работающие при высокой кон­центрации массы и имеющие производитель­ность до 1400 т в. с. целлюлозы/сут. Сортировки давления фирмы «Раума-Репо-ла» (Финляндия) - Перилфоу имеют произ­водительность до 1100 т в. с. целлюлозы/сут. Сортировки подобной конструкции фирмы «Фест-Альпине» (Австрия) марки HI-Q, предназначенные для тонкого сортирования мас­сы, поступающей в сортировку с концентра­цией от 2,5 до 4,0 %, имеют производитель­ность до 900 т в. с. целлюлозы/сут.

При сортировании целлюлозы исполь­зуются сортировки на базе установок «Мультисортер» MSM и «Мультисортер» M5M...D с высокой окружной скоростью ротора, работающие при концентрации массы до 4%. фирмы «Фойт».

Стандартное исполнение напорных сортировок «Фойт» — вертикальное, что позволяет использовать силу тяжести для повышения эффективности вывода загрязнений из зоны сита и значительно снизить износ сортировки и вероятность ее повреждения посторонними включениями по сравнению с сортировками горизонтального исполнения. Другое важ­ное преимущество вертикального исполнения, которым нельзя пренебрегать, является простота, а, значит, и значи­тельное сокращение сроков монтажа и демонтажа сорти­ровочных корзин, роторов и подшипников.

Качество сортирования на сортировках Фойт определяют несколько функци­ональных элементов: сортировочные корзины со следующими отличи­тельными особенностями:

· Перфорированные сита: диаметр перфорации > 0,15 мм
или щелевые сита: ширина щели > 0,10 мм;

· Поверхность сита: гладкая или профилированная;

· Массивные сортировочные корзины: отверстия просверленные или прорезанные, поверхность сита фрезерованная.

Роторы создают импульсы избыточного давления и ва­куума, обеспечивающие флюидизацию волокнистой суспен­зии и очистку сортировочной корзины. Ступенчатый ротор используется в основном при концен­трации массы до 4%. Он надежен в эксплуатации, в том числе и при высокой и сверхвысокой концентрации загрязнений. Многолопастный роториспользуется в основном при концентрации массы до 2%. Несмотря на низкие окруж­ные скорости, обеспечивающие мягкое сортирование очень высокого качества, такой ротор весьма надежен в эксплуатации. Он создает незначительные пульсации и потому особенно подходит для установки непосредствен­но перед напорным ящиком.

Сортировки МС предназначены для разделения волокнистой массы при концентрации от 8 до 15 %. Необходимым условием их нормальной работы является флюидизация волокнистой суспензии – придание ей свойств однородной вязкой жидкости. Это достигается приложением к сетке волокон достаточно высоких напряжений сдвига и созданием турбулентного потока массы с помощью бытро вращаеющегося ротора специальной формы.

Окончательная тонкая очистка целлюлозы от минеральных включений и узелков осуществляется на третьей стадии очистки – на трех- или четырехступенчатых установках вихревых конических очистителей (центриклинерах), отбор отсортированной массы в которых производится только с первой ступени. Наиболее пригодны для тонкой очистки аппараты серии ОК-01, ОК-02. для обеспечения требуемой производительности вихревые очистители объединяют группами в установки, состоящие их десятков и сотен трубок: серия УВК, радиклон, твинклинер. Разновидностью центриклинеров считается магнаклинер – центриклинеры большого размеры с диаметром выше 500 мм, предназначенные для отделения тяжелых включений случайного происхождения (песка, камней) перед тонким сортированием.

При выработке сульфатной целлюлозы для химической переработки в очистных цехах беленой целлюлозы после центриклинеров устанавливают смолоотделители. Для сгущения целлюлозы с низкой концентрацией массы после смолоотделителей устанавливают обычные низковакуумные фильтры.

Для получения качественной целлюлозы по сорности необходимо соблюдать следующие правила:

· вся масса должна проходить не менее чем через два сита различных типов;

· при смешении потоков массы чистота их должна быть примерно одинаковой.

1.6 Описание технологической схемы

Выбор технологической схемы отдела сортирования определяется видом вырабатываемой продукции, в частности, целлюлозы для химпереработки. В соответствие с общей тенденцией в развитии технологии производства волокнистых полуфабрикатов, направленной на снижение эксплуатационных и капитальных затрат, используем схему с прямым подключением сортировок, в которой исключаем бассейны питательные для сортировок и бассейны для сбора отходов первичных и вторичных сортировок.[6, стр.35]

Существуют несколько возможных вариантов технологических схем разделения: ступенчатое разделение, каскадное разделение, каскадное разделение с рециклами кондиционных потоков, комбинированные схемы и реальные производственные схемы. В данном случае грубое сортирование представлено в одну ступень на сучколовителе Delta Knotter. При тонком сортировании применим схему с повторным сортированием отходов, позволяющую значительно повысить эффективность разделения и при этом сохранить низкий уровень потерь кондиционного волокна. Окончательная тонкая очистка целлюлозы от минеральных включений и узелков будет осуществляться на 3-х ступенчатой установке состоящей из вихревых очистителей ОК-01. Благодаря многоступенчатой очистке отходов содержание в них годного волокна снижается до минимума.

При выработке сульфатной беленой целлюлозы для химпереработки в очистных цехах после центриклинеров устанавливают смолоотделители (фракционаторы). Они применяются как для повышения однородности целлюлозы, ее реакционной способности и содержания α-целлюлозы, так и для снижения содержания смолы в целлюлозе путем механического удаления мелких волокон, состоящих из обрывков трахеид, смолосодержащих лучей и смоляных ходов.

Для транспортирования целлюлозной массы, оборотной воды на разбавление и свежей воды на спрыски установим насосы типа БМ.

На рисунке 4 представлена схема отдела сортирования и очистки сульфатной целлюлозы для химического производства.

Из бассейна массы высокой концентрации, оборудованного системой разбавления и перемешивания массы, через уравнительный бак, беленая масса подается в цех сортирования. Требуемое количество воды для разбавления подается насосом из бака оборотной воды.

Масса из уравнительного бака поступает на стадию грубого сортирования, установленную в одну ступень на сучколовителе Delta Knotter, с концентрацией 3,5 %. На этом этапе из волокнистой массы удаляются включения большого размера: сучки, непровар из целлюлозы, щепки, обломыши. Отходы с этого этапа возвращаются в поток переработки. Количество отходов на сучколовителе принимаем 6 % от количества поступающей на сортирование массы.

Беленая целлюлоза

Ступень грубого сортирования ^{Сучки и непровар на рафинирование}

^{(Сучколовитель Delta Knotter)}

_{Хорошая масса}

_Отходы

Сортировка I ступени

^{(Напорная сортировка Delta Screen)}

Трехступенчатая установка вихревых очистителей

^(ОК-01)

_{Отходы в сток}

Смолоотделитель

^{(Целлеко)}

Мелкое смоляное Сортировка

волокно в сток II ступени

^{(Напорная сортировка Delta Screen)}

Масса на сгущение

Отходы в поток

переработки

Рисунок 4 - Схема сортирования беленой целлюлозы для химпереработки

После прохождения грубого сортирования масса разбавляется водой и по трубопроводу проходит на тонкое двухступенчатое сортирование, при котором отделяется костра. Исходная масса с концентрацией 2,7 % подается на сортировку I ступени (напорную сортировку Delta Screen с круглыми отверстиями), а очищенная масса с концентрацией 2,5 % направляется в технологический поток. Отходы сортирования в количестве 12 % от поступающей на сортирование массы поступают в бак отходов, разбавляются водой и насосом по трубопроводу с концентрацией 2,3 % подаются на сортировку II ступени (Delta Screen со щелевыми отверстиями сита). Очищенная масса со II ступени возвращается в исходную массу перед I ступенью. Отходы в количестве 20 % от поступающей на сортирование массы со II ступени возвращаются в поток переработки. Отбор отсортированной массы производится только с I ступени тонкого сортирования.

Далее разбавленная масса с концентрацией 0,85 % по трубопроводу подается в очистители первой ступени, а очищенная масса с концентрацией 0,81 % направляется в технологический поток. Отходы в количестве 1,2 % от поступающей на очистку массы поступают в сборный коллектор, разбавляются и насосом по трубопроводу подаются на вторую ступень установки. Очищенная масса со второй ступени под действием остаточного давления возвращается в исходную массу перед первой ступенью. Отходы со второй ступени разбавляются и насосом подаются на третью ступень установки. Очищенная масса с третьей ступени возвращается для очистки на вторую ступень, а отходы выводятся из установки.

После вихревой очистки по схеме масса с концентрацией 0,8 % направляется на стадию удаления смолы и мелкого волокна. На данном этапе очистки установим смолоотделитель Целлеко системы Валвик. После прохождения смолоотделителя хорошая очищенная масса с концентрацией 1 % на выходе далее по схеме направляется на сгущение.

2 РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА

Расчет материального баланса производим на 1 тонну воздушно-сухой целлюлозы (12-% ная влажность, 880 кг абсолютно сухого волокна.)

Материальный баланс, или баланс по волокну отдела сортирования, рассчитываем в целях определения потоков волокнистой суспензии, количества отходов (потерь волокна), расхода свежей воды и оборотной воды на каждой ступени сортирования. Полученные данные необходимы для расчета количества устанавливаемых сучколовителей, сортировок, подбора насосов. В схеме сортирования для разбавления волокнистой суспензии предусматриваем использование оборотной воды, на спрыски сортировок - свежей воды.

Расчет материального баланса на 1 тонну воздушно-сухой целлюлозы представлен в таблицах 3, 4, 5.

3 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Расчет количества основного и вспомогательного оборудования производим на основе определенных в материальном балансе (таблица) величин потоков. Расчет количества оборудования производится исходя из единичной мощности оборудования с учетом установки резервных аппаратов по формуле:

где N_c – количество аппаратов, шт;

в_i – количество абсолютно сухого волокна на 1 т в.с. целлюлозы, поступающей на сортировку, по данным материального баланса, кг;

П_с – производительность сортировки, т/сут;

0,88 – коэффициент перевода абсолютно сухого волокна в воздушно-сухое;

Q_сут – суточная производительность.

Производительность проектируемого завода 200000 т/год или 579,71 т/сут, 25,2 т/ч.

При сортировании целлюлозы используем следующее оборудование:

· Центробежный сучколовитель Delta Knotter;

· Напорные сортировки Delta Screen;

· Установка вихревых очистителей ОК-01;

· Смолоотделитель Целлеко;

· Сита с круглой и шлицевой перфорацией.

Сучколовитель Delta Knotter (рис. 6) имеет вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, по прочности соответствующий сосуду под давлением. Внутри корпуса вращающееся сито установлено на узле подшипника. Статор находится внутри сита и имеет 3 лопасти специальной формы, которые создают импульсы на сите для предотвращения его забивания. Масса тангенциально подается в верхнюю часть установки. Отсортированная масса проходит через сито, двигается вниз в камеру отсортированной массы и выгружается через патрубок для отсортированной массы. Отходы поступают в ловушку для скрапа и затем в выпускной патрубок, расположенный ниже зоны сортирования в нижней части сучколовителя. Под давлением центробежных сил, создаваемых вращающимся ситом, тяжеловесные отходы удаляются из зоны сортирования. Согласно технологической спецификации максимальная концентрация на входе в сучколовитель допускается до 5% при диаметре отверстия сита 8, 10 мм.

Рисунок 6 - Строение сучколовителя Delta Knotter.

Основная особенность сучколовителя состоит в том, что нижняя часть корпуса снабжена регулируемым уплотнительным кольцом, которое пригнано к вращающемуся ситу. Уплотнение регулируется с внешней стороны без разборки установки.

Основные особенности:

· Работа при высокой концентрации и высокая производительность;

· Эффективное удаление сучков;

· Уникальная конструкция статора;

· Регулируемое уплотнение внизу корпуса.

Исходя из технических характеристик сучколовителей Кноттер для сортирования выбираем сучколовитель марки К-4 со следующими характеристиками: производительность 600 т/сутки, концентрация поступающей массы до 4 %, мощность электродвигателя 37 кВт. [11]

Необходимое количество сучколовителей Кноттер составляет:

Тонкое сортирование производим в две ступени на сортировках Delta Screen марки D4 и D8. DS характеризуется Delta-ротором для сортирования при высокой концентрации и ситом Nimega ^тм для эффективного удаления костры. Специальная конструкция сортировки облегчает техническое обслуживание.

Сортировка оборудована узлом подшипника, имеющим длительный срок службы. Узел подшипника снабжен пакетом с механическим уплотнением, которое было стандартизировано для оборудования Metso Paper. Изношенное или поврежденное уплотнение можно легко заменить без демонтажа узла подшипника. Достаточно открыть крышку сортировки, снять ротор и установить новое уплотнение. Старое уплотнение после ремонта можно использовать повторно. Сортировка имеет тепло и звукоизоляцию.

Основные особенности:

· работа при высоких концентрациях;

· высокая производительность;

· эффективное удаление костры;

· удаление легковесных отходов.

Особенностью данной сортировки является работа при высоких концентрациях (до 5 %). Для получения качественной целлюлозы по сорности используем щелевые сита с разными размерами щелей и видом перфорации. На первой ступени используем сита с круглыми цилиндроконическими отверстиями диаметром 3 мм, на второй ступени со щелевыми отверстиями длиной 4 мм. [11]

Для обеспечения качественного сортирования необходимо установить следующее количество сортировок:

Вихревые очистители в установке располагаются вертикальными рядами по 8 штук в одном блоке. Корпус блока представляет собой замкнутую емкость, разделенную в горизонтальной плоскости на две части. Нижняя часть корпуса имеет патрубок для подвода исходной массы, верхняя - патрубок для выхода очищенной массы. Вихревые очистители соединяются с корпусом блока таким образом, что входные отверстия располагаются в нижней части корпуса (в зоне неочищенной массы), а выходные в верхней части (в зоне очищенной массы). Каждый блок с помощью патрубков и фланцев соединяется с коллекторами поступающей и очищенной массы.

В некоторых конструкциях установок на патрубках, соединяющих блок с коллекторами, устанавливается запорная арматура. Это позволяет отключать отдельные блоки для ревизии и ремонта на работающей установке. Отверстия для выхода отходов из очистителей соединяются с коллекторами отходов с помощью прозрачных цилиндров. Группа блоков с соответствующими коллекторами запорной арматурой и манометрами образует секцию, которая устанавливается на фундаменте с помощью несущей металлоконструкции. Количество блоков в секции и самих секций на каждой ступени установки зависит от ее производительности. Масса с предыдущей на последующую ступень подается по трубопроводам насосами. Все детали, соприкасающиеся с массой, изготавливаются из коррозионностоиких материалов. [7, стр.254]

Необходимое количество очистителей составляет:

· на первой ступени

· на второй ступени

· на третьей ступени

Отделение смолы и мелкого волокна производим на смолоотделителе Целлеко системы Валвик.

Его работа основана на том, что при впрыскивании волокнистой суспензии на сетку мелкие волокна проходят через нее, а более крупные задерживаются. Для устранения образования на сетке фильтрующего слоя, задерживающего отделение мелочи, в аппарате предусмотрены спрыски специальной конструкции, образующие вращающие и пульсирующие струи суспензии волокна, подаваемой на фильтры, смолоочищающиеся сетки и регулирование разности давлений между отделениями аппарата для очищенного и отходящего мелкого волокна.

Фильтр состоит из корпуса, выполненного из кислотоупорной стали, разделенного двумя вертикальными перегородками на три отделения. Эти отделения, в свою очередь, разделены по высоте на верхнюю и нижнюю секции. В вертикальные перегородки вмонтированы четыре фракционирующих элемента (с ситами). В каждом из двух наружных отделений имеется по восемь сопел и по четыре в каждой секции. Через эти сопла масса впрыскивается на фракционирующие элементы. Производительность каждого сопла – 420 л/мин. Каждой сетке соответствует свой ряд сопел.

Фракционирующие элементы состоят из нижней подкладочной сетки и верхней нейлоновой сетки № 200.

Мелкое волокно проходит через сита из наружных отделений во внутреннее (среднее) отделение и оттуда отводится в барометрическую трубу, на соединительной части которой устанавливается регулятор вакуума. Освобожденное от мелочи волокно стекает вниз по наружной поверхности сеток и выходит из наружных секций по двум трубам. Все отходящие трубы размещены на задней стенке аппарата. В передней стенке аппарата имеются прорези, через которые фракционирующие элементы вынимаются для очистки от смолы и замены. Подводящие трубки к соплам смонтированы на подвижных стержнях для регулировки расстояния сопел от фракционирующих сеток.

По данным фирмы, при установке смолоотделителей Целлеко содержание смолы в целлюлозе снижается на 50 % (до 0,5…0,6 %). [8, стр.121]

Количество смолоотделителей на данном этапе составит:

Для транспортирования целлюлозной массы, оборотной воды на разбавление и свежей воды на спрыски необходима установка насосов. Для выбора насоса необходимо рассчитать производительность (подачу) насоса и напор. Расчет подачи насоса производим по формуле [9]:

Q = 100 BQ_сутk /24 cρ_см,

где В - количество целлюлозы, поступающей к насосу на этой стадии производства, на 1 тонну воздушно - сухой целлюлозы, кг;

- суточная производительность потока по воздушно-сухой целлюлозе, т /сут;

- коэффициент запаса производительности, = 1,2;

с - концентрация целлюлозной суспензии, %;

- плотность целлюлозной суспензии с концентрацией с.

Результаты расчета подачи насосов представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Расчет подачи насосов

Вид перекачиваемой жидкости	В, кг	Qсут, т/сут в.с. целлюлозы	k	c,%	ρ см%	Q, м^3/ч
масса из отбельного цеха	923,07		1,2	3,5
масса с сортировки 2 ступени	93,89		1,2	2,15
отходы с 1 очистителя	191,54		1,2	1,1
отходы со 2 очистителя	32,23		1,2	1,2
оборотная вода	39,27		1,2	0,05

После определения подачи по каталогам выбираем марку насоса, необходимого для перекачки волокнистой суспензии. Результаты подбора насосов представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Техническая характеристика насосов

Вид перекачиваемой жидкости	Типоразмер насоса	Мощность, кВт	КПД, % (не менее)	Частота вращения, с^-1
масса из отбельного цеха	БМ 530/22,4	47,5		16,3
масса с сортировки 2 ступени	БМ 80/15	5,5		16,3
отходы с 1 очистителя	БМ 475/31,5	61,5
отходы со 2 очистителя	БМ 67/22,4
оборотная вода	БМ 1500/45			16,3

[12]

4 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Энергетическая часть проекта включает расчет потребности в электроэнергии для производства заданной по проекту продукции. Расчет удельного расхода электроэнергии производим по следующим формулам [10]:

Р_у = n · Р_н,

где P_y - установленная активная мощность, кВт;

n - число работающих двигателей, шт.:

Р_н - номинальная мощность двигателя, кВт.

Р_с = К·Р_у,

где Р_c - средняя активная мощность, кВт;

К - коэффициент использования.

З_у = 24Р_с/Q

где З_у - удельный расход энергии, кВт·ч/т;

Q - суточная производительность цеха, т.

Результаты расчета сводим в таблицу 8.

Таблица 8 – Характеристика двигателей оборудования

Наименование агрегата	Количество агрегатов, шт	Коэффициент использования	Мощность, кВт
номинальная	установленная	потребляемая средняя активная
Delta Knotter K-4		0,9			33,3
Delta Screen D4		0,9			67,5
Delta Screen D8		0,9			118,8
Вихревой очиститель ОК-01		0,9			1123,2
Смолоотделитель Целекко		0,9	1,1	1,1	0,99
БМ 530/22,4		0,9	47,5	47,5	42,75
БМ 80/15		0,9	5,5	5,5	4,95
БМ 475/31,5		0,9	61,5	61,5	55,35
БМ 67/22,4		0,9			6,3
БМ 1500/45		0,9			237,6
ИТОГО			669,6	1878,6	1690,74

Удельный расход энергии составляет:

З_у = 24·1690,74/580 = 69,96 кВтч/т

Примечание: расчет мощности оборудования выполнен без учета работы резервного оборудования.

РЕФЕРАТ

Коробицына О.В. Проект отдела сортирования и очистки беленой целлюлозы сульфат-целлюлозного завода производительностью 200 000 т/год беленой целлюлозы для химической переработки. Руководитель проекта – доцент Дьякова Е.В.

Дата добавления: 2015-10-21