Меню Рубрики

Установка варочного типа камюр

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Установки типа «Камюр» с вертикальным варочным котлом для непрерывной варки целлюлозы

В настоящее время самые крупные в мире установки «Камюр», оснащенные устройствами для холодной выдувки и горячей промывки целлюлозы непосредственно в варочном котле, имеются в США. Производительность большинства установок этого типа составляет 150—400 г целлюлозы в сутки.[ . ]

Ежегодная выработка целлюлозы на установках «Камюр» с 1950 по 1958 гг. возросла с 70 тыс. т до 3 млн. г. В 1963 г. общая годовая производительность установок «Камюр» составляла уже свыше 8 млн. т.[ . ]

В настоящее время каждая установка типа «Камюр» с вертикальным котлом для непрерывной варки целлюлозы обслуживает потой производства производительностью до 400—450 т в сутки, а на ряде американских предприятий подобная установка обеспечивает целлюлозой весь завод.[ . ]

Сущность процесса варки в установках «Камюр» заключается в следующем. Сырье, подвергаемое варке, с целью удаления воздуха предварительно пропаривается и Нагревается до 100—105°, а затем вводится в верхнюю часть котла. Сырье пропитывается щелоком, постепенно нагревается до температуры варки, выдерживается при ней некоторое время и далее промывается (в последних типах установок) и разгружается.[ . ]

Технологическая схема установки типа «Камюр» показана на фиг. 1. Щепа поступает в одну или две металлические воронки 1. Далее она проходит через один или два параллельно установленных дозатора 2 (по числу потоков, питающих варочный котел), вращающихся с переменным числом оборотов. Из дозатора щепа через питатель 3 низкого давления подается в цистерну пропаривания 4, в которой вращается шнек, устанавливаемый концент-рично (в ранее выпускаемых установках) или эксцентрично (ниже оси цистерны). Шнек перемещает щепу от загрузочной части к разгрузочной. Под действием паров, поступающих в цистерну из первого сепаратора 17 (при «холодной» выдувке), и сдувочных паров из варочного котла 10, а также свежего пара из щепы удаляется воздух и скипидар; влажность щепы выравнивается. Давление в цистерне автоматически поддерживается в пределах 0,6—1,7 ати. -Воздух и неконденсируемые газы непрерывно отводятся через регулирующий клапан. Пропаривание продолжается 3—6 мин.[ . ]

Из цистерны пропаривания щепа падает в вертикальную питающую камеру 5, уровень щепы в которой не должен превышать определенную высоту, и из нее подается в питатель высокого давления 6 роторного типа. Ротор питателя представляет собой слегка коническую пробку, снабженную четырьмя сквозными каналами, расположенными под углом 45° по отношению друг к другу. Угловая скорость вращения ротора 3—4 об/мин.[ . ]

Для большинства установок производительностью вы£ие 250 г в сутки предусматривают по два параллельно работающих тракта с отдельными дозаторами, питателями и цистернами пропаривания. Установки производительностью 300 т в сутки имеют иногда одну систему питания.[ . ]

Щепа, транспортируемая из питателя высокого давления щелоком, перекачиваемым насосом 8, попадает в питающее устройство а, расположенное в верхней части варочного котла 10. Питающее устройство предназначено для равномерной подачи щепы в котел и отделения избытка щелока от щепы после ее ввода в котел. Оно состоит из вертикального шнека, окруженного перфорированным ситом со шлицами шириной 2 мм. Щелок протекает через шлицы и вновь отводится в питатель высокого давления. Шнек очищает сито от щепы и равномерно распределяет ее в верхней части котла.[ . ]

Время пребывания щепы в котле 2,5—3,5 ч. Щепа и щелок поступают в варочный котел при температуре 100—105°. В верхней части котла (пропиточной зоне) щепа около 70 мин пропитывается щелоком, затем опускается в верхнюю варочную зону, где нагревается до 150—160° в течение примерно 40 мин и далее поступает в нижнюю варочную зону, где варится в течение 70 мин при температуре 170°.[ . ]

Содержимое варочного котла нагревается циркулирующим щелоком, нагретым в подогревателях 13—15. Щелок движется горизонтально от центральной части котла к периферии через столб щепы, перемещающийся сверху вниз. Щелок непрерывно протекает через кольцевые сита г и д из нержавеющей стали со шлицами шириной 2 мм, подается насосами 12 через трубчатые теплообменники 13—15 и возвращается в центральную часть котла. Каждое кольцевое сито разделено на две расположенные друг над другом части, что позволяет отбирать щелок то из одной, то из другой зоны. Всасывающие трубопроводы через определенное время автоматически переключаются малогабаритными клапанами с поворотными заслонками.[ . ]

источник

Установка непрерывной варки.

1.1. Установка непрерывной варки. Стр.1

1.3. Краткое описание установки непрерывной

1.4. Пропарочная камера щепы. Назначение.

Расчётная часть.

2.1. Определение основных параметров пропарочной

2.2. Определение мощности привода винта пропарочной

камеры Стр.17 3. Неполадки в работе пропарочной камеры и способы их устраненияСтр.23

4. Список литературы.Стр.24

Установка непрерывной варки.

Создание промышленных установок для непрерывной варки целлюлозы и полуцеллюлозы является значительным достиже­нием в производстве целлюлозы во второй половине XX века. Непрерывная варка целлюлозы имеет ряд преимуществ перед периодической — высокую производительность единичных устано­вок, возможность получения целлюлозы равномерного качества, меньшую удельную потребность объема и площади производствен­ного помещения, меньшие удельные расходы материалов для кор­пуса и коммуникаций, технологической электроэнергии, автома­тики и КИП, возможность полной автоматизации производствен­ных процессов, меньшее количество обслуживающего персонала и др. Между тем установка непрерывной варки требует особых ус­ловий для нормальной работы: бесперебойного обеспечения ще­пой, варочным реагентом, паром, электроэнергией, высококвали­фицированным обслуживающим персоналом, строгого соблюдения графиков планово-предупредительного ремонта отдельных узлов и в целом установки как механической службы, так и службы электропривода комплектующего оборудования, КИП и автома­тики, строгого соблюдения технологического режима работы в целом. Для нормальной эксплуатации установки необходимо разрабо­тать подробные правила эксплуатации установки по всем видам службы и добиться совершенного знания ее обслуживающим пер­соналом.

Внеплановая остановка нарушает ритм самой установки и предприятия, так как выход из строя установки большой мощно­сти невозможно пополнить без ущерба качест­венных показателей продукции. Непрерывность работы установки исключает колебания давле­ния и температуры в отдельных частях корпуса и другом комплек­тующем ее оборудовании, создает постоянство напряжения от давления и температуры в отдельных частях стенки котла и ком­плектующих аппаратов. Это снижает усталостно-коррозионные повреждения поверхностного слоя металла стенки аппарата, осо­бенно из двухслойного металла. Кроме того, при непрерывной ра­боте установки устойчивость работы узла сальникового уплотне­ния вала, штоков запорной и регулирующей арматуры, уплотне­ния фланцевого соединения коммуникации трубопроводов, подшипникового узла и других значительно выше, чем при периодической работе установки. Первая промышленная установка «Камюр» производитель­ностью 35 т воздушно-сухой (в. с.) целлюлозы в сутки была пу­щена в эксплуатацию в 1947 г. на заводе «Феньерфорс» в Швеции. За технологический режим установки был принят режим работы сульфатварочного котла периодического действия. За короткое время установка подвергалась соответствующим конструктивным и технологическим усовершенствованиям и получила наиболее широкое распространение в мире. Производительность установки в течение 20—25 лет достигла уровня выше оптимального. На­пример, пущенная в эксплуатацию в 1972 г. установка производи­тельностью 1275 т целлюлозы в сутки не обеспечивала равномер­ности провара целлюлозы, по-видимому, из-за значительных раз­меров варочного котла установки. Опыт эксплуатации установок показывает, что для обычной сульфатной варки целлюлозы (с нормальным выходом из древесины) оптимальной производи­тельностью является 900—1000 т целлюлозы в сутки. В настоящее время в отечественной промышленности эксплуа­тируются установки типа «Камюр» производительностью 300, 365,. 420, 450, 500, 600, 820 и 1000 т в. с. целлюлозы в сутки.

Читайте также:  Установка gps приемника в ммс гранты

Установка «Камюр

Технологическая схема стандартной установки для непрерывной варки сульфатной целлюлозы типа «Камюр» с однопоточным трактом подачи щепы

Установка состоит из тракта подачи щепы в котел, варочного котла вертикального типа и выдувного резервуара, который по конструкции мало отличается от выдувного резервуара, применяе­мого в котлах периодической варки.

В тракт подачи щепы входят: бункер для щепы, дозатор щепы/ питатель низкого давления, пропарочная камера, питающая труба и питатель высокого давления. Наиболее распространенным явля­ется двухпоточный тракт подачи щепы, но применяется и однопоточный тракт. Варочный котел имеет четыре зоны: пропитки,, варки, диффузионной промывки и охлаждения. У горловины верх­него днища смонтировано загрузочное устройство, а в нижнем днище—разгрузочное. Установка снабжена соответствующей сетью трубопроводов, насосами, вспомогательными аппаратами, теплообменниками, контрольно-измерительной аппаратурой, сред­ствами автоматизации технологического процесса и пультом ди­станционного управления установки.

Краткое описание технологического процесса установки «Камюр» .

Отсортированная от мелкой фракции, опилок и очищенная от металлических предметов щепа системой транспортеров подается в бункер для щепы 1 . Из бункера щепа через металлическую разгрузочную воронку, снабженную вибратором для устранения зависания щепы, поступает в дозатор 3. Дозатор роторного типа предназначен для равномерного объемного дозирования количества щепы заданной производительности. От дозатора щепа поступает в питатель низкого давления роторного типа 4. Питатель низкого давления предназначен для непрерывной подачи щепы в пропарочную камеру 5, работающую под избыточным давлением пара 0,05—0,15 МПа, и обеспечения ее герметичности. В пропарочной камере для удаления воздуха и улучшения пропитки щепа нагревается и пропаривается при температуре 105— 110°С. Выделяющиеся при этом из щепы пары скипидара и другие летучие соединения и избыточные пары вскипания отводятся трубопроводом 57, а воздух через трубопровод , присоединенный к патрубку одной из боковых крышек, в теплообменник. Дальше парогазовоздушная смесь 37 поступает в терпентинный конденсатор. Образующийся конденсат направляется в отстойник (флорентину) для выделения из него скипидара. Несконденсировавшиеся газы и воздух отводятся в атмосферу. В пропарочной камере используются пары вскипания, отбираемые из первого расширительного циклона 25 и подаваемые через паропровод 36. При пуске установки или при недостатке паров вскипания в пропарочную камеру подают через паропровод 2 острый пар под давлением 0,3 МПа. От камеры щепа поступает в питательную трубу 14 и впервые соприкасается с поступающим в трубу оборотным питающим щелоком. Щелок увлекает за собой щепу в карманы питателя высокого давления и повышает плотность заполнения их щепой. В питающей трубе поддерживается оптимальный уровень щелока (2/3 высоты камеры) для обеспечения гидравлического затвора питателя высокого давления (исключая попадание пара и пены в карманы питателя). Питатель высокого давления 12 служит затвором между пропарочной камерой и варочным котлом установки и предназначен для непрерывной подачи щепы с транспортирующим ее щелоком из зоны давления 0,05—0,15 МПа в зону, где давление составляет 1—1,2 МПа. Когда один из карманов вращающегося ротора находится в вертикальном положений, щелок через нижнюю перфорированную стенку конической втулки и нижний патрубок корпуса питателя насосом 8 отводится из кармана ротора и подается через трубчатые сита 6 вихревым очистителем 10 снова в питательную трубу, а избыточный щелок отводится в уравнительный бак 9 . Щепа при повороте ротора на 90°подхватывается из кармана потоком щелока загрузочной циркуляции 15, подаваемым насосом 11 в загрузочный трубопровод 31, и направляется в верхнюю часть котла. Постоянное количество щелока питающей циркуляции поддерживается за счет поступления щелока из загрузочной циркуляции. В прежних конструкциях питательной трубы к нижней ее части присоединена камера прямоугольного сечения , внутри которой расположено коробчатое сито для отвода избыточного щелока в уравнительный бак. Щепа, сильно разбавленная щелоком загрузочной циркуляции, от питателя высокого давления поступает в загрузочное устройство котла 30, состоящее из вертикального цилиндрического сита и вращающегося внутри винта с указателем уровня щепы в котле. Основная часть щелока проходит через отверстия сита в камеру, снова забирается насосом загрузочной циркуляции и подается в питатель высокого давления, и так непрерывно циркулирует в системе загрузки.

Варочный котел установки представляет собой вертикальный аппарат колонного типа сварной конструкции из двухслойного металла с верхним днищем, где размещено загрузочное устройство 30, зоной пропитки, варки, диффузионной промывки, охлаждения и нижним днищем, где смонтировано разгрузочное устройство 19. Котел полностью заполнен щелоком и щепой . В нем поддерживается избыточное давление насосом 7, превышающее на 0,3—0,4 МПа давление вскипания щелока при максимальной температуре варки. Это позволяет создать различные температурные зоны по высоте котла и избежать вскипания циркулирующих щелоков при отборе их через сито варочного котла. Постоянное давление в котле поддерживается тем, что масса выдуваемой целлюлозы со слабым щелоком и масса отводимых крепких щелоков с верхней части зоны диффузионной промывки котла равна массе поступающей щепы, конденсата, варочного щелока и слабого промывного щелока. Все это регулируется автоматически соответствующими специальными приборами. В зоне пропитки котла щепа со щелоком в виде сплошной массы (столба) от показателя уровня щепы загрузочного устройства с температурой 105—110 °С под действием гравитационной силы непрерывно перемещается вниз и одновременно пропитывается щелоком. По мере окончания пропитки щепа переходит в участок подогрева и нагрева зоны варки. Здесь по окружности у стенки корпуса котла установлены заборные циркуляционные сита 28 и 32. В центре котла по высоте проходит четырехканальная циркуляционная труба 29 (в том числе, три канала имеют кольцевые поперечные сечения — «труба в трубе»). Проходя уровень расположения указанных заборных сит, щепа со щелоком под действием радиально идущего от трубы 29 к заборным ситам 28 и 32 нагретого в теплообменниках 18 и 33 и подаваемого насосами 16 и 13, (теплообменник 17 резервный) потока, нагретого циркуляционным щелоком, соответственно нагревается от 105—110 до 155 и от 155 до 175 °С. В зоне варки нагретая щепа со щелоком перемещается вниз и происходит процесс варки древесины, который заканчивается по мере достижения зоны диффузионной промывки. Затем происходит горячая противоточная диффузионная промывка сваренной целлюлозы. Для этой цели в верхней части зоны по окружности у стенки корпуса установлено заборное сито 27, разделенное горизонтальной перегородкой на две части. В нижней части корпуса в зоне охлаждения установлено сито 23 для отбора слабого щелока. Ниже сита 23, по окружности стенки корпуса установлен ряд сопл 22. Слабый промывной щелок с температурой около 75 °С насосом 20 через полый вал донного шабера разгрузочного устройства и сопла 22 подается в котел. Слабый щелок, поднимаясь вверх, разбавляет и охлаждает движущуюся навстречу целлюлозную массу; одновременно происходит диффузионный процесс промывки целлюлозы. Для повышения температуры отбираемого крепкого щелока из котла часть слабого щелока насосом 34 отводится через заборное сито 23, подается через теплообменник 35 и температурой около 130 °С поступает через центральную циркуляционную трубу 29 обратно в центр отбираемого участка. С верхнего участка сита 27 происходит вытеснение крепкого щелока температурой около 155— 160 °С в верхний расширительный циклон 25. Здесь щелок вскипает, образующийся пар направляется в пропарочную камеру через паропровод 36, а щелок —в нижний расширительный циклон 24, откуда щелок направляется на регенерацию и другие нужды, л пары вскипания—в теплообменник и конденсатор. С нижнего участка заборного сита 27 щелок насосом 26 отбирается и подается обратно в центр участка через циркуляционную трубу. При этом возникающий радиальный поток циркулирующего щелока препятствует разбавлению и охлаждению отбираемого крепкого щелока. Из разгрузочного устройства 19 целлюлозная масса температурой около 80°С, разбавленная слабым черным щелоком с концентрацией 8—12 %, через емкость 21 (слу-жившую раньше концентратором) выдувается в выдувной резервуар.

Читайте также:  Установки охлаждения попутного газа

источник

Расчет установки непрерывной варки целлюлозы типа «Камюр»

Параметры сульфатной целлюлозы для выработки офсетной бумаги. Схема и описание основных узлов установки «Камюр». Выбор материала корпуса котла. Расчет толщины стенки котла. Расчет верхнего и нижнего днища. Расчет укрепления отверстий в корпусе котла.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

Расчет установки непрерывной варки целлюлозы типа «Камюр»

Бумага офсетная предназначена для печатания иллюстрационно — текстовых изданий и изобразительной продукции офсетным способом. Исходя из этого, она должна иметь специфические печатные свойства. Для производства офсетной бумаги используем сульфатную лиственную целлюлозу марки ЛС2 с числом Каппа ? 40. Данная целлюлоза может производиться из балансовой лиственной древесины или технологической щепы.

Варку целлюлозы производим в установке непрерывной варки типа Камюр. Для варки целлюлозы, кроме древесины, необходим варочный раствор. Для сульфатной варки используется сульфатный белый щелок. Он имеет следующий состав:

NaOH + Na2S + Na2CO3 + Na2SO4 + Na2S2O3 + Na2SiO3

Процесс варки происходит в определенном технологическом режиме. В самом котле поддерживается избыточное давление 1,2 МПа, для того чтобы поддерживать в разных частях котла разную температуру. Температурный же режим в котле осуществляется исходя из графика:

Сначала дисперсия нагревается до 120°С , затем некоторое время осуществляется пропитка щепы щелоком (на графике это выражено прямым участком). После дисперсия снова нагревается до температуры варки 170 °С. Далее происходит варка целлюлозы (прямой участок графика). После варки целлюлозы поступает в зону диффузионной промывки, где она и охлаждается. Общее время варки — 5 часов.

1. Параметры сульфатной целлюлозы для выработки офсетной бумаги

Целлюлоза сульфатная лиственная ЛС- 2, ГОСТ 28172-89

а) Механическая прочность при размоле в мельнице ЦРА до 60° Шр

— абсолютное сопротивление раздиранию, 45

в) Сорность, шт. соринок площадью

— свыше 0,1 до 1,0 мм2 ,не более 60

— свыше 1,0 до 2,0 мм2 ,не более 5

2.Схема и описание основных узлов установки «Камюр»

В установках непрерывной варки типа «Камюр» щепа из бункера 1 поступает через воронку 2 в дозатор — расходомер 3,который служит для подачи на варку определенного количества щепы. Питатель низкого давления в качестве запорного устройства разделяет зоны атмосферного 4 в дозаторе и избыточного в пропарочной камере 5. В пропарочной камере посредством нагрева щепы паром из неё удаляется воздух, что улучшает дальнейшую пропитку щепы в варочном котле.

Рисунок 1: Схема установки «Камюр»

В систему подается свежий пар и пары вскипания щелока из сепаратора 15 в соотношении 2 к 3. Давление в цистерне поддерживается пределах от 0,05 до 0,17 МПа. Дальше пропаренная щепа поступает в питающую камеру 6, где впервые контактирует со щелоком. Камера обеспечивает бесперебойную работу питателя высокого давления 7 и служит гидравлически затвором, препятствующим попаданию воздуха, пара и щепы в верхнюю часть варочного котла 8. Питатель высокого давления служит для подачи щепы и щелока в котел, а также разделяет зоны высокого давления в котле, где давление в варочной части составляет 1,05-1,2 МПа, и низкого давления в питающей камере.

Дисперсия, состоящая из щепы и щелока с гидромодулем m?30, поступает в загрузочное устройство варочного котла 9, где происходит отделение избыточного щелока. В верхней части котла располагается зона пропитки щепы, ниже — зона нагрева 10. Из верхней части отбирают черный щелок в сепаратор 15, откуда пары вскипания отбираются в пропарочную камеру, а сгущенный щелок поступает на регенерацию.

Черный щелок из нижней части охлаждается в теплообменнике 14 и через центральную трубу вновь поступает в верхнюю часть зоны оттяжки крепкого черного щелока.

В нижней части котла происходит охлаждение массы и выдувка в выдувной резервуар 16.

Из выдувного резервуара, масса направляется на вибрационную сортировку а затем на промывку на вакуум фильтры.

Принцип действия установки.

Варочный котел установки «Камюр» предназначен для варки и горячей диффузионной промывки целлюлозы. Щепа транспортирующим щелоком вымывается из карманов питателя высокого давления в загрузочное устройство котла. Установки с производительностью 700 т/сутки имеют один тракт подачи щепы, расходы на эксплуатацию варочной установки уменьшаются, надежность её работы повышается, а количество ремонтных работ и запасных частей сокращается.

Загрузочное устройство предназначено для отделения от щепы избыточного транспортирующего щелока и более равномерному распределению щепы по всему поперечному сечению котла. После отделения избыточного щелока суспензия поступает в котел с необходимым для варки гидромодулем, т.е. с необходимым соотношением сухих веществ и всей жидкости. Суспензия, поступающая из питателя высокого давления в загрузочное устройство котла, имеет гидромодуль m?30, а после удаления избыточного щелока 1:3.

В верхней части котла располагается зона пропитки, в которой щепа находится около 70 минут при температуре 105-110° . Ниже зоны пропитки находится зона нагрева, где производится нагрев содержимого котла щелоком, который отбирается через два пояса заборных сит. Пройдя через подогреватели он снова возвращается в зону нагрева через центральную трубу. При этом менее нагретый щелок, поступающий из зоны пропитки, вытесняется подогретым щелоком к заборным ситам. Благодаря радиальному движению подогретого щелока щепа поступающая из зоны пропитки нагревается до 150° С, а затем и до 175° С. Время нагрева приблизительно 40 минут. После зоны нагрева щепа поступает в зону варки с температурой 170°С, где находится около 70 минут.

Сваренная щепа, сохраняя свою форму, перемещается в зону экстракции крепкого черного щелока и горячей диффузионной промывки. Здесь крепкий горячий щелок радиально вытесняется охлажденным черным щелоком, поступающим из центральной трубы, и через сита отбирается в сепаратор, где отделяются пары вскипания, а затем направляется на регенерацию. Температура массы после удаления горячего щелока снижается до 130° С.

В нижней зоне промывки происходит дальнейшее охлаждение массы слабым черным щелоком с вакуум-фильтров. Он подается через ряд сопел, расположенных в нижней части котла. Он то и способствует вытеснению горячего черного щелока в зоне экстракции. При этом массы охлаждается до 100-110°С.

В днище варочного котла расположено разгрузочное устройство, состоящее из двухлопастной мешалки и приваренного к ней конуса. Через пустотелый вал мешалки подается слабый щелок с вакуум-фильтров, что способствует охлаждению массы и лучшему удалению её из котла. Наклонные скребки мешалки, а также две лопасти, осуществляют равномерную подачу массы со всего поперечного сечения котла к выдувному отверстию, расположенному в центре днища котла.

Читайте также:  Установка блоков фбс на грунт

Варочный котел работает при внутреннем давлении 1,05-1,2 МПа, которое поддерживается закачкой слабого черного щелока в нижнюю часть котла. Диаметр котла ступенями возрастает к днищу, что способствует беспрепятственному движению щепы вниз и уменьшению вероятности залипания ее на ситах и центральной трубе. Каждый пояс сит разделен горизонтальным кольцом на два отделения: нижнее и верхнее. Каждое из отделений попеременно включается в работу через 1-1,5 минуты. Очередность в работе отделений уменьшает забивание сит. На современных котлах к тому же отверстия каждого последующего ряда смещаются по окружности на половину шага по отношению к отверстиям предыдущего ряда, благодаря чему уменьшается забивание сит щепой.

Состав варочного раствора:

В сульфатном белом щелоке вся щелочь состоит из следующих компонентов:

NaOH + Na2S + Na2CO3 + Na2SO4 + Na2S2O3 + Na2SiO3

Смесь едкого натра и сульфата натрия (NaOH + Na2S) называют активной щелочью. В растворе также содержится некоторое количество карбонита натрия (Na2CO3) в результате неполного протекания реакции каустизации. Сумму активной щелочи и карбонита натрия называют общей титруемой щелочью. Остатки после регенерации черного щелока (Na2SO4 + Na2S2O3 + Na2SiO3) так же содержаться в растворе в небольших количествах.

Состав сульфатного белого щелока характеризуется:

— степенью активности (0,82-0,85)

— степенью восстановления (0,92-0,96)

— степенью сульфидности (0,2-0,35)

— степенью каустизации (0,8-0,9)

3.Расчет геометрических размеров корпуса варочного котла установки «Камюр»

Исходные данные для расчета:

Q — производительность установки, 700 тонн/сут.

Wщ — расчетная влажность щепы, 40%

ж1 — содержание плотной древесины в 1м3 варочного котла, 0,44 м3/м3

q1 — выход целлюлозы из древесины, 48%

Gщ — расход активной щелочи, 16%

m — гидромодуль суспензии «щепа-щелок» в варочном котле, 2,5 кг/кг

P — рабочее давление внутри котла, 1,2 МПа

Т — максимальная рабочая температура в котле, 175°С

щср — средняя скорость перемещения щепы в котле, 10,5 м/ч

Скорость движения щепы по зонам котла

ф — рекомендуемое время пребывания щепы в реакционных зонах котла в минутах:

— зона отбора горячих черных щелоков ф4 = 10

— зона диффузионной промывки ф5 = 55

Объем варочного котла Vобщ определяется как сумма объемов реакционных зон

Vобщ = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 ;

V4 — объем зоны отбора горячих черных щелоков

V5 — объем зоны диффузионной промывки

Где Gщас — масса абсолютно сухой древесины, загружаемой в варочный котел, для получения 1кг. воздушно-сухой целлюлозы с выходом 48% от веса древесины, кг.

V1 = 1833*700*70/24*60*0,44*450 = 315 м3

Внутренний диаметр корпуса котла в зоне пропитки:

По ГОСТ 9617-76 принимаем внутренний диаметр корпуса в зоне пропитки =5000мм.

Где — средний расход целлюлозы в зоне нагрева, согласно графику варки, 87%

— плотность загрузки в зоне нагрева(увеличивается на 10-20% по сравнению с плотностью загрузки в зоне пропитки)

V2 = 1833*700*35*0,87/24*60*0,51*450 = 118,2 м3

Внутренний диаметр корпуса в зоне нагрева:

Принимаем D1 = D2 = 5000 мм, для исключения сопротивления движению щепы.

Объем зоны варки определяется как сумма объемов волокон целлюлозы V3,1; щелока V3,2; и сухого остатка щелока V3,3

Где св — плотность волокна целлюлозы; 1550 кг/ м3

q3 — средний выход целлюлозы из древесины в зоне варки; 75%

Где Vщел — объем щелока, необходимого для варки 1 кг целлюлозы

сщел — плотность щелока при t = 90°С и концентрации сухих веществ 30%; 1125 кг/ м3

Где Gм.в — масса минеральных взвешенных частиц в белом щелоке на 1т целлюлозы, кг

Где G Na2O — масса Na2O поступающая на варку с белым щелоком, кг

k1 — коэффициент пересчета единиц Na2O; 1,37

СNa2O — доли массы активной щелочи; 0,16

k2 — коэффициент активности щелочи; 0,88-0,9

Внутренний диаметр корпуса котла в зоне варки:

Согласно ГОСТ 9617-76 принимаем D3 = 5500 мм.

Зона отбора черного щелока

Объем зоны отбора черного щелока определяем как сумму объемов: V4,1 — объем занимаемый волокном, V4,2 — объем занимаемый щелоком, V4,3 — объем занимаемый сухим остатком щелока.

Где Gос — масса сухого остатка в щелоке

Где q3 = 100 — q1 = 100 — 48 = 52 %

Объем зоны отбора черного щелока:

Высоту зоны определяем из

Находим внутренний диаметр

Для исключения сопротивления движению массы, примем диаметр корпуса в зоне отбора черного щелока равным диаметру корпуса в зоне нагрева, т.е. D3 = D4 = 5500 мм.

Объем зоны диффузионной промывки находим аналогично, как сумму объемов

Диаметр корпуса котла в зоне диффузионной промывки:

Принимаем D5 = 5500 мм по ГОСТ 9617-76

Где V6,1 — объем занимаемый волокном

V6,2 — объем, занимаемый щелоком — будет определятся концентрацией целлюлозной массы на выходе в результате разбавления массы слабым щелоком. При концентрации массы 7% объем щелока на 1 тонну составит

Диаметр корпуса котла в зоне выгрузки:

Для обеспечения движения целлюлозной массы без дополнительного сопротивления принимаем по ГОСТ 9617-76 D6 = 5600 мм.

Полезный объем варочного котла составит

Общая высота реакционных зон:

Общая высота котла принимается с учетом высоты верхнего и нижнего днища котла и высоты загрузочных и разгрузочных штуцеров.

Средняя скорость движения щепы в котле:

4. Выбор материала корпуса котла. Расчет толщины стенки котла. Расчет верхнего и нижнего днища. Расчет укрепления отверстий в корпусе котла

Поскольку варочный раствор содержит в себе NaOH и Na2S, выбираем толстостенную коррозионно-стойкую, жаростойкую и жаропрочную сталь12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77.

— временное сопротивление ув = 530 МПа.

— предел текучести ут = 235 МПа.

— относительное удлинение д = 38 %

Где Sр — расчетная толщина стенки корпуса

Р- расчетное давление с учетом гидростатического столба жидкости

офсетный бумага котел камюр

Рраб — рабочее давление в котле, МПа

hi — высота реакционной зоны, м

[у]200 — допускаемое напряжение при температуре 200°С, 160 МПа

ссм — плотность смеси, кг/м3

С1, С2 — концентрация волокна и щелока соответственно, %

св, сщел — плотность волокна и щелока, кг/м3

Исполнительная толщина стенки элемента корпуса определяется из

где — сумма прибавок к расчетной толщине стенки: прибавка для компенсации коррозии и эрозии, прибавка на округление размера, технологическая прибавка, предусматривающая компенсацию уменьшения толщины стенки элемента в результате технологических операций (гибка, вальцовка).

ц — коэфф. прочности сварного шва.

Расчетная толщина сферической обечайки

R — радиус кривизны в вершине днища

Плотность смеси для участков корпуса:

при гидромодуле 2,5 С1 = 28,5 % С2 = 71,5 %

Зоны отбора черного щелока и диффузионный промывки

Плотность на этих участках сохраняется ссм3 = ссм4 = ссм5 = 1227 кг/м3

С учетом изменений плотности при движении щепы

Расчетная толщина стенки нижнего сферического днища равна

С учетом прибавки исполнительную толщину находим по

Результаты расчета толщин стенок цилиндрических обечаек сведем в таблицу:

источник

Добавить комментарий