Техника непрерыв. кауст. устр-во основного обор.: гасителей, каустизаторов, оборуд для осв-я зел и бел щелоков. Совр. схема произв-ва.

При проведении к в производственных условиях осущ-ся след операции:

-Подготовка зеленого щелока к к;

-гашение извести зеленым щелоком (получение реакционной смеси);-очистка реакционной смеси от камней, песка;-к реакционной смеси;-отделение белого щелока от шлама;-промывка известкового шлама (получение слабого белого щелока).

1. Осв-е зел щел.2. Гашение изв. Осветленный зел щ поступ. в гаситель-классификатор, к-рый предст. собой цилиндрич емкость 10-40 м3, есть подача острого пара для поддерж темп 93-98 град. Для полного гашения извести необх-мо миним 20 мин, гаситель совмещн с классификатором для удал-я смеси песка, камней, недожога. Эти примеси ухудшают кауст. Класс-р предст собой короб с наклоненным днищем внутри есть реечный или шнековый транспортер для удал-я посторонних примесей, они удал-ся на свалку и явл-ся источником потерь щелочи и серы.. Реакц-ая смесь напр-ся в кауст-ры, где каустизация заканчивается прим 1,5 часа Устанавливается несколько каустиз-ов, где перелив массы осущ-ся самотеком. Есть 2 типа аппар-туры: осветл-е методом отстаив, 1 ярусные отстойники, совмещенные с баком, для хранения щелока. «Минус» большие размеры. «+» просты в обслуживании.

Для фильтрации бел щел. – фильтры со снисходящим полотном типа эймко белт, - полидисковые фильтры PDW - патронные фильтры, На фильтрах отделение шлама одновременно с промывкой. При фильтрации щелока на сетке образ папка, кот пром-ся водой, в рез-те слабый бел. Щел+ небольш габариты, высок производит. --- сложность обслужив-я, повыш сод-е шлама в бел щел + полидисковых фильтров кот примен как для фильтрации бел и зелен щел явл-ся высокое содержание сухих веществ в папке шлама.(65-70%) что приводит к ↓потери щелочи и ↑ произв-ти отдела каустиз. на 15-12 % Патронные фильтры использ для осветления бел щ, и для фильтрации в основном потоке + высокая степень осв-я. Минус невыс. содерж сухих в-тв в шламе.

Дисковые фильтры давления с подслоем из известкового шлама исп-ся для фильтрации зел щ, Сначала подается суспензия шлама, к-рая образует подслой на пов-и дисков. После того, как будет достигнута определенная толщина подслоя, подача суспензии шлама прекращается и затем подается зеленый щелок, который фильтруется внутрь дисков. Шлам на поверхности дисков промывается из спрысков и снимается в сборник шлама. Конц-ция шлама примерно 70 %, что не требует дополнительной промывки.

 

 

29.Состав сырой кислоты.

В состав сульфитной кислоты, входят следующие компоненты:

Ca(HSO₃)₂ + SO₂ + H₂O

Кислота, получаемая в кислотном отделе, называется «сырой». «Варочная» кислота получается в отделе регенерации диоксида серы при смешении сырой кислоты с продуктами сдувок из котла.

Для характеристики состава сульфитной кислоты существует определенная терминология. Концентрацию компонентов кислоты выражают в единицах SO₂.

Ca(HSO₃)₂

Общее содержание диоксида серы, входящего в состав, как сернистой кислоты, так и бисульфита, называют «весь» SO₂.

Под «связанным» SO₂ понимают количество SO₂, эквивалентное содержанию в кислоте основания, условно допуская, что это количество SO₂ содержится в виде моносульфита.

Дополнительное количество SO₂, входящее в состав присутствующего в кислоте бисульфита, называют «полусвязанным» или «полусвободным» SO₂. Имеющийся в растворе избыток SO₂, соответствующий содержанию сернистой кислоты, называют «растворенным» SO₂. Растворенный и полусвязанный SO₂ образуют свободный SO₂.

Таким образом:

Весь SO₂ = связанный SO₂ + свободный SO₂

Основным сырьем для производства сырой кислоты является газовая или природная сера, не содержащие примесей селена и мышьяка. Температура плавления ромбической серы 112.8⁰С, моноклинической – 119⁰С. С увеличением температуры до 150…250⁰С вязкость расплава резко увеличивается, поэтому температуру расплава серы поддерживают на уровне не более 130…140⁰С.

 

30 Сжигание серы.

Серу расплавляют в плавильниках различной конструкции, чаще всего в вертикальных или бункерных. В качестве теплоносителя используют пар с давлением 0.4…0.5 МПа. Расплавленная сера стекает в отстойник, снабженный паровыми змеевиками. Шлам из отстойника удаляется через нижний люк. Расплавленная сера плунжерным насосом подается на сжигание в циклонную серную печь.

Циклонная печь представляет собой стационарную горизонтальную печь с внутренним диаметром 1 м, длиной 3.5 м. Посредине длины печи имеется перегородка с центральным отверстием для прохода газов диаметром 0.5 м. Вокруг этого отверстия устроен кольцевой канал для подачи вторичного воздуха. Расплавленная сера через механическую форсунку, направленную тангенциально, подается в переднюю часть печи под давлением 0.4…0.5 МПа. Капли серы подхватываются вихрем первичного воздуха, поступающего через три тангенциально направленных сопла. Полнота сгорания обеспечивается подачей вторичного воздуха в кольцо перегородки. Общий коэффициент избытка воздуха составляет 1.15…1.25, доля вторичного воздуха составляет 10 % от общего расхода. Воздух в печь нагнетается вентилятором, и перед поступлением в печь подогревается за счет теплоотдачи в кожухе печи.

Печной газ, получаемы при сжигании серы, содержит ряд нежелательных примесей (серный ангидрид, сублимированная сера), которые вызывают разложение сульфитной кислоты. Эти примеси должны быть удалены из газовой смеси до поглощения SO₂. Кроме того, газ должен быть охлажден до температуры, при которой можно получить необходимую концентрацию SO₂ в растворе.

охлаждение печного газа производится одновременно с его очисткой и осуществляется в две ступени. Основным способом очистки и охлаждения газа является очистка мокрым способом в оросительных аппаратах, называемых скрубберами.

 

 

31. Приготовление к-ты на Mg, Na, Ca

По известково-молочному способу сырую кислоту получают в абсорберах, которые орошают известковым молочком. Молочко подается на верхнюю тарелку абсорбера (барботажной колонки).

Ca(OH)₂ + SO₂ = CaSO₃ + H₂O + 219 кдж

CaSO₃ + SO₂ + H₂O = Ca(HSO₃)₂ + 19.6 кдж

При приготовлении кислоты на магниевом основании оксид магния гасится водой (температура 95⁰С, продолжительность 6 часов). Далее полученное магнезиальное молочко очищается на гидроциклонах и подается в барботажные колонки.

Mg(OH)₂ + 2 SO₂ + H₂O = Mg(HSO₃)₂ + 214 кдж

При приготовлении кислоты на натриевом основании используются насадочные абсорберы с насадкой в виде керамических колец Рашига, барботажные и турбулентные абсорберы, которые орошают раствором соды.

Na₂CO₃ + 2 SO₂ + H₂O = NaHSO₃ + CO₂ + 102 кдж

 

 

44. Целью промывки является максимальное извлечение из целлюлозной суспензии растворенных органических и минеральных веществ по возможности при минимальном разбавлении щелока.

Сухой остаток, находящийся в жидкой фазе массы, состоит из органических и минеральных веществ, относительное содержание которых зависит от выхода целлюлозы, расхода активной щелочи на варку (сульфатная варка) или вида основания (сульфитная варка).

Щелок, находящийся между волокнами можно легко удалить путем вытеснения или отжима, щелок, находящийся в каналах и стенках волокон можно извлечь только путем диффузии растворенных веществ через стенку волокна.

Промывка целлюлозы после варки осуществляется по многоступенчатой (3…5 ступеней) противоточной схеме, в которой горячая промывная вода (60-85⁰С) подается на последнюю ступень промывки в количестве 5…10 м³/т, а отбор отработанного щелока в систему регенерации или на биохимическое использование – производится только с первой ступени промывки. Независимо от типа используемого современного промывного оборудования, промывка целлюлозы – это комбинация разбавления, сгущения и вытеснения.

Степень отбора сухого остатка (выхода при промывке), или эффективность промывки при условии использования на последнюю ступень промывки чистой воды, определяется отношением:

Ŋ = G / G₀, или Ŋ = (V • C)/(V₀•C₀)

где G – это количество сухих веществ в щелоке, отбираемом с первой ступени промывки, кг/т

G₀ – количество сухих веществ в щелоке после варки, кг/т;

C, C₀ – концентрации сухих веществ в отобранном и исходном щелоках, соответственно

При использовании на последней ступени промывки промывного фильтрата, образующегося, например, при промывке целлюлозы после кислородной делигнификации, расчет степени отбора сухого остатка производится по формуле:

Ŋ = (V • C – W • C_w)/(V₀ • C₀)

Для современных промывных установок эффективность промывки должна составлять 98…99 %.

Оценить результаты промывки можно также по относительной концентрации сухих веществ (f):

f = C / C₀ = 0.65…0.80

где: C – концентрация сухих веществ в отбираемом щелоке, %

C₀ – концентрация сухих веществ в щелоке после варки

Степень разбавления щелока может быть выражена зависимостью:

k = 1 / f

 

 

Основные процессы и явления при промывке.

К числу важнейших физико-механических процессов и физико-химических явлений, происходящих при промывке целлюлозы следует отнести: отжим щелока из целлюлозной массы; фильтрацию щелока сквозь целллюлозную массу; диффузию растворенных веществ из целлюлозного волокна, адсорбцию волокном растворенных в щелоке веществ; вспенивание щелока.

При механическом отжиме полнота отделения щелока ограничена из-за возрастания внутреннего капиллярного давления и уменьшения диаметра капилляров в результате спрессовывания массы. Как известно, высота поднятия жидкости в капилляре (h) определяется по следующей формуле:

h = 4δ / γd,

где: δ – поверхностное натяжение жидкости;

γ – плотность жидкости;

d – диаметр капилляра.

Капиллярное давление определяется из выражения:

p = γ • h = 4δ / d;

Даже при давлении на слой массы 15 МПа, остаточное содержание щелока в массе составляет 07кг/кг сухого волокна, т.е. сухость волокна достигает примерно 59 %. Влага удерживается не только в клеточных стенках волокна, но и в люменах волокон

 

Техника промывки. Оборудование для промывки целлюлозы.

На современных предприятиях промывка целлюлозы производится с использованием многоступенчатой противоточной схемы (рис 1, 2)

В современных варочных установках КАМЮР промывка целлюлозы начинается в котле в зоне горячей диффузионной промывки и продолжается в диффузорах непрер действия, работающих под атм или повышенном д. Пр осуществляется в закрытой системе, исключающей пенообразование и выбросы дурнопахнущих соединений в атмосферу. Атм диффузоры устанавливают над басс для хранения массы.

Устройство диффузора непрерывного действия

Производительность диффузоров для промывки сульфатной целлюлозы составляет 300…1400 т/сут.

Характеристика барабанных фильтров.Безгазовый фильтр GFF фирмы Альстрем. Принцип действия основан на разделении газовой и жидкой фаз. GFF – это улучшенная конструкция вакуум-фильтра. Отсасывающая головка GF снижает количество воздуха, поступающего в барометрическую трубу обычного вакуум-фильтра, что вызывает пенообразование и снижает производительность фильтра. GFF – минимизировать поступление воздуха в барометрическую трубу. При использовании обычного вакуум-фильтра содержание воздуха составляет 20…30%, при применении GFF – не более 10 %. Максимальный вакуум зависит от температуры процесса, имеется ввиду температуры массы на ступенях отбелки. Более высокая разность давлений увеличивает скорость фильтрации, производительность фильтра и концентрацию папки. После грав ступени начинается обезвож папки под действием вакуума, создаваемого баром трубой.

Барабанный промывной фильтр давления Pro-Feed. Разработан финской фирмой Раума-Репола. ности фильтра составляет 14…15 т/сут.

Барабанный промывной фильтр давления IMPCO

Барабанный фильтр вытеснительного типа DD

Горизонтальный столовый фильтр Chemi-Washer

Фильтр-прессы