Материал: Материальный баланс производства древесной массы методические указания

Рассмотрено и рекомендовано к изданию методической комиссией факультета биотехнологии и химической технологии

Санкт-Петербургской Государственной лесотехнической академии 25 ноября 2009 г.

С о с т а в и т е л и :

кандидат технических наук, доцент Ю. А. Бобров кандидат технических наук, доцент О. П. Ковалева,

Материальный баланс производства древесной массы:

методические указания / Ю.А.Бобров [и др.]. — СПб.: СПбГЛТА, 2009.

— 19 с.

Методические указания по расчету материального баланса производства механической древесной массы, необходимого для выполнения курсового и дипломного проектов, предназначено для студентов, обучающихся по специальности 240406 «Технология химической переработки древесины» специализации «Технология целлюлознобумажного производства», а также слушателей факультета повышения квалификации.

Даны основные технологические расчеты производства механической древесной массы, приведен расчет баланса воды и волокна линии подготовки волокнистого полуфабриката для производства бумаги. Приведены рекомендации по расчету и подбору технологического оборудования.

Темплан 2009 г. Изд. № 1.

2

Введение

Методические указания содержат описание методики и примеры расчетов по производству механической древесной массы. Представленные методики могут быть использованы студентами при курсовом или дипломном проектировании бумажной фабрики по производству различных видов бумаги и картона, а также слушателями факультета повышения квалификации при выполнении выпускной работы.

При проектировании студент должен учитывать все особенности производства заданного вида механической древесной массы и производить расчеты согласно приведенной методике.

К механической древесной массе относят полуфабрикаты высокого выхода, при получении которых основную роль играет механическая обработка древесины. Разделение на волокна и формирование свойств таких полуфабрикатов происходит под воздействием либо дефибрерного камня, либо ножей размалывающей гарнитуры дисковых рафинеров.

Механические массы подразделяют на полуфабрикаты высокого выхода, вырабатываемые без применения химических реагентов, и полуфабрикаты, получаемые с применением химикатов. В первом случае механическая обработка сырья может осуществляться без предварительного пропаривания или без пропарки.

Классификация механической древесной массы [1]:

1.ДДМ – дефибрерная древесная масса, получаемая истиранием балансовой древесины на дефибрерном камне при температуре в зоне дефибрирования менее 100°С и атмосферном давлении;

2.ТДДМ – термо-дефибрерная древесная масса, получаемая истиранием балансовой древесины на дефибрерном камне при температуре в зоне дефибрирования 100°С;

3.ДМД – дефибрерная масса, получаемая истиранием балансовой древесины на дефибрерном камне при повышенном давлении и температуре более 100°С;

4.РДМ или РММ – рафинерная древесная масса (или рафинерная механическая масса), получаемая из непропаренной древесной щепы путем размола в дисковых мельницах при атмосферном давлении;

5.ТММ – термомеханическая масса, получаемая из пропаренной древесной щепы путем размола в дисковых мельницах в одну или две ступени при атмосферном или повышенном давлении;

6.ХТММ – химико-термомеханическая масса, получаемая путем пропитки древесной щепы химическими реагентами до или во время пропаривания с последующим размолом под давлением в дисковых мельницах в одну или две ступени;

3

7.ХММ – химико-механическая масса, получаемая путем пропитки древесной щепы химическими реагентами при температуре менее 100°С с последующим размолом в дисковых мельницах в одну или две ступени.

Мировая целлюлозно-бумажная промышленность выпускает более

двадцати видов механической древесной массы, спектр свойств и область применения которых постоянно расширяются.

1.Методические указания

Проектирование завода механической древесной массы следует начинать с выбора технологической схемы производства. Расчетнопояснительная записка (РПЗ) по курсовому проектированию или технологическая часть РПЗ по дипломному проектированию должна включать цель и задачи проектирования; характеристику волокнистого полуфабриката, а также сырья и материалов, используемых для его производства.

В пояснительной записке курсового или дипломного проекта должно быть представлено обоснование выбранной технологической схемы, графическое изображение технологического процесса и его краткое описание [1-4]:

технологическая схема производства дефибрерной древесной массы включает техническую характеристику и устройство дефибреров, режим дефибрирования;

технологическая схема производства механической древесной массы из щепы включает техническую характеристику оборудования, применяемого для промывки, пропаривания и размола древесной щепы.

Описание технологической линии должно включать техническую характеристику, назначение и режим работы оборудования для очистки и сортирования механической древесной массы. В случае отбелки механической древесной массы, необходимо привести характеристику отбеливающих реагентов, режим и факторы отбелки. Схема использования оборотной воды и утилизация отходов сортирования механической древесной массы должна быть учтена в технологической части проекта.

Материальный баланс составляется в соответствии с разработанной технологической схемой производственного процесса, с учетом потерь сырья и материалов на каждой стадии процесса. Для расчета баланса воды и волокна необходимо установить концентрации волокнистой суспензии и

4

оборотной воды на каждой стадии производства, а также количество отходов сортирования механической древесной массы.

По данным материального баланса производят расчет оборудования и подбор аппаратов для осуществления каждой технологической операции, а также количество аппаратов данного типа. Приводят техническую характеристику аппаратов.

Заключение должно содержать краткие выводы по выполненной работе; актуальность предлагаемых в работе решений, а также рекомендации по использованию полученных результатов для внедрения в производство.

Перечень используемых источников научно-технической и справочной информации должен соответствовать требованиям.

2. Методика составления баланса воды и волокна

Для организации производства механической древесной массы необходимо установить удельные расходы исходного сырья, химикатов, энергии и воды. Расчет баланса воды и волокна позволяет получить точные данные о технологических потоках на различных стадиях процесса, выявить безвозвратные потери волокна и расход свежей воды.

В расчетах используют формулу И.И.Богоявленского [5]:

где: Х – количество сухого вещества, поступающего на данную стадию производства, кг;

G - количество сухого вещества, выходящего с данной стадии производства, кг;

К – концентрация отходящей воды, кг/л; Тн и Тк – начальная и конечная сухость бумаги или соответственно

начальная и конечная концентрация вещества в бумажной массе, %.

В более сложных случаях для определения количества сухого вещества в потоках на различных стадиях производства составляют систему уравнений с двумя неизвестными величинами: одно уравнение относится к балансу потоков волокнистой массы, а другое – к балансу сухого вещества (волокна). При этом сумма потоков волокна и воды, поступающих на данную стадию производства, должны быть равны сумме уходящих потоков. Возможны два варианта:

1. Разбавление массы водой. Введем условные обозначения:

Q1 и K1 - соответственно количество и концентрация массы, поступающей на стадию производства;

5