Материал: Материальный баланс производства древесной массы методические указания

4.Пример расчета теплового баланса

При размоле массы высокой концентрации основная часть мощности двигателя дисковой мельницы расходуется на нагрев древесной массы и воды, поступающей в мельницу. Часть влаги при этом испаряется. В случае двухступенчатого размола затраты энергии можно распределить между ступенями размола. Однако, безвозвратные потери энергии при размоле на механическое трение в сальниках, подшипниках и в окружающую среду достигают 10% [6].

В пропарочной камере древесная щепа нагревается паром перед подачей на размол. Продолжительность пропаривания щепы составляет 1- 3 мин, давление пара в пропарочной камере – 0,3 МПа.

Исходные данные для расчета пропарочной камеры приводим на основании результатов материального баланса:

GСУХ = 976,33 кг – масса абсолютно сухой щепы на входе в пропарочную камеру

GВ = 650,88 кг – количество влаги в щепе;

GКАМ = 200 кг – масса пропарочной камеры (принимаем); W = 40% - влажность древесной щепы;

t0 = 30°С – температура щепы на входе в камеру;

tК = 130°С – температура щепы на выходе из камеры. Уравнение теплового баланса пропарочной камеры:

Q = GП * (i – СВ *σ); или

Q = GСУХ * СДР * (tК – t0) + GВ * СВ * (tК – t0) + GКАМ * (i – СВ *σ);

где: GП – расход пара, кг;

i – удельная энтальпия пара, равна 2730 кДж/кг;

σ – температура в пропарочной камере, равна tК, °С;

СВ – удельная теплоемкость воды, равна 4,19 кДж/(кг*К); СДР – удельная теплоемкость сухой древесины, равна 1,34

кДж/(кг*К).

Расход тепла на пропарку составит:

Q = 976,33 * 1,34 * (130 – 30) + 650,88 * 4,19 * (130 – 30) + 200 * (2730 – 4,19*130) = 840546 кДж.

Расход пара на пропарку составит:

GП = Q / (i – С * σ) = 840546 / (2730 – 4,19 * 130) = 384 кг/т.

Учитывая, что при конденсации теряется от 100 до 120 кг влаги, количество конденсата принимаем 275 кг/т.

16

5. Расчет и подбор оборудования

Оборудование технологической линии производства механической древесной массы включает: размольное, сортирующее и очистное оборудование, мешальные бассейны различного назначения, смесительные

имашинные насосы; сгустители и аппаратуру для улавливания волокна из оборотной воды.

РАЗМАЛЫВАЮЩАЯ АППАРАТУРА. Подбор дисковых мельниц для размола древесной щепы осуществляется исходя из требуемой производительности завода по производству механической древесной массы. Выбор дисковых мельниц рекомендуется производить по методическим указаниям [7].

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ И ОЧИСТКИ. Волокнистая суспензия содержит различные загрязнения. Оборудование для еѐ очистки и сортирования подбирают по соответствующей производительности с использованием данных материального баланса.

Очистку бумажной массы производят на установке вихревых конических очистителей, подбор которой осуществляется по соответствующей методике [7,8].

Для сортирования бумажной массы обычно применяют напорные сортировки с учетом требуемой производительности и приводят их техническую характеристику [7,8].

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МАССЫ. Расчет емкости бассейна производится с учетом количества массы, подлежащей хранению,

ипродолжительности еѐ хранения в бассейне. Согласно рекомендациям Гипробума, бассейны должны быть рассчитаны на 8 часов хранения массы. Как правило, продолжительность хранения полуфабрикатов принимаются до и после размола – 2 часа, а бумажной массы в композиционном и машинном бассейнах – 15-30 минут [7,8].

Расчет емкости бассейнов производится по формуле:

V = (Q*(100 – n) * t * k) / c, м3

где Q – количество массы, т/час (из материального баланса); n – влажность воздушно-сухой массы, %;

t – продолжительность хранения массы, ч; c – концентрация массы, %;

k – коэффициент, учитывающий степень заполнения бассейна

(k=1,2).

Рассчитанный объем бассейна унифицируем до стандартных размеров. Полученные результаты сводим в таблицу

17

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ МАССЫ. Расчет насосов для перекачки массы и воды осуществляется по следующим формулам:

Производительность насоса: Q = (P * (100 – n) * 1,3) / (24 * c), м3/ч

Мощность насоса: N = (Q * * H) / (3600 * 102 * 0.6), кВт где: Q - производительность насоса, м3/ч;

P – количество транспортируемой массы, кг (из материального баланса);

n – влажность воздушно сухого волокнистого материала, %;

c – концентрация волокнистой суспензии на нагнетающей линии насоса, %;

1,3 – коэффициент, учитывающий запас производительности насоса; - плотность волокнистой суспензии, (1020 кг/м3);

H – теоретический напор, м.

По завершении расчетов технические характеристики подобранных насосов [7,8] заносят в таблицу.

СГУСТИТЕЛИ подбираются в соответствии с рекомендациями, приведенными в [7].

АППАРАТУРА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ВОЛОКНА и локальной очистки оборотной воды подбирается в соответствии с рекомендациями, приведенными в [8].

Список литературы

1.Технология механической массы: учебное пособие / Дьякова Е.В. [и др.]. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006. – 203 с.

2.Жудро С.Г. Проектирование целлюлозно-бумажных предприятий. 2- е изд., перераб. и доп. М.: Лесн.пром-сть, 1981. 304 с.

3.Технология целлюлозно-бумажного производства: Справочные материалы. В 3-х т. Т.1, часть 3. Производство полуфабрикатов. - СПб.: Политехника, 2006. 320 с.

4.Комплексная химическая переработка древесины: учебник для вузов / Ковернинский И.Н. [и др.]. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006. – 374 с.

5.Производство бумаги, древесной массы, тряпичной полумассы: метод. указания / Иванов С.Н. – Л.: ЛТА, 1962. 81 с.

6.Производство термомеханической массы: метод. указания / Пузырев С.С. [и др.]. — Л.: ЛТА, 1987. 29 с.

7.Технология бумаги и картона: метод. указания / Пузырев С.С. [и др.].

— Л.: ЛТА, 1985. 33 с.

18

8.Основные технологические расчеты по бумагоделательным машинам: учебное пособие / Пузырев С.С. [и др.]. — СПб.:

СПбГЛТА, 2003. 44 с.

9.http://www.stydenty.ru. Статья «Общие рекомендации и требования по оформлению дипломной работы и реферата» и др.

19