ЛЕКЦИЯ № 6. Техника периодической сульфатной в..

6. ТЕХНИКА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СУЛЬФАТНОЙ ВАРКИ

План лекции.
1.Устройство варочных котлов периодического действия.
2.Последовательность операций при периодической варке
3.Режимы варки

1.Устройство варочных котлов периодического действия

Для варки натронной и сульфатной целлюлозы периодическим способом применяют стальные сварные вертикальные варочные котлы, которые имеют сигарообразную форму с отношением высоты к диаметру H:D=2,8:4,5. Угол нижнего конуса составляет 60 градусов, верхняя часть котла чаще всего выполняется в виде полусферы. Вместимость котлов 110-140 м3.

Котлы обязательно снабжаются системой принудительной циркуляции с непрямым обогревом. В отечественной практике чаще всего используют систему принудительной циркуляции Мортеруда, в которой забор щелока из котла производится через защищенный круговой сеткой штуцер, расположенный в месте перехода цилиндрической части котла в коническую. Центробежный циркуляционный насос нагнетает щелок в подогреватель, откуда 2/3 щелока направляются в верхнюю часть котла, 1/3 подается в нижнюю горловину. Производительность циркуляционного насоса должна обеспечивать 8-10 кратное прохождение жидкости через теплообменник в течение часа, а напор ограничивается преодолением сопротивлений в трубопроводах и подогревателе и составляет 12-15 метров.

Для подогрева щелока чаще всего используют вертикальные трубчатые теплообменники, в которых щелок движется по трубкам, а пар подается в межтрубное пространство. Отечественные машиностроительные заводы выпускают подогреватели с двойными трубками длиной 6 м, диаметром наружных трубок 38 мм, поверхностью нагрева 140, 240 м2 (примерно 1 м2 поверхности теплообмена на 1 м3 котла).

Арматура котла. Для разбрызгивания щелока в верхней части котла (система циркуляции Мортеруда) устанавливаются сопла таким образом, чтобы не мешали при загрузке котла щепой. При сульфатной варке щелок никогда не закачивается в котел доверху, поэтому устройство разбрызгивающих приспособлений в верхней части котла является обязательным. Устройство может быть выполнено в виде четырех сопел, снабженных отражательными зонтами и распределительным конусом. Чаще ограничиваются установкой одного разбрызгивающего сопла в форме лейки с крупными отверстиями.

Верхняя горловина оснащается автоматически закрывающейся крышкой типа задвижки с электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом.

В фасонной нижней горловине размещается коническая сетка (диаметр 5-6 мм), своей формой продолжающая нижний конус. Под сеткой располагаются штуцера для подачи острого пара и подогретого щелока от теплообменника. К нижнему фланцу горловины на болтах присоединяется выдувное колено, за которым устанавливается выдувной вентиль. Для продувки выдувного колена в его торце устраивается паровой штуцер. Подвод острого пара в котле устраивается обязательно на случай выхода из строя теплообменника.

В цилиндрической части котла располагается 1-2 штуцера для термометров (обычных и самопишущих), манометров, штуцер для отбора проб массы, один-два штуцера для забора циркулирующего щелока.

Циркуляционная сетка состоит из 8-ми стальных перфорированных листов (диаметр отверстий 6 мм), которые болтами крепятся к скобам, приваренным к стенке котла. Сверху сетка прикрыта 8-мью стальными листами толщиной 8-12 мм без отверстий, прикрепленными к тем же скобам. Этот конусный навес способствует более чистой выдувке и защищает сетку от припрессовывания к ней массы.

Для уменьшения теплоотдачи в окружающую среду наружную поверхность котла, подогревателя, циркуляционные трубопроводы покрывают тепловой изоляцией. Чаще всего используют воздушную тепловую изоляцию путем устройства вокруг котла на расстоянии 8-10 см металлического каркаса, покрытого асбестовыми циновками. В качестве внешнего покрытия применяют листовой алюминий, имеющий небольшой коэффициент излучения (эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушной изоляции 0.07-1.0 вт/м0С), часовые потери тепла составляют 150250 кдж/м2, что в 10 раз меньше, чем при обычных типах изоляции.

Защита котлов от коррозии. Общепринятой теории коррозии в условиях сульфатной варке не существует. Присутствие сульфида в варочном щелоке усиливает коррозию вследствие образования сернистых соединений железа в окалине. Значительно ускоряет коррозию тиосульфат натрия и полисульфиды, что имеет место при полисульфидной варке.
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

Нормальная скорость коррозии при сульфатной варке составляет примерно 1 мм в год. Однако отмечены случаи, когда скорость коррозии возрастает до 7 мм/год.

Вторичная коррозия вызывается эрозией или механическим воздействием. Эрозия приводит к частичному или полному разъеданию стенок котла в местах подачи щелока и пара. При соприкосновении стенок котла с арматурой из нержавеющей стали, может возникнуть гальваническая коррозия. Наиболее совершенным способом защиты котлов от коррозии является изготовление их из биметалла.

2.Последовательность операций при периодической варке

Загрузка щепы: плотность естественной загрузки составляет 0.300.35 пл.м3 щепы в 1 м3 котла. Для увеличения степени загрузки котла щепой используют стационарные паровые уплотнители, которые размещают в верхней горловине котла. С их помощью плотность загрузки (степень объемного заполнения котла) может быть увеличено до 0.400.45 пл.м3/1 м3 котла. Пропарка щепы и поливка ее щелоком при совмещении по времени загрузки щепы и заливки щелоков иногда используют для увеличения плотности загрузки щепы.

Заливка щелока. Для хранения и дозирования варочных щелоков (белого и черного) в варочном отделе устанавливают баки-мерники, вместимость которых соответствует количеству щелока на 2-3 варки. Мерники соединяют трубопроводами со всасывающей линией циркуляционных насосов. Мерник оборудуется автоматическим уровнемером, на трубопроводе устанавливается вентиль, управляемый через реле. Температура белого щелока при заливке 50600С, черного щелока 60..800С. В современных энергосберегающих технологиях периодической сульфатной варки белый щелок подогревается в теплообменнике горячим черным щелоком (температура 1501600С), отбираемым из котла в конце варки, что дает возможность сократить продолжительность заварки и расход пара на варку примерно на 4050 %.

Объем закачиваемых щелоков зависит от гидромодуля варки, расхода и концентрации активной щелочи в белом щелоке, влажности щепы. Используется следующий порядок заливки щелоков: сначала подают часть черного щелока, затем весь объем белого щелока, и в последнюю очередь – оставшееся количество черного щелока. При таком порядке заливки щелоков в трубопроводах не остается белый щелок. Остаточную активную щелочь, содержащуюся в черном щелоке (35 г/л) не учитывают при расчете расхода белого щелока на варку.

Режимы варки. Используют два варианта проведения сульфатной варки: медленный и быстрый режимы варки. К основным признакам режима медленной варки следует отнести «растянутую» заварку (2.55.0 часов) и относительно низкую конечную температуру варки (1631720С). Применяют этот режим варки при выработке высококачественной целлюлозы, например, для электроизоляционных видов бумаги (таблица 1).

Таблица 1. Режим медленной варки электроизоляционных видов целлюлозы Вместимость котла 110 м3.

Показатели
Э-2
ЭК

Количество щепы, загружаемой в котел, т а.с.др
21,9
22,6

Степень заполнения котла щепой, пл.м3/ 1 м3
0,39
0,40

Расход активной щелочи на варку, % Na2O к а.с. др.
19,0
17,0

Выход целлюлозы из 1 м3 котла, кг
87,7
90,4

Максимальная температура варки, 0С.
163
172

Оборот котла, ч-мин



Осмотр и подготовка котла
0-10
0-10

Загрузка щепы с паровым уплотнением
0-20
0-20

Закачка белого щелока
0-10
0-10

Циркуляция щелока и дозагрузка щепы
0-30
0-30

Закачка черного щелока
0-10
0-10

Продолжительность заварки
5-00
4-00

Продолжительность варки при макс. температуре
1-00
1-00

Выдувка с максимального давления
0-40
0-40

ИТОГО
8-10
7-10


Режим быстрой варки. На американских и канадских заводах этот режим используется не только при производстве целлюлозы высокого выхода (ЦВВ), но и жесткой целлюлозы, а также целлюлозы для отбелки. Особенности этого режима варки: непродолжительная заварка, иногда в сочетании с предварительной пропаркой и использованием прямого нагрева; повышенная конечная температура варки (1741770С). Продолжительность заварки для жестких целлюлоз составляет 4550 мин., для белимых целлюлоз – 12 часа; продолжительность стоянки при конечной температуре 12 и 1.52.5 часа соответственно. В соответствии с температурным графиком быстрой варки в течение 20 минут температура поднимается до 1200С (давление 0.3 МПа). При достижении этой температуры открывают сдувочный вентиль и дальнейший подъем до конечной температуры 1740С (0.8 МПа) ведут в течение часа при непрерывной сдувке. При достижении конечной температуры подачу пара в теплообменник и сдувку прекращают. Не останавливая циркуляции, выдерживают содержимое котла в течение 2 часов при максимальной температуре варки. Затем останавливают циркуляционный насос и за 25 минут давление снижают до 0.5 МПа и в течение 15 минут осуществляют выдувку массы из котла в выдувной резервуар.

Часто при использовании режима быстрой варки в качестве фактора, ускоряющего варку используют увеличение расхода активной щелочи на варку до 310330 кг/т в.с.целлюлозы. Для улучшения пропитки и равномерности провара во время заварки устраивают стоянку при 1200С в течение 75 минут, после чего температуру резко поднимают за счет комбинированного нагрева острым и непрямым паром.

Опоражнивание котла. При тщательном соблюдении условий варки (количество щепы, дозировка щелочи, соблюдение температурного графика) имеется возможность заканчивать варку по времени, в соответствии с требуемым качеством целлюлозы. Конечная сдувка может производиться по линии терпентинной сдувки или же по специальной линии. Продолжительность конечной сдувки составляет от 30 минут до 1.5 часов. Во время сдувки со снижением давления начинается вскипание жидкости, и из котла уходит значительное количество пара. Давление обычно снижают до 0.40.5 МПа, но возможно проведение выдувки с полного давления.

Продолжительность выдувки составляет 1040 минут. Выдувку ведут в выдувной резервуар. Один выдувной резервуар устанавливают на 2-4 котла. Объем выдувного резервуара должен быть достаточным для приема массы от 2-3 варок. Выдувной резервуар по форме напоминает варочный котел, и изготавливается сварным из листов стали толщиной от 12 до 22 мм в верхней и нижней части соответственно. Резервуар рассчитывается на давление 0.3 МПа, объем составляет от 200 до 800 м3. В нижнем конусе аппарата устанавливается мешалка и производится разбавление массы слабым щелоком перед ее перекачиванием на промывную установку. Концентрация массы в выдувном резервуаре 1115 %, в нижней части - 2.53.5.%.

Из-за перепада давления в выдувном резервуаре щелок вскипает и пары вскипания по трубопроводу, изготовленному из нержавеющей стали, направляются в теплоутилизационную установку.











13PAGE 15


13PAGE 14215





Приложенные файлы

  • doc 6665914
    Размер файла: 56 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий