设计年产20万吨杨木硫酸盐法浆碱回收分厂_重点设计燃烧工段_毕业设计.doc

毕业设计（论文）题目设计年产20万吨杨木硫酸盐法浆碱回收分厂子题重点设计燃烧工段摘要现代造纸企业通过碱回收新技术的应用，提高化学药品回收率和燃烧热效率，以减少对环境的污染。本设计特点是工艺成熟、稳定，设备先进且操作性和稳定性强，国内有关企业得到证实。从蒸煮出来的黑液用鼓式置换洗浆机洗涤使黑液的提取率达到98,燃烧工段的补充加入的芒硝为每吨风干浆补充纯度为90的芒硝量为32，碱回收率高达965，自给率为100，燃烧热效率68。蒸发工段采用先进的黑液高浓结晶技术，使黑液由洗涤工段的17升至72，直接进炉燃烧，无须再蒸发，环保，节能。碱喷射炉采用单汽包无臭技术，采用大面积的省煤器，静电除尘率为98，防止烟气二次污染。通过碱回收新技术的应用，明显的提高了化学药品的回收率，减少了对环境的污染，并且对燃烧热量的回收，达到良好的环境效益，社会效益和经济效益。关键词碱回收；黑液高浓结晶技术；大面积省煤器。ABSTRACTTHEMODERNPAPERMAKINGBUSINESSIMPROVETHENEWTECHNICALOFTHECHEMISTRYRECOVERYREDUCETHEENVIRONMENTALPOLLUTIONTHROUGHRAISINGTHECHEMICALSRECOVERYRATEANDHOTEFFICIENCIESTHISDESIGN，SCHARACTERSISMATURE、STABILITY,THEEQUIPMENTSARERUMRUNNERSANDOPERABILITYANDTHESTABILITIESARESTRONG,THECONFIRMATIONHASBEENPROVEBYTHEBUSINESSENTERPRISETHEBLACKLIQUIDWITHDRAWTHERATETOATTAINWITHTHEDRUMTYPEDISPLACEMENTFROMTHEBLACKLIQUIDTHATSTEAMTOBOILOUT98,INBURNINGSECTIONTHEPUREDEGREEMEASURESTO32FOR90LONGGRASSNITRIC,THECHEMISTRYRECOVERYRATEISUPTO965,THESELFSUFFICIENTRATEIS100,THEBURNABLEHOTEFFICIENCY68INEVAPORATIONSECTION,THEBLACKLIQUIDFROMWASHAWAYDIRT17OFTHEWORKSEGMENTRISESTO72,DIRECTENTERSTOVECOMBUSTION,NEEDNOTTOEVAPORATEAGAIN,ENVIRONMENTALPROTECTIONANDECONOMIZEONENERGYSTATICELECTRICITYINADDITIONTOTHEDUSTRATEFOR98,KEEPSMOKEFROMANNOYSTOPOLLUTETWOTIMESTHROUGHTHENEWTECHNICALAPPLICATIONOFTHECHEMISTRYRECOVERY,ITHASRAISEDTHERECOVERYRATEOFTHECHEMICALSOBVIOUSLY,REDUCETHEENVIRONMENTALPOLLUTION,ANDATTAINTHEGOODENVIRONMENTPERFORMANCE,SOCIALPERFORMANCEANDECONOMICPERFORMANCEKEYWORDSTHECHEMISTRYRECOVERYHIGHANDTHICKTECHNIQUEOFBLACKLIQUIDTHESAVINGCOALMACHINEOFBIGAREAS目录摘要IABSTRACTII引言1第一章总论211设计依据212设计范围213厂址选择说明2第二章生产方法及生产流程论述421生产方法论述422生产流程论述5222燃烧工段6223苛化工段8224白泥回收工段8第三章物料平衡及热量衡算1031蒸煮工段物料衡算10311蒸煮用绝干木片量的计算11312蒸煮实际用碱量的计算11313蒸煮液中无机物含量的计算11314全部蒸煮液中水分的计算12315蒸煮碱损失量的计算12316蒸煮过程平衡计算1232洗涤工段物料衡算13321洗涤段碱损失的计算13322提取黑液量的计算13323洗涤段出浆量的计算13324洗涤段的平衡计算1433蒸发工段的物料衡算14331蒸发中碱损失的计算14332浓黑液固形物含量的计算14333蒸发后浓黑液中水分的计算15334蒸发段的平衡计算15335浓黑液中各成分的计算1634燃烧工段物料衡算16341熔融物成分的计算17342燃烧工段的平衡计算1835苛化工段物料衡算22351无机物平衡计算23352苛化液体及碱平衡计算2536燃烧工段热量平衡计算26361收入热量的计算26362消耗热量计算27363供生产蒸汽量29364自身回用热量29365热功效率30第四章设备选型3241设备选择的原则3242重点车间设备选择以及计算32第五章车间布置说明3851重点车间设备布置38511重点车间布置说明38512主要设备的安排及主要说明3952重点车间采暖通风情况40521车间通风情况40522采光照明40第六章自动化控制系统4261送风系统的控制4262锅炉汽包水位的控制4263吹灰系统的控制4364现代的碱回收锅炉控制系统43第七章环境保护及节能措施4471环境保护4472节能措施44第八章劳动组织及工作制度46第九章生产成本核算4891供水系统48911生产用水量的确定48912生活用水量的确定48913消防用水量的确定48914总用水量的消耗4892供电系统4893供汽系统4994其他原料消耗50941重油消耗50942芒硝消耗50943石灰石消耗5095碱回收量50参考文献52致谢53引言目前，造纸行业迅速发展，随之而来的是环境问题。因此，造纸过程中碱回收工段就显得至关重要，而且碱回收技术的不断改进也为企业创造了利润。本设计根据山东日照森博浆纸有限公司的设计理念，采用新型的八体六效蒸发器，不仅节约了成本，而且很好地控制了污染问题。第一章总论11设计依据本设计为年产20万吨杨木硫酸盐法浆碱回收分厂（重点燃烧工段）。设计过程中相关参数以及设备的选定均是参照山东日照森博浆纸有限责任公司碱回收车间的工艺技术方案。该厂的碱回收设备全部是由国外引进，代表了当今世界先进的碱回收技术水平和发展方向，且该套设备自投产至今，运行稳定，相对于其他企业的碱回收分厂，热效率明显提高，而且污染较小，经济环保，很适合目前国内“人文环保发展造纸事业”的行情1。12设计范围本设计主要是对碱回收车间进行设计，包括蒸发，燃烧，苛化和石灰回收四个工段，重点设计燃烧工段。设计内容包含对重点车间的设备布置，人员编制，环境保护，各工段的自动化控制进行说明和以及成本核算。13厂址选择说明本设计依据设计任务书，考虑到原料来源，动力资源，水、煤、汽的来源，以及产品销售和交通情况，并兼顾企业间的合作，自然条件和建材供应等诸方面因素，将厂址选定在河南省南阳市西峡县。131地理位置南阳市西峡县位于河南省西南部，西邻陕西省，地处八百里伏牛山，树林广袤，林木资源丰富，312国道直通城关，交通便利，四通八达。132气象条件南阳市西峡县属暖温带大陆性季风气候，年平均气温152C，年降水量为830毫米，无霜期220天，非常适合轻工业的发展。133原料供应方面八百里伏牛山，原始森林，林木资源十分丰富，且乡村非木材类资源也漫山遍野，原料供给充足。134水源方面西峡县为古时候的吴越之地，主要河流为淅水，并且有错综复杂的各种小河流，能为造纸提供足够的水源。135动力、燃料来源西峡县北临山西省，兼具交通便利，来自山西的煤资源可以源源不断的供应过来，且本身有很多的水电站，动力来源丰富，很容易满足大型工厂的动力方面的要求。第二章生产方法及生产流程论述21生产方法论述备料车间采用杨木为原料，机械剥皮，削片，贮存。制浆车间采用连续蒸煮的方法，选用卡米尔式连续蒸煮器，采用采用压力扩散洗浆机，黑液提取率达到98以上。本设计采用燃烧法对黑液进行回收。燃烧法的过程是把黑液提取出来，经过蒸发浓缩到一定浓度后，送入碱回收炉燃烧，燃烧后的熔融物，经溶解澄清后成为绿液，加入石灰，使碳酸钠苛化成为氢氧化钠，并将苛化所生成的碳酸钙（白泥）沉淀分离，最后得到氢氧化钠和硫化钠的混合溶液，即为可供制浆用的蒸煮液。苛化后的白泥，可送至回转炉进行煅烧回收石灰2。211蒸发工段采用六效八体自流降膜蒸发器，并且采用黑液结晶增浓蒸发技术，稀黑液进站浓度为20，送往碱炉的黑液浓度为68。212燃烧工段采用除臭式碱回收燃烧流程，为提高热效率，充分回收烟气热量，采用大面积省煤器，由于不采用直接蒸发，黑液虽未经氧化，只要控制得当，由碱回收散发出来的恶臭气体，也可以降到很低的浓度，能有效地减轻环境污染。而且利用现代喷射炉进行碱回收，具有生产效率高，劳动强度小，芒硝还原率高，锅炉热效率高，适应自动化控制等优点。熔融物溶解槽是一个常压搅拌槽，当熔融物同稀白液混合时将产生大量水蒸汽，并由排气管排出。（排气管应垂直布置，不允许有水平管段），溶解槽散发的污染气体量一般不多，因为有机硫化物不可能在高温熔融物中存在。但当熔融物溶解槽排气气流因水蒸汽骤然增加而增加时，将夹带一定数量溶解或未溶解的氢氧化钠、碳酸钠、和硫化钠，但其数量不大，可以直接排放，不会造成大气的严重污染。从燃烧室出来的烟气，经锅炉和大面积省煤器降温后，送入静电除尘器回收碱灰，碱灰一部分与黑液芒硝混合进入燃烧炉再次燃烧，另一部分可去蒸发工段作为黑液结晶的晶核。最后烟气由引风机引入烟囱排空，静电除尘器除尘效率可达98。供风系统主要是通过共用一个预热器，两台送风机串联使用的方法实现，风由送风机通过预热器加热到一定温度后，用两个风道送风，一个风道直接送入一次风风嘴，另一风道再通过一个送风机，送入二次风嘴。一、二、三次风的比例为603010。供水系统的水要先经过软化，但是还是会残留硬度，为了防止锅炉受热面上结垢，在锅炉用水中要加入药剂，使之形成松软的水渣，可以通过定期排污排掉。为防止产生泡沫，造成汽水共沸现象，要进行连续排污，同时给锅炉补充清洁水。213苛化工段采用先进的连续苛化流程。主要设备是三大过滤机（绿泥真空过滤机，白泥真空过滤机和压力圆盘过滤机）和新式超短石灰窑。本设计方法较传统的连续苛化优越之处在于，采用循环方式而不是应用传统的辅助苛化器进行二次苛化，可以缩短苛化时间。214白泥回收工段采用回转炉煅烧工艺流程来回收白泥。主要分为三个阶段，即干燥阶段，预热阶段和煅烧阶段。它运行稳妥可靠，操作简单，技术上比较成熟，是造纸工业碱回收中回收白泥的主要方法。22生产流程论述221蒸发工段2211黑液流程从洗涤工段来的稀黑液浓度为17左右，其被送入碱回收车间后，进入稀黑液槽内贮存，利用II效浓黑液将供料的黑液浓度调节到20。用黑液泵将黑液送入IV效，由IV效出来进入V效，出V效后，再送入VI效,从VI效出来经过1换热器流入半浓黑液槽静置除皂，此时黑液的浓度为3035。除皂后的黑液进入2热交换器，并且由泵送入III效，从III效出来的黑液由泵送至II效，出II效后由泵送至I效，I效分为加热面积相等的A、B、C三体，IB和IC互为出浓黑液的效体，蒸发时由自动控制系统进行调节，定期相互切换，保持加热元件表面的清洁，防止结垢，保证正常出液。A体在其二次蒸汽的出口加装了一个自动调节阀用于控制体内的压力，并且作为结晶蒸发效。I效的B、C体产生的浓黑液加入燃烧时的碱灰，用碱灰的无机盐颗粒作为晶核，送入A体进行结晶蒸发，从A体出来的黑液浓度为72，称为“超浓黑液”。超浓黑液要用一个压力槽进行贮存，用低压蒸汽维持槽内的压力以保持黑液有合适温度，便于输送。2212蒸汽流程新蒸汽供给I效，产生的二次蒸汽作为热源供给II效，依次类推，在VI效产生的二次蒸汽进入表面冷凝器冷凝，产生污冷凝水进入污冷凝水槽。2213冷凝液流程I效产生的清洁冷凝水进入1扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入II效，产生的冷凝水进入2扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入III效，产生的冷凝水进入清洁冷凝水槽，此时的冷凝水可以送到苛化工段，也可以回送锅炉进行重复利用，节省用水量，减少水污染。III效生的污冷凝水进入IV效，IV效产生的污冷凝水进入3扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入V效，产生的污冷凝水与最后表面冷凝器产生的污水一起进入污冷凝水收集槽。V效产生的污冷凝水进VI效，VI效出来进表面冷凝器，最后进入污冷凝水槽。在冷凝水系统中实现了清浊分流。既节省用水又降低了污染。2214不凝气流程前三效的二次蒸汽中含有的黑液易挥发物含量低，后三效二次蒸汽中BOD含量较高，从各效引出不凝气体，与VI效的二次蒸汽一起进入补充表面冷凝器，气提后有90以上的污冷凝水变成较清污水，可作为洗涤工段和苛化工段的用水，剩下的不足10的重污水由泵进入预热器，再经气提塔处理，产生的臭气可由蒸汽喷入石灰回收工段燃烧。2215皂化物稀黑液槽（黑液浓度为17）和半浓黑液槽（黑液浓度为30）中除去的皂化物进入皂化物收集槽，再用泵送入塔罗油回收工段进行副产品的回收。222燃烧工段2221黑液系统蒸发工段送来的黑液浓度为72，由于其浓度较大，黏度较大，应贮存于具有一定压力的黑液槽中，并且有自身黑液循环系统，保证其具有一定的黏度和流动性。此时黑液由泵送入芒硝黑液混合槽与芒硝及回收的碱灰在搅拌器的作用下，充分混合，由泵输送，由喷枪喷入炉内进行燃烧，产生的熔融物经溜子槽冷却，进入溶解槽。在溶解槽内，熔融物与苛化送来的稀白液充分混合，成为绿液，送到苛化工段进行苛化。为减轻熔融物流出时产生的噪音，促使熔融物和稀白液混合均匀，经过滤器，用消音泵对槽内液体进行循环，过滤器中的杂质定期排除。而消音泵的另一个作用就是防止大块熔融物与稀白液接触不充分而引起的爆炸。2222芒硝系统芒硝首先经过粉碎机粉碎后，达到一定的粒度，用螺旋输送机送至斗式提升机，由斗式提升机送到芒硝筛内，符合要求的芒硝进入芒硝料仓，而大块芒硝则送回粉碎机，重新处理。芒硝料仓中的芒硝，由圆盘给料器送入芒硝黑液混合槽。2223供风系统燃烧所需空气，由一二三次风二个风道分别送入。首先，由一次风机引入的风，经过空气预热器，使风温达到150，分为两部分，一部分直接由一次风道送入系统，另一部分再经过二次风机加压后，由二次风道送入炉内。三次风温度为80，主要是补充炉内的氧气。一二三次风的比例为6030104。2224燃油系统由重油槽来的重油，通过滤网过滤除去杂质，再用油泵输送，经过重油加热器加热，由油枪喷入炉内。2225供水系统为防止炉内加热面结垢和氧化腐蚀以及酸性腐蚀，在锅炉内给水要经过软化处理、除氧处理和磷酸盐处理。锅炉用水先用泵送到省煤器进行预热，然后进入气包，水在对流管束中循环，高温条件下产生的汽水混合物在气包了分离，水继续循环，并且不断有软化水从锅炉外供入，产生的蒸汽经汽管排出锅炉。虽然供水经过处理后，在高温情况下产生大量蒸汽，在汽包水平面盐分浓度较大，当达到一定浓度后，会产生泡沫，形成汽水共沸现象，因而要进行连续排污。而锅炉运转一定时期后要进行间歇排污，去除污垢，减少管壁污垢对传热率和设备的影响。汽包中排出的循环水送入送扩容器中，然后送到温水槽，供厂内使用。2226烟气系统燃烧产生的烟气中，夹带着一定的碱灰，要进行回收，由省煤器排出的烟气，经静电除尘器回收碱灰后，由引风机送入烟囱，直接排空。在碱炉内，由于烟气通过，在过热器，锅炉管束和省煤器表面，会附着碱灰，长期积累，不仅会造成药品的浪费，而且会影响传热，腐蚀设备，因此采用横跨炉体的长伸缩式的吹灰枪进行在线吹灰，这种吹灰器有一条丝杠装在碱炉外面，不吹灰时停留在炉外，工作时吹灰杆由计算机控制，自动插入并且沿着炉体断面往复运动，并且绕本身轴线旋转，吹灰能力强，耐高压，耐高温。被吹下来的碱灰进入灰斗，大部分进入芒硝黑液混合器，跟随黑液进炉再次燃烧，一少部分到蒸发工段，作为黑液晶核。223苛化工段由溶解槽送来的绿液，进入稳定槽，经绿液澄清器后，沉淀的绿泥，送入绿泥真空过滤机中进行过滤，绿泥用泵送到堆渣厂进行后续处理，过滤的稀绿液返回稳定槽。澄清器的绿液用泵送到消化分离器，在消化分离器中加入石灰进行消化，其杂质由提渣机经洗涤后排出，消化后的乳液则由泵送到苛化器进行苛化，苛化好的乳液进入压力圆盘过滤机，澄清后的白液送到浓白液槽，供蒸煮使用。白泥用膜泵送入到白泥搅拌槽加入热水并且与回流的白泥一起稀释，经搅拌稀释后的白泥进入白泥真空过滤器，洗涤后，稀白液送回溶解槽与熔融物混合，白泥由螺旋输送机送到石灰回收工段5。224白泥回收工段从苛化工段送来的白泥由螺旋输送机送入白泥干燥器，进入石灰窑进行煅烧，煅烧好的石灰，进入冷却筒。在冷却筒内被二次风冷却，冷却后的石灰通过埋刮板式输送机进入粉碎机粉碎到一定的粒度，经过斗式提升机进入石灰仓贮存，以供使用。燃烧用的一次风，经送风机送到空气预热器，加热到150后，进入炉内，二次风则利用炉内所形成的抽力经冷却器进入炉内。燃油则从工作油槽送到加热器，加热后，送到炉内燃烧器进行燃烧。新补充的石灰石，先经过粉碎，再送入石灰仓。回转炉产生的烟气，经过旋风除尘器收集粉尘入石灰炉再次燃烧，烟气再进入静电除尘器，除掉其中的绝大部分粉尘，最后通过引风机机排入烟囱。第三章物料平衡及热量衡算31蒸煮工段物料衡算以杨木为主要造纸原料，硫酸盐法制浆，以1T风干浆为单位基准。表31燃烧炉物料平衡计算有关定额及工艺技术数据编号指标名称单位定额备注1蒸发用碱量（NA2O计）KG/T浆2882液比143硫化度244浆的干度905粗浆得率506芒硝还原率917苛化度848蒸煮碱损失率130对用碱量9洗涤提取黑液浓度14固形物含量10洗涤后浆料浓度1311洗涤碱损失025对用碱量12蒸发后黑液浓度6813蒸发碱损失082对用碱量14苛化碱损失120对用碱量15燃烧碱损失29对用碱量16补充芒硝浓度9017空气湿含量2重量百分数80每公斤干空气含氧220重量百分数19每公斤干空气含氮760重量百分数20空气过剩系数111已知用碱量（以NA2O计）288液比14硫化度24粗浆得率50芒硝还原率91苛化度84蒸煮碱损失率130对用碱量311蒸煮用绝干木片量的计算绝干木片量180590100粗浆得率浆的干度312蒸煮实际用碱量的计算用碱量以NA2O计161800288根据硫化度和用碱量的定义硫化度NA2S/NA2SNAOH24NA2SNAOH288用碱量NA2S硫化度用碱量288246912以NA2O计869574以NA2S计NAOH1硫化度用碱量2887621888以NA2O计2824258以NAOH计用碱总量NA2SNAOH3693832313蒸煮液中无机物含量的计算根据苛化度的定义苛化度NAOH/NAOHNA2CO3NA2CO3NAOH416914以NA2O计苛化度苛化度1NAOH841712789以NA2CO3计根据芒硝还原率的定义还原率NA2S/NA2SNA2SO4NA2SO4NA2S691268360以NA2O计还原率还原率191156567以NA2SO4计蒸煮液中无机物总重量NA2CO3NA2SO4NA2SNAOH71278915656786957428242584563188314全部蒸煮液中水分的计算全部蒸煮液中水分绝干木片量47200315蒸煮碱损失量的计算碱损失量用碱量蒸煮碱损失率2881303744以NA2O计NA2S损失量碱损失量78/6247102以NA2S计316蒸煮过程平衡计算木片水无机物已知绝干木片量1800水7200有机物无机物量4563188浆料碱损失47102喷放冷凝液量1100假定蒸煮不直接加热则浆液量绝干木片水无机物碱损失1800720045631884710294516086绝干纤维量绝干木片量粗浆得率180050900有机物绝干木片量绝干纤维量1800900900蒸煮锅无机物蒸煮液中无机物总量蒸煮碱损失456318847102451608632洗涤工段物料衡算已知条件提取黑液浓度14固形物含量洗涤后浆浓度13洗涤后碱损失率025对用碱量洗涤纤维损失率03321洗涤段碱损失的计算实际生产中在洗涤段提取黑液的过程中,不但有有效碱的损失,而且有NACO3和NA2SO4的损失,此计算中,NACO3和NA2SO4损失忽略不记。洗涤碱损失量用碱量损失率288025072以NA2O计NA2S损失量洗涤碱损失量78/6207278/6209058以NA2S计322提取黑液量的计算转入黑液中的纤维绝干纤维量纤维损失率9000327黑液中固形物的量有机物无机物洗涤纤维损失碱损失9004516086270905813534028提取黑液量黑液固形物黑液浓度135340281496671629黑液中水量黑液量固形物量83137601黑液中有机物、无机物看成溶于水中的,所以每吨风干浆约提取83M黑液。323洗涤段出浆量的计算洗涤后绝干纤维量900洗涤段纤维损失900278973由于洗涤损失的碱进入浆液中,所以洗后浆料量碱损失浆料浓度绝干纤维量8973/130905869032135324洗涤段的平衡计算浆液已知进入洗涤段浆液量94516086提取黑液量96671629热水黑液洗后浆料量69032135洗后浆加入洗涤段的热水量洗后浆量提取黑液量进入浆液量69032135966716299451608671187678所以洗涤段用水量约为71M33蒸发工段的物料衡算已知浓黑液浓度68蒸发碱损失率082对用碱量331蒸发中碱损失的计算碱损失量用碱量损失率28808223616以NA2O计NA2S损失量洗涤碱损失量78/622361678/6229710以NA2S计332浓黑液固形物含量的计算洗涤段浓黑液固形物含量稀黑液中固形物碱损失在本设计的结晶蒸发中进入蒸发站时黑液的浓度是20固形物含量,而提取的黑液为14,所以用结晶蒸发前一效的浓黑液进行混合增浓。设提取的稀黑液浓度14为V1,用增浓的黑液浓度60为V2,到进入蒸发站的黑液浓度为20为V,由已知,V196671629V1V2由方程V1V2V14V160V220V解得V214500744VV111172373进入蒸发站的黑液浓度20固形物含量黑液量111172373进站黑液中固形物含量1111723732022234475浓黑液固形物含量稀黑液中固形物碱损失135340282971013504318333蒸发后浓黑液中水分的计算蒸发后黑液浓度黑液水分黑液固形物量黑液固形物含量黑液中含水量黑液固形物黑液浓度黑液浓度113504318686354973浓黑液量黑液固行物黑液中水量13504318635497319859291本设计采用结晶蒸发,有无机盐小颗粒作为晶核,让黑液在晶核上增浓,加入的无机盐小颗粒不随着黑液变化,此处相抵消334蒸发段的平衡计算混合槽稀黑液晶核已知碱损失29710蒸发水分稀黑液量111172373浓黑液量19859291碱损失带晶核浓黑液蒸发的水量稀黑液量浓黑液碱损失111172373198592912971091283372335浓黑液中各成分的计算转入浓黑液中的NAOH21888以NA2O计2188880/622824258KG以NAOH计转入浓黑液中NA2S的量蒸煮液中NA2S蒸煮NA2S损失洗涤NA2S损失蒸发NA2S损失869574471020905829710783704以NA2S计622944以NA2O计转入黑液中NA2CO3416914以NA2O计712789以NA2CO3计转入黑液中NA2SO468360以NA2O计156567以NA2SO4计转入黑液中无机固形物NA2CO3NA2SO4NA2SNAOH71278915656778370428242584477318转入黑液中有机固形物固形物总量无机固形物1350431844773189027作为晶核的无机小颗粒进入黑液固形物中,互相抵消34燃烧工段物料衡算蒸发段341熔融物成分的计算已知苛化碱损失率120对用碱量3411苛化碱损失的计算苛化碱损失量用碱量苛化碱损失率2881203456以NA2O计NA2S损失量345678/6243479以NA2S计3412白液成分的分析由于蒸煮所用的蒸煮液即是苛化后所得到白液,因此,白液成分由前面的蒸煮段计算得到,即NA2S6912以NA2O计869574以NA2S计NAOH21888以NA2O计2824258以NAOH计NA2CO3416914以NA2O计712789以NA2CO3计NA2SO468360以NA2O计156567以NA2SO4计在白液中存在少量的CAOH2,此处忽略不记3413绿液成分的分析由于白液中NAOH全部由绿液中的NACO3转化来的,因此绿液中的NA2CO3白液中的NA2CO3白液中的NAOH416914218882605714以NA2O计4454930以NA2CO3计绿液中的NA2S白液中的NA2S苛化损失NA2S86957443479913053以NA2S计725760KG以NA2O计绿液中的NA2SO4白液中的NA2SO468360以NA2O计156567以NA2SO4计3414熔融物成分的分析绿液中无机物可以认为是熔融物中的无机物,其各成分重量及元素含量如表表32熔融物中各成分以及元素含量组分分子量重量NA2O计NA2O计NASOCNA2S789130537257602135538467374585NA2SO414215656768360201507193528370565NA2CO310644549302605714766419332722017327504332合计5524550339983410025224584098682087892504332342燃烧工段的平衡计算3421燃烧碱损失的计算已知燃烧碱损失29对用碱量补充芒硝纯度90芒硝燃烧碱损失用碱量损失率烟气28829空气8352以NA2O计熔融物NA2S损失量835278/62黑液105074以NA2S计NA飞失10507446/7861966S飞失10507432/78431073422黑液固形物各元素的计算为方便计算,忽略原料中S的含量黑液固形物中NA含量黑液中NAOH黑液中NA2S黑液中NA2CO3黑液中NA2SO446/62218886229444169146836046/622446175黑液中固形物NA比率100固形物总量含量固形物NA2446175135043181001811黑液中固形物S含量黑液中NA2S32/78黑液NA2SO432/142燃烧炉78370432/7815656732/142356802固形物中S比率100固形物总量含量固形物S35680213504318100264黑液固形物含元素成分的确定下表是由NA和S的含量,对黑液中其他元素进行估计表33黑液固形物元素含量NASCHO惰性氧化物合计181126440841334102210024461753568025509762557728460497229709135043183423芒硝补充量的计算补充的NA熔融物中的NA飞失NA黑液中的NA2522458619662446175138249应补充NA2SO4补充NA142/46426769补充NA2SO4中含S42676932/14296173补充NA2SO4中含O42676964/142192347折合90的芒硝量42676990474188进入燃烧炉中S芒硝中S黑液固形物中S96173356802452975出燃烧炉的S熔融物中S飞失S409868431074529753424燃烧炉各元素衡算燃烧炉其他元素的平衡计算碳（C）衡算排烟含C量固形物中C熔融物中C55097625043325005430假设C全部以CO2的形式排出，则烟气中CO250054344/1218353243CO2中含O1835324332/4413347813氢（H）衡算烟气中所有固形物中H固形物中H557728若H均以H2O的形式排入烟气中，则烟气中化合H2O55772818/25019552化合H2O中含O501955216/184461824氧（O）衡算设NA是以NA2O的形式飞失，S是以SO2的形式飞失。飞失的NA2O量飞失NA62/4683519飞失NA2O含O飞失的NA2O16/6221553飞失SO2的量飞失S64/3286214飞失SO2中含O飞失SO2量32/6443107理论耗氧（O）量熔融物质O飞失NA2O含OCO2含O飞失SO2中含O化合H2O中含O固形物中含O芒硝中含O20878922155313347813431074461824460497219234715164870惰性氧化物的处理固形物中惰性氧化物量为29709，由芒硝带入杂质量为47419。设这些物质在燃烧是不起反应，直接进入熔融物，然后在苛化中作为绿泥形式除去。熔融物量NACO3NA2SO4NA2S惰性氧化物芒硝杂质4454930156567913053297094741956016783425烟气的计算已知进入的空气重量组成为水蒸气2氧22氮760空气过剩系数111进入系统的空气量计算进入系统的氧量理论耗氧量1111516487011116833006进入系统空气量进入系统的氧量氧气的分率168330062276513664空气中含氮气量空气量氮气分率765136647658150385空气中水蒸气含量空气量含氧量含氮量1530273水中含O量153027316/181360243水中含H量15302732/18170030烟气组成计算烟气中水化合水黑液中水空气中水50195526354973153027312904798其中O1290479816/1811470932其中H129047982/181433866烟气中SO2飞失的SO2量86214其中O8621432/6443107其中S8621432/6443107烟气中CO218353243其中O1835324332/4415374352其中C1835324312/445765382烟气中NA2O8352其中NA835246/6261966其中O835216/6221554烟气中N258150385烟气中O2进入系统的氧量理论耗氧量1668136烟气总量烟气中水烟气中SO2烟气中CO2烟气中NA2O烟气中N2烟气中O2129047988621418353243835258150385166813691246296表34燃烧炉总物料平衡进料（）出料（）物料名称数量物料名称数量黑液13504318熔融物5524550芒硝474188烟气91246296空气76513664合计90492170合计9677084635苛化工段物料衡算表35苛化工段物料衡算有关定额及数据编号指标名称单位定额备注1用碱量/T浆2882硫化度243生石灰纯度824石灰过量系数115石灰煅烧损失10对产品6石灰石纯度907绿泥量/T浆108苛化度849芒硝还原率9110苛化总碱损失1对用碱量11绿液浓度G/L100以NA2O计12稀白液浓度G/L21以NA2O计13绿泥浓度M3水/T泥2914绿泥碱损失11对苛化碱损失15石灰渣浓度6516白泥碱损失69对苛化碱损失17消化器加水M30518白泥浓度M319白泥搅拌槽中19石灰渣碱损失4对苛化碱损失20稀绿液浓度G/L2721进入真空过滤机白泥浓度24固形物含量22出真空过滤机白泥浓度61固形物含量351无机物平衡计算平衡计算的基准是一吨风干浆，液量单位为M3，碱及其他固形物料的单位为KG。3511白液成分计算绿液补充石灰石白液石灰渣碱损失按燃烧工段物料平衡计算中白液成分计算方法如下NA2S6912以NA2O计869574以NA2S计NAOH21888以NA2O计2824258以NAOH计NA2CO3416914以NA2O计712789以NA2CO3计石灰消化器连续苛化器NA2SO468360以NA2O计156567以NA2SO4计去绿泥量10苛化总碱损失用碱量苛化碱损失率2881288以NA2O计损失NAOH量282425812824321888NA2O计损失NA2S量86957410869606912NA2O计3512熔融物成分计算熔融物NACO3白液NACO3白液NAOH苛化损失NAOH41691421888218882627602以NA2O计4492352（以NA2CO3计）熔融物NA2SO4白液中NA2SO468360以NA2O计156566以NA2SO4计熔融物NA2S白液中NA2S苛化损失NA2S691206912698112以NA2O计878270（以NA2S计）杂质绿泥量103513石灰消耗量计算苛化所产生的NAOH应是白液中的NAOH和苛化损失的NAOH之和,即为2824258282432852501苛化方程式NACO3CAOH2O2NAOHCACO356240100X2852501YX562852501/801996751Y1002852501/803565626实际石灰用量X过量系数纯度199675111822678568假定过量的CAO经苛化后变成CA（OH）2进入白泥，则过量CAOX10199675按反应式CAOH2OCA（OH）2561874CA（OH）2量74/56过量的CAO量263856水18/56过量的CAO量64181石灰带入杂质实际石灰用量（1石灰纯度）2678568（182）482142进入白泥的杂质Y10/90396181白泥产量Y进入白泥杂质CA（OH）2356562639618126385642256633514石灰提渣器排除石灰渣量石灰渣石灰带入杂质进入白泥杂质482142396181859613515补充石灰石计算按反应CACO3CAOCO210056石灰飞失量实际石灰量石灰飞失率267856810267857飞失CAO量飞失量石灰纯度26785782219643理论补充CACO3100/56飞失CAO量392220实际补充石灰石理论补充CACO3石灰石纯度392220904358352苛化液体及碱平衡计算溶解槽平衡熔融物熔融物总碱量NACO3NA2SO4NA2S稀白液2627602683606981123394074溶解槽绿液澄清器按其液体平衡关系绿液量（总碱稀白液碱）/绿液浓度稀白液量稀白液碱/稀白液浓所以稀白液碱总碱稀白液浓度绿液浓度稀白液浓度339407421（10021）902222稀白液量稀白液碱稀白液浓度9022222042963M3绿液量稀白液量42963M3进入绿液澄清器的碱总碱稀白液碱33940749022224296296绿液澄清器平衡绿泥含液量绿泥量绿泥浓度029M3绿液来绿泥带碱量绿泥带液量绿泥碱浓度绿泥（100011）029319石灰消化提渣机进入消化提渣机绿液4296302940063KG进入消化提渣机碱量42962963193977296KG36燃烧工段热量平衡计算以生产一吨风干粗浆的黑液为基础，热量单位KJ,基准温度0。361收入热量的计算固形物发热量Q1Q1固形物质量固形物发热量（取桉木）1350431816145绿液澄清器器器218027214110KJ黑液中芒硝混合物带入显热Q2Q2混合物质量混合物比热容入炉温度黑液量为19859291，芒硝量为320642，黑液芒硝混合物的比热容取2721KJ/黑液芒硝入炉温度为135。Q2（19859291320642）27211357412795689KJ入炉空气显热Q3Q3空气总重空气比热入炉温度干空气重为74983391，水蒸汽重1530273，干空气的比热容1005KJ/，水蒸汽比热容取1926KJ/，入炉温度150。Q3（74983391100515302731926）15011745842063KJ进入燃烧炉总热量Q进Q进Q1Q2Q3218027214110741279568911745842063237185851862KJ362消耗热量计算黑液中水分蒸发所消耗的热量Q1Q1黑液中水量（水的汽化热水蒸汽比热容烟气温度）黑液中水量为6354973，水的汽化潜热为24911KJ/,烟气温度为170。过热水蒸汽比热容取1926KJ/。Q16354973（249111926170J空气中水分子带走热量Q2Q2空气中的水量（水汽化热水蒸汽比热容烟气温度）1530273（249111926170）4313105056KJ烟气中化合水带走的热量Q3Q3化合水质量（水汽化热水蒸汽比热容烟气温度）5019552（249111926170J干烟气带走的显热Q4Q4干烟气质量干烟气比热容烟气温度干烟气质量烟气总量烟气中水重912462961290478978341507烟气比热容取1005KJ/115Q478341507100511517015392343442KJ熔融物显热Q5Q5熔融物量熔融物比热熔融物温度熔融物量为5524550，熔融物比热容取1130为KJ/。熔融物温度为860。Q555245501130860536875769KJ无机物熔化热Q6Q6NACO3重NACO3熔化热NA2SO4重NA2SO4熔化热NA2S重NA2S熔化熔融物NACO3重为4454930，其熔化热为27633KJ/，NA2S重913053，其熔化热为6196KJ/，NA2SO4重为156567，其熔化热为25749KJ/。Q64454930276339130536196156567257491327918008KJ芒硝还原热Q7Q7纯芒硝的量芒硝还原率NA2SO4还原热补充纯芒硝量为426769，取NA2SO4还原热为6975KJ/，取芒硝还原率为91。Q74267699169752708809535KJ辐射热损失Q8取辐射热损失为进入热量的1，则Q812371858518622371858519KJ不可估计的热损失Q9Q92Q进22371858518624743717038KJ消耗的总热量Q耗Q耗Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q968285835491KJ363供生产蒸汽量QQ进Q耗23718585186268285835491168900016371KJ若产生蒸汽压力为5886106N/M260/CM2绝对压力，过热温度为45，蒸汽热焓为3305KJ/，水热焓为105KJ/，如果给水温度为25时，则产生的蒸汽量为D/T浆52781255/T浆10537689364自身回用热量预热干空气所消耗的热量Q1Q1干空气质量干空气比热容（入炉温度环境空气温度）干空气重为74983391，入炉温度为150，环境空气温度为15Q1749833911005（15015）1371412KJ预热空气中水所消耗的热量Q2Q2空气中水量水蒸汽比热容（入炉温度环境空气温度）空气中水含量为1530273水蒸汽比热容取1926KJ/Q215302731926（15015）34617KJ预热黑液，芒硝混合物所消耗的热量Q3Q3黑液芒硝混合物质量混合物比热容（入炉温度环境空气温度）黑液量为19859291，芒硝量为474188，混合物比热容取2721KJ/，入炉温度为135，原始温度为25。Q3（19859291474188）2721（13525）6086013600KJ自身回用总热量QQQ1Q2Q31371412346176086013600201463036KJ排出车间蒸汽带走热QQ168900016371201463036148753712771KJ365热功效率热功效率100黑液发热量自身回用热产生蒸汽热100102874536823表37热量平衡表收入热量（KJ/T风干浆）支出热量（KJ/T风干浆）项目数量项目数量黑液发218027214110黑液水量消耗量黑液芒硝显热7412795689空气水分带走热4313105056空气显热11745842063化合水消耗烟气显融物显热536875769无机物融化热1327918008芒硝还原热2708809535辐射热2371858519不可估计热损失4743717038预热空气中水耗热34617加热黑液芒硝耗热6086013600排出蒸汽带出热148753712771预热干空气耗热1371412合计237185851862合计2371858519第四章设备选型41设备选择的原则能够满足工艺上的要求，其次尽量选择先进的设备，而且要维修管理方便，以保证稳妥可靠的生产。另一方面，还要兼顾经济性，使投资降到最底。结构上要紧凑占地越小越好。42重点车间设备选择以及计算421黑液喷射炉的选择用途燃烧黑液依据浆产量590T/D阔叶木硫酸盐浆固型物产量13504318590796754762T/D3319811508KG/H取331981151KG/H选型WGZ28/3821,燃烧方式层燃；循环方式自然循环。设计能力590吨/日处理固形物850T/D出口蒸汽压力68MPA出口蒸汽温度480蒸汽产量438T/H给风温度150排烟温度150给水温度120炉膛长8500MM宽7000MM高40000MM熔炉区复合钢管水冷凝平均高度20M燃烧室水冷壁加热面积6200M2省煤器受热面3600M2422送风机的选择用途提供炉内燃烧所需空气依据根据燃烧每吨固形物需要的空气量，计算风量和风压，选择相应的风机。送风量V11MBPVB273TB/273101325/BVB（267C8HSO）/02281293式中11风量备用系数；M炉膛过剩空气系数；BP每小时进入炉中的黑液固形物量，KG/H；VB每千克固形物所需要的理论空气量，标准M3/KG；C，H，S，O黑液固行物各元素的百分比，各元素的系数边是燃烧每KG该元素所需要的氧气量，KG；0228空气中氧气的质量分数；1293空气的密度，KG/M3；B当地的大气压，PA；此处采用101325PA；TB进入送风机的冷空气温度，；此处取30VB（267408841326