设计年产12万吨杨木硫酸盐法浆碱回收分厂重点燃烧工段毕业论文

1、. . . . 设计年产12万吨木硫酸盐法浆碱回收分厂(重点燃烧工段)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96.5%，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

2、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。63 / 68AbstractThe modern paper making business improve the new technical of the chemistry recovery reduce the environmental pollution through raising the chemicals recovery rate and hot efficien

3、cies. This design，s characters is mature、stability, the equipments are rumrunners and operability and the stabilities are strong, the confirmation has been prove by the business enterprise.The black liquid withdraw the rate to attain with the drum type displacement from the black liquid that steam t

4、o boil out98%,In burning section the pure degree measures to 32 for 90% long grass nitric, the chemistry recovery rate is up to 96.5%, the self-sufficient rate is 100%, the burnable hot efficiency 68%. In evaporation section, the black liquid from wash away dirt 17% of the work segment rises to 72%,

5、 direct enter stove combustion, need not to evaporate again, environmental protection and economize on energy. Static electricity in addition to the dust rate for 98%, keep smoke from annoys to pollute two times.Through the new technical application of the chemistry recovery, it has raised the recov

6、ery rate of the chemicals obviously, reduce the environmental pollution, and attain the good environment performance, social performance and economic performance.Keywords：The chemistryrecovery; High and thick technique of black liquid; The saving coal machine of big areas .目 录第一章 总论11.1 设计依据11.2 设计围

7、11.3 厂址选择说明1第二章生产方法与生产流程论述32.1生产方法论述32.1.1 蒸发工段32.1.2 燃烧工段32.1.3 苛化工段42.1.4 白泥回收工段42.2 生产流程论述52.2.1 蒸发工段52.2.2 燃烧工段62.2.3苛化工段82.2.4白泥回收工段8第三章物料平衡与热量衡算93.1 蒸煮工段物料衡算93.1.1 蒸煮用绝干木片量的计算103.1.2 蒸煮实际用碱量的计算103.1.3 蒸煮液中无机物含量的计算113.1.4 全部蒸煮液中水分的计算113.1.5 蒸煮碱损失量的计算113.1.6 蒸煮过程平衡计算123.2 洗涤工段物料衡算123.2.1 洗涤段碱损失的

8、计算133.2.2 提取黑液量的计算133.2.3 洗涤段出浆量的计算133.2.4 洗涤段的平衡计算143.3 蒸发工段的物料衡算143.3.1 蒸发中碱损失的计算143.3.2 蒸发后黑液中水分的计算153.3.3 蒸发后浓黑液量的计算153.3.4 蒸发段的平衡计算163.3.5 浓黑液中各成分的计算163.4 燃烧工段物料衡算173.4.1 熔融物成分的计算173.4.2 燃烧工段的平衡计算183.5 苛化工段物料衡算233.5.1 无机物平衡计算243.5.2 苛化液体与碱平衡计算263.6 燃烧工段热量平衡计算333.6.1 收入热量的计算333.6.2 消耗热量计算333.6.3

9、 供生产蒸汽量353.6.4 自身回用热量363.6.5 热功效率37第四章设备选型394.1 设备选择的原则394.2 重点车间设备选择以与计算39第五章车间布置说明395.1 重点车间设备布置475.1.1重点车间布置说明47.1.2主要设备的安排与主要说明475.2重点车间采暖通风情况485.2.1 车间通风情况485.2.2采光照明49第六章自动化控制系统506.1 送风系统的控制506.2 锅炉汽包水位的控制506.3吹灰系统的控制516.4 现代的碱回收锅炉控制系统51第七章环境保护与节能措施527.1 环境保护527.2 节能措施52第八章劳动组织与工作制度54第九章生产成本核算

10、569.1 供水系统569.1.1 生产用水量的确定569.1.2 生活用水量的确定569.1.3 消防用水量的确定569.1.4 总用水量的消耗579.2 供电系统579.3 供汽系统589.4 其他原料消耗589.4.1 重油消耗：589.4.2 芒硝消耗599.4.3 石灰石消耗599.5 碱回收量59参考文献60致61第一章 总论1.1 设计依据本设计是根据工业大学毕业任务通知书设计年产12万吨木硫酸盐法浆碱回收分厂（重点燃烧工段），进行设计的。设计中相关的参数以与设备的选定是参考日照森博浆纸XX公司碱回收车间的工艺技术方案而拟定的，该厂的碱回收设备全部是国外引进的，代表了世界先进的碱

11、回收技术水平和发展方向，该套设备自投产至今，运行平稳，与其他企业碱回收分厂相比，热效率明显提高，而且污染较小，经济环保，值得国企业的学习和参考1。1.2 设计围 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，并且重点设计燃烧工段。对重点车间的设备布置，以与对人员编制，环境保护，各工段的自动化控制进行说明和成本核算。1.3 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，与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诸方面因素，将厂址选在市。1.3.1 地理位置处于广大中原地区的中心，树林广袤，林木资源丰富，同时也拥有非常便

12、利的交通条件，故设在此地。1.3.2 气象条件地处中原，气候适宜，适合多种木材生存，也有大量麦草资源，所以造纸原料非常丰富。1.3.3 原料供应方面由于地处中原，所以木材种类丰富，非木材资源也十分丰富。1.3.4 水源方面湖和河流较多，水源丰富。所以能为造纸提供足够的造纸。1.3.5 动力、燃料来源后很多煤矿和电厂，动力来源丰富，满足大型工厂的动力方面的使用。第二章 生产方法与生产流程论述2.1生产方法论述备料车间：采用木为原料，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，采用鼓式置换洗浆机（简称DD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

13、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。2.1.1 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%。 2.1.2 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

14、臭气体，也可以降到很低的浓度，能有效地减轻环境污染。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

15、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60：30：10。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。2.1.3 苛化工段采用先进的连续苛

16、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。2.1.4 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。2.2 生产流程论述2.2.1 蒸发工段2.2.1.1 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

17、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30%35%。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

18、为72%，称为“超浓黑液”。超浓黑液要用一个压力槽进行贮存，用低压蒸汽维持槽的压力以保持黑液有合适温度，便于输送。2.2.1.2 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。2.2.1.3 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#

19、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。2.2.1.4 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3。2.2.1.5 皂化物稀黑液槽（

20、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。2.2.2 燃烧工段2.2.2.1 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与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，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

21、，用消音泵对槽液体进行循环，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。2.2.2.2 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，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。2.2.2.3 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。三次风温度为80，主要是补

22、充炉的氧气。一.二.三次风的比例为60：30：104。2.2.2.4 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。2.2.2.5 供水系统为防止炉加热面结垢和氧化腐蚀以与酸性腐蚀，在锅炉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

23、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，供厂使用。2.2.2.6 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，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，

24、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。2.2.3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

25、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。2.2.4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，二次风则利用炉所形成的抽力经冷却器进入炉。燃油则从工作油槽送到加热器，加热后，送到炉燃烧器进行燃烧。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

26、尘，最后通过引风机机排入烟囱。第三章 物料平衡与热量衡算3.1 蒸煮工段物料衡算以木为主要造纸原料，硫酸盐法制浆，以1T风干浆为单位基准。表3-1燃烧炉物料平衡计算有关定额与工艺技术数据编号 指标名称单位定额备注1蒸发用碱量（Na2O计）Kg/T浆4402液比1：43硫化度%244浆的干度%915喷放冷凝液量Kg/T浆11006粗浆得率%477芒硝还原率%918苛化度%849蒸煮碱损失率%1.30对用碱量10洗涤提取黑液浓度%1.4固形物含量11洗涤后浆料浓度%1312洗涤碱损失%0.25对用碱量13蒸发后黑液浓度%6814蒸发去除皂化物Kg/T浆4515蒸发碱损失%0.82对用碱量16苛化碱

27、损失%1.20对用碱量17燃烧碱损失%2.9对用碱量18补充芒硝浓度%9019空气湿含量%2重量百分数20每公斤干空气含氧%22.0重量百分数21每公斤干空气含氮%76.0重量百分数22空气过剩系数1.11已知：用碱量（以Na2O计）=440 液比=1:4硫化度=24% 粗浆得率=47%芒硝还原率=91% 苛化度=84%蒸煮碱损失率=1.30%(对用碱量) 喷放冷凝液量=1100 3.1.1 蒸煮用绝干木片量的计算绝干木片量 = 3.1.2 蒸煮实际用碱量的计算用碱量(以 Na2O计) = 22 % × 1936.17 = 440 根据硫化度和用碱量的定义 硫化度 = Na2S /

28、Na2SNaOH = 24%Na2SNaOH = 440 (用碱量)Na2S = 硫化度×用碱量= 440 ×24 % = 105.6 (以 Na2O计) = 132.8516 (以 Na2S计)NaOH =(1硫化度)×用碱量 = 440×76% = 334.4 (以 Na2O计)= 431.4944 (以NaOH计)用碱总量 = Na2SNaOH = 564.3463.1.3 蒸煮液中无机物含量的计算根据苛化度的定义: 苛化度 = NaOH / NaOHNaCO3NaCO3 =×NaOH = 63.6571(以Na2O计)= 108.833

29、1(以NaCO3计)根据芒硝还原率的定义: 还原率 = Na2S / Na2SNa2SO4Na2SO4 = ×Na2S =×105.6 = 10.4440 (以Na2O计) = 23.9200 (以Na2SO4计)蒸煮液中无机物总重量 = NaCO3Na2SO4 Na2S NaOH = 108.833123.9200132.8516431.4944 = 697.0991 3.1.4 全部蒸煮液中水分的计算全部蒸煮液中水分 = 绝干木片量 ×4= 7744.68 3.1.5 蒸煮碱损失量的计算碱损失量 = 用碱量×蒸煮碱损失率= 440 ×1.3

30、0% = 5.72 (以Na2O计)Na2S损失量 = 碱损失量 × 78/62 = 7.1961 (以 Na2S计) 3.1.6 蒸煮过程平衡计算木片 水 无机物 已知 : 绝干木片量 = 1936.17 蒸煮锅 水 = 7744.68 松节油 有机物 无机物量 = 395.6334 浆液 喷放冷凝液 小放汽 碱损失 = 7.1961 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)(松节油喷放冷凝液碱损失小放汽)= (1936.177744.68395.6334)(11007.1961)= 8967.2873 绝干纤维量 = 绝干木片量 

31、15;粗浆得率 = 1936.17×47% = 900 有机物 = 绝干木片量绝干纤维量松节油= 1936.17 900 = 1034.17 无机物 = 蒸煮液中有机物总量 蒸煮碱损失= 697.0991 7.1961= 689.903 水分量 = 蒸煮液中全部水量 小放汽液量 喷放冷凝液量=7744.68 1100 = 6644.68 3.2 洗涤工段物料衡算已知条件: 提取黑液浓度 = 1.4 % (固形物含量) 洗涤后浆浓度 = 13 %洗涤后碱损失率= 0.25 % (对用碱量) 洗涤纤维损失率 = 0.3 %3.2.1 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,

32、不但有有效碱的损失,而且有NaCO3和Na2SO4的损失,此时计算中, NaCO3和Na2SO4损失忽略不记。洗涤碱损失量 = 用碱量 × 损失率= 440 ×0.25 % = 1.1 (以Na2O计)Na2S 损失量 = 洗涤碱损失量 × 78/62= 1.1 × 78/62 = 1.3838 (以 Na2S计)3.2.2 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 = 900 × 0.3 % = 2.7 黑液中固形物的量=有机物无机物洗涤纤维损失碱损失 = 1034.17 689.903 2.7 1.3838

33、 = 1725.3892 提取黑液量= 黑液固形物 ÷黑液浓度= 1725.3892 ÷ 1.4 % = 12324.2086 黑液中水量 = 黑液量 固形物量 = 10598.8194 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10.5 黑液。3.2.3 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 = 900 2.7 = 897.3 由于洗涤损失的碱进入浆液中,所以: 洗后浆料量 = 碱损失 = 897.3 / 13% 7.1961= 6909.5038 3.2.4 洗涤段的平衡计算浆液 已知 : 进入洗涤段浆液量 =8967.2873

34、洗涤段 提取黑液量 = 12324.2086 水 黑液 洗后浆料量 = 6909.5038 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= 6909.503812324.20868967.2873= 10266.4251 所以洗涤段用水量约为 8.2 3.3 蒸发工段的物料衡算 已知 : 浓黑液浓度 = 68 % 去除皂化物的量 = 45 (/T浆) 蒸发碱损失率= 0.82 % (对用碱量)3.3.1 蒸发中碱损失的计算碱损失量=用碱量×损失率= 440×0.82% = 3.608 (以Na2O计)Na2S 损失量 = 洗涤碱损失量 × 78/62

35、 = 3.608 ×78/62 = 4.5391 (以 Na2S计)3.3.2 蒸发后黑液中水分的计算浓黑液固形物含量 = 稀黑液中固形物 皂化物 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 1.4%, 所以用结晶蒸发前一效的浓黑液进行混合增浓。设提取稀黑液浓 1.4%为 V1, 用增浓的黑液60% 为V2,到进入蒸发站的黑液浓为20 %为V, 由已知,V1 = 8967.2873 V1 V2 由方程:混合槽 V1 V2 = V 1.4% V1 60%V2 = 20%V 解得 V2 = 650.6326 V V = 9325.7338

36、 进入蒸发站的黑液浓度 = 20% (固形物含量) 黑液量 = 12324.2086 进站黑液中固形物含量 = 12324.2086 × 20% = 2464.8417 浓黑液固形物含量 = 洗黑液中固形物 皂化物碱损失 = 1725.3892 45 4.5391 = 1808.7881 3.3.3 蒸发后浓黑液量的计算蒸发后黑液浓度 = 黑液中含水量 = ×黑液固形物= ×1675.8501= 788.6353 浓黑液量 = 黑液固行物 黑液中水量= 1675.8501 788.6353 = 2464.4854 本设计采用结晶蒸发,有无机盐小颗粒作为晶核,让黑液

37、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.3.3.4 蒸发段的平衡计算 稀黑液 晶核 已知: 皂化物 = 45 碱损失 = 4.5391 蒸发段蒸发水分 皂化物 稀黑液量 = 12324.2086 浓黑液量 = 2464.4854 碱损失 带晶核浓黑液 蒸发的水量= 稀黑液量皂化物浓黑液碱回收 = 12324.2086452464.48544.5391= 9810.1841 3.3.5 浓黑液中各成分的计算转入浓黑液中的 NaOH = 334.4 (以Na2O计)= 334.4 × 80/62 = 431.4944 (以NaOH计)转入浓黑液中Na2S的量= 蒸煮液

38、中Na2S蒸煮Na2S损失洗涤Na2S损失蒸发Na2S损失= 132.8516 7.1961 1.3838 4.5391= 119.7326 (以 Na2S计)=95.1721 (以Na2O计)转入黑液中NaCO3 = 63.6571(以Na2O计)= 108.8331(以NaCO3计)转入黑液中Na2SO4 = 1.4440(以Na2O计)=23.9200 (以Na2SO4计)转入黑液中无机固形物 = NaCO3Na2SO4 Na2S NaOH= 108.833123.9200119.7326431.4944= 683.9801 转入黑液中有机固形物 = 固形物总量无机固形物= 1675.8

39、501 683.9801= 991.87 作为晶核的无机小颗粒进入黑液固形物中,互相抵消.3.4 燃烧工段物料衡算3.4.1 熔融物成分的计算已知 : 苛化碱损失率 = 1.20 % (对用碱量)3.4.1.1 苛化碱损失的计算苛化碱损失量 = 用碱量 ×苛化碱损失率= 440 ×1.20 % = 5.28 (以Na2O计) Na2S损失量 = 5.28 × 78/62 = 6.6426 (以 Na2S计)3.4.1.2 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 : Na2S = 105.6 (以 Na2O计

40、) = 132.8516 (以 Na2S计)NaOH = 334.4 (以 Na2O计) = 431.4944 (以NaOH计)NaCO3 = 63.6571(以Na2O计) = 108.8331(以NaCO3计)Na2SO4 = 10.4440(以Na2O计) = 23.9200 (以Na2SO4计)在白液中存在少量的 Ca(OH)2 ,此处忽略不记.3.4.1.3 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NaCO3 = 白液中的NaCO3 白液中的NaOH= 63.6571 334.4 = 398.0571 (以Na2O计) = 680.5492 (

41、以NaCO3计) 绿液中的Na2S = 白液中的Na2S苛化损失Na2S= 132.8571 6.6426 = 139.4942 (以Na2S计)绿液中的Na2SO4 = 白液中的Na2SO4= 10.4440 (以Na2O计) = 23.9200 (以Na2SO4计) 3.4.1.4 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,其各成分重量与元素含量如表:表3-2熔融物中各成分以与元素含量组分分子量 重量Na2O计Na2O计%NaSOCNa2S78139.4942110.8821.1682.265857.2284Na2SO414223.920015.04652.877.74875

42、.390410.7809NaCO3106680.5492398.057175.97295.3327308.173277.0433合计843.9634523.9836100385.347262.6188318.954177.04333.4.2 燃烧工段的平衡计算3.4.2.1 燃烧碱损失的计算已知: 燃烧碱损失 = 2.9 % (对用碱量) 补充芒硝纯度=90 %燃烧炉 芒硝 燃烧碱损失 = 用碱量×损失率 烟气 = 440×2.9% 空气 = 12.76 (以Na2O计) 熔融物 Na2S损失量 = 12.76× 78/62 黑液 = 16.0529(以Na2S计

43、) Na飞失=16.0529×46/78=6.5858 S飞失 = 4.5290×32/78 =1.8580 3.4.2.2 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 黑液中固形物中Na含量 = (黑液中NaOH黑液中Na2S黑液中NaCO3黑液中Na2SO4) ×46/62= (333)4.4105.663.657110.4440 ) ×46/62= 381.4298 黑液中固形物Na比率 = × 100 % = 381.4298 ÷1675.8501 × 100 % = 22.76 %黑液中固形物S含量=黑

44、液中Na2S×32/78黑液Na2SO4×32/142 =119.7326×32/78 23.9200 ×32/142 =54.5115 固形物中S比率 = ×100 % = 54.5115 ÷ 1675.8501 ×100 % = 3.25 % 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3-3黑液固形物元素含量Na S C H O惰性氧化 物合计17.32313.24843.06 40.855.3312 737.98564.2 34.4 0.2275.9691 622.2231 4

45、.03071001808.78813.4.2.3 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Na = 385.3472 9.4671 381.4298 =13.3845 应补充Na2SO4 =补充Na× 142/46 =41.3174 补充Na2SO4中含S = 41.3174 × 32/142 = 9.3110 补充Na2SO4中含O = 41.3174 ×64/142 = 18.6219 折合90%的芒硝量 = 41.3174 ÷90% = 45.9082 进入燃烧炉中S = 芒硝中S 黑液固形物中S = 9.3110 54.

46、5115 = 63.8225 出燃烧炉的S = 熔融物中S 飞失S = 62.6188 6.5858 = 69.2046 3.4.2.4 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C = 653.5815 77.0433 = 576.5382 假设C全部以CO2 的形式排出，则：烟气中CO2 = 576.5382 ×44/12 = 2113.9734 CO2 中含O = 2113.9734 × 32/44 = 1537.4352 氢（H）衡算 烟气中所有固形物中H = 固形物中H = 72.0616 若H 均以H2O的形式排

47、入烟气中，则：烟气中化合H2O = 72.0616 × 18/2 = 648.5544 化合H2O中含O= 648.5544 × 16/18 =576.4928 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Na×62/46 = 12.7600 飞失Na2O 含O =飞失的Na2O ×16/62 = 3.2929 飞失SO2 的量 = 飞失 S × 64/32 = 13.1716 飞失SO2中含O = 飞失SO2量× 32/64 = 6.5858 理论耗氧（O）量 = 熔融物质O 飞失N

48、a2O含OCO2含OSO2中含O化合H2O中含O固形物中含O 芒硝中含O = 318.9541 3.2929 + 1537.4352 + 576.4928 + 6.5858 561.4098 18.6219 = 1881.351 惰性氧化物的处理固形物中惰性氧化物量为4.6920 ，由芒硝带入杂质量为4.5908 ，共有9.2832 。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 = 853.2466 3.4.2.5 烟气的计算 已知：进入的空气重量组成为：水蒸气 = 2% 氧 = 22% 氮 = 76.

49、0% 空气过剩系数 = 1.11 进入系统的空气量计算进入系统的氧量 = 理论耗氧量 × 1.11 = 1881.351 × 1.11 = 2088.2996 进入系统空气量 = 进入系统的氧量 ÷ 氧气的分率 = 2088.2996 ÷22 % = 9492.2709 空气中含氮气量 = 空气量 × 氮气分率 = 9492.2709 × 76 % = 7214.1259 空气中水蒸气含量=空气量含氧量含氮量= 189.8454 水中含O量 = 189.8454 × 16/18 = 168.7515 水中含H量 = 198.

50、8454 × 2/18 = 21.0939 烟气组成计算烟气中水 = 化合水 黑液中水 空气中水 = 648.5544 788.6353 189.8454 = 1672.0351 其中 O = 1672.0351 ×16/18 = 1446.2534 其中 H = 1672.0351 × 2/18 = 180.7817 烟气中SO2 = 飞失的SO2量 = 13.1716 其中 O = 13.1716 × 32/64 = 6.5858 其中 S = 13.1716 × 32/64 = 6.5858 烟气中CO2 = 2113.9734 其中 O = 2113.9734 ×32/44 = 1537.4352 其中 C = 2113.9734 ×12/44 = 576.5382 烟气中Na2O = 12.76 其中Na= 12.76 &