книги из ГПНТБ / Болдырев Ю.Н. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств учеб. пособие для целлюлоз.-бумаж. техникумов

2.

Концентрацию используемого -щелока определяем по фор­

муле:

X n = fC0 = 0,6- 21 = 12,6%, или 0,126 кг/кг.

3.

Расход воды с массой составит:

100 — 40

60

, с

,

Q = — з о — = = ч о _ = 1 > 5

к г \ к г -

4.

Постоянная промывки (3 равна:

Р = = т г = 0 > 6 -

. 5.

Потери при промывке рассчитаем по формуле

Л..-

0.126

. . . р .

•

Igfl + ( 7 - 1 ) Л] _ l g [1 +

(3,63-1) 10,5]

о

lg 7

lg 3,63

' •

Принимаем / г = 3 .

3. Материальный баланс процесса экстракции

соответствует

общему для массообменных процессов

уравнению

G=(yi

— y 2 ) = L ( x i — хг),

(14-42)

здесь

G — количество реагента,

кг/сек;

УІ

L

— количество

исходного

растворителя,

кг/сек;

и уг — содержание

распределяемого

компонента

в

экс­

тракте и в экстрагенте, кг/кг

экстрагента;

хі

и хг — содержание

распределяемого

компонента в

исход­

ном растворе и в рафинате,

кг/кг исходного

рас­

творителя.

а

здесь

ц.с — вязкость сплошной фазы, спз;

дин/см;

о — граничное натяжение между фазами,

Ар — разность плотностей сплошной и

дисперсной

фаз;

g — ускорение силы тяжести,

м/сек2;

п — число оборотов ротора,

об/сек;

h — высота секции, м;

1

(t)'" №Г - 0,89 4

№У(Ь)

tcVl)

'

(14-50)

здесь

р с и р д — плотность

сплошной

и дисперсной фаз,

кг/м3;

f — удельная

поверхность насадки,

м2/м3.

Производительность экстрактора

принимают

на 20—40% ниже

муле

Я = лА,

(14-51)

здесь

п — число единиц переноса;

h — высота единицы переноса,

п=Л=Ж.>

( 1 4 _ 5 2 )

здесь

Аср — среднелогарифмическая

движущая сила. Она

нахо­

дится по уравнению

Д,

Д[ — д 2

2,3 i g A . '

(14-53)

С Р

где Ai и А2 — значения

движущей

силы на входе и выходе

из ап­

парата.

h=-f§r>

( 1 4 _ 5 4 )

здесь

К — коэффициент

массопередачи;

5 — площадь поперечного сечения аппарата, м2\

f — удельная поверхность соприкосновения фаз в

единице

объема аппарата, м2/м3.

Величину К определяют по выражению

Т = Т Г + і Ь

< 1 4 " 5 5 >

h= U 5 r f - i P , f h ,

(14-56)

( 1 4 " 5 7 )

где D — диаметр экстрактора.

Производительность

экстрактора [54] отстойного

центрифуги­

рования находят по уравнениям:

Q

= j № _ W |

( м . 5 8 )

Q = 4 j f ^

(14-59)

Q,=Zmq,=

,

(14-60)

3,35 4- 0,335Е — ыЩЕ0

sin а

здесь

Zm — число межтарелочных пространств;

С — поправочный

коэффициент

(С =

= 0,5^0,9);

Si=it(R22—

R2)Zmtga

— вертикальная

проекция поверхно­

стей тарелок

экстрактора;

8. Принимаем

величину а = 10.

Тогда средний размер

капель

в трубчатом смесителе находим по формуле

dcp=^-

(1 - 1 ' " ) +^{а

+ 1-°+\)

=

=

- 2 )

7 - 1 0 ) + - ^ ^ - ( 1 0 + 2 J - I o +

l ) = 0 , 0 6

см.

равна:

\/2f°

7 ^ Г = 1

5 0 ]Х2

' ° ' 0 0 5 3

"ТГ~ ~ 9 с м 1 с е к -

10.

Число Рейнольдса при обтекании капель

Vdc/cP

9 . о 0 6

Кв., =

=

— =

54.

11.

"ср

vc

0,01

Число Прандтля

12. Число

Нуссельта

N u ' = 2 + 0

, 5 2 2 R e ° 4 p ( P r ' ) , / 3 = 2 + 0 , 5 2 2 • 540 , 5 - ( l O 3 ) " 3 « 42,0.

Ql^cp

£

+

fl

£f2— (t — 1)

1 —

6/'P

"

£

+ 1

Ш

Ei — ( i z —1)

—

4000-0.06 (5 +

20)

5 .

4 2 - ( 4 - 1 )

" " 3,66

. 9,25 . 7.

10~3

(5 +

1)

5 - 4 - ( 4 2 - 1 )

~

1

У й и

^

Qprfcp_

£

+ g

| n

Ei

6/p

£

+

1

£ — ( г —1)

4000-0,06 (5 +

20)

5 - 4

| f

t

~ 3 , 6

• 6 • 9,25

• 7 • 10-3 (5 +-1)

l

n

5—(4— 1) ~

1

D

W

C M -

На 1 г сухой целлюлозы из котла

в выдувной резервуар

посту­

пает щелочи 6,8 м3 при концентрации

Со = 235 кг/м3, воды

на про­

Коэффициенты вытеснения

фі=0,75;

ф2 = 0,7;

фз = 0,6;

ф4 = 0,65.

Коэффициенты промывки одинаковы и равны 1.

Задача

2. Используя

данные задачи 1,- найти показатели про­

мывки целлюлозы установки вакуум-фильтров.

Задача 3. Рассчитать

показатели вакуум-промывной

установки,

состоящей

из

четырех

фильтров,

на производительность 300 т

в сутки сухой

целлюлозы,

если

из котла

поступает

/,=2250 т

в сутки щелока

концентрацией Со = 23%. При промывке нужно по­

лучить щелок концентрации ха^18%

при эффективности

промывки

11^97%. Концентрации

массы равны: на входах в ванны фильтров

1,25%, на выходе после сгущения

14%. Коэффициенты вытеснения

Ф=0,6; коэффициенты промывки є =0,95.

Задача 4. Какие будут показатели промывки

для условий за­

дачи 3, если концентрация

массы на выходе с фильтров

понизится

до 13%.

Задача 5. Рассчитать постоянные промывки

каустизационного

шлама в многокамерных промывателях, если в установку

поступает

187,5 т шлама в сутки при его концентрации

на входе до разбавле­

уплотнения — 33,3%-

Концентрация

солей натрия в исходном рас­

творе

(в пересчете на NaOH)

12,8%. Коэффициент

промывки

в = 1.

Получить эффективность промывки г | ^ 9 8 %

и принять условия про­

мывки в аппаратах одинаковыми.

Задача 6. Для условий задачи 5 найти показатели промывки

шлама в многокамерных промывателях.

Тема

15. Сушка

Основные понятия и расчетные

формулы

1.

Влажный

материал состоит из сухого вещества и влаги:

Ga = Gc + G-вл,

(15-1)

где

Go — масса влажного материала, кг;

Gc

— масса сухого вещества, кг;

СВ л

— масса влаги, кг.

массе,

Влажность материала — отношение массы влаги к общей

т. е.

а > = - ^ - ,

05-2)

где w — влажность материала.

Влагосодержание

материала — отношение

количества

влаги

в материале, приходящееся

на единицу массы

сухого

вещества,

а=-%Г'

<15-3>

где « — влагосодержание материала.

Сухость

материала — отношение

массы

сухого

вещества

к об­

щей массе

материала

S = - ^ ,

(15-4)

где 5 — сухость

материала.

Влажность,

влагосодержание и

сухость

могут

быть

выражены

в долях соответствующего вещества

или в процентах. Между

этими

величинами имеются следующие зависимости:

W

(15-5)

1—да

S '

Ш = Т | Т 1 0 0 ° / 0 .

(15-6)

Из уравнений (15-2)

и (15-4) следует, что

ш + 5 = 100%,

(15-7)

здесь w и 5 в процентах.

15*

227

* - 0 . - 0 , - о , - а ^ - о . - й Е = г .

( 1 5 ' 8 )

где Gi — масса влажного материала, поступающего

на сушку, кг;

Go — масса высушенного материала, кг;

wi — влажность материала, поступающего на

сушку, %;

w2 — влажность высушенного материала, %.

приходящейся

Количество испаренной влаги в

килограммах,

на 1 кг воздушносухой бумаги, определяют по формуле:

W= S 2 ~ S l

,

(15-9)

б = Рп+рс.в,

(15-10)

где В — общее барометрическое давление воздуха, н/м2;

ра — парциальное давление водяного пара,

н/м2;

Рс. в — парциальное давление сухого воздуха,

н/м2.

Абсолютной влажностью воздуха называется

масса водяного

плотность водяного пара р п ,

кг/м3.

Относительная

влажность воздуха ф выражается или отноше­

нием абсолютной

влажности

воздуха к максимально возможной

массе водяного пара, необходимой для

полного насыщения 1 м3

влажного воздуха

при тех же условиях,

или отношением действи­

духе к максимально возможному

при заданной

температуре:

< Р = Т - Н Г «

( 1 5 - П )

Рп

Рн

где рд — плотность водяного пара, содержащегося в воздухе,

кг/м3;

р н

— плотность водяного пара

при полном

его насыщении

воз­

духа, кг/м3;

р н

— парциальное давление водяного пара,

насыщающего

воз­

дух при данной температуре, н/м2.

водяного пара, содержащейся в воздухе, к

1 кг сухого воздуха

х=0,622 я р \ .

(15-12)

/•=(1,01 + 1,97*) ^ + 2493А-,

где / — теплосодержание воздуха, кдж/кг сухого

воздуха;

t — температура воздуха, °С.

Рассмотренные параметры воздуха легко можно

определить по

диаграмме/ — х (рис. 15-1).

1

(15-14)

ЛГ2 — Х\

где х\ — влагосодержаниє воздуха перед сушкой,

кг

кг воды

сухого воздуха '

л*2 — влагосодержаниє воздуха после сушки,

кг

кг воды

сухого воздуха '