4.3 Предварительные расчёты и исходные данные для расчёта материального баланса

Исходные данные для расчёта технологической схемы производства целлюлозы для химической переработки сводим в таблицу 4. 1.

Таблица 4. 1  Исходные данные

Наименование показателя	Единицы измерения	Обозначение	Значение
Производительность машины	т/сут	Рсут	12602,4
Масса 1 м2	г	g	800,0
Обрезная ширина полотна на накате	м	в0	4,2
Количество брака при отделке	%	q	1,0
Сухость полотна после пресспата	%	xк	88,0
Сухость полотна после прессов	%	xн	52,0
Количество дней работы в году	сут		345
Количество часов работы в сутки	ч		23,0
Концентрация массы и оборотных вод
Машинный бассейн	%	с49	4,0
Напорный ящик	%	с26	1,2
После регистровой части	%	с21	3,0
После отсасывающих ящиков	%	с16	15,0
После гауч-вала	%	с13	26,0
После отделения мелкого волокна	%	с29	1,2
После 1 ступени сортирования на вихревых очистителях	%	с31	0,76
Перед очисткой на вихревых очистителях	%	с41	0,8
Регистровая вода	%	с23	0,05
Вода от отсасывающих ящиков	%	с20	0,01
Вода с гауч-вала	%	с17	0,04
Вода с прессов	%	с9	0,02
Вода от промывки сетки	%	с22	0,02
Вода от промывки сукон	%	с10	0,001
Усадка в сушильной части	%	у	3,5
Количество мелкого волокна	%	R1	0,3
Количество отходов после 3 ступени вихревой очистки	%	R2	0,3

Предварительные расчёты

Часовая выработка целлюлозы

т/ч = 12602,4 кг/ч. (1)

Рабочая скорость машины

, (2)

где в – рабочая ширина машины, м;

М – масса 1 м² целлюлозного полотна, г;

k₁ – коэффициент, учитывающий машинный брак;

k₂ – коэффициент, учитывающий выход продукции брутто с учётом брака в отделке;

м/мин.

Время выработки одной тонны целлюлозы

, (3)

мин.

4.4 Расчёт материального баланса

Расчёт ведём на 1 тонну воздушно сухой целлюлозы. Начинаем расчёт с последней стадии изготовления продукции.

Составляем уравнения материального баланса по массе и по волокну для каждого объекта технологической схемы.

Используем при расчёте следующие формулы

М = В + в, (4)

где М – масса целлюлозная, кг;

В – вода, кг;

в – волокно абсолютно сухое, кг.

в , (5)

где с – количество сухого вещества, %.

Для определения количества веществ, поступающих на данную стадию производства, используем систему уравнений с двумя неизвестными. Одно уравнение составляется по массе, второе – по сухому веществу.

Если на стадии производства удаляется оборотная вода (рисунок 2), содержащая волокно, то уравнения приобретают вид

М₁, в₁, В₁, с₁

М ₃, в₃ ,В_3, с₃

М₂, в₂, В₂, с₂

Рисунок 2 – Схема расчета стадии производства

(6)

М₁ = М₂ , (7)

М₃ = М_{2 ,} (8)

Если же на стадию производства (рисунок 3) поступает поток массы и оборотная вода, то уравнения приобретают вид

М₁, в₁, В₁, с₁

М₃, в₃, В₃, с₃

М₂, в₂, В₂,с₂

Рисунок 3 – Схема расчета стадии производства

(9)

М₁= М_{2 ,} (10)

М₃ = М_{2 ,} (11)

Листорезка

С листорезки сходит готовая продукция в количестве 1000 кг влажностью 12 %. Количество абсолютно сухого волокна в целлюлозе, отправляемой на упаковку согласно формулы (5)

в₁ кг.

Воды с готовой продукцией из формулы (4)

В₁ = 1000 – 880 = 120,0 кг.

Уравнения материального баланса на данной стадии

(12)

Брак при отделке 0,25 %. Всего брака

М₂ = 0,0025 · 1000 = 2,5 кг.

Абсолютно сухого волокна в браке согласно формулы (5)

в₂ кг.

Количество воды в браке определим из формулы (4)

В₂ = 2,5 -2,2 = 0,3 кг.

Согласно уравнению материального баланса (12) на листорезку поступает

М ₃ = 1000 + 2,5 = 1002,5 кг,

В₃ = 120 + 0,3 = 120,3 кг,

в₃ = 880 + 2,2 = 882,2 кг.

Схематический расчёт баланса воды и волокна на данной стадии производства представлен на рисунке 4.

Накат

Уравнения материального баланса на данной стадии

(13)

Количество брака на накате составляет 1 %. Всего брака:

М₄ = 0,01 · 1002,5 = 10,0 кг.

Количество абсолютно сухого волокна в браке определим по формуле(5)

в₄ кг.

Количество воды в браке определим из формулы (4)

В₄ = 10,0 – 8,8 = 1,2 кг.

Согласно уравнению материального баланса (13) на накат поступает

М ₅ = 1002,5 + 10,0 = 1012,5 кг,

В₅ = 120,3 + 1,2 = 121,5 кг,

в₅ = 882,2 + 8,8 = 891,0 кг.

М₅ = 1012,5 кг

В₅ = 121,5 кг

в₅ = 891,0 кг

с₅ = 88 %

М₃ = 1002,5 кг

В₃ = 120,3 кг

в₃ = 882,2 кг

с₃ = 88 %

Баланс воды и волокна на данной стадии производства представлен на рисунке 5.

3

5

4

М₄ = 10,0 кг

В₄ = 1,2 кг

в₄ = 8,8 кг

с₄ = 88 %

3 – полотно на листорезку; 4 – брак с наката; 5 – полотно с сушильного шкафа

Рисунок 5 – Схема расчёта баланса воды и волокна на накате

Сушильная часть

Полотно с прессов в сушильную часть поступает сухостью 52 %, тогда воды с ним приходит по формуле

, (14)

кг.

Испарится воды

В₆ = В₇ – В₅, (15)

В₆ = 822,5 -121,5 = 701,0 кг.

Общее количество массы, поступающей в сушильную часть

М₇ = М₆ + М₅, (16)

М₇ = 701,0 + 1012,5 = 1713,5 кг.

Схематическое изображение баланса воды и волокна в сушильном шкафу представлено на рисунке 6.

Расход воды на спрыски для промывки сукон прессовой части

Для промывки сукон требуется воды

, (17)

где V – объём воды, необходимый на промывку, м³/т;

V = 150 м³/т;

М₈ = 150 · 4,76 · 4,2 = 2998,8 кг.

Потери волокна с промывными водами, концентрация которых 0,001 % составят в₁₀ = кг.

Масса воды после промывки сукна

М₁₀ = 2998,8 + 0,03 = 2998,83

Схема расчёта количества воды на промывку прессовых сукон на рисунке 7.

Прессовая часть

Для определения количества воды от прессов составляем систему уравнений

(18)

М₉ = (19)

М₉ = = 1714,79 кг.

Количество абсолютно сухого волокна в полотне, поступающем на прессовую часть, находим по формуле

в₁₁ = в₇ + в₉ + в₁₀, (20)

в₁₁ = 891,0 + 0,33 + 0,03 = 891,36 кг.

В прессовую часть поступает полотно массой, определяемой по формуле

М₁₁ = (21)

М₁₁ = кг.

Схема расчёта баланса воды и волокна в прессовой части на рисунке 8.

Гауч-мешалка

В гауч-мешалку поступает:

1) абсолютно сухое волокно с обрывами - 1 % от выработки

в_об = , (22)

в_об = = 10,03 кг;

2) с отсечками, при усадке в сушильной части 3,5 % ширина полотна на гауч-вале составит 4,60 м. Ширина отсечки с каждой стороны – по 40 мм. Отсюда отсечки составят 1,7 % ширины полотна.

Масса абсолютно сухого волокна, поступающего с отсечками, составит

в_от = (23)

в_от = = 15,32 кг.

Всего в гауч-мешалку поступает абсолютно сухого волокна

в₁₂ = в_об + в_от, (24)

в₁₂ = 10,03 + 15,32 = 25,35 кг.

в₁₂ = в₁₅

Поступление воды в гауч-мешалку:

1) с отсечками и обрывами

В₁₂ = в₁₂ (25)

В₁₂ = 25,35 = 72,15 кг;

2) со спрысками отсечек (расход воды 450 л/мин)

В_сп = 450 ·  _Т, (26)

В_сп = 450 · 4,76 = 2142,0 л на 1 тонну целлюлозы;

3) с краевыми спрысками и подсеточным спрыском, работающим при обрывах на сетке (принимаем расход воды V₂ = 250 л/мин)

В_об = V₂ ·  _Т + 100, (27)

В_об = 250 · 4,76 + 100 = 1290,0 л.

Всего воды

В₁₅ = В₁₂ + В_сп + В_об, (28)

В₁₅ = 72,15 + 2142,0 + 1290,0 = 3504,15 л.

Общая масса суспензии, выходящей из гауч-мешалки по формуле (4)

М₁₅ = 3504,15 + 25,35 = 3529,50 кг

Таким образом, с гауч-вала должно сходить абсолютно сухого волокна

в₁₃ = в₁₁ + в₁₂, (29)

в₁₃ = 891,36 + 25,35 = 916,71 кг.

С ним воды

В₁₃ = 2536,96 + 72,15 = 2609,11 кг.

По формуле (4) количество массы

М₁₃ = 916,71 + 2609,11 = 3525,82 кг.

Баланс воды и волокна на гауч-мешалке представлен на рисунке 9.

На гауч-вале М₁₂ = 97,50 кг

М₁₃ = 3225,82 кг отсечки В₁₂ = 72,15 кг

В₁₃ = 2609,11 кг 13 12 в₁₂ = 25,35 кг

в₁₃ = 916,71 кг

с₁₃ = 26 % 11 14 вода

с₁₄ = 0 %

в прессовую часть В₁₄ = 3432,00 кг

М₁₁ = 3428,32 кг в бассейн брака М₁₄ = 3432,00 кг

В₁₁ = 2536,96 кг М₁₅ = 3529,50 кг

в₁₁ = 891,36 кг В₁₅ = 3504,15 кг

с₂ = 26 % в₁₅ = 25,35 кг

Рисунок 9 – Схема расчета гауч-мешалки

Гауч-вал

На гидравлический затвор вакуум-насоса поступает 400 л/мин воды. Из них

50 % - засасывается во внутрь, а остальная половина сбрасывается в сток. Количество воды, подаваемой на гидравлический затвор, определяем по формуле

В₁₈ = , (30)

В₁₈ = = 952,0 л.

Для определения количества и состава отходящей с гауч-вала воды составляем систему уравнений

(31)

М₁₇ = , (32)

М₁₇ = = 3547,06 кг.

По формуле (5)

в₁₇ = 3547,06 · 0,0004 = 1,42 кг.

Из формулы (4)

В₁₇ = 3547,06 – 1,42 = 3545,64 кг.

Количество массы, поступающей с отсасывающих ящиков, по уравнению материального баланса (32)

М₁₆ = 3547,06 + 3525,82 – 952 = 6120,88 кг.

Абсолютно сухое волокно составляет

в₁₆ = в₁₇ + в₁₃, (33)

в₁₆= 1,42 + 916,71 = 918,13 кг.

Вода из формулы (4)

В₁₆ = 6120,88 – 918,13 = 5202,75 кг.

Схематическое изображение расчёта баланса воды и волокна на гауч-вале приведено на рисунке 10.

Отсасывающие ящики

На гидравлический затвор отсасывающих ящиков поступает 500 л воды. Для определения количества отходящей воды составляем уравнения материального баланса

(34)

М₂₀ = (35)

М₂₀ = = 25067,08 кг.

в₂₀ = 0,0001 · 25067,08 = 2,51 кг.

На отсасывающие ящики должно поступать абсолютно сухого волокна

в₂₁ = в₂₀ + в₁₆, (36)

в₂₁ = 2,51 + 918,13 = 920,64 кг;

с ним воды

В₂₁ = В₂₀ + В₁₆ – В₁₉, (37)

В₂₁ = 25064,57 + 5202,75 – 500 = 29767,32 кг.

Общее количество массы, поступающей на отсасывающие ящики по формуле (34)

М₂₁ = 25067,08 + 6120,88 – 500 = 30687,96 кг.

Баланс воды и волокна на данной стадии производства приведён на рисунке 11.

Регистровая часть

На промывку сетки поступает 4000 л воды. Потери волокна после промывки сетки с водами, концентрация которых составляет 0,02 %, определяем по формуле

М₂₃ = = 4000,8 кг.

Количество абсолютно сухого волокна в промывных водах по формуле (5)

в₂₃ кг.

Для определения количества массы, поступающей на регистровую часть, составляем уравнения материального баланса

(38)

1,2 · (М₂₂ + 28688,76) = 0,05 · М₂₂ + 92143,90,

1,2 М₂₂ + 34426,51 – 0,05 · М₂₂ = 92143,90,

1,15 М₂₂ = 57717,39,

М₂₂ = 50189,04 кг,

М₂₆ = 78877,80 кг.

Абсолютно сухое волокно по формуле (5)

в₂₂ = кг;

в₂₆ = кг.

Вода по формуле (4)

В₂₂ = 50189,04 – 25,10 = 50163,94 кг;

В₂₆ = 78877,80 – 946,53 = 77931,26 кг.

Схема расчёта баланса воды и волокна представлена на рисунке 12.

промывка сетки спрыск грудного вала

с₂₅ = 0 % с₂₄ = 0 %

М ₂₅ = 4000 кг В₂₄ = 2000 кг

В₂₅ = 4000 кг М₂₄ = 2000 кг

масса из напорного ящика полотно на отсасывающие ящики

М₂₆ = 78877,80 кг М₂₁ = 30687,96 кг

В₂₆ = 77931,26 кг В₂₁ = 29767,32 кг

в₂₆ = 946,54 кг в₂₁ = 920,64 кг

с₂₆ = 1,2 % с₂₁ = 3 %

вода в бак вода от промывки сетки

М₂₂ = 50189,04 кг М₂₃ = 4000,8 кг

В₂₂ = 50163,94 кг В₂₃ = 4000,0 кг

в₂₂ = 25,10 кг в₂₃ = 0,8 кг

с₂₂ = 0,05 % с₂₃ = 0,02 %

Рисунок 12 – Схема расчета регистровой части

Напорный ящик

В напорный ящик поступает вода, концентрацией 0 %, в количестве 240 кг. Из напорного ящика масса в количестве 0,1 % возвращается в смесительный насос. Для определения количества массы в ящике составляем уравнение материального баланса

(39)

М = М_{28 ·} , (40)

М₂₈ = 288,0 кг,

М₂₉ = 78877,80 + 288,00 – 240,00 = 78925,80 кг.

Абсолютно сухого волокна приходит

в₂₉ = 950,00 кг.

Таким образом, в напорный ящик поступает воды с массой

В₂₉ = 78925,80 – 950,00 = 77975,8 кг.

Возвращается в смесительный насос абсолютно сухого волокна

в₂₈ = кг,

с ним воды

В₂₈ = 288,0 – 3,46 = 284,54 кг.

М₂₇ = 240 кг

В₂₇ = 240 кг

с₂₇ = 0 %

Схема расчёта баланса воды и волокна в напорном ящике представлена на рисунке 13.

М₂₉ = 78925,80 кг

В₂₉ = 77975,80 кг

в₂₉ = 950,00 кг

с₂₉ = 1,2 %

29

26

27

М₂₆ = 78877,80 кг

28

В₂₆ = 77931,26 кг

в₂₆ = 946,54 кг

с₂₆ = 1,2 %

М₂₈ = 288,00 кг

В₂₈ = 284,54 кг

в₂₈ = 3,46 кг

с₂₈ = 1,2 %

26 – масса на сетку; 27 – вода; 28 – масса в смесительный насос; 29 – масса после ступени отделения мелкого волокна

Рисунок 13 – Схема расчёта баланса воды и волокна в напорном ящике

Фракционатор

Отделяется мелкое волокно в количестве R₃₀ = 0,3 % от поступающей массы. Исходные данные стадии отделения мелкого волокна в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Исходные данные ступени фракционирования

Наименование объекта	Номер потока	Наименование потока	Концентрация с,%	Масса М,кг	Волокно В,кг	Вода
						в, кг
Фракционатор	31	Масса на фракционирование	0,76
	29	Очищенная масса	1,2		950,00
	30	Отходы от смолоотделителя	0,4

С оставляем уравнения материального баланса по массе и по волокну для каждого объекта технологической схемы.

М₃₁ = М₃₀ + М₂₉, (41)

М₃₁ · с₃₁ = М₃₀ · с₃₀ + М₂₉ · с₂₉.

Количество волокна на выходе потока

в₂₉ = = 950,00 кг. (42)

В результате для 3 неизвестных М₂₉…М₃₁ имеем 3 уравнения. Каждое уравнение записываем таким образом, чтобы все неизвестные члены оказались в левой части, а известные – в правой в порядке увеличения индексов при неизвестных. Получаем систему уравнений

– М₂₉ - М₃₀ + М₃₁ = 0,

– М₂₉ · с₂₉ - М₃₀ · с₃₀ + М₃₁ · с₃₁ = 0, (43)

М₂₉ · с₂₉ = 950,00 · 100.

Очистка на центриклинерах

Для расчета каскадной трехступенчатой схемы очистки волокна на центриклинерах принимаем исходные данные и оформляем в виде таблицы в заданном диапазоне клеток. Исходными данными являются концентрации массы с₃₁ – с₄₃ на всех потоках технологической схемы. Эти данные заносим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Исходные данные для тонкой очистки на центриклинерах

Наименование	Номер	Наименование	Концентрация
объекта	потока	потока	с,%
Коллектор 1 ступени	43	Поступающая масса	1,5
	41	Масса на 1 ступень	0,8
	37	Масса со 2 ступени	0,46
	42	Оборотная вода	0,05
Вихревая очистка	31	Очищенная масса	0,76
1 ступень	40	Отходы 1 ступени	1,3
Коллектор 2 ступени	38	Масса на 2 ступень	0,5
	33	Масса с 3 ступени	0,46
	39	Оборотная вода	0,05
Вихревая очистка 2 ступень	36	Отходы 2 ступени	1,35
Коллектор 3 ступени	34	Масса на 3 ступень	0,5
	35	Оборотная вода	0,05
Вихревая очистка 3 ступень	32	Отходы 3 ступени	1,35

Составляем уравнения материального баланса по массе и по волокну для каждого объекта технологической схемы.

Коллектор 1 ступени очистки

М₄₃ + М₄₂ + М₃₇ = М₄₁, (44)

М₄₃ · с₄₃ + М₄₂ · с₄₂ + М₃₇ · с₃₇ = М₄₁ · с₄₁. (45)

Вихревая очистка 1 ступень

М₄₁ = М₃₁ + М₄₀, (46)

М₄₁ · с₄₁ = М₃₁ · с₃₁ + М₄₀ · с₄₀. (47)

Коллектор 2 ступени очистки

М₃₃ + М₃₉ + М₄₀ = М₃₈, (48)

М₃₃ · с₃₃ + М₃₉ · с₃₉ + М₄₀ · с₄₀ = М₃₈ · с₃₈. (49)

Вихревая очистка 2 ступень

М₃₈ = М₃₇ +М₃₆, (50)

М₃₈ · с₃₈ = М₃₇ · с₃₇ + М₃₆ · с₃₆. (51)

Коллектор 3 ступени очистки

М₃₆ + М₃₅ =М₃₄, (52)

М₃₆ · с₃₆ + М₃₅ · с₃₅ = М₃₄ · с₃₄. (53)

Вихревая очистка 3 ступень

М₃₄ = М₃₂ + М₃₃, (54)

М₃₄ · с₃₄ = М₃₂ · с₃₂ + М₃₃ · с₃₃, (55)

Таким образом, составлено 12 уравнений для расчёта баланса воды и волокна на вихревых очистителях. На данной стадии имеем 13 неизвестных (М₃₁…М₄₃).

К аждое уравнение записываем таким образом, чтобы все неизвестные члены оказались в левой части, а известные – в правой в порядке увеличения индексов при неизвестных. Получаем систему уравнений

М₃₇ - М₄₁ + М₄₂ + М₄₃ = 0,

М₃₇ · с₃₇ - М₄₁ · с₄₁ + М₄₂ · с₄₂ + М₄₃ · с₄₃ = 0,

- М₃₁ – М₄₀ + М₄₁ = 0,

- М₃₁ · с₃₁ – М₄₀ · с₄₀ + М₄₁ · с₄₁ = 0,

М₃₃ - М₃₈ + М₃₉ + М₄₀ = 0,

М₃₃ · с₃₃ – М₃₈ · с₃₈ + М₃₉ · с₃₉ + М₄₀ · с₄₀ = 0,

- М₃₆ – М₃₇ + М₃₈ = 0, (56)

- М₃₆ · с₃₆ – М₃₇ · с₃₇ + М₃₈ · с₃₈ = 0,

- М₃₄ + М₃₅ + М₃₆ = 0,

- М₃₄ · с₃₄ + М₃₅ · с₃₅ + М₃₆ · с₃₆ = 0,

- М₃₅ + М₃₆ – М₃₉ = 0,

- М₃₂ · с₃₂ - М₃₃ · с₃₃ + М₃₄ · с₃₄ = 0,

Объединяем системы уравнений материального баланса двух стадий очистки (фракционирования и тонкой очистки на центриклинерах), получаем систему из 15 уравнений для 15 неизвестных (57).

Для решения полученной системы линейных уравнений используем матричный способ табличного процессора Excel. В электронной таблице составляем матрицу коэффициентов, рассчитываем неизвестные и на основании расчётных данных определяем потоки по волокну и воде. Полученные результаты заносим в таблицу 4.4.

М ₃₇ - М₄₁ + М₄₂ + М₄₃ = 0,

М₃₇ · с₃₇ - М₄₁ · с₄₁ + М₄₂ · с₄₂ + М₄₃ · с₄₃ = 0,

- М₃₁ – М₄₀ + М₄₁ = 0,

- М₃₁ · с₃₁ – М₄₀ · с₄₀ + М₄₁ · с₄₁ = 0,

М₃₃ - М₃₈ + М₃₉ + М₄₀ = 0,

М₃₃ · с₃₃ – М₃₈ · с₃₈ + М₃₉ · с₃₉ + М₄₀ · с₄₀ = 0, (57)

- М₃₆ – М₃₇ + М₃₈ = 0,

- М₃₆ · с₃₆ – М₃₇ · с₃₇ + М₃₈ · с₃₈ = 0,

- М₃₄ + М₃₅ + М₃₆ = 0,

- М₃₄ · с₃₄ + М₃₅ · с₃₅ + М₃₆ · с₃₆ = 0,

- М₃₅ + М₃₆ – М₃₉ = 0,

- М₃₂ · с₃₂ - М₃₃ · с₃₃ + М₃₄ · с₃₄ = 0,

- М₂₉ - М₃₀ + М₃₁ = 0,

- М₂₉ · с₂₉ - М₃₀ · с₃₀ + М₃₁ · с₃₁ = 0,

М₂₉ · с₂₉ = 950,00 · 100.

Таблица 4.4 – баланс воды и волокна в очистном оборудовании

Наименование	Номер	Наименование	Концентрация	Масса	Волокно	Вода
объекта	потока	потока	с, %	М, кг	в, кг	В, кг
Коллектор	43	Поступающая масса	1,50	37502,78	928,62	36574,16
1 ступени	41	Масса на 1 ступень	0,8	88019,44	1070,23	86949,21
	37	Масса со 2 ступени	0,46	28379,38	130,54	28248,84
	42	Оборотная вода	0,05	22137,28	11,07	22126,21
Центриклинер	31	Очищенная масса	0,76	79658,30	953,17	78705,37
1 ступени	40	Отходы 1 ступени	1,30	8361,14	117,06	8243,84
Коллектор	38	Масса на 2 ступень	0,50	29714,88	148,58	29714,88
2 ступени	33	Масса с 3 ступени	0,46	3684,78	16,95	3684,78
	39	Оборотная вода	0,05	17668,96	14,57	17654,39
Центриклинер	36	Отходы 2 ступени	1,35	1335,50	18,04	1317,46
2 ступени
Коллектор	34	Масса на 3 ступень	0,50	3858,11	19,29	3839,82
3 ступени	35	Оборотная вода	0,05	2522,61	1,25	2521,36
Центриклинер 3 ступени	32	Отходы 3 ступени	1,35	173,33	2,34	170,99
Фракционатор	29	Очищенная масса	1,2	7825,80	950,00	77975,80
	30	Мелкое волокно	0,4	732,50	2,93	729,57

Смесительный насос

В смесительный насос поступает оборотная вода на разбавление массы, поступающей из бака постоянного уровня и с напорного ящика. Составляем уравнения материального баланса по воде и волокну на данной стадии

(58)

М₄₅ = 37214,78 - М₄₄, (59)

2,5 · (37214,78 – М₄₄) = 37128,38 – 0,05 · М₄₄, (60)

М₄₄ = 15154,44 кг,

М₄₅ = 22060,34 кг,

Абсолютно сухого волокна по формуле (5)

в₄₄ = = 7,58 кг.

Воды по формуле (4)

В₄₄ = 15154,44 – 7,58 = 15146,86 кг.

По уравнению материального баланса(58)

в₄₅ = 928,62 – 3,46 - 7,58 = 917,58 кг,

В₄₅ = 22060,34 – 917,58 = 21142,76 кг.

Схема расчёта баланса воды и волокна в смесительном насосе представлена на рисунке 14.

М₄₄ = 15154,44 кг

В₄₄ = 15146,86 кг

44 в₄₄ = 7,58 кг

М₄₅ = 22060,34 кг с₄₄ = 0,05 % М₄₃ = 37502,78 кг

В₄₅ = 21142,76 кг 45 43 В₄₃ = 36574,16 кг

в₄₅ = 917,58 кг в₄₃ = 928,62 кг

с₄₅ = 2,5 % с₄₃ = 1,5 %

28

М₂₈ = 288,00 кг

В₂₈ = 284,54 кг

в₂₈ = 3,46 кг

с₂₈ = 1,2 %

28 – масса с напорного ящика; 43 – масса на очистку; 44 – оборотная вода на разбавление; 45 – масса из бака постоянного уровня

Рисунок 14 – Схема расчёта баланса воды и волокна в смесительном насосе

Бак постоянного уровня

Из бака постоянного уровня перелив массы в количестве 10 % возвращается в машинный бассейн. Составляем уравнения по волокну и массе

(61)

М₄₆ = 0,1 · 22060,34 = 2206,03 кг,

Абсолютно сухого волокна по формуле (5)

в₄₆ = = 77,21 кг.

Количество уходящей с массой воды определяем по формуле (4)

В₄₆ = 2206,03 – 77,21 = 2128,82 кг.

Приходит из регулятора концентрации

М₄₇ = 22060,34 + 2206,03 = 24266,37 кг,

в₄₇ = 917,58 + 77,21 = 994,79 кг,

В₄₇ = 21142,76 + 2128,82 = 23271,58 кг.

Схематическое изображение баланса воды и волокна в баке постоянного уровня представлено на рисунке 15.

М₄₇ = 24266,37 кг 47 45 М₄₅ = 22060,34 кг

В₄₇ = 23271,58 кг В₄₅ = 21142,76 кг

в₄₇ = 994,79 кг в₄₅ = 917,58 кг

с₄₇ = 3,5 % 46 с₄₅ = 2,5 %

М₄₆ = 2206,03 кг

В₄₆ = 2128,82 кг

в₄₆ = 77,21 кг

с₄₆ = 3,5 %

45 – масса в смесительный насос; 46 – перелив массы в машинный бассейн; 47 – масса из регулятора концентрации

Рисунок 15 – Баланс воды и волокна в баке постоянного уровня

Регулятор концентрации

Масса, поступающая с машинного бассейна, разбавляется водой. Составим уравнения баланса массы и волокна на данной стадии производства

(62)

М₄₈ = , (63)

М₄₈ = = 3071,69 кг,

М₄₉ = 24266,37 – 3071,69 = 21194,68 кг.

Абсолютно сухое волокно по формуле (5)

в₄₈ = = 1,56 кг

в₄₉ = 994,79 – 1,56 = 993,23 кг,

воды с массой

В₄₈ = 3071,69 – 1,56 = 3070,15 кг,

В₄₉ = 21194,68 – 993,23 = 20201,43 кг.

Расчёт баланса воды и волокна в регуляторе концентрации схематически показан на рисунке 16.

М₄₈ = 3071,69 кг

В₄₈ = 3070,15 кг

в₄₈ = 1,56 кг

с₄₈ = 0,05 %

М₄₉ = 21194,68 кг 48 М₄₇ = 24266,37 кг

В₄₉ = 20201,43 кг 49 47 В₄₇ = 23271,58 кг

в₄₉ = 993,23 кг в₄₇ = 994,79 кг

с₄₉ = 4,0 % с₄₇ = 3,5 %

47 – масса в бак постоянного уровня; 48 – вода оборотная; 49 – масса из машинного бассейна

Рисунок 16 – Баланс воды и волокна

Машинный бассейн

В машинный бассейн приходит масса из приёмного бассейна с концентрацией 4,5 % , масса из бака постоянного уровня с концентрацией 3,5 % и оборотная вода с концентрацией 0,05 %. Количество массы в машинном бассейне определяем по уравнению

М₅₀ + М₄₆ + М₅₁ = М₄₉, (64)

М₅₀ · с₅₀ + М₄₆ · с₄₆ + М₅₁ · с₅₁ = М₄₉ · с₄₉,

М₅₀ = 18988,65 – М₅₁, (65)

4,5 · М₅₁ = 77057,61 – 0,05 · (18988,65 – М₅₁), (66)

М₅₁ = 17102,96 кг,

М₅₀ = 18988,65 – 17102,96 = 1885,69 кг.

Абсолютно сухого волокна по формуле (5)

в₅₀ = = 0,94 кг,

в₅₁ = 993,23 – 0,94 – 77,21 = 915,08 кг.

Вода с массой

В₅₁ = 17102,96 – 915,08 = 16187,88 кг,

В₅₀ = 1885,69 – 0,94 = 1884,75 кг.

На рисунке 17 показан баланс воды и волокна в машинном бассейне.

М₅₀ = 1885,69 кг

В₅₀ = 1884,75 кг

50 в₅₀ = 0,94 кг

с₅₀ = 0,05 %

51

М₅₁ = 17102,96 кг М₄₉ = 34698,39 кг

В₅₁ = 16187,88 кг 49 В₄₉ = 33671,60 кг

в₅₁ = 915,08 кг 46 в₄₉ = 1026,79 кг

с₅₁ = 4,5 % М₄₆ = 2206,03 кг с₄₉ = 4,0 %

В₄₆ = 2128,82 кг

в₄₆ = 77,21 кг

с₄₆ = 3,5 %

46 – масса из бака постоянного уровня; 49 – масса на регулирование концентрации; 50 – вода оборотная; 51 – масса из приёмного бассейна

Рисунок 17 – Схема расчёта баланса воды и волокна в машинном бассейне

Полученные результаты расчёта материального баланса сводим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 – Сводная таблица материального баланса

Приход, кг/т						Расход, кг/т
Статья прихода	волокно	вода		масса		Статья расхода	волокно	вода			масса
1	2	3		4		5	6	7			8
Машинный бассейн
Из приёмного отдела	915,08	16187,88		17102,96
Масса из БПУ	77,21	2128,82		2206,03		Масса на регулирование концентрации	993,23	20201,43			21194,68
Оборотная вода	0,94	1884,75		1885,69
итого	993,23	20201,43		21194,68		итого	993,23	20201,43			21194,68
Регулятор концентрации
С машинного бассейна	993,23	20201,43		21194,68		В бак постоянного уровня	994,79	23271,58			24266,37
Оборотная вода	1,56	3070,15		3071,69
итого	994,79	23271,58		24266,37		итого	994,79	23271,58			24266,37
Бак постоянного уровня
Масса с регуллятора концентрации	994,79	23271,58		24266,37		Масса в машинный бассейн	77,21	2128,82			2206,03
						Масса в смесительный насос	917,58	21142,76			22060,34
итого	994,79	23271,58		24266,37		итого	994,79	23271,58			24266,37
Смесительный насос
Масса из БПУ	917,58	21142,76		22060,34		В коллектор I ступени очистки	928,62	36574,16			37502,78
Масса с напорного ящика	3,46	284,54		288,00
Оборотная вода	7,58	15146,86		15154,44
итого	928,62	36574,16		37502,78		итого	928,62	36574,16			37502,78
Коллектор I ступени очистки
Со смесительного насоса	928,62	36574,16		37502,78		На I ступень очистки	1070,23	86949,21			88019,44
Масса со II ступени	130,54	28248,84		28379,38
Оборотная вода	11,07	22126,21		22137,28
итого	1070,23	86949,21		88019,44		итого	1070,23	86949,21			88019,44
Продолжение таблицы 4.5
1	2	3		4		5	6	7			8
Центриклинер I ступени очистки
Масса из коллектора	1070,23	86949,21		88019,44		Очищенная масса	953,17	78705,37			79658,30
						Отходы I ступени очистки	117,06	8243,84			8361,14
итого	1070,23	86949,21		88019,44		итого	1070,23	86949,21			88019,44
Коллектор II ступени
Отходы I ступени очистки	117,06	8243,84		8361,14		Масса на II ступень очистки	148,58	29566,30			29714,88
Масса с III ступени очистки	16,95	3667,83		3684,78
Оборотная вода	14,57	17654,33		17668,96
итого	148,58	29566,30		29714,88		итого	148,58	29566,30			29714,88
Центриклинер II ступени очистки
Масса на II ступень очистки	148,58	29566,30		29714,88		Очищенная масса в коллектор I ступени очистки	130,54	28248,84			28379,38
						Отходы II ступени очистки	18,04	1317,46			1335,50
итого	148,58	29566,30		29714,88		итого	148,58	29566,30			29714,88
Коллектор III ступени очистки
Отходы II ступени очистки	18,04	1317,46		1335,50		Масса на III ступень очистки	19,29	3838,82			3858,11
Оборотная вода	1,25	2521,36		2522,61
итого	19,29	3838,82		3858,11		итого	19,29	3838,82			3858,11
Центриклинер III ступени
Масса на III ступень очистки	19,29	3838,82		3858,11		Очищенная масса в коллектор II ступени	16,95	3667,83			3684,78
						Отходы III ступени	2,34	170,99			173,33
итого	19,29	3838,82		3858,11		итого	19,29	3838,82			3858,11
Фракционатор
Масса с I ступени очистки	953,17	78705,37		79658,30		Масса в напорный ящик	950,00	77975,80			78925,80
						Мелкое волокно в сток	2,93	729,57			732,50
итого	953,17	78705,37		79658,30		итого	953,17	78705,37			79658,30
Продолжение таблицы 4.5
1	2	3		4		5	6	7			8
Напорный ящик
Масса после очистки	950,00	77975,80		78925,80		Масса на сетку	946,54	77931,26			78877,80
Вода на пеногашение	0,00	240,00		240,00		Масса в смесительный насос	3,46	284,54			288,00
итого	950,00	78215,80		79165,80		Итого	950,00	78215,80			79165,80
Регистровая часть
Масса из напорного ящика	946,54	77931,26		78877,80		На отсасывающие ящики	920,64	29767,32			30687,96
Вода на спрыск грудного вала	0,00	2000,00		2000,00		Вода в сборник регистровой воды	25,10	50163,94			50189,04
Вода на промывку сетки	0,00	4000,00		4000,00		Вода от промывки сетки	0,80	4000,00			4000,80
итого	946,54	83931,26		84877,80		итого	946,54	83931,26			84877,80
Отсасывающие ящики
Полотно с регистровой части	920,64	29767,32		30687,96		Полотно на гауч-вал	918,13	5202,35			6120,88
Вода	0,00	500,00		500,00		В сборник сосунной воды	2,51	25064,57			25067,08
итого	920,64		30267,32		31187,96	итого	920,64		30267,32	31187,96
Отсасывающий гауч-вал
Полотно с отсасывающих ящиков	918,13		5202,35		6120,88	В сборник сосунной воды	1,42		3545,24	3547,06
Вода	0,00		952,00		952,00	Отсечки в гауч-мешалку	25,35		72,15	97,50
						В прессовую часть	891,36		2536,96	3428,32
итого	918,13		6154,35		7072,88	итого	918,13		6154,35	7072,88
Гауч-мешалка
Отсечки с гауч-вала	25,35		72,15		97,50	В бассейн брака	25,35		3504,15	3529,50
Вода	0,00		3432,00		3432,00
итого	25,35		3504,15		3529,50	итого	25,35		3504,15	3529,50
Прессовая часть
Полотно с гауч-вала	891,36		2536,96		3428,32	Вода с промывки сукон	0,03		2998,8	2998,83
Спрыски на промывку сукон	0,00		2998,90		2998,80	В сборник сточных вод	0,33		1714,46	1714,79
Продолжение таблицы 4.5
1	2		3		4	5	6		7	8
						Полотно в сушильную часть	891,0,		822,50	1713,50
итого	891,36		5535,76		6427,12	итого	891,60		5535,76	6427,12
Сушильная часть
Полотно из прессовой части	891,00		822,50		1713,50	Вода испаренная	0,00		701,00	701,00
						Полотно в накат	891,00		121,50	1012,50
итого	891,00		822,50		1713,50	итого	891,0		822,50	1713,50
Накат
Полотно с сушки	891,00		121,50		1012,50	Брак в гидроразбиватель	8,80		1,20	10,00
						Полотно на листорезку	882,20		120,30	1002,50
итого	891,00		121,50		1012,50	итого	891,00		121,50	1012,50
Листорезка
Полотно с наката	882,20		120,30		1002,50	Готовая продукция	880,00		120,00	1000,00
						Брак в гидроразбиватель	2,20		0,30	2,50
итого	882,20		120,30		1002,50	итого	882,20		120,30	1002,50