3.Потери серы в производственном цикле.
Потери серы в производственном цикле также возмещаются добавкой сульфата натрия, в котором содержание эквивалентных количеств серы и щелочи одинаково S : Na2O = 1:1. Потери щелочи и серы по абсолютной величине равны между собой, но по относительной величине (по отношению к количеству серы и щелочи, циркулирующих в производственном цикле) потери серы всегда больше потерь щелочи. В производственном цикле часть щелочи теряет связь с серой (карбонат и гидроксид натрия). Чем больше разница между относительными потерями щелочи и серы, тем меньше сульфидность белого щелока. Таким образом, соотношение между относительными потерями щелочи и серы определяет величину сульфидности щелока – важнейшего фактора сульфатной варки.
Таблица 1. Потери щелочи и серы (расход активной щелочи на варку 311 кг/т)
Стадия технологического процесса |
Источник потерь |
Величина потерь, в кг/т |
|
щелочи в ед. Na2O/Na2SO4 |
Серы в ед. S |
||
Варка |
Со сдувочными и выдувочными газами (H2S, CH3SH, CH3-S-CH3, CH3-S-S-CH3 |
4,7/10,8 16.9% |
2,0 |
Промывка |
Сера теряется в той же мере, что и щелочь. По абсолютной величине в пересчете на сульфат натрия потери серы при промывке в 3…4 раза меньше потерь щелочи, так как в черном щелоке 4 эквивалентные количества S : Na2O = 1:4 или 1:3. (или 0.25…0.30) |
10,5/24,0 37,7 % |
1,1 |
Выпарка |
При черпывании мыла химически связанном состоянии теряется около 0.3 % серы от массы мыла. Кроме того, сера теряется со щелоком, сопровождающим мыло. Если на заводе производится разложение сульфатного мыла, то образующийся при этом сульфат натрия возвращается в баки черного щелока перед выпаркой, что достаточно для восстановления соотношения S : Na2O до его значения в белом щелоке.1. |
4,7/10,8 16,9 %
|
2,6 |
Щелочь и сера теряются в одинаковых относительных количествах при перебросах щелоков из корпуса в корпус. Но сера также теряется в виде летучих соединений (с неконденсируемыми газами и конденсатом сокового пара) |
|||
Содорегенерация |
Потери серы в этом процессе превышают потери щелочи не только по относительным, но и абсолютным значениям. При сушке щелока выделяются заметные количества серы в виде сероводорода, при пиролизе – в виде метимеркаптана и других органических сульфидов, на стадии восстановления – в виде диоксида серы. Кроме газообразных соединений сера теряется в виде сульфата, сульфита, сульфида натрия, увлекаемых с потоком дымовых газов из СРК. Соотношение между количеством серы, уходящей в трубу в виде газов и минеральных солей непостоянно и зависит от условий сжигания и типа СРК. |
4,0/9,2 14,1 % |
7,7 |
Каустизация |
Со шламом зеленого щелока и отходами гасителя классификатора |
3,9/8,9 14,0 % |
0,9 |
|
ИТОГО |
27,8/63,7 |
14,3/63.7 |
Таблица 2.ПОТЕРИ ЩЕЛОЧИ И СЕРЫ НА АМЕРИКАНСКОМ ЗАВОДЕ (1969 г.)
Источники потерь |
Потери, кг Na2SO4/% |
|
щелочи |
серы |
|
Сдувки при варке |
-/- |
4,6/3,5 |
Промывка целлюлозы |
73,3/55,1 |
18,3/13,7 |
выпарка |
-/- |
41,3/31,1 |
Сжигание щелоков: минеральный унос с дымовыми газами |
55,0/41,4 |
55,0/41,4 12,8/9,6 |
Каустизация |
4,6/3,5 |
0,9/0,7 |
ИТОГО |
132,9/100,0 |
132,9/100 |
В примере, взятом на американском заводе, наибольшие потери серы наблюдаются при выпарке и сжигании щелока.
Рассчитаем относительные потери щелочи и серы.
Исходные данные:
Сульфидность, % 25,6
Вся щелочь в белом щелоке, кг Na2O 400
кг Na2SO4 400х142/62=916
Количество серы в белом щелоке, кг. Na2SO4 916х25.6/100=235
Относительные потери щелочи = 132х100/916 = 14,5.%
Относительные потери серы = 132х100/235=56,5 %
Этот пример характерен для предприятия работающем без эффективного улавливания уноса. Пример российского предприятия (относящийся к началу 80-х годов) демонстрирует повышение эффективности улавливания уноса.
Исходные данные:
Сульфидность, % 25,6
Вся щелочь в белом щелоке, кг Na2O 311
кг Na2SO4 311х142/62=712.3
Количество серы в белом щелоке, кг. Na2SO4 712.3х25.6/100=182,3
Относительные потери щелочи = 63,7х100/916 = 8,9 %
Относительные потери серы = 63,7х100/182,3=34,9 %