5.Выдувка массы

5.1 Сваренная целлюлоза выдувается из варочного котла в выдувной резервуар под действием избыточного давления в варочном котле. Выдувной резервуар находится под атмосферным давлением. Соответственно, избыточное давление при выдувке падает до 0. В нашем случае с 5,8 кг/см² до 0 кг/см². В результате этого жидкость, имеющая в варочном котле температуру выше 100°С, оказывается перегретой относительно давления в выдувном резервуаре это вызывает её интенсивное вскипание. Выделяется большое количество пара, с которым уносится избыточное тепло, в результате температура массы (жидкости, целлюлозы и растворённых веществ) снижается примерно до 99° - 100 °С; вскипание, соответственно, прекращается.

5.2 Как было определено выше (п. 4.2.), избыточному давлению после конечной сдувки, т.е. перед выдувкой, равному 5,8 кг/см², соответствует абсолютное давление Р_абс =6,8332 кг/см² = 6,7010 бар и температура

t_{кон. сд}=157,52C⁰ Энтальпия жидкости в этих условиях i_157,52= 664,7 кДж/кг.

Температура массы в выдувном резервуаре t= 99°С избыточного давления нет т.е. оно = 0. Энтальпия жидкости в этих условиях i₉₉=414,9 кДж/кг.

Таким образом, при выдувке выделится тепла жидкостью(Q₄)

Q₄=V₆*(i_157,52,98- i₉₉)= 7018,44 * (664,7- 414,9)=1753206 кДж

5.3 Выделится тепла целлюлозой и сухими веществами чёрного щёлока при их

Q₅= (Д₃ + S₁₃ + М₇)*q*(t_{кон. сд}-t_{выд.рез} )= (880 + 1327,48 +646,82)*1,34*(157,92° - 99°) = 225355 кДж

5.4 Суммарное количество выделившегося тепла (Q₆)

Q₆=Q₄ + Q₅ = 1753206 + 225355 = 1978561 кДж.

5.5 Среднее манометрическое давление пара при выдувке (P_ср.выд)

P_ср.выд= = (5,8+0,0)/2=2,9 кг/см²

или в барах = 2,9*0,980665 = 2,84 бар.

5.6 Соответственно, среднее абсолютное давление при выдувке (Р_{абс.ср.выд}) в барах:

Р_{абс.ср.выд} = Р_ср.выд + Р_{атм.бар} = 2,9 +1,0133 =3,9133 бар.

Этому давлению соответствует теплота парообразования (вычисленная интерполяцией по П.3.2):

r_ср._выд = 2137.55кДж/кг.

5.7 Образуется паров вскипания при выдувке массы (Р₅)

P₅ = Q₆: r_ср._выд =1978561: 2137.55= 925,62 кг пара.

5.8 Таким образом, из котла при выдувке уходит жидкости с массой (V₈):

V₈ = V₆ - Р₅ =7018,44 –925,62= 6092,82 л.

9. Концентрация органических веществ в чёрном щёлоке (О_з)

O₃ = S₁₃: V₈ =1327,48: 6092,82 = 0,21787 кг/л.

5.10 Концентрация минеральных веществ в чёрном щёлоке (С_мин.₃)

С_мин.₃= М₇: V₈ =646,82: 6092,82 = 0,106161 кг/л

5.11 Концентрация сухих веществ в чёрном щёлоке (С_Ф2)

С_Ф2=(S₁₃+M₇): V₈=(1327,48+646,82): 6092,82 = 0,32403 кг/л

5.12 Примем, что переброс щёлока при выдувке составляет 1,5 %. Тогда вместе с паром в конденсатор смешения уйдёт и будет потеряно чёрного щёлока (Р₆)

Р₆= V₈*0,015= 6092,82*0,015 = 91,39 л

5.13 С этим перебросом черного щёлока при выдувке будет потеряно сухих веществ (ф₂)

ф₂=С_Ф2*Р₆=0,32403 *91,39 = 29,61 кг сухих веществ чёрного щёлока

5.14 С перебросом уйдёт и будет потеряно органических веществ (S₁₄)

S₁₄=О₃*Р₆=0,21787 *91,39= 19,91 кг органических веществ чёрного щёлока

5.15 С перебросом уйдёт и будет потеряно минеральных веществ (М₈)

М₈= С_мин.₃*Р₆ = 0,106161 *91,39 = 9,7 кг минеральных веществ чёрного щёлока

В пересчёте на Na₂O (Е - см. п. 1.10.) потери составляют

М₈: Е = 9,7: 1,358 = 7,14 кг «всей Na₂O».

5.16 Количество чёрного щёлока с целлюлозой в выдувном резервуаре (V₉)

V₉=V₈-P₆== 6092,82 –91,39 = 6001,43 л

5.17 В нём растворённых органических веществ (S₁₅)

S₁₅ = S₁₃ –S₁₄=1327,48 –19,91 = 1307,57 кг органических веществ.

5.18 В нём растворённых минеральных веществ (М₉)

М₉= М₇ - М₈ =646,82 –7,14 = 639,68 кг минеральных веществ,

или в пересчёте на Na₂O

М₉: Е =639,68 : 1,358 = 471,045 кг «всей Na₂O».

Материальный баланс выдувки представлен в табл. 5.

Таблица 5

Материальный баланс выдувки

Вещества	Было в котле в конце сдувки	По окончании выдувки
		Уходит			Остаётся в выдувном резервуаре
		в виде паров	с перебро-сом	Итого уходит
1	2	3	4	5	6
1. Вода, л (кг)	7018,44	925,62	91,39	1017,01	6001,43
2.Органические вещества, кг: - целлюлоза;	880,00	-	-	-	880,00
-Растворённые в чёрном щёлоке	1307,57	-	19,91	19,91	1287,66
3 Минеральные вещества кг	646,82	-	7,14	7,14	639,68
ИТОГО	9852,26	925,62	123,42	1183,03	8808,77
В т.ч. «всей Na2O», кг	502,62	-	7,24	7,24	495,38

Материальный баланс системы: гр.(6 +5) =8808,77+1183,03= 9991,8 кг.= гр.2

Таблица 6

Сводный материальный баланс периодической сульфатной варки

Вещества	Приход				Расход							Остаётся в выдувном резервуаре		Суммарно
	со щепой	С белым щёлоком	с черным щёлоком	Всего	Переходит в раствор	уходит со сдувками		уходит при выдувке			Итого
						в виде пара	с перебросом		В виде пара	с перебросом	уходит
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10	11		12		13
1. Вода, кг (л)	1172,5	2956,45	3523,05	7652	_	428,98	278,58		925,62	91,39	1724,57		5927,43		7652
2. Органические вещества, кг: - древесина (целлюлоза); Газообразные продукты; - растворённые в щёлоке;	1913	-	-	1913	1013,01 *	-	-		-	-	-		880,0		1893
	-	-	-	—	—	20	-		-	-	20		-		20
	-	-	348,64	348,64	*→	-	20,49		-	19,91	40,4		1307,57 (*)		1347,97
3. Минеральные вещества, кг	-	517,74	149,41	667,15	-	-	20,33		-	7,14	27,47		639,68		667,07
ВСЕГО:	3085,5	3474,19	4021,1	10580,79	1013,01 (*)	448,98	319,4		925,62	118,44	1812,44		8754,68		1158,04 с(*)
- в том числе «всей Na2O»	-	368,33	149,41	517,74	-	-	15,12		-	7,24	22,36		495,38		517,74

Переходит в чёрный щёлок в состав растворённых органических веществ и учитывается там (*), т.е. из системы не выводится. Материальный баланс системы:

Σ гр.(12+11) = 8754,68+ 1812,44= 10567,12 кг = гр. 5 = гр.13 – гр.6*