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 5,1 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 5,1 кг/см², соответствует абсолютное давление Р_абс = 6,133кг/см² = 6,015 бар и температура

t_{кон. сд}=158.94C⁰ Энтальпия жидкости в этих условиях i'_158.94 = 670.91 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_161,41- i₉₉)= 7588,5 * (670.91 - 414,9) = 1942732 кДж

5.3. Выделится тепла целлюлозой и сухими веществами чёрного щёлока при их средней теплоёмкости q = 1,34 кДж/кгˣ°С (Q₅₎ :

Q₅= (Д₃ + S₁₃ + М₇)*q*(t_{кон. сд}-t_{выд.рез} )= (880,01 + 1443,81 +

684,89)*1,34*(158.94° - 99°) = 241658 кДж.

5.4. Суммарное количество выделившегося тепла (Q₆):

Q₆=Q₄ + Q₅ = 1942732 + 241658 = 2184390 кДж.

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

P_ср.выд = = 2,55 кг/см²,

или в барах = 2,55*0,980665 = 2,50 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} = 2,50 +1,0133 =3,513 бар.

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

r_ср._выд = 2147.61 кДж/кг.

5.7. Образуется паров вскипания при выдувке массы (Р₅):

P₅ = Q₆: r_ср._выд = 2184390 : 2147,61 = 1017,13 кг пара.

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

V₈ = V₆ - Р₅ = 7588,5 – 1017,13 = 6571,4 л.

5.9. Концентрация органических веществ в чёрном щёлоке (О_з):

O₃ = S₁₃ : V₈ =1443,81 : 6571,4 = 0,219711 кг/л.

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

С_мин.₃= М₇ : V₈ = 684,89 : 6571,4 = 0,104223 кг/л.

5.11. Концентрация сухих веществ в чёрном щёлоке (С_Ф2):

С_Ф2=(S₁₃+M₇) : V₈=(1443,81+684,89) : 6571,4 = 0,323934 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= 6571,4*0,015 = 98,6 л.

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

ф₂=С_Ф2*Р₆=0,323934 * 98,6 = 31,94 кг сухих веществ чёрного щёлока

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

S₁₄=О₃*Р₆=0,219711*98,6 = 21,66 кг органических веществ чёрного щёлока.

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

М₈= С_мин.₃*Р₆ = 0,104223 * 98,6 = 10,28 кг минеральных веществ

чёрного щёлока.

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

М₈ : Е = 10,28 : 1,344 = 7,65 кг «всей Na₂O».

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

V₉=V₈-P₆=6571,4 - 98,6 = 6472,8 л.

5.17. В нём растворённых органических веществ (S₁₅):

S₁₅ = S₁₃ –S₁₄= 1443,81 – 21,66 = 1422,15 кг органических веществ.

5.18. В нём растворённых минеральных веществ (М₉):

М₉= М₇ - М₈ = 684,89 – 10,28 = 674,61 кг минеральных веществ,

или в пересчёте на Na₂O:

М₉ : Е = 674,61 : 1,344 = 501,94 кг «всей Na₂O».

Материальный баланс выдувки представлен в таблице 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 перебросом	Итого уходит
1	2	3	4	5	6
1. Вода, л (кг)	7588,5	1017,1	98,6	1115,7	6472,8
2. Органические вещества, кг: - целлюлоза;	880,01	-	-	-	880,01
-Растворённые в чёрном щёлоке	1443,81	-	21,66	21,66	1422,15
3 Минеральные вещества кг	684,89	-	10,28	10,28	674,61
ИТОГО	10597,21	1017,1	130,54	1147,64	9449,57
В т.ч. «всей Na2O», кг	509,59	-	7,65	7,65	501,94

Материальный баланс системы:

Σ = гр.(6 + 5) = 9449,57+1147,64 = 10597,21 кг.= гр.2.

Сводный материальный баланс периодической сульфатной варки представлен в таблице 6.

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)	1053,0	3055,5	4104,9	8213,4	_	383,7	241,2	1017,1	98,6	1740,6	6472,8	8213,4
2. Органические вещества, кг: - древесина (целлюлоза); Газообразные продукты; - растворённые в щёлоке;	1955,56	-	-	1955,56	1055,55*↓	-	-	-	-	-	880,01	1935,56
	-	-	-	-	—	20	-	-	-	20	-	20
	-	-	425,88	425,88	*→	-	37,62	-	21,66	59,28	1422,15	1481,43
3. Минеральные вещества, кг	-	523,85	182,52	706,37	-	-	21,48	-	10,28	31,76	674,61	706,37
ВСЕГО:	3008,56	3579,35	4713,3	11301,21	1055,55 (*)	403,7	300,3	1017,1	130,54	1851,64	9449,57	12356,76 с (*)
- в том числе «всей Na2O»	-	389,77	135,80	525,57	-	-	15,99	-	7,65	23,43	501,94	525,37

*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) = 9449,57 + 1851,64 = 11301,21 кг = гр. 5 = гр.(13 – 6*)