Испарение гидролизата по ступеням
Ступени испарения |
Давление, МПа |
Температура, °С |
Удельная энтальпия воды, кДж/кг |
Теплота испарения, кДж/кг |
Выход пара, т |
Энтальпия пара, кДж |
I |
0.5 |
151.1 |
637.3 |
2112.6 |
0.4765 |
943.28 |
II |
0.28 |
130 |
546.8 |
2176.7 |
0.666 |
1385.47 |
III |
0.12 |
104.2 |
437.02 |
2245.8 |
0.752 |
1613 |
Количество жидкости, испарившейся в испарителях, т;
I
ступени 17(698.35 - 637.3)*0.97 = 0.4765
(2.24)
2112.6
I
I
ступени (17 - 0.4765)*(637.3 - 546.8)*0.97 =
0.666 (2.25)
2176.7
III ступени (17 - 0.4765 - 0.666)*(546.8 - 437.02)*0.97 = 0.752 (2.26)
2245.8
Испарилось жидкости в испарителях, т;
+ 0.666 + 0.752)*56.25 = 106.3 (2.27)
Количество гидролизата, поступающего в инвертор, т;
- 106.3 = 849.9 (2.28)
Количество жидкости, испарившейся в инверторе, т;
849.9*(437.02 - 415.65) = 8 (2.29)
2266.79
где 415.65 - удельная энтальпия гидролизата при температуре 99.2°С, кДж/кг;
- коэффициент потерь тепла ;
- теплота испарения при температуре 99.2°С, кДж/кг;
Тогда количество гидролизата, поступающего на нейтрализацию составит, т
- 8 = 841.9 (2.30)
Количество РВ, образующихся при гидролизе, т
56.25*0.475 = 26.72 (2.31)
Концентрация РВ в гидролизате, %
26.72*100/841.9 = 3.174 (2.32)
Для определения расхода пара на перколяцию необходимо знать температуру и количество воды, поступающей в водоподогреватель. В то же время для расчета подогрева воды в решоферах, нужно знать количество прошедшей через них воды. Поэтому расчет подогрева воды в решоферах и водоподогревателях делается совместно. При этом необходимо учитывать, что в решоферах нагревается не только вода, поступающая на перколяцию, но и вода, поступающая на загрузку. Уравнение теплового баланса подогрева воды в решоферах и водоподогревателях имеет следующий вид:
- Х - 182.3)*4.19*53.5 + 0.752*56.25*2245.8*0.95 + 0.666*56.25* *2176.7*0.95 + 0.4765*56.25*2112.6*0.95 + Х*2794.7 =
= 726.75*763.8 + 335.2*182.3 (2.33)
где - Х - расход пара в водоподогревателе, т;
- температура воды, поступающая на подогрев, °С
- коэффициент, учитывающий потери тепла;
Остальные данные описаны выше.
Решив это уравнение получим:
Х = 106.07 (2.34)
Расход оборотной воды на перколяцию, т;
- 106.07 = 620.68 (2.35)
Суммарный расход воды на смачивание сырья и на перколяцию, т;
+ 182.3 = 802.98 (2.36)
В расчете количества пара на подогрев сырья в гидролизаппарате принята температура варочной кислоты, идущей на смачивание сырья, 80°С. Эта кислота на 99.2% состоит из воды, поступающей из решоферов III ступени. С учетом потерь тепла (на 1°С) в коммуникации и при разбавлении холодной кислотой вода в решоферы должна поступать с температурой
80 + 1 - 27.5 = 53.5 (2.37)
Проверяем температуру воды после решоферов III ступени:
53.5 + 0.752*2245.8*0.95*56.25 = 80.3 (2.38)
802.98*4.19
Следовательно, принятая по предварительному расчету температура воды 80 град., правильна. Температура воды после решоферов II ступени:
+ 0.666*2176.7*0.95*56.25 = 105.74 (2.39)
726.75*4.19
Температура воды после решоферов I ступени:
+
0.4765*2112.6*0.95*56.25 = 126.42
(2.40)
620.68*4.19
Энтальпия массы, находящейся в гидролизаппарате перед выгрузкой лигнина, составляет 52290177 кДж. Во время выгрузки температура массы лигнина и его влаги снижается до 100°С. Освободившееся тепло расходуется на испарение влаги, количество которой определяем из уравнения:
52290177 = 19690*1.43*100 + (59060 + 1440)*4.19*100 + 2681*Х (2.41)
где 2681.6 - удельная энтальпия пара при температуре 100 °С, кДж/кг
Х = 9 (2.42)
Энтальпия образовавшегося пара , кДж;
9000*2681.6 = 24125007 (2.43)
Остается влаги в лигнине, т;
+ 1.44 - 9 = 69.5 (2.44)
Общая масса выгружаемого лигнина, т;
69.5 + 19.6 = 96.4 (2.45)
Влажность лигнина, % ;
69.5*100/96.4 = 72.43 (2.46)
Таблица 2.4.2