КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу:__Технология целлюлозы________________________________
НА ТЕМУ: _______________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Руководитель
__________ _ ___________ ___ Л. А. Миловидова __
(должность) (подпись) (инициалы, фамилия)
Постановлением комиссии от _____________________________________
признать, что студент(ка) _____________________________________
защитил(а) отчет с оценкой ______________________________________
Председатель комиссии ____________________________
(подпись) (инициалы, фамилия)
Члены комиссии ____________________________
___________________________
Архангельск
2005 г.
Архангельский государственный технический университет
Кафедра технологии целлюлозно-бумажного производства
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
| по дисциплине __ Технология производства бумаги и картона _______________ |
| студенту _____6 _ __ курса __2603___ группы, _ __заочного___________ факультета |
| __________ Метропольская Наталья Святославовна ________ (фамилия и инициалы) |
| Т Е М А: Проект отбельного цеха производительностью 110000 т/г для производства сульфитной целлюлозы для вескозы _________________________________________________________________________ |
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА: _________________________________________________
| 1.______________________________________________________________________________ 2. _____________________________________________________________________________ 3.______________________________________________________________________________ 4.______________________________________________________________________________ 6.______________________________________________________________________________ 7.______________________________________________________________________________ |
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ:
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Срок проектирования с ________________ 200__ г. по ______________ 200__ г.
Руководитель проекта ___________________________ Л. А. Миловидова
(подпись) (инициалы, фамилия)
Введение.
В настоящее время свыше половины всего количества вырабатываемой в мире целлюлозы, выпускается в беленом виде, т. е. подвергается отбелке. Основная цель отбелки – придание целлюлозе белого цвета. Кроме повышения белизны, процесс отбелки должен обеспечивать стабильность белизны, т. е. сохранение белизны на достигнутом уровне в течение длительного времени при хранении, использовании и переработке целлюлозы.
В настоящее время в производстве применяются исключительно методы комбинированной многоступенчатой отбелки с использованием на отбельных ступенях процесса различных отбеливающих реагентов. Схемы отбелки должны соответствовать современным требованиям экологической безопасности: без применения молекулярного хлора (ECF) и полностью без применения соединений хлора (TCF).
В качестве делигнифицирующих и отбеливающих реагентов в схемах TCF наиболее широко применяются O2, O3, H2O2, а в схемах FCF – ClO2.
Одним из важных условий отбелки является количество сбрасываемого адсорбированного органического хлора (AOX). На предприятиях, работающих по схемам ECF после биологической очистки и переработке стоков AOX должно быть не выше 0,2 кг/т, а после отбелки не должно превышать 0,4-0,5 кг/т
Стандарты на готовую продукцию, сырьё, химикаты.
1.1 Целлюлоза сульфитная вискозная (ГОСТ 5982-84). Показатели качества
Таблица 1
| Показатель | Высший сорт | Первый сорт | Второй сорт |
| Массовая доля α-целлюлозы, %, не менее | 92,5 | 92,0 | 90,0 |
| Динамическая вязкость, мПа*с(мПа) | 24,0+-2,0 (240+-20) | 24,0+-2,5 (240+-25) | 22,5+-2,5 (225+-25) |
| Реакционная способность CS2/NaOH, %, не более | 80/11 | 80/11 | 80/11 |
| Массовая доля золы, %, не более | 0,08 | 0,12 | 0,12 |
| Массовая доля железа, %, не более | 0,0008 | 0,0015 | 0,0015 |
| Массовая доля кремния, %, не более | 0,006 | 0,009 | 0,009 |
| Массовая доля кальция, %, не более | 0,0075 | 0,0100 | 0,0120 |
| Массовая доля смол и жиров, %, не более | 0,20 | 0,30 | 0,35 |
| Белизна, %, не менее | |||
| Сорность, число соринок на 1 м2 листа площадью: св. 0,06 до 2,0 мм2 включительно, не более более 2,0 мм2 | Не допускается | ||
| Масса целлюлозы площадью 1 м2, г | 600…700 | 600…700 | 600…700 |
| Набухание, % | 450…550 | 450…550 | 450…550 |
| Влажность, % | 6…10 | 6…10 | 6…10 |
| Массовая доля мелкого волокна, %, не более | |||
| Растворимость в растворе гидроксида натрия с массовой долей 10%,%, не более | 9,3 | 9,9 | 11,5 |
| Растворимость в растворе гидроксида натрия с массовой долей 18%,%, не более | 5,1 | 5,5 | 6,5 |
1.2 Требования к используемым химикатам
Таблица 2
| Наименование химиката | Расход, кг | Концентрация |
| 1. NaOH | 25.0 | 100.0 г/л |
| 2. O2 | 20.0 | 100.0 % |
| 3. Cl O2 | 0.8 | 15.0 г/л |
| 4. NaOH | 100.0 | 100 г/л |
| 5. NaOCl | 7.0 | 40.0 г/л |
| 6. SO2 | 6.0 | 4.0 % |
Выбор и обоснование технологической схемы
2.1 Схема отбелки небеленой сульфитной целлюлозы для производства вискозной целлюлозы: КЩО-Д-ГО-Г-К.
Ступень КЩО (обработка целлюлозы в щелочной среде) Является практически обязательной делигнифицирующей ступенью современной схемы отбелки как для технологии ECF, так и TCF. КЩО проводится в качестве первой ступени и полностью исключает процесс хлорирования, уменьшает общую продолжительность отбелки, увеличивает выход целлюлозы на 3,5-6%.
Применение КЩО обеспечивает следующие преимущества: уменьшение химических потерь при отбелке целлюлозы для химической переработки на 4-6%, это снижает расход древесины на 1т целлюлозы или соответственно увеличивает производительность отбельного цеха: более глубокое удаление смоляных веществ, что снимает проблему смоляных затруднений и повышает качество получаемой целлюлозы; позволяет снизить число Каппа перед отбелкой и соответственно снизить расход белящих реагентов, сохранив прочностные показатели целлюлозы.
Ступень Д.
Диоксид хлора применяется как самостоятельный реагент. Отбелка СlO2 при повышенной температуре позволяет сэкономить 25% от общего расхода хлора, а также избежать пожелтения полностью отбеленной целлюлозы.
Ступень ГО.
Ступень горячего облагораживания является обязательной при отбелке целлюлозы идущей на химическую переработку (для вескозы). Основная цель облагораживания, удаление гемицеллюлоз и низкомолекулярных фракций клетчатки; увеличение массовой доли α-целлюлозы, этот показатель служит мерой степени облагораживания.
При ГО с применением NaOH зольность, смолистость существенно снижается, что важно при производстве вискозной целлюлозы.
Ступень Г
Наличие ступени гипохлоритной отбелки является основным недостатком общей схемы отбелки. При использовании NaOCl образуется вредное газообразное соединение – хлороформ, и в сточных водах отбельного цеха присутствуют хлорорганические соединения. Однако данная ступень отбелки включена в схему т. к. она обеспечивает следующие показатели: гипохлорит регулирует степень разрушения волокна предназначенного для химической переработки (свойства вискозной целлюлозы зависит от длины молекулярных цепей); обеспечивает однородность целлюлозы, т. к. колебания вязкости допускаются в узких пределах.
Ступень К.
В общей схеме ступень Г является завершающей ступенью отбелки, поэтому целлюлоза подвергается операции кисловки. Обработка SO2 в данном случае проводится в отбельной башне, где происходит процесс нейтрализации остатков гипохлорита, повышается стабильность белизны, регулируется зольность.
2.2 Технологический процесс.
Сульфитная небеленая целлюлоза из БВК с концентрацией 12% подаётся в реактор КЩО. Также в насос подаётся водный раствор NaOH. В смеситель подаётся кислород и пар для нагрева массы. Реактор представляет собой ёмкость в форме цилиндра с конусами. Масса выдувается из котла в глубь реактора и выгружается из него в верхней части в выдувной резервуар, где из массы выделяется избыток кислорода. Далее масса насосом перекачивается во входную часть пресса и равномерно распределяется по ширине ванны с помощью массораспределительного шнека. В ванне размещается фильтрующий барабан. Жидкость ударяется о перфорированную пластину установленную на поверхности барабана. Зона вытеснения оснащена распределительными мешками для промывной воды. Промывная вода вытесняет жидкость, поступающую с массой. Целлюлозная папка поступает в зону вытеснения при концентрации около 15%. Постепенное уменьшение сечения в зоне приводит к дальнейшему увеличению концентрации. На выходе из зоны вытеснения папка целлюлозы затягивается в зазор под прессовым цилиндром. Под давлением прессового цилиндра папка достигает концентрации 30%, снимается с барабана скребковым устройством и подаётся на разбавление в шнек. Разбавление производится фильтратом следующей ступени. На данной ступени используется фильтрат ступени Д. Избыток фильтрата сбрасывается в канализацию через перелив.
Масса после фильтр-пресса №1 насосом через смеситель химикатов подаётся в башню обработки диоксидом хлора. Раствор ClO2 подаётся в смеситель химикатов. Обработанная химикатом масса поступает в нижнюю часть колонки внутри, колонки движется снизу вверх, переливает его через край и спускается вниз по зазору между колонкой и стенками башни. Внизу башни масса разбавляется фильтратом из бака оборотной воды ступени ГО, который подаётся центробежным насосом. Масса перемешивается пропеллерными мешалками установленными внизу башни и массным насосом подаётся на пресс-фильтр №2. На прессе идёт процесс промывки и отжима целлюлозы (аналогично пресс-фильру №1). В шнеке масса разбавляется оборотной водой ступени ГО. Также в шнек подводится пар для нагрева массы до определённой температуры.
С пресс-фильтра №2 масса насосом через смеситель химикатов, в который подаётся раствор NaOH, подаётся в башню ГО. После процесса облагораживания целлюлозная масса подвергается промывке в две ступени на пресс-фильтра №2 и №3.
На промывку целлюлозы на пресс №2 подаётся оборотная вода от фильтрата с пресс-фильтра №3. На пресс-фильтр №3 подаётся умягченная вода.
После пресс-фильтра №3 масса насосом через смеситель химикатов, куда подаётся раствор гипохлорита, подаётся на ступень Г. Из башни масса насосом перекачивается на пресс-фильтр №4, где промывается умягченной водой.
На ступени кисловки идёт аналогичный процесс обработки, как на ступени Г. После башни масса через очиститель поступает в БВК беленой целлюлозы.