Энерготехнологическое комбинирование в целлюлозно-бумажной промышленности - раздел Энергетика, Энергосбережение В энергетике При Производстве Целлюлозы Широко Применяют Эта, В Которых Осуществляется Тех...
При производстве целлюлозы широко применяют ЭТА, в которых осуществляется технологический процесс, сжигание так называемого черного щелока с восстановлением сульфата натрия. Одновременно в ЭТА вырабатывается водяной пар. Схема регенерации химикатов при производстве целлюлозы сульфатным способом [5] показана на рис. 3.2.
Древесная щепа поступает в варочный котел 1, в котором обрабатывается под давлением водяным паром в растворе едкого натрия NaOH и сульфида натрия Na2S, известного под названием белого щелока. Во время варки лигнин древесины растворяется в щелоке. Целлюлозная масса отделяется от варочного раствора и после промывки в баке 9 направляется в очистительное устройство и бумагоделательные установки. Варочный раствор, отмытый от целлюлозной массы, образует так называемый черный щелок, имеющий влажность W1 = 70 %. Для возврата в производство черный щелок, основными компонентами минеральной части которого являются Na2S, NaOH и Na2SO4, подлежит регенерации. Для этой цели он упаривается в многокорпусной выпарной установке 8 до содержания влаги W2 = 45 %. В каскадном испарителе 7 его влажность снижается до W3 = 33 %.
В данной установке применен каскадный испаритель, который обогревается горячим воздухом с температурой 300 °С, поступающим из вращающегося регенеративного подогревателя 6. После каскадного испарителя упаренный черный щелок и воздух поступают в топку содорегенерационного агрегата 5. Перед подачей в топку черный щелок предварительно подогревается в подогревателе 3 до 110 °С. Нижняя часть топки ошипована и покрыта хромитовой массой. Жидкий щелок подается в специальные форсунки, установленные выше уровня пода примерно на 5 м. Форсунки качающиеся с грубым распылом. Размер основной массы капель составляет 3-5 мм. Крупные капли подсушиваются на лету горячими
Рис. 3.2. Энерготехнологический содорегенерационный агрегат
1 – варочный котел; 2 – установка каустизации; 3 – подогреватель; 4 – бак;
5 – содорегенерационный агрегат; 6 – регенеративный воздухоподогреватель;
7 – испаритель; 8 – выпарной аппарат; 9 – промывочный бак
дымовыми газами и падают на под, образуя горящий слой подсушенного щелока. Сгорание щелока происходит в двух зонах: частично в слое и частично в объеме. Основной процесс сушки и сгорания органических веществ происходит в объеме топки, расположенном между подушкой огарка и щелоковыми форсунками. В этом объеме интенсивно выделяется теплота, используемая для получения пара. В связи с этим большая часть первичного воздуха подается в объем, расположенный ниже уровня щелоковых форсунок. Во время сжигания щелока сложные органические вещества распадаются и сгорают с образованием СО2, Н2О и SО2, а минеральные — выделяются в виде расплава, состоящего из Na2CO3 (80 %), и Na2S (18 %), небольшого количества Na2SO4, NaOH и др.
Жидкий расплав с температурой около 1000 °С поступает в бак 4, в котором растворяется промывочной водой из установки каустизации, образуя так называемый зеленый щелок. В установке каустизации 2 зеленый щелок обрабатывается гашеной известью, в результате происходит реакция между карбонатом натрия и гидроксидом кальция по уравнению
Nа2СОз + Са(ОН)2 = 2NaOH + СаСО3.
Сульфид натрия остается без изменения. Полученный белый щелок после отстаивания и промывки снова возвращается в производственный цикл.
Рис. 3.3.Однобарабанный содорегенерационный агрегат СРК-700:
1 – топочная камера с радиационными поверхностями нагрева; 2 – цельносварной под;
3 – защитный ширмовый фестон; 4 – двухступенчатый ширмовый пароперегреватель;
5 – экономайзер
Однобарабанный содорегенерационный агрегат СРК-700 (рис. 3.3) производительностью 700 т/сут абсолютно сухих веществ черного щелока рассчитан на параметры D = 27,7 кг/с, Р = 3,92 МПа и tпп = 444 °С. Топочная камера полностью экранирована. Под 2 выполнен из сварных плавниковых панелей, являющихся продолжением переднего и заднего экранов. Удаление расплава происходит с помощью трех леток, установленных на фронтовой стене. На боковых экранах 3 размещены шесть механических форсунок для распыления черного щелока и вспомогательные мазутные горелки. Воздух для горения подается через три группы сопел. Компоновка котла П-образная, все конвективные поверхности нагрева 4 в ширмовом исполнении.
Паропроизводительность котла обеспечивает расход пара на варочный котел (D1), на выпарную установку (D2) и на подогреватель (D3). Расходы черного щелока с влажностью W2 и W3 связаны с исходным расходом щелока G1 при влажности W1 соотношением
. (3.4)
При расходе черного щёлока G1 при влажности W1 затраты теплоты в выпарной установке для уменьшения влажности щёлока до значения W2 составят
, (3.5)
где r – теплота парообразования, кДж/кг.
Затраты теплоты на подогрев черного щелока (после каскадного испарителя с влажность W3) в подогревателе 3 составит
, (3.6)
где ср – теплоемкость осушенного черного щелока; 
- разница температур после и до подогревателя (обычно до подогревателя 70 °С после подогревателя 110 °С).
Затраты теплоты на испарение во влагокаскадном испарителе, который обогревается горячим воздухом, составят
. (3.7)
Все темы данного раздела:
Мунц В.А.
М90 Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях : конспект лекций / В.А. Мунц. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. 136 с.
ISBN 5-321-00985-7
978-5-321-00985
Энергоаудит
Энергетический аудит - это техническо-экономическое инспектирование систем энергогенерирования и энергопотребления предприятия с целью определить возможности экономии затрат на потребляемые топливн
Газообразные горючие ВЭР
Рассмотрим основные принципы использования газообразных горючих отбросных газов на примере сажевого производства. Технологическая схема получения сажи, необходимой для производства резины, представ
Огневое обезвреживание шламов металлургических производств
С середины 70-х годов прошлого века в черной металлургии активно начали использоваться схемы оборотного водоснабжения. Техническая вода отстаивается в баках отстойника от масел и окалины и направля
Газотрубные котлы-утилизаторы
При использовании теплоты высокотемпературных отходящих газов (Тг > 300-600 °С) устанавливаемые для этого котлы-утилизаторы (КУ) содержат обычно экономайзерные и испарительные
Водотрубные котлы-утилизаторы
Наиболее распространенными водотрубными котлами являются котлы марки КУ, выпускаемые Белгородским заводом. Завод выпускает шесть типоразмеров: КУ-40, КУ-60, КУ-100, КУ-100Б1, КУ-125, КУ-150 [4]. Ци
Котлы-утилизаторы за обжиговыми печами серного колчедана
При обжиге колчеданов получают два продукта: металл и диоксид серы. При содержании SO2 в продуктах сгорания более 7% становится рентабельным получение из газов серной кислоты. Поэтому до
Тепловой баланс схемы обжига колчедана
Запишем тепловой баланс для случая, когда в кипящем слое размещены и испарительные и пароперегревательные поверхности.
Баланс обжиговой печи
Установки сухого тушения кокса (УСТК)
В тепловом балансе коксовой батареи количество теплоты, уносимой раскаленным коксом, достигает 45-50 % от количества теплоты, поступающей на обогрев печи. Для быстрого охлаждения кокса на пр
Установки сухого тушения кокса (УСТК)
Укрэнергочермета опытно-промышленная установка сухого тушения кокса бункерного типа.
Установка (рис. 2.16) состоит [6, 7] из тушильного бункера 1 вместимостью 270 м3, котла мног
Тепловой баланс
Тепловой баланс камеры тушения кокса имеет следующий вид:
(2.14)
Теплота, отданная охлаждаемым коксом:
Котлы-утилизаторы в установках сухого тушения кокса
Для первых УСТК был разработан башенный котел КСТ-80 (см. рис. 2.16). Впоследствии был разработан котел КСТК-25/39С-1 (рис. 2.17). Котел барабанный, с принудительной циркуляцией, выполнен по V-обра
Котлы-утилизаторы сталеплавильных конвертеров
При кислородно-конвертерном процессе продувка чугуна проводится через водоохлаждаемую фурму техническим кислородом (98-99,5 %). Конвертерные газы состоят в основном из оксида углерода (СО = 90-95 %
Энерготехнологическое комбинирование в прокатном производстве
В прокатном производстве энерготехнологическое комбинирование позволяет снизить удельные затраты топлива на нагрев единицы массы металла. Котел на отходящих продуктах сгорания (рис. 3.1) устанавлив
Энерготехнологическое комбинирование в доменном производстве
Схема комбинированной установки сжатия и нагрева доменного дутья [5], конвертирования природного газа и выработки пара электроэнергетических параметров представлена на рис. 3.4.
Из доменно
Расчет тепловой схемы
1. Расчет каупера
На сжигание поступает доменный газ с расходом В. При сжигании образуются продукты сгорания с температурой t1. Температура t1
Энерготехнологическое комбинирование при получении водорода
Основным технологическим звеном энерготехнологической установки получения водорода является печь-реактор [8], где происходит паровая конверсия метана
Тепловой расчет схемы
Расход газа на конверсию В1, расход газа на сжигание В2, сжигание осуществляется с коэффициентом избытка воздуха a = 1,05-1,2. Расход воздуха на сжигание составл
Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок
В высокотемпературных установках многие конструктивные элементы находятся в зонах высоких температур, и надежная их работа обеспечивается системами принудительного охлаждения. Различают водяное и и
Испарительное охлаждение
Сущность испарительного охлаждения (рис. 3.12) заключается в охлаждении конструктивных элементов печей химически очищенной водой, причем отводимая от конструктивных элементов теплота затрачивается
Использование теплоты пароконденсатной смеси
Системы сбора конденсата являются функциональными элементами системы теплоснабжения предприятий. В связи с наличием в конденсате «пролётного» пара можно использовать энергетический потенциал пароко
Утилизация теплоты загрязненных стоков
Утилизацию теплоты загрязненных стоков осуществляют в аппаратах мгновенного вскипания. Горячая загрязненная жидкость поступает в камеру (испаритель), где поддерживается низкое давление (рис. 5.1).
Утилизация теплоты агрессивных жидкостей
В производстве серной кислоты большая часть ВЭР (95 %) заключается в физической теплоте кислоты, которая в процессе ее получения охлаждается от 80-140 °С до 40-60 °С. В среднем с 1 т выпускаемой се
Утилизация теплоты вентиляционных выбросов
Проблема утилизации теплоты вентиляционных выбросов - это во многом проблема трассировки воздуховодов, если иметь в виду существующие схемы приточной и вытяжной вентиляции. Основными типами вентиля
Влажный воздух, влажные продукты сгорания
Масса паров в 1 м3 влажного воздуха, численно равная плотности пара rп при парциальном давлении Pп , называется абсолютной влажностью. Отношение действительн
Утилизация теплоты низкотемпературных дымовых газов
Проблему эффективного использования теплоты отходящих газов энергетических котлов и промышленных печей можно решить путем установки за ними контактных теплообменников с активной насадкой – КТАНов [
Основные типы парогазовых установок
Парогазовые установки с котлами полного горения (ПГУПГ) создают, объединяя серийные газотурбинные агрегаты и паротурбинные установки [12]. Принципиальная тепловая схема конденсационной ПГУПГ
Количественные показатели термодинамических циклов ПГУ
Основные расчетные соотношения цикла ГТУ
Температура воздуха после компрессора:
. (7.1)
Температура газов
Термическая эффективность парогазовых установок
Коэффициент термической эффективности определяется из уравнения
. (7.21)
Для конденсационных парогазовых установок коэффиц
Соотношения между параметрами газового и парового циклов
Критерием, определяющим целесообразность утилизации теплоты отходящих газов, является термический КПД. Для определения термического КПД рассмотрим термодинамический цикл, состоящий из двух циклов –
Парогазовые установки с впрыском пара
В парогазовых установках с впрыском пара (ПГУ ВП) в воздушный или газовый тракт энергетической газотурбинной установки (ГТУ) подаются продукты сгорания топлива и водяной пар, которы
Модернизация котельных в ТЭЦ
При существующем соотношении цен на энергоносители и оборудовании стала чрезвычайно целесообразной выработка электроэнергии на тепловом потреблении. Наиболее простой путь - это реконструкция сущест
Газопаровая установка со сжиганием топлива в кислороде
В США идет разработка третьего поколения энергоустановок со сжиганием в среде кислорода газообразного топлива, полученного из угля. Коэффициент полезного действия 36-40%, с учетом потерь на газифик
Опытно-промышленная газотурбинная расширительная станция (ГТРС) на Среднеуральской ГРЭС
Транспортировка природного газа по магистральным газопроводам на большие расстояния осуществляется под давлением, достигающим после подкачивающих станций 7,0-7,5 МПа. По традиционной схеме для испо
Расчет мощности расширительной турбины
Запишем первый закон термодинамики через внутреннюю энергию и энтальпию в следующем виде: и
Термодинамическая оценка
В общем случае энтропия определяется следующим образом: . Изменение энтропии в любо
Теплоснабжение от котельной
Тепловая нагрузка задана и составляет Q МВт.
Установленная мощность котельной должна быть выше с учетом резервирования, тогда капитальные затраты на котельную составят
Утилизационная установка компрессорной станции
Капиталовложение включают в себя две составляющие: капитальные затраты на установку теплообменника и на сооружение магистрального трубопровода теплоснабжения.
1. Затраты на установку тепло
Снижение потерь теплоты с уходящими газами
Основными потерями в котельных установках являются потери с теплотой отходящих газов [17]. Потери теплоты с уходящими газами (q2) в котлах без хвостовых поверхностей, работающих с
Потери теплоты с химической неполнотой сгорания
Они должны быть сведены к нулю за счет правильного выбора горелок, качества изготовления и монтажа, проведения наладки работы горелок и топочных туннелей.
3. Потери теплоты в ок
Возврат конденсата в котельную
В практике эксплуатации паровых систем теплоснабжения недостаточное внимание уделяется сбору и возврату конденсата в котельную, а это приводит к значительному перерасходу топлива. Перерасход газа (
Использование тепловой энергии непрерывной продувки котлов
При избыточном давлении пара =1,6-1,3 МПа, наиболее распространенном в отопительно-производственных котельных, каждый процент продувки, есл
Режимы работы котельного оборудования
Большие, легкодоступные, практически не требующие затрат резервы экономии газа и электроэнергии заключены в оптимальном распределении нагрузок между котлами, работающими на общего потребителя.
Оптимизация работы насосного и тягодутьевого оборудования
В целях обеспечения надежности, как правило, тягодутьевое оборудование устанавливается с большим запасом мощности. Это приводит к тому, что дымососы и вентиляторы работают далеко от области максима
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ТОПЛИВА НА ВЫРАБОТКУ ТЕПЛОТЫ
Полная потребность в условном топливе длякотельной в планируемом периоде определяется с учетом потерь топлива при транспортировании и хранении, т у.т.:
Bполн = φ
РАСХОД ТЕПЛА НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ В КОТЕЛЬНЫХ
Общий расход теплоты на собственные нужды котельной определяется расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного теплоисточника, как сумма расходов теплоты (пара) на отдельные элемен
Потери тепла баками различного назначения
(декарбонизаторы, баки-аккумуляторы и пр.)| определяют по формуле
, кДж
Тепловые потери трубопроводов
Качество изоляции трубопроводов особенно в небольших населенных пунктах не соответствует нормам. Достаточно часто встречаются протяженные участки плохо изолированных либо совсем неизолированных тру
Энергосбережение в промышленных системах воздухоснабжения
9.3.1 Методика нормирования расхода электроэнергии на выработку сжатого воздуха
Норма удельного расхода электроэнергии на привод рассчитывается на теплый и холодный период
Снижение теплопотерь за счет использования двухкамерного остекления
Рассмотрим, как снизятся потери теплоты за счет замены обычного однокамерного остекления площадью 20 м2 на двухкамерный стеклопакет. Исходные данные для расчета: зазор между стеклами D =
Система инфракрасного обогрева производственных помещений
Инфракрасные системы обогрева (ИКО) имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными системами [21]:
· высокая надежность теплоснабжения: отсутствие водяного цикла исключает размораживан
Новости и инфо для студентов