Thiết kế lò đốt thu hồi cho nhà máy bột sunfat gỗ cứng

Thiết kế lò đốt thu hồi cho nhà máy bột sunfat gỗ cứng

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

ĐẶT VẤN ĐỀ 4

Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

1.1 Mục đích của quá trình thu hồi hóa chất 5

1.2 Quá Trình thu hồi hóa chất trong nhà máy sản xuất bột sunphat 5

Phần II: LẬP LUẬN CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 14

2.1 Lập luận chọn sơ đồ công nghệ đốt dịch đen 14

2.2 Chọn sơ đồ công nghệ 16

Phần III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NHIỆT LƯỢNG 18

3.1 Tính cân bằng vật chất 18

3.2 Tính cân bằng nhiệt lượng 31

Phần IV: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH 36

ĐẶT VẤN ĐỀ

Giấy và các sản phẩm từ giấy đóng một vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnhvực hoạt động của con người, đặc biệt trong xã hội văn minh giấy không thể thiếuđược, nó là một trong những vật dụng gần gũi nhất với mỗi người Giấy ngoài việcsử dụng làm phương tiện lưu trữ và phổ biến thông tin, nó còn được dùng rộng rãiđể bao gói, làm vật liệu xây dựng, vật liệu cách điện Với đà phát triển nhanh củakhoa học công nghệ hiện nay, giấy ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vựcmới.

Có thể nói sự tiến bộ của mỗi quốc gia, sự văn minh của loài người luôn gắnchặt với sự phát triển của ngành sản xuất giấy, tức là không thể tách rời một nềnvăn minh với sự đa dạng về chủng loại các sản phẩm giấy chất lượng cao cùng vớisự ứng dụng không giới hạn của chúng Hơn thế nữa, hoàn toàn có thể lấy năngsuất giấy, khối lượng tiêu thụ giấy để đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia haycủa toàn xã hội Ở nước ta, ngành giấy cũng được chính phủ đặc biệt chú ý và đầutư phát triển Nếu như năm 2000, sản lượng giấy đạt 215.000 tấn thì năm 2010,mục tiêu đạt 1.015.000 tấn.

Sản lượng bột giấy trong nhiều năm qua luôn tăng nhanh, dó là một tín hiệuđáng mừng, Tuy nhiên, việc phát triển công nghiệp giấy kèm theo đó có nhiều vấnđề lớn đặt ra, đó là xây dựng nhà máy giấy có hệ thống thu hồi và xử lý dịch nấu.Vì dịch nấu nếu không thu hồi mà thải ra môi trường, không những gây mất máthóa chất nấu dẫn đến không có hiệu quả kinh tế cao, còn gây ô nhiễm môi trường.Ở nước ta, chỉ có duy nhất nhà máy giấy Bãi Bằng là có hệ thống thu hồi hóa chất,còn lại các nhà máy khác đều thải trược tiếp dịch nấu ra ngoài môi trường, gây ônhiễm môi trường và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người Trong hoàn cảnhhiện nay, vấn đề môi trường lại là một vấn đề rất “nóng”, vì thế khi thiết kế mộtnhà máy sản xuất bột giấy và giấy, việc tính toán thiết kế hệ thống thu hồi hóa chấtlà một việc thiết yếu.

Chính vì thế, trong giới hạn đồ án môn học của em, em chọn đề tài: Thiết kế lòđốt thu hồi cho nhà máy bột sunfat gỗ cứng, năng suất 220.000 tấn bột khô gió /năm.

Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.1Mục đích của quá trình thu hồi hóa chất.

Thu hồi và tái sử dụng hóa chất trong sản xuất luôn là một trong những mốiuan tâm hàng đầu của công nghiệp bột giấy và giấy Giải quyết tốt được vấn đề nàykhông những mang lại lợi ích lớn về kinh tế mà còn là giải pháp hiệu quả nhất hạnchế ảnh hưởng của sản xuất đến môi trường.

Trong quá trình nấu bột, các thành phần của nguyên liệu hòa tan vào trong dịchnấu và tạo thành dịch đen, lượng dịch này tương đối lớn, đây chính là nguồn hóachất có giá trị cao, có khả năng tái sử dụng được, đồng thời cũng là chất thải gây ônhiễm cao nếu thải ra môi trường Vì thế mục đích của quá trình thu hồi hóa chất làthu hồi và tái sử dụng, lại hóa chất nấu, đồng thời thu nhiệt năng khi đốt dịch tạo ranăng lượng phục vụ sản xuất, góp phần bảo vệ môi trường.

Trên thế giới, vấn đề này đã được quan tâm và giải quyết một cách hiệu quả,tuy nhiên ở nước ta còn rất nhiều hạn chế, cả nước có duy nhất nhà máy giấy BãiBằng có hệt hống thu hồi hóa chất tương đối hiện đại, còn các nhà máy và cơ sởsản xuất bột vừa và nhỏ thì không có hệ thống thu hồi, gây ô nhiễm môi trường rấtlớn Vì vậy trước yêu cầu ngày càng khắt khe về bảo vệ môi trường, phát triển bềnvững và tăng sức cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm giấy, vấn đề thu hồi vàsử dụng dịch đen đối với ngành công nghiệp bột giấy và giấy là rất lớn, trongtương lai sẽ quyết định tự tồn vong của doanh nghiệp.

1.2 Quá Trình thu hồi hóa chất trong nhà máy sản xuất bột sunphat.

1.2.1 Thành phần hóa học của dịch đen nấu sunfat.

Dịch đen thu được trong quá trình nấu bột sunfat là một hỗn hợp các chất vôcơ và hữu cơ, thành phần vô cùng phong phú.

Các chất khô của dịch đen theo phương pháp nấu sunfat chứa 30 – 35 % cácchất vô cơ và 65 – 70 % hợp chất hữu cơ.

Các chất vô cơ chủ yếu là các chất cấu thành nên dịch trắng, còn dư chưa phảnứng hết trong quá trình nấu và thành phần tro của nguyên liêu ban đầu Các chất vôcơ chính là nguồn hóa chất sẽ được thu hồi và tái sử dụng trong sản xuất.

Các chất hữu cơ bao gồm sản phẩm tạo thành trong quá trình phân hủy và hòatan các thành phần nguyên liệu như Lignin, Bột, Hemibột, Tinh bột, các chất chiếtxuất… Trong quá trình chế biến dịch đen và thu hồi hóa chất, các chất hữu cơ lànguồn tạo ra nhiệt năng hoặc được chế biến thành các sản phẩm khác nhau.

Thành phần hóa học của chất khô đặc trưng cho thành phần hóa học của dịchđen Mỗi phương pháp nấu khác nhau sẽ cho dịch đen có thành phần khác nhau.Ngoài ra còn phụ thuộc vào chất lượng bột, dạng nguyên liệu, mức dùng hóa chất,tạp chất trong dịch trắng, hiệu suất nấu…

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của dịch đen nấu sunfat

Chất, nhóm chấtHàm lượng % so với bộtKTĐ

Các axit dễ bay hơi (tính theo axit axetic)10.53

Các chất tan trong etylic trong đó:6.44

Các axit mạnh, andehit và xeton phenol5.81

Điểm sôi: cao hơn so với nước hay dung dịch kiềm có nồng độ tương đương.Khả năng sinh nhiệt: Là một trong những tính chất quan trọng Trung bình khiđốt 1kg Lignin sinh ra một nhiệt lượng tương đương 25MJ, đối với Gluxit là12MJ/kg.

Nhiệt dung riêng: giảm khi nồng độ chất khô trong dung dịch tăng Hầu nhưkhông phụ thuộc vào nhiệt độ (dưới 100 độ C).

Khả năng tạo bọt: Cao do chứa lignin kiềm, các chất béo, chất nhựa, nhất là cácmuối của Na với axit hữu cơ Chúng là các chất có hoạt tính bề mặt cao, gây bọtlàm ảnh hưởng đến quá trình thu hồi.

Dịch đen thu hồi

Xử lý sơ bộ

Chưng

Thu hồi nhiệt và hơiTinh ăn mòn: Thấp ở nhiệt độ thường, rất cao ở nhiệt độ cao, vì khi chưng bốc,hơi thứ và nước ngưng chứa các a xit hữu cơ (HCOOH, CH3COOH) hay các chấtchứa lưu huỳnh (H2S, H3SH).

Tính kết dính: Cao do có chứa nhiều chất tồn tại ở thể keo, chủ yếu là các axitbéo, axit nhựa liên kết với nhau Một phần do tính kém bền của lignin kiềm.

Các tính chất và thành phần của dịch đen ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuhồi.

1.2.3 Sơ đồ công nghệ thu hồi hóa chất

Do những đặc điểm về thành phần và tính chất, dịch đen sunfat ở nhà máy sảnxuất quy mô lớn và hiện đại được thu hồi và tái sử dụng hoàn toàn Hiệu suất thuhồi với nấu gỗ có thể đạt tới 90 % Đối với cây thân thảo hiệu suất thấp hơn,thường không quá 70 %.

Thông thường một phần dịch đen được tái sử dụng ngay cho quá trình nấu nhưdùng để pha loãng dịch nấu, tẩm mảnh, phần còn lại được đưa đi thu hồi Trướckhi xử lí người ta còn có thể thu hồi một lượng hóa chất như dầu tallo, là hỗn hợpcác chất chiết suất chủ yếu là Tecpen và Skipida, đây là các chất có giá trị kinh tếcao.

Thuyết minh: Quá trình gồm 5 giai đoạn

Dịch đen loãng

Oxy hoá

Cô đặc

ĐốtXút hoá

NấuRửa

GĐ1: Sử lý sơ bộ dịch đen :

Mục đích của quá trình này là chuẩn bị cho quá trình chưng bốc và đốt dịch đạthiệu quả cao Dịch sẽ được làm sạch và tách các xơ sợi nhỏ, chất xà phòng, khửbọt bao gồm 4 công đoạn:

1- Loại cặn: Loại bỏ một lượng lớn xơ sợi nhỏ và tạp chất cơ học trong dịch.Do chúng làm giảm hiệu suất chưng bốc, kết bám trên đường ống và bề mặt traođôi nhiệt của thiết bị chưng bốc.

2- Tách xà phòng: Xà phòng tạo ra nhiều bọt trong quá trình chưng bốc, khôngnhững làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt mà còn gây mất mát kiềm khi chưng Việcloại bỏ xà phòng được thực hiện trong các bể chứa lớn, sử dụng các chất điện linhư Na2SO4, NaCl, Na2CO3 hiệu quả loại bỏ cao nhất khi nồng độ dịch đen 25-35 %.

3- Oxi hóa dịch đen bằng không khí: Nhằm tránh phản ứng thủy phân củaNa2S thành H2S, gây mất mát lưu huỳnh và tạo ra khí có mùi, có tính ăn mòn thiếtbị cao Việc oxi hóa dịch đen được tiến hành trong tháp oxi hóa dạng khí, mànghay loại xáo động Tuy nhiên việc oxi hóa dịch đen cũng có nhược điểm là sau khioxi hóa, hiệu quả sinh nhiệt của dịch đen giảm, kết bám thiết bị khi chưng bốc chonên hiện nay ít được sử dụng.

4- Tách loại silic: Silic có mặt trong dịch đen gây nhiều ảnh hưởng cho quátrình thu hồi hóa chất bằng phương pháp đốt Ví dụ như gây kết bám thiết bị chưngbốc, giảm khả năng sinh nhiệt của dịch, giảm hiệu suất kiềm hóa… Việc tách loạisilic là cần thiêt Phương pháp tách loại silic bao gồm: bổ xung kiềm, kết tủa vàtách loại silic dưới dạng kết tủa.

GĐ2: Chưng bốc dịch đen :

Khi rửa bột, dịch đen được pha loãng từ 2 đến 3 lần Dịch này được đưa đi thuhồi, hàm lượng chất khô chiếm 13 đến 17% Dịch đen như trên không thể đốtngay vì vậy cần phải cô đặc lại Sau khi cô đặc, nồng độ dịch đen phải đạt từ 60 %trở lên lúc này mới có thể đốt Các thiết bị chưng bốc chủ yếu được sử dụng làthiết bị chưng bốc màng dâng và màng rơi

Hình 1.1 sơ đồ công nghệ chưng bốc dịch đen

Trong thành phần chất khô của dịch đen sunfat có những hợp chất của lưuhuỳnh dạng vô cơ và hữu cơ Ngoài ra người ta còn bổ xung Na2SO4 vào dịch đentrước khi cho vào lò đốt để bù đắp lại phần kiềm đã bị mất mát trong quá trình sảnxuất.

CO, CO2

NaOH, Na,H2S

Na2SO4, C, CO2

Na2S, Na2CO3, CO2 800o CVÙNG KHỬ

VÙNG SẤY KHÔ

Hình 1.2 các phản ứng diễn ra trong lò đốt thu hồi

Quá trình đốt dịch đen sunfat chia ra 3 giai đoạn xảy ra nối tiếp nhau 1- Sấy khô kiềm

2- Nhiệt phân và than hoá chất khô hữu cơ, đồng thời xảy ra quá trìnhcacbonat hoá kiềm.

3- Cháy than và nóng chảy chất khô vô cơ đồng thời xảy ra quá trình khửnatrisunfat.

*Giai đoạn 1

Những phản ứng hoá học xảy ra ở giai đoạn thứ 1 – Giai đoạn sấy khô kiềm lànhững phản ứng giữa những thành phần trong dịch đen với khí lò Trong thànhphần của khí lò, ngoài khí CO2 còn có SO2, SO3 Trong thành phần của dịch đensunfat gồm có NaOHtự do Na2Stự do và những hợp chất của Na với các chất hữu cơ

trong kiềm Những thành phần trong khí lò và những thành phần chính trong kiềmtác dụng với nhau theo phản ứng.

*Giai đoạn 2.

Ở giai đoạn thứ 2 - giai đoạn nhiệt phân và than hoá chất khô hữu cơ đồng thờixảy ra quá trình cácbonat hoá kiềm, tạo ra những hợp chất như metylic,phenol….ngoài ra còn tạo ra một lượng nhỏ những hợp chất của sunfua như H2S,(CH3)2S, CH3HS, ankyl sunfua và một số sản phẩm bay hơi khác Phần lớn nhữngsản phẩm này bị bốc cháy và cháy trong dòng khí nóng để sinh ra CO, CO2, H2,SO2 và SO3

Trong thành phần khí đi ra khỏi lò chỉ còn lại một lượng rất nhỏ sản phẩm cháykhông hoàn toàn Do những hợp chất của sunfua và đặc biệt là H2S cháy khôngtriệt để khí lò có mùi rất đặc trưng.

Giai đoạn 3:

Đến đầu giai đoạn thứ 3 - giai đoạn cháy than, trong lò chỉ còn lại khoảng mộtnửa khối lượng Cacbon trong dịch đen ban đầu được chuyển về dạng than cốc.Trong số những hợp chất vô cơ còn lại sau khi nhiệt phân thì chủ yếu là Natricacbonnat được sinh ra chủ yếu do quá trình phân huỷ và ôxi hoá những hợp chấthữu cơ với Natri Ngoài ra Natri cacbonnat còn được sinh ra do quá trình cacbonat

hoá NaOH tự do và Na2S có sẵn trong dịch đen ban đầu Natri cacbonat và Natrisunfua có sẵn trong dịch đen ban đầu hoàn toàn không bị biến đổi trong giai đoạnđầu của quá trình đốt và cả lượng Natri sunfat bổ sung cũng không biến đổi ở giaiđoạn này Do quá trình phân huỷ những hợp chất hữu cơ mà trong thành phần củachúng có S và Na nên ở giai đoạn thứ hai có thể sinh ra thêm một lượng Natrisunfat mới và một số hợp chất của Lưu huỳnh như Na2S, Na2SO3… theo số liệucủa Venhemark thì trong khi chưng khô (không có không khí) kiềm, lưu huỳnhtrong chất khô sau khi chưng khô chủ yếu là Na2S nếu như có một lượng khôngkhí nào đó tức là trong điều kiện như khi đốt dịch đen thì ngoài Na2S còn cósunfit, sunfat và thiosunfat… tỷ khối các chất này phụ thuộc vào điều kiện nhiệtphân, nhiệt độ, khối lượng không khí cho vào lò đốt, ở điều kiện tối ưu thì trongquá trình nhiệt phân sẽ có tới 50% lưu huỳnh ở dạng hợp chất hữu cơ được chuyểnvề dạng hợp chất sunfua vô cơ.

Ở giai đoạn thứ 3 sẽ xẩy ra quá trình cháy tăng tốc và nóng chảy các muối vôcơ còn lại Trong quá trình đốt dịch đen, giai đoạn có tầm quan trọng đặc biệt đốivới quá trình công nghệ là giai đoạn thứ 3 của qúa trình đốt Giai đoạn này nhấtthiết không thể thiếu được, bởi vì chỉ có trong kiềm nóng chảy (kiềm lỏng) mớihoàn toàn có đủ điều kiện để cho quá trình khử Na2SO4 xảy ra Có phản ứng nàymới có thêm NaOH, Na2S là hai thành phần của dịch nấu sunfat Để cho than cốcđược cháy hoàn toàn trong giai đoạn thứ 3 cần phải có một lượng không khí dưnhất định Trong hệ thống lò đốt kiểu phun kiềm hiện nay, có 2 vùng thổi khôngkhí vào lò đốt - vùng thứ nhất dùng để thổi một phần không khí trực tiếp và vùngcháy để đốt than cốc, vùng thứ 2 dùng để thổi không khí vào lò để đốt cháy nhữngsản phẩm khí sinh ra do quá trình nhiệt phân, vùng này gọi là vùng thứ của lò, khốilượng không khí chung (theo lý thuyết) cần thiết để đốt cháy hoàn toàn những chấthữu cơ trong kiềm thành CO2, H2O, SO2

Theo lý thuyết độ xút hóa có thể đạt 98-99%, tuy nhiên thực tế không đạt đượcnhư vậy bởi có nhiều yếu tổ ảnh hưởng Với nồng độ dung dịch 64-124 g/l Na2CO3thì độ xút hóa đạt hợp lý nhất.

Phần II: LẬP LUẬN CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ2.1Lập luận chọn sơ đồ công nghệ đốt dịch đen

Hiện nay có nhiều phương pháp thu hồi và tái sử dụng hóa chất như: Hệ thốngthu hồi – xút hóa, Khí hóa Plasma, Xút hóa tự động… tuy nhiên phổ biến nhất làsử dụng hệ thống lò đốt thu hồi – xút hóa

Phổ biến nhất hiện nay là hệ thống lò đốt kiểu phun.

Hệ thống lò đốt kiểu phun chính là hệ thống nồi hơi, trong lò đốt của hệ thốngnày được đốt bằng một loại nhiên liệu thứ cấp – dịch đen với hàm kượng nước,hàm lượng tro khá cao Trong hệ thống lò đốt này thực hiện hai chức năng: chứcnăng thứ nhất là sản xuất hơi đốt (chức năng về nhiệt); Chức năng thứ hai là táisinh lại kiềm trong nhiên liệu là dịch đen (chức năng công nghệ) Hiện nay, cả haichức năng này được kết hợp rất có hiệu quả

Hình 2.1 Lò đốt thu hồi kiểu phun

Năng suất hơi đốt của hệ thống lò đốt kiểu này đạt tới 60 – 70 tấn/giờ Lượnghơi đốt này tương đương với đốt một lượng dịch đen khi sản xuất 300 – 350 tấnbột trong một ngày Hiện nay người ta đã thiết kế và chế tạo hệ thống lò đốt kiểuphun kiềm với năng suất hơi là 100 – 120 tấn/h (500 – 600 tấn bột trong một

ngày) áp suất hơi thu được trong lò đốt kiểu này đạt tới 60 – 70 at với nhiệt độ quánhiệt là 450oC> Trong trường hợp đặc biệt có thể sản xuất được loại hơi đốt với ápsuất 100 – 110 at với nhiệt độ quá nhiệt 480oC Đa số các hãng chế tạo loại lò nàyđảm bảo chắc chắn rằng chỉ cần đặt một lò đốt với năng suất tương ứng với năngsuất của nhà máy bột chứ không cần phải đặt thêm lò dự phòng mà vẫn đảm bảođầy đủ sản lượng sản xuất của nhà máy bột.

Bộ phận đốt của hệ thống chính là một lò có thiết diện hình vuông, chiều cao từ10 – 18m Thành lò và dưới đáy lò là một mạng lưới ống đốt hầu như phục vụ chonồi hơi.

Theo chiều cao của lò có thể chia ra 3 vùng – một vùng khử và một vùng oxihoá, và một vùng khí (Sấy).Vùng khử chính là vùng mà trong đó được chất đầy bởikiềm đỏ và cặn kiềm (khoảng cách giả thử là đến mép lớp vòi phun không khí thứnhất); vùng khí (ở giữa lớp vòi phun thứ nhất và lớp vòi phun thứ hai) Đặc trưngcủa vùng khử là thiếu oxy và nhiệt độ tương đối cao Vùng oxy hóa là vùng tính từmép lớp vòi phun không khí thứ hai đến chùm ống đốt đầu tiên của nồi hơi Hệthống lò đốt kiểu phun kiềm hiện nay thường làm việc với lượng không khí dư kháthấp, khoảng 1,1 – 1,15, trong đó khối lượng không khí được thổi vào lò để đốtbằng một quạt gió chung Trước khi thổi vào lò, không khí được đốt nóng sơ bộ, cóthể trong thiết bị đốt nóng bằng khí nóng hoặc trong thiết bị đốt nóng bằng hơi đốt.

Mạng lưới ống ở vùng oxy hoá thường để hở, còn mạng lưới ống ở vùng khửphải phủ kín bằng một lớp gang, trên bề mặt lớp gang được phủ bằng một lớp cáchnhiệt bằng hồ Crôm dày gần 100mm hoặc có thể đơn giản có thể chỉ bằng một lớphồ Crôm Lớp cách nhiệt bằng hồ Crôm có tác dụng bảo vệ rất tốt về tác dụng củaniệt độ cao Nhưng trong môi trường oxy hoá, dưới tác dụng của kiềm, lớp hồCrôm vẫn bị phân huỷ để tạo ra Crômat natri có khả năng hoà tan vào nước.

Đáy lò nhất thiết cũng phải dược che phủ bằng lớp hồ Crôm Hiện nay, ngườita làm đáy lò phẳng chứ không làm nghiêng Đáy lò được làm lạnh bằng nước vàcó cửa để cho liềm đỏ chảy xuống cửa hoà kiềm đỏ Cửa chảy kiềm đỏ cách đáy lò100mm Vì vậy mà dưới đáy lo luôn luôn có một lớp kiềm đỏ dự trữ, lớp kiềm đỏnày có tác dụng bảo vệ lớp lót côm khỏi sự tác dụng trực tiếp bởi những muối kiềmnóng chảy.

Vòi phun không khí vào lò bậc một đặt hơi nghiêng xuống phía dưới (khoảng15o) nhằm để cho không khí thổi xuống phía dưới mà không bị dòng khí cuốn lên

vùng thứ của lò đốt, vòi phun không khí bậc hai đặt nằm ngang Gần đây, người tađặt vòi phun không khí bậc hai theo phương tiếp tuyến Đặt vòi phun theo kiểu nàythì ở tâm lò sẽ tạo thành hình xoáy ốc có đường kính nhất định Như vậy sẽ thoảmãn được điều kiện – sản phẩm khí được cháy triệt để hơn và khi cường hoá lò đốtcó thể tăng cường lượng không khí vao lò ma không làm mất mát cặn kiềm theokhói lò.

Để đưa dịch đen vào lò đốt chủ yếu sử dụng hai cơ cấu Loại thứ nhất: vòiphun cơ học kiểu đu đưa của Tomlinson có tấm ngắt Vòi phun này được đặt ởgiữa thành lò chính diện Như vậy thành lò đối diện với vòi phun được bồi lên mộtlớp kiềm hoặc hạt kiềm được văng lên vùng oxy hoá và từ đó kiềm sẽ chảy suốngđáy lò Loại thứ hai: kiềm được đưa trực tiếp xuống đáy lò bằng một số loại vòiphun cơ học hoặc vòi phun hơi.

Trong nhiều trường hợp, kiềm còn được trọn với chất khô thu hồi được trongxyclon hoặc trong thiết bị lọc điện Nồng độ chất khô trong khi phun vào lò đốtthường trong khoảng từ 55 – 70% Trong trạm cô đặc, kiềm thường được cô đặcđến nồng độ 45 – 55% chất khô Còn tiếp tục tách nước đến nồng độ cần thiết đượctiến hành trong thiết bị bốc hơi tiếp xúc (tầng bốc hơi) đặt trước lò đốt Nhiệt đểbốc hơi nước trong thiết bị này là nhiệt thừa của khí lò Thiết bị bốc hơi này đồngthời cũng là thiết bị thu hồi cặn kiềm trong khí lò Để thu hồi cặn kiềm trong khí lòhiệu quả nhất là dùng phin lọc điện kiểu khô hoặc kiểu ướt.

2.2 Chọn sơ đồ công nghệ.

Sơ đồ công nghệ:Trình bày trên bản vẽ.

Thuyết minh dây chuyền.

Dịch đen sau khi cô đặc được đưa vào bể trộn 3, cùng với tro lắng ở hệ thốnglắng tro 4 và lọc tĩnh điện 6, Na2SO4 Được bổ xung vào bể 3 để trộn sau đó dịchđen được đưa sang hệ thống gia nhiệt 12 làm tăng hiệu quả đốt Dịch đen được đưavào hệ thống vòi phun dịch của lò đốt Bắt đầu quá trình đốt dịch, dầu đốt đượccấp vào qua hệ thống vòi phun dầu Không khí sau khi được gia nhiệt bằng hơinước được cấp vào lò đốt thành 3 vùng khác nhau nhằm đạt hiệu quả đốt tối ưu.Dịch đen được phun thành tia nhỏ vào lò, được đốt cháy cùng dầu, các chất vô cơnóng chảy (dịch đỏ) liên tục chảy qua máng thoát vào bể hòa tan 2 Dịch trắngloãng được bơm vào bể hòa tan để hòa kết hợp với dịch đỏ thành dịch xanh Trongquá trình hòa tan, sinh ra hơi nước kéo theo các chất vô cơ, hơi này được ngưng tụở xyclon tách khí 5 và chảy trở lại bể trộn, lương khí không ngưng được thải bỏ.Dịch xanh từ bể hòa tan được đưa sang dây chuyền xút hóa.

Lượng nhiệt do các chất hữu cơ trong dịch đen cháy tạo ra làm bay hơi nướctrong đường ống feston, sinh ra hơi trong bao hơi 11, sau đó hơi nước được đưasang hệ thống quá nhiệt hơi nước, hơi tạo ra có áp suất 8.4Mpa, nhiệt độ 480oCđược đưa sang nhà máy điện, một phần đưa đi sản xuất Lượng nước ngưng từ quátrình sản xuất được đưa về bể chứa nước ngưng 9 , sau đó được bơm tuần hoàn quahệ thống gia nhiệt 10 và đi vào nồi hơi 8 Nước từ nồi hơi 8 được tuần hoàn với hệthống ống sinh hơi của lò đốt và bao hơi 11.

Phần III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NHIỆT LƯỢNG3.1 Tính cân bằng vật chất.

3.1.1Tính tổng lượng chất khô đen đi đốt.

Các số liệu ban đầu :

1,Hiệu suất nấu sunfat :48% so với NLKTĐ.2,Khối lượng riêng của NL: 430 Kg/m33,Độ nén chặt:0,38 m3/m3

4,Nồng độ kiềm hoạt tính: 100 g/l.5,Mức dùng kiềm :18%Na2O.6,Độ sunfua :25%Na2S 7,Modun nấu sunfat 1:4 8, Độ khử sunfat :92%

9, Nồng độ dịch đen cho vào lò đốt 70% chọn tổn thất ở nấu rửa 10%

3.1.2 Tính lượng NLKTĐ để sản xuất ra 1 tấn bột khô gió.

-Lượng gỗ KTĐ để sản xuất thực tế chứa trong 1m3 nồi nấu.

Ta chọn hệ số chuyển đổi khối lượng kiềm hoạt tính từ đơn vị Na2O sang khốilượng muối vô cơ trong kiềm ở đơn vị riêng bằng 1,5.

Do đó khối lượng chất khoáng có trong dịch đen/1 tấn Bột

Nhiệm vụ của quá trình cô đặc là phải cô đặc tới 60% lượng chất khô.

Với năng suất nhà máy là 220000 tấn/năm thì năng suất của dịch đen đem côđặc trong 1 giờ sẽ bằng:

W =183327.78×(1−21.95

70 )=¿125841.43 Kg/hLượng dịch đen ra khỏi quá trình cô đặc

3.1.3 Thành phần khối lượng các chất trong dịch đen.

Thực nghiệm người ta đã xác định thành phần các chất trong dịch đen và đãđược đưa ra trong phần lý thuyết về đốt kiềm Từ đó ta có thể đưa thành phần vàkhối lượng các chất theo bảng sau.

Bảng 3.1 thành phần chất khô của dịch đen

Để xác định thành phần các chất trong kiềm đỏ ta phải tính từ thành phần kiềmtrắng

Lượng kiềm hoạt tính dùng cho quá trình nấu với mức dùng kiềm 18% so vớiNLKTĐ là

Na2S chiếm : 75.9

Na2SO4 chiếm 1,93% Đổi ra đơn vị riêng