GB T 27727-2011 筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法.pdf
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1、ICS 85-010 Y 30 GB 中华人民圭t./、和国国家标准GB/T 27727-2011 筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency in screening and CEHP bleaching system 20门-12-30发布2012-07-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 27727-2011 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准
2、由全国造纸工业标准化技术委员会(SAC/TC141)归口。本标准起草单位:中国制浆造纸研究院、大连工业大学、湖南泰格林纸集团有限责任公司。本标准主要起草人:刘秉饿、张清文、张扬、邱文伦。I GB/T 27727-2011 1 范围筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法本标准规定了筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率的计算方法。本标准适用于制浆造纸企业筛选、CEHP四段漂白系统的能量平衡及能量效率测试与计算。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
3、文件。GB/T 27736-2011 制浆造纸企业生产过程的系统能量平衡计算方法通则3 能量平衡方框圄3. 1 筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡方框图见图10Q6 Q, Q. Q, Q5 Qg Q1 Q2 Q3 图1筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡方框图3.2 体系边界:从蒸煮洗涤后浆料进入筛选、CEHP四段漂白车间开始,至最后成漂白浆为止。3.3 图1中符号说明:Q1一一一浆料带人的热量;Q2-通入过热蒸汽带人的热量;Q3一一Q4一一一加入漂剂、助剂带入的热量;Q5一一化学反应热的热量;Q6一一浆料带出的热量;Q7二一排放的废水、溢流带走的热量;1 G/T 27727-2011 Qs-一
4、散热损失的热量;也排渣带出的热量。图1中符号的单位为ML4 能量平衡计算公式说明(以生产1t漂白浆为基准)4. 1 输入热量4. 1. 1 浆料带人的热量Q按式(1)计算:Q=(C纤饲I纤十C水m水) (t1 - to) ( 1 ) 式中:C纤一一浆料纤维的比热容,MJ/(t.OC); C水水的比热容,MJ/Ct.OC); m纤绝干纤维的量,t;m水浆料中水的量,1;t 浆料温度:C;t。一一基准温度,OOC。4. 1.2 通入的过热蒸汽带人的热量也按式(2)计算:Q2工C汽(tg - tb) +凡+C在(tb - to) m2 .( 2 ) 式中:C汽过热蒸汽的比热容,MJ/(t.OC);
5、m2 通入蒸汽的量,1;tg一一过热蒸内的温度,OC;tb一一相应压力饱和蒸汽的温度,OC;Yb一一一相应压力下的汽化潜热,MJ/to4. 1. 3 加入的清水、白水带入的热量Q3按式(3)计算(白水按清水计): Q3 =C水.m3水(t3 -to) 式中zm3水送入水的量,1; t3 送入水的温度,OC。4. 1.4 加入漂剂、助剂带人的热量Q按式(的计算=( 3 ) Q4 = (Cx m4a十C水.m4水) (t4 - to) ( 4 ) 式中zCx一一某种漂剂的比热容,MJ/(1.OC); m4. 漂液中漂剂的用量,1;m4水一一漂液中水的用量,1; h 一一漂剂送人的温度,OC。4.
6、1. 5 化学反应热的热量Qs按式(5)的计算:Qs =A. ms . ( 5 ) 式中:A一一该种化学品的单位发热量,MJ/kg;m 加入化学品的用量,峙。2 GB/T 27727-2011 4.2 输出热量4.2.1 浆料(排渣)带出的热量也按式(6)计算:Q6=(C纤m四十C水m6水).(t6-tO)( 6 ) 式中:m6纤绝干纤维的量,t;m6水-一一浆料中含水的量,t;h 一一浆料的温度,.C。4.2.2 排放的废水、溢流带走的热量Q7按式(7)计算:Q7 =C水m7 (t7 - to) 式中zm7 排水的量,t;t7一排水的温度,.C。4.2.3 散热损失的热量也按式(8)计算:Q
7、s =Q入一Q出式中zQ人输入的热量,MJ;Q出输出的热量,MJ。4.3 电能计算计算全系统的总用电负荷P见式(的,即:. ( 7 ) . ( 8 ) P =c. K . Pi =c. (Kj Pj +K2 P2 + +Kn Pn) . ( 9 ) 式中z一一参差系数,一般取c=o.80. 9; Ki一一用电设备的需要系数;Pi一用电设备的装机容量,kW。5 筛选、CEHP四段漂白系统有关效率的计算5. 1 筛选、CEHP四段漂白系统生产1t漂白浆所需热能Q(GJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆)按式(10)和式(11)计算:Q=Q2 . ( 10 ) M=m2 (附蒸汽参数). . . . .
8、( 11 ) 5.2 筛选、CEHP四段漂白系统生产1t漂白浆所消耗的电能(kW h/t浆)按式(12)计算:式中:P 一一全系统的用电负荷,kW;22.5一一每天工作的时间,h;=22.5.P/G G -一筛选、CEHP四段漂白系统的漂白浆产量,t/d。5.3 筛选、CEHP四段漂白系统生产1t漂白浆所需清水H(t/t浆)按式(13)计算:. ( 12 ) 3 GB/T 27727-20门H二G1十Gz十M式中:G1-一随漂白化学药品进入的清水量,t;Gz一-洗浆用清水量,t;M 系统使用的直接加热的低压蒸汽量,to5.4 筛选、CEHP四段漂白系统生产1t漂白浆所排放的废水量FCt/t浆)
9、按式(14)计算zF=m7 注:筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A。6 能量平衡表筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡表见表10表1筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡表输入能量输出能量序号数量项目项目MJ 1 浆料带人的热量Ql2 通人过热蒸汽带入的热量Q,3 加入的清水、白水带人的热量Q34 加入漂剂、助剂带入的热量Q5 化学反应热的热量Qs6 浆料带出的热量Q57 排放的废水、溢流带走的热盐Q,一-8 散热损失的热盐Qs9 排渣带出的热量也合计合计、一一一7 能量流向图. C 13 ) C 14 ) 数量MJ 二按照GB/T27736-2011中5.3.5的
10、要求绘制筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡流向图。4 GB/T 27727-20门附录A(资料性附录)筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡及能量效率计算实例A.1 能量平衡有关数据A. 1. 1 水的比热容4.187町/(t.C),纤维的比热容1.423如叮/(t.C);氯气的比热容0.482问/(t.C),碱的比热容3.915MJ/(t .C);次氯酸盐的比热容3.978MJ/(t .C);过氧化氢的比热容3.978MJ/ (t .C)。A. 1.2 筛选系统:生产1t漂白浆用蒸煮后浆料1.1 t,浆料带入筛选系统的温度30.C,浓度3.64%; 排渣率0.2%,排渣浓度4%;加入白水的量6.
11、43t,白水的温度30.C;送入氯化段的浆浓度为3%,温度30.C。漂白浆生产能力为日产漂白浆(绝干)96.46t。A. 1. 3 加热蒸汽的参数:温度230.C,压力0.5MPa,查0.5MPa饱和蒸汽表得:t=150.C,y旧=2118.5 MJ/t,C汽=2.001MJ/(t .C)。A. 1.4 汽化器、氯化塔z通人汽化器的蒸汽量0.096t;通人的氯气量65kg/t浆,氯气温度20.C;通入20.C的清水1.2 t;氧化后浆料带出温度34.5.C,浓度3%;氯化过程中浆料损失3.5%。A. 1.5 111真空洗浆机洗涤白水量37.65t,白水温度30.C;排放废水温度30.C;带出浆
12、料温度30.C , 浓度10%。A. 1.6 碱处理塔:加入碱量22kg/t浆,碱液温度30.C;碱液浓度100kg/t;碱处理后出浆浓度10%,温度60.C;碱处理过程中浆料损失4%。A. 1. 7 2拌真空洗浆机洗涤白水量29.46t,白水温度30.C;排放废水温度37.C,带出浆料温度37.C , 浓度5.5%。A. 1.8 次氯酸盐塔:加入次氯酸盐量30kg/t浆,漂液浓度100kg/t,温度25.C;次氯酸盐处理后浆料带出温度38.5.C,浓度5%;次氯酸盐处理过程中浆料损失1.2%。A. 1. 9 311真空洗浆机通入清水量29.57t,清水温度25.C;带出浆料温度30.C,浓度
13、11%;送出白水的温度30.C. A. 1. 10 过氧化氢塔:加入过氧化氢量20kg/t浆,过氧化氢漂剂浓度100kg/t,温度25.C;过氧化氢处理后浆料带出温度65.C,浓度10%;过氧化氢处理过程中浆料损失0.5%。A.1.11411真空洗浆机通入清水量37t,清水温度22.C;带出浆料温度30.C,浓度9%;送出白水的温度30.C。A. 1. 12 Clz的漂白反应热为:每消耗1kg C12,放出2.093MJ热量,次氯酸盐的漂白反应热为a每消耗1kg次氯酸盐,放出4.605MJ热量。A. 1. 13 漂后浆池:通人抄纸车间的白水温度30.C;出浆池的浆料温度30.C,浓度3%。A.
14、 1. 14 筛选、CEHP四段漂白系统电器设备的需要系数(K)和装机容量(P)见表A.1。A.2 能量平衡方框图筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡方框图见图A.1。5 GB/T 27727-2011 Qz.z 图A.1筛选、CEHP四段漂白系统能量平衡方框图6 图中符号说明:Ql.l一一送入筛选系统的浆料带人的热量;Q1.2一一加入筛选系统的白水带入的热量pQ1. 3 排放浆渣带出的热量;Q1.4一一筛选后送出浆料带走的热量;Q2.1一一通入低压过热蒸汽带入的热量;Q2.2-一一通入氯气带人的热量;Q2.3 送入氯化塔的氯气带人的热量;Q2.4 通人清水加入的热量;Q3.1一一氯化反应过程中
15、产生的化学反应热;Q3.2一一经氧化处理后送出浆料带出的热量;Q3.3一一散热损失的热量;Q4.1一一一1#真空洗浆机洗浆所用白水送人的热量;Q4.2-1#真空洗浆机排出的洗浆废水带出的热量;Q4.3一-1符真空洗浆机热量损失的热量;Q4.4一一-1#真空洗浆机洗后浆料带出的热量;Q5.1一碱处理塔加入碱液带入的热量;Q5.2 碱处理后浆料带出的热量;Q5.3一碱处理塔通蒸汽所需带人的热量;Q5.1一-2#真空洗浆机用来洗浆的白水带入的热量;Q5.2 俨真空洗浆机排出的洗浆废水带出的热量pQ5.3一一俨真空洗浆机散热损失的热量;Q5.4一-2#真空洗浆机洗后浆料带出的热量zQ7.1 次氯酸盐漂
16、白塔加入漂液带人的热量;Q7.2一一次氨酸盐反应产生的化学反应热;Q7.3一一次氨酸盐漂白后浆料带出的热量;Q 7.4 次氯酸盐漂白塔通蒸汽所需带人的热量;Q8.1一-3样真空洗浆机洗涤通人的清水带人的热量FQ8.2一-3#真空洗浆机洗后浆料带出的热量;Q8.3 洗后白水送去Y白水池带出的热量;Q8.4一-3真空洗浆机散热损失的热量;Q9.l-溢流白水带出的热量;Q10.l一一过氧化氢漂白塔加入漂液带人的热量FQ川一一过氧化氢漂白后浆料带出的热量;Q10.3一一过氧化氢漂白塔通蒸汽所需带入的热量;Qll.l一-4真空洗浆机洗涤通人的清水带入的热量;Qll.2-4样真空洗浆机散热损失的热量;Ql
17、l.3-4#真空洗浆机洗后浆料带出的热量;Ql1.4一一洗后白水送去俨白水池带出的热量;Ql止1一一漂后浆池补加抄纸车间白水带人的热量zQ川送往抄纸车间的浆料带出的热量。图中符号的单位为MLGB/T 27727-2011 7 GB/T 27727-2011 A.3 能量平衡计算(以生产1t绝干漂白浆为基准,基准温度为oOC) A. 3.1 筛选系统能量平衡计算A. 3.1.1 送人浆料带人的热量Q1.1m1.1水=1.1-;-3.64%-1.1二29.120(t) Q1.1二(c纤m1.1纤+c水m1.1水).(t1.l-to) = (1. 423 X 1. 1 +4.187 X 29.120
18、) X (30一0)=3704. 72(MJ) A. 3. 1. 2 加入白水带入的热量Q1.2Q1.2 =c水.m 1. 2 (t1.2-to) =4.187 X 6.43 X (30一0)=807. 65(MJ) A. 3.1.3 排放浆渣带出的热量Q1.3m1.3纤=1.1 XO. 2% =0.002 2(t) m1.3水=0.0022-;-4%一0.0022=0.052 8(t) QI.3 = (c纤m1.3纤十C水m1.3水) (tl.3- to) = (1. 423 X 0.002 2+4.187 X 0.052 8) X (30-0) =6.73 (MJ) A. 3.1.4 筛选
19、后送出浆料带走的热量Q1.4m1.4纤二1.1X(1一0.2%)=1.097 8(t) m1.4水=1. 0978-;-3% -1. 097 8=35. 498(t) Q1.4 = (c纤m1.4纤+c水m1.4水) (t 1.4 - to ) = (1. 423 X 1. 097 8+4. 187 X 35.498) X (30一0)二4505.52(MJ) A.3.2 汽化器系统能量平衡计算A. 3. 2.1 通入低压过热蒸汽带人的热量Q2.1A. 3. 2. 1. 1 低压过热蒸汽的;晗值时(0.5MPa,230 OC) 时=c汽(t230-tI50)+YI50+C水(tI50-tO)
20、=2.001 X (230-150)十2118.5+4.187X (180一0)=3032.24(MJ/t. OC) A.3.2.1.2 通入过热蒸汽带人的热量Q2.1Q2.1 =m2.1 叩=0.096X 3032.24=291. 10(MJ) A. 3. 2. 2 通入氯气带入的热量也.2Q2.2=C氯气.m2.2 (t2. 2 - to ) =0.482 X 0.065 X (20一0)=0. 63(MJ) A.3.2.3 加入清水带人的热量Q2.4Q2.4 =C水.m2.4 (t2.4 -to) =4.187X1.2X(20一0)二100.49(MJ) A. 3. 2. 4 加热后送入
21、氧化塔的氯气带出的热量Q2.3Q2.3 =Q2.1十Q2.2十Q2.4=291. 10十0.63+100.49=392. 22(MJ) A.3.3 浆氯混合器、氯化塔系统能量平衡计算A. 3. 3.1 由筛选系统送入的浆料带入的热量Q1.4=4505. 52(MJ) A. 3. 3. 2 加热后的氯气带人的热量Q2.3=392. 22(MJ) A. 3. 3. 3 氯化反应过程中产生的化学反应热Q3.1Q3.1 =m2.2 A氯气=65X2.093=136. 05(MJ) A. 3. 3. 4 经氧化处理后送出浆料带出的热量Q3.2m3.2纤=m1.4纤X(1-3.5%)=1. 097 8X
22、(1 -3. 5%)=1. 059 4(t) m3.2水=1. 059 4-;-3% -1. 059 4=34. 254(t) Q3.2 = (C纤Xm3.2纤十C水Xm 3.2*) (t3.2 - to) = (1.423 X 1. 059 4+4.187 X 34.254) X (34.5一0)=4999. 76(MJ) A. 3. 3. 5 散热损失的热量Q3.3Q3.3 =QI.4 +Q2.3 +Q3.I -Q3.2 =4505.52+392.22+136.05-4999.76=34.03(MJ) A. 3. 4 1 #真空洗浆机系统能量平衡计算A. 3. 4.1 氧化塔送来浆料的热量
23、Q3.2=4999. 76(MJ) A. 3. 4. 2 洗浆所用自水送人的热量也1Q4.I=C水.m4.1 (t4.1 -to) =4.187X37.65X(30一0)=4729. 22(MJ) A. 3. 4. 3 洗后浆料带出的热量Q4.4m4.2纤=m3.2纤=1.059 4(t) m4.4水=1.0594-;-10%- 1. 0597=9. 535(t) Q4.4二(C纤m4.4纤+C水m4.4水) (t4.4 - to ) =(1.423X1.0594十4.187X 9.535) X (30一0)=1242. 92(MJ) A. 3. 4. 4 排出的洗浆废水带出的热量Q4.2m4
24、.2 =m3.2水十m4.I-m4.4水二34.254+37. 65-9. 535=62. 369(t) Q4.2=C水.m4.2 (t4.2 - to) =4.187X62. 369X (30一0)=7834.17(M)A. 3. 4. 5 散热损失的热量Q4.3Q4.3 = (Q3. 2 + Q4. 1 ) - (Q4. 2 + Q4) = (4999.76+4729.22)一(7834.17十1242.92)=651. 89(MJ) A.3.5 1#双辑混合器、暗处理塔系统能量平衡计算A. 3. 5. 1 111真空洗浆机送来浆料带入的热量Q4.4= 1242. 92(MJ) A.3.5
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