体积浓缩和蒸水率的概念是不一样的。体积浓缩不仅是由于水的蒸发,而且也由于 Al(OH)3析出时携带走一部分结晶水等两个原因所引起的,体积浓缩系数,可用种分原 液和种分母液全碱浓度的比值来表示,即
η浓=
Nt种原Nt种母
(42)种分母液蒸发时的浓缩系数和蒸水量计算。
设蒸发原液和完成液中的苛性碱浓度分别为Nk蒸原和Nk蒸母,则体积蒸浓系数为:
η浓=
Nk蒸原Nk蒸母
因种分母液在蒸发过程中有碳酸钠(和硫酸钠)的折出,所以蒸发原液和完成液中的全碱量是不同的,我们不能根据全碱的含量来计算浓缩系数。 例如:蒸浓系数为:
η浓=
135.92227.62?0.49
即蒸发1米3蒸发原液(种分母液)可得约0.49米3蒸发母液(包括结晶附液)。但蒸水量等于1-0.49=0.51米是否成立呢?通过下列计算加以说明:
已知种分母液和蒸发母液成份,可求其比重和1米3溶液中之含水量. 通过计算,知1米3种分母液含水量约975公斤 (50℃) ,1米3种分蒸发母液含水量约940公斤(50℃)。 可知蒸水量为: 1×975-0.49×940=975-461=514公斤 约0.51米3
由此可知1米3蒸发原液的蒸水量
W?1?Nk蒸原Nk蒸母3
从式114说明,在蒸发过程中,虽然析出了Na2CO3.H2O和Na2SO4,但体积影响很小(从上式计算的蒸水量包括了Na2CO3.H2O中的结晶水)
注: 一般化工书籍上有如下蒸发水量的物料衡算式:
SB1= (S-W) B2 或W?S?B2?B1?B2B1???S?1??B2??
式中 S --- 蒸发原液量,公斤:
B1、B2---分别为蒸发原液和完成液的浓度,以溶质的重量百分数表示:
W---蒸发出的水量,公斤。
此式适用于没有结晶析出的情况,对我厂种分母液的蒸发是不适用的。但适用于没有结晶析出的炭分母液的蒸发情况。
炭分母液蒸发时的浓缩系数为: η浓=
Nk蒸原Nk蒸母
式中 NT蒸原---炭分母液中Na2OT浓度,克/升; NT蒸母---炭分蒸发母液中Na2OT浓度,克/升; (43)种分种子比(晶种系数)计算。
(44)熟料窑蒸水量的计算。 Q = V×d×W% 吨/小时
式中 Q---大窑小时蒸水量,吨/小时;
3
V---大窑小时下料量,米/小时; γ---生料浆比重,吨/米3; W%---生料浆含水率,%。 (45)叶滤机、过滤机、沉降槽产能计算。 ① 叶滤机产能计算。
V?2PF2ηdα?t米3
式中 P---叶滤机压力,公斤/厘米2; F---叶滤机面积,米;
ν---叶滤机运行t小时的产量,米3; t---叶滤时间,小时; η---粘度,厘泊; d---滤饼比阻力;
α---单位滤液中滤渣含量,公斤/米3。
滤饼比阻力d,随叶滤时间的延长,滤饼增厚而增大,在每个叶滤周期中是一个变数。 ② 过滤机产能计算
Q湿AH= 60nFбd容η实 (吨/小时) Q干AH= 60nFбd容η实(1-P%) (吨/小时)
2
式中 Q湿AH---每小时过滤湿AH(OH)3滤饼重量,吨/小时; Q干AH---每小时过滤干AH(OH)3滤饼重量,吨/小时; n---滤鼓转数,转/分; 60---每小时内分钟数,分/时;
F---滤鼓每转一周的过滤面积,米/转 (F=dπι; d:滤鼓直径,米;ι滤 鼓长度,米); б---滤饼厚度,米; d溶---湿滤饼容重,吨/米3
η实---实收率,%,落入滤饼混合槽之滤饼数量占滤饼量的百分数,实收率为吹脱率扣除回槽率后之综合指标,即:
η实%=η吹% (1-η回%);
P%-- 在种分过滤中为湿滤饼附液百分含量,在AH成品过滤及赤泥过滤中为滤饼中含水量,%。 ③ 沉降槽产能计算。 V = 3600FWη 米/小时
式中 F---沉降槽面积,米2; W---沉降速度,米/秒; η---产能系数,%。 (46)球磨机填充率计算。
即球磨机内钢球(钢锻)所占容积与磨机有效容积之百分比
ψ=
V球V磨?1003
2
3
V球――磨内球和锻所容积,m; V磨――磨机有效容积,m3;
(47)设备运转率计算。
即设备安全运转时间与日历时间的百分数。
η%=
季(年)生产时间(小季(年)日历时间(小时)?100时)
(48)空气过剩系数计算。
即实际空气量与理论空气需要量之比值。
n?LnL0
式中:L0—为燃料中可燃物燃烧时,根据化学反应计算出来的空气量,即理论空气需要量,m3; Ln-为实际供给燃烧的空气量,m;
(49)活塞泵排量计算。
对双缸双作用活塞泵:
d2??Q=?D2-?=πι2??n60η3
式中 D---缸套直径;米; d---活塞杆直径,米; ι---冲程,米; n---冲次,1/分; η---容积效率,%。
当D=185mm,d=65mm,ι=450mm,η=936%时; Q =
(0.1852?0.06522)×3.1416×0.45×93.6%×n
=2.55n 米3/小时 (50) 赤泥附碱损失计算。
N附 =
?LS?末d末附Nt(公斤/吨干赤)
式中 (L/S)末---末次洗涤沉降底流液固比,公斤/公斤; NT---末次洗涤沉降底流附液中全碱浓度,公斤/米3; d末附---末次洗涤沉降底流附液比重,吨/米3。
(51)中和率ηNK(%)(即炭分过程中转变为Na2O炭的Na2O苛量占精液中总Na2O苛量百 分数) 计算。 ηNK=?1????Nt母-Nc母Nt精-Nc精?Nt精???100%Nt母??
式中 NT母、NT精---分别为炭母和精液中的全碱浓度,g/L; Nc母、Nc精---分别为炭母和精液中的Na2O炭浓度,g/L; (52) 分解Al(OH)3产量计算:
QAH=
1.53V精?A精?ηA??1?A损%?1000(吨)
式中 1.53---Al(OH)3重量与其中Al2O3重量之比值,即2倍Al(OH)3分子量与Al2O3 分子量之比。
ν精 ---分解(炭分或种分)精液体积,米3; A精 ---精液中Al2O3浓度,公斤/米3; η精 ---Al2O3分解率,%; A损 ---Al2O3损失的百分量,%。 (53) 碱耗及碱耗分布计算:
①
碱耗=
加入纯碱重量(公斤)?在制品中Na2O含量的增减量(公斤)实产?1.74 (公斤/吨Al2O3)
在制品包括流程中所有溶液,高压溶出赤泥碱浆、生料浆、熟料等,其中Na2O含量的增减量由期未和期初盘存分析的Na2O含量与流通及贮存物料量乘积的差值确定,当纯碱符合国家标准含Na2O 57.4%时,则1公斤Na2O折纯碱1/0.574=1.74公斤。 ② 碱耗分布:
碱耗可分为弃赤泥化学损失碱、弃赤泥附液损失碱、氢氧化铝(去焙烧)带走的碱,烧成烟尘带走的碱及机械损失等项;
⑴弃赤泥化学损失(包括Ns):
Q1=G弃赤×N弃赤×1.74×1000=G弃赤×N弃赤×1.74 公斤/吨Al2O3 式中 G弃赤---弃赤泥量,吨/吨Al2O3;
N弃赤---弃赤泥含碱量,(等于弃赤泥中的Na2O+0.658K2O)%; 1.74---纯碱与Na2O折合比。 ⑵弃赤泥附液损失碱(包括Ns):
Q2=G弃赤×L/S(NT+Ns)×1.74 公斤/吨Al2O3 式中 G弃赤---弃赤泥量,吨/吨Al2O3;
L/S---未次洗涤底流赤泥浆液固比,米3/吨(取弃赤泥附液比重为1); NT---弃赤泥附液全碱含量,公斤/米3; Ns---弃赤泥附液Na2Os含量,公斤/米3。 ⑶Al(OH)3带走的碱:
Q=(NAH%+NAH附%×1.75)×1.74×1000
3