GB/T 27709-2011 带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法

ICS85—010

Y30

囝亘

中华人民共和国国家标准

27709—2011

GB／T

带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡及

能量效率计算方法

Calculationmethodofandinfour

energyequilibriumenergyefficiencystages

withchlorinedioxide

system

bleaching

201

1-12-30发布

宰瞀鳃鬻瓣訾糌赞星发布中国国家标准化管理委员会促19

GB／T27709--2011

前言

本标准按照GB／T

1．1—2009给出的规则起草。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会(SAC／TC

141)归口。

本标准起草单位：中国制浆造纸研究院、大连工业大学、山东日照亚太森博浆纸有限公司。

本标准主要起草人：刘秉钺、陈曦、张扬、黎的非。

GB／T27709--2011

带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡及

能量效率计算方法

1范围

本标准规定了c。E。D1D。(二氧化氯代替部分氯的氯化——加氧强化的碱抽提——第一段二氧化

氯——第二段二氧化氯)四段漂白系统的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带二氧化氯的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)适用于本文件。

GB／T27736--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能量平衡方框图

3．1带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡方框图见图1。

吼Q7

94

Q5

Qt口2Qa

图1带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡方框图

3．2体系边界：从洗涤筛选、氧脱处理后的浆料进入漂白车间开始，至最后成漂白浆为止。

3．3图1中符号说明：

Q，——浆料带入的热量；

Qt——送人的过热蒸汽带入的热量；

Q3——加入的热水、白水带人的热量；

Q——加人漂剂、助剂带入的热量；

Q5——化学反应热的热量；

Q——浆料带出的热量；

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GB／T

Q，——排放的滤液、溢流带走的热量；

Q。——散热损失的热量。

图1中符号的单位为MJ。

t漂白浆为基准)

4能量平衡计算公式说明(以生产1

4．1输入热量

4．1．1浆料带入的热量Q，按式(1)计算：

Q1一((1野·仇l圩+C$·m1术)·(￡1

式中：

c*——浆料纤维的比热容，MJ／(t·℃)；

c^——水的比热容，MJ／(t·℃)；

m。#——绝干纤维的量，‘；

m，^——浆料中水的量，t；

t，——浆料温度，℃。

t。——基准温度，0℃。

4．1．2送入的过热蒸汽带人的热量Qz按式(2)计算：

Q2一[c^·(f。一tb)+扎+c未-(“-

式中：

c^——过热蒸汽的比热容，MJ／(t·℃)；

m。——通人的蒸汽的量，t；

t。——过热蒸汽的温度，℃；

t-——相应压力饱和蒸汽的温度℃；

h——相应压力下的汽化潜热，MJ／t；

4．1．3加入的热水、白水带人的热量Q3按式(3)计算：

Q3=C永·弛永·(岛一c。)

式中：

m。^——送人水的量，t；

t。——送人水的温度，℃。

4．1．4加入漂剂、助剂带人的热量q按式(4)计算：

Q4=(C。·m4。+(1木·m4木)·(“

式中：

C——某种漂剂的比热容，MJ／(t·℃)；

m。。——漂液中漂剂的用量，t；

m。^——漂液中水的用量，t；

t。——漂剂送入的温度，℃。

4．1．5化学反应热的热量Qs按式(5)的计算：

Q5一A·ms

式中：

挑——加入化学品的用量，kg；

A——该种化学品的单位发热量，MJ／kg。

2

27709—2011

GB／T

4．2输出热量

4．2．1浆料带出的热量Q6按式(6)计算：

Q6一((k·m5圩4-C十·m6求)·(“

式中：

m6*——绝干纤维的量，t；

m。^——浆料中含水的量，t；

t。——浆料的温度，℃。

4．2．2排放的滤液、溢流带走的热量Q7按式(7)计算：

Q7=(k·m7·(幻一t。)

式中：

m7——排水的量，t；

t，——排水的温度，℃。

4．2．3散热损失的热量Q8按式(8)计算：

Q8一Q人一Qm

式中：

Q^——输入的热量，MJ；

Qm——输出的热量，MJ。

4．3电能计算(计算全系统的总用电负荷P)

计算全系统的总用电负荷P见式(9)，即：

P一∑十·K。·P。一p·(K1·P。+K。·P2+…+K。

式中：

≯——参差系数，一般取妒一o．8～o．9；

K。——用电设备的需要系数；

P。——用电设备的装机容量，kW。

5带二氧化氯的四段漂白系统有关效率的计算

5．1带二氧化氯的四段漂白系统生产1

式(11)计算：

Q—Q。…………(10)

M—mz(附蒸汽参数)…………(11)

5．2带二氧化氯的四段漂白系统生产1

t漂白浆所消耗的电能p(kW·h／t浆)按式(12)计算：

P一22．5·P／G…………(12)

式中：

22．5——每天工作的时间，h；

P——全系统的用电负荷，kW；

G——带二氧化氯漂的四段漂白系统的漂白浆产量，t／d。

5．3带二氧化氯的四段漂白系统生产1t漂白浆所需清水G(t／t浆)按式(13)计算：

G—G14-G24-G34-M…………(13)

4-G

3

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GB／T

式中：

G1——随二氧化氯进入的清水量，‘；

G2——随氢氧化钠进入的清水量，‘；

Gs——随过氧化氢进入的清水量，t；

G——洗浆用清水量，t；

M——系统使用的直接加热的中压蒸汽量，t。

5．4带二氧化氯的四段漂白系统生产1t漂白浆所排放的废水量F(t／t浆)按式(14)计算：

F一7n7…………(14)

注：带二氧化氯的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

带二氧化氯的四段漂白系统的能量平衡见表1。

表1带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡表

输入能量输出能量

序号

项目数量／MJ项目数量／MJ

l浆料带人的热量Q，

2送人的过热蒸汽带人的热量Q

3加人的热水、白水带入的热量Q3

4加入漂剂、助剂带人的热量G

5化学反应热的热量Q。

6浆料带出的热量Q。

7排放的滤液、溢流带走的热量岛

8散热损失的热量Q

合计合计

7能量流向图

按照GB／T27736--2011中5．3．5的要求绘制带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡流向图。

27709--2011

GB／T

附录A

(资料性附录)

带二氧化氯的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4．187h_玎／(t·℃)；纤维的比热容1．423

NaOH的比热容1_13

MJ／(t·℃)；氧气的比热容0．909

0．477

MJ／(t·℃)；过氧化氢的比热容3．987MJ／(t·℃)。

A．1．2C。反应塔：生产吨漂白浆用浆料1．1

量20kg，温度为20℃，溶液浓度10kg／t；C12用量10kg，温度为20℃；处理后浆料送出的温度65℃，

浆浓3％；复E理过程中纤维损失1．5％。

A．1．3CD洗浆机：加入的热水量1．8t，温度77℃；D，滤液槽送来的滤液量为3．66t，温度75℃；c。

滤液槽送来的滤液量为34t，温度75℃；Eo滤液槽送来的滤液量为3t，温度75℃；洗后浆料送出的温

度67℃，浆浓15％。

A．1．4Eo反应塔：NaOH加入量0．07

t，溶液浓度100kg／t，溶液温度20℃；0z加入量为5kg，温度

25℃；通入的中压过热蒸汽量为150MPa，温度270℃；HzOz加入量为5

kg，压力1kg，溶液浓度

100

kg／t，溶液温度25℃；处理后浆料送出的温度75℃，浆浓2．2％；处理过程中纤维损失0．5％。

A．1．5Eo洗浆机：加入的热水量2．45t，温度75℃；D-滤液槽送来的滤液量为2．45t，温度75℃；E。

滤液槽送来的滤液量为25．7t，温度75℃；洗后浆料送出的温度75℃，浆浓15％。

A．1．6Dt反应塔：NaOH加入量为0．59kg，溶液浓度100kg／t，溶液温度20℃；C10。加入量为

10

kg，温度20℃，溶液浓度10kg／t；通人的中压过热蒸汽量为0．08t，压力1MPa，温度270℃；处理

后浆料送出的温度75℃，浆浓2．2％；处理过程中纤维损失4％。

A．1．7D。洗浆机：Dz滤液槽送来的滤液量为3．29t，温度75℃；D-滤液槽送来的滤液量为26．46t，

温度75℃；洗后浆料送出的温度75℃，浆浓15％。

A．1．8D2反应塔：NaOH加入量为4kg，溶液浓度100

kg／t，溶液温度20℃；clO：加人量为5kg，温

度20℃，溶液浓度10kg／t；通入的中压过热蒸汽量为0．06t，压力lMPa，温度270℃；处理后浆料送

出的温度75℃，浆浓2．2％；处理过程中纤维损失3．4％。

A．1．9Dz洗浆机：加入的热水量1．64t，温度75℃；D2滤液槽送来的滤液量为36．5t，温度75℃；洗

后浆料送出的温度75℃，浆浓15％。

A．1．10漂后浆塔：加入的纸车间白水温度65℃；送去纸板车间的浆浓3％。

A．1．11化学反应热：clOz在反应过程中发生放热反应，放热量为2．893MJ／kg；C1。在反应过程中发

生放热反应，放热量为2．85MJ／kg。

A．1．12加热的(中压)过热蒸汽的参数：温度270℃，压力1_0MPa，查表得：1．0MPa饱和蒸汽的汽

019．3

化热￡一180℃，y180一2MJ／t，C^一2．001MJ／(t·℃)。

A．1．13带二氧化氧的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

带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡方框图见图A．1。

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GB／T

Q

Q

Q

0

图A．1带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡方框图

6

GB／T27709--2011

图中符号说明：

Qt——氧脱处理后送来的浆料带来的热量；

QLz——加入到cn反应塔的二氧化氯带来的化学反应热及显热

Q一——加入的氯气带来的化学反应热及显热；

Qtt——送去co洗浆机的浆料带走的热量；

Q-s——从Co滤液槽来的稀释水带入的热量；

Q-．s——散热损失的热量；

Qz。——加入到Co洗浆机的热水带人的热量；

Q2z——由D，滤液槽送来的滤液带人的热量；

Q2s——由cD滤液槽送来的滤液带入的热量；

Q。．——由Eo滤液槽送来的滤液带入的热量；

Q2；——送去Eo反应塔的浆料带走的热量；

Qz。——送去Co滤液槽的滤液带走的热量；

Q”——散热损失的热量；

Q3，——加入到Eo反应塔的NaOH溶液带入的热量；

Qm——氧气带来的热量；

Q3s——通入的中压过热蒸汽带人的热量；

Q3

t——通人的过氧化氢溶液带人的热量；

Q”——送去Eo洗浆机的浆料带走的热量；

Q3。——从Eo滤液槽送来的滤液带人的热量；

Q”——散热损失的热量；

q，——从Eo滤液槽送来滤液带人的热量j

Q4

z——从D，滤液槽送来滤液带入的热量；

Q“——加入的热水带人的热量；

Q“——送人D，反应器的浆料带走的热量；

Q4s——送人Eo滤液槽的滤液带走的热量；

Q”——加入的NaOH溶液带人的热量；

Q5

z——加入的二氧化氯带来的化学反应热及显热；

Q”——通人的中压过热蒸汽带人的热量；

Q“——送去D、洗浆机的浆料带走的热量；

Q5。——由D，滤液槽送来的滤液带人的热量；

Q5。——D。反应器散热损失的热量；

Q．，——由凸滤液槽送来的滤液带入的热量}

Qsz——由D-滤液槽送来的滤液带人的热量；

Q

s——送人Dz反应塔的浆料带走的热量；

Q。。——送人D，滤液槽的滤液带走的热量；

Q，，——加入的NaOH溶液带入的热量；

G：——加入的二氧化氯带来的化学反应热及显热；

Q7。——通入的中压过热蒸汽带人的热量；

G。——送去如洗浆机的浆料带走的热量；

Q，s——由D2滤液槽送来的滤液带人的热量；

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GB／T

G。——Dz反应器散热损失的热量；

Q8，——加入到D2洗浆机的热水带人的热量；

Qm——由Dz滤液槽送来的滤液带入的热量；

Q“——送入漂后浆塔的浆料带走的热量；

Q“——送入D：滤液槽的滤液带走的热量；

Q，——漂后浆塔送纸板车间的浆料带走的热量；

Qm——由纸板车间送人漂后浆塔的白水带人的热量；

Q。。——D2滤液槽中通入的热水带人的热量；

Q，u——补加的热水带入的热量；

Qm。——Eo滤液槽溢流排放的滤液带走的热量；

Q。。，——co滤液槽溢流排放的滤液带走的热量。

图中符号的单位为MJ。

A．3能量平衡计算(以生产1t漂白浆为基准，基准温度为0℃)

A．3．1c。反应塔能量平衡计算

A．3．1．1氧脱处理后送来的浆料带来的热量Qn

m1l术--17111纤／12％一m11扦一1．1÷12％一1．1—8．067(t)

Q11一(C#·，，111#+(1水·仇¨永)·(￡11一岛)

一(1．423×1．1+4．187×8．067)×(70一O)一2473．93(MJ)

A．3．1．2加入的二氧化氯带来的化学反应热及显热Q”

A．3．1．2．1

二氧化氯的化学反应热带入热量QLz。

Q1h一2．893·mI2。一2．893×20；57．86(MD

A．3．1．2．2加入的二氧化氯溶液带入的热量Q。：-

m12^一20÷10=2(t)

z一如)

Ql钝一(C∞，·mlz。+C水-m12术)·(#1

一(0．477×0．02+4．187×2)×(20—0)一167．67(MJ)

Q12一Q1z。+Q12b一57．86+167．67—225．53(MJ)

A．3．1．3加入的氯气带来的化学反应热及显热热量Q-。

A．3．1．3．1氯气的化学反应热带人热量Ql“

Q1h=2．85·m13。一2．85×10—28．5(MJ)

A．3．1．3．2加入的氯气带人的热量Q一-

Q1．3b—C“·m13·(f13一to)

一o．482×o．0lx(20-o)一0．096(MJ)

Q13一Q13。+Q1“=28．5+o．096=28．60(MD

A．3．1．4送去cn洗浆机的浆料带出的热量Q¨

inl‘*一1．1×(1—1．5％)一1．0835(t)

5÷3％一1．0835=35．033(t)

mI‘^一1．083

Q1I一(C辞箍·m1．4#+C木·m1‘水)·(“4一to)

一(1_423×1．0835+4．187×35．033)×(65一O)一9634．63(MD

A．3．1．5从C。滤液槽来的稀释水带人的热量Q“

m1

s$一m14^一m11^一m12m一35．033—8．067—2—24．966(t)

8

1

C．B／T27709--201

Q15=Cl·m1s·(“5一to)

一4．187×24．966×(67一O)一7003．68(MJ)

A．3．1．6散热损失的热量Q。

Q16一Q11+Q12+Ql3+Q15一Q1．4

—2473．93+225．53+28．60+7003．68—9

634．63=97．11(MJ)

A．3．2cn洗浆机能量平衡计算

A．3．2．1从Co反应塔来的浆料带人的热量Q。．

Q1。一9634．63(MJ)

A．3．2．2加入的热水带人的热量Q2，

Q21一Ck·m21·(￡21一to)

一4．187×1_80×(77一O)一580．32(MJ)

A．3．2．3由D，滤液槽送来的滤液带入的热量Q：：

Q2z—C^·m22·(‰一t。)

一4．187×3．66×(75—0)一1149．33(MJ)

A．3．2．4由co滤液槽送来的滤液带入的热量Q。。

Q23一Cm·m23·(屯3一t。)

一4．187×34×(67—0)一9537．99(MJ)

A．3．2．5由Eo滤液槽送来的滤液带人的热量Q：。

Q24一Cm·m24·(f24一to)

一4．187×3×(75—0)一942．08(MJ)

A．3．2．6送去Eo反应塔的浆料带出的热量Q2；

m25(t)

5*=mi4*=1．083

m25^一1．0835÷15％一1．0835—6．140(t)

Q25一(C井·m25拜+C术·m25采)·(￡z5一to)

一(1．423×1．083

5+4．187X6．140)×(67--o)一1825．75(MJ)

A．3．2．7送去cD滤液槽的滤液带出的热