H因子的应用计算实例

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1．应用H因子求保温时间

【例】某厂用硫酸盐法蒸煮木浆，已知原蒸煮工艺升温曲线见图1－2－4上图中实线部分，蒸煮控制温度及时间如表1－2－19。现因某种需要，将前四段的升温曲线作以调整(见图1－2－4上图中虚线部分)，且各段控制温度及时间如表1－2－20。若调整后蒸煮最高温度为170℃，硫酸盐木浆的反应活化能为133978J／mol(32kcal／mol)，要求浆的硬度及得率与调整前保持不变。求：
❶ 保温时间为多少小时?❷ 调整后比调整前全程节省时间。

表1－2－19 调整前蒸煮各段温度及时间控制

解：
❶ 根据式1－2－38，计算出在各种不同温度时的蒸煮反应速率K值如表1－2－21。根据式1－2－37，经查表1－2－21，可求得调整前各段升温的H因子及总H因子。

表1－2－21 不同温度下的反应速率K

同理，可求得调整蒸煮升温曲线后前四段的H因子为：

变更前全程时间为：

变更后全程节省时间为：

2．应用H因子求蒸煮最高温度

【例】在上例中，若其它已知条件不变，假设现因某种需要，要求将调整后的蒸煮时间控制在2小时，求第五段保温的最高温度。

解：由上例计算得知，设蒸煮的最高温度为T，最高温度下的发应速率为KT′，则

将己知数据代入并整理得：

解之得： K_T′=920

查表1－2－21得，T=170(C)

3．由缩短升温时间求延长保温时间及总节省时间

【例】假定某蒸煮工艺原来用1．5h自80℃升温至170℃，在此温度下保温1．5h，总蒸煮时间为3h；现改为用10min自170℃升至180℃，若要达到与原来相同硬度和得率的纸浆，需在180℃下保温多长时间?(蒸煮硫酸盐木浆)

解：根据H=Kt，求出升温及保温过程的H因子如表1－2－22，并得总H因子为：

表1－2－22 H因子的计算

注：Ⅰ——升温时间1．5h；保温时间1．5h；最高蒸煮温度为170℃。

Ⅱ——升温时间1．67h；保温时间0．55h；最高蒸煮温度为180℃。

4．降低蒸煮最高温度求需延长蒸煮时间

【例】在上例中，如在正常情况下在170℃的最高温度下，共需3h，如因某种原因蒸煮温度仅能维持160℃，欲获得相同质量的纸浆，应延长多长时间?

解：由表1－2－22可知，升温过程中155～160℃时的H因子为：

而在155℃以前总H因子为：

升温至160℃以前总H因子：

160℃下保温期需达到的H因子：

所需160℃下保温时间为(查表1－2－21，得K₁₆₀=398)：