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永州湘江纸业有限责任公司80t/d黑液固形物碱回收生产线始建于上世纪90年代,于1993年投产,该生产线采用长管升膜五效蒸发站,全水冷壁双汽包低压碱炉,连续苛化生产工艺。近年来,因公司浆产量的提高,为了提高碱回收率,公司对其进行了技术改造和生产工艺优化,碱产量较以前增长了近一倍,目前系统仍正常运行。
1 改进蒸发生产工艺
蒸发原设计为间接出浓黑液生产工艺,即稀黑液与高温半浓黑液混合后,经第一次蒸发得到低温半浓液,低温半浓黑液除皂后经第二次蒸发后得到高温半浓黑液或浓黑液。其黑液流程为:稀黑液槽与高温半浓黑液槽黑液混合→泵→预热器(正常运行时不需加汽预热)→3效→4效→5效→泵→低温半浓黑液槽→泵→多级预热器→1效→2效→泵→高温半浓黑液槽/浓黑液槽。因公司以马尾松为原料制浆,皂化物在低温半浓黑液槽内进行分离,为保障皂化物的分离静置时间,低温半浓槽容积较大,在生产上限制了其黑液浓度的快速调整,生产过程中若要保持低温半浓槽黑液维持在较高的浓度,则需降低进效黑液流量或提高进效黑液浓度,这将降低蒸发强度,不利于蒸发效率的提高;若保持低温半浓槽黑液在较低的浓度,则小循环时出效浓黑液浓度较低,达不到提高碱炉产量的要求;采用较小的进效流量,虽能提高黑液浓度,但降低了蒸发强度,且蒸发器易结垢。为此,增设了一个中问槽,在小循环时采用如下流程:稀黑液槽与高温半浓槽内黑液混合→泵→3效→4效→5效→泵→中间槽→泵→多级预热器→1效→2效→泵→浓黑液槽,因增加一个较小容积的中间槽,可方便提高小循环时的进效黑液浓度和流量,既保持有较高的蒸发效率,又提高了浓黑液浓度。
2改进燃烧工艺
碱炉为自贡轻机厂生产的ZHP4型碱炉,设计日处理固形物量80吨,额定蒸发量:14t/h,额定蒸汽压力1.28MPa,属于国内第一代全水冷壁碱回收炉,炉膛设计高度低,炉膛出口烟气温度较高,极容易造成费斯顿管处熔融飞灰结成硬块,一旦灰分积聚到一定程度,就会导致烟气的正常流通受到阻碍,炉子不能正常运行,需停炉清灰,碱炉的运行周期长短对生产影响较大,为了延长运行周期,在碱炉锅炉管束处增加了吹灰器,并加强吹灰,经改造后,碱炉运行周期从20多天提高到35天左右。
碱炉设计一个主喷液口和两个辅助喷液口,辅助喷液口位置低,黑液在炉内悬浮干燥时间短,到达垫层时干燥状况不好,燃烧效果不好,生产中极易出现不稳定的情况,常易堵一次风嘴,引起碱炉黑炉。为了改善碱炉运行状况,将碱炉辅助喷液口位置改高,使三个主辅喷液口处于同一标高位置。因喷液口位置改高后,带来了黑液燃烧中心的上移,加上超负荷运行,碱炉积灰十分严重,运行周期明显缩短,最短运行周期仅7-9天。为此,通过增大黑液喷枪口径,喷枪口直径由10-12mm改为14mm,雾化片孔径由原来8-10mm改为12-16mm;喷液压力降低到0.15MPa以内;二、三次风改为冷风;同时降低过剩空气系数,增加芒硝用量,降低碱炉炉膛出口烟气温度等措施,延长了碱炉的运行周期,运行周期维持在30天以上。
另外,结合碱炉大修,将原管式省煤器改为膜式省煤器,增加碱炉蒸汽产量3-4t/h,提高了能源利用效率。
3降低苛化流失
苛化设计采用连续苛化生产工艺,绿液经绿液澄清器,除去绿液中的杂质后,进入消化系统与石灰进行消化反应,然后进入串联的三台苛化器,苛化后进入浓白液澄清器,沉淀的白泥用膜泵抽到辅助苛化器,得到的乳液送稀白液澄清器,稀白液送燃烧,白泥用膜泵抽送真空洗渣机过滤,滤液送往稀白液澄清器,白泥外排,有时白泥在稀白液澄清器内直接外排,
碱液流失大,对环境污染大。为此,增加了一台白泥预挂式过滤机,改后工艺流程为:浓白液澄清器沉淀的白泥用膜泵抽到真空洗渣机过滤,滤液送浓白液澄清器,白泥在辅助苛化器内稀释后送稀白液澄清器,稀白液澄清器沉淀的白泥用膜泵抽到预挂式过滤机过滤,滤液送稀白液澄清器,白泥干度达70%左右,送往水泥厂综合利用。经改造后,澄清器内白泥可及时抽走,提高了碱液和稀白液的澄清度,在提渣机等处用稀白液替代清水对排放的碱渣进行洗涤,增加稀白液的用量,降低了稀白液和白泥中残碱的含量,减少了碱流失,有利于白泥的综合利用,解决白泥外排污染环境的问题。
4结语
我国造纸企业平均生产规模较小,技术装备水平相差较大,国内仍有较多低水平的碱回收生产线在运行,对其进行技术改造和生产工艺优化,充分挖潜碱回收的生产能力,提高碱回收技术水平,治理环境污染是一些中小制浆造纸企业的重要任务。湘江纸业公司80t/d黑液固形物碱回收生产线技术装备相对落后,经过技术改造和工艺优化后,碱产量由每月400-500吨,提高到900-1000吨,白泥得到了综合利用,采用较小的投入,实现了明显的经济、环境效益。
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