充分利用制浆废液资源,提高纸厂的能源自给率

出处:按学科分类—工业技术 轻工业出版社《制浆造纸手册:第十二分册供水与供汽》第217页(2372字)

制浆造纸企业,是工业部门消耗能源大户之一,国外报道,每生产1t纸,平均总耗能339.1~360亿J(81~86亿cal),折合原油约6桶,或标准煤1.16~1.23t。我国生产1t纸的总能耗约需418.68亿J(100亿cal),有的高达711.76亿J(170亿cal),折合标准煤1.43t以上。由此可知,我国造纸工业能耗与国外相比,差距很大。

造纸工业的能耗虽大,但节约能源的潜力也很大,首先是利用蒸煮制浆的废液,进行蒸发,燃烧,以获得蒸汽,将蒸汽送入汽轮发电机组进行发电,从而解决纸厂的用热,用电。瑞典、芬兰等国,以上述方法和处理企业的一些可燃废料,可以使厂用热、用电的自给率,达到88%,对硫酷盐法制浆废液的回收,已从单纯的重视化学药品回收,而转移到化学药品回收和热,电回收并重。到七十年代,荷兰约有90%产量的钙基亚硫酸盐法废液实现了热回收,其所获得的热量,约等于400,000t优质煤的含热量。美国造纸工业1971~1976年一季度的能源构成,废液作为能源所占的比重亦达35.8%。随着回收技术的不断完善和提高,美国现代化硫酸盐浆厂能源自给率已达到72~75%,而我国各大型纸厂的能源自给率有的为零,最好的也不过25%左右,这不能不引起我们的重视。

在这里还应该提到的是:纸浆废液,不仅仅是一种能源,而且也是一种污染源,将纸浆废液回收、浓缩、燃烧,不但回收了能源,回收了化工药品,也消除了污染源,保护了环境,给水产品事业的发展,亦提供了条件,是解决环保和节约能源必由之路。

在充分利用制浆废液的过程中,由于制浆工艺路线和材种的不同,使能源自给率的程度也有不同,兹分述如下。

1.制浆原料和工艺方法不同所引起的废液的变化情况。

(1)提高蒸煮锅放锅及洗涤后的废液浓度,可以降低蒸发系统的负荷及其用汽量,节约能源。这是由于蒸煮方法的不同,未浓缩的废液浓度有很大的差异,如表14-2-134所示。

表14-2-134

(2)提高浓缩纸浆废液的浓度,是搞好回收锅炉的燃烧提高纸厂能源自给率的重要发展。据瑞典报道,四十年代到五十年代,燃烧黑液的浓度,一般在50~55%,当时人们认为,如果超过这个浓度,则烟气飞灰损失大,回收炉易结灰堵塞。自1953年开始,把黑液的浓度提高到68%后,回收炉的燃烧作业更趋稳定,而且生产的蒸汽量较当时的瑞典、芬兰高15%。

(3)不同硬度纸浆黑液固形物组分与热值约如表14—2-135所示。

表14-2-135

注:1kcal=4.1868kJ

木素的发热值约为2.5×107J/kg(6,000kcal/kg),碳水化合物发热值约为1.26—107J/kg(3,000kcal/kg)。

2.采用不同的纸浆废液蒸发浓缩系统,对蒸发速度和蒸汽的用量,都有着不同的效益

(1)多效蒸发器是浓缩废液工序中经常采用的设备,据经验估计,其蒸发的水量与所用蒸汽的比值约如表14-2—136所示。

表14-2-136

由于蒸发系统不同,其投资与运行费用亦不同,兹比较一例如表14-2—137所示。

表14-2—137

(2)采用热泵蒸发系统,提高热的利用率,其流程如图14—2-65所示。

图14-2-65 热泵蒸发系统流程图

1—热红液 2—二次汽 3—冷红液 4—浓红液 5—冷凝水入口 6—加热蒸汽入口 7—压缩机 8—预热器

热泵蒸发系统压缩后汽温及二次汽温与蒸发效率的关系,如图14-2—66所示。

图14—2-66 热泵蒸发系统压缩后汽温及二次汽温与蒸发效率的关系

压缩机出口压力变化与蒸发效率的关系,如表14—2—138所示。

表14-2-138

注:1kgf/cm2=9.80665×104Pa

1kcal=4.1868kJ

(3)采用多效蒸发与热泵蒸发串联使用系统,其流程图如14—2—67所示。

图14-2-67 多效蒸发与热泵蒸发串联使用流程图

(4)多效蒸发器系统与热泵蒸发系统与比较如表14-2-139所示。

表14-2-139

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