PDF《浅谈几种现代制浆蒸煮技术》

South W est Pulp And Paper 2006.

Vol.35,No.6 传统的间歇蒸煮具有生产较灵 活, 机械可靠性较好和投资较低等 优点.但连续蒸煮的出现, 显示了其 能耗低、纸浆质量稳定和污染少的 优点,特别是深度脱木素理论的提出 更使得连续蒸煮技术更臻完善.间 歇蒸煮为了自身的生存和发展, 数 十年来,国际上进行了不少研究和改 进.产生了 RDH 法、 Sunds- Celleco 法和 SuperBatch 法等一系列的改良 方法.下面将对这三种改良的间歇 蒸煮技术做一概述.

1 RDH 蒸煮技术[1~ 2] RDH 蒸煮技术是美国 Beloit 公司1980 年研究开发的, 目标是生产 低硬度和低蒸汽消耗的纸浆.这项 技术很好的利用了原有的间歇蒸煮 设备, 其原理是采用热置换的方法, 实现冷喷放和热量的回收.既提高 了纸浆强度, 又节约了能量消耗, 但 该技术需要精确的控制系统和运行 可靠的控制阀门.该技术已在美国、 加拿大、芬兰和中国台湾一些纸厂 使用, 我国的广宁竹浆厂采用了这 项技术. 1.1 RDH 蒸煮的特点 1.1.1 蒸煮周期 RDH 系统与常规法相比, 其蒸 煮周期相同或略小.各操作工序所 需时间见表 1.RDH 系统所需要额外 的木片预浸和置换蒸煮液的时间, 由快速升温缩短的时间所补偿.RDH 系统喷放的时间较常规法缩短 1/2, 因为冷喷放时锅内充满纸浆和 药液.而常规法热喷放时, 由于蒸汽 闪蒸, 需要相当大的容积. 1.1.2 能量消耗 由于在蒸煮终了置换热黑液用 于加热白液, 注入热药液使锅内温 度超过 155℃, 所以 RDH 系统比常 规法蒸煮大大减少了新鲜蒸汽用量, 可节约 1.0MPa 蒸汽 70%~ 80%. 1.1.3 有效碱用量 在常规的间歇蒸煮中, 由于较 慢的浸渍和快速升温, 致使木片表 面过煮而内部煮不透.RDH 法由于 采用温黑液压力浸渍木片, 然后快 速升温.减少了半纤维素的剥皮反 应, 因此减少了碱耗, 提高了纸浆得 率.RDH 系统可节约有效碱 5%~ 10%, 对绝干木材可减少 0.5%的碱. 1.1.4 纸浆质量 RDH 系统的高液比使纸浆卡伯 值波动减少.温黑液浸渍可除去蒸 煮期间产生的甲酸和部分降解的碳 水化合物.在温黑液存在时, 纤维素 不被甲酸所水解. RDH 系统中, 木片经温黑液浸 渍和加热, 而温黑液中 HS- 对OH- 的 比值很高. 当升温时, 纤维素不降解, 而木素在

135 ℃时与 HS- 化合, 并在

160 ℃时水解.相当短的升温和保温 时间, 使纤维素很少降解, 所以与常 规间歇蒸煮相比, RDH 系统的未漂 和漂白浆强度都高出 10%以上. RDH 系统的加入温、热药液以 及温、热黑液的置换都是由锅的底 部向上置换的.控制置换的速度, 可 使整个锅中得到很均匀的纸浆, 蒸 煮的 H 因子更易于控制.RDH 系统 在80 ℃时由压缩空气进行冷喷放, 可保证纤维无损伤.在喷放管线中 的压降, RDH 法为 275~

413 kPa, 常 规法为

689 kPa. 特别当喷放锅为满 浆不能喷放时, 常规法的纸浆会过 煮, 使纤维降解. 而RDH 法由于温黑 液置换后, 温度达到

80 ℃已停止了 反应, 不会出现因过煮而出现的纤维 降解.RDH 法纸浆粘度可比常规法 高10%左右(卡伯值为 15~

20 时). 1.2 RDH 法应用实例 美国 Valdosta 浆厂的制浆车间 原有

9 个间歇式蒸煮锅, 日生产能 力为

960 t 风干浆.采用 RDH 法进 行冷喷放改造.新系统连续运行

6 个星期后, 不仅提高蒸煮能力, 而且 在高峰产量时, 洗浆系统的碱损失 较少. 蒸汽的消耗 (1.0MPa 的中压蒸 汽)已降低了 70%~ 80%.该厂原来用

3 台碱回收炉、

2 台树皮锅炉和

1 台油、 气两用锅炉产汽, 自从采用 RDH 系统后, 油、 气两用锅炉多半时间停 止运行、锅炉给水处理设备能力紧 张状态已消除, 当然燃油消耗也降低了. 王玉峰 ( 天津科技大学 天津市制浆造纸重点实验室, 天津 300222) 中图分类号: TS743 文献标识码: B 松节油回收 木片 来自稀洗涤黑液 白液 蒸汽 去蒸发 皂化物 冷凝水12345678910 1- 喷放仓 2- 稀黑液贮槽 3- 空压机 4- 蒸煮锅 5- 蒸煮液加热器 6- 皂化物罐 7- 温液回收锅 8- 黑液回收锅 9- 白液预热器 10- 白液贮槽 图1RDH 系统流程图 表1蒸煮周期耗时比较表( 单位: min) 项目常规法 RDH 法 装锅

15 15 送温液 -

15 送热液 -

20 升温

75 40 保温

60 30 热黑液置换 -

6 温黑液置换 -

6 喷放

15 8 合计

165 140 浅谈几种现代制浆蒸煮技术 实用 技术 Practical Technolagy 浅谈几种现代制浆蒸煮技术

45 西南造纸

2006 年第

35 卷第

6 期 采用 RDH 系统后, 浆的质量也 得到了明显的改善, 纸浆卡伯值波 动减小, 浆的粘度有所提高, 改进了 H 因子控制.而且由于在 80℃冷喷 放, 使喷放锅排出的总还原硫明显 降低, 这不仅消除了蒸煮喷放对大 气的污染, 使喷放锅的总还原硫排 放有望达到排放标准, 而且大大减 少了硫飞失.

2 Sunds- Celleco 蒸煮技术[3~ 5] Sunds- Celleco 蒸煮技术是由瑞 典的 Sunds 和Celleco 公司在 1980~

1984 年共同开发并在ASSI Karls- borg 工厂完成试验的间歇蒸煮冷喷 放系统. 2.1 Sunds- Celleco 法的特点 2.1.1 能量消耗 一个间歇蒸煮锅的总蒸汽消耗, 可分成两个主要部分: 蒸汽装锅 和汽蒸木片的低压蒸汽, 间接升温 的中压蒸汽.常规蒸煮与Sunds- Celleco 系统的汽耗及电耗见表 2.从 表中可以看出, Sunds- Celleco 法与 常规蒸煮消耗的低压蒸汽数量相同, 而比常规蒸煮少消耗了 63.2%的中压蒸汽,总的蒸汽消耗可减少47.6%, 电能也可减少 46.1%. 2.1.2 蒸煮周期 Sunds- Celleco 系统与常规间歇 蒸煮相比较, 蒸汽装锅和汽蒸木片 所耗用的时间是相同的. 仅仅由于送 液的初温高而导致升温的时间短. 虽然Sunds- Celleco 法在喷放前需要15 min 的热黑液置换, 但由于冷喷放 时间的缩短, 而使总喷放时间与常规 蒸煮相当. 蒸煮周期耗时见表 3.由于 Sunds- Celleco 法总的蒸煮时间减少 了, 对于相同容积的蒸煮锅来说相当 于增加了 15%的能力. 2.1.3 洗涤效果 检测常规间歇蒸煮喷放锅管线 中, 黑液固形物的含量为 23%.而Sunds- Celleco 法间歇蒸煮在喷放前 用洗浆稀黑液置换蒸煮浓黑液, 所以 检测喷放管线中黑液固形物时仅为 13%, 相当于洗涤置换比为 0.75. 换 句话说, 获得的洗涤效果与现有洗涤 设备相比, 相当于 l 台洗涤过滤机. 2.1.4 纸浆质量 常规间歇蒸煮与 Sunds- Celleco 法间歇蒸煮的浆的特性粘度与卡伯 值的关系见图 3. Sunds- Celleco 法浆 的特性粘度有所提高, 商品浆的撕裂 指数有所增加, 尘埃度下降一半. 2.2 Sunds- Celleco 法应用实例 瑞典ASSI Karlsborg 浆厂采用Sunds- Celleco 法进行冷喷放改造. 改造后浆的卡伯值从30~

32 降到25. 浆的特性粘度从1160 dm3 /kg 上升到

1 200 dm3 /kg, 浆的撕裂指数 有所提高, 尘埃度下降一半, 漂白剂 用量降低 20%. 浆厂蒸煮汽耗从 4*

109 J /(t 风干浆) 降到 2.7*

109 J /(t 风 干浆), 相当于降低了 30%~ 35%.由 于送 蒸发站的黑液浓度提高,蒸发站的汽耗也下降.其原因是浆的卡伯值下降,洗涤稀释因子接近于1 m3 /(t 风干浆).

3 超级间歇蒸煮技术[6 ] ( Super- Batch Cooking)

1992 年第一条工业化的超级间 歇蒸煮生产线在芬兰 Enocell 厂投 产, 产量为

1 770 t/d. 超级间歇蒸煮 同RDH 法相比, 最大的特点是在预 浸后采用专利的热黑液处理工艺, 实现了高温快速脱木素, 降低了浆 的硬度, 提高了浆的得率和撕裂度. 就目前来说, 超级间歇蒸煮技术是 间歇制浆方法中最先进的. 3.1 超级间歇蒸煮的特点 3.1.1 节约蒸煮汽耗 超级间歇蒸煮可以节约蒸煮汽 表2能量消耗比较表 能耗蒸汽装锅 ( 0.4MPa) 汽蒸木片 ( 0.4MPa) 间接通气 ( 1.0MPa) 总计 常规间 歇蒸煮 0.20 0.21 1.25 1.66 Sunds- Celleco 法0.20 0.21 0.46 0.87 常规间 歇蒸煮 0.46 0.49 2.50 3.45 Sunds- Celleco 法0.46 0.49 0.91 1.86 汽耗 t 汽/t 绝干浆 电耗

109 J/t 绝干浆 表3蒸煮周期耗时比较表( 单位: min) 项目常规法 Sunds- Celleco 法 升温期

150 80 热黑液置换 -

15 喷放

15 15 总计

165 110

1 300

1 200

1 100

1 000

20 30

40 卡伯值 图3不同蒸煮方法浆的特性粘度与卡伯值的关系 特性粘度 dm

3 ・ kg -

1 A Sunds- Celleco B ........