福建糖業(yè)股份有限公司1992年按照省經(jīng)委、省輕工廳的批復(fù)將原來日產(chǎn)20噸的紙漿經(jīng)過技術(shù)改造擴(kuò)建為日產(chǎn)50噸，并建起相應(yīng)的堿回收工程。堿回收爐是國內(nèi)某輕工機(jī)械廠制造的ZHP16型堿回收噴射爐,設(shè)計(jì)額定能力為每天60噸固型物，發(fā)汽量為每小時(shí)8噸,蒸汽壓為1.3MPa。

１問題的提出

由于甘蔗渣黑液的特殊性及堿回收爐設(shè)計(jì)流程、操作工藝等的問題使該爐的運(yùn)行效果差，存在以下缺陷：

（1） 燃燒黑液能力低，原設(shè)計(jì)黑液燃燒量為每天60噸固型物，實(shí)際僅為每天42噸固型物。造成堿回收率低，生產(chǎn)不平衡，黑液外排，污染環(huán)境。

（2） 對(duì)黑液性質(zhì)適應(yīng)能力差，黑液性質(zhì)的變化對(duì)燃燒情況波動(dòng)較大，經(jīng)常要用油助燃，運(yùn)行成本太高。

2 改造方案設(shè)計(jì)

針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的缺陷及對(duì)生產(chǎn)的嚴(yán)重制約,我廠組織技術(shù)人員設(shè)計(jì)了如下改造方案：

2.1 改進(jìn)黑液蒸發(fā)流程，提高黑液濃度

蒸發(fā)工序原設(shè)計(jì)流程為四效短管蒸發(fā)器混流蒸發(fā)（見圖1）：Ⅳ效蒸發(fā)器→Ⅲ效蒸發(fā)器→一次半濃黑液槽→Ⅱ效蒸發(fā)器→Ⅰ效蒸發(fā)器→二次半濃黑液槽→降膜板式蒸發(fā)器。上述流程存在蒸發(fā)效率低，容易結(jié)垢，操作困難，易出“黑水”等缺陷。針對(duì)以上問題采取并流加料流程和增加一套噴射冷凝器的方案提高Ⅳ效蒸發(fā)器的真空度從而增強(qiáng)其蒸發(fā)能力。

 圖1  并流加料蒸發(fā)流程

2.2 增設(shè)短管加熱器對(duì)濃黑液再加熱，提高黑液的入爐溫度，改善黑液的流動(dòng)性

由于蔗渣中多縮戊糖量高，灰分大，其中二氧化硅含量比木漿黑液多10倍，并在黑液中成水玻璃狀存在，故蔗渣黑液的粘度遠(yuǎn)比木漿大。例如紅松黑液25°Be′(20℃)在30℃時(shí)粘度為12.15×10-3Pa.s，相同條件下蔗渣黑液則高達(dá)0.3 Pa.s。從而蔗渣黑液的流動(dòng)、霧化、干燥等較為困難。而提高濃黑液溫度能有效地降低黑液的粘度。在濃黑液泵出口增設(shè)一套加熱面積15m2的短管加熱器，引用堿爐產(chǎn)生的蒸汽對(duì)濃黑液進(jìn)行加熱。將濃黑液溫度由93℃提高到109℃,使?jié)夂谝喝霠t時(shí)接近“閃蒸”狀態(tài)，改善黑液的流動(dòng)、霧化、干燥效果，提高黑液的可燃性。

2.3 提高堿爐一、二次進(jìn)風(fēng)的溫度。

增加一道空氣加熱器，提高一、二次進(jìn)風(fēng)的溫度，由原來150℃提高到205℃。由于黑液燃燒必須有足夠的絕熱火焰溫度，以保證燃燒順利進(jìn)行，而不發(fā)生滅火現(xiàn)象。絕熱火焰溫度（也就是理論燃燒溫度）可由反應(yīng)物質(zhì)的焓來計(jì)算，是用黑液低位發(fā)熱值除以燃燒產(chǎn)物的比熱，然后加上反應(yīng)物質(zhì)（空氣、黑液）的溫度而得到的。燃燒時(shí)提高風(fēng)的溫度是提高絕熱火焰溫度的有效方法。熱風(fēng)由150℃提高到205℃時(shí)絕熱火焰溫度可提高38℃。

2.4 改善黑液的品質(zhì),提高黑液的可燃性

此改造方案有以下五種方法:

（1） 加強(qiáng)甘蔗渣的除髓，減少堿回收過程中的硅干擾。蔗渣灰分中的60-80%的SiO2是由蔗髓帶入。提高甘蔗渣的除髓率是降低蔗渣中硅含量，減緩黑液蒸發(fā)設(shè)備結(jié)垢的有效方法。通過改造備料工段6臺(tái)立式除髓機(jī)（Φ965C112），擴(kuò)大篩孔直徑（由Φ6mm改為Φ8.5mm）甘蔗渣的除髓率由25%提高到35%。通過加強(qiáng)除髓可有效地降低蔗渣中的硅含量（蔗渣中SiO2的含量從3%降低到0.7%），降低黑液的粘度，減少堿回收過程中的硅干擾。

（2） 改造黑液過濾設(shè)備，進(jìn)一步過濾稀黑液中小纖維和殘?jiān)?。?duì)黑液過濾機(jī)的過濾網(wǎng)進(jìn)行改造，由原來80目/吋改為120目/吋。另在黑液進(jìn)蒸發(fā)前利用板框過濾機(jī)進(jìn)行再過濾。最大限度地過濾黑液中的細(xì)泥土等無機(jī)物及纖維雜質(zhì)。

（3）改進(jìn)蒸煮工藝，滿足堿回收生產(chǎn)需要。蒸煮漿料實(shí)行快速蒸煮，減少保溫時(shí)間，控制粗漿硬度，同時(shí)避免在球內(nèi)或噴放鍋中存放時(shí)間太長,做到“現(xiàn)煮，現(xiàn)噴，現(xiàn)洗”。另外在蒸煮中保持粗漿黑液殘堿濃度在6-8g/L，這樣可降低黑液粘度，有利于堿回收的蒸發(fā)及燃燒工序的操作。

（4） 保持黑液的“新鮮度”，縮短黑液的中間停留時(shí)間。

（5） 提高堿回收白液的澄清度，減少鈣離子返回而造成蒸發(fā)器結(jié)垢。

3 實(shí)施效果評(píng)價(jià)

上述改造方案實(shí)施后取得了明顯的效果：

（1） 黑液的燃燒量上升，由原來每天42噸固型物提高到每天63噸固型物。

（2） 堿爐的耗油量下降，由原來的回收一噸堿需耗油60Kg下降到回收一噸堿僅耗油25Kg。

（3） 堿回收率提高，由原來53%提高到74%，減少了污染的排放，提高了經(jīng)濟(jì)效率及環(huán)保效益。

4 結(jié)束語

本改造方案可為原有的中、小型制漿廠的堿回收爐改造及操作提供借鑒

參考文獻(xiàn)

[1] 竇正遠(yuǎn).甘蔗渣制漿造紙[M.]華南理工大學(xué)出版社,1990.
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