一、前言:
自1996年起,在國家計委、國家環(huán)保局和原中國輕工總會領(lǐng)導(dǎo)與支持 下。在山東、河南、安徽等省建設(shè)一批日處理75噸和100噸麥草漿堿回收 節(jié)能治污工程,治理制漿造紙蒸煮黑液對江河湖海污染。這些項目大都在 1997年后陸續(xù)順利建成投產(chǎn)。山東已形成壽光晨鳴、東營華泰、臨清銀 河、兗州太陽為典型成功經(jīng)驗;河南已形成漯河銀鴿為典型成功生產(chǎn)廠。他 們的經(jīng)驗均值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。他們較好地處理麥草漿造紙廠制漿造紙廢 水污染負荷和回收化學(xué)藥品的目的,推動了麥草漿黑液堿回收技術(shù)進一步提 高和發(fā)展,使得眾多麥草制漿廠廢水污染治理有了一個光明前景。
眾所周知,麥草漿堿回收,是國內(nèi)外各種漿種中進行堿回收難度最大的 一種。近六年來,在經(jīng)過多次的生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)、技術(shù)裝備不斷改造和完善 后,我國麥草漿堿回收技術(shù)應(yīng)該講達到一個較理想水平:蒸煮黑液污染負荷 CODcr和 BOD5去除率達到 8 0%以上、堿回收率達到 7 0- 7 4%,耗油量降至 30kg/t堿以下,與葦漿堿回收消耗指標(biāo)不相上下,回收堿的成本在 1000元 /t堿水平。麥草漿堿回收的成功,為麥草制漿造紙廠全廠廢水治理奠定堅 實基礎(chǔ),麥草漿造紙廠蒸煮黑液經(jīng)堿回收提取處理后,中段廢水經(jīng)一級物 化、二級生化處理后可做到達標(biāo)排放。
二、麥草漿黑液堿回收技術(shù)需優(yōu)化的問題
工藝流程、設(shè)備選型及組合的優(yōu)化
①黑液提取是麥草漿黑液治理關(guān)鍵工序,也是目前制約去除黑液污染 負荷和提高黑液提取率的瓶頸工程。黑液提取設(shè)備機型選擇,從成熟、可靠 和先進以及設(shè)備能力指標(biāo)來講,鼓式真空洗漿機仍是國內(nèi)外廣泛使用的洗滌 漿料和提取黑液的設(shè)備?!熬盼濉笨萍脊リP(guān)(項目)《麥草漿堿回收技術(shù)的 研究與開發(fā)》課題,對山東華泰集團75t/d麥草漿堿回收示范工程和華金集 團新型(錐形閥)鼓式真空洗漿機組測試結(jié)果看,黑液固形物設(shè)備提取率達 到83.5%,6.7Be/20C,固形物濃度9.68%。僅達到蒸發(fā)工段最低的黑液 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。但要求更高黑液提取率和濃度,不管是從生產(chǎn)實踐、還是從 機理上講,鼓式真空洗漿機很難使黑液提取率達到 8 5%。這是由于麥草漿及 其黑液物化特性的影響。我們認為單靠某一種提取設(shè)備來解決和提高黑液提取率難以奏效。制約了堿回收率提高,也難以降低進入中段廢水的污染負荷 值。如是有些生產(chǎn)廠家增大洗滌用水量來達到多提取稀黑液的目的。雖然黑 液提取率增加了一些,但大量稀釋水進入黑液,增加蒸發(fā)站蒸發(fā)負荷,需多 耗蒸汽,還需要增加蒸發(fā)面積,從經(jīng)濟角度上講,花算不來,年運轉(zhuǎn)費用相 當(dāng)高。因此,我院、北京制漿造紙工業(yè)研究院和山東太陽紙業(yè)等單位已開始 采用兩種提取設(shè)備的組合流程,采取擠壓—一擴散置換洗滌或采取擴散置換 —一擠壓洗滌機理,達到提高麥草漿黑液提取率的目的。山東太陽紙業(yè)集團 100t/d麥草漿堿回收工程,為了提高提取率,采用鼓式真空洗漿機組(三 臺串聯(lián))與一臺瑞典順智公司產(chǎn)DWA型雙輥擠漿機組合流程。該系統(tǒng)已于 2000年6月投產(chǎn)運行,取得較好效果,黑液提取率達到85%以上;山東安丘 蘭天紙業(yè)集團麥草漿堿回收黑液提取改造時,采用雙螺旋擠漿機串聯(lián)不銹鋼 螺旋網(wǎng)帶機組合流程,黑液提取率達到 8 5%以上,河南滑縣錦華紙業(yè)集團改 造老黑液提取時,采用在 4 om2鼓式真空洗漿機組前加 4臺擠漿機組合流程, 黑液提取率也達到85%以上。反映出我們在工程設(shè)計中新思路,并取得良好 的效果。這也給麥草漿堿回收蒸發(fā)工序和中段廢水治理帶來福音。
?、谡舭l(fā)站采用全板式蒸發(fā)器組
目前國內(nèi)麥草漿堿回收蒸發(fā)站大都采用管板結(jié)合的“二板三管”和“三 板三管”蒸發(fā)器組濃縮黑液,均取得較滿意效果。這種蒸發(fā)站平均蒸發(fā)強度 在9.5kg水/m2·h左右。蒸發(fā)熱效率在3.3-3,skg水/kg蒸汽,出站濃黑 液濃度在42-44%之間,進爐之前還需在圓盤蒸發(fā)器內(nèi)利用煙氣余熱直接蒸 發(fā)濃縮至 46-48%左右,才能焚燒。生產(chǎn)操作采用二次循環(huán)法間斷出濃黑 液,但流程比較復(fù)雜、操作水平要求高。近兩年來,由于板式蒸發(fā)器制作成 本降低,與管式蒸發(fā)器價格接近。資金比較雄厚企業(yè)均要求采用“五體五 效”和“七體五效”全板式蒸發(fā)器組濃縮黑液,工藝生產(chǎn)操作仍采用“二步 蒸濃”法,濃黑液濃度可達到45-46%由于傳熱效果好,節(jié)約蒸汽,是目 前麥草漿堿回收蒸發(fā)站首選的流程和設(shè)備。
?、廴紵ざ螇A爐是堿回收工程核心設(shè)備之一。近年研制出來的全麥草 給黑液堿回收爐、通過生產(chǎn)實踐運行?;旧夏軡M足麥草漿黑液焚燒的要 求,做到了正常生產(chǎn)拋掉油槍。這主要是因在爐尾省煤器下設(shè)置有板(管) 式空氣預(yù)熱器,使進爐一、二次風(fēng)溫從蒸汽空氣預(yù)熱器出口 150C提高到 250C以上進爐,改善了麥草漿黑液干燥和著火條件,提高了爐膛溫度,將 煙氣余熱移回堿爐內(nèi)。但這也給圓盤蒸發(fā)器和靜電除塵器操作狀況帶來一些 負效應(yīng),電除塵煙溫過低,影響電除塵正常運行,成為麥草漿堿回收電除塵 運轉(zhuǎn)率不高的原因。堿爐僅只滿足能燃燒開起來的目的是不夠的,應(yīng)該利用 黑液燃燒產(chǎn)生熱值多副產(chǎn)蒸汽。大型堿爐(150t/d漿以上)應(yīng)產(chǎn)中壓蒸 汽,先發(fā)電后用汽的原則。堿回收的蒸汽用量多少關(guān)系到回收堿的直接成 本,堿爐多產(chǎn)蒸汽,則從外網(wǎng)少補充蒸汽(蒸汽耗量占回收燒堿1/3成 本)。因此,本人認為評價黑液噴射爐(堿爐)主要用兩個指標(biāo)來衡量:一 是噸堿耗油量;一是用每噸固形物燃燒后副產(chǎn)蒸汽量(t蒸汽固形物): 據(jù)推算麥草漿為 2. 7 t蒸汽固形物(以 1. 2 7MPa飽和蒸汽計)、葦漿為 2.gt蒸汽/t固形物、木漿為3.3t蒸汽/t固形物。當(dāng)麥草漿黑液濃度為 47-48%進爐時,75t/d麥草漿堿爐應(yīng)產(chǎn)10t/h蒸汽、100t/d麥草漿堿爐應(yīng) 產(chǎn)15t/h蒸汽、150t/d麥草漿堿爐應(yīng)產(chǎn)22t/h蒸汽。這樣才能真正評價堿 爐是否是高效節(jié)能。盼望堿爐設(shè)計制造單位總結(jié)成功經(jīng)驗,進行科技創(chuàng)新, 開發(fā)出高效節(jié)能型、適合麥草漿特性堿爐,降低堿回收成本,提高回收經(jīng)濟 效益、再造輝煌。
?、芸粱菈A回收生產(chǎn)關(guān)鍵工段,其產(chǎn)品—一白液,是制漿蒸煮的藥 液,回收量及濃度直接影響到制漿成本。苛化又是堿回收最后一道工序,其 工藝流程、設(shè)備選型不當(dāng),以及生產(chǎn)管理不好,就會出現(xiàn)豐產(chǎn)不豐收的境 地。當(dāng)設(shè)備確定后,工藝流程選定是優(yōu)化工藝設(shè)計關(guān)鍵。目前,我院設(shè)計推 薦的連續(xù)苛化流程是采用三臺澄清器(綠液、白液、稀白液)、一合真空洗 渣機和一臺預(yù)掛式白泥過濾機串聯(lián)洗滌白泥流程。流程中將濃白液澄清器抽 出的白泥進攪拌槽(用第二臺過濾的濾液稀釋),先經(jīng)真空洗渣機洗,濾液 (濃白液)返回白液澄清器進口,濾餅用預(yù)掛式白泥過濾機濾液沖散攪拌送 稀白液澄清器(即白泥洗滌器)進行第一次白泥洗滌,抽出泥漿再經(jīng)預(yù)掛式 白泥過濾機洗滌,這樣可大大減少進入稀白液堿量(約8g/l),同時,最 后白泥干度達到55%以上,便于運輸。白泥殘堿<1人另從綠液澄清器抽出 綠泥進入攪拌槽后送第一臺真空洗渣機過濾,濾液進綠液貯存槽再進入消化苛化系統(tǒng)。綠泥稀釋后進白泥洗滌器,綠泥殘留物用濾液沖洗進白泥洗滌 器。綠泥間斷過濾。這樣即提高了綠液轉(zhuǎn)化率,多生產(chǎn)燒堿,也減少稀白液 量。
三、“十五”期間麥草漿堿回收技術(shù)的展望
1、麥草漿堿回收技術(shù)上的突破
①黑液提取工藝與設(shè)備上采取兩種或兩種以上機型組合的流程,即采 用擠壓—一擴散置換洗滌機理處理麥草漿料洗滌和提取黑液;并配備封閉篩 選工藝。做到了節(jié)水和達到清潔生產(chǎn)目的。提高了黑液提取率,使之達到 90%左右。從而使蒸煮黑液污染負荷COD和BOD;去除率達到88%以上。減輕 去中段廢水污染負荷,滿足蒸發(fā)工段高質(zhì)量黑液的要求。
?、酆谝赫舭l(fā)技術(shù)上突破 目前,國內(nèi)蒸發(fā)站采用的“二板三管”和全板式多體五效蒸發(fā)器組,黑 液由于受粘度等物化特性影響,出站黑液終濃只能在 4 2- 4 6%之問,黑液含 水份量大,還需在圓盤蒸發(fā)器直接濃縮至 48%左右入爐,對堿爐熱負荷有影 響。為了克服黑液粘度造成的困難,芬蘭奧斯龍公司于1985年開發(fā)和研究 《黑液熱處理》技術(shù),第一套木漿黑液熱處理生產(chǎn)裝置于1989年12月在芬 蘭一家漿廠投產(chǎn),世界上目前有五例。1997年并在我國申請zhuanli。由于這 套系統(tǒng)價格昂貴,也不單獨轉(zhuǎn)讓。近幾年來,國內(nèi)高等院校、科研機構(gòu)也做 了麥草漿黑液熱降粘實驗,取得一些有價值科研數(shù)據(jù),這對我國蒸發(fā)站采用 板式蒸發(fā)系統(tǒng)及配備黑液熱處理(即熱降粘)工藝和設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用,起 著催化作用。有望在“十五”期間很快在工程上實用,使麥草漿黑液蒸發(fā)后 濃度提高到55%以上,完成蒸發(fā)技術(shù)上突破。
2、麥草漿堿回收技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)達標(biāo)值
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黑液提取率>90%
黑濃濃度: 9.25Be/15(11.5%)
黑液溫度 ≥75C
②蒸發(fā)工段
出站濃黑液濃度 33Be/110℃( 55%)
蒸發(fā)強度 11kg水/m· h
蒸發(fā)熱效率≥ 4.5 kg水/kg蒸汽
③燃燒工段
進爐黑液濃度33Be/110℃ 55%)
產(chǎn)蒸汽量3t/t固形物
其中: 150t/d堿爐產(chǎn)蒸汽量25t/h(3.82MPa) 200t/d堿爐產(chǎn)蒸汽量32t/h(3.82MPa)
電除塵率>98%
④苛化工段 苛化度88% 白泥殘堿<0.5%
⑤主要原材料消耗指標(biāo)(150t/d漿規(guī)模為例并以回收一噸燒堿計) 石灰 1. 0 3 t( Cao> 75%) 重油< 2 okg 清水< 3 0m3 補充蒸汽2t 軟水5t 電<400kwh
⑤堿回收率>85%
①堿回收成本<800元
③工程總投資6500萬元
摘自《紙業(yè)資訊》
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