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                【研讨】新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法

                泉源:浆纸技能 编辑:黄毅华 工夫:2020-03-25
                导读:我国丛林资源掩盖率低,可以应用于造纸的木料资源非常无限,非木料纤维质料仍将是我国造纸的紧张质料。甘蔗渣属于较好的非木料纤维质料之一,甘蔗渣浆不只可以消费优质生存用纸,配以大批商品木浆亦可以消费优质文明用纸。综合应用甘蔗渣造纸,可加重我国丛林

                黄毅华 老师

                工程师;

                次要从事制浆消费工艺办理和项目技改。

                    我国丛林资源掩盖率低,可以应用于造纸的木料资源非常无限,非木料纤维质料仍将是我国造纸的紧张质料。甘蔗渣属于较好的非木料纤维质料之一,甘蔗渣浆不只可以消费优质生存用纸,配以大批商品木浆亦可以消费优质文明用纸。综合应用甘蔗渣造纸,可加重我国丛林资源的担负(每吨甘蔗渣可以替代1~1.25m3造纸木料)。

                    广西粤桂广业控股株式会社[前身为广西贵糖(团体)株式会社,以下简称广西粤桂]是一家最早综合应用甘蔗渣制浆造纸的传统企业之一,蔗渣应用技能程度和先辈性在业内享有盛誉。2017年12月份至2018年4月份,探索和发明出了一种新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法,处理了因质料的充足惹起的停机题目,发明出了较大的经济效益。

                 

                1  新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法配景

                    甘蔗渣是糖厂的副产物,约有50%的纤维可以用来造纸,其纤维形状固然比不上木料和竹子,但是比稻、麦草纤维则略胜一筹。甘蔗渣在我国北方算是一种曾经高度会合了的质料资源,它不需求远程运输,当场即可加以应用,在甘蔗消费基地左近很容易建成年产数万吨经济范围的制浆造纸厂,甘蔗渣的应用极大水平地促进了北方地域制浆造纸行业的开展。

                    刚从糖厂压榨出来的蔗渣,水分约50%,称为半干蔗渣。半干蔗渣经打包堆垛永劫间储存后,水分可降至20%~30%左右;而半干蔗渣经淋水发酵储存,水分可到达70%~76%范畴。

                    蔗渣制浆从备料的方法可以分为干法备料制浆和湿法备料制浆。我国运用甘蔗渣制浆的汗青起首是从干法备料制浆开端的,从上世纪90年月初各中央连续镌汰了干法备料制浆,才逐步开展为如今的湿法备料制浆。上世纪90年月前的干法备料制浆进程中,制糖厂起首把甘蔗渣打包,经过车辆运输到备料园地,然后用少量人工停止堆垛,再用茅草或帆布掩盖。重新运用时再次打碎甘蔗渣块,形成备料间粉尘飞扬、情况差。别的干法备料制浆存在着园地应用率低、人工用度大、蔗渣储存后容易蜕变、丧失率高、火警消防要求初等缺陷。

                    上世纪90年月后逐步开展起来的蔗渣湿法备料制浆,蔗渣无需打包成块,经过地面皮带保送,间接把制糖厂榨出来的散的蔗渣堆放到备料园地。湿法备料完成了大范围机器化操纵,经过推土机对蔗渣停止压紧压实,再用净水对蔗渣堆喷淋,让蔗渣停止一两个月的发酵。湿法备料制浆固然克制了干法备料制浆的局部缺陷,进步了园地运用率,防火要求低,蔗渣保鲜率大为进步;但是蔗渣湿法堆垛需求1个多月发酵才干运用,园地需求大,备料投入高,蔗渣喷淋废水COD榨季顶峰时段到达7000~800mg/l,喷淋废水酸性大,易腐化设置装备摆设和园地,添加了环保处置难度,大少数厂需求树立投资高达几百万乃至上万万元的IC厌氧零碎来处置高浓喷淋废水,运转用度大。

                    甘蔗属于一年生长作物,因而甘蔗渣的供给量受时节性影响比拟大,甘蔗渣的储备次要会合在每年榨季中的3~4个月内,榨季之后甘蔗渣产量简直为零,因而需求在甘蔗榨季备好充足的甘蔗渣量供停榨之后运用。比年因由于国度对大气环保要求日益严厉,很多糖厂为确保大气排放达标,甘心烧蔗渣也不肯烧煤,招致了甘蔗渣市场供需日益告急,应用甘蔗渣制浆的局部企业常常在停榨一段工夫之后呈现质料充足,开榨之后有质料但又因需求湿法堆垛发酵1~2个月后才干运用,招致了“无米下锅”的近况,影响了企业的正常消费和效益。2017年下半年广西来宾市某制浆厂在8月份就因蔗渣用完,又未到开榨工夫而停产,员工自愿放假。同年广西粤桂的蔗渣也仅能用到10月尾,而到开榨工夫最早也要比及11月中旬。但虽然是糖厂开榨后有了蔗渣质料,还需求处理一个题目,即新颖的蔗渣按湿法备料的发酵要求,至多也要再等1个多月才干运用。在这1个多月的工夫里,企业依然面对着停机停产的题目。怎样处理这个困难,广西粤桂停止了探究,探索出了一种新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法,为企业发明了宏大效益。

                 

                2  新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法

                2.1次要内容

                    (1)选择糖厂颠末一级除髓后的新颖蔗渣,水分含量约为48%~53%,在无淋水无发酵的条件下堆于室外料场寄存5~7天,待蔗渣水分平衡时,即可送去停止蒸煮。

                    (2)将蒸煮助剂依照比例溶于碱接纳的白液中,制成碱液,存储于碱液槽中备用。

                    (3)依照蒸煮器的巨细和蒸煮液比确定装料量,将蔗渣经地磅称量后颠末皮带保送机保送到预浸器,将碱液和黑液注入到预浸器中对蔗渣停止预浸渍,让蔗渣、碱液和黑液在预浸器里搅拌混淆平均,使蔗渣充沛渗透。

                    (4)经预浸渍后,蔗渣、碱液和黑液送入蒸煮器内,往蒸煮器内通入低温蒸汽,依照消费工艺要求确定蒸煮升温曲线,按升温曲线设定蒸煮压力停止蒸煮。

                    (5)蒸煮完毕后,经过喷放锅喷放蒸煮好的浆料,喷放完毕后对蒸煮器装料停止下一轮蒸煮,浆料移送到洗浆工段停止四段逆流洗浆,一段洗浆失掉的黑液进入黑液槽临时贮存,然后送去碱接纳和蒸煮运用;

                    (6)将洗完的浆料停止惯例挑选和漂白,失掉漂白浆,所得漂白浆可以间接移送造纸车间停止抄纸或许用双网挤浆机挤干后外卖。

                2.2流程改革

                    (1)将第一段洗浆的黑液槽中的黑液经过一台泵保送走,在泵的出口分出两条管路,一条出口管路通往蒸煮车间,供蒸煮运用;另一条出口管路通往黑液过滤机,把黑液送往碱接纳车间。每个出口管路处均装置有1个开关阀门。

                    (2)在预浸器的出口端配有两个进液管,将碱液和黑液的来液管道辨别与两个进液管衔接,碱液和黑液在预浸器出口端平均注入,与质料平均混淆搅拌;碱液和黑液的来液管道均装置了流量计和累积器。

                 

                3  新颖蔗渣间接蒸煮质量后果

                    临时以来,人们曾经构成了对甘蔗渣制浆的看法:干法备料制浆或许湿法备料制浆,但是关于新颖蔗渣间接蒸煮制浆的质量状况等相干知识,很少报道。

                    本次新颖蔗渣间接蒸煮和湿法备料制浆的质量后果比照如表1。从表1蒸煮质量比照来看,新颖蔗渣间接蒸煮制浆的查验项目:残碱和粗渣率与湿法备料制浆都在及格要求范畴内,没有什么区别。但是新颖蔗渣由于在蒸煮进程中参加了黑液,关于蒸煮后的成浆K值就有区别,约有50%的K值在及格范畴内,约有50%的K值大于14,意味着有一半K值不在要求的质量范畴,次要缘由是蔗渣蒸煮时除了蒸煮液的参加,还额定添加了黑液的运用,致使成浆中的种种物质身分浓度降低,相应惹起蒸煮浆K值降低。但从消费理论中来看,对后序的漂白影响不大。其次,新颖蔗渣蒸煮中,残碱浓度广泛比湿法备料制浆高,次要缘由是参加黑液到场蒸煮,可以充沛应用黑液中的残碱和70℃的温度,在预浸阶段,提早让蔗渣进入局部脱木素的预反响阶段,大大增加前期脱木素反响的碱耗费,进步了残碱浓度。残碱浓度的进步,则有利于碱接纳的碱炉熄灭结果。

                    自从上世纪90年月蔗渣接纳湿法堆垛制浆以来,人们广泛以为新颖蒸煮普通都要堆垛发酵一段工夫,待蔗渣外面的剩余糖类等无机物质发酵剖析后,再送去蒸煮制浆,成浆的质量才有保证。即便是90年月之前的干法备料制浆,新颖蔗渣普通也是堆垛风干贮存多少个月,使蔗渣水分降到20%~30%后才运用,也是以为让蔗渣的剩余糖类等无机物质剖析挥发,以免影响蒸煮时的浆质量。但是我们颠末消费性实行,接纳添加黑液蒸煮新颖蔗渣,蒸煮出来的浆质量与湿法备料制浆的后果没有多大差异。接纳新颖蔗渣间接蒸煮制浆的浆强度怎样呢?我们接纳该办法消费出来的蔗渣漂白浆,与25%~30%的桉木浆配比,颠末纸机抄造出生存用纸,纸的各项检测目标如表2。                              

                    从表2可以看出,接纳该法制成的蔗渣浆搭配25%~30%的桉木浆,颠末纸机抄造出的纸产物,各项物理目标都优于国度规范规则的目标要求。阐明新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法是可行的。

                 

                4  新颖蔗渣间接蒸煮制浆的特点

                4.1流程改革

                    原来湿法备料制浆流程里是没有增补黑液的,改革后,从洗浆第一段分出一局部黑液,经过流量计和累积器等计量方法定量参加在蒸煮段预浸器。

                4.2蒸煮工艺调解

                    改革前工艺参数:蔗渣水分70%~76%,装锅量5.1t(绝干),液比4.2,用碱17.6%,蒸煮工夫3h。

                    改革后工艺参数:蔗渣水分48%~53%,装锅量5.6t(绝干),液比3.5,用碱16.1%,蒸煮工夫2.5h。

                    改革前升温曲线见表3。改革后升温曲线见表4。

                4.3装锅量分明添加

                    本次新颖蔗渣间接蒸煮制浆的蒸煮器为40m3蒸球。

                    在湿法备料制浆的状况下,由于运用的蒸煮液为碱接纳工段接纳的液碱,浓度为110~125g/l范畴,蒸煮用碱量为每球900kg烧碱(100%NaOH),每球添加的液碱量约为7~8m3。虽然所运用的蔗渣水分到达70%~76%,但蔗渣质料照旧呈松懈形态,因而所加的液碱量对装锅量影响很大。液碱的添加,在装锅器的搅拌下,可以添加蔗渣的压实,添加球内单元体积的蔗渣量。运用新颖蔗渣间接制浆的办法后,所添加的蒸煮液:液碱体积没有变革,但是为了使半干的新颖蔗渣液比到达3.5,需求设定额定添加黑液与蒸煮液算计体积为12.5m3。由外界参加质料中的总液体量比湿法备料制浆添加了4.5~5.5m3的状况下,经过在预浸器里增补到蔗渣质料外面,装锅的蔗渣愈加压紧和壮实,因而装锅量取得分明添加。

                    湿法备料制浆的装锅量与新颖蔗渣间接制浆的装锅量比照如表5。从表5可看出,运用新颖蔗渣间接蒸煮制浆的办法后,蒸球装锅量分明添加,进步了12.48%。进步了装锅量,意味着每球产浆量的进步,关于低落蒸汽和用碱量等物耗具有分明劣势。

                4.4蒸煮液比失掉分明低落

                    在运用湿法备料制浆时,由于贮存的蔗渣临时处于压紧和淋水湿润形态。在用来装料蒸煮的时分,蔗渣水分普通到达70%~76%范畴内,因而在添加蒸煮液(碱接纳碱液,浓度110~125g/l)后,蒸煮液比高的到达4.5,低的到达3.9。遇到雨天,水分偶然乃至到达77%~78%,蒸煮液比可以到达4.9,十分高。

                    液比高,关于蒸煮来说,各有利害。有利的一壁是蔗渣液可以比拟平均地与物料打仗,到达蒸煮与物料充沛混淆,利于后序反响;但是也有倒霉的一壁,蒸汽耗费大,蒸煮工夫长。

                    普通来说,依据临时以来制浆蒸煮总结出来的液比经历值,木浆类的蒸煮液比在2.7~3.2范畴,草浆类的蒸煮在3.2~3.8范畴,才比拟适宜,处于比拟经济和服从高的情况。

                    湿法备料制浆消费中,由于质料本身的水分含量曾经很高,再参加蒸煮液后,液比普通都在4.2左右,因而参加的蒸煮液体积也无限。加多了,液比更高,蒸汽耗费加大,蒸煮工夫延伸;加少了,蒸煮液与质料混淆又不平均,粗渣增多,得浆率低。别的湿法备料制浆中,质料水分绝对高,因而蒸煮蒸汽耗费到达吨浆耗费2.5t蒸汽左右。

                    而接纳新颖蔗渣间接蒸煮制浆,蔗渣水分均匀50%,可以很好地控制蒸煮液比处于比拟经济的范畴内。比方,我们要求装锅时,经过流量计与累积器,设定添加的黑液与蒸煮液算计为12.5m3。在蒸煮液浓度为108g/l时,按用碱量为900kg(100%NaOH),所参加的两种液体体积辨别为8.3m3碱液和4.2m3黑液。如蒸煮液浓度为125g/l时,所参加的两种液体体积辨别为7.2m3碱液和8.3m3黑液。如许蒸煮时我们就牢固好了外界参加蒸球的液体体积这一要素,然后在装锅量尽能够多地控制要求下,蒸煮液比可以处于3.5左右。比湿法备料制浆液比低0.4~1.0,蒸煮液比分明低落。如许的后果是蒸汽吨浆耗费降到2.0t以下,节流蒸汽耗费幅度到达25%;另一个后果是液比低落了,全体蒸煮的水量增加了,蒸煮工夫可以从3h增加到2.5h。

                4.5增加制浆黑液量

                    接纳新颖蔗渣间接蒸煮制浆,借助于添加黑液,完成公道的蒸煮液比。蒸煮成浆后,添加的黑液又在一段洗浆洗濯排挤,构成的黑液又局部回用于蒸煮,构成一个外部循环。全体上,进入蒸煮零碎的水量比湿法备料制浆少了许多,因而消费出异样的浆量,构成的黑液量绝对来少,处理了浆产量越大,黑液越多的题目。这种借助于黑液完成蒸煮液化,但制浆黑液量反而增加的蒸煮制浆办法,有别于湿法备料制浆与干法备料制浆,是该制浆办法的最大特点。

                我们来比照一下新颖蔗渣间接蒸煮制浆和湿法备料制浆的两种制浆办法相干实际参数(按细浆得率50%计),如图2。

                    从下面两种制浆流程实际参数比照来看,要消费异样的250t漂白绝干浆量,在其他条件相反状况下,运用湿重1000t新颖蔗渣(水分含量50%),湿法备料制浆(以较低的上限水分70.5%)就要用到1700t湿重质料,意味着湿法备料制浆法比新颖蔗渣间接蒸煮制浆法将多消费出700m3的黑液量。

                而消费理论状况怎样呢?我们对消费停止了数据查定(表6)。从表6实践消费数据查定得知,若异样日均匀消费250t漂白绝干浆,新颖蔗渣法产稀黑液量2615m3,而湿法备料产稀黑液量3315m3,比新颖蔗渣法制浆多了700m3稀黑液量,实践消费数据与上述两种制浆法流程实际参数比照得出来的结论是符合的。由于湿法备料制浆的质料水分是在肯定范畴内动摇的,假如质料水分变到75%左右,则湿法备料制浆将发生比700m3更多的稀黑液。基于上述剖析,得出以下结论:每运用100t新颖蔗渣(50%水分)制浆,相比湿法备料制浆,制浆进程中可以增加70m3左右的黑液量。

                4.6经济效益高

                    广西粤桂从2017年12月至2018年4月份,在这四个月接纳新颖蔗渣间接蒸煮制浆法消费,运用新颖蔗渣量累计折算绝干量为35566t,消费出了18326t蔗渣绝干浆,制品细浆得浆率约52%,凌驾正常得浆率50%,意味着多消费出了543t漂白浆,按事先售价5000元/t,仅细浆得率该项添加产量,多发明经济效益272万元。

                    别的碱接纳按均匀日产绝干浆250t盘算,每天可少处置700m3的稀黑液量,按普通板式蒸发站热服从≥3.8(H2O)kg/(蒸汽)kg,每天可增加运用0.5MPa的蒸汽184t,按2018年蒸汽本钱价(不含税)158元/t盘算,可浪费2.9万元/天,一个榨季4个月(春节节沐日外)约110天,则可浪费蒸汽用度319万元。

                    接纳湿法备料制浆,此中一个最分明的特点为:备料时发生高浓蔗渣喷淋废水,榨季顶峰时段COD到达7000~8000mg/l,酸性大、易腐化设置装备摆设和园地。为了处置这些废水,2006年广西粤桂曾投资了2600万元,外行业中,初次树立了专门处置蔗渣喷淋废水的IC厌氧处置零碎。尔后,该零碎连续外行业推行遍及,成为以蔗渣为制浆质料的新厂或旧厂的环保管理根本配套设备。虽然处理了喷淋废水净化,但是IC厌氧处置零碎一样平常运转用度,到达污水处置本钱1.5元/m3。而新颖蔗渣间接蒸煮制浆,无需喷淋水关键,无该运用的新颖蔗渣喷淋水污水处置用度。以往的湿法备料制浆,蔗渣堆垛和贮存时期,按比拟节水的12h/d喷淋方法,终极吨浆耗净水10t左右盘算,即吨浆产10t喷淋废水,则均匀每天产绝干浆250t盘算,新颖蔗渣间接蒸煮制浆,可浪费污水处置用度3750元/天。一个榨季4个月(春节沐日除外)约110天,可浪费污水处置用度41万元。

                 

                5  结论和发起

                    5.1新颖蔗渣间接蒸煮制浆的方法在消费理论中证明是可行的。是有别于以往的干法备料制浆和湿法备料制浆的方法。浆质量与以往的湿法备料制浆无分明区别。

                    5.2新颖蔗渣借助于黑液,完成蒸煮的公道液比,可以增加进入蒸煮零碎的水量,每运用100t(50%水分)质料,相比湿法备料制浆,可增加约70m3的稀黑液量,加重碱接纳的蒸发担负,节流少量的蒸汽耗费。

                    5.3新颖蔗渣间接蒸煮制浆,由于备料方法的改动,无需淋水,无需发酵,因此可处理以往质料充足,榨季到来之后质料又不克不及立刻运用的技能困难,同时可增加所运用的新颖蔗渣的喷淋污水处置用度。

                    5.4新颖蔗渣添加黑液的蒸煮方法,异样可实用于横管式延续蒸煮,只需在加蒸煮液的中央停止略微改革即可。

                    5.5由于以蔗渣为制浆质料的浆厂,甘蔗渣的储备次要会合在每年榨季中的3~4个月,因而接纳新颖蔗渣间接蒸煮时,每天出场的蔗渣量宏大于运用的量,发起以均衡运用的新颖蔗渣量作为一个堆放场,按贮存5~7天就循环运用的方法。而额定多出的蔗渣出场量,则照旧按湿法备料的方法作为别的一个堆放场,停止堆垛喷淋和维护。不然无淋水,超越15天后,蔗渣外部温度敏捷上升,可高达60~70℃左右,形成蔗渣质料的丧失。

                 

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