蔗渣漿廠堿回收技術改造方案

福建糖業股份有限公司1992年按照省經委、省輕工廳的批復將原來日產20噸的紙漿經過技術改造擴建為日產50噸，并建起相應的堿回收工程。堿回收爐是國內某輕工機械廠制造的ZHP16型堿回收噴射爐,設計額定能力為每天60噸固型物，發汽量為每小時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計流程、操作工藝等的問題使該爐的運行效果差，存在以下缺陷：

（1） 燃燒黑液能力低，原設計黑液燃燒量為每天60噸固型物，實際僅為每天42噸固型物。造成堿回收率低，生產不平衡，黑液外排，污染環境。

（2） 對黑液性質適應能力差，黑液性質的變化對燃燒情況波動較大，經常要用油助燃，運行成本太高。

2 改造方案設計

針對運行中出現的缺陷及對生產的嚴重制約,我廠組織技術人員設計了如下改造方案：

2.1 改進黑液蒸發流程，提高黑液濃度

蒸發工序原設計流程為四效短管蒸發器混流蒸發（見圖1）：Ⅳ效蒸發器→Ⅲ效蒸發器→一次半濃黑液槽→Ⅱ效蒸發器→Ⅰ效蒸發器→二次半濃黑液槽→降膜板式蒸發器。上述流程存在蒸發效率低，容易結垢，操作困難，易出“黑水”等缺陷。針對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效蒸發器的真空度從而增強其蒸發能力。

圖1  并流加料蒸發流程

2.2 增設短管加熱器對濃黑液再加熱，提高黑液的入爐溫度，改善黑液的流動性

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比木漿大。例如紅松黑液25°Be′(20℃)在30℃時粘度為12.15×10-3Pa.s，相同條件下蔗渣黑液則高達0.3 Pa.s。從而蔗渣黑液的流動、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一套加熱面積15m2的短管加熱器，引用堿爐產生的蒸汽對濃黑液進行加熱。將濃黑液溫度由93℃提高到109℃,使濃黑液入爐時接近“閃蒸”狀態，改善黑液的流動、霧化、干燥效果，提高黑液的可燃性。

2.3 提高堿爐一、二次進風的溫度。

增加一道空氣加熱器，提高一、二次進風的溫度，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，以保證燃燒順利進行，而不發生滅火現象。絕熱火焰溫度（也就是理論燃燒溫度）可由反應物質的焓來計算，是用黑液低位發熱值除以燃燒產物的比熱，然后加上反應物質（空氣、黑液）的溫度而得到的。燃燒時提高風的溫度是提高絕熱火焰溫度的有效方法。熱風由150℃提高到205℃時絕熱火焰溫度可提高38℃。

2.4 改善黑液的品質,提高黑液的可燃性

此改造方案有以下五種方法:

（1） 加強甘蔗渣的除髓，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，減緩黑液蒸發設備結垢的有效方法。通過改造備料工段6臺立式除髓機（Φ965C112），擴大篩孔直徑（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） 改造黑液過濾設備，進一步過濾稀黑液中小纖維和殘渣。對黑液過濾機的過濾網進行改造，由原來80目/吋改為120目/吋。另在黑液進蒸發前利用板框過濾機進行再過濾。最大限度地過濾黑液中的細泥土等無機物及纖維雜質。

（3）改進蒸煮工藝，滿足堿回收生產需要。蒸煮漿料實行快速蒸煮，減少保溫時間，控制粗漿硬度，同時避免在球內或噴放鍋中存放時間太長,做到“現煮，現噴，現洗”。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器結垢。

3 實施效果評價

上述改造方案實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，提高了經濟效率及環保效益。

4 結束語

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