《能源監測與評價》——輕紡企業的節能監測(一)
3.精整工藝流程
(1)網部。使漿料從頭箱流出在循環的銅絲網或塑料網上并均勻的分布和交織。
(2)壓榨部。將網面移開的濕紙引到一附有毛、布的兩個滾輥間,借滾輥的壓擠和毛布的吸水作用,將濕紙作進一步的脫水,并使紙質較緊密,以改善紙面,增加強度。
(3)匪光。由于經過壓榨后的濕紙,其含水量仍高達52%~70%,此時已無法再利用機械力來壓除水分,故改讓濕紙經過許多個內通熱蒸汽的圓筒表面使紙干燥。
(4)卷紙。由卷紙機將紙幅卷成紙卷。
(5)裁切、選別包裝。取前面已卷成筒狀的紙卷多支,用裁紙機裁成一張張的紙,再經人工或機械的選別,剔除有破損或污點的紙張,最后將每500張包成一名(通常叫做一令)。
(二)造紙節能技術
造紙工業不僅是技術密集、投資密集的部門,而且是輕工業中的耗能大戶。2005年,我國噸漿紙綜合能耗為1.38t,國外噸漿紙產品綜合能耗為0.9~1.2t,比我國單位能耗低15%左右。但是應該看到國外能耗的1.2t左右是指制漿造紙過程消耗的總能量,實際需要外購的能量僅為0.6~0.88t。相當大數量的能源是靠燃燒蒸煮廢液、樹皮及其他廢料而獲得的。
20世紀70年代,美國造紙工業的能源自給率就達到47.1%,北歐各國更先進,芬蘭為54%,瑞典高達62%。我國的情況與先進國家相比,發展很不平衡。只有少數造紙企業能源自給率達到20%~30%,而為數眾多的中小型企業對制漿廢液和其他伴生能源幾乎尚未利用,這不僅是對能源的極大浪費,而且對環境造成嚴重的瀉染,表明我國造紙工業的節能大有潛力。
我國造紙工業的節能當務之急是淘汰落后產能、原料結構的優化、推廣節能減排技術,確保我國造紙工業向著大型化、技術和資金密集化的方向發展。
下面簡單介紹幾種造紙行業的節能技術。
1.備料蒸煮節能技術
(1)草類原料合理儲存,不僅可以平衡全年生產,使其水分均勻,還能使果膠、淀粉、蛋白質、脂肪自燃發酵,纖維胞間組織受到破壞,在蒸煮時,藥液更容易滲透,能降低堿耗和能耗。
(2)原料的篩選要盡可能除去草葉、鞘、節、根、膜、髓、糠、谷殼、谷粒和泥沙,備料時若不能除去,會增加堿、汽、水的消耗。可針對不同原料采用干、濕法備料或風選除塵。
(3)蒸煮使用薄木片,可使紙漿得率提高2%,篩漿率降低一半,用堿量下降2%~5%。對高得率漿而言,降低篩漿率意味著可降低磨漿能耗。
(4)在硫酸鹽法蒸煮過程中,適當提高蒸煮液的硫化度、提高白液濃度和溫度能起到節能作用。
(5)蒸煮的液化、最高溫度、保溫時間等對能耗產生比較大的影響,在保持H因子不變的前提下,蒸煮時要盡可能采用較低的液比、較低的蒸煮溫度,并可以適當延長蒸煮時間。
(6)裝鍋采用預浸裝鍋,可以提高裝鍋量,節約裝鍋用的蒸汽,還可以縮短蒸煮時間。
(7)提高裝鍋量能夠節能,蒸煮曲線固定后,每一鍋次的散熱損失都相等,提高裝鍋量能減少分攤到每噸漿的熱損失,使噸漿能耗下降。大容積的蒸煮鍋(球)比水容積的蒸煮鍋(球)噸漿耗熱低。對每噸漿來說,大容積蒸煮鍋(球)的散熱損失要比小容積的小。
(8)采用冷噴放,可使漿液溫度降低至90~95℃,降低蒸汽損失,噸漿節約蒸汽0.6~0.9t。間歇蒸煮大放氣或噴放的熱量可用來預熱下一鍋蒸煮液,也可用來蒸發廢液,還可用來加熱污水,通過熱交換生產清潔的溫熱水。
2.洗選漂節能技術
(1)采用高效的紙漿洗滌設備,如鼓式真空洗漿機、單螺旋擠漿機、雙轆擠漿機、置換
洗漿機,并用逆流洗滌的工藝,大大提高了黑液提取率,可以達到90%以上,提取的黑液
濃度高,可節省蒸發用蒸汽,黑液中的固形物在堿回收車間,既回收蒸煮用堿,又利用其
產汽。
(2)采用封閉熱篩選工藝比傳統的篩選工藝,熱量損失減少,提取黑液溫度高;此外,封閉熱篩選漿液濃度較高,可節約輸送設備的電耗。
3.堿回收節能技術
(1)適當增加蒸發器的效數有利于節能,采用多效蒸發器的目的在于充分利用熱能。通過二次蒸汽的再利用,可減少蒸汽的消耗量,提高蒸汽的經濟性。但是并不代表效數越多越好,還受到經濟和計算因素的限制,因此在確定蒸發器效數時,應該綜合考慮設備費用和操作費用總和最小來確定最合適效數。在蒸發操作中,為保證傳熱的正常迸行,多效蒸發器間應有合適溫差。
(2)蒸發采用板式蒸發器,板式蒸發器具有蒸發效率高、結垢輕、易除垢等優點,板式蒸發器一般來說熱效率比管式蒸發器高10%~15%,節能性較好。余熱回收采用效果更好的板式冷凝器,經過熱交換,回收熱水,節約能源。
(3)堿回收爐煙氣中的粉塵容易在過熱器、鍋爐管束及省煤器上造成結垢,吹灰一般使用蒸汽,為節約蒸汽,可采用合理吹灰壓力、增加吹灰器的運行,采用這些措施可節約總產汽量3%~5%。
(4)燃燒工段采用單汽包噴射燃燒爐,提高堿爐的熱效率。引風機采用變頻風機,節約電能。
(5)苛化工段配置新型預掛式真空洗渣機,可提高白泥的干度,降低了堿的損失,有利于堿回收率的提高,也有利于白泥的運輸。
(6)石灰窯節能主要采用排出石灰通過管式冷卻器冷卻,同時預熱燃燒空氣,絕熱磚采用澆注成型磚;石灰窯的長度與直徑之比為29:1,采取上述措施可節約石灰窯總用能的20%左右。
4.打漿節能技術
(1)選用高效節能打漿設備,合理選擇齒形和磨片材質,對節能有一定效果,一般節能1026~40%。合理選擇盤磨機速度和荷載能減少15%~30%能耗。
(2)采用中濃打漿比低濃打漿可有效保留和提高闊葉木漿的固有強度和結合強度,闊葉木漿抄造紙張的各項物理強度指標均有提高,能耗降低36%左右,對于針葉木漿,中濃打漿能提高紙張物理強度指標10%~24%,能耗降低30%。
(3)磨漿機選用高效的傳動裝置,配用高性能長壽命打漿磨盤和先進的自動控制系統,實現恒功率。
(4)水力碎漿機采用中濃碎漿,比砥濃碎漿可降低能耗約40%,相同容積的設備可提高生產能力1倍。
5.流送系統節能技術
通過采用PLC自動控制技術和變頻技術,實現流漿箱漿網速比的穩定控制,使流漿箱的漿網速比及壓力的控制精度均大為提高,能自動適應紙機的不同網速,并可根據網速自動設定總壓,從而可改善紙的勻度,方便操作,穩定工藝條件;同時,沖漿泵使用變頻器調速替代閥門調節漿流量,使沖漿泵的能耗降低,節能30%以上。
6.紙機節能技術
(1)紙機網部采用整飾輥不僅可以改善紙頁勻度,增加水印,還可以提高紙頁干度。
(2)采用靴式壓榨,提高了紙頁進烘干部的干度,降低了蒸汽消耗。壓榨部水分每降低1%,就可節約蒸汽5%。對紙機而言,網部、壓榨部和烘干部脫出同樣質量的水所需的成本之比為1:70:330,因此紙機應盡可能在網部和壓榨部脫出較多的水,以節約干燥部蒸汽消耗。
(3)多缸造紙機干燥部所消耗的能量大約占整臺紙機能耗的600/<~80%,采用熱泵系
統能對造紙機干燥各段的供汽溫度進行單獨調節,使烘缸排出冷凝水順暢。主要以工作蒸汽
減壓前后的勢能差為動力,回收汽化缸二次蒸汽使其增壓,提高能量品位供生產使用,可節
約蒸汽量7%。
(4)紙機使用聚醋干網比干毯和帆布節能,聚醋干網不吸濕,可省去干毯缸,節約蒸汽。
(5)采用變頻器后可提高紙機的運轉性能,各分部速度既準確又易于調整,傳動效率高,降低動力消耗10%~35%。此外,各部分的負荷控制和傳動的管理比較方便,降低了維護費用,減少運行成本。
(6)紙機烘缸采用全封閉汽罩,收集紙機汽缸散發的大量熱濕氣體,并設置該部分氣體的廢熱回收設備,采用兩級熱回收,將回收的熱量用于紙機干燥部加熱及屋面熱風系統,可提高熱效率10%~15%。封閉汽罩還能有效調節罩內氣流,使紙頁橫向水分分布均勻而穩定,減少斷頭,提高了紙機效率和成紙質量。封閉汽罩還改善了操作條件,減輕了車間通風。
(7)烘缸內設擾流棒,可明顯減少烘缸所需的驅動力與驅動扭矩,可大大提高烘缸的傳熱速度和傳熱的均勻性,提高熱效率,降低熱能消耗。烘缸采用固定虹吸管式排水裝置,需要壓力差較低,冷凝水排出順暢,提高了干燥速率。
(8)在紙機完成部進行水分自動控制,可將紙頁水分控制在上限。紙頁水分每提高1%,每噸干紙少蒸發水分10kg,相當于24244kJ的熱量,折1.184kg標準煤。
(9)真空泵使用變頻器后,可根據真空度所需的抽氣量實時調整真空泵電動機的轉速,在真空泵富余量大大超出生產工藝需求時,變頻器可降低真空泵轉速,從而達到節能的目的。在紙機壓榨部的高真空系統中,目前數臺真空泵并列運行的情況,有的企業控制抽氣量的方法是將多臺真空泵全部運行,并通過閥門來調節,這樣耗電產重。可采用變頻恒真空控制抽氣量,選取其中1臺為變頻真空泵,其余為工頻真空泵,可以節能。
(10)采用紅外干燥技術,紅外干燥不受紙頁表面狀況的影響,紅外線能迅速浸透紙頁,在紙頁內部轉化為熱能,對紙頁進行干燥。用紅外干燥技術能改善紙頁水分均勻性,提高電動機轉速,降低能耗。
(11)抄紙機選用全封閉式冷凝水回收系統,既可以降低熱量回收時的跑、冒、滴、漏,又可以減少熱損失和熱污染。
7.其他節能技術
(1)蘆葦備料產生的葦膜、葦黯、葦穗,麥草備料產生的谷粒、塵土、草葉、草節,楊木備料產生的樹皮、木屑,送廢料鍋爐用作燃料。麥秸平均低位發熱量為14700kj/kg,稻稈平均低位發熱量12545kj/kg、薪柴平均低位發熱量16726kj/kg,充分利用這些燃料,能提高造紙工業的能源自給率10%~20%。
(2)污水處理站產生的沼氣,送鍋爐作為燃料使用。沼氣平均低位發熱量為21000kj/m3。
(3)化學機械漿磨漿產生的廢蒸汽進入余熱鍋爐,利用爐內管式熱交換器進行熱交換,其熱交換率一般為75%,經熱交換后進入系統清水變成蒸汽供生產用。
(4)不同的化學助劑在制漿、造紙工藝中采用,其節能也比較明顯。如蒸煮中的惠酶,漂白前木聚糖酶預處理,采用這些助劑能提高漿得率和減少化學品消耗。
(5)提高機械漿在印刷書寫紙的比重,由于機械漿得率高,藥品、蒸汽單耗低,因此生產成本較低,提高機械漿配比,本身就意味著節能。
(6)采用氣流干燥漿能節能,傳熱效率高,能耗比烘缸干燥減少75%。
造紙企業既是用電大戶也是用熱大戶,采用熱電聯產能極大提高能源利用效率。
責任編輯:繼電保護
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