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DDS置換蒸煮技術(shù)改造及生產(chǎn)運(yùn)行控制

時(shí)間: 2021-11-15 來(lái)源: 廣東弗艾博纖維技術(shù)研究有限公司 作者: 小編

DDS置換蒸煮技術(shù)改造及生產(chǎn)運(yùn)行控制-電熱高壓蒸煮鍋

編輯：弗艾博纖維技術(shù)研究中心

摘要：本文淺談漂白化學(xué)木漿廠引進(jìn)和消化吸收目前世界上最先進(jìn)的間歇式置換蒸煮(DDS)技術(shù)，把傳統(tǒng)間歇蒸煮系統(tǒng)改造為DDS置換蒸煮系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的黑液平衡問(wèn)題及所采取的有效措施，實(shí)現(xiàn)了在無(wú)臭氣污染的環(huán)境下以低汽耗生產(chǎn)高質(zhì)量紙漿的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：漂白化學(xué)木漿；DDS置換蒸煮系統(tǒng)；技術(shù)改造；運(yùn)行控制
中圖分類號(hào)：TS733 ．2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—4571(2009 J05-0067-05
作者簡(jiǎn)介：羅建，女，工程師，主要從事制漿造紙新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、新技術(shù)、新工藝研發(fā)應(yīng)用等方面的工作。
1 前言
漂白化學(xué)木漿的生產(chǎn)是一個(gè)需消耗大量纖維原料、化學(xué)藥品和能源動(dòng)力的過(guò)程，又是造成環(huán)境污染的重要污染源。改進(jìn)制漿工藝方法可有效抑制污染、節(jié)約原料和能源消耗，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。DDS置換蒸煮技術(shù)是在低能耗RDH(快速置換加熱)間歇蒸煮技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的新技術(shù)。廣西賀達(dá)紙業(yè)有限責(zé)任公司通過(guò)引進(jìn)和消化吸收先進(jìn)的間歇式置換蒸煮(DDS)技術(shù)，把原有常規(guī)間歇蒸煮系統(tǒng)改造成DDS置換蒸煮系統(tǒng)，徹底消除蒸煮臭氣污染、降低蒸汽消耗、減少污水排放負(fù)荷，改善產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能與環(huán)保效果顯著。

2 原有生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝裝備
賀達(dá)紙業(yè)公司擁有年產(chǎn)7萬(wàn)t木漿、竹木混合漿的制漿生產(chǎn)線，蒸煮系統(tǒng)為5臺(tái)135m3的立式蒸煮鍋，原采用常規(guī)間歇蒸煮工藝，即木片送入蒸煮鍋后，一次性加入蒸煮藥液，然后經(jīng)循環(huán)泵把蒸煮液不斷從蒸煮鍋中部抽出，經(jīng)加熱后再?gòu)捻敳亢偷撞克腿胝糁箦?，?duì)木片進(jìn)行蒸解成漿，最后以全壓(或減壓)方式釋放漿料到噴放鍋。洗選漂系統(tǒng)是引進(jìn)瑞典Sunds公司的技術(shù)與設(shè)備，采用較先進(jìn)的密閉篩選系統(tǒng)(三段壓力篩選)、逆流洗滌(置換壓榨洗漿)技術(shù)以提高黑液提取率，采用氧脫木素技術(shù)達(dá)到深度脫除木素目的，提取的廢液送到堿回收系統(tǒng)。漂白工藝采用D/C-EOP-D短程三段漂技術(shù)，在氯化段以二氧化氯代替50％氯氣，以有效降低廢水中有機(jī)氯化物等污染負(fù)荷。堿回收系統(tǒng)包括芬蘭奧斯龍公司提供的六效降膜板式蒸發(fā)器一套(有效傳熱面積4445m2，蒸發(fā)水能力80t/h)，武漢鍋爐廠提供的黑液燃燒低臭鍋爐臺(tái)(日處理黑液干固形物360t)，以及壓力過(guò)濾苛化系統(tǒng)等裝備。

3 DDS置換蒸煮技術(shù)的引進(jìn)與系統(tǒng)改造
3.1 DDS置換蒸煮技術(shù)的引進(jìn)
常規(guī)間歇蒸煮工藝最突出的問(wèn)題是，蒸煮完成后漿料是帶壓噴放，噴放過(guò)程閃蒸大量二次蒸汽(廢氣)，對(duì)環(huán)境空氣造成較大污染；同時(shí)，這些二次蒸汽需要用大量的清水來(lái)進(jìn)行噴淋冷卻，從而產(chǎn)生的污熱水又加大了廢水排放負(fù)荷；漿料釋放過(guò)程的熱量沒(méi)能得到有效的回收利用，單位蒸汽消耗高達(dá)2t/adt。在重視環(huán)保、能源緊缺的今天，改進(jìn)落后工藝勢(shì)在必行。

電熱高壓蒸煮鍋

用途（Application）

電熱蒸煮鍋（蒸煮器）是模擬生產(chǎn)中蒸球的工作原理設(shè)計(jì)而成，鍋體做圓周運(yùn)動(dòng)，讓漿料作充分混合，適用于造紙實(shí)驗(yàn)室酸法或堿法烝煮各種纖維原料，根據(jù)不同的工藝要求可以得到預(yù)想的植物漿料，從而為生產(chǎn)過(guò)程制定蒸煮工藝提供依據(jù)。同時(shí)也可用于其它材料的蒸煮，特別是在生物醫(yī)療，食品加工等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。此外該蒸煮器還可用于為實(shí)驗(yàn)室其他設(shè)備提供熱蒸汽。

DDS置換蒸煮系統(tǒng)的工藝流程(如圖1)包括液浸裝料(LC)、初級(jí)蒸煮(IC)、中級(jí)蒸煮(MC)、升溫/保溫(FC)、置換回收(RC)、泵放(DC)等工藝步驟?？焖僦脫Q加熱(RDH)蒸煮技術(shù)是由美國(guó)Beloit公司在80年代發(fā)展的一種先進(jìn)蒸煮技術(shù)，其目的是在低汽耗的條件下生產(chǎn)低硬度的紙漿。DDS置換蒸煮技術(shù)是美國(guó)CPL公司從低能耗RDH間歇蒸煮技術(shù)的基礎(chǔ)上升級(jí)而來(lái)，故它秉承了RDH 的優(yōu)點(diǎn)，如不需要噴放的熱回收系統(tǒng)；減少了粗渣率；減少了漂白工序的藥耗；蒸煮置換過(guò)程就相當(dāng)于一段洗漿效果；可以得到低卡伯值、高強(qiáng)度的紙漿外，還對(duì)它不足的地方進(jìn)行改進(jìn)。采用了先進(jìn)的數(shù)碼控制技術(shù)，能更好地解決偏流、槽區(qū)液位的預(yù)測(cè)、放鍋過(guò)程堵塞預(yù)測(cè)等技術(shù)問(wèn)題，創(chuàng)造了更穩(wěn)定溫度和槽區(qū)殘余化學(xué)品充分應(yīng)用，更高的自動(dòng)控制操作，減少了操作員人為控制，確保了卡伯值的波動(dòng)更小，漿料更均勻一致。

經(jīng)過(guò)調(diào)研論證，DDS蒸煮技術(shù)先進(jìn)可靠，自動(dòng)化控制水平高，符合節(jié)能節(jié)水、降低物耗和清潔生產(chǎn)要求。我公司決定引進(jìn)先進(jìn)的間歇式置換蒸煮(DDS)技術(shù)，實(shí)施常規(guī)間歇蒸煮系統(tǒng)改為DDS置換蒸煮系統(tǒng)的技術(shù)改造。

3.2 DDS置換蒸煮系統(tǒng)的改造

3.2.1 DDS置換蒸煮系統(tǒng)需要新增的設(shè)備

DDS置換蒸煮系統(tǒng)主要包括槽區(qū)、蒸煮鍋、泵、現(xiàn)場(chǎng)儀表及控制系統(tǒng)。如表1對(duì)比可見(jiàn)，DDS與常規(guī)間歇蒸煮系統(tǒng)相比，需要一個(gè)強(qiáng)大的槽區(qū)：用于儲(chǔ)存和向蒸煮鍋提供不同溫度和濃度的蒸煮液，貯存用過(guò)的熱黑液并在下一鍋中回用，在傳統(tǒng)蒸煮中所損失的能量，現(xiàn)在貯存在DDS的槽區(qū)，仍保存在系統(tǒng)中。

3.2.2 DDS置換蒸煮系統(tǒng)的設(shè)備改造

在傳統(tǒng)間歇蒸煮系統(tǒng)基礎(chǔ)上改造為DDS置換蒸煮系統(tǒng)，原有的廠房、蒸煮鍋、噴放鍋、部分槽罐、泵、管道以及送料系統(tǒng)等硬件設(shè)施都可繼續(xù)使用，只需增加槽區(qū)、換熱器、置換泵等一批設(shè)備，改造蒸煮鍋內(nèi)部結(jié)構(gòu)及循環(huán)系統(tǒng)，改造DCS自控系統(tǒng)和MCC電氣控制系統(tǒng)。水、電、汽、氣等公用工程都利用原有設(shè)施，不需要另外增加。

(1)木片裝鍋系統(tǒng)：木片皮帶輸送系統(tǒng)保持不變，但需改造裝鍋料斗，蒸煮鍋蓋改成鍋蓋閥。

(2)蒸煮鍋及其循環(huán)系統(tǒng)：為了溫液和熱液進(jìn)出蒸煮鍋進(jìn)行置換，需要適當(dāng)改造原有蒸煮鍋的上循環(huán)蓖子和錐部管口及其他管口(原有5臺(tái)蒸煮鍋僅改造其中4臺(tái)即可超過(guò)原有產(chǎn)能)。原有的循環(huán)加熱系統(tǒng)由間接加熱改為直接加熱。

(3)噴放鍋：原有的噴放管拆除，所有蒸煮鍋公用一條放鍋管線，在原有的噴放鍋另外開(kāi)一個(gè)進(jìn)漿管口，除此之外，不需對(duì)噴放鍋進(jìn)行任何改造。

項(xiàng)目施工時(shí)，先將新增設(shè)備及管線制作安裝就位，然后選擇合適的時(shí)間進(jìn)行蒸煮鍋及相應(yīng)的附屬設(shè)備進(jìn)行改造，逐臺(tái)鍋進(jìn)行新舊系統(tǒng)之間的接駁，每個(gè)蒸煮鍋的改造均不影響其它鍋的生產(chǎn)。項(xiàng)目于2006年l2月動(dòng)工，2007年5月開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，2008年3月完成第1臺(tái)蒸煮鍋的改造，投入試生產(chǎn)，6月份完成所有4臺(tái)蒸煮鍋的DDS改造，正式投產(chǎn)。

4 改造后DDS置換蒸煮系統(tǒng)運(yùn)行狀況
4.1 DDS置換蒸煮系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝
表2對(duì)比顯示，DDS蒸煮周期比常規(guī)間蒸多了溫黑液充裝、熱黑液充裝、置換(回收熱黑液)三個(gè)操作，白液分多次充裝。傳統(tǒng)間蒸的大小放汽在DDS系統(tǒng)中已不需要，高壓噴放也改為常壓泵放，消除了蒸煮廢氣排放。總有效堿用量降低，蒸煮周期縮短，最高溫度降低，DDS蒸煮工藝更溫和有效。DDS整個(gè)周期操作均由計(jì)算機(jī)控制完成，開(kāi)始蒸煮前，操作員把木片和白液的參數(shù)及每個(gè)操作的設(shè)定目標(biāo)值輸人到控制系統(tǒng)中，這些目標(biāo)值決定加堿量、H因子、時(shí)間、溫度、流量、壓力等等，由計(jì)算機(jī)完成計(jì)算并控制。試生產(chǎn)經(jīng)歷了調(diào)試階段的波動(dòng)，完成調(diào)試后系統(tǒng)運(yùn)行逐步穩(wěn)定，產(chǎn)量和質(zhì)量達(dá)到預(yù)期。

4.2 DDS置換蒸煮系統(tǒng)運(yùn)行效果(見(jiàn)表3)
(1)徹底消除蒸煮臭氣污染、減少?gòu)U水排放，環(huán)保效益突出。DDS全封閉的余熱和廢汽回收系統(tǒng)，基本沒(méi)有廢汽外排；取消了清水噴射冷凝熱回收系統(tǒng)，每天比原系統(tǒng)少耗2000t清水，相當(dāng)于年節(jié)省用水66萬(wàn)t和減少66萬(wàn)t廢水的排放。
(2)單位汽耗由2.0t/adt降低至1.0t/adt以下，節(jié)約蒸煮汽耗50％以上，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1萬(wàn)t以上。
(3)蒸煮周期縮短lOOmin左右，裝鍋量提高5％，單鍋日產(chǎn)量提高50％以上，蒸煮工段產(chǎn)能可提高到10萬(wàn)t/年，全廠年增產(chǎn)1萬(wàn)t漿。
(4)粗漿質(zhì)量得到改善，在保持紙漿黏度的前提下，較大幅度降低了紙漿硬度，卡伯值由原來(lái)的18-24降至l4-18，質(zhì)量波動(dòng)范圍變小，平均降低5左右。
(5)DDS置換蒸煮無(wú)需添加蒽醌等蒸煮助劑來(lái)提高紙漿的性能，噸漿木材消耗量也有所減少，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

5 DDS系統(tǒng)投產(chǎn)后對(duì)生產(chǎn)線的影響
5.1 DDS蒸煮系統(tǒng)投產(chǎn)后生產(chǎn)平衡問(wèn)題及采取的控制措施
DDS蒸煮系統(tǒng)投產(chǎn)后，生產(chǎn)線受到的主要影響來(lái)自黑液回收系統(tǒng)。原因主要是DDS蒸煮把原壓力放鍋帶走的閃蒸蒸汽全部回收到系統(tǒng)中，噸漿送蒸發(fā)黑液量比原來(lái)增多1m左右，而堿回收蒸發(fā)站設(shè)計(jì)蒸發(fā)水量只有80t/h，已是滿負(fù)荷運(yùn)行；對(duì)于陡增的回收黑液量，蒸發(fā)能力跟不上，白液也一度跟不上蒸煮，造成迫停漿系統(tǒng)。
為解決以上問(wèn)題，保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，我們實(shí)施了以下幾個(gè)有效措施(見(jiàn)表4)。

(1)將蒸煮0#鍋換熱器(閑置)改用到黑液系統(tǒng)，用來(lái)加熱送蒸發(fā)稀黑液，保證送蒸發(fā)黑液溫度不低于85℃：
(2)將濃黑液濃度標(biāo)準(zhǔn)降低，蒸發(fā)產(chǎn)濃黑液比原來(lái)降低1—2波美；
(3)適當(dāng)降低白液硫化度，減少堿回收爐芒硝加入量，減少吸熱反應(yīng)，以保證濃黑液濃度降低后堿爐能正常燃燒；
(4)洗選工段在保證洗凈度前提下適當(dāng)降低稀釋因子，減少洗滌用水量，保證制漿送蒸發(fā)稀黑液濃度不低于12.5。Be ，減輕蒸發(fā)站壓力。
實(shí)施以上措施以來(lái)，保持了黑液槽位平衡，生產(chǎn)系統(tǒng)沒(méi)出現(xiàn)被黑液迫停現(xiàn)象，蒸發(fā)稀黑液槽位也維持在60％左右的理想狀態(tài)，生產(chǎn)正常運(yùn)行，產(chǎn)量和質(zhì)量得到提升。
5.2 洗選漂工段運(yùn)行狀況(見(jiàn)表5)
(1)DDS置換蒸煮系統(tǒng)置換過(guò)程相當(dāng)于一段洗滌的效果，保持相同的洗漿殘堿時(shí)(冼凈度要求為<5kg Na2O/admt)，洗漿的稀釋因子可以降低，減少洗滌用水量。
(2)DDS置換蒸煮系統(tǒng)可以得到較低卡伯值的紙漿，改造后，漂白工段化學(xué)藥品用量均有不同程度減少，這也意味著漂白廢水的負(fù)荷將降低，污水處理的費(fèi)用下降。
(3)改造后，漂白漿質(zhì)量穩(wěn)定性提高，桉木漿白度基本穩(wěn)定在88.0％ISO以上，塵埃度有所降低，漿的黏度也穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

5.3 堿回收系統(tǒng)運(yùn)行狀況
DDS蒸煮系統(tǒng)改造后，因?yàn)槔鋰姺哦黾拥牟糠炙?，給蒸發(fā)系統(tǒng)造成較大壓力。通過(guò)洗漿機(jī)稀釋因子降低，抵減部分增加的液量，再通過(guò)提高蒸煮送蒸發(fā)站的稀黑液溫度和濃度等措施，蒸發(fā)站負(fù)荷減輕，黑液系統(tǒng)平衡穩(wěn)定。堿回收系統(tǒng)運(yùn)行良好，堿回收率達(dá)94％，堿自給率99.8％。

6 經(jīng)驗(yàn)與探討
(1)從DDS置換蒸煮系統(tǒng)運(yùn)行一年的情況看，DDS漿的黏度(粗漿與漂白漿)指標(biāo)總體上略低于以前的常規(guī)間蒸漿。常規(guī)間蒸漿的卡伯值平均20左右，黏度值多在900-1000dm/kg，DDS漿卡伯值平均在15-16，黏度多在850-900 dm/kg；漂后漿：改造前的漂白漿黏度多在650-700dm/kg，目前的DDS漿多在650dm/kg左右。
(2)DDS漿黏度略低于常規(guī)間蒸漿，而物理性能仍然較好，紙漿的抗張指數(shù)、耐破指數(shù)及撕裂指數(shù)等指標(biāo)基本與改造前保持同一水平或更好；而且DDS漿普遍耐打漿，改造前的成品白漿用PFI磨打到45。SR，打漿轉(zhuǎn)數(shù)多在9500—11000，目前DDS漿普遍要打11500-13000r。
(3)DDS置換蒸煮系統(tǒng)產(chǎn)能提高，成漿質(zhì)量穩(wěn)定。在改造完成后的2008年下半年，我公司漿板產(chǎn)量比計(jì)劃超產(chǎn)2000多t；產(chǎn)品合格率99.89％，一等品率93.62％，均比2007年有所提高，尤其一等品率，比2007年提高將近五個(gè)百分點(diǎn)，桉木漿一等品率達(dá)98％。
(4)以我們公司的漂白工藝，經(jīng)氧脫木素及D/C-EOP-D三段漂后，紙漿的黏度一般下降200-250dm/kg。要使漂后漿黏度達(dá)650dm/kg以上，粗漿黏度需控制在850dm/kg以上。就我們公司目前運(yùn)行情況看，卡伯值低于15則難以達(dá)到較高黏度。參考文獻(xiàn)資料[1]中的報(bào)告數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)某廠RDH漿卡伯值15.7(漂后漿黏度599dm /kg)，DDS漿卡伯值14.6(漂后漿黏度572dm/kg)。
(5)低溫慢煮工藝有利于紙漿黏度的提高。DDS蒸煮周期一般為180-220min，目前我公司蒸煮產(chǎn)能富余，我們正實(shí)施降低蒸煮最高溫度而適當(dāng)延長(zhǎng)升溫時(shí)間，DDS蒸煮周期控制在240min，以期得到更低卡伯值、高強(qiáng)度的紙漿。
7 結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)間歇蒸煮系統(tǒng)改造為DDS置換蒸煮系統(tǒng)，從根本上解決了傳統(tǒng)蒸煮系統(tǒng)能耗高、排污負(fù)荷大、紙漿質(zhì)量波動(dòng)等突出問(wèn)題，節(jié)能降耗效果顯著，環(huán)保意義更大。賀達(dá)公司是國(guó)內(nèi)最早應(yīng)用DDS置換蒸煮技術(shù)改造傳統(tǒng)間歇蒸煮系統(tǒng)的制漿廠之一，項(xiàng)目技改的成功為其它同類型企業(yè)提供了有益的借鑒。

參考文獻(xiàn)
[1] 丁仕火，張銘鋒，王武雄等．DDSTM置換蒸煮系統(tǒng)RDH間歇蒸煮技術(shù)新進(jìn)展[J]．中國(guó)造紙，2005，24(6)：62

Technical Rebuild and Operation Control of Displacement Digester System
Luo Jian Liu Shangui
(Guangxi Heda Paper Co．Ltd．，Hezhou 542800，Guangxi，China)
Abstract：This paper introduces the practice and experience of a chemical wood pulp mill in importing and digesting an advanced batch displacement digester system(DDS)technique，rebuilding its traditional batch cooking system to DDS，describes the problem of black liquor balance existed in production and the related effective measures adopted．After technical rebuilding，the targets of low steam consumption，high pulp quality，at the environment of non odour pollution have been realized．
Key words：bleached chemical wood pulp；displacement digester system(DDS)；technical rebuild；Operation control

圖1 DDS的工藝流程