關建華 高永全 艾永春
(中冶美利紙業(yè)股份有限公司,寧夏中衛(wèi),755000)
中冶美利紙業(yè)股份有限公司制漿車間蒸煮設備為橫管連續(xù)蒸煮器[1],以麥草為主要原料,采用燒堿法連續(xù)蒸煮、三段漂白,日產漂白麥草漿130 t。隨著麥草資源的日益減少,尋找補充資源、替代資源勢在必行。為此該制漿車間采用對麥草、蘆葦進行分開切選除塵,然后混合進行燒堿法連續(xù)蒸煮制漿,現對麥葦混合蒸煮的試驗過程進行介紹,供同行參考。
收集了麥草單獨蒸煮的長期積累數據,進行了蘆葦單獨蒸煮試驗,并進行了麥草、蘆葦混合的第一次蒸煮試驗。在麥草、蘆葦混合蒸煮試驗中,麥草、蘆葦比例為50%∶50%,將麥草和蘆葦分開切選、干濕法備料、除塵后混合送入蒸煮系統(tǒng)進行蒸煮。對第一次混合蒸煮試驗結果進行分析并采取相應的改進措施之后進行第二次混合蒸煮,收集的數據及麥草和蘆葦混合蒸煮結果見表1。
通過對表1中麥草、蘆葦單獨蒸煮及第一次混合蒸煮的數據進行對比分析,得出的結果是麥草和蘆葦混合蒸煮是可行性的,但在具體實施過程中還需要采取一定的措施進行改進。
草片長度規(guī)定20~40 mm,要求草片合格率達80%以上。但實際操作時對超出40 mm的部分判為不合格,而低于20 mm的則往往被忽略不追究,對草片的均勻性沒有給予足夠的重視。實際調查發(fā)現,切草過程中,草片長度20 mm以下的占總量的10%,長度20~30 mm的占總量的45%,長度30~40 mm的占總量的35%,超過40 mm的占總量的10%。分析表明,草片合格率及均勻性直接影響到蒸煮質量,草片長則滲透速度慢,蒸解程度低,蒸煮勻度差;草片過短則滲透速度快,蒸煮降解嚴重出現泡沫,不利于篩選、凈化、漂白。經過摸索,采取加強設備及操作管理,對草片的合格率及均勻性進行控制。
表1 麥草、蘆葦單獨蒸煮及混合蒸煮結果
(1)增加換刀次數,由原來每8 h更換1次切草機飛刀、底刀,改為每4 h更換1次。
(2)調整進料膠帶轉速,通過更換進料電機工作輪,對進料轉速進行調整。
(3)在班前班后會上規(guī)范操作人員的操作,進草量均勻連續(xù),喂料厚度控制在20~30 cm,降低因現場操作對草片合格率的影響。
通過調整后草片的均勻性明顯改善,蒸煮勻度明顯改善,提取及篩選工段泡沫明顯減少,漂白工段黃色塵埃出現的數量大大減少。
(1)提高干法除塵率。備料使用的干法除塵設備是六輥串聯羊角式除塵器。工作原理是利用羊角輥將草片翻轉、疏松,從而將吸附在草片上的塵土、沙粒及麥葉、麥穗分離出去。在如何提高羊角除塵器除塵率的問題上,以往只是注意隨天氣季節(jié)變換,更換篩子的篩孔來進行調節(jié),而對于羊角的長度及羊角密度則很少注意。通過長期摸索發(fā)現,羊角的長度對草片能否完全翻滾有著重要的影響,羊角密度則影響草片翻滾的質量,羊角密度過大會阻礙草片正常輸送,出現堵塞,密度過小則起不到翻滾作用,不利于除塵。經過不斷改進,現使用的羊角輥,羊角與篩子的間隙為3 mm,羊角株距為10 cm,行距為20 cm,除塵效果明顯改善。
(2)提高濕法除塵器除塵率。濕法除塵效果的好壞,關鍵在于草片洗滌水量及洗滌水的潔凈度,在草片洗滌水系統(tǒng)未進行改造之前,洗滌水主要使用清水和部分高效沉淀池回收水。清水使用一次后進入高效沉淀池進行沉淀后部分重復使用,這樣雖然減少了清水用量,但洗滌水反復使用后雖經高效沉淀池沉淀,但水中夾帶的泥沙、麥草葉、麥草穗卻越來越多,水質明顯下降。通過技術改造,將漿料經圓網濃縮后的洗滌廢水輸送到連續(xù)蒸煮工段與清水混合后用于草片洗滌,同時將草片洗滌后廢水經高效沉淀池處理直接排放不再回用。通過此項技術改造,草片洗滌的清水用量明顯減少,但用于草片洗滌的總水量 (清水+圓網回收廢水)大大增加,草片洗滌水不再循環(huán)使用,進入蒸煮系統(tǒng)中的麥草葉、草穗、草葉、塵土、沙粒、麥粒明顯減少,蒸煮后漿料濾水性明顯改善,漂白漿白度有較大提高。
草片通過水力碎草機快速旋轉,在水力碎草機葉輪、磨片瞬間橫向碎解過程中,將草片夾雜的塵土等雜物分離出去。
(1)定期更換水力碎草機葉輪及磨片,由過去半年更換1次改為1個月更換1次,進一步提高草片的碎解能力及洗滌效果。
(2)加強草片洗滌水的置換,大量使用漿料洗滌廢水,減少草片洗滌水循環(huán)利用次數,提高草片洗滌水質量,進一步去除草片中塵土、沙粒等雜物。
在連續(xù)蒸煮器實際操作過程時有蒸煮質量波動的現象。通過觀察發(fā)現,是由于在制定工藝條件時給定的控制參數區(qū)間較大,影響了漿料的蒸煮質量。采取以下措施來實現工藝制定的精確化。
(1)根據階段內原料質量變化 (以7天為一個階段),制定蒸煮用堿量、蒸煮藥液濃度、蒸煮汽壓、單位時間內進蒸煮管的藥液流量。同時縮小這些工藝控制參數的范圍,由之前的每個控制參數給定3個控制值。改為只給定1個控制值。通過上述措施蒸煮質量明顯改善,漿料蒸解度明顯提高,后序的漿料洗滌、篩選過程中泡沫明顯減少。
(2)優(yōu)化蒸煮工藝。草片經過水力碎草機剪切、洗滌后由螺旋喂料器擠壓脫水,進蒸煮管的草片含水量變化不是很大,通過檢測發(fā)現,含水量在15%的原料與含水量30%的原料通過洗滌、擠壓后進入蒸煮管內時,含水量的變化為1%~2%,含水量變化不是很明顯。影響蒸煮質量的主要因素有:壓力、溫度、時間、液比。優(yōu)化前,制定工藝只是根據原料質量來給定蒸煮藥液濃度,至于蒸煮汽壓、單位時間內進蒸煮管的藥液量,則允許有較大幅度的變化。通過觀察發(fā)現這樣做存在較大弊端,如漿料質量波動較大,工藝性流失比較嚴重。為此對蒸煮工藝條件進行調整,從以下幾個方面進行工藝優(yōu)化:①根據原料質量,制定工藝用堿量、蒸煮藥液濃度給定一個執(zhí)行標準;②根據季節(jié)變化,規(guī)定蒸煮壓力、壓力波動范圍±0.05 MPa;③根據新原料與陳原料結構變化制定單位時間內進入蒸煮管的藥液量,允許波動范圍±0.5 m3/h。
經過采取相應的改進措施之后,進行了麥草、蘆葦混合蒸煮的第二次試驗,并在改進的工藝條件下運行一年多的時間,結果見表1。
經過一年多的實際生產運行,與麥草或蘆葦單獨蒸煮相比,采用麥草與蘆葦以50%∶50%的比例混合蒸煮,在相同蒸煮設備及改進工藝條件下具有以下優(yōu)勢。
(1)與全麥草漿相比,麥葦混合制漿的漿料洗滌、篩選過程中,濾水性明顯改善。漿料由于濾水性能的改善,洗后殘堿明顯下降,隨著黑液提取率的變化,很大程度上提高了漿料洗滌水排放水質,減輕中段廢水處理負荷,同時混合制漿粗漿得率較麥草漿有所提高。
(2)與全蘆葦制漿相比,麥葦混合制漿在蒸煮過程中漿料未蒸解率明顯下降,原料消耗量下降。
(3)蘆葦的使用補充了原料來源,解決了原料資源短缺這一困擾自制漿發(fā)展的難題。同時實現了原料結構的調整,提升了漿料內在質量,為提高紙張品質打下基礎。
(4)麥葦混合漂白漿濕重提高,細小纖維的流失明顯減少,漿料物理性能得到改善,降低了抄紙車間打漿難度,提高了漿料留著率,降低了紙產品生產成本。
[1] WU Jie-sheng,ZHANG Hong,HE Chang-zheng.Inverstigation of Horizontal Continuous Digesters in Some Domestic Mills[J].China Pulp & Paper,1995,14(4):10.吳解生,張 宏,和長征.國內幾家紙廠橫管連蒸器的使用情況與技術經濟分析[J].中國造紙,1995,14(4):10. CPP