2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、制漿分廠工藝描述,XX制漿分廠,備料,備料的基本過程,1.原料的貯存,2.原料的處理,3.處理后料片的輸送和貯存,備料,原料貯存的目的1.維持正常的連續(xù)生產( 生產規(guī)模大) 木材原料:需運輸周轉時間 ,收購季節(jié)性問題2.改進原料質量 減少與均勻水分,自然發(fā)酵降低樹脂、脂肪、果膠、淀粉、蛋白質等有害成分的含量,木材的一些名稱,早材和晚材: 在地理、氣候環(huán)境條件影響下,大多數樹種每年春,夏季生

2、長較快,這期間生長的細胞,由于水分,養(yǎng)分充足,生長迅速,生長的細胞較寬大,腔大,壁薄,質松,色淺,稱為早材(或春材)。因為早材細胞壁較薄,容易打漿,能制出抗張強度和耐破度高的紙漿。 木材在每年秋,冬季生長緩慢,這期間細胞生長和分裂較慢,細胞細長,腔小,壁較厚,形成質密色深的窄層,稱為晚材(或秋材)。晚材纖維壁厚,成管狀,纖維挺硬不易打漿,成紙撕裂度較好,透氣度大,但纖維結合強度較差。,木材的一些名稱,心材和邊材: 當樹木

3、生長到一定年齡后,樹木逐漸形成色澤不同的兩部分組織,中間部位色澤較深,稱為心材??拷鼧淦さ牟课簧珴奢^淺,稱為邊材。 心材一般含水分少,有機物質多,色澤深,質地堅硬,相對密度大,藥液滲透困難,不利于蒸煮、漂白。而邊材色澤淺,樹脂含量少,相對密度小,結構疏松,藥液較易滲透,有利于蒸煮,漂白,且成紙強度較好。從制漿造紙角度說,心材不如邊材。,木材,木材知識 木材是由纖維素,半纖維素,木素和其他化合物(含很少量)組成的復合物質

4、。它們組分所含比例大約為纖維素:50%,半纖維素:25%,木素:25%。纖維素和半纖維素是由細長的碳水化合物分子鍵組成的聚合物,許許多多的纖維素,半纖維素分子組成了每個纖維。許多纖維按順序被埋嵌入在復合結構木素中,纖維有一個高的拉緊強度。而且他們也有一定的彈性和柔軟性。每個纖維被木素粘合在一起,從而賦與木材有了堅硬的結構。由于木材是有顏色的,所以在生產高質量化學漂白漿時,必須去除漿料中的木素,但又要盡量減小對纖維的降解。通常這種過程叫脫

5、木素。其實蒸煮過程就是一個深度脫木素的過程。,備料流程,木片原料的備料木片規(guī)格:長15~25mm,厚3~7mm,寬5~20mm 木片篩選: 要求木片合格率在90%以上,,,,,硫酸鹽法制漿的木片質量要求,蒸煮的原理,在硫酸鹽發(fā)蒸煮中,蒸煮液中的硫氫根離子和氫氧根離子進攻木材中的木素,使木素降解溶出。但與此同時,也會有少部分的氫氧根離子進攻木材中的纖維素,半纖維素的碳水化合物,而引起纖維素的降解,造成漿料得率的下降,粘度的降低

6、,使強度下降。所以藥液中的氫氧根離子,硫氫根離子濃度是影響漿料蒸煮的一個重要因素。 在蒸煮中,不同的溫度也影響到碳水化合物和木素降解反應速率。高的溫度意味著碳水化合物的降解。所以在較低的溫度條件下,蒸煮可以減小藥液對碳水化合物的降解。然而,在低的溫度下蒸煮,會降低脫木素的反應速率。Na2S+ NaOH+ Na2CO3+木片= Na2S + NaOH + Na2CO3 +木片+木素+脂肪酸+其他化合物,,,,四.不同

7、的制漿法對木片的浸漬情況,亞硫酸鹽法制漿:藥液對木片的浸漬方向沿著縱向(平行于纖維的方向),長度是首要標準尺度,而厚度是次要的。硫酸鹽法制漿:藥液對木片的浸漬方向發(fā)生在各個方向,木片厚度是重要因素,均一的木片厚度比均一的長度有更好的藥液浸透和脫木素。,木片,木材樹種木片總質量木片水分含量樹皮含量,A,蒸煮液,硫化度有效堿濃度,B,蒸煮控制,化學品用量(對絕干木材的AA或EA)液比(木片與蒸煮液的比例)時間、溫度曲線(H-

8、因子),C,控制參數,脫木素程度(以高錳酸鉀值或卡伯值)蒸煮殘堿 (g/l),D,影響硫酸鹽蒸煮工藝的因素,木片規(guī)格對蒸煮過程的影響,1.過大,過厚的木片會導致化學藥品不均一的預浸,影響到蒸煮的質量,導致低的得率,高的篩渣率。2.木片中混有太多的木屑.會阻礙藥液流動,導致高的液位,還會導致網篩堵塞。3.木片的幾何形狀,結構會影響到木片倉和喂料器的喂料能力。4.木片的密度(尤其是木片的形狀)會影響到蒸解釜的產能。5.過大,過小的

9、木片也會使篩選過程中木片流失,增加木片的成本。6.木片規(guī)格的不均一性,會導致在木片倉的木片在進入溜槽木片量的不穩(wěn)定,而引起溜槽內液位/料位的上下波動。,蒸煮的工藝條件,主要是用堿量,液比,硫化度,蒸煮的最高溫度,和蒸煮的保溫時間等。一、用堿量 一般來說,原料組織結構緊密,木素,樹脂,樹皮,糖醛酸基和乙酰基含量多的原料新鮮和腐爛的原料用堿量也相對多些。因為堿除了消耗在木素溶出方面,還消耗在纖維降解產物溶出方面。還消耗在這些產物的近步

10、分解方面。其實消耗于木素溶出的堿量并不多,大部分堿都消耗在碳水化合物的酸性降解產物上。 蒸煮終了時,在蒸煮液里還必須有一定的殘堿,來維持蒸煮液的PH不低于12。若低于12,蒸煮液中的木素溶解物會逐漸沉積在纖維上,影響蒸煮液的近步反應。PH低于9時,則將有較多的木素沉積下來,而影響到紙漿的質量。,二、液比 當蒸煮用堿量一定時,液比小,藥液濃度大,蒸煮速率快,消耗少,但液比過小,將會影響到藥液與木片混合的均勻性。但過分稀釋,會

11、降低活性化學品的濃度,是反應速率減小蒸氣消耗增加。三、硫化度 大多數漿廠保持的白液硫化度在25%——35%范圍之內,硫化物的最低水平沒有明確規(guī)定,可隨其它的系統(tǒng)參數而變化。但一般認為硫化度低于15%時對蒸煮反應速度和紙漿質量有不良的影響。硫化度高一些,可提供安全度并可使用更多的含硫廉價補充化學品(NaSO4)。較高的硫化度也有利于避免在蒸煮時降低纖維素粘度。當蒸煮用堿量一定時,不宜有過高的硫化度,硫化度過高,意味著NaOH的降

12、低,過低難以滿足脫木素的要求。,四、 蒸煮的最高溫度和保溫時間 取決于原料種類(木素含量、組織結構等)和成漿要求(卡伯值)。一般調整H-因子以調整蒸解時間或蒸解保持的最高溫度為手段。增長保溫時間,則減少產量,會耗用少量的蒸汽。而蒸煮主要控制對象則是卡伯值 。五、H因子 蒸煮相對反應速率與蒸煮時間曲線下的面積就是H因子,同一原料,在用堿量、硫化度、液比等蒸煮條件相同時,控制H因子相同,則紙漿得率及紙漿木素含量相同。換言之,只要

13、控制相同的H因子就可獲得相同質量的紙漿。,緊湊式連續(xù)蒸煮G2工藝描述,緊湊式連續(xù)蒸煮G2通過溶解木質素,釋放纖維,用木片生產化學漿。 緊湊式連續(xù)蒸煮工藝,預浸過程在一個較低的溫度下進行,大約100℃。這可以最大限度地減少半纖維素的溶出,提高漿料得率。根據木片種類的不同,在預浸和蒸煮中,可以改變液比,得到合適的用堿量。緊湊蒸煮中,根據木片種類,選擇較低的蒸煮溫度(范圍140~155℃)和最優(yōu)的用堿量,可以得到高質量的紙漿。,蒸煮時

14、對堿的控制,除了控制蒸煮溫度以外,關注蒸煮液在蒸煮前、中、后段堿的強度也非常重要。為生產出高質量漿料,依靠檢測出蒸煮鍋后溶液里殘留堿的強度來監(jiān)控蒸煮工藝。檢測溶液的殘堿強度,然后添加白液來調整其強度。美卓漿廠堿量計可以做這些檢測。堿量計用于檢測到預浸塔的蒸煮液、傳遞循環(huán)回路中的溶液、蒸煮提取液中的堿的濃度。蒸煮后的溶液中仍然含有堿,叫做殘留堿,記為NaOH。為了優(yōu)化蒸煮條件,需要在浸透和蒸煮時添加清白液,因此,在蒸煮各個階段才能控制

15、木片的堿度。另外,調整進出預浸塔的蒸煮液流量也可以改變蒸煮過程中溶液與木片的比例。,洗滌和化學品回收,蒸煮鍋底部的洗滌區(qū)用于置換洗滌。出蒸煮鍋后第一段外部洗滌的濾液被泵送到蒸煮鍋底部。漿料洗滌是指通過置換木片周圍的液體將漿料與蒸煮化學品分離,漿料與已溶解的木質物質分離。洗液通向底部的提取濾網時進行置換的動作。洗滌區(qū)的洗液,含有已溶解的木質物質和無機的蒸煮化學品,流去蒸發(fā),然后到堿回收爐燃燒,回到清白液中。,,稀釋因子,如果置換中加入的洗

16、液量與漿料懸浮液中的濾液量相同,就可以得到完整的置換。但是,實際操作中肯定不會這么完美。因此,為保證全部置換液體,必須加入多余的洗液,這就叫做稀釋因子,因為洗漿機里加入的多余的洗液可以稀釋濾液。被稀釋的濾液回流到洗漿機,最后作為黑液去蒸發(fā)工段。稀釋因子是用于洗滌的洗液量減去被洗滌的漿料量,記為m3/ADMT(風干噸,風干指含10%水分)稀釋因子大,會洗滌較好,但蒸發(fā)需要的成本就越高,因此,稀釋因子一般在1.5-2.5m3/ADMT為

17、好。,評估漿料質量的檢測,Kappa值對木質素含量或去木質程度進行的實驗室分析就叫kappa值。雖然kappa值檢測的目的是評估漿料里木質素殘留量,但結果是分析中仍然包括已烯糖醛酸,尤其是闊葉硫酸鹽漿。已烯糖醛酸是硫酸鹽蒸煮過程中木聚糖半纖維素里形成的結構。因此,蒸煮和氧脫后的kappa值包含殘留的木質素和已烯糖醛酸成分。,固有粘度產出漿料的強度非常重要,但是,實驗室對物理強度屬性的分析非常復雜和耗時。因此,我們常用較粗略的但更加快

18、捷的固有粘度分析來代替。單位是dm3/kg。固有粘度用CED溶液中溶解漿料來測量,就是在通過一層窄窄的毛細管時測量這種溶液的性質。如果溶液流動非常慢,那么溶解的纖維鏈就很長,這意味著粘度高,說明漿料強度好。雖然粘度是指被溶解的漿料的溶液的性質,但粘度和真實的漿料物理強度有很大關系。,緊湊式連續(xù)蒸煮工藝,一、木片準備 蒸煮工段木片準備以削減木片尺寸為開端。木頭被切成小片,即木片。過大的木片,過小的木片和木屑被篩選出去。削片和篩選的

19、目的是使木片達到統(tǒng)一的尺寸和厚度,這樣才能被蒸煮化學品完全徹底均勻的滲透進去。木片從木片堆場由一個傳送帶送到木片緩沖器。木片緩沖器是一個小容器,主要作用是保持木片量總是在木片裝鍋計量器以上。 木片裝鍋計量器測量進入預浸塔的體積流量。蒸煮工段的產量由木片量或體積確定,以木片裝鍋計量器檢測結果為準。改變木片運送的傳送帶速度就會改變產量。監(jiān)控系統(tǒng)的產量計算中,木片體積被轉換為木片重量,這也是白液的單位。,,二、 預汽蒸和浸透

20、 預浸塔是一個獨立的常壓容器,綜合了預汽蒸和預浸的功能。上部的功能作為一個木片倉提供一定的停留時間用來預汽蒸和減少喂料變化的沖擊。主要作用是預汽蒸和浸透。頂部功能是提供預汽蒸留著時間和減少木片進料量變化的影響。從蒸煮塔上部篩板抽提出的黑液和白液混合后通過一根中央管道不斷注入預浸塔,并保持一定液位在抽提篩之上。 木片和溶液的溫度,在預浸塔里大約100℃,就是來自蒸煮鍋的溶液的溫度。要使預浸塔達到合適的溫度,流入的溶液要么就被加熱

21、要么就被冷卻。連接到冷卻器的有蒸汽,所以開機時注入到預浸塔就可以加熱提取后的溶液。預浸塔里來自沸騰的溶液的蒸汽可以加熱預汽蒸區(qū)域的木片,并在浸透前脫氣。去除的氣體可以促進木片滲透。 預汽蒸以后,木片被浸泡在黑液和白液混合物中,并在滲透區(qū)滲透進去。來自預浸塔濾網的黑液被送去蒸發(fā)。在預浸塔提取區(qū)堿度很低,因為在滲透區(qū)堿的消耗很快。預浸塔里溶液與木片的比例很高,這樣堿度均勻,滲透情況也會較好。 來自篩選區(qū)的木節(jié)與木片混合一

22、起回到預浸塔的頂部,進入抽提篩選區(qū)以上的錐形區(qū)域。木節(jié)被送到蒸煮鍋和新來的木片一起再煮一次。,三、木片和液體的輸送 從預浸塔底部排出的浸透過的木片在一個速控出口裝置的幫助下進入高壓喂料器。 稀釋水通過噴嘴進入,通過預浸塔底部的出口裝置。 高壓喂料器的作用是將來自低壓預浸塔的木片傳送到高壓蒸煮鍋去。高壓喂料器中,水平連接低壓注入液體,垂直方向是高壓。木片填充的程度或數量是由轉速來控制的。 液體的循環(huán)

23、是通過預浸塔的液位泵,在喂料器的高壓側將木片輸送到位于蒸煮塔頂部的分離器來實現循環(huán)的。經過頂部分離器螺旋和篩框的擠壓,木片和蒸煮藥液分離,返回的液體不含木片。這個循環(huán)稱為輸送循環(huán)。 當木片和液體從預浸塔送到喂料器時,它們將相應量的液體從高壓側轉移到低壓側。這部分液體和在喂料器內部從高壓側到低壓側泄漏的液體加入到輸送循環(huán)中。這些液體和從頂部分離器返回的液體排空高壓喂料器的袋腔并把木片送到蒸煮塔頂部,四、蒸煮工藝過程 蒸

24、煮塔在頂部有一個氣相區(qū)域,在這里中壓蒸汽被直接加入,用來加熱木片和液體來滿足蒸煮所需的溫度。直接用蒸汽加熱木片可以在整個蒸煮塔中獲得均勻的溫度。另外,中壓蒸汽可以給蒸煮塔增壓。當蒸煮溫度低,中壓蒸汽不能維持蒸煮器需要的壓力時,這時可以通過壓縮空氣來提高蒸煮塔壓力。,蒸煮塔頂部的分離器工作原理:將木片從輸送循環(huán)的液體中分離出來,頂部分離器中慢速向上轉動的螺旋可以保持篩網的清潔,并且將木片從輸送循環(huán)的液體中分離出來進入蒸汽中,然后落到蒸煮塔

25、中的木片堆。  排氣/壓力控制閥定時的將內部的氣體從蒸煮塔的頂部排到預浸塔的木片預蒸區(qū)域?! “滓和ㄟ^循環(huán)管進入頂部分離器下的蒸煮鍋內。在木片從頂部分離器落到蒸煮鍋內的木片區(qū)域時,循環(huán)管有噴嘴,呈放射狀向下將白液噴到木片上。由于部分木片在溶液液位以上,因此通過調整木片和液體之間的液位差就可以控制木片緊湊度和向下的運動。木片液位越高于液體液位,液體以下的木片就越緊湊。這是蒸煮系統(tǒng)中控制活塞式流動的一個有效工具。蒸煮塔的頂部是料位所在的

26、部位,該區(qū)域比較窄,料位變化反應比較靈敏。,木片料柱依靠自身的重量慢慢向下移動通過蒸煮塔。在下降過程中,木片通過兩個有篩板的區(qū)域。蒸煮塔底部旋轉的卸料刮板通過打碎木片料柱且把蒸煮后的木片引到蒸煮塔的卸料口來幫助料柱的下落。蒸煮塔是為蒸煮木片專門設計的立式壓力容器,在蒸煮塔內在堿性蒸煮藥液的作用下,歷經3~4h,木片被脫木素,木片中的纖維擺脫了束縛達到自由的程度。根據不同的木片和產量,通常情況下蒸煮溫度為140~155℃,蒸煮塔反應壓

27、力為0.5~0.6MPa。 蒸煮塔被上下兩層抽提篩板分成三個區(qū)域:上部和下部蒸煮區(qū),和洗滌區(qū)。上部的抽提區(qū)將兩個蒸煮區(qū)分開,洗滌區(qū)位于下部提抽提篩區(qū)以下。 緊湊式連續(xù)蒸煮系統(tǒng)中,整個蒸煮鍋,除洗滌區(qū)外,都是起蒸煮作用的。蒸煮溫度由監(jiān)控系統(tǒng)設定,隨木片種類、堿度和產量變化而變化。緊湊式連續(xù)蒸煮G2工藝下溫度低,蒸煮時間長。白液量與木片量有關。液體與木片的比例在上部蒸煮區(qū)范圍在3.5--7m3/BDMT,蒸煮區(qū)大約在1.5--3

28、 m3/BDMT。蒸煮區(qū)液體與木片比例高的話,蒸煮條件就比較柔和,這會對去木質作用有較大選擇性。蒸煮時堿的濃度會隨著液體與木片的比例變化而變化。調整白液量會改變來自上部提取篩選區(qū)的提取液中殘留堿含量。這樣在控制蒸煮時的堿度方面比較有彈性,對漿料質量溫度和強度性質都有利。,從上部抽提篩出來的提取液被分流,高溫部分去預浸塔底部,冷卻部分去預浸塔頂部。因為高溫液體傳遞循環(huán)進入頂部分離器,或去蒸發(fā)工段。 下部抽提篩區(qū)離蒸煮鍋底部較近。來自

29、下部蒸煮區(qū)的黑液和來自洗滌區(qū)已被置換的液體從這個抽提篩區(qū)被抽提。此處的抽提流量可以控制下部蒸煮區(qū)的液體與木片的比例。從下部抽提篩區(qū)出來的液體溫度接近蒸煮溫度,隨著稀釋因子改變而變化。為改善熱經濟性,被抽提的液體用于加熱進來的白液。被抽提的黑液,冷卻到大約100℃,去蒸發(fā)前會通過一個纖維過濾系統(tǒng)。此時纖維要么直接回到預浸塔,要么去木節(jié)稀釋篩選區(qū)。,五、洗滌 蒸煮鍋底部的洗滌區(qū)被設計為處理稀釋因子的回流,而不損壞木片的上下運行。來

30、自黑漿洗滌系統(tǒng)的洗液被高壓泵送到蒸煮鍋底部,通過蒸煮鍋底部的垂直和水平噴嘴和底部刮刀臂進入蒸煮鍋。在木片向下運行到出口裝置時洗液垂直置換木片周圍的液體,然后通過下部抽提篩選被抽提 調整洗液的分流,保持噴放管道濃度在10-13%為好。來自整個蒸煮鍋橫截面的漿料均勻排放可使?jié){料均勻及控制蒸煮鍋內木片液位。經過噴放閥時,漿料被減壓,送至下一道工序。,木片緩沖管和預浸塔頂部木片計量儀,,,預浸塔,預浸塔是一個獨立的常壓容器,主要設備有木

31、片緩沖器、木片計量器、預浸塔體、木片卸料器及附屬設備液壓站等組成,主要作用是預汽蒸和浸透。頂部功能是提供預汽蒸留著時間和減少木片進料量變化的影響。來自轉移循環(huán)和/或底部提取篩選部位的白液和黑液混合物通過一根中央管道不斷注入預浸塔,并保持液位在提取篩之上。木片和溶液的溫度,在預浸塔里大約100℃,就是來自蒸煮鍋的溶液的溫度。要使預浸塔達到合適的溫度,流入的溶液要么就被加熱要么就被冷卻。連接到冷卻器的有蒸汽,所以開機時注入到預浸塔就可以

32、加熱提取后的溶液。預浸塔里來自沸騰的溶液的蒸汽可以加熱預汽蒸區(qū)域的木片,并在浸透前脫氣。去除的氣體可以促進木片滲透。,,,木片卸料器和循環(huán)黑液泵,高壓喂料器:,高壓喂料器的作用是將木片和蒸煮液一起,從低壓的木片溜槽送到高壓的“頂部循環(huán)”中,進而送上浸管頂部。高壓喂料器中,水平連接低壓注入液體,垂直方向是高壓,高壓喂料器和它內部的轉子是水利平衡的。在高壓喂料器中,木片填充的程度或數量是由轉速來控制的。,木片分離器,蒸煮塔頂部的分離器工作

33、原理:將木片從輸送循環(huán)的液體中分離出來,頂部分離器慢速向上轉動的螺旋可以保持篩網的清潔,并且將木片從輸送循環(huán)的液體中分離出來進入蒸汽中,然后落到蒸煮塔中的木片堆。,蒸煮塔,汽-液相蒸煮塔安裝反向式頂部分離器塔頂部有一汽相段,木片被迅速加熱進行蒸煮,然后進入液相蒸煮段、逆流洗滌段、冷噴放木片與液體在塔內呈“塞流”塔中部、下部有抽提篩板,向外抽提黑液,經換熱冷卻過濾后送堿回收,頂部分離器,中、下部抽提篩板,底部洗滌卸料器,黑液過濾,被

34、提取過的蒸煮液,即黑液,含有無機化學品和有機的已溶解物質(統(tǒng)稱為固形物)在蒸發(fā)工段被濃縮后去回收爐。 黑液可能含有纖維或木質顆粒,蒸發(fā)前必須通過黑液纖維過濾機過濾。蒸發(fā)以前,液體被冷卻到大約95℃。來自黑漿洗滌區(qū)的多余的洗液被旁通到纖維過濾器。,黑液纖維過濾機,蒸煮工段流程圖,黑液提取,植物纖維原料經蒸煮后得到大約50%左右的紙漿,另50%左右的物質溶解在蒸煮液中,形成蒸煮廢液。對于我們這的硫酸鹽堿法制漿,這種廢液叫做黑液。廢液固形物

35、的主要成分是有機物,主要是木素和聚糖的降解產物,黑液固形物中的有機物占65%—70%,其余為無機物。紙漿洗滌的目的就是盡可能完全地把紙漿中的廢液分離出來,以獲得比較潔凈的紙漿。 并且,在洗滌的同時必須要經濟地回收蒸煮廢液,因為對于我們采用的硫酸鹽堿法制漿來說,廢液高效率地回收是主要優(yōu)點之一。,除節(jié)和篩選,經過蒸煮之后,紙漿中含有大量未脫出木素的節(jié)子和沒有蒸煮完全的木材,為了防止干擾后段工序和最終紙漿的質量,它們應在前段工序中就被

36、分離出來。通過采取這些措施,可減少氧脫木素段和漂白段化學藥品的消耗。在除節(jié)段中,這些在漿中分離出來的節(jié)子被回收到蒸煮鍋中重新進行蒸煮或被直接除去。,篩選原理,紙漿的篩選是根據漿中雜質與纖維尺寸大小和形狀的不同,細漿(又稱良漿)通過篩板,而漿渣被截留而分離的生產過程。細漿通過篩板時需要一定的推動力。推動力主要來自于篩板兩側漿流的靜壓差和機械運動產生的動壓差。不同形式的推動力往往構成了不同結構形式的篩漿機,但不少篩漿機的推動力即利用了靜壓

37、差,也利用了動壓差。由于篩選是一個連續(xù)的過程,當細漿不斷通過篩板時,被阻擋的篩渣就會逐漸濃縮而形成一絮狀纖維層,結果會防礙細漿的通過,甚至造成“糊板”現象。因此,不同結構形式的篩漿機,都設計有使篩板兩面產生壓力脈沖或機械振動的機構,并通過稀釋水稀釋和破壞形成的纖維層,以保持篩板的暢通。,影響紙漿篩選的主要因素有:,(1)篩板的孔徑(或縫寬),孔間距及開孔率 篩孔(篩縫)的大小影響到截留在篩板上的雜質的尺寸和數量。因此,篩孔(篩縫)

38、的選擇應根據漿料種類,纖維和雜質的尺寸,進漿量,進漿濃度和漿的質量要求等來確定。一般纖維平均長度愈長,漿料愈粗硬,孔徑(縫寬)愈大。篩選的有效面積取決于孔徑和開孔率。開孔率與孔間距成反比??讖揭欢?,孔間距愈大,則開孔率愈小,即篩選的有效面積小,因而產量低,排渣量大。圓孔的直徑一般要求是漿料的平均纖維長的2倍,孔間距離不應小于這種漿料纖維的最大長度。(2)進漿濃度與進漿量 濃度是影響篩選效率的主要因素之一。濃度較大時,良漿與粗渣不會

39、很好分離,漿渣中的好纖維較多,排渣率高,纖維損失大。相反濃度過低時,生產能力下降,篩選效率低。當濃度一定時,進漿量愈大,產量愈高,篩選效率也高,而電耗的增加并不明顯。因此要求篩選設備盡可能在滿負荷下運行。對一定的篩選設備來說,都有其最適宜的篩選濃度和進漿量。,(3)稀釋水量和水壓 篩選時,漿料從進口端到排渣端濃度越來越大,為了連續(xù)有效地篩選需加入稀釋水。稀釋水的加入量應合適,過多則漿濃稀,小的粗渣會隨纖維一起通過篩孔,良漿質量下降;

40、過少,好纖維會隨粗渣排出,嚴重時甚至會引起糊板和堵渣,影響正常操作。稀釋水的水壓也有要求,不宜超過工藝條件要求的范圍。4)壓力差 壓力差是指進漿與出漿(良漿)間的壓力差或篩板兩邊的壓力差。一般來說,其它條件不變時,壓力差增大,則推動漿料通過篩孔的作用力增大,篩選能力提高,但篩選效率會降低。(5)轉速 一般而言,轉子的轉速是影響篩選的重要因素。轉速過低,則離心力不足,分離作用小,產量低,篩孔易堵塞,纖維流失大。轉速過高,則產生

41、的離心力太大,從而增加動力消耗和降低篩選效率,但生產能力增加。(6)排渣率 排渣率大小影響篩選效率。對于固定的篩板,排渣率愈高篩選效率愈高,但排渣率增加至30%以上時,篩選效率不再有明顯提高。(7)紙漿種類 不同原料的紙漿或同一原料不同硬度的紙漿,纖維長度和濾水性不同,篩選效果也有差別。因此,生產中應根據具體情況,制定合理的工藝操作條件。,洗選段流程示意圖,篩選設備,經過蒸煮后排放到噴放鍋的漿濃度大約是5%—6%之間。從噴放

42、鍋排出,經過除節(jié)喂料泵的漿濃度應被稀釋到4.8%—4.6%之間,而漿在到達一段聯合篩之前濃度應控制在3.7%—3.5%之間,在一段聯合篩中未被完全蒸煮的木片和節(jié)子被排出。一段聯合篩由一個綜合除節(jié)機(也稱粗篩)和細篩組成。在綜合除節(jié)機和細篩之間有一個圍欄似地篩板阻止較大的雜質通過。通過篩板的良漿進入頂部的細篩。,除節(jié)段和尾渣處理系統(tǒng),從一段聯合篩排出的尾渣包含了一些尺寸較大的物質,如石頭、節(jié)子等,同時也混合著一些良漿,尾渣應被稀釋到1.

43、0%—1.2%之間,通過重質雜質分離器除砂后送到洗節(jié)機分離良漿,節(jié)子排到渣池。 除砂器(雜質分離器)的作用就是除去在一段聯合篩中經除節(jié)機排出尾渣中的砂子、石頭等雜質。 從漿渣槽出來的低濃度漿,經漿渣泵送到一段聯合篩進口做稀釋液用。余留的液體中含有少量纖維,通過過濾器過濾后濃度大約為2%經(篩選稀釋泵)泵送至噴放鍋。從過濾器出來的濾液進入#1號濾液槽。 為了阻止篩選段濾液系統(tǒng)中的沙石沉積,留在漿渣槽中的液體將被再一

44、次循環(huán)除砂,因此確保除砂器正常運行非常重要。,未漂漿洗滌,未漂漿洗滌的目的是盡可能多的除去漿中的黑液。達到以下目的:1.在回收區(qū)中使黑液中的化學藥品能夠得到重新利用;2.黑液中的木質和木素在工序上進一步利用或經過燃燒之后獲得熱能;3.大量的污染物排放到污水廠進行處理;4.漂白段化學藥品需求下降,是因為進入漂白段的黑液殘留量減少。,篩選流程,良漿從一段聯合篩的綜合除節(jié)機進入頂部細篩,經一段聯合篩良漿泵送到1#雙輥壓榨洗漿機。

45、 從一段聯合篩出來的尾渣,被1#濾液槽來的稀釋液稀釋到4%左右,直接進入二段壓力篩。 經二段壓力篩篩選后的良漿經泵送到一段聯合篩進口,尾渣進入三段壓力篩。進入三段篩之前,漿濃度應調整到1.0%-1.2%之間。 三段篩良漿打回到二段篩進口,在二段篩中再次處理。從三段篩出來的尾渣進入單螺旋壓榨機,排出渣子,壓榨出的液體回收到漿渣槽。漿槽除砂器出來的良漿經過過濾器,一部份回到噴放鍋出口,另一部分進入1#濾液槽,在篩選系統(tǒng)中循

46、環(huán)利用,而干的雜質排放到節(jié)子槽排出系統(tǒng)。,本色漿洗滌,從篩選段出來的良漿被一段良漿泵送到1#洗漿機。漿被分成六個入口,分別由六個流量控制閥控制,均勻地進入洗漿機。 漿經過壓榨區(qū),黑液被擠出送到1#濾液槽,然后經過碎漿螺旋到達稀釋螺旋。從2#濾液槽送來的黑液將漿濃度從30%稀釋到7.0%~7.3%,以滿足2#洗漿機進漿濃度要求。 從壓榨區(qū)出來的濾液不能高于壓榨輥,這樣可避免產生泡沫,濾液被排到1#濾液槽。濾液槽中的一部份濾

47、液被1#洗滌液泵送到置換黑液槽。1#洗漿機出來的漿經過立管后,分成六個入口進入2#洗漿機,每個入口由六個獨立的流量閥控制。經過壓榨,進入碎漿螺旋在稀釋立管中進行稀釋。在該稀釋過程中的濾液來自濾液緩沖槽,濃度大約控制在12%左右,以滿足后面氧脫木素工段要求。,氧脫木素,氧堿漂白更普遍和準確的說法為“氧脫木素”已經成為一種工業(yè)化的成熟漂白技術,未漂漿殘余木素的1/3—1/2可以用氧在堿性條件下除去,而不會引起纖維素強度嚴重的損失,而且廢液中

48、不含氯,可用于粗漿洗滌且洗滌液可送到堿回收系統(tǒng)處理和燃燒。氧脫木素是ECF漂白的重要組成部分, 從經濟方面來說,由于氧漂能夠除去殘留木素的50%左右,所以一個氧漂段能取代兩個常規(guī)漂白段,從而可以完全抵消掉氧氣漂白投資較高的缺點。同時氧漂還可以減少漂白排放廢水的處理費用。 氧漂具有減少纖維塵埃,特別是小纖維束塵埃的良好能力。 氧漂對負荷的波動適應能力較強,漂前漿料木素含量的波動,不致對氧漂帶來很大的影響。氧漂后殘留

49、木素含量可以被控制在很狹小的范圍內。,氧脫木素段,氧脫木素段主要是中濃漿在氧脫塔內進行90分鐘的反應。 化學活性劑是氧氣和強堿,作用類似于氧化白液和NaOH。在氧脫木素段進一步脫出蒸煮后殘留的木素,這能顯著減少漂白段中使用的二氧化氯和其他化學藥品,并能達到要求白度。氧脫木素段若能充分脫出木素,則能直接減少漂白段排出廢液中生物需氧量BOD、化學需氧量COD、化學藥品殘余量、氧化有機物含量和降低廢液顏色深度。從而減輕廢液對環(huán)境的不良

50、影響。 氧脫段使用的化學藥品,未漂漿和氧脫木素段排出的廢物都排入黑液回收系統(tǒng)。未漂漿洗滌和氧脫區(qū)一部份濾液和蒸煮過程產生的一部分黑液一起送到化工廠,在堿爐內蒸發(fā)燃燒。,氧脫木素的影響因素,氧脫木素的主要工藝參數有用堿量,反應的溫度和時間,氧壓,漿濃和添加保護劑等,1.用堿量用堿量對氧脫木素初始階段和后續(xù)階段的脫木素和碳水化合物降解有密切的關系,如上圖所示。提高NaOH用量,脫木素加速,碳水化合物降解也加快,因此,用堿量高,卡伯

51、值低,紙漿粘度和得率也隨之降低。用堿量應該根據漿種和氧脫木素的其它條件而定,一般為2%--5%。,2.反應溫度和時間提高溫度可以加速脫木素過程,在其它條件相同的情況下,溫度愈高,紙漿卡伯值越低。生產上采用的溫度一般在90---120度之間,過高的溫度會導致碳水化合物的嚴重降解。在一定的堿濃下,卡伯值的降低可以分為初始快速下降和后續(xù)緩慢下降兩個階段,大部分氧化反應可以在30分鐘內完成。時間過長,碳水化合物降解嚴重。反應時間一般在一個小

52、時以內。,氧脫木素的影響因素,3.氧壓氧壓對脫木素率的影響如下圖所示。在反應過程中,氧壓愈高,脫木素率愈大,碳水化合物的降解也愈多。但與用堿量和反應溫度相比,氧壓的影響相對比較小。一般生產上使用的氧壓為0.6---1.2 MP。,4.紙漿濃度紙漿濃度將影響到堿液濃度,也會影響反應速率,同時影響到蒸汽的消耗和反應器的大小等。在一定用堿量下,降低漿濃,堿液濃度下降,木素脫除和碳水化合物降解均減慢。生產上多采用高濃或中濃氧脫木素。,,5

53、.添加保護劑漿中存在過渡金屬離子(錳,鐵,銅等)對氫氧游離基的形成有催化作用,因而會加速碳水化合物的降解。為了保護碳水化合物,紙漿在氧脫木素前進行酸預處理以除去過度金屬離子;另一途徑是加保護劑,抑止碳水化合物的降解。僅添加20---80mol/ADT的MgSO4,經氧脫木素的紙漿的粘度就得到明顯的改善。,,,,氧脫段工藝描述,漿料離開2#洗漿機的稀釋螺旋進入氧脫木素段前的立管,在此與稀釋液一起加入氧化白液或者NaoH,加入保護劑MgS

54、O4。濃度在12%左右的漿被中濃泵送到加入氧氣的氧氣混合器中。操作員根據脫木素程度來調節(jié)氧氣加入量。 氧脫塔內的溫度一段約90℃,二段約為100℃,塔頂壓力:一段保持在6—7bar之間,二段保持在0.4-0.5bar之間。為了防止震動和噪音,氧氣和蒸汽應被分別加入到氧氣混合器中,漿經過控制閥進入氧脫噴放鍋,氧脫噴放鍋的工作原理類似于中濃儲漿塔。漿在氧脫噴放鍋中排出多余氣體后進入氧脫段洗漿機。 為了解決黑液流量波動和以便在

55、不同產量下控制黑液流量,因此在未漂漿洗滌和漂白段之間設置一個濾液緩沖槽,起到緩沖作用。黑液會緩沖槽與未漂塔容量相當。,氧脫段洗滌,氧脫段雙輥洗漿機的目的是盡可能多的除去漿中有機溶解物。達到以下目的:1.大量的污染物排放到污水處理廠進行最大限度的降解;2.漂白段化學藥品需求下降,是因為進入漂白段漿中的黑液殘留量減,氧脫洗漿機工藝要求,1. 氧噴放鍋出來的漿稀釋到7%左右進入氧脫段雙輥洗漿機,經壓榨之后,漿濃度提高到38%。2.

56、氧噴放鍋內的漿經過塔底中濃泵送往3#洗漿機之前,被分成四根管道進入洗漿機。漿通過壓榨區(qū),進入碎漿螺旋然后落到稀釋螺旋。用Dht中的濾液將漿濃度稀釋到12%而后進入Dht反應塔。3.氧脫段洗滌和本色漿洗滌的稀釋因子設置在本洗滌段中。稀釋因子一般控制在2-2.5之間,氧脫木素塔塔頂稀釋水,紙漿從氧脫塔的噴放是在中濃度(10%~12%)條件下,并不需要加稀釋水,添加稀釋水管的作用主要是為了解決較長時間(24h以內)停機再開機時發(fā)生堵塞的問題

57、。在停機的瞬間,由于泵口處的回流及蒸汽冷凝造成塔頂處出現負壓,使塔頂的紙漿下沉并出現自由表面,由于紙漿的溫度較高(100℃左右),紙漿中的水分在這一表面很容易蒸發(fā)而使表層紙漿濃度升高,再開機時,表層干縮的紙漿很容易在出漿口及噴放閥處產生堵塞。 在塔頂添加稀釋水管,管徑DN32mm或DN50mm,加入位置在封頭上或筒體上部,圓周均布四個加入口,以使紙漿獲得均勻的稀釋。正常運行時關閉稀釋水閥,當發(fā)生故障或其他原因停機再開機時,在啟動

58、中濃漿泵前打開稀釋水閥,當添加的稀釋水差不多填滿上封頭時,啟動中濃漿泵,關閉稀釋水閥。實踐中發(fā)現,停機24h左右甚至更長時間,不再發(fā)生堵塞現象。,漂白(ECF),漂白段目的是為后段工序生產出符合要求白度和高強度的漿。為了提高白度,在漂白段中也需除去漿中的雜質。 安和制漿分廠ECF漂白分為三段工序:一段為DHT,高溫二氧化氯段;二段為EOP堿處理段,加入氧氣和雙氧水增強脫木素;三段為D1段二氧化氯漂白。每段工序后用雙輥洗漿機洗滌。

59、 DHT段和EOP段主要為脫木素功能,D1段主要提高白度。,ClO2漂白,ClO2化學性質不同于元素氯,它有很強的氧化能力,是一種高效的漂白劑。ClO2漂白的特點是能夠選擇性的氧化木素和色素,而對纖維素沒有或很少有損傷。漂白后紙漿的白度高返黃少,漿的強度好。ClO2對碳水化合物的降解,比起氧、氯和次氯酸鹽來是小的多,但ClO2在酸性條件下漂白對碳水化合物還會有少量的降解作用,主要表現在酸性降解和氧化兩個方面。酸性降解的結果是紙

60、漿的粘度下降,PH=4左右對碳水化合物的水解最少。ClO2對碳水化合物的氧化,主要表現在紙漿經氧化后會出現少量的各種糖酸和糖醛的末端基,這些基團的為數并不多,因此ClO2漂白比起其他漂白藥品對碳水化合物的降解少,漂白的選擇性高。,影響二氧化氯漂白的因素,用量 Dht段的用量一般在1.3%--1.6%,D1段的用量一般在0.2%--0.5%。通常當Dht段的用量占總用量的85%左右時,達到相同的白度所需的ClO2總量最少PH值 C

61、lO2漂白時,PH值若在堿性范圍內,ClO2會與OH-反應,其結果是ClO2的有效作用減少。ClO3-的形成隨PH值的升高而增加。在PH﹤4時氯酸鹽能與紙漿反應而具有漂白作用,但當PH﹥4時,其反應性迅速下降。溫度 ClO2漂白有代表性的溫度是70oC。ClO2用量一定的情況下,提高溫度,可以提高白度,但殘氯減少。時間ClO2與紙漿的反應速度很快,在開始的5分鐘內就可以消耗75%的ClO2,白度也很快提高,其后反應速度變慢。漿濃一

62、般而言,漿濃低,紙漿在漂白塔內停留的時間短,且加熱的蒸汽消耗量大。從節(jié)約蒸氣,提高設備生產能力,減少廢液排放量等方面來考慮,應該盡可能提高漿濃。(通常為10%--12%)Cl2的影響一般來說,在ClO2溶液中所含有的Cl2不超過10%時,它對ClO2的漂白效率和紙漿降解沒有影響,但氯的存在會使調解漂白PH值所需要的堿量增加。,漂白各段工藝控制要求,在每一個漂白工序中漿被充分洗滌,盡量除去溶解在漿中的有機物。漂白段洗滌的主要目的:1

63、.去除漂白段中產生的溶解物;2.除去漂白殘留的化學藥品;3.減少排到污水處理廠的污染物;減少漂白化學藥品的消耗。,ECF漂白工藝流程圖,DHT段,熱的二氧化氯漂白是一用于闊葉木硫酸鹽漿漂白新技術。在這段漂白中傳統(tǒng)的二氧化氯漂白與熱的濃硫酸相結合,使得漿料的卡伯值與傳統(tǒng)的漂白相比有顯著的降低。為了使反應條件處于最佳,溫度必須保持在85--90℃之間,反應時間為2小時。PH必須低于3.5,一般低于3.0。漿料一般由中濃泵送往漂白塔,硫酸

64、在中濃立管處加入。中壓蒸汽在噴放混合器中加入來提高漿料的溫度至Dht漂白塔所需的溫度。二氧化氯在中濃混合器中加入,用氯量根據進入漿料的卡伯值來定。,EOP段,EOP段反應是加強的堿抽提。在這一階段部分降解的木素碎片被溶解,卡伯值被進一步的降低,氧氣和雙氧水的作用主要是提高紙漿的白度,對卡伯值的降低作用不是很大。NaOH加在稀釋液中,雙氧水加在中濃立管處,氧氣在中濃混合器中加入。反應完后漿料送入壓力置換洗漿機。反應速度決定于化學品用量和溫

65、度,因此漿料卡伯值的降低與白度的提高便由化學品用量、溫度以及PH來控制。溫度以及堿和氧氣、雙氧水的用量由進入DHT段的卡伯值、DHT段化學品用量來決定。如果經過反應器后漿料的溫度和白度與目標有差距可以改變反應塔內的反應溫度和化學品用量。,D1段,D1 D2階段:最后兩段很相似都為二氧化氯漂白,反應時間大約3個小時,二氧化氯在DUALD混合器中加入。為了控制最后階段的PH值,漿料在進入D2塔前就在稀釋液中加入了NaOH。在每個塔的底部都有

66、一個卸料器將漿料送入泵中然后送到壓力置換洗漿機。根據進入漿料的白度和卡伯值可以先確定用氯量,而經過反應塔后漿料的白度又反饋回去來決定二氧化氯的用量。在D2段中要用堿來控制漿料的卡伯值,有效氯:指含氯漂白劑中能與未漂白漿中殘余木素和其他有色物質起反應,具有漂白作用的那一部分氯,以氧化的能力的大小表示。通常用碘法來測量,用g/l或%來表示。有效氯用量:施加的有效氯的質量對于紙漿絕干質量的百分率。漂率:將漿漂到指定的白度所需的有效氯量對紙

67、漿絕干質量的百分率??ú蜃樱菏┘拥挠行扔昧?%)與含氯漂白前紙漿卡伯值之比。殘氯:漂白終點時,尚殘存(未消耗)的有效氯。通常用g/L或%表示。,漂白之專業(yè)用語,漂白之專業(yè)用語,卡伯值:又稱紙漿硬度,表示殘留在紙漿中的木素和其他還原性物質的相對量,可用高錳酸鉀,Cl2等氧化劑測定。白度:紙漿白度定義是用457nm(millimicron)波長的藍色單光光源投射于漿板的表面得到的反射率(R∞)與光源投射于純凈的氧化鎂標準樣板的反射

68、率(Rw)之比。污點:紙漿污點指任何粘附于漿板上異類物,由于在任何角度觀視均呈較深顏色,故可用標準板作為計算參考,點數之總和即稱為紙漿樣品之污點。粘度: 紙漿的物理強度,決定于纖維的長短。也可用聚合度表示。,制漿車間常出現的問題,一、蒸煮后漿Kappa值高原因查找用堿量波動或蒸煮液濃度出現波動,表現蒸煮后殘堿低;原材料木片發(fā)生變化(水分、樹皮含量、樹種等);蒸煮溫度及H因子出現波動;DCS控制儀表數據顯示不準(木片流量、蒸煮

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