蔗渣浆厂碱回收技术改造方案

福建糖业股份有限公司1992年按照省经委、省轻工厅的批复将原来日产20吨的纸浆经过技术改造扩建为日产50吨，并建起相应的碱回收工程。碱回收炉是国内某轻工机械厂制造的ZHP16型碱回收喷射炉,设计额定能力为每天60吨固型物，发汽量为每小时8吨,蒸汽压为1.3MPa。

１问题的提出

由于甘蔗渣黑液的特殊性及碱回收炉设计流程、操作工艺等的问题使该炉的运行效果差，存在以下缺陷：

（1） 燃烧黑液能力低，原设计黑液燃烧量为每天60吨固型物，实际仅为每天42吨固型物。造成碱回收率低，生产不平衡，黑液外排，污染环境。

（2） 对黑液性质适应能力差，黑液性质的变化对燃烧情况波动较大，经常要用油助燃，运行成本太高。

2 改造方案设计

针对运行中出现的缺陷及对生产的严重制约,我厂组织技术人员设计了如下改造方案：

2.1 改进黑液蒸发流程，提高黑液浓度

蒸发工序原设计流程为四效短管蒸发器混流蒸发（见图1）：Ⅳ效蒸发器→Ⅲ效蒸发器→一次半浓黑液槽→Ⅱ效蒸发器→Ⅰ效蒸发器→二次半浓黑液槽→降膜板式蒸发器。上述流程存在蒸发效率低，容易结垢，操作困难，易出“黑水”等缺陷。针对以上问题采取并流加料流程和增加一套喷射冷凝器的方案提高Ⅳ效蒸发器的真空度从而增强其蒸发能力。

图1  并流加料蒸发流程

2.2 增设短管加热器对浓黑液再加热，提高黑液的入炉温度，改善黑液的流动性

由于蔗渣中多缩戊糖量高，灰分大，其中二氧化硅含量比木浆黑液多10倍，并在黑液中成水玻璃状存在，故蔗渣黑液的粘度远比木浆大。例如红松黑液25°Be′(20℃)在30℃时粘度为12.15×10-3Pa.s，相同条件下蔗渣黑液则高达0.3 Pa.s。从而蔗渣黑液的流动、雾化、干燥等较为困难。而提高浓黑液温度能有效地降低黑液的粘度。在浓黑液泵出口增设一套加热面积15m2的短管加热器，引用碱炉产生的蒸汽对浓黑液进行加热。将浓黑液温度由93℃提高到109℃,使浓黑液入炉时接近“闪蒸”状态，改善黑液的流动、雾化、干燥效果，提高黑液的可燃性。

2.3 提高碱炉一、二次进风的温度。

增加一道空气加热器，提高一、二次进风的温度，由原来150℃提高到205℃。由于黑液燃烧必须有足够的绝热火焰温度，以保证燃烧顺利进行，而不发生灭火现象。绝热火焰温度（也就是理论燃烧温度）可由反应物质的焓来计算，是用黑液低位发热值除以燃烧产物的比热，然后加上反应物质（空气、黑液）的温度而得到的。燃烧时提高风的温度是提高绝热火焰温度的有效方法。热风由150℃提高到205℃时绝热火焰温度可提高38℃。

2.4 改善黑液的品质,提高黑液的可燃性

此改造方案有以下五种方法:

（1） 加强甘蔗渣的除髓，减少碱回收过程中的硅干扰。蔗渣灰分中的60-80%的SiO2是由蔗髓带入。提高甘蔗渣的除髓率是降低蔗渣中硅含量，减缓黑液蒸发设备结垢的有效方法。通过改造备料工段6台立式除髓机（Φ965C112），扩大筛孔直径（由Φ6mm改为Φ8.5mm）甘蔗渣的除髓率由25%提高到35%。通过加强除髓可有效地降低蔗渣中的硅含量（蔗渣中SiO2的含量从3%降低到0.7%），降低黑液的粘度，减少碱回收过程中的硅干扰。

（2） 改造黑液过滤设备，进一步过滤稀黑液中小纤维和残渣。对黑液过滤机的过滤网进行改造，由原来80目/吋改为120目/吋。另在黑液进蒸发前利用板框过滤机进行再过滤。最大限度地过滤黑液中的细泥土等无机物及纤维杂质。

（3）改进蒸煮工艺，满足碱回收生产需要。蒸煮浆料实行快速蒸煮，减少保温时间，控制粗浆硬度，同时避免在球内或喷放锅中存放时间太长,做到“现煮，现喷，现洗”。另外在蒸煮中保持粗浆黑液残碱浓度在6-8g/L，这样可降低黑液粘度，有利于碱回收的蒸发及燃烧工序的操作。

（4） 保持黑液的“新鲜度”，缩短黑液的中间停留时间。

（5） 提高碱回收白液的澄清度，减少钙离子返回而造成蒸发器结垢。

3 实施效果评价

上述改造方案实施后取得了明显的效果：

（1） 黑液的燃烧量上升，由原来每天42吨固型物提高到每天63吨固型物。

（2） 碱炉的耗油量下降，由原来的回收一吨碱需耗油60Kg下降到回收一吨碱仅耗油25Kg。

（3） 碱回收率提高，由原来53%提高到74%，减少了污染的排放，提高了经济效率及环保效益。

4 结束语

本改造方案可为原有的中、小型制浆厂的碱回收炉改造及操作提供借鉴