真是太全面了我重新了解了制浆造纸工艺流程和能源使用特点

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(1)制浆造纸技术

按工艺流程分,制浆造纸主要分为制浆和造纸两种工艺。 制浆是将植物纤维原料或回收废纸转变成纸浆的过程。 造纸是利用适当的工艺将纸浆转变成具有不同性能的产品。 纸或纸板工艺。

制浆造纸工艺相对复杂。 不同的原料和不同的制浆方法产生不同的纸浆性能,所得的纸制品也不同。

根据制浆方法不同,目前最主要的制浆方法有硫酸盐制浆、化学机械制浆和废纸制浆。

其中硫酸盐制浆是目前最主要的制浆方法,化学机械制浆和废纸制浆是具有良好发展前景的制浆方法。

制浆方法按原料区分,主要有木材制浆、非木材制浆和废纸制浆。

1、木浆工艺

根据制浆方法的不同,木材制浆通常分为化学制浆和化学机械制浆。 化学制浆主要是硫酸盐制浆,化学机械制浆主要包括漂白、化学热磨和机械制浆。 浆(BCTMP)、碱性过氧化氢制浆(APMP)和盘磨化学预处理碱性过氧化氢制浆(P-RC APMP)。

(1)硫酸盐制浆

使用氢氧化钠和硫化钠作为蒸煮化学品处理木片的制浆方法。

根据漂白程度的不同,硫酸盐纸浆分为三种:本色纸浆、半漂白纸浆和漂白纸浆。

(2)化学机械制浆

这种纸浆的木质素和半纤维含量比化学浆高,制浆得率可达80%~90%,而硫酸盐化学浆的得率不超过50%。

化学机械制浆是利用化学作用对木片进行预处理,然后利用机械作用将木纤维分离成纤维束、单纤维和纤维碎片的过程。

2.非木材制浆工艺

以麦秆、芦苇、甘蔗渣等非木质原料为主要原料的制浆工艺主要采用化学方法。 其工艺主要包括烧碱制浆、硫酸盐制浆和亚硫酸盐制浆。

非木材化学制浆工艺流程基本相同,通常为:非木材原料配制好后,进入蒸煮设备进行蒸煮。 非木材原料在高温蒸煮液的作用下分离、溶解,所得纸浆通过洗涤和筛分工段得到净化。 最终得到质量较好的天然纸浆。 如果需要较高白度的纸浆,则需要进行漂白处理。

3、废纸制浆工艺

废纸制浆是指以废纸为原料,经过制浆处理,必要时进行脱墨、漂白等工序制成纸浆的生产过程。

废纸制浆生产主要由制浆、筛分净化、洗涤浓缩、漂白四部分组成。

根据原料、生产工艺和产品特性的差异,废纸制浆生产工艺主要分为非脱墨废纸制浆和脱墨废纸制浆。

典型的脱墨制浆采用机械和化学单元处理工艺来去除纤维中的油墨。 生产工艺主要包括废纸离解、废纸浆筛分净化、脱墨、浆料浓缩及储存、热分散等。

脱墨浆可用于新闻纸、薄页纸、印刷复印纸、杂志纸(超级压光/轻涂纸)、某些等级的纸板等产品。

非脱墨浆的工艺比脱墨浆简单得多。 生产过程采用机械清洗工艺,省去脱墨、漂白等工序。

非脱墨浆主要用于生产箱板纸、瓦楞纸和低档纸板制品。 大多数废纸制浆生产线与造纸一体化。

4、造纸工艺

造纸是以纸浆为原料制造各种纸制品的过程。 造纸企业的纸产品和工艺布局各不相同,通常包括备浆、施胶系统、纸机、纸板机等基本单元。

纸张和纸板均采用通用技术生产,但由于纤维和非纤维原材料的物理和化学性质不同以及制造过程的可变性,产品性能和质量差异很大。

从制浆车间出来的纸浆或浆板需要经过打浆、添加填料、施胶、混色、净化、筛分等一系列加工工序,然后在造纸机或纸板机上经过片材成型,脱水、压榨、干燥、压延、卷成纸卷,并将纸卷分切成一定规格的平板; 或复卷成一定规格的卷,最后包装。

在某些情况下,分切或复卷前需要进行超级压光。

现代造纸技术中的纸页成形是在造纸机上完成的。 造纸机通常按其网部形式分类,一般可分为长网造纸机、圆网造纸机和夹网造纸机。

长网造纸机的网部由长网网箱组成,网箱具有水平或近似水平的网面,用于纸料脱水。 网底部装有满足不同要求的各种脱水元件。

长网造纸机是一种广泛使用的造纸机类型。 一般车速在600~800m/min范围内,可生产大多数类型的纸张。

长网造纸机的缺点是网部脱水是一侧向下,生产出来的纸张两面不可避免地会存在差异,从而影响纸张的许多特性,如卷曲、纸面等。平滑度、印刷性能等

圆网造纸机的网部由圆网笼组成。 纸悬浮液在转筛笼内外水位差的作用下被过滤形成湿纸幅。

圆网造纸机是传统机型,适应性广,可生产从薄纸到纸板的多种产品。 具有结构简单、占地面积小、能耗低、投资成本低等特点。

但由于其结构限制,存在车速低、生产规模小、产品质量有限等问题。 一般只用于车速较低、产量较小的生产。

三明治纸机的网部部分是由两片成型网夹在中间的。 纸浆悬浮液通过流浆箱喷入两网之间,对两侧进行强制脱水,迅速形成湿纸幅。 具有作业效率高、成型质量好、结构紧凑、占地面积小等优点。 在现代造纸工业中得到广泛应用。

(2)制浆造纸行业能源消耗特征

现代制浆造纸生产已实现机械自动化,设备运行和系统控制都需要电力。

电动泵、风扇、皮带或螺旋输送机、真空泵和压缩机的运行还驱动机械纸浆的研磨、处理废纸纤维的水力碎浆机、制浆、静电除尘器、红外干燥等。纸浆蒸煮、黑液浓缩、造纸工业干燥、化学添加剂的制备都需要热能。 热能以蒸汽为主,气体为辅。

许多造纸企业利用自有电厂进行热电联产,以热定电,将原煤和生物质燃料转化为蒸汽和电力。

因此,制浆造纸生产过程的能源效率取决于能源品种结构、原材料结构、企业规模、技术装备、自产能源和废能利用等多种因素。

各个企业的能源供应方式差异较大,主要有以下三种类型:

(1)电能、热能均外购;

(二)外购电能、自产热能;

(3)有独立的热电站,部分电能外购,热能自产。

由于能源消耗方式不同,各企业统计的产品综合能耗不具有可比性。 为了使单位产品能耗具有可比性,《制浆造纸单位产品能源消耗限额》(GB 31825)在计算单位产品能耗时,统计了主要生产系统的能耗,不包括主要生产系统的能耗。辅助生产系统和辅助生产系统。 用电量、电力、热力均按当量折算为标准煤。

制浆造纸企业的设备设施主要有两类:

一类是工艺功能型(专用设备),如削片机、蒸煮锅、连续蒸煮机、精炼机、碱回收系统、打浆机、造纸机、涂布机、超级压光机、复卷机和分离机等。 切割机等,这些设备设施的能耗不仅与专业设备本身的性能和管理水平有关,还与相应的工艺操作和配套通用设备的运行状态有关。

由于纸浆和纸张产品高度多样化,甚至同一产品的应用工艺也可能差异很大,因此生产技术中必须考虑许多因素。

另一类是输送功能型(通用设备),如各种渣浆泵、水泵、皮带输送机、螺旋输送机、风机等。此外,还有少量辅助设备,如搅拌、计量、搅拌等。其他设备。

制浆生产过程中的主要耗能工序是蒸煮和黑液蒸发,造纸生产过程中的主要耗能工序是纸页干燥。

1、制浆工艺能耗特点

纤维解离对于化学制浆工艺来说是蒸煮工艺,对于机械制浆工艺来说是粗磨工艺,对于机械和半化学制浆工艺来说是化学预处理工艺和精炼工艺。 蒸煮过程需要大量的热量,粗磨过程则消耗大量的电力。

漂白牛皮纸浆的制造消耗约10至14GJ/Adt的热能,包括纸浆的干燥,电力消耗为600至800kWh/Adt。

纸浆干燥的能耗约占热能的25%,电能的15%~20%。 50%以上的电力消耗用于制浆。

能耗取决于工艺配置、工艺设备和工艺控制效率。

化学制浆按生产是否连续可分为连续蒸煮和间歇蒸煮; 根据所用设备的不同,可分为蒸球(间歇式蒸煮)、立式锅(间歇式蒸煮)、卧式管式连续蒸煮器、立式连续式蒸煮器(卡米尔)等。

对我国不同厂家采用不同原料、不同蒸煮方式、不同蒸煮设备的制浆能耗调查表明,粗浆达到纤维分离点时,不同蒸煮设备的能耗差异较大。

按照能耗从小到大的顺序,顺序为:立式连续煮<立式锅<蒸汽球。

卡米尔连续蒸煮机是我国新引进的连续蒸煮设备。 充分利用热能,比间歇式烹饪节能50%。

“十二五”期间,我国淘汰体积40立方米以下的蒸球,鼓励化学制浆采用深度脱木素、低能耗间歇蒸煮或连续蒸煮、氧脱木素、无元素等技术氯漂白和完全无氯漂白。 设备。

国内外先进纸浆厂普遍设有碱回收工艺,节能效益显着。

燃烧有机污染物(黑液、木屑、树皮等)可产生大量热能,可用于发电。 蒸煮白液的余热还可回收,从而降低工厂的总能耗。

一般机械浆的电力需求较大,主要用于磨浆,电力需求约为1400~2900kWh/Adt。

化学机械浆对电力的需求较高,一般为1800~2000kWh/Adt,主要用于精制浆和重磨筛渣。 其中,生产APMP纸浆质量更好,能耗更低,产量更高。 近年来,每年都在快速发展。

化学机械制浆工艺总体热能需求不高,一般在0~2GJ/Adt之间。

废纸制浆是回收纤维的过程。 纤维的来源是含有化学浆和机械浆的纸张,因此加工所需的能量并不大。

但洗涤过程各阶段仍需用电,但热能消耗较低,总能耗远低于制浆原浆。 废纸制浆工艺的主要节能潜力在于脱墨工艺的改进。

非脱墨纸浆的电力需求主要用于水力制浆、筛分、净化、浆流等工艺。 电能需求约为50kWh/Adt。 脱墨制浆中需要热能的工艺主要包括热分散和漂白,热能需求量为1.0~2.0GJ/Adt。

除了与非脱墨浆相同的电力需求外,脱墨过程所需的电力也需要增加,约为40至60kWh/Adt。 脱墨浆总用电需求为310~610kWh/Adt。

造纸行业单位产品能耗与生产过程、设备的自动化水平和产品的质量水平密切相关。 为了提高产品质量,往往采用复杂的生产工艺,提高设备的自动化程度,增加工艺设备,导致单位产品能耗增加。

2、造纸过程能耗特征

造纸机使用的能量取决于所生产纸张的等级和纸浆纤维的质量。

以电耗为例,包装纸或瓦楞纸的生产电耗最小,约为500kWh/t,而印刷纸、书写纸的电耗约为700~800kWh/t,一些纸厂的电耗约为700~800kWh/t。特种纸的等级甚至更高。 。

打浆是造纸生产过程中非常耗能的工段。 打浆的电耗约占吨纸电耗的30%~50%。 因此,打浆部分的能源利用效率对吨纸电耗和成本影响很大。 。

从干燥浆板到去浆浆的过程是,成捆的浆板通过输送机送至水力碎浆机,破碎后送至储浆罐。 有时需要在送入制浆罐之前进行脱粉。

碎浆机内浆料浓度分为低浓(<6%)、中浓(6%~10%)和高浓(>10%)。

近年来,为了节约能源、提高产量,干浆板的加工逐渐由低浓度(4%~5%)向中浓度转变。

要降低打浆系统的能耗,必须选择高效节能的打浆设备。

盘磨机是目前首选的主要打浆设备。 与盆式打浆机、锥形碎浆机、圆筒碎浆机等各类打浆设备相比,其能耗降低30%~50%。

它们都是盘磨机,但不同的形式和型号具有不同的节能效果。 盘式研磨机虽然有很多优点,但它并不能完全取代其他打浆设备。 精炼机电耗约为100~300kWh/t。

造纸机网部的主要功能是成形和脱水。 以网部脱水计算,网部脱水、压榨部、干燥部的成本约为1:70:330。 提高网部纸张的干燥度对于降低整个纸机的脱水成本非常重要。

压榨部的脱水也非常重要。 压榨部纸张水分降低1%,干燥部烘缸蒸汽消耗量可节省4%~5%。 并且由于进入干燥部的纸张干燥度增加,可以提高造纸机的车速,提高产量。 因此,压榨部的脱水效率也对能源效率和经济性产生影响。

网部和压榨部的吸水装置由真空吸风系统吸水。 造纸机的真空系统消耗大量电力。 纸机消耗的电力约17%用于真空系统,其中1/3用于网部,2/3用于压榨部。 真空系统能耗约为70kWh/t(随纸种和孔隙率变化)。

近年来,新型脱水设备、压榨部大面积压榨等节能技术和设备在纸机网部得到应用。

造纸机干燥部的蒸汽消耗量占造纸机生产成本的30%以上。

大中型纸机干燥工段采用多级蒸汽通风、多级闪蒸,合理利用不同品质的能源,优化干燥过程,节约能源。

但有的纸机存在烘缸内冷凝水排出不顺畅,干燥工段蒸汽消耗仍然较高的问题。 为了解决这个问题,通常在多级蒸汽通风中安装喷射热泵。

通过对干燥部排出的废气设置热回收系统来回收大部分热量。 使用封闭式干燥罩代替开放式干燥罩可以节省热能。 使用布袋通风可以提高干燥能力。

造纸过程主要采用低压蒸汽。 热量需求为4.5-7.8GJ/t,电力需求约为510-1010kWh/t,大部分为600-700kWh/t。

综合制浆造纸厂比单一制浆或单一造纸厂具有更高的能源效率水平,因为综合造纸厂可以将制浆过程中产生的多余热量用于造纸过程,而单一制浆厂产生的多余蒸汽一般没有充分利用。

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