竹材_G2_连续蒸煮的运行经验

作者 简 介 : 刘 荣 辉 先 生 , 工程师 ; 主 要 从 事 制 浆 生 产工艺管理工作 。
中图分类号 : TS749+ 3
Operation Exp erience of Compact C ook ing G 2 Con tinuou s D igester in Ba m boo Pu lp Production LI U Rong -hu i
中国造纸 2011 年第 30 卷第 4 期
双塔紧凑连续蒸煮 工艺。该工艺 具有连续、低温蒸 煮、系统启动迅速、生产消耗低、产品质量稳定等优 点。由于竹原料的特殊性 , G2 连续蒸煮工艺在运 用于竹浆生产中也出现了很多新问题和挑战, 经过赤 天化纸业的生产管理和工程技术人员的共同努力, 目 前该系统已基本达到设计生产负荷, G2 连续蒸煮 工艺也正在不断地体现出对竹原料良好的适应性。现 将赤天化纸业 G2 连续蒸煮竹浆生产过程中出现 的一些常见、典型问题及采取的对策进行分析总结, 以便同行参考。 1 原料的影响和过程处理 1 1 原料杂质的影响和处理 竹子原料在采伐的过程中往往会夹杂着大量的泥 沙、石块等杂质。在原竹的捆扎、运输、削片和料片 堆存、转运的过程中也会夹带塑料、铁钉、铁丝、钢 丝绳等杂质。由于原竹的运输成本远高于竹片的运输 成本, 在收购的原料构成中, 外购竹片比例远大于原
在我国 , 以竹子为原料 进行制浆造纸具有 1700 年以上的悠久历史, 竹浆是重要的非木纤维。我国南 方拥有丰富的竹资源 , 近些年来竹浆产业的发展正在 进入一个新的高潮。 竹子属于禾本类 , 但 物理性状与 稻、麦草 及芦 苇、棉麻等非木纤维原料有较大的区别, 与木材纤维 原料有着更为相近的地方。随着近几十年的发展, 连 续蒸煮工艺具有生产连续性强 , 消耗低, 产品质量稳 定等优点, 目前世界上大型木浆厂, 正越来越多地采 用连续蒸煮工艺 , 而我国近十年建成的大型硫酸盐浆 厂绝大多数都选择了连续蒸煮工艺。由于竹子种类多 而杂, 料片规整度差以及运输等原因 , 原有的竹浆厂 规模普遍较小, 多采用间歇蒸煮, 少部分采用横管连 蒸。随着我国 林浆纸一体化 模式 的推广和退耕 还林政策的实施 , 竹浆的生产规模正在不断扩大。贵 州赤天化纸业股份有限公司 (以下简称赤天化纸业 ) 于 2008年 3月底建成投产了目前世界上单条生产线规 模最大、年产 20万 t的连续蒸煮漂白硫酸盐竹浆生产 线。该蒸煮生产线 采用瑞 典克瓦 纳公司 ( kvaerner , 2008年 M etso 公司收购 kvaerner 浆线业务 ) 的
44
3 3
产、速生的适于制浆的大径竹 , 将这些大径竹用于赤 天化纸业大型切片机削片。根据对比分析 , 将原来竹 片平均长度提高 20 % ~ 50 % , 使针状 片和竹屑含量 下降, 而又不影响蒸煮的生产能力。同时 , 备料加强 筛选和洗涤 , 尽可能除去过大片和竹末。 2 预浸塔料位控制困难的原因分析和对策 竹子原料来自赤天化纸业周边方圆上百公里的地 区和不同的供应商。大规模的生产几乎无法将不同竹 种和水分、规格不同的竹片 进行分类堆积或 专门生 产。在生产过程中预浸塔的料位控制非常困难 , 有时 负荷在高于设计负荷运行都非常稳定 , 而有时在设计 能力的 60 % ~ 70 % 运行都非常困难。 2 1 预浸塔料位控制困难的原因分析 2 1 1 水分的影响 料片水分的不稳定是多种因素造成的。由于竹子 原料的采伐具有季节性, 在 6~ 10 月份期间主要靠存 储的料片来生产。由于在夏季 , 水分容易散失 , 经过 一段时间的堆积后, 料片的水分含量往往低于 35 %, 甚至有时低于 30 % 。而刚采伐的原竹 水分含量一般 在 48 % ~ 52 % 。生产中发现, 如果洗涤前料片水分 在 42 % 以上, 预浸塔的料位容易控制 , 而水分低于 40% , 则料片越干越难控制。料片在水分散失后, 堆 密度下降, 进入预浸塔后 , 停留时间相对较短 , 与木 片相比 , 竹片浸润相对困难, 预浸液短时间无法快速 进入竹内, 空气无法排出 , 料片浮在预浸液中 , 无法 靠自身重力正常下移。一旦料片完成足够的浸润, 料 片密度增大又会出现快速下移 , 造成预浸塔的料位极 不稳定。 2 1 2 预浸温度的影响 预浸塔的预浸温度一般控制在 95~ 105 , 一旦 预浸液温度低于 90 , 则也可能造成 预浸塔的料位 控制困难。由于预浸液温度低 , 汽蒸效果差, 预浸液 渗透进入料片速度放缓, 预浸时间变长而影响料片在 预浸塔中的正常移动。 2 1 3 预浸塔液位控制的影响 预浸塔正常液位一般控制在抽提筛板上方 , 如果 液位过高, 则气固相接触空间变小, 汽蒸时间短; 如 果液位过低 , 则液固相接触时间变短 , 且无法实现中 部预浸塔抽提。而预浸塔上部预浸液的稳定将决定预 浸塔液比和液位的稳定。预浸塔底部稀释液会影响到 预浸塔液位控制 , 同时会极大地影响到预浸塔底部卸 料的控制。如果上述控制不好就影响到转送循环量的 控制, 而预浸塔料位的正常控制是需要通过控制转送
技术报告
连续蒸煮竹浆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ竹材
G2 连续蒸煮的运行经验
刘荣辉 张鼎军
564707)
G 2 连续蒸煮工艺。针对生产过
( 贵州赤天化纸业股份有限公司 , 贵州赤水 ,
摘 要 : 贵州赤天化纸业年产 20万 t漂白硫酸盐竹浆生产线采用
程中存在的原料质量影响, 预浸塔料位控制困难 , 顶 部分离器运 行不稳定 , 蒸 煮塔、预浸塔 抽提筛 板堵塞等问题进行了分析, 提出了相应的解决方案和措施。 关键词 : G 2 连续蒸煮 ; 竹浆 ; 问题及对策 文献标识码 : A 文章编号 : 0254-508X ( 2011 ) 04 -0043 -04
收稿日期 : 2010 -12 -27
G2
43
技术报告 竹 , 在这些外购竹片中杂质的含量往往会高于工厂自 削竹片。经对比 , 同量的木片与竹片原料相比 , 竹片 远比木片中的泥沙、石块等杂质含量高。而这些重杂 质对高压喂料器等蒸煮设备的磨损非常严重, 特别是 使后续漂白筛选系统设备使用寿命大大缩短。 根据这一情况, 赤天化纸业对竹片的购入过程进 行严格管理 , 尽可能防止和防范各类杂质的进入。在 蒸煮生产前 , 加强了备料过程对杂质的处理。外购料 片经过除铁器和盘筛以去除金属杂质和泥沙、石块等 重杂质。在料片的洗涤过程中 , 增加洗涤水循环量, 系统总 循环量由最初 1200 m / h 提高至 1800 m / h , 置换外排 洗涤水量 增加 30% 。加强 竹片 洗涤器 上、 下部洗涤水配比调整 , 下部洗涤水量过小 , 大量的竹 片会随重杂质排出; 下部洗涤水量过大, 部分重杂质 会随料片进入蒸煮系统。根据系统中重杂质情况, 将 竹片洗涤器排渣周期调整为 2 ~ 5 m in /次。为了减少 洗涤水随料片过多进入蒸煮系统而带入泥沙杂质, 对 原有通用性刮板运输机进行专门改造 , 使其更适用于 洗涤竹片的分离和运输。经过一段时间堆积的竹片比 木片更易积集成团, 堆比重也高于木片。洗涤后的竹 片堆积更为紧密, 原设计为 洗涤后加一台电 磁除铁 器 , 但无法将金 属杂质完全去除 , 特别是位 于料片 中、下部的金属杂质。现改为在洗涤前的两条皮带运 输机上分别新 增 1 台永磁型除铁 器, 通过对 比分析 ( 去除重杂质总量 ) , 总的金属重杂质的去除率提高 2 倍以上。 1 2 料片规格的影响和处理 料片规格是连续蒸煮竹浆工艺最为重要的影响因 素之一 , 料片规格质量的好坏会严重影响系统的稳定 运行。竹片的切削备料过程与木片的切削有着较大区 别。竹种的不同 , 直径的大小、壁厚、水分等都有很 大的不同 , 而这 些都会影响削片 的质量。针 状片过 多 , 容易造成高压喂料器的卡塞跳停 , 会造成预浸塔 抽提筛板和蒸煮塔筛板的堵塞 , 系统生产负荷下降, 严重时整个蒸煮系统无法连续运行。而针状片、竹屑 过多, 不仅降低了原料的有效使用率 , 而且会增加蒸 煮用碱等化学品的消耗, 增加生产成本。 针对上述料片规格对蒸煮运行的影响 , 赤天化纸 业进行了大量的对比试验, 通过对削片的有效控制, 竹片平均合格率得以提高 , 针状片和竹屑含量大幅下 降。加强料片供应商加工过程的技术支持 , 根据不同 区域竹种和水分等特性来指导对切片机的刀距、转速 进行合理的调整 ; 要求刀片锋利, 勤于换刀, 并提供 相应磨刀服务。在赤天化纸业周边区域发展良种、丰
Ch ina Pu lp & Pap er Vol 30, N o 4, 2011
技术报告 循环量的大小来实现的。预浸塔的液比、液位等都是 影响预浸塔料位控制的关键因素。 2 2 预浸塔料位控制困难的对策 2 2 1 提高预浸系统温度 当料片太干或预浸塔内温度低时 , 将预浸塔上部 预浸液温度提高 10~ 15 , 使其达到 125 左右, 控 制预浸塔抽提温度高于 90 。增加蒸 煮塔进入预浸 塔的闪蒸汽量。 2 2 2 加强预浸液系统控制 加强预浸液相系统的控制 , 要控制好预浸塔上部 预浸液量、底部稀释液量以及中部抽提液量。控制预 浸塔短液位在 20 % ~ 25 % ; 液比控制 在 3 5 ~ 4 5 ; 控制底部卸料刮刀扭矩在 5~ 8 M Pa ; 转送循环量要 随料位的高低及时进行调整。整个系统液体流量的相 对稳定是实现预浸塔料位正常控制的重要保证。 2 2 3 汽蒸 通过技术改造, 强化上部料片的汽蒸 , 增强汽蒸 效果。 3 顶部分离器运行不稳定的分析及解决方案 3 1 顶部分离器运行不稳定的原因 竹片经高压喂料器输送进入顶部分离器后 , 非常 容易引起顶部分离器过载而造成系统无法稳定运行。 顶部分离器是通过螺旋的旋转使浸泡在黑液中的料片 向上运动, 同时分离出部分回流黑液。如果顶部分离 器液位低、料片过多或液比太小都将增大料片与分离 筛筐的摩擦 , 而使分离器超负荷运行。顶部分离器液 位低, 高压喂料器输送的料片液比低 , 料片合格率低 ( 过大片多等 ), 预浸下料不均匀 , 顶 部分离器回流 量过大以及设备自身的机械摩擦等都是造成顶部分离 器运行不稳定的原因。 3 2 顶部分离器运行不稳定的解决方案 顶部分离器如果长时间处于高负荷运行, 则需要 对设备本身器件进行检查 , 检查运转部件是否发生损 坏 , 特别是要检查螺旋和分离筛筐间的间距。同时要 考虑顶部分离器的提升能力是否不够而需提高驱动设 备的能 力。要 控制好 顶部 分 离器 的液 位 ( 100 % )、 进入顶部分离器料片的液比, 控制好预浸塔底部稀释 液量、卸料器转速和填充因子 ( 85 % ~ 90 % ) 及排 空因子 ( 105 % ~ 110 % ) 。转送循环量要与生产负荷 匹配。新增顶部分离器液位控制及顶部分离器负荷连 锁控制 , 及时向顶部分离器补充液体。 4 蒸煮筛板堵塞的原因及处理措施 G2 连续蒸煮系统无论是采用竹子原料还是木
*
ZHANG D ing - jun
(Gu izhou Ch itianhua Pap er Industry Co. , L td. , Ch ishui , Gu izhou P rovince, 564707 ) (* E-m a i: l liurongh@ 163. com ) A bstrac t : The co m pact con tinuous d igester w as used in kra ft ba mboo pulp produc tion w ith capac ity o f 200000 t/ a in Chitianhua . Th is paper presented the operation exper ience of the digester , inc luding the so lution of the prob lem s such as the i m purities and size o f the bamboo ch ips , the ch ip level con tro l in the i m pregna tion to w er , the unstab le runn ing of the top separator , b locking o f the extraction screens both in cook ing to w er and i m pregnation to w er . K ey wo rds : G2 continuous cook ing ; ba m boo pu lp; prob lem s and counter m easures