3 2,设计原则3,2,2、工艺设计应充分比较各种工艺路线 充分利用最新的工艺技术成果,做到既先进又成熟可靠，最大限度地降低原材料消耗，提高经济效益、3。2 3、对、三废。治理的结果要符合清洁生产 环境保护和可持续发展的要求，3,2,4.在浆粕排放的废水中含有大量的细小纤维、直接排放将大大增加污水处理难度,如在制浆车间增加过滤设施将黑液中的纤维提取并回收，防止纤维及杂质在蒸发浓缩过程中在换热器表面结垢。影响传热效果和效率.3.2，5，浆粕产品中的铁离子能加速碱纤维素的老化降解.影响纤维素纤维的强度和色泽。钙离子和镁离子能与酸生产不溶性盐。如CaSO4.MgSO4,从而降低纺丝酸浴的透明度或堵塞喷丝头,软化水是经软化处理后的水。即除去了部分或全部铁.钙、镁离子的水 漂白末端洗浆和抄浆的生产用水采用软化水 可起到控制浆粕产品中的铁含量指标值，3。2、6,为了保证浆板质量.上网前浆料要进行精选处理 为了提高脱水成形部的浆板干度、减少后续干燥能耗,浆板机的湿部应选用高效脱水装置。如双网压榨和重型压榨、热风气垫干燥工艺是湿浆板在干燥机内始终受到双面加热、均匀性好、热交换效率大大提高。节能效果显著，是浆板机干燥技术的发展方向。3。2 7、本条说明如下、2.传统工艺中。棉短绒制浆粕工厂是将棉短绒包直接开包，棉短绒开松后送入蒸球加碱.加压、加温进行蒸煮去除杂质,针对含杂过高的棉短绒在蒸煮时.相应要增加碱量.提高压力和温度 既提高了制浆的成本.又使排出的COD超标.严重污染环境、加工生产受到环保部门严格制约,该工艺根据杂质的物理特性不同.按照先清重杂。再清细杂的工艺路线配置设备.清理效果好，短绒开松均匀 清理效率高 通过该工艺路线、能有效清除短绒中的铁器。砖瓦、石块.棉籽壳。棉籽仁和灰尘等杂质、为棉浆粕的生产提供优质原料 3.采用大容量间歇蒸煮工艺 为企业降低成本。减少能耗和节省用地面积创造有利条件、5 在蒸球倒料之前即提取浓黑液。可以有效减少黑液量 节省后期处理黑液的费用 6，目前国内环保形势日益严峻、对浆粕行业提出了更高的要求,蒸煮大放汽直接排放不但产生污染.也浪费了大量能源 采用大放汽回收系统或串汽回收系统可将废汽最大限度地回收利用,3 2。8 本条说明如下，1.木片经木片接收仓 输送带或斗式提升机等输送设备送至木片堆场上方堆料.堆场底部由螺旋出料送至木片筛选,这种机械式堆存方式既有效降低劳动强度,提高生产效率、又大大地减少了堆场的占地面积 2。均匀一致的洁净木片可节约原料 可生产高质量的浆料 增加浆产量，提高最终产品的质量和生产能力、制浆的质量和经济性取决于木片质量.所以木片需要筛选和洗涤。获得均匀一致的洁净木片、3 预水解硫酸盐法蒸煮包括预水解和硫酸盐法蒸煮两个环节.预水解主要是降低半纤维素含量和提高浆粕反应能力.由于硫酸盐法蒸煮液在木片各层面的渗透速率相差不大，而且碱液能透过细胞壁并使其膨胀,这是硫酸盐法蒸煮优于亚硫酸盐蒸煮的原因、硫酸盐法蒸煮液的有效成分是NaOH及Na。2S、它们与木素作用生成碱木素及硫化木素,这两种反应产物均能溶于碱溶液。而硫化木素的溶出更为容易.因此采用硫酸盐法蒸煮时.脱木素的速度较亚硫酸盐法蒸煮快、目前,制浆蒸煮新技术的发展为企业节能减排创造了有利条件 也为企业降低成本奠定了基础、改良连续蒸煮,EMCC 如。紧凑蒸煮.Compact、Cooking。或低固形物蒸煮，Low Solids.Cook ing、等温连续蒸煮。ITC 快速热置换间歇蒸煮.RDH.和深度间歇蒸煮,Super、Batch、等新工艺统称为节能型蒸煮工艺,这种新工艺能保持浆料强度不变的情况下.大幅度降低浆料硬度，并大量节约蒸煮用汽 蒸煮工艺根据木材原料纤维的特性以及蒸煮新技术的发展状况、可采用连续或间歇蒸煮.连续蒸煮对比间歇蒸煮有以下优点，1,连续蒸煮建造成本低，运行控制简单 木片输送机进入连蒸系统只有一个入口，仅需一台预水解塔和一台连蒸塔。而间歇蒸煮需要多台蒸煮锅,连蒸塔出浆为中浓,无需泵送,连蒸塔内洗涤效率高,控制系统简单，占地面积小 电动机和保温材料的数量要求少。2.连续蒸煮的浆质量高,连续蒸煮的控制容易.卡伯值波动小,连续蒸煮优化了药液的扩散、蒸煮得率较高 进一步使得系统含木片汽蒸和预浸,浆渣含量更低,连续蒸煮的蒸煮时间较长 蒸煮温度较低 浆料的黏度改善.3.连续蒸煮运行成本更低，连续蒸煮在较低的固形物浓度进行、浆料漂白更容易 电动机数量少,电力消耗低，4，连续蒸煮预水解塔产生的水解液可制成多种高附加值副产品,如,木糖.糠醛及乙醇等。副产品市场发展潜力巨大.5 浆料的氧脱木素段是在蒸煮和漂白之间增加的一个工序，系利用分子氧在碱性条件下对中高浓度，10。30 的粗浆进行更深度的脱木素.木素的显著减少,从而减少了漂白阶段使用的二氧化氯与其他化学物质的耗用量、从而减轻整个制浆系统的污染负荷,为了除去更多的木素.减少漂白化学药品用量 降低漂白废水的污染负荷。采用两段氧脱木素、预计可降低50，的卡伯值，6.蒸煮后的浆料中含有一些节子和未脱去木素的生木料,为了避免其对后面工序产生干扰而降低最终的产品质量.浆料中木节应有效去除.除去的节子送洗节机洗涤后回蒸或回收，除节后的浆料还含有一些纤维束和未分离的生碎片。筛选系统可除去这些无用微粒而提高了浆料的整体质量、且在漂白阶段因无需漂白这些颗粒而少用了化学药品。7,9.浓技术是指浆料浓度在7,15,之间、以尽量减少生产过程中反复稀释浓缩的装备.其优点有。1 提高浆料浓度.可大幅度降低吨浆耗水量，起到节水作用，2、污水排放量降低.起到减少污染物排放作用，3.缩短制浆流程。省去浆料的稀释，浓缩等步骤、减少设备投资和厂房占用面积,4.减少浆料流失,提高浆料得率.5.有利于提高产能。迄今.这一技术已基本解决了中浓输浆泵 中浓混合器和中浓储浆塔的设计制作以及中浓氧脱木素和漂白的工艺技术与装备 传统筛选采用CX筛进行开式筛选,粗浆浓度低，用水量大,而封闭筛选是以较低的稀释因子、高效扩散，置换出粗浆中的固形物,并使筛选系统封闭无废水外排。实现封闭筛选的关键设备是压力筛。从开式筛选改为封闭筛选、在提高黑液提取率方面成效显著、10，传统漂白采用氯作漂白剂的漂白废水中含有毒性很强的有机氯化物，一般以可吸附的有机卤化物含量表示。简称AOX、AOX具有致癌性、无元素氯漂白技术。ECF、是指使用氧脱木素。二氧化氯漂白或过氧化氢漂白等、漂白废水中的AOX含量下降约93、且采用二氧化氯后能改变AOX的性质,使其毒性近于消失，这种无元素氯漂白技术在发达国家相当多的制浆造纸厂中使用。完全无氯漂白技术。TCF.是指全部以过氧化氢和臭氧作为主漂剂进行浆料漂白。从根本上消除氯化有机物的形成。是浆料漂白工艺的最新发展。能满足严格的环保要求.TCF技术由于生产成本较ECF技术高,目前尚未取得主要应用地位 3.2 9、本条说明如下。1，由于原竹体积大.占用空间多.存放和运输都不方便,且不经济.因此原竹切片工序宜设置在原竹产区，2,超级间歇式立式蒸锅置换蒸煮系统 对蒸煮药液进行三次置换既可使蒸煮的热能得以充分回收.降低蒸汽消耗,又可防止含硫臭气散发，防止污染环境 实现节能环保、置换蒸煮系统有针对性地对竹片进行分步脱糖和脱木素处理。部分黑液的残碱得到利用，可降低总用碱量和硫化度、缩短蒸煮周期 既保护了甲种纤维素、又可防止纤维素过分降解,提高了浆料的得率和强度、DDS置换蒸煮系统相比传统间歇蒸煮系统.从根本上解决了传统蒸煮系统能耗高。排污负荷大 纸浆质量波动等突出问题。节能降耗效果显著,环保意义更大 DDS蒸煮比常规间歇蒸煮多了温黑液充装 热黑液充装、置换.回收热黑液、三个操作、白液分多次充装.传统间歇蒸煮的大小放汽在DDS系统中已不需要，高压喷放也改为常压泵放.消除了蒸煮废气排放，总有效碱用量降低.蒸煮周期缩短,最高温度降低。DDS蒸煮工艺更温和有效,某年产70000t木浆，竹木混合浆的制浆企业,从常规间歇蒸煮系统改造为DDS置换蒸煮系统后.其运行效果如下.1,彻底消除蒸煮臭气污染,减少废水排放。环保效益突出，DDS全封闭的余热和废汽回收系统 基本没有废汽外排。取消了清水喷射冷凝热回收系统。每天比原系统少耗2000t清水,相当于年节省用水660000t和减少660000t废水的排放、2、单位汽耗由2 0t.adt降低至1。0t、adt以下，节约蒸煮汽耗50 以上、相当于年节约标准煤10000t以上.3，蒸煮周期缩短100min左右。装锅量提高5 单锅日产量提高50。以上 蒸煮工序产能可提高到100000t，a。全厂年增产10000t浆 4、粗浆质量得到改善、在保持纸浆黏度的前提下.较大幅度降低了纸浆硬度、卡伯值由原来的18、24降至14、18,质量波动范围变小.平均降低5左右、5,DDS置换蒸煮无需添加蒽醌等蒸煮助剂来提高纸浆的性能、吨浆木材消耗量也有所减少，节约了生产成本 3.有利于热量传递，提高换热效率、4,由于竹材比重大、而且韧性好.装锅时容易造成每锅的装锅量不同 给每锅蒸煮质量的稳定造成影响。因此 应设置竹片装锅计量秤重系统、5。由于竹材中灰分含量较高。尤其是Fe SiO含量较高、不通过添加助剂的方法降低灰分的含量。将造成粘胶色泽发暗、发黑 影响制胶的浸渍。熟成 黄化等,生产的纤维出现乱丝,色差，疵点等质量事故，6，溶解浆要求半纤维素含量降低到较少数量,以降低粘胶制备过程中的化工原料的消耗和改善过滤性,由于竹子的结构较紧密。细胞壁厚而腔径小.杂细胞含量高.且外表有一层蜡质 化学品的渗透较木材差。因此,需要通过预水解过程使竹材中的部分半纤维素在高温及酸性条件下与水介质作用并转入溶液。残留在原料中的半纤维素也受到某种程度的水解.提高了以后蒸煮时转入溶液的溶解度 同时 预水解削弱或破坏细胞壁外层中木质素与碳水化合物之间或碳水化合物之间的连接,使细胞壁外层松散。从而为蒸煮液的渗透创造了条件。使硫酸盐蒸煮时原料中的果胶 蜡质，部分半纤维素和少量木质素更容易溶出、而硫酸盐蒸煮液的有效成分是NaOH和Na2S 它们与木质素作用生成碱木质素和硫化木质素,与果胶作用生成果胶酸盐。从而溶于碱溶液而去除，由于竹材中天然色素的存在、白度较差,纤维表面呈黄色 必须采用多段漂白工艺才能保证竹浆粕的白度、同时对纤维强度损伤小 多段漂白实质是对浆粕的纯化 精制和纤维变白的过程 由于多段漂白能合理使用各种化学药品，提高浆粕的白度又能保持较高的强度 与单段漂白相比,缩短了总的漂白时间 节省了化学药品，因此被广泛使用,而塔式漂洗工艺有利于在封闭条件下完成漂洗过程.有利于减少废气的无序排放和用水量，预水解硫酸盐蒸煮工艺对原料要求低，对原料适应性好.特别适合半纤维素多 灰分高，SiO。的原料 而过去采用的亚硫酸盐制浆工艺，酸法制浆工艺、由于对原料要求较严格，除碱法亚硫酸盐外、设备管道都需要耐酸材料、而且蒸煮时间较长,蒸煮液的回收较困难,另外制浆得率不高、其发展目前已趋于停止和衰退，7.由于高温全压喷放会损伤纤维，降低浆粕的强度,同时造成大量的热量损失和废汽排放.污染环境。而减压冷喷放不会损伤纤维。且有利于热量回收.8 氧脱木质素工艺采用两段氧脱木素,可达到更佳的脱木质素效果，9。由于漂白过程中采用次氯酸钠或氯气进行漂白 会产生二噁英和有机卤化物等有毒物质.为了保护环境、减少漂白废水中的AOX排放量 减少大气污染、以及提高职业卫生健康水平,根据国家相关的产业政策.在制浆造纸行业已经全面禁止新上项目使用元素氯漂白工艺.CEH,以利节能减排,而全无氯漂白工艺,TCF、从根本上消除了AOX产生的根源,对环境更友好，是无元素氯漂白工艺，ECF。的进一步发展.可满足最严格的环保要求,1999年北欧国家TCF漂白纸浆已占62。美国ECF漂白纸浆已占73 加拿大ECF漂白纸浆已占89 因此为保护环境、制定本款规定.10，该技术的应用有利于节约能源.降低制浆用水量。据测算.采用此工艺的吨浆耗水30m3，40m3。节水节电50、左右、废水回用率高、废水量降低约60 同时可减少纤维流失,流程紧凑,11、目前国内外竹浆粕漂白工艺有多种,如O，C,D.EO，D.O、DO。EO.D1、D2 O,O D EO,D O D，E，D。H,A。Q，OP，DQ.PO等等。根据竹浆粕生产企业的实际使用，短程E。C，F漂白工艺既可提高浆的品质。又可大大降低在漂白过程中的污染负荷、比传统的C,E，H三段漂白工艺更好、同时。氧脱木质素工艺作用非常显著,某竹浆造纸厂实测的Kappa值从蒸煮后的约20降为12,14.不论是从环境保护，还是从提高浆的质量。氧脱木质素都是竹浆生产必须采用的技术,而二段氧脱木质素技术，可以达到更佳的脱木质素效果 同时保护浆的强度、12。黑液的提取过程也是浆粕的洗涤过程，既要求把浆粕洗净，减少纤维流失和残碱夹带。又要求黑液提取率高.浓度大、温度高、以减轻下游的蒸发负荷和蒸汽耗量，因此、只有采取多段逆流高温提取工艺 才能用较少的水量使各段洗涤的扩散作用得以充分发挥.达到理想的洗涤效果、但提取段数不宜过多,段数的增加.将使设备投资和操作费用也随之增加 一般以3段。5段为宜。随着生产规模的扩大，新建竹浆粕厂和木浆粕厂不应再采用间歇式黑液提取工艺、13。压力上浆工艺可保证在较大浆浓的条件下,上网定量均匀 并可提高长网运行速度、提高设备产能。夹网成形工艺是尤其适于较大型中高速抄浆机使用、可提高上网的浆层厚度,同时双网夹住浆料 利于网部脱水成形及压榨脱水，靴式压榨工艺为大辊径压榨,可增大浆粕的压区和线压力,提高压榨脱水能力。降低蒸汽消耗、气垫干燥工艺热效率高，温度场均匀.设备占地面积小,