國(guó)內(nèi)紙漿企業(yè)制氧設(shè)備的應(yīng)用
國(guó)內(nèi)氧氣漂白工藝由上世紀(jì)90年代才開(kāi)始大量應(yīng)用。最初的氧源選擇只有小型空氣深冷設(shè)備,較為先進(jìn)的工藝流程為中壓帶透平膨脹機(jī)的克勞特循環(huán)。空氣 從大氣中吸入空壓機(jī),被壓縮到所需的壓力,再經(jīng)末級(jí)冷卻器冷卻后進(jìn)氟里昂預(yù)冷機(jī)組,被冷卻至35℃左右進(jìn)入純化器,在其中除去水分、二氧化碳、碳?xì)浠衔?等物質(zhì),進(jìn)入分餾塔。經(jīng)純化后的壓縮空氣進(jìn)入分餾塔的主換熱器(上),與主換熱器(下)來(lái)的氧、氮分餾分氣進(jìn)行熱交換后經(jīng)節(jié)流閥與膨脹機(jī)出來(lái)的冷空氣匯合 于下塔底部的蒸發(fā)器,在下塔進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)過(guò)程。液空在下塔預(yù)分后,再節(jié)流到上塔進(jìn)一步分餾,在塔頂?shù)玫郊兊獨(dú)猓纤胁砍槌鲋s分氣經(jīng)上換熱器回收冷量 后作為純化器再生炊冷用,產(chǎn)品純氮?dú)馔ㄟ^(guò)管道輸往用戶。產(chǎn)品氧氣在輸氧管路旁接水封器后導(dǎo)入貯氣囊通往氧壓機(jī)。
小深冷空分配套高壓氧氣壓縮機(jī)和氧氣灌充站作為標(biāo)準(zhǔn)配置,投資高,能耗高,運(yùn)行維護(hù)量大,開(kāi)車時(shí)間一般要十幾個(gè)小時(shí),運(yùn)行周期6-12個(gè)月。深冷設(shè) 備越大技術(shù)越先進(jìn),能耗越低,而紙廠用氧規(guī)模都不大。對(duì)于紙漿企業(yè)來(lái)說(shuō),作為漂白配套用設(shè)備,深冷空分設(shè)備開(kāi)停不便,運(yùn)行維護(hù)成本高,并不是理想的氧氣源 選擇。
目前國(guó)內(nèi)用于紙漿漂白的最大深冷設(shè)備是海南金海漿紙業(yè)有限公司KDON(Ar)-2770/3200/60型空分設(shè)備,氧氣產(chǎn)量2770Nm3/h,2004年投產(chǎn)。選擇深冷設(shè)備,除了適用年產(chǎn)100萬(wàn)t漂白木漿的規(guī)模,當(dāng)?shù)貧庑菔袌?chǎng)空白,對(duì)氧、氮、氬有大量需求也是主要原因。
我國(guó)變壓吸附法制氧的研究始于20世紀(jì)70年代初,到20世紀(jì)90年代才實(shí)現(xiàn)了小型裝置的工業(yè)化。變壓吸附制氧的基本原理是利用空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜惺肿雍Y(ZMS)上因壓力不同而吸附性能的差異來(lái)進(jìn)行氧氮分離。
最初用于國(guó)內(nèi)紙漿漂白的變壓吸附制氧機(jī)都為加壓吸附(PSA)型小型設(shè)備,產(chǎn)量在100Nm3/h 以下,能耗和小深冷相當(dāng),大約1.0-1.3 kWh/Nm3而且工藝并不成熟,大多為實(shí)驗(yàn)型設(shè)備。產(chǎn)量和純度不能長(zhǎng)期穩(wěn)定,分子篩性能和裝填工藝不合格,在產(chǎn)品氣中常有粉末,大多設(shè)備投而未用或是用而不久,影響了氧漂在國(guó)內(nèi)造紙行業(yè)的推廣。
VPSA流程是國(guó)外普遍采用的較為先進(jìn)的變壓吸附制氧流程。國(guó)內(nèi)正式投于工業(yè)化應(yīng)用是上世紀(jì)90年代后期,并很快應(yīng)用于國(guó)內(nèi)紙漿漂白領(lǐng)域。其氧氣純度93%,能完全滿足紙漿漂白工藝要求,能耗0.4~0.5 kWh/Nm3,與全低壓大深冷空分相當(dāng),開(kāi)車時(shí)間只要幾分鐘,能隨時(shí)開(kāi)停車,無(wú)論在設(shè)備投資還是在操作成本方面都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
云景林紙股份有限公司是國(guó)內(nèi)第一家采用ECF四段無(wú)素氯漂白工藝生產(chǎn)的制漿企業(yè),所生產(chǎn)的紙漿具有白度、潔凈度高,綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。采用芬蘭AHLSTROM三段壓力篩、氧脫木素和四段漂工藝,配套國(guó)產(chǎn)VPSAO-360型變壓吸附制氧機(jī),年產(chǎn)10t漂白木漿。
四川永豐紙業(yè)股份有限公司無(wú)氯漂白制漿生產(chǎn)線,年制漿能力8萬(wàn)t ,竹漿全無(wú)氯潔白的代表,配套VPSAO-260型變壓吸附制氧機(jī)為VPSAO-210型。
目前國(guó)內(nèi)最大的用于紙漿漂白的變壓吸附制氧設(shè)備是山東亞太森博漿紙有限公司為年產(chǎn)22萬(wàn)t漂白硫酸鹽木漿配套的VPSAO-700型變壓吸附制氧機(jī)。
目前國(guó)內(nèi)草漿比重很大,但氧漂在草漿上的應(yīng)用還是空白。草漿進(jìn)行氧脫木素,在技術(shù)上是可行的,但經(jīng)濟(jì)上是合理的。由于草漿木素含量低,麥草漿的含氧 漂白具有更好的選擇性,紙漿黏度高,強(qiáng)度好,比木漿更容易實(shí)惠TCF漂白。利用工廠現(xiàn)在的降流式堿處理塔或次氯酸鹽漂白塔,僅需增加少量輔助設(shè)備,即可實(shí) 施,對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)漂白工藝的改造和減少環(huán)境污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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