《能源监测与评价》——轻纺企业的节能监测(一)

2019-01-08 13:58:41 《能源监测与评价》;作者:黄素逸 闫金定 关欣  点击量: 评论 (0)
从能源消耗情况来看(见图4-395,轻纺工业中纺织、造纸是能耗最大的两个行业,能源消耗量分别占轻纺工业能耗总量的27%和17%。

3.精整工艺流程

(1)网部。使浆料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织。

(2)压榨部。将网面移开的湿纸引到一附有毛、布的两个滚辊间,借滚辊的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。

(3)匪光。由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52%~70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸汽的圆筒表面使纸干燥。

(4)卷纸。由卷纸机将纸幅卷成纸卷。

(5)裁切、选别包装。取前面已卷成筒状的纸卷多支,用裁纸机裁成一张张的纸,再经人工或机械的选别,剔除有破损或污点的纸张,最后将每500张包成一名(通常叫做一令)。

(二)造纸节能技术

造纸工业不仅是技术密集、投资密集的部门,而且是轻工业中的耗能大户。2005年,我国吨浆纸综合能耗为1.38t,国外吨浆纸产品综合能耗为0.9~1.2t,比我国单位能耗低15%左右。但是应该看到国外能耗的1.2t左右是指制浆造纸过程消耗的总能量,实际需要外购的能量仅为0.6~0.88t。相当大数量的能源是靠燃烧蒸煮废液、树皮及其他废料而获得的。

20世纪70年代,美国造纸工业的能源自给率就达到47.1%,北欧各国更先进,芬兰为54%,瑞典高达62%。我国的情况与先进国家相比,发展很不平衡。只有少数造纸企业能源自给率达到20%~30%,而为数众多的中小型企业对制浆废液和其他伴生能源几乎尚未利用,这不仅是对能源的极大浪费,而且对环境造成严重的泻染,表明我国造纸工业的节能大有潜力。

我国造纸工业的节能当务之急是淘汰落后产能、原料结构的优化、推广节能减排技术,确保我国造纸工业向着大型化、技术和资金密集化的方向发展。

下面简单介绍几种造纸行业的节能技术。

1.备料蒸煮节能技术

(1)草类原料合理储存,不仅可以平衡全年生产,使其水分均匀,还能使果胶、淀粉、蛋白质、脂肪自燃发酵,纤维胞间组织受到破坏,在蒸煮时,药液更容易渗透,能降低碱耗和能耗。

(2)原料的筛选要尽可能除去草叶、鞘、节、根、膜、髓、糠、谷壳、谷粒和泥沙,备料时若不能除去,会增加碱、汽、水的消耗。可针对不同原料采用干、湿法备料或风选除尘。

(3)蒸煮使用薄木片,可使纸浆得率提高2%,筛浆率降低一半,用碱量下降2%~5%。对高得率浆而言,降低筛浆率意味着可降低磨浆能耗。

(4)在硫酸盐法蒸煮过程中,适当提高蒸煮液的硫化度、提高白液浓度和温度能起到节能作用。

(5)蒸煮的液化、最高温度、保温时间等对能耗产生比较大的影响,在保持H因子不变的前提下,蒸煮时要尽可能采用较低的液比、较低的蒸煮温度,并可以适当延长蒸煮时间。

(6)装锅采用预浸装锅,可以提高装锅量,节约装锅用的蒸汽,还可以缩短蒸煮时间。

(7)提高装锅量能够节能,蒸煮曲线固定后,每一锅次的散热损失都相等,提高装锅量能减少分摊到每吨浆的热损失,使吨浆能耗下降。大容积的蒸煮锅(球)比水容积的蒸煮锅(球)吨浆耗热低。对每吨浆来说,大容积蒸煮锅(球)的散热损失要比小容积的小。

(8)采用冷喷放,可使浆液温度降低至90~95℃,降低蒸汽损失,吨浆节约蒸汽0.6~0.9t。间歇蒸煮大放气或喷放的热量可用来预热下一锅蒸煮液,也可用来蒸发废液,还可用来加热污水,通过热交换生产清洁的温热水。

2.洗选漂节能技术

(1)采用高效的纸浆洗涤设备,如鼓式真空洗浆机、单螺旋挤浆机、双辘挤浆机、置换

洗浆机,并用逆流洗涤的工艺,大大提高了黑液提取率,可以达到90%以上,提取的黑液

浓度高,可节省蒸发用蒸汽,黑液中的固形物在碱回收车间,既回收蒸煮用碱,又利用其

产汽。

(2)采用封闭热筛选工艺比传统的筛选工艺,热量损失减少,提取黑液温度高;此外,封闭热筛选浆液浓度较高,可节约输送设备的电耗。

3.碱回收节能技术

(1)适当增加蒸发器的效数有利于节能,采用多效蒸发器的目的在于充分利用热能。通过二次蒸汽的再利用,可减少蒸汽的消耗量,提高蒸汽的经济性。但是并不代表效数越多越好,还受到经济和计算因素的限制,因此在确定蒸发器效数时,应该综合考虑设备费用和操作费用总和最小来确定最合适效数。在蒸发操作中,为保证传热的正常迸行,多效蒸发器间应有合适温差。

(2)蒸发采用板式蒸发器,板式蒸发器具有蒸发效率高、结垢轻、易除垢等优点,板式蒸发器一般来说热效率比管式蒸发器高10%~15%,节能性较好。余热回收采用效果更好的板式冷凝器,经过热交换,回收热水,节约能源。

(3)碱回收炉烟气中的粉尘容易在过热器、锅炉管束及省煤器上造成结垢,吹灰一般使用蒸汽,为节约蒸汽,可采用合理吹灰压力、增加吹灰器的运行,采用这些措施可节约总产汽量3%~5%。

(4)燃烧工段采用单汽包喷射燃烧炉,提高碱炉的热效率。引风机采用变频风机,节约电能。

(5)苛化工段配置新型预挂式真空洗渣机,可提高白泥的干度,降低了碱的损失,有利于碱回收率的提高,也有利于白泥的运输。

(6)石灰窑节能主要采用排出石灰通过管式冷却器冷却,同时预热燃烧空气,绝热砖采用浇注成型砖;石灰窑的长度与直径之比为29:1,采取上述措施可节约石灰窑总用能的20%左右。

4.打浆节能技术

(1)选用高效节能打浆设备,合理选择齿形和磨片材质,对节能有一定效果,一般节能1026~40%。合理选择盘磨机速度和荷载能减少15%~30%能耗。

(2)采用中浓打浆比低浓打浆可有效保留和提高阔叶木浆的固有强度和结合强度,阔叶木浆抄造纸张的各项物理强度指标均有提高,能耗降低36%左右,对于针叶木浆,中浓打浆能提高纸张物理强度指标10%~24%,能耗降低30%。

(3)磨浆机选用高效的传动装置,配用高性能长寿命打浆磨盘和先进的自动控制系统,实现恒功率。

(4)水力碎浆机采用中浓碎浆,比砥浓碎浆可降低能耗约40%,相同容积的设备可提高生产能力1倍。

5.流送系统节能技术

通过采用PLC自动控制技术和变频技术,实现流浆箱浆网速比的稳定控制,使流浆箱的浆网速比及压力的控制精度均大为提高,能自动适应纸机的不同网速,并可根据网速自动设定总压,从而可改善纸的匀度,方便操作,稳定工艺条件;同时,冲浆泵使用变频器调速替代阀门调节浆流量,使冲浆泵的能耗降低,节能30%以上。

6.纸机节能技术

(1)纸机网部采用整饰辊不仅可以改善纸页匀度,增加水印,还可以提高纸页干度。

(2)采用靴式压榨,提高了纸页进烘干部的干度,降低了蒸汽消耗。压榨部水分每降低1%,就可节约蒸汽5%。对纸机而言,网部、压榨部和烘干部脱出同样质量的水所需的成本之比为1:70:330,因此纸机应尽可能在网部和压榨部脱出较多的水,以节约干燥部蒸汽消耗。

(3)多缸造纸机干燥部所消耗的能量大约占整台纸机能耗的600/<~80%,采用热泵系

统能对造纸机干燥各段的供汽温度进行单独调节,使烘缸排出冷凝水顺畅。主要以工作蒸汽

减压前后的势能差为动力,回收汽化缸二次蒸汽使其增压,提高能量品位供生产使用,可节

约蒸汽量7%。

(4)纸机使用聚醋干网比干毯和帆布节能,聚醋干网不吸湿,可省去干毯缸,节约蒸汽。

(5)采用变频器后可提高纸机的运转性能,各分部速度既准确又易于调整,传动效率高,降低动力消耗10%~35%。此外,各部分的负荷控制和传动的管理比较方便,降低了维护费用,减少运行成本。

(6)纸机烘缸采用全封闭汽罩,收集纸机汽缸散发的大量热湿气体,并设置该部分气体的废热回收设备,采用两级热回收,将回收的热量用于纸机干燥部加热及屋面热风系统,可提高热效率10%~15%。封闭汽罩还能有效调节罩内气流,使纸页横向水分分布均匀而稳定,减少断头,提高了纸机效率和成纸质量。封闭汽罩还改善了操作条件,减轻了车间通风。

(7)烘缸内设扰流棒,可明显减少烘缸所需的驱动力与驱动扭矩,可大大提高烘缸的传热速度和传热的均匀性,提高热效率,降低热能消耗。烘缸采用固定虹吸管式排水装置,需要压力差较低,冷凝水排出顺畅,提高了干燥速率。

(8)在纸机完成部进行水分自动控制,可将纸页水分控制在上限。纸页水分每提高1%,每吨干纸少蒸发水分10kg,相当于24244kJ的热量,折1.184kg标准煤。

(9)真空泵使用变频器后,可根据真空度所需的抽气量实时调整真空泵电动机的转速,在真空泵富余量大大超出生产工艺需求时,变频器可降低真空泵转速,从而达到节能的目的。在纸机压榨部的高真空系统中,目前数台真空泵并列运行的情况,有的企业控制抽气量的方法是将多台真空泵全部运行,并通过阀门来调节,这样耗电产重。可采用变频恒真空控制抽气量,选取其中1台为变频真空泵,其余为工频真空泵,可以节能。

(10)采用红外干燥技术,红外干燥不受纸页表面状况的影响,红外线能迅速浸透纸页,在纸页内部转化为热能,对纸页进行干燥。用红外干燥技术能改善纸页水分均匀性,提高电动机转速,降低能耗。

(11)抄纸机选用全封闭式冷凝水回收系统,既可以降低热量回收时的跑、冒、滴、漏,又可以减少热损失和热污染。

7.其他节能技术

(1)芦苇备料产生的苇膜、苇黯、苇穗,麦草备料产生的谷粒、尘土、草叶、草节,杨木备料产生的树皮、木屑,送废料锅炉用作燃料。麦秸平均低位发热量为14700kj/kg,稻秆平均低位发热量12545kj/kg、薪柴平均低位发热量16726kj/kg,充分利用这些燃料,能提高造纸工业的能源自给率10%~20%。

(2)污水处理站产生的沼气,送锅炉作为燃料使用。沼气平均低位发热量为21000kj/m3。

(3)化学机械浆磨浆产生的废蒸汽进入余热锅炉,利用炉内管式热交换器进行热交换,其热交换率一般为75%,经热交换后进入系统清水变成蒸汽供生产用。

(4)不同的化学助剂在制浆、造纸工艺中采用,其节能也比较明显。如蒸煮中的惠酶,漂白前木聚糖酶预处理,采用这些助剂能提高浆得率和减少化学品消耗。

(5)提高机械浆在印刷书写纸的比重,由于机械浆得率高,药品、蒸汽单耗低,因此生产成本较低,提高机械浆配比,本身就意味着节能。

(6)采用气流干燥浆能节能,传热效率高,能耗比烘缸干燥减少75%。

造纸企业既是用电大户也是用热大户,采用热电联产能极大提高能源利用效率。

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责任编辑:继电保护

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