在節能方面,我國單位GDP的能源消耗為日本的4.4倍,為世界平均的2.4倍。筆者介紹國內外的幾種蒸汽噴射加熱技術(shù)和設備,用于造紙工業(yè)中精確、高效地加熱紙漿、淀粉漿、綠液、黑液、厭氧廢水等提高生產(chǎn)效率,節約蒸汽和化學(xué)品,降低生產(chǎn)成本行之有效的案例。
1 噴射器的控制原理
美國HYDROHEATER內控式加熱器裝有一蒸汽噴嘴,蒸汽噴嘴內有一高精確度棒針,可前后位移以改變噴嘴面積,能精確控制蒸汽流量,從而控制流出液料的溫度。因控制點(diǎn)與加熱點(diǎn)接近,蒸汽分壓可保持不變,確保了噴射器在較廣范圍內穩定工作。在一般條件下,噴射器可將出流液料的溫度控制在±0.25℃之內。與一般的直接加熱設備比較,噴射器溫控反應快、較準確且較穩定。
2 噴射器在造紙工業(yè)中的應用
在美國和歐洲制漿造紙工業(yè)中,噴射器幾乎成為不可缺少的基礎設備。噴射器降低了能耗,消除汽錘、震動(dòng)和噪聲,保護了設備的安全運轉。準確控制各工段的反應溫度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,節約了化學(xué)品消耗,降低了成本。
2.1變性淀粉的加熱和糊化
淀粉連續蒸煮設備由安裝在控制柜內的可視觸摸屏來(lái)實(shí)現,不需人工操作自動(dòng)運行,產(chǎn)能滿(mǎn)足大型高速紙機的需求、質(zhì)量穩定,是淀粉蒸煮系統發(fā)展的方向,關(guān)鍵的設備就是能夠瞬間均勻穩定地加熱淀粉的噴射器。
2.2 紙漿的漂白
噴射器可以均勻加熱濃度為12%的紙漿,噴射器在相對較大的噴嘴表面上有上百個(gè)蒸汽噴孔,蒸汽從每一個(gè)噴孔以音速?lài)姵?。這樣的音速蒸汽流能有效地穿入紙漿達到均勻混合的效果。
在美國中西部某大型制漿廠(chǎng)使用噴射器后的效果:(1)優(yōu)化漂白工藝條件,精確控制漂白溫度,使用噴射器后將漂液次氯酸鈉運作溫度提高了8.3℃,保持了紙漿的白度而漂劑用量降10%,四個(gè)月內就回收設備投資。(2)用噴射器直接替代了原有漂劑混合器,能耗費用節約20%。(3)用噴射器替代了一個(gè)耗蒸汽8.6t/h的噴頭系統,噴射器耗汽僅為7t/h,節約蒸汽費用每年11.6萬(wàn)美元。
3 堿回收黑液和綠液加熱
3.1 黑液加熱
改進(jìn)后的設計在噴槍管路前裝置K412AS型噴射器,準確加熱黑液到最優(yōu)化溫度,使噴出的液滴形狀與大小一致,取得最佳燃燒效果。
3.2 綠液加熱
改進(jìn)后裝置K414AS型噴射器,綠液溫度準確維持在88℃,所有的汽錘和震動(dòng)都消除了。
3.3 白水加熱
美國明尼蘇達州格倫羅比市布蘭丁紙業(yè)公司應用噴射器在開(kāi)機時(shí)迅速加熱白水,以縮短達到最高車(chē)速所需時(shí)間。加熱系統可在30min內將200m3的白水從27℃升溫至43℃,最高可達88℃。
3.4提高水力碎漿能力
優(yōu)化水力碎漿溫度以縮短碎漿時(shí)間增加碎漿能力,提高碎漿用白水溫度以提高碎漿效率。12m3水力碎漿機從原來(lái)白水溫度40℃提高至65℃,碎漿總時(shí)間減少20%,生產(chǎn)能力得以提高20%。國內在ONP、0CC廢紙生產(chǎn)線(xiàn)中都得到應用。
3.5 高緯度地區冬季用于提高進(jìn)厭氧污水溫度,保證厭氧正常工作
用噴射器冬季加熱制漿造紙工業(yè)廢水,是節能降耗的最佳選擇。加熱廢水是在熱交換器實(shí)現的,通常解決維持厭氧溫度這個(gè)問(wèn)題,是通過(guò)增加多臺熱交換來(lái)實(shí)現。
4 結束語(yǔ)
采用噴射器代替普通噴槍?zhuān)晒澕s蒸汽35%,若代替普通罐式加熱,節能降耗效果更顯著(zhù)。