造纸纸浆黑液燃烧处理中在线粘度的应用

应用背景:
在硫酸盐法制浆和回收工艺中,通过蒸煮木质纸浆可以去除木质素、半纤维素以及木材中的其他提取物,得到富含 纤维素纸质纸浆,其过程产生的蒸馏液体便是纸浆黑液。生产 1 吨纸浆约产生 7 吨造纸黑液。

早期的硫酸盐纸浆造纸厂将纸浆黑液直接排进河流中。纸浆黑夜不但毒害了水生生物还污染了水质。1930S 早期的 时候,G.H.Tomlison 发明了回收锅炉并且改进了硫酸盐制浆工艺。造纸行业已建立了纸浆黑液回收的标准,回收黑 液可以得到生产蒸汽的能源,回收纸浆生产蒸煮工艺中加入的化学物质,将对空气和水的污染降到最小。 在回收炉中燃烧浓缩成固态的纸浆黑液可以优化回收工艺。可惜的是,为了避免因液体粘度增加而带来的流体力学 问题,多数造纸厂倾向燃烧固体浓度低的纸浆黑液。为了达到最佳的回收率,有必要通过蒸发的方法将干组分物质 由 14-18%提高到 65-75%或者更高。随着含水量的减少,粘度和固体含量会相应增加,这样可以将燃烧过程产生的 热能最大化的输送出去。 在回收锅炉中达到最优化燃烧过程中,对纸浆黑液的粘度进行在线测量、监测和控制是非常重要的。

在线粘度应用关键点:
纸浆黑液燃烧工况分析:
1、当纸浆黑液中的固体浓度在 60%以上的时候,固体粘度会对纸浆黑液粘度产生影响,这种情况反过来影响:
1)蒸发单元之间的热传递
2)泵的输送能力
3)纸浆黑液的喷射性能
2、低粘度纸浆黑液产生的问题:
1)形成能够被带入过热区域的小股流体喷射,会造成污染和堵塞问题
2)提高事故和爆炸发生的风险
3、高粘度纸浆黑液产生的问题:
1)形成不易高效燃烧的大液滴,燃烧过程因不完全燃烧沉淀成焦炭床。随着焦炭床厚度增加,会引起热活动进而 导致管道的破裂和腐蚀。
2)增加泵的风险
4、不稳定的纸浆黑液浓度还会引起:
1)纸浆黑液的浪费或者过度消耗
2)能源供应的成本增加
3)烟囱排放量增加
4)维护和停机次数增加
5)生产能力降低

在纸浆黑液进入回收炉之前,为了稳定其浓度,粘度的控制是至关重要的。通过粘度对浓度的校正可以提供决定生产能力的必要能源,而这将能够提高造纸厂的生产效率。

海默生在线粘度计提供的解决方案:
确保纸浆黑液得到良好回收效果,将海默生在线粘度计安装在可以对纸浆黑液进行常规干燥的蒸发、浓缩设备之后,当粘度控制合适就进行燃烧操作,如有需要还可将其重新送到蒸发管道中进行再次蒸发直到达到合适的粘度条件。当纸浆黑液经加热器加热后,通过稳定纸浆黑液的浓度可以得到需要的正确粘度。这样纸浆黑液可以保持合适和持 续的雾化,其在燃烧炉中的燃烧也将是一个稳定的过程。

海默生在线粘度计的安装
在线粘度计安装在蒸发器后面的管路上,并且连续不断的将粘度和温度信息传递到控制器中,控制器能够正确且实时显示在线粘度。控制器能够持续保证正确浓度下的产品进入下一个生产单元操作,将不符合的产品重新送到蒸发循环中,只要没有达到所需的粘度,纸浆黑液就会一直在闭合回路中循环。此闭合回路包括:缓冲罐、 循环泵、搅拌器、粘度计和 3 通电动阀。

 


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