回收制漿余熱 這種方法值得推廣！

化學(xué)機(jī)械木漿生產(chǎn)中，在壓力高濃磨漿過程要產(chǎn)生大量的蒸汽熱能，均需配套經(jīng)濟(jì)適用的熱回收系統(tǒng)。熱回收有兩種基本工藝：盤磨機(jī)產(chǎn)生的污蒸汽與加入噴射冷凝器的水熱交換產(chǎn)生熱水；利用再沸器將污蒸汽與熱冷凝水進(jìn)行熱交換產(chǎn)生新鮮蒸汽，同時(shí)利用污冷凝水熱量生產(chǎn)熱水。熱回收方式的選擇主要取決于漿的生產(chǎn)規(guī)模和磨漿負(fù)荷等因素。年產(chǎn)10萬t及以上的化機(jī)漿項(xiàng)目適宜采用生產(chǎn)新鮮蒸汽的熱回收方式。

1、磨漿過程蒸汽的產(chǎn)生和分離裝置

高濃磨漿過程，在高速旋轉(zhuǎn)的盤磨內(nèi)，由于木片之間或纖維之間、木片或纖維與磨片之間的劇烈摩擦作用約有85%-90%的電機(jī)主軸動(dòng)力變成熱能，蒸發(fā)稀釋水、水封水、木片或纖維中的水分而產(chǎn)生大量的蒸汽，以回流汽（與木片喂料成逆流方向）和噴放汽（隨盤磨漿噴放出來）兩種形式排放出來。一部分回流汽去汽蒸通過降壓后的木片，剩余部分去噴射冷凝器或與噴放汽合并去再沸爐生產(chǎn)新鮮蒸汽；噴放汽通過壓力旋漿分離器分離后進(jìn)入熱回收系統(tǒng)的再沸爐（見圖1）。

熱回收的設(shè)計(jì)可根據(jù)生產(chǎn)中對(duì)新鮮蒸汽和熱水的需要情況進(jìn)行自動(dòng)控制而流向相應(yīng)的熱回收設(shè)備。磨漿過程產(chǎn)生的蒸汽量決定于電能的輸入、盤磨的壓力、木片的溫度和含水量、稀釋水流動(dòng)和溫度、水封水的流動(dòng)和溫度等。凈化新鮮蒸汽產(chǎn)量決定于鍋爐給水溫度，可溶固體物排出的量和盤磨廢汽中非冷凝物數(shù)量等。

根據(jù)BCTMP生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)估算，盤磨配置的每兆瓦功率每小時(shí)約產(chǎn)生0.8t污蒸汽。污蒸汽壓力為：P-RC制漿約0.20-0.25MPa；CTMP/BCTMP制漿約0.30-0.35MPa。

2、熱回收流程

生產(chǎn)新鮮蒸汽的熱回收生產(chǎn)工藝主要包括供水加熱、蒸汽產(chǎn)生和熱水產(chǎn)生等幾個(gè)單。系統(tǒng)流程見圖2。

由化機(jī)漿高濃磨漿系統(tǒng)旋漿分離器分離出的污蒸汽借壓力進(jìn)入再沸器（亦稱再生鍋爐或閃蒸器），同時(shí)通入經(jīng)換熱后約100℃的鍋爐供水，污蒸汽與熱水進(jìn)行間接換熱，污蒸汽被冷卻直至冷凝為冷凝水，通入的清潔熱水轉(zhuǎn)化為蒸汽，并通過內(nèi)嵌的微滴分離器產(chǎn)生干度約99.5%的飽和蒸汽。將清潔的蒸汽送入蒸汽壓縮機(jī)增壓到約0.5MPa的壓力而送往用汽點(diǎn)，或?qū)⑿迈r蒸汽不經(jīng)過加壓而直接送往用汽點(diǎn)。再沸器蒸汽的排空率約1.3%，其中含有約0.1%的不凝氣體（NCG），NCG的量將影響到熱回收單的傳熱系數(shù)和排空率，新鮮蒸汽的產(chǎn)量也取決于這個(gè)值。

再沸器中冷凝的污冷凝水從噴射冷凝器的底部進(jìn)入并產(chǎn)生閃蒸蒸汽，同時(shí)從冷凝器頂部加入清潔白水與上升的蒸汽逆向流動(dòng)交換熱量，產(chǎn)生清潔熱水和污冷凝水。清潔熱水的溫度約70℃，被熱水泵送往制漿系統(tǒng)或其它熱水點(diǎn)；冷凝的污冷凝水溫度約100℃，被送往木片洗滌系統(tǒng)或漂前洗滌漿料。

生產(chǎn)中為防止纖維在再沸器內(nèi)沉淀，將污冷凝水用循環(huán)泵連續(xù)循環(huán)使用，未冷凝的蒸汽和一些不可凝氣體流經(jīng)再沸器頂部被引向供水預(yù)熱器。熱交換過程的冷凝水從預(yù)熱器底部流出進(jìn)入再沸器污蒸汽閃蒸區(qū)，未冷凝的蒸汽（這些蒸汽包括松節(jié)油、一些空氣和蒸汽等）進(jìn)入噴射冷凝器。鍋爐供清潔溫水由液位控制器控制，首先經(jīng)過供熱交換器，繼而又通過再沸器前供水預(yù)熱器進(jìn)行再次加熱后進(jìn)入再沸器。

3、設(shè)備結(jié)構(gòu)

熱回收系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要由水熱交換器、再沸器、噴射冷凝器和蒸汽壓縮機(jī)等主要設(shè)備組成。

3.1  再沸器

再沸器是熱回收系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，一般是與國外化機(jī)漿主要工藝設(shè)備配套引進(jìn)。作用是將化機(jī)漿污蒸汽的大部分轉(zhuǎn)化為冷凝水，并將清潔冷凝水轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽而回收利用。設(shè)備結(jié)構(gòu)有多種形式，名稱也不盡相同，但基本原理相同，其中R-二次閃蒸器的再沸器設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理見圖3。

該設(shè)備是一個(gè)立式圓柱形的殼體管式換熱設(shè)備，熱回收單為管狀降膜式，主要由殼體、降膜管、緩沖噴嘴池、洗滌噴嘴、微滴分離器和供水預(yù)熱器等組成。污蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)，給水在降膜管之間通過，整個(gè)系統(tǒng)可分為清潔冷凝水閃蒸區(qū)、污蒸汽閃蒸區(qū)、熱交換區(qū)和供水預(yù)熱等幾個(gè)區(qū)域，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。根據(jù)再沸器設(shè)備熱交換的功能與原理，可將設(shè)備熱交換系統(tǒng)分為管側(cè)（污蒸汽側(cè)）、殼側(cè)（清潔蒸汽側(cè)）和供水預(yù)熱器三大部分。

3.2  熱交換器

熱交換器是熱回收系統(tǒng)的輔助加熱設(shè)備，作用是利用冷凝水的殘余熱量來加熱供水而保證再沸器的高效運(yùn)行，設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理見圖4。

該設(shè)備是一個(gè)水平的殼體列管臥式結(jié)構(gòu)，里邊是水平排列的熱交換管。管板與管殼間嵌有熱膨脹補(bǔ)償膜。換熱器有兩個(gè)支撐腿，一個(gè)是固定的，另一個(gè)可以滑動(dòng)。

污污凝水在管內(nèi)流動(dòng)，鍋爐供水在管外流動(dòng)，利用兩介質(zhì)溫差完成熱交換任務(wù)。被加熱的熱水進(jìn)入再沸器單，污冷凝水則進(jìn)入噴射冷凝器生產(chǎn)熱水。

3.3  噴射冷凝器

噴射冷凝器（亦稱洗滌器）的主要作用是在再沸器部分或者全部旁路時(shí)，洗滌蒸汽以除去其中的纖維和利用污冷凝水熱量生產(chǎn)熱水。它能夠在連續(xù)運(yùn)行中閃蒸出一部分污蒸汽，蒸汽的熱量被傳遞到白水而產(chǎn)生熱水。另外，該設(shè)備還具有污蒸汽直接排入時(shí)的消音作用。噴射冷凝器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理見圖5。

該設(shè)備是一個(gè)立式的常壓容器，上下均為圓錐體。一個(gè)內(nèi)部的錐形隔板把該容器分成上下兩部分，上部的錐形體上有一個(gè)噴嘴，頂部是一個(gè)出口排氣囪。污冷凝水沿底部的切線方向入口經(jīng)過文丘里管而進(jìn)入器內(nèi)，下部為污冷凝水閃蒸冷凝區(qū)。設(shè)備由一個(gè)裙式支架支撐。下端有一個(gè)人孔以供觀察和維修。

一般情況下，從供水預(yù)熱器出來的蒸汽、不凝氣和從再沸器出來的污冷凝水被送到常壓冷凝器，還有一小部分污蒸汽也被送到冷凝器。另外，如果經(jīng)過供水預(yù)熱器的污蒸汽排放口被阻塞或關(guān)閉，那么冷凝水就會(huì)通過一個(gè)備用的排放管道送到噴射冷凝器。污冷凝水進(jìn)入冷凝器后約8% 的熱污冷凝水被閃蒸成蒸汽。

來自再沸器的污冷凝水沿切向方向進(jìn)入冷凝器，或在盤磨中產(chǎn)生的蒸汽直接排放到冷凝器的時(shí)候（污蒸汽沿切向進(jìn)入較大直徑的冷凝器后，會(huì)在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)將大部分纖維分離出來），產(chǎn)生的閃蒸蒸汽自下往上流動(dòng)，同時(shí)，從設(shè)備頂部加入的白水通過噴嘴的噴射流作用，起到了良好的冷凝效果而被加熱成熱水。加熱后的清潔熱水通過液位自動(dòng)控制用熱水泵送往用水點(diǎn)。沒有冷凝的蒸汽和不凝氣體則通過上端的氣囪排放到大氣中。下端錐部的冷凝水/白水混合液體通過底部的循環(huán)泵用液位控制而被排放出去，但大部分的水又重新循環(huán)到冷凝器進(jìn)口流經(jīng)文丘里管而進(jìn)入器內(nèi)，并通過冷凝水循環(huán)起到攪動(dòng)作用而防止洗滌器中的纖維沉降。洗滌器設(shè)有的溢流管是防止液位自動(dòng)控制失靈或過載現(xiàn)象。

3.4  蒸汽壓縮機(jī)

蒸汽壓縮機(jī)是熱回收系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生的新鮮蒸汽通過壓縮作用而提高蒸汽壓力的關(guān)鍵設(shè)備，目前均是從國外配套引進(jìn)。作用是將從再沸器出來的清潔蒸汽加壓，以達(dá)到工藝所需的汽壓要求。該設(shè)備總體構(gòu)成較為復(fù)雜，主要由壓縮系統(tǒng)、蒸汽降溫器和潤滑系統(tǒng)三個(gè)單組成。

再沸器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過內(nèi)嵌式微滴分離器除去蒸汽中的部分液體，然后再進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)或相應(yīng)的用汽點(diǎn)。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)可留有不經(jīng)壓縮的蒸汽旁路，以自動(dòng)控制而滿足生產(chǎn)對(duì)不同蒸汽壓力的要求或防止壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)維修余地。

責(zé)任編輯：葛鴻燕

校對(duì)：葛鴻燕