乐视2用电快怎么省电:置换蒸煮系统(DDS)的发展及应用（之二）

2010-11-06 11:23:42|  分类：美国DDS节能环保 |字号
置换蒸煮系统(DDS)的发展及应用（之二）
《化工自动化及仪表》2010, 37(8): 1-6
黄俊梅1, 汤伟1, 2, 许保华2, 王孟效1, 2
(1.陕西科技大学电气与信息工程学院,西安710021;
2.陕西西微测控工程有限公司,陕西咸阳712081)
①收稿日期:2010-07-21(修改稿)
摘要:　为了解决我国造纸厂蒸煮工段污染严重、生产效率低的问题，DDS置换蒸煮系统引起了越来越多的关注。该系统尽可能地利用蒸煮过程产生的黑液，从而达到环保、节能、降耗的目的。本文在简述其发展及应用的基础上，重点介绍DDS置换蒸煮的工艺特点及其优越性，并与其它间歇蒸煮进行了详细地比较。
关键词:　DDS；间歇蒸煮系统；低能耗；
中图分类号：TP273文献标识码：A　文章编号:1000-3932(2010)08-0001-06
（上接之一）
4　DDS蒸煮系统与其它间歇蒸煮的比较
4.1　DDS与RDH的比较
DDS置换蒸煮技术是基于RDH蒸煮的，是对RDH蒸煮的完善与升级。不同之处在于:DDS蒸煮白液分三部分，分别在装料、温黑液置换和热黑液置换段加入；在装料时，采用冷黑液加白液填充，保证pH≥12，强化了黑液预浸渍的作用，扩展了温充的作用，降低了卡伯值，提高了得率；DDS采用内外槽相套的槽体结构形式，使得槽区结构紧凑、操作更方便灵活; DDS完善了管道结构，热交换器等设施；DDS采用了先进的计算机控制技术，对药液偏流、槽区液位的预测等问题有了更好的解决，系统运行更稳定。
广东鼎丰纸业有限公司在我国首先引进了RDH系统， 并于2004年升级改造为DDS系统。原设计的三个120m3的蒸煮锅经生产优化，产量、质量显著提高。RDH升级为DDS的优越性及DDS与RDH蒸煮数据如表2所示[6]。
表2 DDS与RDH蒸煮数据
项目
单位
RDH
2003.10-2004.03
DDS
2004.04-2004.11
差别
蒸煮锅
台
3
4
+1
产量
吨/月
5905
8138
+2233
漂白浆得率
%
47.4
47.7
+0.3
汽耗
吨/吨浆
0.93
0.80
-0.09
粗渣率
%
4.2
2.3
-1.9
卡伯值
15.7
14.6
-0.9
消泡剂用量
Kg/吨浆
1.35
0.93
-0.42
碱损
%
0.50
0.41
-0.09
漂白有效氯用量
Kg/吨浆
87.5
69.0
-18.5
白度
%ISO
87.9
88.2
+0.3
黏度
ml/g
599
572
-27
4.2　DDS与DSS蒸煮系统的比较
目前CPL公司又推出节能蒸煮系统DSS(Digester Steam Saver)，但它仅是用来节省蒸汽的，没有回用蒸煮后的黑液，因此它不能回用黑液中所含有的化学药品。它有三种结构：DSS E型、DSST型、DSSD型。所有的DSS结构相当经济，是对DDS的初期选择，即DSS蒸煮系统是DDS的第一阶段。因为DSS的所有设备在将来改造为真正的置换蒸煮系统DDS时都能回用。DDS蒸煮系统作为第二阶段，可以安装全部设备，实现真正的置换蒸煮。根据所希望节省蒸汽的量，DDS可分为两种结构—DDS P型与DDSG型。
DDS与DSS的比较如表3所示[7]。其中各个置换蒸煮系统从上到下系统升级、投资依次增加，成本依次减少。
表3：置换蒸煮系统比较表
产品名称
分类
节约蒸汽消耗
蒸煮锅内洗浆作用
蒸煮化学
DSS
蒸煮系列
DSS E型
最少
无
传统KP法
DSS T型
中等
无
传统KP法
DSS D型
好
相当于一台真空洗浆机
传统KP法
DDS
蒸煮系列
DDS P型
更好
相当于一台真空洗浆机
KP法扩展脱木质素
DDS G型
最好
相当于一台真空洗浆机
KP法扩展脱木质素
表3中的数据总结了DDS置换蒸煮系统，由此可得出如下结论：
(1) DSS T型与D型两者都需要一个小槽区，D型允许像DDS那样对热能进行回收，然而黑液不能进行回用。据CPL公司资料介绍，常规间歇式蒸煮中每吨浆耗2. 5 t蒸汽，而DSS E型、DSS T型、DSSD型每吨绝干浆分别消耗1.1、1.4 t蒸汽，在蒸煮锅中的洗涤都相当于一台真空洗浆机。总之，所有的DSS结构配置都是非常经济的。
(2) 真正实现既节能降耗又可以回用化学品的置换蒸煮是DDS系统。这个蒸煮系统可以回用黑液中剩余化学品，因此能够得到低卡伯值、高强度的纸浆。在热能回收过程中相当于一段真空洗浆机对蒸煮锅内的浆料进行洗涤。DDS蒸煮系统的设计比DSS更好地节约蒸汽，同时扩展了脱木素过程，可以得到低卡伯值、高强度的浆料。
4.3　DDS置换蒸煮与传统间歇蒸煮的比较
传统间歇蒸煮的工艺流程包括装锅、白液和黑液充装、一段升温、小放汽、二段升温、保温、大放汽、喷放八个步骤。将原料装入蒸煮锅中与药液进行反应，得到纸浆，以连续重复上述循环为基础的操作就是传统间歇反应。反应结束后，纤维和黑液一起从蒸煮锅内排出，黑液中大量的余热和化学品将不能被回用。传统间歇蒸煮与DDS工艺比较如表4所示。
表4　传统间歇蒸煮与DDS置换蒸煮系统工艺比较
传统间歇蒸煮
DDS置换间歇蒸煮
步骤
时间
min
温度
℃
有效碱
%
步骤
时间
min
温度
℃
有效碱
%
一、装锅
25
一、液浸装锅
25
80
0.5
二、白液、
黑液充
20
80
17-18
二、温黑液和
冷白液充装
35
→128
4.5-6.5
三、一段升温
90
→125
三、热黑液和
热白液充装
35
→155
9.5
四、小放汽
10
125
四、升温
10-20
125→Tmax
五、二段升温
90
125→Tmax
五、保温
30-60
158-164
六、保温
30-60
164-168
六、置换
30
→100
七、大放汽
10
→160
七、泵放 (DC)
15
＜100
八、喷放
25
＞150
总计
300-330
17-18
总计
180-220
14.5-16.5
通过表4可知，DDS蒸煮周期比常规间蒸多了温黑液充装、热黑液充装、置换(回收热黑液)三个操作，白液分多次充装。传统间歇蒸煮的大小放汽在DDS系统中已不需要，高压喷放也改为常压泵放，消除了蒸煮废气排放。总有效碱用量降低，蒸煮周期缩短，最高温度降低， DDS蒸煮工艺更温和有效。传统间歇蒸煮与DDS蒸煮系统的比较如下：
(1)     环境污染方面。
常规蒸煮喷放时温度大于150℃，是带压喷放，二次蒸汽对环境的污染严重。DDS蒸煮具有全封闭的余热和废汽回收系统，可减少废气排放，且不需要高的硫化度。如传统蒸煮的硫化度需要25%的话，用DDS只需要15%左右即可。DDS系统尽可能地利用蒸煮过程产生的黑液，由于其置换效果明显，提高了能源与化学药品的利用率，从而达到环保目的。
(2)     漂白化学品用量。
常规蒸煮的有效碱净加入量为17% ~18%，而DDS蒸煮系统的有效碱净加入量为14. 5% ~16.5%，DDS高温蒸煮阶段,用较少的有效碱净加入量和较大的液比使碳水化合物降解更趋于缓和，改善了纸浆强度，提高了纸浆得率。
(3) 能源消耗。
与传统间歇蒸煮相比，DDS置换蒸煮采用的是冷喷放蒸煮技术，其置换效果更明显，可以充分回收蒸汽的热量，提高了能源与化学药品的利用效率据实践证明，DDS吨浆汽耗仅为0.5~0.8吨汽。而传统蒸煮吨浆汽耗可达1.8~2.4吨汽。
(4) 成浆卡伯值、纸浆强度。
由于DDS蒸煮扩展了温充的作用，在温充过程已实现了大量脱木素,故在热充时用碱量减少，意味对纤维素的破坏减少，纸浆强度高。同时，在温充时大量脱木素，说明预浸渍效果显著,原木片的细胞腔充分打开，利于深层脱木素，故卡伯值能进一步降低。
总之，DDS制浆工艺技术可最大限度地利用蒸煮过程产生的黑液，具有突出的环保效益和经济效益。
5　DDS置换蒸煮的应用
DDS系统由于其突出的环保效益和经济效益，在世界范围内已经非常受欢迎，全球配备置换间式蒸煮系统的造纸厂及CPL公司所参与建设的程项目如图9所示[7]。

在过去的几年中我国各大纸厂也进行了大规模的DDS项目的改造与兴建。2004-10---2008-08建设的工程如下[8]：
(1) 广东鼎丰纸业10万吨RDH升级成为DDS；
(2) 广西贺州贺达纸业10万吨传统蒸煮改造成为DDS；
(3) 湖南秀山纸业新建DDS蒸煮项目；
(4) 重庆理文纸业新建DDS蒸煮项目；
(5) 四川永丰纸业新建DDS蒸煮项目；
(6) 山东博汇纸业新建DDS蒸煮项目；
(7) 越南理文纸业新建DDS蒸煮项目；
(8) 广东珠玑纸业新建DDS蒸煮项目；
(9) 江西华劲纸业新建DDS蒸煮项目；
(10) 日照华泰纸业新建DDS蒸煮项目。
DDS之所以在中国发展非常快,关键是它能够适应国内原料质量差、种类多、合格率低的情况。由于我国没有一个稳定的、足够大的制浆原料供应基地,很多工厂依赖国外进口和国内就近收购相结合的策略来应对。面对这种情况，连续蒸煮以及SuperBatch等间歇蒸煮很难操作。而DDS可采用原料分类蒸煮，不同种类的原料使用不同蒸煮工艺,发挥各种原料的优势,因此DDS蒸煮更能适应国内的原料。DDS在中国发展快的另一个原因是我国现有的间歇式蒸煮系统，容易被改造成DDS蒸煮系统，且其也容易被改进[8]。
6　结论与展望
DDS置换蒸煮系统能够从根本上解决了传统蒸煮系统能耗高、排污负荷大、纸浆质量波动等突出问题，节能降耗效果显著,环保意义更大。通过实践调查，该系统可有效提高蒸煮质量，为企业带来了良好的经济效益和环境效益。总之，DDS蒸煮系统是制浆技术发展的一个重要方向，符合我国国情，对实现我国造纸工业的可持续发展具有很大的促进作用。
参考文献:
[1]　丁仕火，张铭锋，王武雄，等；DDSTM置换蒸煮系统RDH间歇蒸煮技术新进展[J].中国造纸, 2005, 24(6): 62-63.
[2]　黄干强.RDH蒸煮原理与技术[J]；广东造纸, 2000, (5): 28-31.
[3]　唐先陆，覃程荣，丁永奎；桉木和竹子混合硫酸盐法DDS蒸煮工艺的研究[J].中国造纸, 2008, 27(7): 11-13.
[4]　张　明,徐永建；低能耗的间歇蒸煮技术—DDS置换蒸煮系统[J]；中华纸业, 2008, 17: 55-57.
[5]　葛念超，许保华；全自动间歇式置换蒸煮系统的开发与应用[J]；中华纸业, 2009, 30(14): 88-89.
[6]　MATHEISON B A，GUSTAFSON R R.RDH Pulping of Southern Hardwoods [J]；Tappi J, 1996, 79(5): 180-185.
[7]　吕定云；置换间歇式蒸煮的新进展[J]；中国造纸, 2007, 26(12): 63-66.
[8]　邱富林；常规间歇蒸煮改造为DDS置换蒸煮的做法和经验[J]；中华纸业, 2009, 30(8): 70-72.
Development and Application of Displacement Digester System
HUANG Jun-mei1, TANGWei1,2, XU Bao-hua2, WANGMeng-xiao1,2
(1.College of Electric and Information Engineering, Shaanxi University of Science and Technology,
Xi’an710021, China;
2. Shanxi Xiwei Process Automation Engineering Co., Ltd., Xianyang 712081, China)
Abstract: Displacement digester systems (DDS) pulping technology had got more and more attention because of its low pollution and high efficiency. It could utilize as much as possible black liquor generated from the cooking process so as to meet the needs of environment protection, energy conservation and consumption reduction. The development and application of DDS were reviewed briefly. On the other hand, the characteristics and superiority of DDS were introduced compared with other batch cooking system.
Key words: DDS; batch cooking system; low energy consumption