非木漿低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種非木漿低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]非木漿造紙是我國(guó)原創(chuàng)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。公元105年?yáng)|漢時(shí)期，蔡倫以破布、麻類、漁網(wǎng)、樹皮水叩成漿發(fā)明造紙術(shù)，產(chǎn)生了非木漿造紙。到宋朝時(shí)期普遍使用稻、麥草和竹子造紙。清朝光緒十年，上海機(jī)器造紙局研制出破布漿機(jī)制紙。民國(guó)17年，上海江南制紙公司研制成功蘆葦漿代替木漿造紙，節(jié)省成本40%。1951年上海宏文、新華、江南、利華造紙廠研制成功以稻、麥草等大宗農(nóng)作物秸桿化學(xué)漂白漿，從此開始了非木漿與其它漿種配抄中高檔紙張代替木漿造紙。到1956年，我國(guó)基本建成了門類齊全的造紙工業(yè)。到了 1990年，全國(guó)的非木漿產(chǎn)能占到原生紙漿的84%，僅上海造紙公司就有50個(gè)品種進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，有24個(gè)產(chǎn)品獲得國(guó)家和部級(jí)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。非木漿造紙?jiān)县S富，抄造的紙張挺度好、透明度低、性價(jià)比高、降解性好。以農(nóng)作物秸桿為主的非木漿代替木漿造紙，可以保護(hù)森林樹木，防止水土流失，保護(hù)生態(tài)氣候環(huán)境。適合我國(guó)地少人多，缺乏土地木材資源的基本國(guó)情。
[0003]建國(guó)初期，我國(guó)走過了一條“以草類纖維為主要原料”的造紙發(fā)展道路。到了上世紀(jì)80年代后期，我國(guó)的非木漿小紙廠發(fā)展到成萬(wàn)家，人民群眾的文化物質(zhì)用紙得到基本解決。但是，大量的制漿造紙廢水直接排入了江河，嚴(yán)重污染了水域環(huán)境?！拔幕蟾锩苯Y(jié)束后百?gòu)U待興，全黨工作中心向經(jīng)濟(jì)建設(shè)轉(zhuǎn)移。造紙行業(yè)也把治理污染列入議事日程，形成了出國(guó)考察熱潮，帶回了歐美國(guó)家木漿造紙規(guī)?；a(chǎn)和成套治理污染的“傳統(tǒng)堿回收+廢水生化處理—達(dá)標(biāo)排放”模式。這對(duì)于我國(guó)木漿造紙步入世界先進(jìn)行列，少走了不少?gòu)澛贰５欠悄緷{造紙?jiān)跊]有去除黑液的硅之下就跟風(fēng)照搬，照搬人家木漿傳統(tǒng)堿回收+廢水生化處理成熟技術(shù)卻長(zhǎng)期解決不了污染問題，致使我國(guó)非木漿造紙深陷于被反復(fù)淘汰的災(zāi)難之中。我國(guó)的非木漿產(chǎn)能幾經(jīng)淘汰，到2010年已經(jīng)萎縮到產(chǎn)能僅占原生紙漿的10%。到了現(xiàn)在，我國(guó)非木漿領(lǐng)域除了極個(gè)別像泉林紙業(yè)那樣以亞銨法制漿的黑液生產(chǎn)復(fù)合肥，以不漂白的粗制漿生產(chǎn)包裝紙和衛(wèi)生紙而無(wú)需照搬外，代表非木漿領(lǐng)域的廣大堿法制漿含氯漂白造紙企業(yè)，在照搬下全部被淘汰，導(dǎo)致我國(guó)非木漿領(lǐng)域的消亡。照搬的歷史教訓(xùn)非常慘痛，挽救我國(guó)的非木漿造紙勢(shì)在必行。
[0004]非木材造紙?jiān)虾瓒?、含雜細(xì)胞多，如稻草原料中的二氧化硅與雜細(xì)胞含量特別高，分別占原料成分的11%?15%與54%，而用于制漿造紙的纖維素成分僅占35%?39%，木素占9.5%?14%。麥草原料中二氧化硅與雜細(xì)胞含量也很高，分別占原料成分的6%?8%與38%，纖維素占40%?44%，木素占20%?23%。為了在蒸煮漂白脫木素的同時(shí)，既能脫除二氧化硅、雜細(xì)胞，又能保護(hù)纖維素免受損傷，故選擇了堿法制漿含氯漂白工藝。于是產(chǎn)生了非木漿黑液含硅多，粘度高、熱值低等特性，引發(fā)傳統(tǒng)堿回收蒸發(fā)易結(jié)垢、燃燒產(chǎn)生死墊層等黑液硅干擾;非木漿含氯漂白產(chǎn)生微生物吞噬不了的雜細(xì)胞與廢水生化處理去除不了的AOX、二噁英等含氯漂白污染。木材原料以針葉木為例，二氧化硅與雜細(xì)胞含量極低，僅占原料成分的0.25%?0.5%與1.5%?1.8%，纖維素占到57%?62%，木素占27%?35%。故木材原料一般采取硫酸鹽制漿無(wú)氯元素漂白，既不產(chǎn)生黑液硅干擾，也不產(chǎn)生含氯漂白污染。
[0005]長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，照搬的傳統(tǒng)堿回收和廢水生化處理技術(shù)不適合非木漿含硅多、含雜細(xì)胞多特性，解決不了黑液硅干擾問題和含氯漂白污染問題。當(dāng)照搬的傳統(tǒng)堿回收不能把非木漿黑液像木漿黑液那樣經(jīng)真空蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮到60%?65%噴射入爐燃燒，產(chǎn)生不了中壓過熱蒸汽發(fā)不了電，就已造成了非木漿黑液生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化困局。但是照搬者熟視無(wú)睹地生搬硬套木漿堿回收凈值燃燒理論，硬把麥草黑液從真空蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮到盡可能高的43%出效，再經(jīng)煙氣直接接觸蒸發(fā)濃縮到盡可能高的50%極限濃度噴射入爐。入爐黑液發(fā)熱量5740千焦/千克，比黑液正常燃燒發(fā)熱量低1000千焦/千克，所以必須用蒸汽加熱進(jìn)風(fēng)，甚至需用燃油加熱爐膛。更由于非木漿黑液含硅多，當(dāng)麥草漿黑液蒸發(fā)濃縮到35%時(shí)就引發(fā)明顯的黑液硅干擾。高濃效黑液雖然可以勉強(qiáng)蒸發(fā)濃縮到43%極限濃度，但是如同在120°C左右的溫度條件下繼續(xù)“蒸煮”，有機(jī)物繼續(xù)吸收Na20(堿)，導(dǎo)致黑液Na2Si03(硅酸鈉)失去部分Na2O形成粘度更高的Na20.nSi02(水玻璃膠體)，引發(fā)易結(jié)垢。蒸發(fā)器傳熱系數(shù)陡然降低，極大地減少了二次蒸汽的生成。致使后續(xù)各低濃效蒸發(fā)器因短缺二次蒸汽熱能而導(dǎo)致蒸發(fā)能力下降:IV效蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率則由2.8千克水/千克汽下降到0.6千克水/千克汽，蒸發(fā)強(qiáng)度則由18千克/米2時(shí)下降到3千克/米2時(shí)。然后再以煙氣直接接觸蒸發(fā)濃縮到50%的極限濃度，煙氣中的⑶2(二氧化碳)與黑液水玻璃膠體中的Na20(堿)反應(yīng)形成Na2C03(碳酸鈉)，置換出了 Si02( 二氧化硅，泥巴)，但是由于黑液濃度、粘度很高而無(wú)法去除其中的泥巴。黑液噴射入爐，有機(jī)物被高溫分解燃燒，無(wú)機(jī)物(碳酸鈉)被熔融后從爐體溜槽口流出。但是從黑液中被置換出來(lái)的泥巴卻不能被熔融流出，便引發(fā)燃燒死墊層。由于照搬的技術(shù)無(wú)法改變非木漿黑液特性消除不了黑液硅干擾，所以照搬的傳統(tǒng)堿回收能耗高、效率低。不僅生產(chǎn)不了中壓蒸汽發(fā)不了電，產(chǎn)生不了經(jīng)濟(jì)效益，而且回收I噸堿，除了正常消耗I噸石灰原料和1000元以上的人工與設(shè)備費(fèi)用外，還要增加消耗1000度電帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，增加消耗
1.5煤生產(chǎn)低壓蒸汽補(bǔ)充黑液蒸發(fā)和燃燒的熱量，增加消耗0.3噸油燒化死墊層，增加消耗
0.3噸堿補(bǔ)充堿損失。加上制漿部門的原料、人工、設(shè)備和能源動(dòng)力的成本消耗，致使自制I噸麥草漿成本上升到4000元以上，超過進(jìn)口木漿市場(chǎng)價(jià)格。更為糟糕的是照搬的廢水生化處理，微生物吞噬不了 “龐然大物”雜細(xì)胞，消除不了AOX和二噁英等含氯漂白污染物，實(shí)現(xiàn)不了達(dá)標(biāo)排放。致使我國(guó)一批又一批的非木漿造紙企業(yè)不得不轉(zhuǎn)向購(gòu)買木漿加工造紙以求生路，導(dǎo)致我國(guó)非木漿造紙領(lǐng)域的消亡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種非木漿低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)，該造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)通過綜合利用農(nóng)作物秸桿實(shí)現(xiàn)制漿、制氣、發(fā)電以及造紙，并利用燃?xì)狻煔鈱?shí)現(xiàn)對(duì)制漿過程中所產(chǎn)生的黑液進(jìn)行二級(jí)除硅。
[0007]本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0008]—種非木漿低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于所述低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括秸桿備料站、制漿子系統(tǒng)、造紙子系統(tǒng)以及堿回收發(fā)電子系統(tǒng)，所述制漿子系統(tǒng)包括與所述秸桿備料站相連的制漿車間系統(tǒng);所述造紙子系統(tǒng)包括造紙車間系統(tǒng);所述堿回收發(fā)電子系統(tǒng)包括依次連接的一級(jí)除硅系統(tǒng)、二級(jí)除硅系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、黑液噴射爐以及汽輪發(fā)電機(jī)組，其中所述一級(jí)除硅系統(tǒng)的黑液進(jìn)料口與所述制漿車間系統(tǒng)的黑液出口相連。
[0009]所述造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)還包括燃?xì)獍l(fā)生子系統(tǒng)，所述燃?xì)獍l(fā)生子系統(tǒng)由燃?xì)獍l(fā)生爐構(gòu)成，其進(jìn)料口與所述秸桿備料站相連，其燃?xì)獬隹谂c所述一級(jí)除硅系統(tǒng)相連。
[0010]所述造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)還包括草漿堿回收鍋爐發(fā)電子系統(tǒng)，所述草漿堿回收鍋爐發(fā)電子系統(tǒng)由依次連接的稻桿發(fā)電鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組構(gòu)成，所述稻桿發(fā)電鍋爐的進(jìn)料口與秸桿備料站相連，所述秸桿發(fā)電鍋爐的煙氣出口與所述一級(jí)除硅系統(tǒng)相連。
[0011]所述制漿車間系統(tǒng)包括依次連接的蒸煮工段裝置、洗漿工段、篩選工段裝置、三段漂白裝置以及漂后洗滌裝置，所述蒸煮工段裝置進(jìn)料口連接所述秸桿備料站，洗漿工段由# I擠漿機(jī)、#2擠漿機(jī)與洗漿機(jī)依序串聯(lián)，所述漂后洗滌裝置出漿口連接所述造紙車間系統(tǒng)。
[0012]所述三段漂白裝置包括依次連接的氯化漂白段裝置、堿處理段裝置以及補(bǔ)充漂白段裝置。
[0013]兩臺(tái)所述擠漿機(jī)的黑液出口與所述一級(jí)除硅系統(tǒng)連通。
[0014]所述一級(jí)除硅系統(tǒng)由依次連接的旋風(fēng)噴淋蒸發(fā)器、螺旋表面冷凝器和泥層過濾沉淀器組成;所述旋風(fēng)噴淋蒸發(fā)器燃?xì)膺M(jìn)口與燃?xì)獍l(fā)生爐的燃?xì)獬隹谶B通，所述旋風(fēng)噴淋蒸發(fā)器燃?xì)獬隹谂c所述螺旋表面冷凝器的燃?xì)膺M(jìn)口連通，所述螺旋表面冷凝器燃?xì)獬隹谂c所述黑液噴射爐的燃?xì)膺M(jìn)口連通，所述泥層過濾沉淀器黑液出口與煙氣二級(jí)除硅系統(tǒng)的黑液進(jìn)口連通。
[0015]所述二級(jí)除硅系統(tǒng)由依次連接的旋風(fēng)噴淋蒸發(fā)器、螺旋表面冷凝器和泥層過濾沉淀器組成;所述旋風(fēng)噴淋器煙氣進(jìn)口與所述黑液噴射爐的煙氣出口相連通;所述泥層過濾沉淀器黑液出口與所述蒸發(fā)系統(tǒng)的黑液進(jìn)口連通。
[0016]所述旋風(fēng)噴淋蒸發(fā)器為一鋼罐，在所述鋼罐的正頂部同軸安裝有噴淋器和破碎器，并在所述鋼罐的上頸處開設(shè)有一呈擴(kuò)散型的進(jìn)煙管，且在所述鋼罐的中下段處外側(cè)切線方向開設(shè)有一出煙管;其中所述的噴淋器與鋼罐底部通過循環(huán)管連通。
[0017]所述泥層過濾沉淀器為一筒形容器，所述筒形容器上部具有堰口進(jìn)水槽和過濾網(wǎng)、下部焊接有圓錐體、底部具有出液口；所述圓錐體下部設(shè)置有進(jìn)水反射器、底部具有排污口，所述圓錐體中的所述進(jìn)水反射器下方還設(shè)置有進(jìn)液口。
[0018]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，低碳造紙熱電聯(lián)供系統(tǒng)以農(nóng)作物秸桿為原