中浓纸浆氧脱木素塔的设计与研究.pdfVIP

中浓纸浆氧脱木素塔的设计与研究 李军陈克复宣征南陈奇峰 华南理工大学制浆造纸国家重点实验室 摘要：我国造纸原料以非木纤维为主，非木原料的氧脱木素技术在近两年才实现工业 化，本文结合中浓纸浆的流动特性及压力容器的特性，提出了氧脱木素塔各部分结构(塔 体、封头等)的选择方法及氧脱木素塔的设计参数的确定方法，给出中浓纸浆氧脱木素塔 的设计基本过程，为氧脱木素塔的设计者提供理论及设计依据。 关键词：中浓纸浆氧脱木素压力容器 中图分类号：TS79 文献标识码；A 编号：No．105—200A 一、概述 氧脱木素研究始于1867年，有人发现在旋转的纸浆中通入加热的空气可以增加漂白 效果，经过长期研究，到1961年，氧脱木素的带压操作及碱性条件这两个基本要素已经 确定；随后通过Robert等人的研究，发现添加镁盐可以防止纸浆粘度及强度降低；氧脱 木素技术投入生产最后一个难关是由于氧气在水中的溶解度较低，无法达到较高的传质速 率使氧气到达纸浆并与之反应，这一点随后被克服，通过一个高剪切混合器使纸浆与氧气 充分混合而增大氧气与纸浆的接触面积，增大氧气的传质速率，保证氧气与纸浆充分反应； 1970年，第一条氧脱木素生产线在南非正式投产。 设备相对高浓较安全和较容易实现，因此得到广泛应用，在国外，通用的生产流程是：中 浓度纸浆经氧脱木素后，卡伯值从20左右降到12左右，然后再用多段漂白的方法漂至高 白度：氧脱木素作为蒸煮的继续及漂白的起始，脱木素率达到35-50％，同时大大降低漂白 段废水的污染负荷，包括BOD，COD及色度；同时通过改变氧脱木素的工艺条件，氧脱木 素已能适应多种浆种的漂白，如硫酸盐木浆及苇浆、竹浆等非木浆的漂白。我国传统的低 浓用氯漂白方法(如C-E-H三段漂白)因其废水量大、污染严重，正逐渐被中高浓纸浆少 (无)污染漂白方法(ECF、TCF)所取代，因此，研究与推广氧脱木素及后续的中高浓少 (无)污染漂白技术与装备将成为我国纸浆漂白的主要发展方向。 160 目前，在我国投产的氧脱木素生产线主要依靠引进，如表1所示： 表l：我国引进的一些氧脱木素生产线 企业所在地 浆种 产量 段数 氧塔规格 供应商 110m3由2．6×24m 山东森博 硬木 500t／d0_勺 Ahlstrom 198m3巾3×31．9m 广西南宁 马尾松 300t／dO 145m3巾2．8X28mAhlstrom 四川雅安 180t／d0 巾2×20．5m 1一Ran 竹浆 Ingera01 d 福建邵武 竹浆 180t／dO 由2×18m Ingera011一R锄 d 广西贺县 马尾松 180t／d0 68m3巾2．5×16mSunds 中浓纸浆氧脱木素塔(下称氧塔)是氧气同纸浆反应的主要设备，不仅要符合氧脱木 素工艺条件的要求，同时还要综合考虑中浓纸浆的流动特性、纸浆与氧气的反应动力学、 通用压力容器的设计标准与要求，才能确定氧脱木素塔的结构与相应的设计参数。在设计 之前，针对所用原料，要通过实验室小试取得最佳工艺条件，并参照已有相关的经验数据， 确定与氧塔设计相关的工艺参数后，就需要确定氧塔塔体各部分的结构和相应参数。就我 国目前制浆厂的规模一般均在150T／D，为节省制浆和运行成本，尽量不采用布浆器和卸料 器，因此