做和苛化工序物料势能的利用

苛化工序物料势能的利用

作者简介：张子成，黑龙江省佳木斯纸业集团有限公司碱回收厂工艺工程师。

提键要：叙述苛化工序物料势能利用的能量据美国铝业公司称计算过程、节能效果及一点体会。

关键词：节能；苛化；势能；动能；潜在能量；白液；稀白液；溢流

工业工业生产过程中，输送物料所消耗的动力大部分会以物料势能的形式蓄积起来，这些改变了存在形式的动力极具利用价值。

工业佳木斯纸业集团碱回收苛化系统系1991年末从芬兰整套引进，属国内首家采用压力过滤器为主体设备的苛化系统。具有工艺流程合理、动力消耗低(总装机容量1125kW，功率消耗780kW)、占地面积小(460m2)、生产效率高(3365m3/d)、白液固形物含量低(20ppm)等特点，被认为是相对优秀的生产系统。经过近几年的生产实践，我们发现，这样的生产系统在充分利用物料势能这一潜在动力方面也有潜力可挖，即成品物料白液及稀白液的出料位置相对较高，有较大的物料势能可以利用。我们铺设溢流管线，取消了原流程中的中转送液泵，借助于物料本身的势能输送白液、稀白液，使其蕴含的潜在动力得以充分利用。不存在问题如图1所示，为流程改动情况，本文将以这一改造过程为例，简要叙述其能量计算过程、节能效果及体会。

1工最大瞬时流量

1.1工压力过滤器工作原理

工工压力过滤器为筒体结构，上部装有花板，花板以上的筒体被隔板分为6个工作区，每区有清液出口与收集箱连通，花板下方装有过滤元件，底部装有刮泥大耙。其工作过程分3个阶段，由时间继电器通过气动阀A和B自动切换，周而复始，如图2所示。

工工使活动台上升第1阶段为过滤阶段。阀门A打开，乳液泵向过滤器供料，清液透过过滤元件来到花板以上区域，通过出口流入收集箱。白泥则留在过滤元件表面，实现白液与白泥的有效分离。此阶段一般持续3min左右转入下一阶段。

图1 改动前、后的工艺流程对比

图2 压力过滤器的工作过程

工工第2阶段为反冲洗阶段。阀门B打开而阀门A不动，花板以上没有流入收集箱的白液随回流的乳液反冲下来，冲掉过滤元件表面的泥饼，使过滤元件恢复良好的透过性能。此阶段一般持续3～5s。

工工第3阶段为沉降阶段。阀门A关闭，乳液回流，过滤器内部处于静置状态，使第二阶段被反冲下来的泥饼脱离过滤元件区域，向过滤器底部沉降，由底部刮刀收集，排出过滤器。此阶段一般为30s左右，然后进行第一阶段的操作，实现白液的持续过滤及白泥的持续洗涤过程。

1.2工最大瞬时流量的求取

工工压力过滤器的设计生产能力为0.039m3/s。实现过滤、反冲洗、沉降等过程需要270s左右，在此过程中过滤器累计白液产出量为0.039×270=10.53m3，由前述的过滤器工作原理可知，这些白液将集中在过滤阶段180s内流出，此时的白液平均流出量应为：

工工10.53/180=0.059m3/s

工工这就是所谓的过滤器最大瞬时流量。同样道理，我们根据白泥洗涤器设计生产能力为0.0465m3/s，求出白泥洗涤器中稀白液的最大瞬时流出量为：

工工0.0465×270/180=0.0698m3/s

2工实测数据及相应势能潜力计算

2.1工实测数据

工工压力过滤器收集箱下缘标高：14.73m

工工白液贮存槽顶部标高：10.70m

工工稀白液贮存槽顶部标高：8.00m

2.2工相应的势能计算

工工由势能定义式：E=mgh及E势=gh，求得白液收集箱对白液贮存槽的势能。

工工E势=(14.73-按液压控制箱10.70)×1×9.8=38.71(J/kg)

式中：E为物料所具有的势能，J