Регенерация тепла при производстве древесной массы из щепы
Характерной особенностью процесса производства древесной массы из щепы, прежде всего термомеханической массы, является то, что большая часть всей затрачиваемой при размоле энергии (до 85-90 %) расходуется на образование вторичного пара из влаги, поступающей с древесным сырьём в зону размола.
На собственно размол и рафинирование волокон расходуется менее 10 – 15 % от общего количества затрачиваемой энергии. В зоне размола образуется от 1300 до 2500 кг пара на 1 т получаемого полуфабриката. Используя этот пар, можно регенерировать от 40 до 80 % энергии, расходуемой на размол, и тем самым существенно улучшить технико-экономические показатели процесса производства древесной массы в целом. При использовании систем, позволяющих регенерировать 80 % пара, образующегося в зоне размола, энергетические затраты на производство ТММ снижаются до уровня затрат на производство обычной ДДМ.
Пар, образующийся в зоне размола щепы, содержит химические вещества и механические примеси.
В сконденсированном паре, отобранном из зоны размола ТММ, содержатся этанол, муравьиная и уксусная кислоты, смоляные кислоты, экстрактивные вещества, скипидар.
Благодаря наличию муравьиной и уксусной кислот конденсат имеет кислую реакцию, и поэтому теплообменная аппаратура должна изготовляться из кислотостойких материалов.
Содержание механически увлечённых примесей в паре составляет в среднем 50 – 200 мг/кг конденсата. Вторичный пар, образовавшийся в процессе размола щепы, может использоваться:
- для подогрева щепы в пропарочных камерах перед размолом;
- для получения в скруббере горячей воды, используемой для промывки щепы или для размораживания в зимний период балансовой древесины перед окоркой;
- для получения в теплообменниках чистой горячей воды с температурой до 90 0С, которая в дальнейшем используется для подогрева воздуха, подаваемого под сушильные колпаки бумагоделательных машин, или непосредственно для отопления жилых или производственных помещений;
- для сушки волокнистых материалов;
- для сушки пиломатериалов и т.д.
Наиболее эффективно регенерация пара осуществляется на установках по получению древесной массы из щепы, в которых размол на обеих ступенях осуществляется под давлением (способ «Тандем») фирмы «Юльхяваара», Финляндия. Схема такой установки показана на рис. 37.
Рис. 37. Схема регенерации тепла на установке Тандем – ТММ.
Пар отбирается из циклонов первой и второй ступени размола при давлении 250 кПа. Этот пар после промывки направляется в пластинчатый теплообменник и после него при давлении 220 – 230 кПа подаётся в сушильные цилиндры бумагоделательной машины. В зависимости от производительности установки можно получить от 700 до 2100 кг чистого пара на тонну массы. Стоимость регенерированного чистого пара составляет около 40 % от стоимости всей затраченной на размол энергии.
Разработанная фирмой «Валмет» система термомеханической рекуперации позволяет регенерировать до 80 % энергии, расходуемой на размол (рис. 38). Основные достоинства системы: малые габариты, простота и надёжность, конструкции, гибкость при изменениях режимов нагрузки.
Холодная вода
Рис. 38. Система ТМР.