我國造紙行業(yè)的發(fā)展一直受到原材料方面的限制,隨著世界環(huán)保要求的增強,對森林樹木的保護提高,木漿占原材料的比例越來越小。目前,據(jù)2014年中國紙業(yè)內(nèi)統(tǒng)計,占比例75%的造紙企業(yè)主要的制漿原料是廢紙漿,尤其以美廢為主。現(xiàn)代造紙工業(yè)是一個資金、技術(shù)、能源密集化,生產(chǎn)大規(guī)模化的產(chǎn)業(yè),具有生產(chǎn)連續(xù)性強、工藝流程復(fù)雜、能源消耗高、原材料處理量大、污染負荷重、投資大的特點。隨著中國工業(yè)化進程的加劇,環(huán)境污染日益加重,水資源消耗量較大。多數(shù)造紙企業(yè)已采用零污染、零排放工藝。
對于造紙廠,流量測量和控制比較重要。對進入抄紙機的紙漿流量進行測量,電磁流量計可以與濃度計配合作為紙張定量控制的前饋;在配漿系統(tǒng)中對紙漿進行測量,
電磁流量計可以實現(xiàn)紙漿配比的連續(xù)或斷續(xù)控制等。目前,國內(nèi)的大中型造紙企業(yè)已逐步使用電磁流量計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的差壓流量計,雖然在國外某些重要的小流量計量一部分采用了科里奧利質(zhì)量流量計,但電磁流量計還是占著造紙行業(yè)液體計量的主導(dǎo)地位。這是因為電磁流量計的測量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化的影響;它的測量范圍很大,可以涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態(tài),這是差壓式流量計、渦輪式、渦街等流量計不能比擬的。對于纖維懸浮液,電磁流量計可以有效地抑制噪聲波動,提高流量測量的精確度。由于電磁流量計結(jié)構(gòu)簡單,無活動部件和阻礙被測介質(zhì)流動的擾動件和節(jié)流件,不會發(fā)生管道堵塞、磨損等問題。當被測介質(zhì)在傳感器測量管內(nèi)流動時,幾乎無壓力損失,僅消耗10~20W的電功率,這點對于工廠來說,能夠顯著節(jié)省能耗,可以嚴格地控制環(huán)境污染物的排放。
電磁流量計生產(chǎn)廠家,從對電磁流量計的生產(chǎn)、組裝、標定、校驗檢測、包裝出庫到售后等每一環(huán)節(jié)技術(shù)做到嚴謹可靠。公司采用**的自動化設(shè)備,高精度的水標裝置,防雷電保護設(shè)計和高效抗干擾電路,提供用戶可選用的**防噪技術(shù)功能,并通過系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)工藝流程,保證給用戶提供一套高精度、高質(zhì)量以及高防噪性的電磁流量儀表。
現(xiàn)代造紙主要的基本過程是—制漿和造紙。制漿就是利用化學(xué)或機械的方法,或兩者結(jié)合的方法,使植物纖維原料離解,變成本色漿(未漂漿)或漂白紙漿的生產(chǎn)過程。造紙則是把懸浮在水中的紙漿纖維,經(jīng)過各種加工結(jié)合成合乎各種要求的紙頁。當今制漿造紙生產(chǎn)過程化的發(fā)展與應(yīng)用,已在提高勞動生產(chǎn)率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、減少消耗、降低成本、改善勞動條件、保證安全生產(chǎn)、消除環(huán)境污染等方面起著不可估量的作用。而在整個造紙工藝中,電磁流量計基本上在所有的工段都有使用。
智能電磁流量計在造紙廠漿料廢水處理系統(tǒng)中的突出應(yīng)用
一、配漿備料過程
備料工段主要任務(wù)是將不同的原料制成漿料,采用的原料主要有機械漿、化學(xué)漿、脫墨漿、漂白化機漿。無論是本色漿還是漂白漿,電磁流量計在制漿過程中主要是參與對打磨漿、水和酸或堿的流量測量。一般經(jīng)過機械打磨后漿料的溫度要達到80℃,當以木材或草料等材料作為原料制漿時往往還要經(jīng)過蒸煮工藝。由于蒸煮液為堿如Ca(OH)2或NaOH溶液,漿液均呈堿性,因此對測量儀表提出了較高要求。一般
電磁流量計多采用耐高溫的聚四氟乙烯襯里,耐腐蝕性強的電極材質(zhì),并采用分體型結(jié)構(gòu)安裝。
在漿液配比過程中各廠家為得到不同質(zhì)量的紙張,采用不同和的漿液配比濃度,但往往由于一種漿料的細微差別而導(dǎo)致成品不合格,從額頭造成更大的物料和經(jīng)濟損失。所以各造紙廠在每一根參加配比的管道上都裝有電磁流量計測量流入配漿總管的漿料瞬時和總量流量,同時還在配漿管的下端都安裝在線濃度計以檢測配漿效果。如果一旦設(shè)定的濃度有偏差,立即調(diào)節(jié)閥門的開度以調(diào)整相應(yīng)的漿料流量。這里要求電磁流量計的精度高,并具有良好的重復(fù)性和動態(tài)響應(yīng)性。
對于廢紙非脫墨漿,電磁流量計主要用來根據(jù)漿料的濃度計量打漿用水量。通過電磁流量計精確的測量能夠更好地控制打漿度,穩(wěn)定地調(diào)節(jié)漿料濃度,為紙漿以后的成形提供良好的前提保障。對于大型的造紙企業(yè),打漿用水一般都是經(jīng)循環(huán)回收后的水,這種水對電磁流量計的要求不高,一般選用聚四氟乙烯襯里和316L電極即可。
二、稀釋漿料
紙料調(diào)量的目的在與按造紙機的車速和定量的要求提供連續(xù)不斷的穩(wěn)定的供漿絕干量,稀釋的目的則是按照造紙機抄造的要求,將紙料稀釋到適合的濃度,以便在抄造過程中形成均勻的濕紙頁。在一般情況下,調(diào)量和稀釋是同時進行的。紙料稀釋一般使用網(wǎng)布的濃白水,以節(jié)約用水、回收白水中的物料及能量,并減少對環(huán)境的污染。
原木或廢紙經(jīng)過打漿變成所需的纖維漿料,廢紙打漿后進行洗滌漂白處理,這時電磁流量計主要測量介入打漿后的加水流量。水大多為四周的江河水稍加處理后就介入運行,所以水質(zhì)較差,但沒有腐蝕性,電磁流量計采用常規(guī)的橡膠襯里和不銹鋼電極即可。
三、優(yōu)化蒸煮器中的漿水平衡
穩(wěn)定精確的流量測量是提高連續(xù)蒸煮器性能的關(guān)鍵,更好的測量應(yīng)該允許用戶將循環(huán)管道中蒸煮溫度浮動降到*小,在抽提管道中實現(xiàn)精確的漿水平衡,并控制噴放管道中產(chǎn)生的紙漿量。
化學(xué)法制漿有兩類:堿法和亞硫酸鹽法。在這兩類方法中,氫氧化鈉是主要的蒸煮的活性化學(xué)藥劑,在硫酸鹽法中還包含硫化鈉。對于有堿回收的工廠,由于白液濃度高,在蒸煮前必須用水或黑液加以稀釋,混合均勻、濃度一致后再進行送液。電磁流量計在這個工段主要是控制用于稀釋的水量或黑液量,精確地控制漿料的液比,有效地控制造紙廠的進水量,節(jié)約控制造紙廠的電能消耗。
如KP連續(xù)蒸煮器內(nèi)極度高溫、高壓和具有高漿料含量的腐蝕性堿性液體的環(huán)境,要求電磁流量計能耐受極其苛刻的蒸煮器條件。CISSON公司的工程師開發(fā)了PFA襯里電磁流量計,它能耐受蒸煮條件。為防止襯里蠕變,開發(fā)了一種新型插入式電極。此外,它還具有一套特別的接地環(huán),以防極端條件下進氣道內(nèi)徑變形。采取了一系列措施后,新型“蒸煮器電磁流量計”能在極端高溫/高壓條件下(170℃和1.3MPa)穩(wěn)定精確的測量流量。
四、篩選、洗滌和漂白工段
廢紙是重要的可再生資源,廢紙的回收利用是解決造紙工業(yè)面臨的原料短缺、能源緊張和污染嚴重等三大問題的有效途徑。近十年來,世界各國高度重視廢紙資源的利用,廢紙的回收率和利用率逐年增長,處理廢紙的技術(shù)不斷改進和完善,用廢紙漿制成的紙和紙板的產(chǎn)量和品種也逐年增多。通常國內(nèi)有不少企業(yè)采用廢紙制漿,即將廢紙打漿后再進行洗滌漂白處理,這里電磁流量計主要測量參與打漿后的加水流量以及渣排放的控制。水大多為附近的江河水稍加處理后就參與運行,所以水質(zhì)較差,但沒有腐蝕性,CISSON技術(shù)人員推薦客戶一般選用常規(guī)的橡膠襯里和316L電極就可滿足測量條件。
為了將經(jīng)過印刷的廢紙變成滿足生產(chǎn)要求的白紙漿,提高廢紙漿的使用價值和生產(chǎn)的紙張級別,需要從廢紙中除去油墨。為了破壞印刷油墨對纖維的粘附,需要加入一些化學(xué)品,在適當?shù)臏囟群蜋C械作用下,將油墨從纖維上分離出來。參與脫墨過程的脫墨劑(常見的脫墨劑有NaOH、Na2CO3、Na2SiO3和H2O2)大多數(shù)都是堿性和腐蝕性強的添加助劑,電磁流量計*好選用化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕性強的PTFE襯里,哈氏合金B(yǎng)電極。不過針對不同的生產(chǎn)線及特定的添加物,可以選用適合的電磁流量計測量。
混漿配料過程中各種化學(xué)藥品的控制直接影響抄造紙的質(zhì)量和紙機的穩(wěn)定運行。為保證紙張的白度均勻細致,要添加不同的添加劑、分散劑和漂白劑,這些添加劑的流量小,腐蝕性強,所以大多數(shù)電磁流量計選用PTFE和PFA襯里。H2O2漂白化學(xué)漿,可以達到更高的白度,改善紙漿的白度穩(wěn)定性。故造紙廠在多段漂的*后一段多選用H2O2作為漂白劑,但H2O2對金屬材料的腐蝕性強,出于防腐考慮我們可以選用Pt作為電極材料。但是,現(xiàn)場使用情況證明:當過程壓力小于0.3MPa時,Pt電極會同H2O2發(fā)生反應(yīng),會在電極表面形成一層氣霧,我們稱其為觸媒反應(yīng)。這時輸出信號會有很大的波動,造成測量精度下降,但選用鉭(Ta)就可避免此輸出晃動,精確的計量添加助劑流量,更好地預(yù)防了小流量化學(xué)品的浪費。
五、高濃度紙漿
在中濃和高濃紙漿管道出口,因介質(zhì)濃度高、溫度高,并伴有蒸汽加入,還會時不時的出現(xiàn)真空現(xiàn)象,對電磁流量計電極的附著快,所以對電磁流量計提出了較高的要求。由于負壓對電磁流量計襯里具有吸附作用,在一定壓力下使電磁流量計襯里變形導(dǎo)致測量面積變化,給工廠帶來很大的不便。CISSON公司技術(shù)創(chuàng)新人員推出了新型的帶有鋼襯的電磁流量計,可以更好地保護襯里,防止真空條件下襯里塌落。
六、蒸煮廢液的回收
在蒸煮器中,將木片和“白液”,氫氧化鈉(NaOH)和硫化鈉(Na2S)的混合物一起放在壓力鍋設(shè)備中蒸煮。蒸煮過程中木質(zhì)素分解,木質(zhì)素使木質(zhì)纖維結(jié)合在一起,廢棄的白液和木質(zhì)素的混合物就是“黑液”。由于黑液中殘留的有機顆粒,采用單一的低頻直流勵磁(6.25、12.5、25Hz等)的傳統(tǒng)儀表會有漿料噪聲的問題。
高頻勵磁電磁流量計可以很好的降低漿料的流動噪聲,提高動態(tài)響應(yīng)速度。在制漿造紙過程中,回收利用對各廠能源經(jīng)濟和環(huán)保方面尤為重要,如白液通過燃燒及回收,經(jīng)澄清處理后送到蒸煮工段循環(huán)使用。在回收過程中使用的化學(xué)藥品、黑液、白液和綠液會覆蓋在流量管內(nèi)側(cè),將會在電極上形成絕緣層,影響準確測量,縮短儀表使用壽命。因此,在造紙廠中要定期的清理電極,保證良好的測量環(huán)境。
七、造紙過程
造紙過程主要是將各種漿料按比例混合后經(jīng)網(wǎng)部脫水,壓榨成形并烘干后成為原紙,經(jīng)后段涂布、壓光后出成紙。在抄紙過程中電磁流量計主要參與對冷卻水、明礬和滑石粉等的流量計量。因不同紙種的漿料配比有所區(qū)別,所以在混漿中流量計的精確計量顯得尤為重要, CFQ105流量計的高精度及快速響應(yīng)等優(yōu)點在這里得到了很好的體現(xiàn)。實踐發(fā)現(xiàn)電磁流量計在使用過程中,接地的正確與否對流量計的穩(wěn)定性影響*大。
八、紙張定量的控制
造紙廠中,對進入頭箱的紙漿流量的檢測是非常重要的,這個流量參數(shù)直接參與紙張定量的控制。由于頭箱壓力和液位的變化,通過唇板噴射到網(wǎng)布上的紙漿量會有波動,所以控制頭箱進漿流量的平穩(wěn),對于紙張定量的控制至關(guān)重要,也會直接影響紙張的*終品質(zhì)。由于“紙漿纖維”碰撞電極會產(chǎn)生噪聲,噪聲信號會導(dǎo)致儀表的輸出值波動,定量閥的開度就不穩(wěn)定,這樣就不可能得到一個穩(wěn)定的定量。為了獲得穩(wěn)定的流量信號,使用碳化鎢電極取代不銹鋼電極會進一步提高其抗?jié){料噪聲性能,減小輸出波動。
電磁流量計可以根據(jù)*終成品紙張的厚度、水分的測量來控制進漿流量。但是高頻勵磁電磁流量計在抗?jié){料和紙漿流動引起的噪聲方面存在不足。當維持嚴密控制,并允許流漿箱中紙漿液位變化更小時,可使用低阻尼值。當流漿箱到成形篩漿機的壓力一致,*終產(chǎn)品的紙張定量和厚度變化小時,工廠可設(shè)定其控制點更接近理想紙張定量值,降低損耗并使同樣數(shù)量的紙漿獲得更多*終產(chǎn)品,提高利潤,節(jié)約成本。
九、應(yīng)用于涂布、施膠量的控制
紙板中涂布量的控制對降低成本,提高紙品質(zhì)有著極大的作用,施膠和涂布是造紙中兩道必備工序。因膠料和涂料的化學(xué)性質(zhì),對流量的計量提出了較高的要求。電磁流量計被應(yīng)用于此,襯里需選用PFA全澆注型,保證電極與襯里能夠完全的貼合,防止因膠料或涂料覆蓋在電極表面而影響測量,若被覆蓋會在滿管時出現(xiàn)空管報警,當然儀表的周期檢查和清潔在這里顯得重要起來。在涂料的配比控制中,很好地運用了流量計的脈沖計量功能。
目前,造紙廠中的廢水污染是比較頭疼的一大問題,從原料到合格的成品,每個工段中幾乎都離不開水。造紙廠中的廢水包括來自制漿、漂白、造紙和回收工藝的污水。污水處理工藝主要是通過生物氧化,絮凝,沉淀等工藝達到污水凈化的目的,在每個階段都需要一定的流量計來進行測量。在污水處理工藝中,需根據(jù)工藝要求,配置對應(yīng)的檢測儀表,構(gòu)成可靠的控制系統(tǒng)。
造紙廠中的廢水通過凈化處理后可以循環(huán)使用,節(jié)省工廠用水量和耗電量。廢水處理工藝中,需要對排放水、添加劑、污泥等進行計量和控制,此時流量的測量非常重要。由于廢水中含雜質(zhì)、腐蝕性小、流量變化大、有一定的導(dǎo)電能力,適合選用耐磨損的PTFE襯里和316L電極。目前多數(shù)紙廠使用流量計后節(jié)省了成本,更好的控制了漿料比,更重要的是通過控制污水的排放量減少了環(huán)境污染,經(jīng)濟高效。
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,世界各國的流量計生產(chǎn)廠家努力將*新的科技應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計中,提高產(chǎn)品性能,擴大產(chǎn)品的使用范圍。經(jīng)過多年實踐,電磁流量計具有的其他流量計不可替代的特點使它在造紙領(lǐng)域中獨占鰲頭,普遍選用PTFE或其他氟塑料襯里,電極則是依照不同液體的性質(zhì)決定。尤其是對于流體噪聲較大的纖維漿料,選用碳化鎢電極,聚四氟乙烯襯里,加之**的高頻勵磁電路設(shè)計,提高了電磁流量計的零點穩(wěn)定性、靈敏度和測量精度。
智能型紙漿流量計是一種適用于紙漿和紙張制造業(yè)的一款高性能、高穩(wěn)定性、高可靠性的紙漿專用流量計。采用離子注滲工藝制作的新型“碳化鎢滲鋼電極”和高性能襯里材料,結(jié)合高頻勵磁技術(shù),能夠提供穩(wěn)定和精確的測量性能。針對干擾性強的紙漿,使用能夠尖峰抑制的抗噪聲干擾轉(zhuǎn)換器,解決了工廠比較頭疼的流量波動干擾。除此之外,電磁流量計的正確安裝和接地也是流量穩(wěn)定測量的前提保證。通過技術(shù)人員的不斷創(chuàng)新以及現(xiàn)場實踐反饋,在未來的幾年里,
電磁流量計會依據(jù)其自身獨特的優(yōu)點成為流量計市場的排頭兵。
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