碱回收苛化工艺中石灰加入量控制方案的设计及实现

摘要

当今,节能环保已经广泛受到全世界的高度重视,它深入到了生产的各个领域中。但是对于其中的造纸工业,目前在有些工艺环节中还面临着高污染和高能耗的问题正迫切有待于解决。
　　 在我国,由于实际情况,草类植物纤维制浆是造纸的一大特色,但是在煮浆黑液碱回收治理方面,因为草浆白泥中的硅含量较高(通常在10％左右),以及钠碱盐的存在,其回收并不像纯木浆的白泥可以煅烧成石灰返回到消化工段直接循环使用;或者送到电厂,与燃煤配烧后脱硫用以顶替石灰石。只有少数有条件的造纸企业,有时就近将其送给要求不高的水泥厂或砖厂来解决部分白泥的出路,而绝大多数企业对待白泥还是采取外运填埋或者直接进行排放。随着时间的推移和造纸制浆产能的不断扩大,由此产生的白泥二次污染问题日趋突出,同时也浪费了大量的碳酸钙资源。因此对发展循环经济,建立可持续发展的和谐社会具有很大的影响。
　　 为了解决这些问题,提出了“减量、再用、循环”的治污模式,将污染物治理转化为新经济的增长点,贯彻了循环经济的理念。所以对碱回收系统的研究具有很重要的意义。
　　 一般,在现行的碱回收系统中,都是由黑液的提取、蒸发、燃烧、苛化和石灰回收等几个环节组成的,其中最后一个环节是苛化工段,它是碱回收过程中很重要的一个环节,直接决定碱回收率的高低。
　　 苛化工段就是使绿液与石灰进行反应,将碳酸钠转变成可用于蒸煮的氢氧化钠。虽然苛化反应的过程并不复杂,但是要使反应过程控制恰当,则必须进行一些必要的测控。
　　 石灰是苛化工段中的一个重要原料,石灰质量和加入量直接影响浓白液的苛化度。石灰在苛化中的反应分为两步:即消化和苛化。
　　 传统的石灰加入方法最常用的就是视色加灰法,现在也仍有造纸厂在沿用这种方法,即通过观察斜槽中乳液的颜色来确定石灰加入量的多少。但由于苛化工序的工艺要求所限,某一时刻的石灰加入情况一般要经过2小时以后才能取样、分析,得出最终结果,这样大的滞后时间对大规模流水线生产显然是不及时的,误差大,灵敏度太低。
　　 为了弥补上述方法的不足,克服如此大的滞后,我们提出石灰的加入量可以通过串级控制系统来进行控制。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 引言

1.2 石灰对苛化工段的影响

1.2.1 有效氧化钙含量

1.2.2 石灰焙烧程度

1.2.3 石灰的反应活性

1.3 石灰给料装置简介

1.3.1 料仓

1.3.2 电磁振动给料器

1.4 控制技术概述

1.4.1 经典控制理论

1.4.2 现代控制理论

1.4.3 智能控制理论

1.5 本文立题依据和主要内容

2 苛化工艺与控制

2.1 苛化原理

2.2 苛化设备

2.2.1 绿液澄清设备

2.2.2 绿泥洗涤设备

2.2.3 消化设备

2.2.4 苛化设备

2.2.5 白液澄清设备

2.2.6 白泥洗涤设备

2.2.7 膜泵

2.3 苛化工艺

2.3.1 液体系统

2.3.2 固体系统

2.4 苛化工艺流程

2.4.1 绿液澄清

2.4.2 石灰消化和绿液苛化

2.4.3 白液澄清和过滤

2.4.4 绿泥和白泥的洗涤

2.4.5 辅助苛化

2.5 影响苛化反应的主要因素

2.5.1 绿液的组成

2.5.2 绿液的浓度

2.5.3 温度

2.5.4 苛化时间

2.5.5 石灰质量及其用量

2.5.6 搅拌

2.6 苛化操作

3 苛化工艺的在线测量与控制

3.1 在线测量方法的研究

3.1.1 传统测控方法的缺陷

3.1.2 在线测控方法简介

3.1.3 应用效果

3.2 石灰加入量的控制方案

3.2.1 传统控制石灰加入量的方法

3.2.2 串级控制系统

3.2.3 串级控制系统的设计

3.2.4 串级控制系统整定方法

3.2.5 串级控制系统控制石灰的加入量的方法

3.2.6 系统硬件设计

3.2.7 软件设计

3.2.8 系统控制效果

4 论文总结

致谢

参考文献