煤焦气汽电浆纸节能工艺

摘要

一种煤焦气汽电浆纸节能工艺，包括炼焦工艺段、发电工艺段、造纸工艺段；原煤送入炼焦工艺段得到煤气；煤气送入发电工艺段得到电量；电量供给造纸工艺段；发电工艺段包括蒸汽发电工艺段和直燃发电工艺段，煤气按不同比例送入上述两个发电工艺段；蒸汽发电工艺段的产物还有废热蒸汽，前述废热蒸汽作为热源供给造纸工艺段。此工艺将各工艺段的产物及能量充分回收利用，达到节能、降耗、减排的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及原煤炼焦工艺、煤气发电工艺、造纸工艺；特别涉及造纸工艺中能量供给及分配。

背景技术

目前在我国的造纸工业中广泛应用的是原煤制蒸汽发电制浆造纸工艺。此工艺的缺点是原煤热量利用率低、发电成本高，燃煤产生的二氧化碳排放量大，其它有害物质严重污染环境。

在造纸工业中目前应用的是用燃油提供能量的碱回收和石灰回收循环制碱工艺。此工艺的缺点是成本高、操作复杂、运行稳定性差、安全性差。

我国是既缺乏森林资源又缺少石油资源的国家，同时以原煤作为基本能源，碳减排压力巨大。这种先天不足使得造纸行业的原料绝大部分依赖进口，燃油又长期受制于国际市场。这两个硬约束使行业成本居高不下。长期燃煤造纸又使行业碳排和环保压力负担沉重。因此，造纸工业减低成本的出路不多，主要集中在能源品种的改变和能源利用方式的创新上，近二十年也没有大的突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种煤焦气汽电浆纸节能工艺。

本发明提供的一种煤焦气汽电浆纸节能工艺，包括炼焦工艺段、发电工艺段、造纸工艺段；原煤送入炼焦工艺段得到煤气；煤气送入发电工艺段得到电量；电量供给造纸工艺段；发电工艺段包括蒸汽发电工艺段和直燃发电工艺段，煤气按不同比例送入上述两个发电工艺段；蒸汽发电工艺段的产物还有废热蒸汽，前述废热蒸汽作为热源供给造纸工艺段。

根据国内造纸工业现状，有些造纸厂使用短流程工艺，即以购买的纸浆直接造纸。有些造纸厂使用长流程工艺，即包括制浆工艺段、碱回收工艺段、石灰回收工艺段和造纸工艺段。

若使用长流程造纸工艺，则对应本发明的工艺流程为：还包括制浆工艺段、碱回收工艺段、石灰回收工艺段；植物纤维、碱和石灰投入制浆工艺段得到黑液、白泥和纸浆；黑液投入碱回收工艺段得到碱；白泥投入石灰回收工艺段得到石灰；电量和废热蒸汽气还供给制浆工艺段；原煤经炼焦工艺段得到的煤气分出一部分用于燃烧供热给碱回工艺段和石灰回收工艺段。

原煤炼焦产生煤气、焦油和焦炭。焦油和焦炭还可回收。电量用于制浆和造纸工艺段后若还有富余的情况下，多余电量转移至外网，还可为企业增收。

处理黑液和白泥可降低对环境的危害，回收得到的碱和石灰可继续使用也可售出。

碱回收窑和石灰窑回收的碱和石灰再次投入制浆工艺段，碱在制浆工艺段和碱回收工艺段循环，石灰在制浆工艺段和石灰回收工艺段循环。

短流程工艺中，燃烧制蒸汽用煤气占煤气总量的30%—70%，余量为直燃发电用煤气。

长流程工艺中：燃烧供热用煤气占煤气总量的10%—30%，燃烧制蒸汽用煤气占煤气总量的30%—70%，余量为直燃发电用煤气。

煤气的按比例分配为适应各工艺段的能量需求，达到以最小的能耗得到最大的产能的目的。

短流程工艺还可以应用到制糖、酿酒和酒精等高耗电、高耗蒸汽等行业。

附图说明

    图1为本发明的短流程工艺流程图。

图2为本发明的长流程工艺流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行进一步描述。

实施例1

以图1所述短流程工艺流程，详述如下：用七十五万吨原煤1送入炼焦工艺段，约制得二万吨煤焦油3，五十万吨焦炭4和两亿立方米煤气2。煤气2送入蒸汽发电工艺段得到电6和废热蒸汽5。废热蒸汽5供给造纸工艺段。煤气2供给直燃发电工艺段得到电6，电6供给造纸工艺段。外购的纸浆8经造纸工艺段制备成成品纸13。

煤气2供给蒸汽发电工艺段和直燃发电工艺段的比例为3:7。以此能量分配可制备20万吨纸。

将煤气经总阀门A，通过第一分阀门B供给蒸汽发电工艺段；通过第三分阀门D供给直燃发电工艺段。

实施例2

以图2所述长流程工艺流程，详细工艺描述如下：

用七十五万吨原煤1送入炼焦工艺段，约制得二万吨煤焦油3、五十万吨焦炭4，同时得到两亿立方米煤气2。煤焦油3和焦炭4可回收，给企业创收。煤气2分成三部分。第一部分供给蒸汽发电工艺段得到电6和废热蒸汽5。第二部分煤气供给碱回收工艺段和石灰回收工艺段。第三部分煤气用于直燃发电得到电6。废热蒸汽5和电6用于制浆工艺段和造纸工艺段。植物纤维7经制浆工艺段得到纸浆8和含废碱的黑液9以及含石灰的白泥10，纸浆8用于后续的造纸工艺，黑液9投入碱回收工艺段得到碱11，白泥10投入石灰回收工艺段得到石灰12。纸浆8经造纸工艺段得到成品纸10。

煤气直燃发电和燃烧制蒸汽后发电的电量除供给制浆工艺段和造纸工艺段外，多余的电量输送给外网，给企业增收。

碱11和石灰12再次投入制浆工艺段；碱11和石灰12可在制浆工艺段、碱11在制浆工艺段和碱回收工艺段循环，石灰12在制浆工艺段和石灰回收工艺段循环。

煤气供给碱和石灰回收工艺段、蒸汽发电工艺段、直燃发电工艺段的比例为1:1:2。以此分配可使碱在制浆造纸工艺段、碱回收工艺段中循环利用，无需一直补碱；使石灰在制浆工艺段、石灰回收工艺段中循环使用，无需一直补石灰；且可制备20万吨浆纸。

煤气2经总阀门A后分成三部分。第一部分煤气2经第一分阀门B，供给蒸汽发电工艺段。第二部分经分阀门C供给碱回收工艺段和石灰回收工艺段，其各自需要的煤气通量分别经分阀门E和分阀门F调节。第三部分煤气经分阀门D后供给直燃发电工艺段。

煤焦气汽电纸浆节能工艺中的能量分配通过以阀门控制煤气的通量实现，使能量得到充分利用，达到节能、降耗、减排的目的。

新工艺具有相当大的经济和生态效益。对一个年产二十万吨的浆纸厂进行改造，新建一个年产一百万吨焦炭的焦厂与之相匹配，年产煤气4亿立方米。并对原有工艺进行相应的改造，总投资大约六亿人民币。焦炭是国际短线产品，本身就有利润，吨焦净利润100元人民币。焦炉煤气是炼焦副产品，用来制蒸汽、发电、制碱、制石灰，进而制浆造纸。一年可以节约原煤30万吨，节约燃油3万吨。仅此两项，按2011年煤炭和重油的价格计算，企业可以降低成本2亿元人民币。每吨纸增加效益1000元人民币，2年就可以收回投资。减少二氧化碳排放78万吨， 二氧化硫排放0.26万吨。2010年中国纸产量为9300万吨，若对有条件的工厂进行新工艺改造，即使改造三分之一的产能，一年造纸工业可以增加效益300亿元，减少二氧化碳排放11700万吨，减少二氧化硫排放26万吨。

本发明具有四个优异的技术效果：

第一，大大降低制浆造纸成本。

第二，减少碳排放和有害物质对环境的污染。

第三，有效利用炼焦的副产品即煤气。全国年产焦炉煤气1000亿立方米，利用率不足50%，其余的都排到大气中。

统一了纸浆工艺内的能源品种，能源使用方式变得更加洁净、简单、便捷、安全、可靠。