制浆工业的热电联产及相关的重大技术发展

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1、专题论坛•热电联产•制浆工业的热电联产及相关的重大技术发展杨懋暹（中国造纸学会，北京，100020）摘要：蒸煮废液碱回收的热电联产实现了废液的综合利用，比普通的煤发电具有多项优势，如热效率高、SO2的空气污染小、没有煤灰的二次污染。目前正在开发的黑液气化技术还可使黑液发电量提高1~2倍，这将是制浆工业一项重大的技术进步。关键词：碱回收；综合利用；热电联产；黑液气化技术中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：0254-508X(2007)07-0056-03由于能源短缺问题日益机浆、脱墨浆和新闻纸的综合浆纸厂，年产纸36万t，严重，世界

2、各国都在积极寻其自产电力为68MW。其他如金东纸业、中华纸业、作者简介：杨懋暹先生，找和开辟新的能源和开发佳木斯造纸厂、吉林造纸厂、广州造纸厂、岳阳纸厂教授级高工；中国造纸学可再生能源。我国政府也等大型纸厂均有发电车间。会常务理事兼学术委员会主任，北京造纸学会顾已经出台了一系列节约能源、一般浆厂除有碱回收炉外，同时也有1台动力锅问。开发新能源的政策。最近提炉，可燃烧树皮、木屑、废水处理的污泥等各种固形出，到2020年开发的新能源垃圾。它产生的高压蒸汽与回收炉的高压蒸汽合并用中，可再生能源要占整个能源的20％。于发电和供热，也是变害为利。造

3、纸工业是一个耗能大户，同时也是一个自产能一般来说一个纯针叶木制浆厂的热电能源自给有源的大户。中国造纸业自产能源占整个行业耗用能源余，但实际外卖的电量占总自产电量的比例较小。浆的比例，目前没有统计数据。美国10年前造纸业自厂的热电车间，比单纯以煤为燃料的电厂还具有如下[1]产能源占整个行业耗能的56％，日本造纸业的自产优点：能源占整个行业耗能的40％，所以减少造纸行业的耗⑴一般冷凝式电厂热利用系数为40％左右，而[2]能和提高自产能源量，对降低能耗将有重要意义。浆厂由于热电联产，可以高达80％。⑵浆厂热电联产实际上是废物利用，起到保护环1造

4、纸企业有巨大的热电需求，又有热电生产的条件境的作用，同时还可再生能源。造纸生产过程中要使用大量的热、电能源。一般⑶现代木浆厂的碱回收炉燃烧的黑液固形物浓度情况下生产需要的热电都是从社会上采购的，但造纸高达80％，排气中SO2含量很少，远低于一般煤发过程中同时也会产生大量的废液和废料，如制浆废液，电产生的SO2，因此是一种较清洁的能源。如不加以回收利用就会污染环境。19世纪30年代美⑷一般电厂产生大量煤灰，而浆厂的碱回收炉不国汤林逊公司的第1台碱回收炉问世，可将制浆废液产生煤灰，因此不形成二次污染。蒸发燃烧，回收的碱仍用于生产，回收的高压蒸

5、汽用可以说浆厂热电联产生产的能源是一种高效的清于发电，经汽轮机排出的低压蒸汽用于制浆造纸和碱洁能源，是国家鼓励发展的能源。回收。因此，纸厂既有对热电的需求，也有生产热电2纸厂热电联产能源原理的条件。纸浆厂热电的比例可以超过100％，是高效率的循环经济。制浆废液发电在我国多家纸厂均有应以煤为燃料的发电技术，目前正在进行巨大的改用。燃烧废液的炉子结构特殊，喷射进去的废液浓度革，重点是开发燃气－蒸汽的联合循环发电。其基本在75％以上，燃烧产生的熔融物为Na2CO3，经苛化原理是利用燃气轮机进一步提高介质温度；蒸汽轮机成NaOH回用到蒸煮工段。可

6、以降低排气温度，这样可以大幅提高发电效率。海南金海浆厂的碱炉日燃烧固形物5000t，其发电能力为120MW。南平纸厂是一个生产化学浆、化收稿日期：2007-01-09（修改稿）・56・ChinaPulp&PaperVol.26,No.7,2007专题论坛[3]发电效率理论计算见下式：果，有可能在今后15~20年商业化。不远的将来一个ηC=1–T2/T1浆厂的发电量可比现在提高1~2倍，且很可能未来木式中：T1为热源燃气温度，T2为冷源蒸汽排气温浆厂的产品不仅是纸浆，还有电。度，这种热电联产示意见图1。3中国造纸工业的热电联产发展前景据中国

7、年鉴统计资料表明，在30个制造业中，造纸工业的能耗位于黑色冶金业、化工制造业、非金属制造业、石油煤焦业、有色金属业、纺织业之后，居第7位。在电耗方面排序基本同上，只是退居第8位。在30个制造业中，仅造纸业能利用废料生产能源。表1为近年来我国有碱回收纸厂的自产能源和耗能情况，不包括纸厂外购煤炭发电的情况。从表1看出，近年来我国碱回收量逐年增加，以此推算的自产泵能源量也逐年增加。2001年自产能源占总消耗能源的[7-8]9.7％，到2003年就上升到12％。尽管这个数字图1　燃气－蒸汽联合循环发电示意图很小，但它是增长的。随着规模的逐渐扩大，

8、中国浆厂自产能源的条件越来越具备，自产能源的比例也会目前这种发电方式已有商业运行，称为IGCC系越来越高。统。今后，纸厂的热电联产开发也应走这条路，不是表1近年来中国造纸行业产能和耗能情况燃烧