eucalyptus wood pulp in pulp industry

不同级别的预水解硫酸盐溶解浆的工业生产评估

02/06/2021

必须从技术、经济和环境角度认真评估工厂方案的选择。

Kärkkäinen Jarno Peltonen编写

由于相关的环境效益(例如,替代高水耗棉纤产品),预计溶解浆的需求将呈增长态势。制浆技术是木基纺织纤维生产的核心,因为其主要由溶解浆制成。

溶解浆可由多种木质纤维材料制成,包括阔叶材和针叶材。由于桉树在全球范围内的广泛应用以及对预水解硫酸盐法制浆(PHK)工艺的适用性,因此选择桉树作为本文案例计算的原料。

四种溶解浆厂方案比较

比较了四种起始值相似的漂白程序,通过平衡计算和投资成本计算说明工厂规模生产的差异。案例1-3中的工厂生产人造纤维(Rayon)级溶解浆,而案例4中的工厂交替生产人造纤维级和醋酸纤维级溶解浆。

表1. 案例1-4中的浆种、漂白程序和年产能。

案例1-4中的浆种、漂白程序和年产能。
*50%的产量采用冷碱抽提(CCE),50%的产量采用氧脱木素

虽然案例1-3的车间产能基本相似,但案例4中的CCE(冷碱抽提)步骤需要额外的蒸发、苛化和石灰煅烧能力。由于碱炉的尺寸在所有情况下都保持不变,因此在采用CCE工艺生产时产能下降,导致年溶解浆产量下降。

投资成本比较

案例2和案例3的投资成本估算(不包括特定工厂的特定成本)非常相似,而案例1的投资成本最低。由于CCE工艺的增加需要额外的设备和产能,因此案例4的资本支出最高。

案例1-4中的总投资成本
图1. 案例1-4中的总投资成本,也表明了车间需求之间的差异。

OPEX显示不同方案之间的差异

在有限的OPEX审查中,年电力销售利润减去直接化学品成本,以说明厂区化学品生产和化学品购买成本的影响(图2)。案例2中的TCF漂白产生了最多的利润,而电力销售的最低利润与案例1(以及CCE生产的案例4)相关。

电力销售–化学品购买成本
图2. 电力销售–化学品购买成本。

结论

案例比较表明,不同的溶解浆等级对浆厂的要求不同。此外,还必须考虑其他因素,如浆漂白(ECF或TCF),这些因素直接影响工厂的漂白化学品车间。工厂能源方案和当地环境要求也会影响工艺设计。方案选择也会对工厂的盈利能力产生影响。因此,相互关联的技术和OPEX方面必须认真评估。这清楚表明,工艺设计决策可能会造成重大差异(如化学品成本)。因此,工厂设计应根据具体情况独立进行。

AFRY在制浆技术和管理咨询方面具有强大的全球专业知识,拥有数十个溶解浆厂项目业绩。我们可以从所需角度独立评估不同的浆厂方案,并帮助我们的客户开发、实施和运营可持续、高效和经济可行的溶解浆厂。一个更可持续的未来是森林工业所有利益相关方关注的焦点,AFRY可以成为您评估工艺及其影响的合作伙伴。

 

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李学卫

项目管理总监,AFRY流程工业中国区

Emma Kärkkäinen

工艺工程师