大型二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白技术
admin
2022-09-16
大型二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白技术
技术编号
GX-008
提供单位
广西博世科环保科技股份有限公司
技术大类
污染控制技术
联系人
宁毅
技术类型
水污染物控制技术
电话
18978829150
邮箱
28821308@qq.com
适用范围
制浆造纸清洁化生产、节能生产、超低排放
推荐单位
广西壮族自治区科学技术厅
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技术简要说明本技术提供先进的清洁生产工艺及设备,应用于纸浆无元素氯漂白工艺,提高纸浆收率,纸浆白度高、强度好,减少废水中AOX、二噁英、COD等排放量,解决了传统制浆漂白过程产生的AOX生物毒性大且对环境污染严重等问题。本技术关键设备是采用高稳定性阳极涂覆氯酸钠电解技术,使系统电解效率稳定在95%以上,创建多重强化纸浆漂白过程AOX的超低排放技术。
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Technical Brief Description
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技术提供方广西博世科环保科技股份有限公司
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技术主要指标信息二氧化氯溶液浓度8-10 g/L;溶液中氯气浓度0.2g/L以下;溶液纯度达98%;AOX排放量降低33%以上。
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商业应用情况已在APP Group PT Indah Kiat Pulp & Paper(印度尼西亚)、APP Group PT Lontar Papyrus Pulp & Paper Industry(印度尼西亚)、海南金海浆纸业有限公司、Phoenix Pulp and Paper Mill (泰国)、Kuantum Papers Ltd(印度)、田阳南华纸业有限公司、广西博冠环保制品有限公司等7 家造纸企业实现大规模推广应用,二氧化氯生产能力达3.8万吨/年,累计生产ECF漂白浆470万吨,产生了显著的经济、社会及环境效益。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资本技术工程投资包括设备费、原材料、人工费、能耗、维修费、管理费等。主要设备包含二氧化氯制备系统、自控系统及附属设备等。 以广西来宾东糖纸业有限公司二氧化氯制备系统工程为例,本工程二氧化氯制备能力30t/d,工程总投资约2336万元,设备采购2061万元,原料采购50万元,工程设计、设备安装120万元,人工费60万元,维修及管理费45万元。本技术工程按照20年设备折旧计,本技术寿命20年。
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年运行维护费用本技术系统设备正常运行综合成本为6500元/t浆,单位产品消耗原材料盐酸约0.75t/t(ClO2);电耗320~760kWh/ t(ClO2)、汽耗约5.7t/t(ClO2)、水耗约100t/t(ClO2);以二氧化氯产能30t/d计,正常运行成本5000~5200元/吨,后期维护人工费5万元/年,维护工具1.5万元,维护所需药品菌剂:2万元(包括青苔药,水质调节菌剂等),水位调节费:1万元(包括补水、降水机械费电费等)水质监测费:1.5万元。
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投资回收期本技术工程项目总投资包括设备费、材料费、能耗、人工费、折旧费、维护及管理费等。以广西来宾东糖纸业有限公司二氧化氯制备系统工程为例,该工程总投资额2336万元,投入正常运行时间4年,投资回收年限3~4年。
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附加效益本技术适用于制浆造纸的清洁化生产工艺,提供一种先进的综合法二氧化氯制备技术及漂白工艺,相比于同类技术,本技术二氧化氯溶液浓度达8-10 g/L;二氧化氯溶液中氯气浓度0.2g/L以下;二氧化氯溶液纯度达98%;AOX排放量降低33%以上。 本技术产生的额外经济收益主要体现在废水中AOX减排等。以年产10万t浆为例,传统ECF漂白技术的AOX排放量约0.5kg/t浆(达标排放),本技术与传统技术相比,AOX排放量0.3-0.37kg/t浆(排超低放),则AOX年排放量减少1.3万~2万kg/t浆,AOX排污费每年可减少3.64~5.6万元。
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综合效益本技术系统制备二氧化氯规模20-35t/d;二氧化氯溶液浓度8-10 g/L;二氧化氯溶液中氯气浓度0.2g/L以下;二氧化氯溶液纯度达98%;AOX排放量降低33%以上。 以精制盐水溶液(NaCl溶液)为原料,通过电解产生二氧化氯漂白剂,二氧化氯的生成效率从90%提高到93.5%,纯度从90%提高到98%。生产过程中使用的氯气、氢气等原料分别是由二氧化氯发生器、氯酸钠工段产生(即中间产品),无需外部采购,实现了资源的循环利用、零排污,同时极大的节约了二氧化氯制备成本。 该技术实现了二氧化氯制备系统的国产化,主要经济技术指标达到或超过进口设备,打破了国外企业的技术垄断,使二氧化氯制备系统的投资成本降低了50%-60%,满足了行业内不同产能的需求,为造纸行业落实国家“水污染防治行动计划”提供了有力的技术支撑。依托该技术,自2010年以来生产企业实现直接销售收入超过9亿元,2015年广西博世科环保科技股份有限公司成为广西第一家创业板上市企业。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/21
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技术成熟度国外发达国家采用无元素氯漂白的技术已开展20余年,其关键是二氧化氯制备技术,综合法二氧化氯制备系统因其绿色环保、运行成本低等优势,成为大中型造纸企业清洁漂白首选的关键技术。但该系统技术难度大、设备要求高、集成控制难,其核心技术长期被国外三家企业垄断,加之设备投资大、建设周期长,严重阻碍了我国造纸行业清洁漂白技术的推广应用。 本技术攻克了二氧化氯反应集成控制难、氯酸钠电解效率低等二氧化氯制备核心技术难题,发明了不产生固形物的综合法二氧化氯制备技术、高稳阳极涂覆和直接载流气提快速循环氯酸钠电解技术、多重强化纸浆漂白预处理技术和高温二氧化氯漂白技术,实现纸浆漂白AOX超低排放,打破国外的技术垄断,填补国内制浆造纸无元素氯漂白技术的空白,提高了我国清洁化制浆漂白水平。本技术产品已在中国、印尼、泰国、印度等“一带一路”国家造纸企业实现了大规模推广应用,系统设备运行稳定,产品质量良好,排放废水中AOX等污染物指标超低排放。 本技术成果获得2019年国家技术发明奖二等奖、2018年教育部技术发明一等奖、2018年轻工业联合会技术发明一等奖、2015年广西科技进步奖一等奖,因此本技术先进且应用成熟可靠
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技术适用性与使用条件本技术以来源广、成本低的精制盐水溶液(NaCl)为原料,通过电解产生二氧化氯漂白剂,生产过程中使用的氯气、氢气等原料分别是由二氧化氯发生器、氯酸钠工段产生(即中间产品),无需外部采购。提供的综合法二氧化氯制备技术及漂白应用的成套装备,投资成本仅为国外企业的40-50%。“一带一路”国家造纸企业生产同时是主要的经济支柱产业,占据较大市场,本技术适应性较强,具有技术先进、服务及时、市场竞争力强的优势。
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技术稳定性本技术通过二氧化氯动力学研究,对二氧化氯生产强氯酸钠溶液均质、弱氯酸钠溶液均质等反应的优化调控,通过对气体溶解度的分子动力学研究,调节二氧化氯进气位置及增加氯气剥离段,提高了氯气分离效果,采用精密度高效钛制吸收塔内件替换传统的陶瓷调料和塑料塔盘,提高吸收塔液气比大福提升,有效的提高二氧化氯吸收率及稳定性,使得工业化应用二氧化氯吸收系统的传质效率提高。采用高稳定性阳极涂覆和直接载流的气提快速循环氯酸钠电解技术,解决了传统电解技术载流板电流阻抗高、电解滞留时间长及副反应多等技术难题,使系统电解效率稳定在95%以上。 综合法二氧化氯系统由三个装置区域组成,以生产两种中间产品,氯酸钠(NaClO3)和盐酸(HCl),及最终产品二氧化氯(ClO2)。由于三个生产区域的综合,主要生产成本是补充的纯水、外购的盐酸和电解区域用的电力。具有最低操作成本、零排污、没有固体处理问题和不依靠外来氯酸钠供应的技术特点,是一个具有高度独立性的二氧化氯生产工艺。
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技术安全性本技术提供的是制浆造纸清洁化生产工艺及装备,漂白过程提高了二氧化氯浓度、降低了二氧化氯中氯气含量,从而降低了生产废水中AOX、二噁英、COD等污染物的超低排放,实现了污染物减排,属于清洁化生产技术及污染物减排技术,无二次污染产生。系统装备采用多级安全保护系统,确保反应运行安全,设计了非正常状态下的安全应急措施,可在紧急情况下自动终止化学反应和自动泄压,避免安全事故。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术共实现62项专利,其中美国、加拿大等国外发明专利6项,中国发明专利24项,实用新型专利32项。本技术由广西大学和广西博世科环保科技股份有限公司联合研发,广西大学获授权的专利独占许可给广西博世科进行产业化开发。发表学术论文288篇,其中SCI收录论文165篇(JCR一区Top论文68篇)。本技术成熟可靠、修复效果良好、安全性高,应用本技术的成果转化率较高,目前已实现国内外多家制浆造纸企业的工程应用,同时可实现较好的经济效益和环境效益,无知识产权转让的意愿。