自动在线用于控制硫酸盐纸浆厂苛化操作的分析仪已经运行了15年以上，其效益已被充分证明。这是一种成熟的技术，因为维美德在全球范围内拥有超过600个采样点，超过160个苛化线应用。但随着技术的进步，在测量能力方面总有突破的需求和挑战。
新Valmet回收白酒分析仪Valmet Alkali R正是这样做的，因为它现在完成了从熔炼到白酒的苛化过程的质量控制测量所需的链条，并为操作人员提供了从回收锅炉开始稳定和优化整个过程所需的工具。这是最后一个环节。现在，使用Valmet Alkali R，第一个测量点已经尽可能地向后移动到熔炼溶解罐，在那里测量回收锅炉的还原度。这是通过测量硫酸钠的新滴定模块来完成的，补充了之前根据建立的ABC滴定方法在其余生产线中测量各种碱度、硫度和苛化效率参数的能力。除了为回收锅炉减量管理提供信息外，该测量还可以精确控制溶解罐绿液密度和TTA。
与所有新开发的产品一样，Valmet Alkali R分析仪首次在芬兰的两家硫酸盐纸浆厂进行了测试。这些分析仪现已投入正常生产使用，操作人员更频繁地跟踪还原度并进行调整以保持还原度。SCA位于瑞典Obbola的kraftliner工厂购买了第一台全量生产设备，该设备从第一天起就表现良好，自2013年11月启动以来，帮助工厂优化了新苛化工厂的运营。
新型硫酸钠光学检测模块
这为操作员和磨机工程师提供了什么额外的控制和流程优化能力?Antti KokkonenValmet Alkali R的产品经理回答说:“由于它在烧碱过程中没有发生反应，所以锅炉中产生的硫化物就是最终白液中的硫化物。因此，较高的还原度意味着需要更少的白酒，以达到所需的碱料到消化器。此外，还可以通过提高还原效率来降低回收过程中的恒载积累量，这将提高工艺设备的能量和加载性能。这也使得回收锅炉能产生更高的能量。除此之外，在给定的生产速度下，石灰需求较低，Na2S含量越高，理论最大烧碱效率越低，如果磨机达到合理的CE%目标，这也会降低恒载。”
他估计，如果减少度提高3%，1000吨/天的光纤线路的投资回报可能达到100万欧元/年。这些收益是由于在烧碱厂、石灰窑和蒸发厂消除了瓶颈，产量增加了1%以上，并在这些阶段节省了能源。
当其他工厂使用分析仪来改进现有流程时，Obbola工厂有自己的关于工厂启动的推理。“我们考虑自动采样和分析系统有几个原因，”他说Thure)他是恢复区经理。“当我们投资于一个全新的苛化厂时，我们希望拥有一个现代化的系统来提高工作安全，因为人工取样总是存在安全问题，并提供更频繁的工艺数据来支持工艺操作人员。一个重要的参数是经常获得还原度的数据。”
“早些时候，工艺操作人员从工艺的五个点提取样品，然后在半自动滴定装置中分析样品。”安妮卡海德曼实验室工程师说。“我们可以看到，所获得的数据存在差异，在许多情况下，这些差异是由于采集样本和分析样本的人造成的，而不是由于过程差异。”
该分析仪使用中心滴定和分析仪模块在五个点测量工艺参数。采样点为溶解罐回收锅炉后的青液、蒸煮器前的青液、蒸煮器顶部的石灰奶、最后一个烧碱容器后的白液和过滤后的白液。这一最终测量对消化器的准确充注至关重要。样品被自动采集并送入中央滴定测量单元。该单元运行通过一个优先级的滴定序列，每次花费几分钟的样本点在整条线。当这一系列完成后，还原度测量每小时更新一次，满足客户的期望。
Sandström解释说:“我们想要一个在线解决方案来测量还原程度。早些时候，6到8小时的采样频率不够好，因为我们需要更快地获得关于回收锅炉性能的可靠信息，精确到每小时或每秒小时的水平。这需要一个自动化的解决方案。在评估了不同的还原度自动化分析方法后，我们觉得最舒服的是Valmet Alkali R溶液，尽管它刚刚推出市场。
“这是我经历过的最好的创业之一，”Sandström继续说道。“我们在停产期间安装了采样和分析设备。几周后(关闭后)，我们将系统投入运行，从第一天起就获得了可靠的测量数据。”
“我们可以立即看到，分析结果的稳定性得到了提高，因为我们摆脱了因不同的采样方式而产生的变化，”项目负责人说克里斯蒂娜琼森压力。“采样点在哪里当然很重要。我们设法在溶解罐之后立即得到了第一个采样点，这是你能得到的最接近回收锅炉的地方。这个采样点距离分析仪单元200米远，这意味着样品流在室外的加热管中泵到分析仪，在那里取出实际样品进行分析。”
“我们的控制系统显示了所获得的数据，显示还原度、TTA、苛化效率、硫化度和EA，”他说Erik Henriksson，回收锅炉流程操作员。“如果有偏差，我们可以在系统的日志簿上作出评论，这样其他轮班团队就可以看到发生了什么，以及采取了什么措施来纠正它。正如我们所看到的，Valmet Alkali R系统的结果非常可靠，我们现在专注于微调目标值以及还原度的限制。”
“该系统已被证明非常稳定，”海德曼继续说道。“我们每周向分析仪单元添加一次化学物质。每月手动检查一次还原度，我们发现这已经足够了。轮班操作员每轮班检查一次系统，以确保没有泄漏或任何其他视觉问题。”Valmet的Kokkonen补充道:“高正常运行时间(通常超过98%)是Valmet Alkali R设计的核心理念。在分析仪的触摸屏界面上可以轻松获得预防性维护和故障排除信息，更重要的是，分析仪内置了智能自诊断功能。我们的可用性保证是98%。此外，任何时候都不需要校准。”
“有了新系统，我们对回收过程有了更多的了解，特别是回收锅炉的性能，”回收锅炉操作经理Peter Olsson补充道。“现在我们有了一个可靠的工具，可以更好地进行过程控制和过程理解。我们看到了许多优化回收过程的机会，因为重点可以放在回收锅炉及其性能上。当我们更频繁地得到还原度值时，我们可以确保回收锅炉运行稳定。现在确切地说回收锅炉的性能将如何优化还为时过早，但随着分析结果的准确性得到证实，我们将逐步进一步优化它。”
在这张图表中，向操作人员展示了由于干固体烧成速率而导致的典型还原度变化。数据来自芬兰一家硫酸盐纸浆厂。
Sandström回忆道:“我们一开始就注意到，分析结果频率的增加鼓励运营商根据最新结果做出更快的改变。”“然而，这是危险的，因为如果你开始过于频繁地改变过程参数，结果可能是过程脱离了你的控制。因此，我们学会了不根据单一的结果做出改变，而是根据我们从自动化系统中获得的累积趋势。早些时候，我们每四小时测量一次还原度，如果数值与预期不符，我们就会有点紧张，因为我们必须再等四个小时才能得到下一个分析值。有时我们开始做出改变，认为有些事情可能是错误的，有时我们什么都不做，希望价值本身，而不是过程，是错误的。然而，现在，由于我们经常得到可靠的数据，我们可以等待几个还原度值，直到我们知道是否必须进行工艺更改。琼森强调:“投资的一个重要原因是安全生产。”“人工采样相关的风险现在已经消除，因此工作环境在这方面更安全，这对我们来说非常重要。恢复过程中的变化是缓慢的，这带来了稳定，但也意味着需要很长时间来纠正下降趋势，例如减少程度，然后才能恢复正常。在此期间，消化装置必须进行改变以抵消较低还原度的影响，这增加了生产成本，并导致质量问题。由于现在有了频繁的分析数据，下降趋势可以尽早发现，纠正可以更快，使回收过程更稳定，从而使白酒质量更稳定。”
Valmet碱R测量点在熔炼溶解罐
工厂的投资是否达到了他们的目标?Sandström积极回应:“我们不仅实现了目标，而且超出了目标。平心而论，这不仅是自动化系统的功劳，而且是新苛化装置和自动化分析系统的共同作用。如今，整个白酒生产更加自动化，Valmet碱液R分析系统经常跟踪其进展。这一过程是实时的，因此我们可以更好地控制正在发生的事情。”
“在未来，我们可能会在化学回收工厂增加一个或多个采样点，甚至通过让自动测量的结果控制过程来关闭循环。然而，在这一点上，这不是优先考虑的问题，因为我们正专注于更多地了解回收锅炉的性能，以及如何进一步优化整个回收过程，”他补充道。
管理回收锅炉变量以实现目标减排程度的方法现在变得很明显。芬兰一家工厂的操作人员首先试图使炭床处于稳定状态，然后通过调整空气供应来提高还原效果。该磨在稳定运行时，还原度为95-97%。回收锅炉采用Valmet优化控制。
当这些客户正在寻找方法利用分析仪的数据来优化他们各自工厂的还原度时，维美德将在线过程响应数据放在一起，这将有助于制定控制还原度的一般方法。维美德代表最近在2014年在加拿大举行的PAPTAC“PacWest”会议和在新西兰举行的2014年APPITA会议上介绍了这些发现。这些论文研究了与炭床结构、烧液温度和燃烧气流分布相关的过程响应。研究结果发表在会议论文集上。到目前为止，有4台还原度测量分析仪正在调试过程中。
更多信息，请联系:Antti Kokkonen
antti.kokkonen (at) valmet.com
*)公司和产品名称Metso直到2015年3月31日。
**)原创文章发表于《PPI》杂志2015年2月
