CN1042743A - 小型纸厂碱回收工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明是用于造纸厂，特别是以竹、草浆为原料的小型纸厂造纸黑液回收碱的工艺方法和设备。采用烟道蒸发器直接用喷射炉烟气对黑液加热浓缩、文丘里管直接加热二次热利用、浓缩黑液助燃乳化、黑液的袋式压榨提取以及白液直接生产造纸漂液等措施，为小型纸厂在设备投资少的情况下搞碱回收提供了一种经济、节能且操作检修方便的工艺方法。

Description

本发明是关于造纸废液中化学物质回收及废液综合治理工艺。

造纸废液-黑液中含有大量的在制浆过程中加入的碱，这些含碱废液直接排放将会造成环境水质污染，同时也浪费掉大量的工业碱，因此黑液碱回收是国内外造纸及环保部门共同瞩目的问题。

现行的碱回收工艺都是采用所谓的四步法，即黑液提取→黑液蒸发浓缩→燃烧→绿液苛化。其中黑液蒸发浓缩和燃烧是最主要的两个环节，这两个环节的设备投资在碱回收投资中占去了很大的比例。由资料〔《造纸工业碱回收》轻工出版社，1977〕可看出，蒸发浓缩的方式一般均采用先将喷射炉烟气加热锅炉产生蒸气，再将蒸气通入多效蒸发器来蒸发浓缩黑液;也有在此基础上再将二次烟气通入文丘里系统直接加热黑液以达到加热黑液和烟气除尘的效果。但是这些方法都需要能承受蒸气压力的蒸发器和管路系统，这对于小型纸厂，特别是遍及国内各地的以竹、草浆为原料的乡镇纸厂来说就存在四方面的困难：1.与年产小于一万吨的产量相比，设备投资太大;2.烟气产生蒸气后再用于蒸发，能量转换次数多，不利节能，往往需要补充其它燃料;3.竹、草浆较木浆粘度大，在浓缩和燃烧时易造成管路堵塞，对承压设备的检修困难;4.竹、草浆的热值低，燃烧困难。

本发明的目的是，解决以上困难，提供一种适宜小型纸厂，特别是以 竹、草浆为原料的小型纸厂使用的碱回收工艺和设备，使之具有造价低，节能且检修使用方便的特点。

为达到本发明的目的，我们在现行的提取→浓缩→燃烧→绿液苛化的工艺中进行了以下主要的改进：

a、用喷射炉产生的高温烟气直接进入烟道蒸发器加热浓缩黑液;

b、由烟道蒸发器流出的二次烟气通过文丘里系统直接加热初始黑液并使烟气除尘;

c、在经浓缩后的浓黑液中加入适宜的助燃物，经机械乳化形成混合乳剂再进入燃烧炉喷射燃烧。

用烟气为热源直接加热浓缩黑液以达到节能和除尘目的的过程是在烟道蒸发器中进行的，蒸发器分为煮沸室和分离器两个部份，分离器的结构与常规分离器相仿，煮沸室的内腔是一长方体空间，有数根换热管通过其间，管中循环流通被蒸发黑液。煮沸室的热源进口直接与燃烧喷射炉的烟气通道相联，出口与文丘里管相连，煮沸室内设有减缓烟气流速以利烟尘沉降的烟道隔板，外壁设有清除积尘的清灰孔，这样烟道蒸发器即起到了加热蒸发黑液又清除了烟气中的一部份粉尘的双重作用。

下面结合图面对本发明的内容做进一步的评述。

本发明的主要工艺路线可表为如图3的框图，

如附图3，纸浆经袋式榨浆机→锥形筛分离出黑液后进入黑液贮池准备进入浓缩工序;由喷射炉来的高温烟气流经烟道蒸发器后再经文丘里管和旋风分离器最后烟囱排空。由贮池来的初始黑液先在文丘里系统中与从烟道蒸发器流出的温度较低的二次烟气进行直接热交换，使黑液部分蒸发，同时也使烟气中的粉尘除去。经过文丘里系统的黑液又流向烟道蒸发器，在蒸发器内与喷射炉产生的高温烟气进行热交换并蒸发浓缩。

由图1可看到这一过程的具体情况：1为煮沸室，2为烟气入口，3为分离器，4为烟气出口，5为换热管，6为烟道隔板，7为清灰孔，8为黑液入口，9为黑液循环管。黑液经8流入蒸发器，在换热管内流动与管外的烟气换热，流经分离器后，一部份流出蒸发器，一部份经循环管9回到换热管中继续被蒸发浓缩;高温烟气进入煮沸室后，由于空间增大和烟道隔板的阻挡使其流速降低，粉尘沉降，沉降的粉尘可由器壁上的清灰孔进行定期清除。

当冷炉点火时，由于喷射炉内无黑液燃烧，还不能提供烟气，故设置一普通蒸发锅，该锅实际上是一加热锅。在点火前，将一部份黑液倒入锅内，用其它燃料使其加热。一方面为喷射炉蒸发浓缩做为燃料的黑液，一方面其燃烧烟气通过与烟道蒸发器相连的烟道加热蒸发器，待黑液在喷射炉中正常燃烧后，即可停止使用蒸发锅。

由于一般的竹、草浆的粘度高，热值低，在喷射炉中燃烧时易发生喷嘴堵塞现象，在喷油燃烧时除了耗油量大而外，其燃烧也不易完全，为解决这个问题，我们在黑液入喷射炉之前采用了乳化工艺，将一些适宜一助燃物，如煤焦油、重油等掺在黑液里通过超声波乳化而形成水包油乳液，然后立即 送入喷射炉燃烧，由于助燃物    分散在黑液中，在喷射炉中不喷或只喷少量油即可使黑液燃烧，由于助燃物在黑液中分散均匀，燃烧效果良好，转换充分。

为了更好地控制黑液的初始浓度，避免过多的含液量给蒸发浓缩造成过大的负担，我们在黑液提取时采用了袋式榨浆法。所用袋式榨浆机的主要结构如图2所示，10为榨浆槽，其底部和四个侧面都由有筛孔的孔板组成，11为榨板，固定在立杆12上，当立杆向下运动时带动榨板在榨浆槽内上下运动，13为滤布（30目左右），14为含黑液的纸浆。当纸浆装入铺有滤布的榨浆槽后，榨板向下运动，使黑液通过滤布由孔板溢出，由于可根据纸浆含黑液的浓度来确定加入的清液量，从而使榨出的黑液浓度及得到控制。

考虑到在苛化工序后的沉淀物-白泥中含有少量的氢氧化钙和氢氧化钠，为避免这些含碱白泥排放后对环境的二次污染，我们进行了进一步的碱回收处理，具体的作法是将白泥掺水稀释，通入氯气。当其静置沉淀后，取其含有次氯酸钙和次氯酸钠的上清液作为造纸漂液加以回收。通过如此的回收利用，节约了化工原料，防止了二次污染。

本发明在实施实验中采用的烟道蒸发器为两个串联式，如图2，换热管8×6根，共用烟气隔板3个，隔板长1.2米，宽0.5米，机械乳化器采用大于二万赫兹超声波，助燃剂为重油，通过简易喷射炉燃烧，黑液蒸发和燃烧效果皆好。

附图说明如下：

附图1：烟道蒸发器结构示意图;

附图2：黑液提取用袋式榨浆机工作示意图。附图3：工艺路线框图。

由于本发明利用烟气为直接热源，减少了能量转换的环节，充分利用了热能，降低了单位碱产量的能耗，同时，因蒸发器不需要承压设计，使蒸发器的造价降为现行蒸发器的五分之一左右，即节约了设备投资又使维修方便。另外，由于在入喷射炉燃烧之前，黑液已与助燃剂乳化，使得黑液易于在简易喷射炉中燃烧，节省了烧油，并且可用煤焦油或其它较便宜的助燃物代替燃油，节约生产费用。

Claims (4)

1、造纸黑液碱回收方法，对黑液依铁进行提取→浓缩→燃烧→苛化处理，其特征在于：

a、喷射炉产生的烟气直接进入烟道蒸发器加热浓缩黑液；

b、在浓黑液中加入适宜的助燃物，经机械乳化形成混合乳剂，再进入喷射炉燃烧；

c、由烟气蒸发器流出的二次烟气与初始黑液在文丘里管中进行直接换热浓缩黑液。

2、根据权利要求1所述之黑液碱回收方法，其特征在于，黑液提取采用调节进液量控制浓度的袋式榨浆操作。

3、根据权利要求1所述之黑液碱回收方法，其特征在于，在白液中直接通入氯气制取漂液。

4、一种造纸黑液浓缩处理用蒸发器，由煮沸室和分离器组成，其特征在于，煮沸器的热源进口直接与喷射炉烟气烟道相联，出口与文丘里管相联;煮沸室内没有减缓烟气流速以利烟尘沉降的烟道隔板，外壁设有清灰孔。

Images