CN105568731A - 一种非木材黑液自苛化协同除硅方法 - Google Patents

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Abstract

一种非木材黑液自苛化协同除硅方法，将浓黑液置于浓黑液槽中并加入硼化物和除硅剂；然后，将浓黑液送入黑液加热器中加热至固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧；硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去；本发明利用少量硼化物和除硅剂，在减少或者解决“硅干扰问题”的同时，实现了黑液的自苛化，大大减少了碱回收系统白泥的产量同时减少了设备的投入，即在碱炉燃烧过程中硼化物生成正硼酸盐，正硼酸盐溶于绿液时直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，无需常规苛化过程，或在常规苛化过程中减少石灰用量，实现碱回收自苛化。

Description

一种非木材黑液自苛化协同除硅方法
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种非木材黑液自苛化协同除硅方法。
背景技术
非木材纤维原料与木材纤维原料相比灰分含量高(灰分中60％以上是SiO2)，麦草灰分含量一般在3％-5％。原料中的硅在蒸煮过程中会与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸盐而进入黑液中，导致碱回收系统运行出现一系列问题，称之为“硅干扰”。主要体现在黑液蒸发困难、蒸发器易结垢、黑液燃烧温度高、白液澄清困难、白泥综合利用等方面。在绿液苛化、高硅含量及高残碱白泥综合利用方面，择地填埋或堆放，既浪费资源，又造成环境污染。一个年产20万t的竹浆厂，产生的苛化白泥约10万t，作为造纸企业大宗固废之一的白泥的处理问题一直影响着非木材浆长的发展。国家“十二五”规划纲要明确提出大力发展循环经济，全面推进资源综合利用，并就工业固体废物综合利用率提出明确指标，所以“硅干扰”问题集中在减少白泥产生量或白泥综合利用方面。
国内外针对非木材碱回收“硅干扰”问题进行了大量的研究，已有的除硅方法有：备料除硅、蒸煮同步留/除硅、黑液除硅及绿液除硅。备料除硅不能去除表皮组织中的结合硅；蒸煮同步留/除硅即采用特殊的蒸煮工艺或者在蒸煮过程中添加金属氧化物，使原料中的结合硅与除硅剂生成不溶物而吸附在纸浆纤维，从而降低黑液硅含量，但除硅效率不高。黑液除硅如：生石灰法黑液除硅、二氧化碳/烟道气法黑液除硅、黑液中添加含铝、镁、铁的化合物除硅、无机酸黑液除硅等。这些技术在降低黑液硅含量的同时也会引起黑液有机物损失，造成黑液燃烧值降低，影响黑液燃烧。绿液除硅技术如：苛化法绿液除硅、CO2法绿液除硅、含铝、镁化合物绿液除硅等，存在绿液性质改变，金属化合物用量大，成本高等问题，未能应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单且节能环保的非木材黑液自苛化协同除硅方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)首先，将浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量1.0％～3.0％的硼化物和1.0％～2.5％除硅剂；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
所述的黑液的固含量为55％～65％。
所述的硼化物为四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、偏硼酸钠(NaBO2)、硼酸二钠(Na4B2O5)或硼酸三钠(Na3BO3)。
所述的除硅剂为偏铝酸钠(NaAlO2)、硫酸铝(Al2(SO4)3)、硫酸镁(MgSO4)或氧化钙(GaO)。
本发明利用少量硼化物和除硅剂，在减少或者解决“硅干扰问题”的同时，实现了黑液的自苛化，大大减少了碱回收系统白泥的产量同时减少了设备的投入。即在碱炉燃烧过程中硼化物生成正硼酸盐，正硼酸盐溶于绿液时直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，无需常规苛化过程，或在常规苛化过程中减少石灰用量，实现碱回收自苛化。同时，燃烧过程中硼化物与硅及除硅剂结合生成类似硼化玻璃的化学成分复杂的化合物，在实现自苛化的同时达到协同除硅的效果，既可以实现自苛化，又可以达到除硅的目的。
本发明燃烧过程熔融的Na2CO3在碱回收炉中转化成Na4B2O5和CO2，稀绿液吸收熔融物时Na4B2O5直接转化为NaOH，无需石灰苛化过程。二氧化硅与硼酸盐在高温下可以反应生成硼硅酸盐。硼硅酸盐与铝盐在高温下可以反应生成铝硼硅酸盐玻璃结构。燃烧过程中，除硅剂和硅形成不溶于绿液的硅不溶物，混于熔融物中。绿液硅不溶物在稀绿液吸收熔融物形成浓绿液时通过沉淀或过滤从绿液中分离，继而获得无硅或少硅的精制绿液，同时减少或消除苛化白泥硅含量。
具体实施方式
实施例1：
1)首先，将固含量为55％～65％浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量1.0％的硼化物-四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)和2％除硅剂-偏铝酸钠(NaAlO2)；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
实施例2：
1)首先，将固含量为55％～65％浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量3％的硼化物-偏硼酸钠(NaBO2)和2.5％除硅剂-硫酸铝；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
实施例3：
1)首先，将固含量为55％～65％浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量2％的硼化物-硼酸二钠(Na4B2O5)和1％除硅剂-硫酸镁；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
实施例4：
1)首先，将固含量为55％～65％浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量1.5％的硼化物-硼酸三钠(Na3BO3)和1.5％除硅剂-氧化钙；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
实施例5：
1)首先，将固含量为55％～65％浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量2.5％的硼化物-四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)和2％除硅剂-硫酸镁；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。

Claims (4)

1.一种非木材黑液自苛化协同除硅方法，其特征在于：
1)首先，将浓黑液置于浓黑液槽中并加入浓黑液固含量1.0％～3.0％的硼化物和1.0％～2.5％除硅剂；
2)然后，将浓黑液置于黑液加热器中加热使浓黑液变为固体后再送入碱回收炉中于1050℃以上进行燃烧，硼化物与硅、除硅剂发生化学反应，生成的正硼酸盐溶于绿液直接转化生成氢氧化钠和偏硼酸盐，绿液硅不溶物通过沉淀除去。
2.根据权利要求1所述的非木材黑液自苛化协同除硅方法，其特征在于：所述的黑液的固含量为55％～65％。
3.根据权利要求1所述的非木材黑液自苛化协同除硅方法，其特征在于：所述的硼化物为四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、偏硼酸钠(NaBO2)、硼酸二钠(Na4B2O5)或硼酸三钠(Na3BO3)。
4.根据权利要求1所述的非木材黑液自苛化协同除硅方法，其特征在于：所述的除硅剂为偏铝酸钠(NaAlO2)、硫酸铝、硫酸镁或氧化钙。
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