CN109554947A - 一种造纸废液碱回收的优化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热黑液提取工段来的黑液；所述高温煅烧工段首先将蒸发浓缩工段获得浓度为50％的黑液进一步浓缩至浓度为65％，所述获得的黑液被送到碱炉中进行高温煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化工段为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液。本发明的造纸废液碱回收优化工艺，处理过程中工艺简单易行，使得黑液回收利用效率高、质量得到保证。

Description

一种造纸废液碱回收的优化工艺
技术领域
本发明涉及一种造纸废液的优化工艺，尤其是一种造纸废液碱回收的优化工艺。
背景技术
造纸作为国民经济的基础产业之一，其发展程度能体现社会文明和经济建设的发展。其产品主要是作为其它行业的基础原材料，因此，纸及纸板的生产、消费水平已成为衡量一个国家经济发展水平和社会进步的重要标志之一。目前，我国己成为世界纸品行业的主要生产者和消费者，同时我国也是世界纸业产品的主要进口国，造纸产品自给率达88.7％，从基本上满足了国内商品包装、印刷、新闻出版等纸品相关行业的需求。
制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量第一位，达到10％至12％。造纸行业污染物居高不下与造纸业集中度低、小纸厂偏多、生产技术落后等有关。制浆造纸工业产生的废水中的黑液是一种严重的工业污染源。一些造纸企业所产生的黑液未经任何处理直接外排，不仅严重污染了水源同时造成了资源浪费。随着造纸工业的迅速发展，造纸废水已经成为污染和破坏环境的主要工业污染源之一。特别是我国造纸厂大多采用碱法制浆，生产1吨纸浆会产生10吨造纸黑液，黑液中含有大量有机物和烧碱。从环保的角度看，如果不对黑液进行处理，会严重污染水资源，给纸厂周边人民健康带来巨大的危害，还会造成资源的严重浪费。从能源、资源考虑，回收黑液中的残碱并利用黑液中的有机物产生热能可以实现资源二次利用，变废为宝意义重大。所以碱回收既是环保的要求，也是企业自身追逐最大经济利益的必然趋势。
在碱法制浆过程中，会发生相应的物理化学变化及脱木素反应，其中物理变化主要体现在NaOH对纤维素的分离作用，使得细胞壁发生润涨，进而使原料变成纸浆；化学变化主要体现纤维素及半纤维素的水解反应。此外，在制浆过程中，木材中的部分灰分会与NaOH反应生成Na2SiO3，原料中的色素、淀粉、果胶等也会与碱反应生成带色物质，使浆的颜色加深。因此，经过以上造纸过程产生的造纸黑液包含了多种污染物质，其中约1/3为无机物，主要为NaOH和SiO2等；约2/3为有机物，主要是木质素、半纤维素、糖类和有机酸等。木质素和半纤维素以及钾盐等物质，如果能够进行有效的回收利用就会产生较高的利用价值和经济价值。然而，黑液成分较为复杂，这不仅对黑液的回收治理形成了一定的阻碍，同时也使得对其成分的研究成为一个难点。
发明内容
为了克服现有技术中造纸碱处理过程中黑液难以处理以及回收利用的缺陷，本发明提供一种造纸废液碱回收的优化工艺，将提取造纸蒸煮产生的黑液，通过蒸发器浓缩，然后送给碱炉进行燃烧，最后经过苟化回收烧碱，从而完成对造纸废液黑液的回收利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到45％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到50％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为50％的黑液进一步浓缩，直至浓度为65％，所述获得的浓度为65％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到45％～48％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到50％～55％，所述高温煅烧工段最终煅烧的黑液的浓度为65％～75％。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时用量控制在40％～45％。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3～4μm。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在60～130min。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述预苛化反应控制的反应温度为50～90℃，苛化反应控制的反应温度为60～100℃。
优选地，根据本发明的上述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明造纸废液碱回收的优化工艺采用将提取造纸蒸煮产生的黑液，通过蒸发器浓缩，然后送给碱炉进行燃烧，最后经过苟化回收烧碱，通过优化处理过程中的工艺有效地消除了传统造纸废液在处理以及回收利用中污染重、回收效率低、安全系数低等缺陷。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的具体结构、工作原理的内容，下面结合附图对本发明做进一步的说明，但是以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据此附图和实施例获得其他的实施例，都属于本发明的保护范围。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
【实施例1】
一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到45％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到50％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为50％的黑液进一步浓缩，直至浓度为65％，所述获得的浓度为65％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时绿液的用量控制在40％。
所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3μm。
所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在120min。
所述预苛化反应控制的反应温度为80℃，苛化反应控制的反应温度为90℃。
所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
【实施例2】
一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到46％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到52％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为52％的黑液进一步浓缩，直至浓度为66％，所述获得的浓度为66％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时用量控制在45％。
所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3.4μm。
所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在125min。
所述预苛化反应控制的反应温度为85℃，苛化反应控制的反应温度为95℃。
所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
【实施例3】
一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到48％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到55％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为55％的黑液进一步浓缩，直至浓度为70％，所述获得的浓度为70％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时用量控制在45％。
所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3.2μm。
所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在115min。
所述预苛化反应控制的反应温度为78℃，苛化反应控制的反应温度为94℃。
所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
【实施例4】
一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到47％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到53％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为53％的黑液进一步浓缩，直至浓度为75％，所述获得的浓度为75％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时用量控制在45％。
所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3μm。
所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在120min。
所述预苛化反应控制的反应温度为82℃，苛化反应控制的反应温度为95℃。
所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种造纸废液碱回收的优化工艺，包括黑液提取、蒸发浓缩、高温煅烧以及苛化，所述黑液提取工段为从制浆蒸煮液中提取出稀黑液，然后将所述提取出的稀黑液送给蒸发车间进行蒸发浓缩，所述稀黑液为碱回收过程中的原料来源；所述蒸发浓缩工段先借助高温煅烧工段来的蒸汽加热提取工段来的黑液，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到45％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到50％；所述高温煅烧工段首先将获得的浓度为50％的黑液进一步浓缩，直至浓度为65％，所述获得的浓度为65％的黑液被送到碱炉中进行煅烧，煅烧后的黑液形成一种溶融物，将其溶于水后得到一种绿液；所述苛化为将绿液与石灰石反应得到氢氧化钠溶液，所述石灰石需要进行消化反应。
2.根据权利要求1所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述黑液的成分为70％可以燃烧的有机物质(如木质素、细小纤维素)，30％为无机物(NaOH，Na2S蒸煮过程中的化学药品)。
3.根据权利要求1所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述黑液在加热过程中水分汽化逸出浓度浓缩到45％～48％，所述蒸发浓缩工段再使用烟气余热加热浓缩到50％～55％，所述高温煅烧工段最终煅烧的黑液的浓度为65％～75％。
4.根据权利要求1所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述苛化反应之前需要进行石灰石的消化反应，反应方程为：CaO+H2O＝Ca(OH)2，所述苛化反应的方程为：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3+2NaOH。
5.根据权利要求4所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述苛化反应中为了提高NaOH的产率，可以进行预苛化反应，使用绿液消化生石灰，然后利用制备的消石灰进行苛化反应，绿液消化生石灰时用量控制在40％～45％。
6.根据权利要求5所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述苛化阶段为了进一步提高苛化效率，需要将消石灰进行研磨，将粒径控制在3～4μm。
7.根据权利要求5或6所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述苛化反应阶段将绿液加到消石灰中，所述绿液的加料时间控制在60～130min。
8.根据权利要求5或6所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述预苛化反应控制的反应温度为50～90℃，苛化反应控制的反应温度为60～100℃。
9.根据权利要求1所述的一种造纸废液碱回收的优化工艺，其特征在于，所述苛化反应阶段之前，需要通过机械振动的方式来除去生石灰中的大颗粒杂质和煤渣，通过过筛，筛选出CaO高含量的精石灰，然后将其送至碱苛化反应体系中进行反应。
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