CN109736121A - 一种处理黑液的工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸行业中的黑液处理领域，尤其涉及一种处理黑液的系统及利用其处理黑液的工艺。本发明的系统是：先将造纸工艺中的原料废液依次通过第一黑液挤浆机和第二黑液挤浆机,得到稀黑液；再将稀黑液通入沉淀池中并且加入氢氧化钙；接着将沉淀池的上层清液通入硫化塔中作为脱硫剂，得到脱硫废液；最后通过脱硫废液通过稀黑液槽收集后进入到黑液五效蒸发器中进行蒸发，对蒸发过程中的冷凝液进行收集；最后通过干燥塔的干燥，得到成品固体。运用本发明的装置的工艺实现了黑液的处理，使得COD降低到复合排放标准。生成的固体物还可以作为肥料，实现了废物利用。解决了目前造纸行业中黑液的处理问题。
Description
技术领域
本发明属于造纸行业中的黑液处理领域，尤其涉及一种处理黑液的工艺及其装置。
背景技术
在造纸行业中，硫酸盐法或烧碱法制纸浆过程中，洗涤蒸煮后的纸浆的洗涤液呈黑色，称为黑液。黑液其中含有蒸煮液中的无机物和从植物纤维原料中溶出的木素、半纤维素和纤维素的降解产物及有机酸等。无机物包括游离的氢氧化钠、硫酸钠、硫化钠、碳酸钠以及与有机物化合的钠、二氧化硅等。蒸煮后的黑液COD及盐分很高，直接排放，不但造成污水车间处理困难，而且会对环境造成很大的伤害。现有技术当中并且药剂成本极高，而通过简单的蒸煮后的形成固体依然存在着COD过高的问题，急需解决。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的技术问题，提供一种能够降低黑液中COD的含量且同时实现废物利用的黑液的处理工艺及其装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种处理黑液的装置，包括第一黑液挤浆机、沉降池、脱硫塔、原料液进料泵、压滤机、稀黑液槽和干燥塔，所述原料液进料泵的输出端通过管道与所述第一黑液挤浆机的进料口连通，所述第一黑液挤浆机的出料口通过稀黑液进料泵与所述沉降池连通，所述沉降池的上端通过管道与第二输送泵的输入端连通，所述第二输送泵的输出端通过管道与所述脱硫塔的进料口连通；
所述脱硫塔的出料口通过管道与所述第三输送泵的输入端连通，所述第三输送泵的输出端通过管道与所述压滤机的进料口连通，所述压滤机的出料口通过管道与稀黑液出料泵的输入端连通，所述压滤机的底端通过管道与第四输送泵的输入端连通，所述第四输送泵的输出端通过管道与收集箱连通；
所述稀黑液输送泵的输出端通过管道与所述稀黑液槽连通，所述稀黑液槽的底端通过管道与第五输送泵的输入端连通，所述第五输送泵的输出端通过管道与黑液五效蒸发器的进料口连通，所述黑液五效蒸发器的出料口通过管道与第六输送泵的输入端连通，所述第六输送泵的输出端通过管道与所述干燥塔的顶端连通。
本发明的有益效果是：黑液挤浆机能够实现从造纸工艺中的原料废液中提取稀黑液，挤出造纸浆中的黑液，同时减轻了无效蒸发器的负荷，也初步降低了COD。再通过沉降池中的沉降作用，外加氢氧化钙的加入，实现了稀黑液中盐分的析出，降低了COD。脱硫塔中不但有硫化物，而且烟气能够带走约20％的水份，使得进入脱硫塔中的稀黑液能够生产硫化盐的同时，使得稀黑液减量化。最后通过压滤机的固液分离，再通过稀黑液槽的收集，最后通过黑液五效蒸发器和干燥塔的干燥，生成了能够成品固体，实现了黑液的处理，使得COD降低到复合排放标准。生成的固体物还可以作为肥料，实现了废物利用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，还包括沉淀进料泵和回流泵，所述沉降池的底端通过管道与所述沉淀进料泵的输入端连通，所述沉淀进料泵的输出端通过管道与所述压滤机的进料口连通，所述压滤机的顶端通过管道与回流泵的输入端连通，所述回流泵的输出端通过管道与所述沉降池连通。
采用上述进一步方案的有益效果是，沉淀池内的沉淀通沉淀进料泵进入压滤机中，实现了固液分离，而分离出来的清液通过回流泵回到沉淀池中，通过第二输送泵通入到脱硫塔中，实现了能量的再循环利用，保证了黑液的充分收集和利用。使得装置更加的环保。
进一步，还包括第二黑液挤浆机和第一输送泵，所述第一黑液挤浆机的出料口通过管道与所述第一输送泵的输入端连通，所述第一输送泵的输出端通过管道与所述第二黑液挤浆机的进料口连通，所述第二黑液挤浆机的出料口通过管道与所述稀黑液进料泵的输入端连通，所述稀黑液进料泵的输出端通过管道与所述沉降池连通。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过第一黑液挤浆机和第二黑液挤浆机的作用，能够充分的将造纸工艺中的原料废液中的黑液挤出，挤出滤高达92％以上，提升了装置的效果。
进一步，所述第一黑液挤浆机、所述第二黑液挤浆机、所述沉降池、所述脱硫塔、所述压滤机、所述收集箱、所述稀黑液槽、所述黑液五效蒸发器和所述干燥塔相互之间的管道上均设有闸阀。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过闸阀的配合，不但能够是的装置在使用过程中更加的安全和自由控制，而且能够通过闸阀相互之间的配合，检测出那个部件出现了泄漏的问题。
进一步，所述压滤机为板框压滤机。
采用上述进一步方案的有益效果是，板框压滤机适合大批量的固液分离，增强了装置的实用性。
进一步，所述干燥塔为喷雾干燥塔。
采用上述进一步方案的有益效果是，所述喷雾干燥塔能够更好的对浓黑液进行干燥。
进一步，所述黑液五效蒸发器为七体五效板式降膜蒸发器。
采用上述进一步方案的有益效果是，七体五效板式降膜蒸发器适合大量的蒸发，保证了装置的承载量。
本发明还提供一种处理黑液的工艺，包括以下步骤：
A、造纸工艺中的原料废液通过所述原料液进料泵依次进入所述第一黑液挤浆机和所述第二黑液挤浆机，进行挤浆，得到稀黑液；
B、步骤A所得稀黑液通过所述稀黑液进料泵进入到所述沉淀池中，接着向所述沉淀池中加入氢氧化钙，生成碳酸钙固体沉淀，经过1～3h的沉淀后，所述沉淀池的上层清液通过所述第二输送泵进入到脱硫塔中作为脱硫剂，所述脱硫剂脱硫后得到脱硫废液；
C、步骤B中得到的脱硫废液通过所述第三输送泵进入到所述压滤机中，经过压滤，得到滤后清液，所述压滤机内的固体通过第四输送泵通入到所述收集箱中进行收集；
D、步骤C中的滤后清液通过稀黑液出料泵通入到所述稀黑液槽中，然后通过第五输送泵将所述稀黑液槽中的滤后清液通入到所述黑液五效蒸发器进行蒸发，得到浓黑液，并且在蒸发过程中收集冷凝液；
E、将步骤D中的浓黑液通过第六输送泵通入干燥塔中进行干燥，得到含有机质的固体。
本发明的有益效果是：整个工艺过程实现了造纸工艺中的原料废液的挤浆，得到了稀黑液，此时的COD较高，而且含有大量的碳酸盐。经过加入碳酸钙后，固体盐析出，而且COD同时降低到18000附近，所述上层清液通过脱硫塔的脱硫，使生成了脱硫废液，脱硫塔中不但有硫化物，而且烟气能够带走约20％的水份，使得进入脱硫塔中的稀黑液能够生产硫化盐的同时，使得稀黑液减量化，大大的减小了后面无效蒸发器的负担。最后通过五效蒸发器的蒸发，生成了浓黑液，使得每小时蒸发出50％浓度的黑液6～8m3。大大增加了浓黑液中的固体含量。最后通过干燥塔的得到了含有机质的固体。固体可以作为COD在标准范围内并且可以作为肥料，实现了废物利用。
进一步，所述沉淀池底部的碳酸钙固体沉淀通过所述沉淀进料泵通入到所述压滤机中得到碳酸钙固体和清液，所述压滤机中的清液通过所述回流泵通入所述沉淀池中，所述碳酸钙固体通过所述第四输送泵通入所述收集箱中。
采用上述进一步方案的有益效果是，碳酸钙的沉淀通过压滤机的分离得到了碳酸钙固体，并收集在收集箱中，实现了废物利用。而清液通过回流泵进入到所述沉降池中，然后进一步沉降后进入到脱硫塔中，彻底实现了稀黑液的收集和处理，保证了工艺的彻底性。
进一步，在步骤B中，所述稀黑液与氢氧化钙的质量比为1：(1.1～1.5)，所述上层清液与脱硫废液的质量比为10：(7.5～8.3)；
在步骤D中，所述黑液五效蒸发器(20)的温度为93～97℃，蒸发时间为2～3h,得到的所述浓黑液的固体含量为48～55％；
在步骤E中，所述干燥塔中的温度为220～250℃。
采用上述进一步方案的有益效果是，特定的数值使得反应更加彻底和高速。保证了反应的正常进行。
附图说明
图1为本发明处理黑液的装置的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件如下：
1、第一黑液挤浆机，2、第一输送泵，3、第二黑液挤浆机，4、稀黑液进料泵，5、沉降池，6、第二输送泵，7、脱硫塔，8、第三输送泵，9、压滤机，10、稀黑液出料泵，11、第四输送泵，12、收集箱，13、稀黑液槽，14、第五输送泵，15、干燥塔，16、沉淀进料泵，17、回流泵，18、原料液进料泵，19、闸阀，20、黑液五效蒸发器，21、第六输送泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1、
如图1所示，一种的处理黑液的工艺，包括以下步骤：
A、1000kg造纸工艺中的原料废液通过所述原料液进料泵18依次进入所述第一黑液挤浆机1和所述第二黑液挤浆机3进行挤浆得到500kg稀黑液；
B、通过所述稀黑液进料泵4将步骤A中的500kg稀黑液通入到所述沉淀池5中，接着向所述沉淀池5中加入80g的氢氧化钙，生成碳酸钙固体沉淀，经过3h的沉淀后，所述沉淀池5的230kg上层清液通过所述第二输送泵6通入脱硫塔7中作为脱硫剂，得到184kg脱硫废液；
C、将步骤B中得到的184kg脱硫废液通过所述第三输送泵8通入所述压滤机9中，经过压滤，得到了116kg滤后清液，所述压滤机9内的68kg固体通过第四输送泵11通入到所述收集箱12中进行收集；
D、将步骤C中的116kg滤后清液通过稀黑液出料泵10通入所述稀黑液槽13中，然后通过第五输送泵14将所述稀黑液槽13中的滤后清液通入到所述黑液五效蒸发器20在95℃下蒸发2h，得到46kg浓黑液，并且在蒸发过程中收集冷凝液65kg；
E、将步骤D中的浓黑液通过第六输送泵21通入干燥塔中进行干燥，干燥温度为230℃得到含有机质的21kg的成品固体。
经过检测，步骤A中的稀黑液的COD为36805mg/L，步骤B中脱硫废液的COD为18523mg/L，步骤C中的滤后清液的COD为1765mg/L,步骤E中的成品固体的有机质含量为65％。成品固体用作有机肥料，实现了废物利用。所述冷凝液的COD为32mg/L，大大低于国家一级A标(根据GB18918-2002)。使得冷凝液可以回用。减少了浪费，解决了污染问题。
实施例2、
与实施例1的区别在于，所述沉淀池5底部的碳酸钙固体沉淀通过所述沉淀进料泵16通入到所述压滤机9中得到碳酸钙固体和清液，所述压滤机9中的清液通过所述回流泵17通入所述沉淀池5中，所述碳酸钙固体通过所述第四输送泵11通入所述收集箱12中。实现了造纸工艺中的原料废液的充分处理和碳酸钙的收集，实现了废物利用。
实施例3、
如图1所示，一种的处理黑液的工艺，包括以下步骤：
A、1000kg造纸工艺中的原料废液通过所述原料液进料泵18依次进入所述第一黑液挤浆机1和所述第二黑液挤浆机3进行挤浆得到510kg稀黑液；
B、通过所述稀黑液进料泵4将步骤A中的510kg稀黑液通入到所述沉淀池5中，接着向所述沉淀池5中加入82g的氢氧化钙，生成碳酸钙固体沉淀，经过3h的沉淀后，所述沉淀池5的225kg上层清液通过所述第二输送泵6通入脱硫塔7中作为脱硫剂，得到174kg脱硫废液；
C、将步骤B中得到的174kg脱硫废液通过所述第三输送泵8通入所述压滤机9中，经过压滤，得到了118kg滤后清液，所述压滤机9内的71kg固体通过第四输送泵11通入到所述收集箱12中进行收集；
D、将步骤C中的118kg滤后清液通过稀黑液出料泵10通入所述稀黑液槽13中，然后通过第五输送泵14将所述稀黑液槽13中的滤后清液通入到所述黑液五效蒸发器20在95℃下蒸发2h，得到41kg浓黑液，并且在蒸发过程中收集冷凝液70kg；
E、将步骤D中的浓黑液通过第六输送泵21通入干燥塔中进行干燥，干燥温度为230℃得到含有机质的22kg的成品固体。
经过检测，步骤E的成品固体的有机质含量为63％，可以用作有机肥。经过检测步骤A中的稀黑液的COD为35805mg/L，步骤B中脱硫废液的COD为16523mg/L，步骤C中的滤后清液的COD为1365mg/L。所述冷凝液的COD为32mg/L，大大低于国家一级A标(根据GB18918-2002)。使得冷凝液可以回用。减少了浪费，解决了污染问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种处理黑液的装置，其特征在于，包括第一黑液挤浆机(1)、沉降池(5)、脱硫塔(7)、原料液进料泵(18)、压滤机(9)、稀黑液槽(13)和干燥塔(15)，所述原料液进料泵(18)的输出端通过管道与所述第一黑液挤浆机(1)的进料口连通，所述第一黑液挤浆机(1)的出料口通过稀黑液进料泵(4)与所述沉降池(5)连通，所述沉降池(5)的上端通过管道与第二输送泵(6)的输入端连通，所述第二输送泵(6)的输出端通过管道与所述脱硫塔(7)的进料口连通；
所述脱硫塔(7)的出料口通过管道与所述第三输送泵(8)的输入端连通，所述第三输送泵(8)的输出端通过管道与所述压滤机(9)的进料口连通，所述压滤机(9)的出料口通过管道与稀黑液出料泵(10)的输入端连通，所述压滤机(9)的底端通过管道与第四输送泵(11)的输入端连通，所述第四输送泵(11)的输出端通过管道与收集箱(12)连通；
所述稀黑液输送泵(10)的输出端通过管道与所述稀黑液槽(13)连通，所述稀黑液槽(13)的底端通过管道与第五输送泵(14)的输入端连通，所述第五输送泵(14)的输出端通过管道与黑液五效蒸发器(20)的进料口连通，所述黑液五效蒸发器(20)的出料口通过管道与第六输送泵(21)的输入端连通，所述第六输送泵(21)的输出端通过管道与所述干燥塔(15)的顶端连通。
2.根据权利要求1所述的处理黑液的装置，其特征在于，还包括沉淀进料泵(16)和回流泵(17)，所述沉降池(5)的底端通过管道与所述沉淀进料泵(16)的输入端连通，所述沉淀进料泵(16)的输出端通过管道与所述压滤机(9)的进料口连通，所述压滤机(9)的顶端通过管道与回流泵(17)的输入端连通，所述回流泵(17)的输出端通过管道与所述沉降池(5)连通。
3.根据权利要求2所述的处理黑液的装置，其特征在于，还包括第二黑液挤浆机(3)和第一输送泵(2)，所述第一黑液挤浆机(1)的出料口通过管道与所述第一输送泵(2)的输入端连通，所述第一输送泵(2)的输出端通过管道与所述第二黑液挤浆机(3)的进料口连通，所述第二黑液挤浆机(3)的出料口通过管道与所述稀黑液进料泵(4)的输入端连通，所述稀黑液进料泵(4)的输出端通过管道与所述沉降池(5)连通。
4.根据权利要去3所述的处理黑液的装置，其特征在于，所述第一黑液挤浆机(1)、所述第二黑液挤浆机(3)、所述沉降池(5)、所述脱硫塔(7)、所述压滤机(9)、所述收集箱(12)、所述稀黑液槽(13)、所述黑液五效蒸发器(20)和所述干燥塔(15)相互之间的管道上均设有闸阀(19)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的处理黑液的装置，其特征在于，所述压滤机(9)为板框压滤机。
6.根据权利要求1至4任一项所述的处理黑液的装置，其特征在于，所述干燥塔(15)为喷雾干燥塔。
7.根据权利要求1至4任一项所述的处理黑液的装置，其特征在于，所述黑液五效蒸发器(20)为七体五效板式降膜蒸发器。
8.一种利用权利要求1至7任一项所述的装置处理黑液的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、造纸工艺中的原料废液通过所述原料液进料泵(18)依次进入所述第一黑液挤浆机(1)和所述第二黑液挤浆机(3)，进行挤浆，得到稀黑液；
B、步骤A所得稀黑液通过所述稀黑液进料泵(4)进入到所述沉淀池(5)中，接着向所述沉淀池(5)中加入氢氧化钙，生成碳酸钙固体沉淀，经过1～3h的沉淀后，所述沉淀池(5)的上层清液通过所述第二输送泵(6)进入到脱硫塔(7)中作为脱硫剂，所述脱硫剂脱硫后得到脱硫废液；
C、步骤B中得到的脱硫废液通过所述第三输送泵(8)进入到所述压滤机(9)中，经过压滤，得到滤后清液，所述压滤机(9)内的固体通过第四输送泵(11)通入到所述收集箱(12)中进行收集；
D、步骤C中的滤后清液通过稀黑液出料泵(10)通入到所述稀黑液槽(13)中，然后通过第五输送泵(14)将所述稀黑液槽(13)中的滤后清液通入到所述黑液五效蒸发器(20)进行蒸发，得到浓黑液，并且在蒸发过程中收集冷凝液；
E、将步骤D中的浓黑液通过第六输送泵(21)通入干燥塔中进行干燥，得到含有机质的固体。
9.根据权利要求8所述的处理黑液的工艺，其特征在于，所述沉淀池(5)底部的碳酸钙固体沉淀通过所述沉淀进料泵(16)通入到所述压滤机(9)中得到碳酸钙固体和清液，所述压滤机(9)中的清液通过所述回流泵(17)通入所述沉淀池(5)中，所述碳酸钙固体通过所述第四输送泵(11)通入所述收集箱(12)中。
10.根据权利要求8所述的处理黑液的工艺，其特征在于，在步骤B中，所述稀黑液与氢氧化钙的质量比为10：(0.13～0.20)，所述上层清液与脱硫废液的质量比为10：(7.5～8.3)；
在步骤D中，所述黑液五效蒸发器(20)的温度为93～97℃，得到的所述浓黑液的固体含量为48～55％；
在步骤E中，所述干燥塔中的温度为220～250℃，得到的固体的有机质含量为62～69％。
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