CN1260431C - 草浆造纸黑液碱回收装置 - Google Patents

Abstract

草浆造纸黑液碱回收装置涉及一种对造纸黑液碱回收，特别是草浆造纸黑液碱回收处理装置的改进。所述的装置中，黑液燃烧炉通过管道与浓缩塔连接并提供热源。在所述黑液燃烧炉中的燃煤段与黑液燃烧段之间设置了一个除尘拱墙；在所述黑液燃烧段的黑液燃烧室内设置了一个带有黑液喷头和黑液自流板的黑液增浓段。在所述浓缩塔的排烟口与导液孔板之间设置了一个气水分离器，导液孔板的下部设置有分水盘，所述分水盘与热风进口之间设置有浓黑液喷嘴。本发明可以大大提高草浆黑液的回收效率，运行中不会因发生硅堵等问题影响设备的正常运行。所需的投资额相当于背景技术的1/10-1/6，同时设备运行费用也相应大大降低，设备运行安全性好。

Description

草浆造纸黑液碱回收装置

技术领域

本发明涉及一种对造纸黑液碱回收，特别是草浆造纸黑液碱回收处理装置的改进。

背景技术

人们经常将木浆造纸后的黑碱液(本文以下简称“黑液”)采用以下基本方法进行回收处理：通过浓缩塔将造纸后的稀黑液以热交换的方式进行浓缩，得到的浓黑液排出浓缩塔后，送入黑液燃烧炉作为燃料之一进行燃烧，并利用此热能产生水蒸气。从而达到既可回收黑液，又可以经济运行的目的。

在本发明实现以前，人们用于上述处理方法的装置中，黑液浓缩塔的结构形式有两种，一种为管式换热结构。稀黑液在管内，热源在管外，通过管壁的间接热交换，对管内的稀黑液进行浓缩，其采用的热源均为水蒸气。上述结构的浓缩塔并不适用于草浆造纸黑液，因为草浆黑液中含硅量较高，在热交换过程中，黑液中的硅(一般以泡花碱的形式存在)会较快地在管壁上形成硅胶膜，从而影响浓缩塔的换热效率，造成设备运行故障，因此在使用该设备处理草浆黑液时，需要经常不断的对管道进行清理。另外，该设备在使用时需要多级串联使用，才可以达到经济运行的目的，这样设备投资较大。另一种浓缩塔则是利用锅炉烟气(一般为200-300℃)为热源，与黑液在塔内的孔板上进行直接的热交换，以达到黑液浓度蒸发的目的，该方法虽然可以提高换热效率，但由于高温烟气会在孔板上造成高温烧结，堵塞换热孔，进而造成设备无法运行，因此该设备只能适用于低温烟气的热源。

在上述方法中需要使用黑液燃烧炉(也称“碱回收装置”)为浓缩塔提供热源，一般是将经浓缩后的浓黑液送入该装置中进行燃烧，产生的烟气送入浓缩塔。因此对浓黑液的浓度要求较高，一般含固量要求达到60％以上。但是为保持草浆黑液的流动性，浓缩后的草浆黑液一般仅为含固量30-40％，不能达到黑液燃烧的要求。

因此上述背景技术中的黑液回收技术及设备要麽不能适用草浆造纸黑液的碱回收，要麽设备复杂，数量多，操作复杂，劳动强度大，投资太大。

技术内容

本发明的目的是，通过提供一种草浆造纸黑液碱回收装置，进而解决了上述背景技术中存在的问题。

本发明所述的草浆造纸黑液碱回收装置中，黑液燃烧炉通过高温烟气管道与浓缩塔连接并提供热源。在所述黑液燃烧炉中的燃煤段与黑液燃烧段之间设置了一个除尘拱墙；在所述黑液燃烧段内设置了一个带有黑液喷头、黑液滞留室和黑液自流板的黑液增浓段；所述浓缩塔的上端设置有与引风机以管道连接的排烟口；在所述浓缩塔的排烟口与导液孔板之间设置了一个气水分离器；所述气水分离器与导液孔板之间设置有稀黑液进液口；导液孔板的下部设置有分水盘；所述的分水盘在浓缩塔体内呈圆周设置，其上部设置有伞状的导液板，导液板的下部设置有导液槽；所述导液槽的一侧设置有与塔体外相通的排液管；所述分水盘与高温烟气进口之间设置有浓黑液喷嘴，浓黑液喷嘴通过管道在塔体外与所述导液槽的排液管相通；塔体下部设置有与高温烟气管道相连的高温烟气进气口。所述的浓黑液喷嘴通过管道在塔体外与所述导液槽的排液管相通。

所述的浓黑液喷嘴可以设置一个或一个以上。

在所述黑液燃烧炉的黑液增浓段中，所述的黑液喷头可以设置于热风出口处的上炉壁上，黑液喷头对应的炉体下部设置有黑液滞留室，在黑液燃烧段设置有黑液燃烧室，在所述黑液滞留室与黑液燃烧室之间设置有黑液自流板。

所述的除尘拱墙可以设置于黑液燃烧炉的上炉拱与下炉拱之间或者挡火墙之间，并与所述的下炉拱形成灰尘沉降区。

本发明采用一次能源两级直接换热技术，可以直接使用高温烟气与黑液接触换热，避免了背景技术中管式间接换热存在的热效率低和硅堵问题。

采用的高温烟气来自于黑液燃烧炉燃烧浓黑液产生的热风，温度可以达到800-950℃之间。

所述的高温烟气从浓缩塔底部进入塔内，与塔下部浓黑液喷嘴喷出的浓黑液进行逆流热交换。该热交换是黑液最主要的蒸发浓缩阶段，约70-80％的热交换在此完成。通过上述热交换，使高温烟气的温度降至150-250℃，称为低温烟气。该低温烟气通过浓缩塔上部的换热孔板浓缩区域浓缩稀黑液后，经排烟口排出浓缩塔。浓缩后的浓黑液从塔底的排液口排出，并被送入黑液燃烧炉燃烧。

所述的低温烟气进入浓缩塔上部，并通过排列于该处的多层换热孔板，与自塔上部顺换热孔板自流而下的黑液进行热交换。由于此处的烟气温度为低温烟气，不会产生对所述换热孔板的烧结堵塞。通过上述的换热程序，低温烟气的温度可以降为70-80℃，进一步通过塔体上部设置的气水分离器分离后排出塔外。

单机塔的热效率可以达到91％以上。一台本发明所述浓缩塔的热效率可以相当于管式多效蒸发塔三效蒸发的效率，可以大幅提高设备的工作效率，节约设备投资。

由于所述的黑液燃烧炉增加了黑液增浓段，使浓黑液自炉顶的喷头喷出并在黑液滞留室内沉积后，沿着黑液自流板缓缓流向黑液燃烧室进行自燃。所述黑液自流板的设置，延长了浓黑液在黑液燃烧炉中的停留时间，使其有充分的时间在炉内进行热交换，并得到进一步浓缩，使黑液的自燃更容易，燃烧更充分。

本发明的上述技术方案，解决了因草浆黑液含硅高而无法浓缩至较高浓度燃烧的问题。同时该黑液燃烧炉以燃料燃烧产生高温烟气为目的，无需向背景技术那样需要安装大量的换热界面以产生蒸气，进而可以节约设备投资。

本发明与背景技术相比具有以下明显特点：

可以在草浆黑液碱回收过程中正常运行，而不会因发生硅堵等问题影响设备的正常运行。所需的设备数量少，投资额相当于背景技术碱回收装置的1/10-1/6，同时设备运行费用也相应大大降低。设备简单，无压力容器，设备运行安全性好，维护简单、方便。本发明在碱法及碱性亚钠法纸浆黑液中应用，仍然可以取得利润。

附图说明

附图1为本发明一种实例的系统图；

附图2为附图1中浓缩塔的结构示意图；

附图3为附图1中黑液燃烧炉的结构示意图。

附图中：黑液贮池1、引风机2、管道3、管道4、管道5、浓缩塔6、高温烟气管道7、黑液燃烧炉8、排液口9、黑液喷嘴10、排液口11、导液孔板12、气水分离器13、排烟口14、稀黑液进液口15、导液槽16、导液板17、进气口18、黑液滞留室19、高温烟气排出口20、黑液喷头21、挡火墙22、挡火墙23、上炉拱24、前炉拱25、燃煤输入口26、燃煤热风炉27、下炉拱28、除尘拱墙29、灰尘沉降区30、熔融物出口31、黑液燃烧室32、黑液自流板33。

实施方式

下面结合附图对本发明的一种实施例作具体说明。

实施例：

如附图1所示，黑液燃烧炉8通过高温烟气管道7与浓缩塔6连接。黑液燃烧炉以燃煤a作辅助燃料，通过燃烧从浓缩塔内排出的浓黑液，使输出的烟气温度达到800-950℃，并输入至浓缩塔的下部。经过塔内的热交换后使温度降为70-80℃，并由引风机2排出塔外。所述引风机的设置和使用使浓缩塔在负压下运行，提高了热效率。浓缩塔外的黑液贮池1用于浓缩塔热交换后不同浓度黑液的贮存和周转。浓缩完成后得到的浓黑液b从浓缩塔经黑液贮池通过管道输入至黑液燃烧炉进行燃烧。

如附图2所示，所述浓缩塔的上端设置有与引风机以管道连接的排烟口14，用于排出换热后的低温烟气。下端设置有用于排出经过热交换的浓黑液的排液口9。

在浓缩塔体内的上部，设置有背景技术中的气水分离器13，用于分离换热后烟气中的水气。

所述气水分离器的下部，设置有背景技术中的导液孔板12和稀黑液进液口15。稀黑液自该进液口进入浓缩塔内，沿f方向在所述的导液孔板上自然流动，并通过导液孔板上设置的孔与向上方流动的温度约为150-250℃的热风进行热交换，并得到初步浓缩。所述的导液孔板可以设置为数层，以延长稀黑液的热交换时间。所述的分水盘设置于导液孔板的下部。其中导液槽16在塔体内圆周设置，伞状的导液板17设置于导液槽的上端，承接由导液孔板上流下的黑液，并通过导液槽，经排液口11排出塔体。

在塔体下部设置的高温烟气进气口18与所述的分水盘之间设置有若干个通过管道与排液口11连接的黑液喷嘴10，用于向塔体内喷出经过初步浓缩的黑液。由于黑液喷出方向与温度为800-950℃的高温烟气呈强烈的对流状态，因此可以使黑液中的水分得到较为充分的蒸发，黑液得到进一步的浓缩，达到固含量34-37％的输出要求，并通过排液口9输送至黑液燃烧炉进行燃烧。

如附图3所示，所述黑液燃烧炉的基本结构分为燃煤段c和黑液燃烧段d两部分。燃煤段的结构中设置有前炉拱25、炉体底部的燃煤热风炉27及其燃煤输入口26、炉体上端的上炉拱24、燃煤热风炉与上炉拱之间的下炉拱28、上炉拱上设置的挡火墙22、23。热烟气沿e方向流动。

在所述燃煤段和黑液燃烧段之间以及挡火墙之间设置了一个如图所示的除尘拱墙29，并使下炉拱与挡火墙之间形成灰尘沉降区30。所述除尘拱墙的材料及其固定连接方式可以与公知技术相同。在炉壁上设置有相应的除尘口，以减少燃煤段产生的灰尘，进而减少黑液燃烧室32中的灰尘量。在所述黑液燃烧室的下端设置有熔融物出口31，燃烧后的黑液熔融物即为回收的碱，可从上述熔融物出口排出黑液燃烧室。

在黑液燃烧段中，黑液燃烧室32与高温烟气排出口20之间设置了黑液增浓段。在所述黑液增浓段的结构中，黑液喷头21设置于高温烟气排出口处上端的炉壁上，以使向下喷出的浓黑液在炉体内得到进一步浓缩。与上述喷头对应的下端设置有黑液滞留室19。在所述的黑液滞留室与黑液燃烧室之间设置了一个以常规方式设置的黑液自流板33，通过黑液自流板的运转，在延长浓黑液在黑液燃烧室内滞留时间并得到进一步浓缩的同时，带动黑液滞留室内溢出的浓黑液进入黑液燃烧室，以在热烟气的环境中得以充分的自燃，使输出的烟气达到所述的高温状态。

Claims (4)

1.一种草浆造纸黑液碱回收装置，黑液燃烧炉通过高温烟气管道与浓缩塔连接并提供热源，其特征在于在所述黑液燃烧炉中的燃煤段与黑液燃烧段之间设置了一个除尘拱墙；在所述黑液燃烧段内设置了一个带有黑液喷头、黑液滞留室和黑液自流板的黑液增浓段；所述浓缩塔的上端设置有与引风机以管道连接的排烟口；在所述浓缩塔的排烟口与导液孔板之间设置了一个气水分离器；所述气水分离器与导液孔板之间设置有稀黑液进液口；导液孔板的下部设置有分水盘；所述的分水盘在浓缩塔体内呈圆周设置，其上部设置有伞状的导液板，导液板的下部设置有导液槽；所述导液槽的一侧设置有与塔体外相通的排液管；所述分水盘与高温烟气进口之间设置有浓黑液喷嘴，浓黑液喷嘴通过管道在塔体外与所述导液槽的排液管相通；塔体下部设置有与高温烟气管道相连的高温烟气进气口。

2.根据权利要求1所述的草浆造纸黑液碱回收装置，其特征在于在所述黑液燃烧炉的黑液增浓段中，所述的黑液喷头可以设置于热风出口处的上炉壁上，黑液喷头对应的炉体下部设置有黑液滞留室，在黑液燃烧段设置有黑液燃烧室，在所述黑液滞留室与黑液燃烧室之间设置有黑液自流板。

3.根据权利要求1所述的草浆造纸黑液碱回收装置，其特征在于所述的浓黑液喷嘴可以设置一个或一个以上。

4.根据权利要求1所述的草浆造纸黑液碱回收装置，其特征在于所述的除尘拱墙可以设置于黑液燃烧炉的上炉拱与下炉拱之间或者挡火墙之间，并与所述的下炉拱形成灰尘沉降区。

Images