CN201411590Y - 一种氧化白液制备系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氧化白液制备系统(氧气法)，包括白液反应器，白液冷却器，氧化白液循环输送泵，喷射混合器和分离器。该白液反应器的氧化白液出口与氧化白液循环输送泵的入口通过管道连接；该氧化白液循环输送泵的出口分别与喷射混合器的白液入口及白液冷却器白液入口通过管道连接；该白液反应器的循环进口与喷射混合器的氧气入口通过管道连接；该喷射混合器的出口与白液反应器的白液进口通过管道连接；该白液反应器的释放阀和安全阀分别通过管道与分离器连接。该白液反应器上部为两段式填料塔，白液分别进入两段填料塔顶部，通过高效白液分布器，均匀喷洒在填料层向下流动，氧气从氧化白液反应器的中间连接部向上流动，两者产生气液相反应，生成氧化白液。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氧化白液制备系统(氧气法)。
背景技术
在漂白硫酸盐化学浆生产系统中，为了降低漂前纸浆的木素含量，一般都采用氧脱木素方法，纸浆经氧脱木素后，卡伯值可以下降40-60％，因此可以大大减少化学品的用量和降低废水排出的污染负荷。
氧脱木素的作用相当于蒸煮的继续，在浆料中需要加入氧气和氢氧化钠等化学药品进行反应，氢氧化钠用量一般约2-3％，反应后产生的黑液经洗涤提取与蒸煮黑液混合送往碱回收车间回收为白液供制浆车间循环使用。
氧脱木素所用的氢氧化钠，如果用外购碱一方面成本较高，另一方面，氧脱木素加入的碱进入碱回收系统，还会造成系统碱的过剩(碱自给率超过100％)，因此，现代化浆厂一般都用氧化白液代替外购碱，这样不仅使碱的成本降低约50％，还能较好地控制系统碱平衡。故在漂白硫酸盐化浆生产系统中，配备氧化白液的制备装置是经济合理的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够提高白液的回收利用率的氧化白液制备系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种氧化白液制备系统，该系统包括白液反应器、氧化白液循环输送泵、白液冷却器、喷射混合器和分离器；
其中
该白液反应器由上至下依次包括反应器顶部、一段填料室、二段填料室、中间连接部、氧化白液储存罐和群座，上述部件之间均采用焊接方式连接；
该反应器顶部上设置释放阀、循环进口、安全阀、压力表和液位计；
该一段填料室底部设置塔盘和检查孔，塔盘上填充填料，该一段填料室顶部设置白液分布器和检查孔；
该二段填料室底部设置塔盘和检查孔，塔盘上填充填料，该二段填料室顶部设置白液分布器、检查孔和温度计；
该中间连接部上设置2个白液进口、温度计、液位计和氧气进口；
该氧化白液储存罐上部设置循环液进口，其底部设置人孔、温度计、液位计和氧化白液出口；
该群座上设置4个排气孔和检查孔；
该白液反应器的氧化白液出口与氧化白液循环输送泵的入口通过管道连接；该氧化白液循环输送泵的出口分别与喷射混合器的白液入口及白液冷却器白液入口通过管道连接；
该白液反应器的循环进口与喷射混合器的氧气入口通过管道连接；该喷射混合器的出口与白液反应器的白液进口通过管道连接；
该白液反应器的释放阀和安全阀分别通过管道与分离器连接。
如上所述的氧化白液制备系统，该白液分布器和可以由药液进口管、捕沫块、分布器筒体、十字支撑、支撑管、分布板和支撑环构成；
该支撑环外周与分布器筒体底端焊接；
该分布板为圆形板，其上均匀分布复数个通孔；该分布板置于支撑环上并与该支撑环卡子连接；
该分布板上部中央设置支撑管，两者焊接；
该支撑管的上部中央设置十字支撑，两者焊接；
该药液进口管的一端与分布器筒体焊接并与外部白液供料管道连通，另一端与分布板垂直并放置在十字支撑上；
在该分布板上对称设置至少四个捕沫块，两者焊接；该捕沫块为网状材料构成的立方体，其顶端高于该药液进口管底端。
如上所述的氧化白液制备系统，为方便从检查孔中装入，该分布板可以为两块半圆形板通过螺栓连接而成。
如上所述的氧化白液制备系统，该捕沫块的网孔基本尺寸优选为0.6～1.6mm。
如上所述的氧化白液制备系统，该填料可以为耐高温腐蚀合金制成的复杂几何形状载体，其具有较大的接触表面。
本实用新型的氧化白液制备系统的白液反应器上部为两段式填料塔，白液分别进入两段填料塔顶部，通过高效白液分布器，均匀喷洒在填料层向下流动，氧气从氧化白液反应器的中间连接部向上流动，两者产生气液相反应，生成氧化白液。该白液分布器结构简单，白液布洒均匀，反应效率高。白液反应器附有一套循环输送装置，白液从白液反应器的储液罐下部用循环输送泵抽出，经喷射混合器循环回流至上部，同时用喷射混合器抽吸白液反应器顶部的氧气与白液混合回流。由于喷射器抽吸使白液反应器顶部压力降低，使通过填料塔的氧气流量加大，这样可以提高反应效率。白液反应器的顶部设有安全阀保护设备，并设有释放阀将氮气等不纯气体排除，氧化白液反应器顶部排出气体经分离器分离后排入大气，避免污染。白液反应器内的温度是将里面的白液用泵抽出经冷却循环调控，氧化白液出口有一台白液冷却器，清水与氧化白液换热后可以节约能耗。
综上所述，本实用新型的氧化白液制备系统结构简单，方便操作，节能降耗，无污水排放，其投资省，成本仅为外购碱的50％，氧化后白液中的硫化钠浓度≤1.5g/l。
附图说明
图1为本实用新型的氧气法氧化白液制备流程图；
图2为本实用新型的氧化白液制备系统结构示意图；
图3为白液反应器结构示意图；
图4为白液分布器结构示意图；
图5为白液分布器的俯视图；
图6为图5沿A-A的剖视图(镜像)；
图7为图5沿B-B的剖视图。
具体实施方式
本实用新型所述系统中氧化白液制备反应采取以下方案：白液与氧气在白液反应器内产生反应，使白液中的硫化钠转变为氢氧化钠和硫代硫酸钠，反应如下：
反应1：2Na2S+2H2O→2Na2SH+2NaOH
反应2：2Na2SH+2O2→Na2S2O3+H2O
总反应：2Na2S+2O2+H2O→Na2S2O3+2NaOH
副反应1：Na2S2O3+O2+2NaOH→2Na2SO3+H2O
副反应2：2Na2SO3+O2→2Na2SO4
为使上述反应的氧化白液获得较高的回收利用率，本实用新型提供一种循环式气液反应系统，其反应流程如图1所示，白液从白液反应器1的储液罐下部用循环输送泵2抽出，经喷射混合器4循环回流至白液反应器1上部，同时用喷射混合器4抽吸白液反应器1顶部的氧气与白液混合回流；白液反应器1顶部排出气体经分离器5分离后排入大气；氧化白液出口处有一台白液冷却器3，清水与氧化白液在其中进行热交换。
以下结合具体实例对本实用新型的系统进行详细说明。
(一)氧化白液制备系统
如图2所示，其为本实用新型一种优选实施方式的氧化白液制备系统结构示意图，该系统包括白液反应器1、氧化白液循环输送泵2、白液冷却器3、喷射混合器4和分离器5。
其中，白液反应器(如图3所示)由上至下依次包括反应器顶部11、一段填料室12、二段填料室13、中间连接部14、氧化白液储存罐15和群座16，上述部件之间均采用焊接方式连接。
反应器顶部11上设置释放阀108、循环进口109、安全阀110、压力表115和液位计117。
一段填料室12底部设置塔盘118和检查孔123，塔盘118上填充填料120，该一段填料室12顶部设置白液分布器106和检查孔122。
二段填料室13底部设置塔盘119和检查孔125，塔盘119上填充填料121，该二段填料室13顶部设置白液分布器107、检查孔124和温度计112。
如图4、5所示，上述白液分布器106和107由药液进口管1061、捕沫块1062、分布器筒体1063、十字支撑1064、支撑管1065、分布板1066和支撑环1067构成；
如图5、6、7所示，分布板1066为两块半圆形板1066a、1066b连接而成的圆形板，两块半圆形板的直边相互部分交叠并通过螺栓连接；为了满足强度要求，置于下部的半圆形板1066a在交叠处直边边缘向下弯折90°；分布板1066上均匀分布复数个通孔1068；分布板1066置于支撑环1067上并与该支撑环1067卡子连接；支撑环1067外周与分布器筒体1063底端焊接；
分布板1066上部中央设置支撑管1065，两者焊接；
支撑管1065的上部中央设置十字支撑1064，两者焊接；
药液进口管1061的一端与分布器筒体1063焊接并与外部白液供料管道连通，另一端与分布板1066垂直并放置在十字支撑1064上；
在分布板1066上对称设置至少四个捕沫块1062，两者焊接；捕沫块1062为网状材料构成的立方体，其顶端高于该药液进口管1061底端。
中间连接部14上设置2个白液进口104和105、温度计113、液位计116和氧气进口103；
氧化白液储存罐15上部设置循环液进口102，其底部设置人孔126、温度计114、液位计111和氧化白液出口101；
群座16上设置4个排气孔128～131(129～131图中未显示)和检查孔127；
白液反应器1的氧化白液出口101与氧化白液循环输送泵2的入口通过管道连接；氧化白液循环输送泵2的出口分别与喷射混合器4的白液入口及白液冷却器3白液入口通过管道连接；
该白液反应器1的循环进口109与喷射混合器4的氧气入口通过管道连接；该喷射混合器4的出口与白液反应器1的白液进口104通过管道连接；
该白液反应器1的释放阀108和安全阀110分别通过管道与分离器5连接。
(二)氧化白液制备系统的启动控制流程
以下请参照图2，如(一)所述的氧化白液制备系统在氧脱木素段启动时立即启动。启动时必须保证白液反应器1、冷却器3和管道内部清洁，没有充液，且在常压状态下。
1.启动氧化白液制备系统前，须做好如下准备工作：
(1)保证所有公用系统处于工作状态，包括工厂水、氧气、仪表压缩空气和密封水等，并且保证在要求压力下的流量。
(2)保证白液充分供应。
(3)保证所有的隔离阀打开，并且所有的人孔及排污阀全部关闭。
(4)保证下游所有流量阀全部关闭。
2.在启动前，白液开关阀HS-5100位于关闭位置，氧化白液循环输送泵2必须处于停止状态，并且：
| 控制回路 | 控制变量 | 控制模式 | 阀门位置 |
| LICA-5103 | 氧化白液反应器液位 | 手动 | 关闭 |
| TIC-5104 | 氧化白液反应器温度 | 手动 | 打开 |
| PICA-5106 | 氧化白液反应器顶部压力 | 手动 | 关闭 |
| TIC-5108 | 氧化白液出口温度 | 手动 | 关闭 |
3.用白液填充白液反应器1、冷却器3和管道：
(1)手动打开白液开关阀HS-5100。
(2)在手动模式下缓慢打开氧化白液储存罐15上的回路控制阀门LCV-5103(图中未显示，其设置于氧化白液储存罐15外部，LICA-5103回路上)直至全部打开，白液分别从一、二段填料室顶部流进白液反应器1，流经填料室12、13及储存罐15后从储存罐底部的氧化白液出口101流出；其后氧化白液经氧化白液循环输送泵2进入冷却器3。
(3)按LICA-5103(设置于氧化白液储存罐15外部，与氧化白液储存罐及白液进料管相连的液位指示调节报警装置)显示给白液反应器1加入白液，直至LICA-5103达到工艺要求液位。在该液位以下的冷却器3和白液管也充满白液，与白液反应器1的液位相同。
(4)关闭温度控制阀TCV-5104(图中未显示，其为TIC-5104回路的控制阀门)。
4.启动氧化白液循环输送泵2：
(1)启动氧化白液循环输送泵2，用白液填充位于高处的喷射混合器4和白液管(连接氧化白液循环输送泵2和喷射混合器4之间的管道)，喷射混合器里的气体被抽出并与循环白液混合。
(2)当LICA-5103高于工艺要求液位时，关闭LCV-5103，然后关闭HS-5100。
(3)将氧化白液循环输送泵2置于自动模式。
5.通入氧气：
(1)在手动状态下缓慢开启氧气控制阀PCV-5106(图中未显示，其为PICA-5106回路的控制阀门)，至氧化白液反应器顶部11压力达到工艺要求压力，将控制器PICA-5106置于自动模式，设定值为工艺要求压力。
(2)手动把HIC-5107开到所需开度，使PCV-5106(PICA-5106回路的测量装置)维持在工艺要求压力。
(3)将冷却器3热水出口处的温度指示控制装置TIC-5108投自动模式，设定值设定为某个温度，使工厂水进入冷却器3。
(4)当白液反应器1的温度升高到工艺要求设定值130-150℃，将氧化白液储存罐15底部的温度指示控制装置TIC-5104投自动模式。
6.开始连续喂入白液并送出氧化白液：
(1)手动打开HS-5100并且在手动状态慢慢打开LCV-5103。
(2)将LICA-5103打到自动模式，设定值为工艺要求值，此时白液氧化系统可以随氧脱工段需用氧化白液量而自动变化白液与氧气流量。
(3)将HS-5100打到自动模式。
氧气法工艺在反应中放出热量，产生蒸汽，使反应器内压力和温度升高，通常操作温度控制在130-150℃，压力0.6MPa以内。
以上所述，仅为解释本实用新型之较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，所以凡是在本实用新型之创作精神下，所作的任何修饰或变更，皆仍属于本实用新型权利保护之范围。
Claims (4)
1.一种氧化白液制备系统，其特征在于：该系统包括白液反应器(1)、氧化白液循环输送泵(2)、白液冷却器(3)、喷射混合器(4)和分离器(5)；
该白液反应器由上至下依次包括反应器顶部(11)、一段填料室(12)、二段填料室(13)、中间连接部(14)、氧化白液储存罐(15)和群座(16)，上述部件之间均采用焊接方式连接；其中，
该反应器顶部(11)上设置释放阀(108)、循环进口(109)、安全阀(110)、压力表(115)和液位计(117)；
该一段填料室(12)底部设置塔盘(118)和检查孔(123)，塔盘(118)上填充填料(120)，该一段填料室(12)顶部设置白液分布器(106)和检查孔(122)；
该二段填料室(13)底部设置塔盘(119)和检查孔(125)，塔盘(119)上填充填料(121)，该二段填料室(13)顶部设置白液分布器(107)、检查孔(124)和温度计(112)；
该中间连接部(14)上设置2个白液进口(104，105)、温度计(113)、液位计(116)和氧气进口(103)；
该氧化白液储存罐(15)上部设置循环液进口(102)，其底部设置人孔(126)、温度计(114)、液位计(111)和氧化白液出口(101)；
该群座(16)上设置4个排气孔(128～131)和检查孔(127)；
该白液反应器(1)的氧化白液出口(101)与氧化白液循环输送泵(2)的入口通过管道连接；该氧化白液循环输送泵(2)的出口分别与喷射混合器(4)的白液入口及白液冷却器(3)白液入口通过管道连接；
该白液反应器(1)的循环进口(109)与喷射混合器(4)的氧气入口通过管道连接；该喷射混合器(4)的出口与白液反应器(1)的白液进口(104)通过管道连接；
该白液反应器(1)的释放阀(108)和安全阀(110)分别通过管道与分离器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的氧化白液制备系统，其特征在于：所述白液分布器(106，107)由药液进口管(1061)、捕沫块(1062)、分布器筒体(1063)、十字支撑(1064)、支撑管(1065)、分布板(1066)和支撑环(1067)构成；
该支撑环(1067)外周与分布器筒体(1063)底端焊接；
该分布板(1066)为圆形板，其上均匀分布复数个通孔(1068)；该分布板(1066)置于支撑环(1067)上并与该支撑环(1067)卡子连接；
该分布板(1066)上部中央设置支撑管(1065)，两者焊接；
该支撑管(1065)的上部中央设置十字支撑(1064)，两者焊接；
该药液进口管(1061)的一端与分布器筒体(1063)焊接并与外部白液供料管道连通，另一端与分布板(1066)垂直并放置在十字支撑(1064)上；
在该分布板(1066)上对称设置至少四个捕沫块(1062)，两者焊接；该捕沫块(1062)为网状材料构成的立方体，其顶端高于该药液进口管(1061)底端。
3.根据权利要求2所述的氧化白液制备系统，其特征在于：所述分布板(1066)为两块半圆形板通过螺栓连接而成的圆形板。
4.根据权利要求2或3所述的氧化白液制备系统，其特征在于：所述捕沫块(1062)的网孔基本尺寸为0.6～1.6mm。
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100026 NO.42 BAIJIAZHUANGDONGLI, CHAOYANG DISTRICT, BEIJING TO: 100077 NO.6A YANGQIAOBEILI, FENGTAI DISTRICT, BEIJING |
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Effective date of registration: 20100524 Address after: 100077 Beijing city Fengtai District Yangqiao Lane No. 6 Patentee after: China Light Industry Construction Co., Ltd. Address before: 100026 Beijing city Chaoyang District Baijiazhuang East No. 42 Patentee before: Zhongqing International Engineering Co., Ltd., China |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100077 FENGTAI, BEIJING TO: 100026 CHAOYANG, BEIJING |
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