本发明涉及一种造纸黑液废碱回收工艺。特别涉及一种对碱法造纸工艺中的草浆黑液中的废碱的回收工艺。 现有的碱法造纸废碱回收的方法一般均是从粗浆提取黑液,进行蒸发浓缩处理后送入喷射炉燃烧生成黑灰熔融物,经溶解成为绿液,再苛化处理,获得含碱白液。完成黑液中的碱的回收,再回用于生产。中国发明专利公开CN 88105855A公开的“废碱回收方法及其装置”,也是沿用传统的工艺流程,采用逆流漂洗法对蒸煮后的粗浆进行漂洗,逐渐洗净粗浆中的黑液,得到不同含圆形物浓度的黑液,再将所得黑液进行加热蒸发,强制循环闪击浓缩,使黑液浓度达到25度Be′以上,再在900~1000℃条件下进行喷射燃烧,继而苛化处理,获得含氢氧化钠的白液。这种方法将黑液进行浓缩处理后直接送入喷射炉中进行燃烧处理,为了保证黑液喷入喷射炉中的有效燃烧,要求黑液中的固形物含量达到50%以上,使得蒸发浓缩工序的难度大,此外,固形物含量较高的浓缩黑液虽保证了自身的有效燃烧,同时也带来不利因素,如容易因粘结结垢造成喷射管局部堵塞,引起喷液量波动和喷液颗粒大小不匀,粒度不合适以及喷出分布不均等现象,从液滴干燥至燃烧反应的全过程都要求工艺运行可靠、监测准确、控制适时、补热及时等高自动化的控制手段,否则会导致浓缩黑液的燃烧反应不完全,碱回收率低。
鉴于现有技术存在的上述不足,本发明提供一种操作简单、容易实现且碱回收率高地草浆黑液废碱回收工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:采用连续置换逆流洗涤装置提取黑液。将所得黑液泵入蒸发浓缩装置,浓缩处理得到浓缩黑液,再将浓缩黑液送入干燥器中进行干燥处理。去掉原浓缩黑液中的大量水份使之成为只含少量水份的固体粉粒,将这些固体粉粒送入燃烧炉中燃烧,生成黑灰熔融物送入溶解槽溶解获得绿液,再经苛化处理,即获得含碱白液。
在浓缩黑液步骤中,将黑液浓缩至含固形物40%是比较合适的。过低会使下一步骤的干燥流程时间增长,耗热增多,不经济;过高又会如现有技术那样造成蒸发浓缩工序难度大的不利。经干燥处理后的固体粉粒以含水量小于18%为宜,这样的含水量可保证形成一定的粒度而利于收集输送,水份过大不利于收集和燃烧;过小的水份使干燥过程的时间增长,耗热量增大。
本发明通过将浓缩黑液进行干燥处理形成含一定水份的固体粉粒后再送入燃烧炉中燃烧,与现有的直接将浓缩黑液喷入炉中燃烧相比,具有以下优点:
1、燃烧更充分,反应更完全,有利于碱回收率的提高;
2、干燥过程无须要求送入高浓度黑液,不会产生喷雾管孔粘结堵塞现象,同时也降低了对蒸发浓缩工序的要求,这更适合对粘度大的草浆黑液的处理;
3、整个工艺相对简化,降低了对设备的要求,减少设备投资,且技术成熟度高,工艺稳定,易于控制;
4、整个工艺碱回收率高,同时废水排放量和污染负荷都大大减少。
下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的工艺流程示意图
图2是黑液提取示意图
图3是黑液蒸发浓缩示意图
图4是浓缩黑液干燥、燃烧示意图
图5是苛化系统示意图
如图1所示,将喷放锅(仓或储浆池)中的浆料经调整浓度后送入置换洗涤,提出含固形物12~25%浓度的黑液,其中一部份可返入喷放锅和蒸煮器,分别作为调整粗浆浓度和掺合白液蒸煮料片使用。其余黑液送入蒸发系统中进行蒸发浓缩至含固形物40%,然后送入干燥燃烧系统干燥成含水量小于18%的固体粉粒再进行燃烧反应,获得的黑灰熔融物溶解成绿液,将绿液送苛化系统中进行苛化反应,从而制得要求浓度和澄清度的含碱白液,回收再用。
提取黑液的洗涤系统可采用如图2所示工艺流程,主要由四段连续置换逆流洗涤装置8和螺旋输送过滤机7组成。用已提出的黑液送入喷放锅1,把纸浆浓度调整在3%左右,以便搅拌均匀和输送,把此低浓度的粗浆送入螺旋输送过滤机7通过抽出一定量的黑液,使粗浆浓度调整至9-12%,进入四段连续置换逆流洗涤装置8的下部,在装置内由下而上涨升,受到从装置上部进入的80-90℃的热水逐段置换洗涤,使含固形物浓度小于12-25%的黑液从装置下部第一段被置换出来,流入黑液槽9,洗净的浆料则从装置顶部刮出。黑液提取率可达到90~95%以上。
黑液的蒸发浓缩可采用文丘里-旋风蒸发器。如图3所示,黑液从黑液槽9泵入文丘里管喉部10喷成雾状,所需的高温烟气可从燃烧炉18抽出引入文丘里管,在喉部10与黑液雾滴直接接触,使其蒸发浓缩,烟气进入旋风蒸发器11中,上升时又与喷淋黑液接触蒸发,经浓缩的黑液在旋风蒸发器中集于底部,其含固形物浓度40%左右(即20°Be′90℃)即可。用螺旋定量器12加入芒硝,溶解于黑液中,以补充碱损失,再泵去干燥、燃烧。降温后的废气≥120℃,经旋风蒸发器顶部的气水分离器除去雾滴后通过风机13排入大气。也可经余热回收-净化系统14,风机13排入大气。
浓缩黑液的干燥可采用气流喷雾干燥器,燃烧炉可采用往复炉排燃烧炉,如图4所示,来自上一级的浓度40%左右的黑液泵入气流喷雾干燥器15喷成雾滴,从燃烧炉18抽出的高温烟气引入干燥器内,使黑液闪急蒸发干燥成含水量小于18%的固体粉粒,由旋风收集器16收集后落入燃烧炉18的加料斗中,由其往复运动的炉排连续逐次将由加料斗落下的粉粒推送进炉膛燃烧,燃烧温度约800-900℃左右,炉膛温度约700℃左右,控制进炉黑液固体粉粒层厚度、推进速度和从炉下分区送入的预热空气量,即可控制燃烧反应过程。燃尽的黑灰熔融物在炉的后部被推入溶解槽20。经搅拌溶解成绿液。所述的燃烧炉,也可以采用其它类型的固体燃料燃烧炉。炉内燃烧产生的烟气。可通过换热器19预热鼓入炉下的空气,再由风机13和17分别抽去直接接触蒸发浓缩、干燥黑液。将黑液干燥成固体粉粒并与粉粒分离后的废气≥120℃,经风机17鼓入炉膛升温,以循环利用这部分废热并进一步沉降废气中的细小粉尘。
苛化系统如图5所示,由溶解槽20送来的绿液经绿液澄清过虑器21处理后泵入消化分离机23,与石灰消化反应并初步苛化,绿液澄清过滤器分离出的绿泥送入绿泥洗涤过滤器22,洗涤过滤提出的稀绿液送入二次组合苛化器26,消化分离机23中上部的悬浮、乳状液送入组合苛化器24进一步苛化,消化分离后的灰渣,砂砾则于排出;经组合苛化器苛化后的乳液抽入白液澄清过滤器25,澄清过滤出白液送蒸煮器回用。
为提高苛化率,可将白液澄清过滤器25分离出的白泥泵入二次组合苛化器26,与稀绿液和第二“澄清过滤-洗涤过滤器”27送来的终洗液一起再次苛化反应,然后送入第二“澄清过滤-洗涤过滤器”27,经澄清过滤后抽出稀白液,泵送溶解槽20以溶解黑灰熔融物,澄清过滤后的白泥则被送入的热水进一步洗涤、过滤,最后抽出终洗液反送入二次组合苛化器26。