專利名稱：堿煮法草漿造紙黑液處理新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種適合中小造紙廠用堿蒸煮法生產(chǎn)草漿造紙所造成黑色廢液處理的新工藝。
目前大型紙漿生產(chǎn)廠均采用堿回收法處理造紙黑液，它需要用蒸氣將黑液濃縮蒸干，然后放入焚燒爐內(nèi)焚燒，去除雜質(zhì)，其渣(綠液)再用石灰水苛化回收氫氧化鈉。這種工藝雖能回收堿，但投資大，運(yùn)行成本高，與堿回收增益不相匹配，為一般中小造紙廠所不能接受。目前正在研究的其它處理工藝如木質(zhì)素回收法、絮凝沉降法、生物處理法等也均因成本高、投資大而無(wú)法推廣應(yīng)用于堿蒸煮法草漿造紙的中小型造紙廠。
本發(fā)明的目的在于提出一種適合于中小造紙廠用堿蒸煮法生產(chǎn)草漿造紙所造成的黑色廢液處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。它采用了氣、水、渣共治的方案，將造紙黑液的處理與造紙廠所必不可少的供熱過(guò)程緊密結(jié)合在一起。它采用以壓縮空氣為動(dòng)力的轉(zhuǎn)速高達(dá)1.5～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的非壓力式高速離心噴頭，高溫黑液流入霧化噴嘴的中空區(qū)后，被高速的葉輪粉碎，霧化成極微小的液粒并向四周散去。上述裝置系置于一用隔板形成曲折氣流通道的濃縮及脫硫除塵室內(nèi)，鍋爐所產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈳咨蠋紫铝鬟^(guò)黑液霧化液粒所分布的空間，在這里高溫氣流有充分的時(shí)間接觸液粒，同時(shí)不會(huì)將液粒帶走而散失在大氣中。高溫黑液與高溫?zé)煔獬浞纸佑|。在高溫的作用下大量水份變?yōu)檎魵猓购谝簼饪s變稠，同時(shí)煙氣中的二氧化硫?yàn)楹谝核兆優(yōu)閬喠蛩幔缓笈c黑液中的堿反應(yīng)生成亞硫酸鈉和二氧化碳。
這樣同時(shí)也脫去了煙氣中的二氧化硫。
濃縮變稠的黑液與用球磨機(jī)磨得很細(xì)的煤粉混合攪拌后形成水煤漿，用中壓(0.6～1.0MPa)空氣為動(dòng)力的射流器吸入該水煤漿并進(jìn)行空氣和水煤漿的急劇混合、碎化、霧化，然后通過(guò)小錐角離心噴嘴將煤粉、黑液、空氣三者的均勻混合物噴入鍋爐爐膛內(nèi)，形成較長(zhǎng)的噴矩，在爐膛內(nèi)供應(yīng)二次熱風(fēng)的情況下獲得較高的燃燒速率來(lái)彌補(bǔ)由于水的摻入而引起爐膛溫度下降的不良影響，燃燒時(shí)除了煤燃燒產(chǎn)生熱量外，黑液中的木質(zhì)素等有機(jī)成份也參加燃燒反應(yīng)，即黑液中的化學(xué)耗氧量(COD)高達(dá)5-10萬(wàn)毫克/升，濃縮后會(huì)達(dá)到20萬(wàn)毫克/升以上，每天100噸造紙黑液的COD總量達(dá)5-10噸，其燃燒后大約相當(dāng)于20噸煤所發(fā)出的熱量。僅此一項(xiàng)就可以獲益2000元/日(煤價(jià)以100元/噸計(jì)算)，另外鍋爐排出之渣用石灰上清液沖渣降溫，渣中的亞硫酸鈉和碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成沉淀的亞硫酸鈣與碳酸鈣，即經(jīng)脫水處理，將灰渣及其中的CaSO3和CaCO3一塊干化后外運(yùn)。同時(shí)得到NaOH可進(jìn)行回用。由于煤灰的吸附作用使CaSO3和CaCO3兩種脫水較難的物質(zhì)能較易脫水干化。當(dāng)然，灰渣也帶走了相當(dāng)一部份NaOH。如要回收這一部分NaOH，可以將干化后的灰渣再用少量清水或黑液沖洗將灰渣吸附的NaOH洗出。這部份水再回到黑液中進(jìn)行再處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用本發(fā)明裝置，利用廢氣、廢水、廢渣的相互作用，投入的只是少量低功率的壓氣機(jī)、攪拌機(jī)、球磨機(jī)泵的耗電和石灰作為苛化劑。而獲得的好處除了根治造紙黑液的全部污染和鍋爐煙氣中二氧化硫的污染，從而具有極為顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益外，一個(gè)每日100噸黑液的小造紙廠每天可節(jié)約煤20噸值2000元堿回收率可達(dá)30%以上，從而獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而所需的投資只是增加球磨機(jī)、空壓機(jī)、攪拌機(jī)、黑液濃縮及煙氣脫硫除塵系統(tǒng)、水煤漿燃料供應(yīng)系統(tǒng)、以及改造原有鍋爐。予計(jì)其比投資將在全國(guó)廢水處理站比投資平均值(約1000元～1500元/噸水/日)之下。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖中1是黑液收集池，2是提升泵，3是高位黑液槽，4是高速離心噴頭，5是濃縮及脫硫除塵室，6是煙囪，7是煙道，8是鍋爐，9是噴嘴，10是射流器，11是空壓機(jī)，12是攪拌罐，13是攪拌器，14是濃縮增稠后的黑液供應(yīng)系統(tǒng)，15是球磨機(jī)，16是煤料倉(cāng)，17是清洗液回流系統(tǒng)，18是灰渣外運(yùn)車輛，19是二次干化機(jī)，20清洗液收集池，21清洗液提升系統(tǒng)，22清洗用水供應(yīng)系統(tǒng)，23清洗池，24一次干化機(jī)，25回收堿液收集池，26灰渣及苛化液輸送系統(tǒng)，27石灰上清液貯池。
本發(fā)明裝置是這樣工作的。高溫造紙黑液流入黑液收集池1中，用提升機(jī)2提升至高位黑液槽3，并從槽中自流至高速離心噴頭4的葉輪上，被粉碎成極細(xì)液粒，彌散在濃縮及脫硫除塵室5內(nèi)。鍋爐8所排出的高溫?zé)煔?，通過(guò)煙道7和煙囪6下部，從底部進(jìn)入室5中，與彌散在室5中的黑液細(xì)小粒子進(jìn)行直接熱交換，使其中大量水份成為水蒸氣的形式，而煙氣中的SO2也和黑液中的Na2CO3反應(yīng)生成Na2SO3，煙氣中的粉塵也受濕變重而沉入室底，這樣在室5中完成了黑液脫水濃縮、煙氣除塵脫硫三項(xiàng)處理工藝流程。凈化后的氣體從煙囪6的上部排入大氣。濃縮后的黑液通過(guò)濃縮增稠后的黑液供應(yīng)系統(tǒng)14輸送主攪拌罐12中。造紙廠供熱系統(tǒng)用的煤塊從煤料倉(cāng)16進(jìn)入球磨機(jī)15中，在那里被研成極細(xì)小的煤粉，然后流入攪拌罐12中，在那里與增稠的黑液通過(guò)攪拌器13攪拌混合，形成水煤漿。然后通過(guò)以空壓機(jī)11所產(chǎn)生的高壓空氣為動(dòng)力的射流器10將水煤漿吸入、碎化并與空氣充分混合后通過(guò)噴嘴9噴入鍋爐8的爐膛內(nèi)。爐膛是在普通鍋爐上稍加改造，類似由燒煤改為燒渣油的鍋爐改造。燃盡的灰渣由石灰上清液貯池27引入石灰上清液水進(jìn)行熄渣和苛化并通過(guò)灰渣及苛化液輸送系統(tǒng)26送至一次干化機(jī)24上，所脫下的水即為NaOH水溶液，流入回收堿液收集池25中進(jìn)行回用，干化后的泥并經(jīng)過(guò)由清洗用水供應(yīng)系統(tǒng)22供水(清水或黑液)進(jìn)行清洗，讓附在灰渣上的NaOH置于清洗池23的水中。清洗后的混合溶液由清洗液提升系統(tǒng)21提升至二次干化機(jī)19中再次脫水，脫水后的灰渣由灰渣外運(yùn)車輛18外運(yùn)，而所脫下之水由清洗液收集池20收集，并通過(guò)清洗液回流系統(tǒng)17送回黑液收集池1以便再進(jìn)行處理。如果附近有電廠可以直接購(gòu)買細(xì)煤粉而無(wú)需球磨機(jī)設(shè)備，如果廠內(nèi)有壓縮空氣源則無(wú)需空壓機(jī)設(shè)備。如對(duì)NaOH回收無(wú)較高要求，可以不進(jìn)行灰渣清洗，因而無(wú)需清洗系統(tǒng)及二次干化機(jī)。
這樣，黑液中的有機(jī)成份用作燃料，堿得到部分回收，鍋爐煙氣的余熱被用來(lái)濃縮黑液，黑液本身又為鍋爐煙氣進(jìn)行除塵脫硫，煙塵中未燃盡的炭粒又再次送入爐內(nèi)燃燒，如果灰渣及其中的CaSO3和CaCO3再利用的話，幾乎不產(chǎn)生任何廢料，做到了物盡其用，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，它不僅根治了黑液造成的污染，而且也消除了煙氣中SO2的污染，獲得較顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明不僅適用于堿煮法草漿造紙黑液處理，同時(shí)也適用于其它原料用堿蒸煮法造漿的造紙黑液處理。
權(quán)利要求
1.一種堿煮法草漿造紙黑液處理新工藝，其特征是采用氣、水、渣聯(lián)合處理，即用鍋爐煙氣來(lái)濃縮黑液，用黑液來(lái)為鍋爐煙氣除塵脫硫，用濃縮后黑液與煤粉混合制成水煤漿作為供給鍋爐的燃料，鍋爐的灰渣經(jīng)石灰水苛化后又可進(jìn)行堿回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿煮法草漿造紙黑液處理新工藝，其特征是利用鍋爐煙氣的廢熱，采用直接接觸法熱交換的方式和應(yīng)用非壓力式高速離心噴頭將黑液碎化成極細(xì)小液粒并彌散在用隔板形成曲折氣流通道的濃縮及脫硫除塵室內(nèi)，這樣一種聯(lián)合濃縮、除塵及脫硫工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿煮法草漿造紙黑液處理新工藝，其特征是將濃縮后的黑液與煤粉混合攪拌配制成水煤漿，用高壓空氣射流器吸入該水煤漿并進(jìn)行空氣和水煤漿的急劇混合、碎化、霧化，然后通過(guò)小錐角離心噴嘴將煤粉、黑液、空氣三者的均勻混合物噴入鍋爐爐膛內(nèi)，形成較長(zhǎng)的噴矩。
全文摘要
一種適合中小造紙廠用堿蒸煮法生產(chǎn)草漿所造成的黑色廢液處理的新工藝。它采用氣、水、渣共治的技術(shù)方案，利用鍋爐煙氣來(lái)濃縮黑液，然后令其與煤粉混合制成水煤漿作為造紙廠供熱用鍋爐的燃料，其灰渣經(jīng)石灰水苛化后還可進(jìn)行部分堿回收。這樣黑液中的有機(jī)物、堿及鍋爐煙氣中的廢熱都得到充分的利用。
文檔編號(hào)D21C11/00GK1069538SQ9210769
公開日1993年3月3日 申請(qǐng)日期1992年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月2日
發(fā)明者王嘉立 申請(qǐng)人:王嘉立