富集钠盐控氧燃烧法碱回收制造技术

本发明专利技术是涉及一切烧碱法制浆黑液的碱回收。“富集钠盐控氧燃烧法碱回收”是利用“吸附基”通过吸附黑液，蒸发干燥其中的水分，得到“多次富集料”达到“富集钠盐”的目的。“多次富集料”通过不同于燃烧和干馏的“控氧燃烧法”取得“不完全无定形碳与固碱的混合物”。该混合物通过浸取苛化得到“回收的液碱”循环利用于“制浆工艺”。浸取苛化后得到的“无定形碳”和“白泥”再补充“草木质废料”生成新的“吸附基”循环利用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一切烧碱法制浆黑液的碱回收工艺。一九七二年国家有关部门把国外木浆碱回收技术“移植”到国内草浆造纸黑液的治理上。由于该技术不适合我国的国情，安装调试一直延续到一九七九年，造纸黑液的提取率却一直上不去，有时烧掉三四吨柴油才能回收一吨烧碱。成本之高，令人咋舌。这只是一个方面，污染治理的效果更是事与愿违；碱回收的最好年份，造纸黑液也只处理到15％。这就是国内目前所使用最广的“燃烧法碱回收”。现在所有装备此工艺的碱回收系统仍处于停停开开或基本关停的状态，因此一九九六年麦草浆宏观碱回收率尚不足1％。造成麦草浆碱回收长期停滞不前的原因是多方面的。有经济方面的困难，一个年产1.7万吨的浆厂，建碱回收系统的需投资4000万元左右，造成很多厂家“望碱生畏”，宁愿找些“省钱”的办法暂时应付。另一方面也有技术方面的难点。麦草浆滤水性能远逊于木浆，且黑液由于粘度大从而导致黑液提取率低；提取的黑液浓度低、温度低，导致蒸发汽耗高；而黑液含硅高，导致蒸发器结垢频繁，影响蒸发效率与能力；黑液热值低，加上蒸发器的结垢黑液浓度难提高，使燃烧系统，不能稳定运行，需要补充大量助燃油，导致回收碱成本大幅度增加等。(注以上
技术介绍
文件来自主持单位——国家环境保护总局，主编——张珂、俞正千，一九九九年四月第一版，由中国轻工业出版社发行的“麦草浆碱回收技术指南”第四页)本专利技术的任务是解决“燃烧法碱回收”蒸发浓缩工艺的不足及燃烧系统不能稳定运行使之治理成本高、效率低的实质，而创新的一种碱回收工艺。本专利技术采用吸附基来吸附黑液，通过干燥蒸发其中的水分达到吸附黑液中固形物的目的。根据制浆用碱量的要求来调整吸附及干燥的次数，作为富集纳盐技术控制指标。故而，本专利技术将此工序称之为“富集钠盐”(附表1)。由于吸附基是有机物质加之被富集的固形物中的有机物质所占的比例≥60％，所以不需要补充助燃油就可以完成燃烧反应。完全供氧燃烧富集料所得到的是碳酸钠，使之吸附基不可能循环使用。完全无氧燃烧实际是干馏工艺，所得到的是氢氧化钠，但它依靠外来的热能来完成裂解，又要提高成本。所以，本专利技术采取不同于完全燃烧和干馏，是介于完全燃烧和干馏的中间反应，故而为此设计控氧燃烧炉燃烧富集料本身，使之能满足有机物碳化裂解过程所需要的热能，所得到的是碳酸钠和氢氧化钠的混合物质。虽然吸附基中有一部分氢氧化钙，通过燃烧转化为氧化钙，在浸取碱液时参于苛化，但满足不了碳酸钠转化氢氧化钠的需要，故而还要充分苛化来完成碱回收。本专利技术称之为“控氧燃烧”。其要点是控制燃烧供氧的多少来匹配平衡整个系统工程中成本及收益的高低、二次污染负荷的大小、系统运行能源的消耗多少、工艺技术控制可操作性的简易程度……，使之形成一个完整的良性循环体系。本专利技术与目前国内使用最多的“燃烧法碱回收”简直就可以说是正负翻版。其工艺流程是统一的。所不同的是，“燃烧法碱回收”是通过蒸发来达到浓缩黑液中固形物的目的。而本专利技术是通过吸附干燥其中的水分来达到富集黑液中固形物的目的。“燃烧法碱回收”被其蒸发器设备要求所局限，对黑液的要求就十分刻薄。由于“燃烧法碱回收”是去燃烧被浓缩的黑液，此时被浓缩的黑液中的水分极大，所以还要补充能源，即燃油协助其燃烧，从而大大提高了成本。本专利技术就不同了，由于多次富集料被干燥后进入燃烧炉时处于干燥状态，多次富集料本身有机可燃物达70％左右，从而不需要助燃能源。针对“燃烧法碱回收”与“富集钠盐控氧燃烧法碱回收”所采用的处理手段来比较，显然本专利技术的要点充分表现出新颖性和创造性。由于“燃烧法碱回收”一次性投资的巨大，加之针对所要治理的黑液要求刻薄。故而，实用性上已经证明了它不被造纸厂家所接受。而本专利技术纯属我国科技人员在实践中创造而生的适合我国国情的技术方案，本专利技术不但弥补了“燃烧法碱回收”工艺的不足，同时在社会效益和经济效益上远比“螯合法碱回收”和“酸析法废水治理”优越。通过“治理项目投资与回收的相互比较”附表2、“选用不同用碱量的相互比较”附表3、“选用不同制浆原料的相互比较”附表4、“不同治理方式二次污染负荷的相互比较”附表5、“不同工艺流程操作控制的相互比较”附表6，几个不同选项的比较，充分证明了本专利技术的实用性、可操作性。下面结合附图对本专利技术进一步详细的说明。如附图说明图1/5所示，采用本专利技术的“制浆工段”有一个明显变化，“蒸球5”不改变“制浆原料2”和“蒸气4”的控制入料，而在液碱的配给上作了新的变动。现由“回收的液碱3”参于蒸煮，而主供碱渠道改为“补充外购碱1”。从而蒸煮制浆工段中体现出本专利技术碱回收的循环使用。“黑液提取工段”的主要任务是要取得高浓度的黑液。只有高的黑液提取率才有可能得到较高的碱回收率。黑液提取率的高低同时也直接影响到了中段水治理的成本，制浆成浆后“蒸煮液6”进入“挤浆机7”进行黑液的提取。为了提高黑液提取率，目前一般采用几台挤浆机串联使用。“挤浆机7”挤出的“纸浆8”进入冲洗浆造纸工艺。而“挤浆机7”所“提取的黑液11”排入“黑液蓄池9”待利用。“泵10”将“黑液蓄池9”中的黑液通过“前往富集固形物黑液管道12”将黑液输送至下一工艺，即“富集钠盐工段”的“成球机14”及“成球机17”喷淋。图2/5是“富集钠盐工段”，富集钠盐是依靠“吸附基13”来完成的，“吸附基13”输送至“成球机14”接受所喷淋的黑液成球，完成吸附黑液之后被输送至“干燥机15”蒸发干燥“吸附基13”所吸收的水分，生成“一次富集料16”被输送至“成球机17”再次接受所喷淋的黑液，通过“干燥机18”将其再次吸收的水分蒸发干燥。根据制浆工段所需用碱量的大小控制吸附及干燥的次数来完成富集钠盐的要求，生成“多次富集料19”。“干燥机15”与“干燥机18”所需要的热风是“控氧燃烧炉23”产生的“烟道热风21”由“引风机20”通过“干燥热风管道22”供给。图3/5是“控氧燃烧工段”，“控氧燃烧炉23”由“碳化区24”、“燃烧室25”及“控氧门26”所组成。“多次富集料19”按匹配要求装入“燃烧室25”及“碳化区24”，通过燃烧及碳化生成“燃烧后形成的不完全无定形碳与固碱的混合物27”进入“固液逆浸分离工段”。图4/5“固液逆浸碳碱分离工段”是“燃烧后形成的不完全无定形碳与固碱的混合物27”依序进入“高溶塔40”、“低溶塔41”、“固液分离塔42”。“工业净水43”依序流程“固液分离塔42”、“低溶塔41”、“高溶塔40”。固液逆流过程中，“工业净水43”浸取溶解浓度由低至高，最后导入“过滤分离塔39”得到“氢氧化钠与碳酸钠的混合液38”导入“苛化分离工段”。图3/5“苛化分离工段”通过“温控循环苛化法”来完成的。“苛化分离塔31”接受“氢氧化钠与碳酸钠的混合液38”兑入“氢氧化钙32”溶液进行苛化反应。苛化反应要求温度在80℃～95℃之间。保持这个温度范围是利用“控氧燃烧炉23”上部安装的“苛化加热锅炉30”来完成的，通过“苛化循环管道35”将苛化液体循环。苛化完成后，“苛化后的液碱34”进入“过滤分离塔33”将所带有的“白泥悬浮物29”分离过滤后即完成碱回收工艺，“回收的液碱3”输送至“蒸球5”进入碱回收循环利用。“苛化分离塔31”排出的“白泥28”、“过滤分离塔33”排出的“白泥悬浮物29”与“过滤分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是针对一切烧碱法制浆黑液的碱回收工艺系统，其特征是通过“富集钠盐法”、“控氧燃烧法”、“固液逆浸分离法”、“温控循环苛化法”和“吸附基再生”使之形成一个完整的良性循环体系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关达铭，王俊岐，焦笛，张天学，吴向前，关麟，董智勤，
申请(专利权)人：关达铭，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]