碱煮法草浆造纸黑液处理新工艺制造技术

一种适合中小造纸厂用碱蒸煮法生产草浆所造成的黑色废液处理的新工艺。它采用气、水、渣共治的技术方案，利用锅炉烟气来浓缩黑液，然后令其与煤粉混合制成的水煤浆作为造纸厂供热用锅炉的燃料，其灰渣经石灰水苛化后还可进行部分碱回收。这样黑液中的有机物、碱及锅炉烟气中的废热都得到充分的利用。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出一种适合中小造纸厂用碱蒸煮法生产草浆造纸所造成黑色废液处理的新工艺。目前大型纸浆生产厂均采用碱回收法处理造纸黑液，它需要用蒸气将黑液浓缩蒸干，然后放入焚烧炉内焚烧，去除杂质，其渣(绿液)再用石灰水苛化回收氢氧化钠。这种工艺虽能回收碱，但投资大，运行成本高，与碱回收增益不相匹配，为一般中小造纸厂所不能接受。目前正在研究的其它处理工艺如木质素回收法、絮凝沉降法、生物处理法等也均因成本高、投资大而无法推广应用于碱蒸煮法草浆造纸的中小型造纸厂。本专利技术的目的在于提出一种适合于中小造纸厂用碱蒸煮法生产草浆造纸所造成的黑色废液处理的经济实用的新工艺。本专利技术的目的是这样实现的。它采用了气、水、渣共治的方案，将造纸黑液的处理与造纸厂所必不可少的供热过程紧密结合在一起。它采用以压缩空气为动力的转速高达1.5～2万转/分的气动马达驱动的非压力式高速离心喷头，高温黑液流入雾化喷嘴的中空区后，被高速的叶轮粉碎，雾化成极微小的液粒并向四周散去。上述装置系置于一用隔板形成曲折气流通道的浓缩及脱硫除尘室内，锅炉所产生的高温烟气几上几下流过黑液雾化液粒所分布的空间，在这里高温气流有充分的时间接触液粒，同时不会将液粒带走而散失在大气中。高温黑液与高温烟气充分接触。在高温的作用下大量水份变为蒸气，使黑液浓缩变稠，同时烟气中的二氧化硫为黑液所吸收变为亚硫酸，然后与黑液中的碱反应生成亚硫酸钠和二氧化碳。这样同时也脱去了烟气中的二氧化硫。浓缩变稠的黑液与用球磨机磨得很细的煤粉混合搅拌后形成水煤浆，用中压(0.6～1.0MPa)空气为动力的射流器吸入该水煤浆并进行空气和水煤浆的急剧混合、碎化、雾化，然后通过小锥角离心喷嘴将煤粉、黑液、空气三者的均匀混合物喷入锅炉炉膛内，形成较长的喷矩，在炉膛内供应二次热风的情况下获得较高的燃烧速率来弥补由于水的掺入而引起炉膛温度下降的不良影响，燃烧时除了煤燃烧产生热量外，黑液中的木质素等有机成份也参加燃烧反应，即黑液中的化学耗氧量(COD)高达5-10万毫克/升，浓缩后会达到20万毫克/升以上，每天100吨造纸黑液的COD总量达5-10吨，其燃烧后大约相当于20吨煤所发出的热量。仅此一项就可以获益2000元/日(煤价以100元/吨计算)，另外锅炉排出之渣用石灰上清液冲渣降温，渣中的亚硫酸钠和碳酸钠与氢氧化钙反应生成沉淀的亚硫酸钙与碳酸钙，即经脱水处理，将灰渣及其中的CaSO3和CaCO3一块干化后外运。同时得到NaOH可进行回用。由于煤灰的吸附作用使CaSO3和CaCO3两种脱水较难的物质能较易脱水干化。当然，灰渣也带走了相当一部份NaOH。如要回收这一部分NaOH，可以将干化后的灰渣再用少量清水或黑液冲洗将灰渣吸附的NaOH洗出。这部份水再回到黑液中进行再处理。本专利技术的优点采用本专利技术装置，利用废气、废水、废渣的相互作用，投入的只是少量低功率的压气机、搅拌机、球磨机泵的耗电和石灰作为苛化剂。而获得的好处除了根治造纸黑液的全部污染和锅炉烟气中二氧化硫的污染，从而具有极为显著的环境效益和社会效益外，一个每日100吨黑液的小造纸厂每天可节约煤20吨值2000元碱回收率可达30%以上，从而获得巨大的经济效益。而所需的投资只是增加球磨机、空压机、搅拌机、黑液浓缩及烟气脱硫除尘系统、水煤浆燃料供应系统、以及改造原有锅炉。予计其比投资将在全国废水处理站比投资平均值(约1000元～1500元/吨水/日)之下。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步说明。图中1是黑液收集池，2是提升泵，3是高位黑液槽，4是高速离心喷头，5是浓缩及脱硫除尘室，6是烟囱，7是烟道，8是锅炉，9是喷嘴，10是射流器，11是空压机，12是搅拌罐，13是搅拌器，14是浓缩增稠后的黑液供应系统，15是球磨机，16是煤料仓，17是清洗液回流系统，18是灰渣外运车辆，19是二次干化机，20清洗液收集池，21清洗液提升系统，22清洗用水供应系统，23清洗池，24一次干化机，25回收碱液收集池，26灰渣及苛化液输送系统，27石灰上清液贮池。本专利技术装置是这样工作的。高温造纸黑液流入黑液收集池1中，用提升机2提升至高位黑液槽3，并从槽中自流至高速离心喷头4的叶轮上，被粉碎成极细液粒，弥散在浓缩及脱硫除尘室5内。锅炉8所排出的高温烟气，通过烟道7和烟囱6下部，从底部进入室5中，与弥散在室5中的黑液细小粒子进行直接热交换，使其中大量水份成为水蒸气的形式，而烟气中的SO2也和黑液中的Na2CO3反应生成Na2SO3，烟气中的粉尘也受湿变重而沉入室底，这样在室5中完成了黑液脱水浓缩、烟气除尘脱硫三项处理工艺流程。净化后的气体从烟囱6的上部排入大气。浓缩后的黑液通过浓缩增稠后的黑液供应系统14输送主搅拌罐12中。造纸厂供热系统用的煤块从煤料仓16进入球磨机15中，在那里被研成极细小的煤粉，然后流入搅拌罐12中，在那里与增稠的黑液通过搅拌器13搅拌混合，形成水煤浆。然后通过以空压机11所产生的高压空气为动力的射流器10将水煤浆吸入、碎化并与空气充分混合后通过喷嘴9喷入锅炉8的炉膛内。炉膛是在普通锅炉上稍加改造，类似由烧煤改为烧渣油的锅炉改造。燃尽的灰渣由石灰上清液贮池27引入石灰上清液水进行熄渣和苛化并通过灰渣及苛化液输送系统26送至一次干化机24上，所脱下的水即为NaOH水溶液，流入回收碱液收集池25中进行回用，干化后的泥并经过由清洗用水供应系统22供水(清水或黑液)进行清洗，让附在灰渣上的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统21提升至二次干化机19中再次脱水，脱水后的灰渣由灰渣外运车辆18外运，而所脱下之水由清洗液收集池20收集，并通过清洗液回流系统17送回黑液收集池1以便再进行处理。如果附近有电厂可以直接购买细煤粉而无需球磨机设备，如果厂内有压缩空气源则无需空压机设备。如对NaOH回收无较高要求，可以不进行灰渣清洗，因而无需清洗系统及二次干化机。这样，黑液中的有机成份用作燃料，碱得到部分回收，锅炉烟气的余热被用来浓缩黑液，黑液本身又为锅炉烟气进行除尘脱硫，烟尘中未燃尽的炭粒又再次送入炉内燃烧，如果灰渣及其中的CaSO3和CaCO3再利用的话，几乎不产生任何废料，做到了物尽其用，获得了巨大的经济效益。另一方面，它不仅根治了黑液造成的污染，而且也消除了烟气中SO2的污染，获得较显著的环境效益和社会效益。本专利技术不仅适用于碱煮法草浆造纸黑液处理，同时也适用于其它原料用碱蒸煮法造浆的造纸黑液处理。权利要求1.一种碱煮法草浆造纸黑液处理新工艺，其特征是采用气、水、渣联合处理，即用锅炉烟气来浓缩黑液，用黑液来为锅炉烟气除尘脱硫，用浓缩后黑液与煤粉混合制成水煤浆作为供给锅炉的燃料，锅炉的灰渣经石灰水苛化后又可进行碱回收。2.根据权利要求1所述的碱煮法草浆造纸黑液处理新工艺，其特征是利用锅炉烟气的废热，采用直接接触法热交换的方式和应用非压力式高速离心喷头将黑液碎化成极细小液粒并弥散在用隔板形成曲折气流通道的浓缩及脱硫除尘室内，这样一种联合浓缩、除尘及脱硫工艺。3.根据权利要求1所述的碱煮法草浆造纸黑液处理新工艺，其特征是将浓缩后的黑液与煤粉混合搅拌配制成水煤浆，用高压空气射流器吸入该水煤浆并进行空气和水煤浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱煮法草浆造纸黑液处理新工艺，其特征是采用气、水、渣联合处理，即用锅炉烟气来浓缩黑液，用黑液来为锅炉烟气除尘脱硫，用浓缩后黑液与煤粉混合制成水煤浆作为供给锅炉的燃料，锅炉的灰渣经石灰水苛化后又可进行碱回收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉立，
申请(专利权)人：王嘉立，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]