用于处理制浆废液的方法和系统技术方案

公开了一种用于处理包含木质素的制浆废液(14)以提供绿液(47)的系统(10)。系统(10)包括蒸发器(22)、回收锅炉(34)、至少一个过滤器(58、74)和绿液装置(46)。蒸发器(22)将制浆废液(14)的第一物流(18)浓缩以提供浓缩制浆液(30)。回收锅炉(34)将浓缩制浆液(30)焚化以提供熔炼物(42)。至少一个过滤器(58、74)过滤制浆废液(14)的第二物流(54)以从其中去除木质素，从而提供渗透液(66、82)。绿液装置(46)用于将来自回收锅炉(34)的熔炼物(42)溶解于来自至少一个过滤器(58、74)的渗透液(66、82)中以提供绿液(47)。还公开了一种用于处理制浆废液(14)以提供绿液(47)的方法。

Method and System for Treatment of Pulping Waste Liquor

A system (10) for treating lignin-containing pulping effluent (14) to provide green liquor (47) is disclosed. The system (10) includes an evaporator (22), a recovery boiler (34), at least one filter (58, 74) and a green liquid device (46). The evaporator (22) concentrates the first logistics (18) of the pulping waste liquor (14) to provide a concentrated pulping liquor (30). The recovery boiler (34) incinerates the concentrated slurry (30) to provide a melt (42). At least one filter (58, 74) filters the second flow (54) of the pulping effluent (14) to remove lignin from it, thereby providing the permeate (66, 82). The green liquid device (46) is used to dissolve the melt (42) from the recovery boiler (34) into the permeate (66, 82) from at least one filter (58, 74) to provide green liquid (47). A method for treating pulping waste liquor (14) to provide green liquor (47) is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理制浆废液的方法和系统专利
本专利技术涉及用于处理来自牛皮纸制浆过程的包含木质素的制浆废液以回收用过的蒸煮化学品的方法和系统。背景用于将木材转化为木浆的牛皮纸制浆过程是众所周知的。使用含有活性蒸煮化学品(包括NaOH(氢氧化钠)和Na2S(硫化钠))的白液来溶解木质素并且从木屑释放纤维，从而产生纸浆和制浆废液。在蒸煮木材后回收的纸浆也被称为褐色储备纸浆。制浆废液也被称为黑液，并且含有有机物质、活性蒸煮化学品(主要包括NaHS、Na2S和NaOH)以及用过的蒸煮化学品(包括Na2CO3(碳酸钠)、Na2SO4、NaS2O3和NaSO3)。将黑液在蒸发装置中浓缩，然后在回收锅炉中焚化，以产生水蒸气和主要由Na2CO3和Na2S组成的熔盐的熔炼物。将熔炼物溶解于水(或称为弱白液的过程水)中以产生称为绿液的Na2CO3和Na2S的溶液。然后通过将绿液与氧化钙混合将在绿液中的Na2CO3转化为NaOH以再生含有NaOH和Na2S的白液，其用作制浆过程中的活性蒸煮化学品。在来自蒸发器的浓缩黑液中的高含量的无机固体和木质素导致粘度增大，并且可能导致固体沉淀，其造成不期望的在蒸发器和管道中的堵塞。蒸发装置容量是水从黑液的蒸发和黑液的组成的函数。例如通过减少装填到牛皮纸纸浆厂中的蒸发器中的废液溶液或水溶液的装料来对蒸发装置卸负荷(off-load)可能是理想的。在黑液中较高负载的有机材料可能造成回收锅炉的过载。因此回收锅炉可能成为“瓶颈”，例如，如果工厂计划提高制浆生产能力。另外，回收锅炉和蒸发装置的升级或更换是昂贵的。已经尝试降低蒸发器或回收锅炉上的负荷以减轻堵塞和污垢，即对整体蒸煮化学品回收过程“卸负荷”。这些尝试集中于降低回收锅炉上的热负荷，因为其通常是纸浆厂的瓶颈并且是升级或更换最昂贵的单元。在浓缩黑液中的有机物质(尤其是木质素)的量决定回收锅炉工作的极限。WO2013/137790和WO2016/007550公开了用于通过酸化然后分离木质素固体将木质素与黑液分离的方法。在WO2015/150626中，公开了一种用于处理在木质素洗涤中产生的用过的洗涤溶液的方法，将所述用过洗涤溶液通过酸化沉淀，然后与碱性制浆废液分离。将用过的洗涤溶液的至少一部分引入到化学品回收循环中。然而，将黑液酸化由于不得不平衡钠-硫浓度而增加了必需的酸和碱的成本，并且导致硫酸钠净化增加的问题，如来自静电沉降器的灰。WO2015/137861公开了一种用于对黑液进行膜滤以获得具有所需分子量分布的木质素级分的方法。WO2015/121477公开了一种用于处理黑液的方法，其包括用膜滤器过滤黑液，降低pH以使有机物沉淀，将氨和醇加入到有机物中，和使溶液裂化。所获得的木质素可以制作成液体燃料。在A.Toledano等，ChemicalEngineeringJournal，第193-194卷，2012，第396-403页中描述了一种用于通过以下步骤将木质素价值化为生物油的方法：将用过的蒸煮液超滤为多种木质素尺寸级分，将木质素酸化/沉淀，然后将木质素级分催化解聚。尽管用于在纸浆厂中回收和升级木质素的系统在本领域是已知的，但是理想的是提供改善的用于减少在纸浆厂中的蒸发器和回收锅炉上的负荷的系统和方法，以及使得能够将木质素价值化为有用的产品，同时有利于回收在制浆过程中使用的基本上全部蒸煮化学品。专利技术概述因此，本专利技术寻求通过在第一方面中提供用于处理包含木质素的制浆废液以提供绿液的系统，来缓解、减轻、消除或回避本领域中的上述缺陷中的一个或多个以及单独的或任意组合的缺点，所述系统包括：蒸发器，其用于将制浆废液的第一物流浓缩以提供浓缩制浆液；回收锅炉，其用于将浓缩制浆液焚化以提供熔炼物；至少一个过滤器，其用于过滤制浆废液的第二物流以从其中去除木质素，从而提供渗透液；和绿液装置，其用于将来自回收锅炉的熔炼物溶解于来自至少一个过滤器的渗透液的至少一部分中以提供绿液。根据一个实施方案，所述系统包括至少两个过滤器。第一过滤器用于过滤制浆废液的第二物流以提供第一渗余物和第一渗透液，以及第二过滤器用于过滤第一渗透液以提供第二渗余物和第二渗透液。根据这样的实施方案，第二渗透液的至少一部分用于在绿液装置中溶解熔炼物。第一过滤器可以是截止分子量在0.5至20kDa之间的膜滤器。第二过滤器可以是截止分子量比第一过滤器的截止分子量低的膜滤器。第二过滤器的截止分子量可以在0.2至0.8kDa之间。在一些实施方案中，所述系统包括至少一个用于过滤制浆废液的第二物流以提供渗余物和渗透液的过滤器。在这些实施方案中，所述系统还包括用于处理渗余物以提供解聚木质素物流的解聚反应器。根据第二方面，提供了一种用于处理包含木质素的制浆废液以提供绿液的方法，所述方法包括：(a)将制浆废液分为第一物流和第二物流；(b)将第一物流蒸发以提供浓缩制浆液；(c)将浓缩制浆液焚化以提供熔炼物；(d)过滤第二物流以去除木质素，从而获得木质素含量减少的渗透液；(e)将熔炼物溶解于渗透液的至少一部分中以提供绿液。根据一个实施方案，过滤步骤(d)可以包括至少两个过滤步骤。在第一过滤步骤中，过滤制浆废液的第二物流以去除木质素的第一部分，从而提供第一渗余物和第一渗透液。在第二过滤步骤中，过滤第一渗透液以去除木质素的第二部分，从而提供第二渗余物和第二渗透液。之后，在步骤(e)中使用第二渗透液的至少一部分以在绿液装置中溶解熔炼物。第一过滤步骤中的截止分子量一般比第二过滤步骤中的截止分子量高。第一过滤步骤中的截止分子量可以在0.5至20kDa之间，并且第二过滤步骤中的截止分子量可以在0.2至0.8kDa之间。可以将第一渗余物和第二渗余物合并为包含去除的木质素的单个物流。根据一个实施方案，第二物流为制浆废液的约5体积％至50体积％，优选为制浆废液的约10体积％至50体积％。优选地，第一物流是主要物流，并且第二物流是次要物流。因此体积比可以是至少2∶1。制浆废液是非常碱性的，并且在本专利技术过程中不需要使木质素沉淀以能够将其分离。实际上，优选的是保持木质素溶解以有利于其进一步加工。沉淀形式的木质素的加工是有挑战性的，因为其非常粘。因此由第二物流的过滤得到的渗透液的pH一般是高度碱性的。根据一个实施方案，用于溶解熔炼物的渗透液的pH为至少11，如至少12。渗透液的pH可以是约13。在一些实施方案中，所述方法的步骤(d)包括过滤第二物流以获得渗余物和渗透液。在这些实施方案中，所述方法还包括使渗余物解聚以提供解聚木质素物流的步骤。在其中所述方法包括多于一个过滤步骤的实施方案中，可以在合并前使所得渗余物中的一些但非全部解聚。通过具有较高分子量的木质素的解聚，在合并的渗余物中的分子量分布将更窄。在包括两个过滤步骤的方法中，可以使第一而非第二渗余物解聚。在一些实施方案中，将渗透液的一部分送到蒸发器。通过将渗透液的一部分送到蒸发器，将降低高分子化合物在待蒸发的制浆废液物流中的浓度，但是低分子量化合物(例如无机盐)的含量保持不变。降低高分子化合物在待蒸发的制浆废液物流中的浓度将降低待蒸发的制浆废液的粘度。由此，可以将待蒸发的制浆废液在焚化前浓缩至较高的干含量。附图简述根据以下对本专利技术的实施方案的描述，参照附图，本专利技术的这些和其他方面、特征和优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理包含木质素的制浆废液(14)以提供绿液(47)的系统(10)，所述系统(10)包括：蒸发器(22)，其用于将所述制浆废液(14)的第一物流(18)浓缩以提供浓缩制浆液(30)；回收锅炉(34)，其用于将所述浓缩制浆液(30)焚化以提供熔炼物(42)；至少一个过滤器(58、74)，其用于过滤所述制浆废液(14)的第二物流(54)以从其中去除木质素，从而提供渗透液(66、82)；和绿液装置(46)，其用于将来自所述回收锅炉(34)的所述熔炼物(42)溶解于来自所述至少一个过滤器(58、74)的所述渗透液(66、82)的至少一部分中以提供绿液(47)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 SE 1651205-51.一种用于处理包含木质素的制浆废液(14)以提供绿液(47)的系统(10)，所述系统(10)包括：蒸发器(22)，其用于将所述制浆废液(14)的第一物流(18)浓缩以提供浓缩制浆液(30)；回收锅炉(34)，其用于将所述浓缩制浆液(30)焚化以提供熔炼物(42)；至少一个过滤器(58、74)，其用于过滤所述制浆废液(14)的第二物流(54)以从其中去除木质素，从而提供渗透液(66、82)；和绿液装置(46)，其用于将来自所述回收锅炉(34)的所述熔炼物(42)溶解于来自所述至少一个过滤器(58、74)的所述渗透液(66、82)的至少一部分中以提供绿液(47)。2.权利要求1所述的系统，其中所述至少一个过滤器(58、74)包括：第一过滤器(58)，其用于过滤所述制浆废液(14)的所述第二物流(54)以提供第一渗余物(62)和第一渗透液(66)；和第二过滤器(74)，其用于过滤所述第一渗透液(66)以提供第二渗余物(78)和第二渗透液(82)；其中所述第二渗透液(82)用于在所述绿液装置(46)中溶解所述熔炼物(42)。3.权利要求2所述的系统，其中所述第一过滤器(58)是截止分子量在0.5至20kDa之间的膜滤器，并且第二过滤器(74)是截止分子量比第一过滤器(58)低的膜滤器；优选地，所述第二过滤器(74)的截止分子量在0.1至0.8kDa之间。4.权利要求2或权利要求3所述的系统，其中所述第一过滤器(58)是截止分子量为约1kDa的膜滤器。5.权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述第二物流(54)为所述制浆废液(14)的约10体积％至50体积％。6.权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第二物流(54)...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德思·阿克尔，
申请(专利权)人：森碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE