造纸黑液蒸浓处理方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种通过采用溶液蒸发浓缩技术对造纸黑液进行碱回收的方法及装置。本发明专利技术的方法是将黑液蒸发到质量浓度为４５％～６４％后，在黑液中按每吨黑液加入８２～１１０Ｋｇ的硫酸钠，再对黑液进行蒸发浓缩至质量浓度为７５～８２％。在达到这一最终浓度后即可将黑液送入后处理工序，如碱炉中进行燃烧。本发明专利技术的装置由第一蒸发器２４、第二蒸发器２１、碱混合槽２３、黑液储罐１８、分别与蒸发器连通的冷凝水罐，以及连通蒸发器、储罐、碱混合槽间的管道及泵构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过采用溶液蒸发浓缩技术对造纸黑液进行碱回收的方法，确切 讲本专利技术是一种在蒸发工序中对黑液进行超级结晶蒸浓的方法，以及使用这种方法的装置。
技术介绍
造纸制浆分离产生的蒸煮黑液是造成造纸工业环境污染的主要根源，如不加治理 就直接排放，既会对社会环境造成十分严重的危害，又将造成资源的极大浪费。2004年国家 统计的41个行业中，造纸行业废水排放量31. 8亿吨，占全国工业废水总排放量的16. 1%， 居第二位。而COD排放148. 8万吨，占全国工业废水总排放量的33%，是现代工业中的主要 污染源之一。目前，比较有效的治理措施是采用碱回收系统，具体方法是首先将废液进行蒸 发处理，进行蒸发浓缩处理时在黑液中加入碱(这里的碱是指硫酸钠)以克服黑液中无机 盐在系统壁上结晶造成的不利影响，从而使废液得到进一步的浓缩。在达到一定浓度后送 碱炉喷射雾化燃烧，所含有机物和在系统中收集的臭气被充分燃烧，其热值产生的过热蒸 汽推动汽轮机发电。一些在制浆中加入的无机盐被残留在灰烬中，将燃烧灰烬溶入水中，再 通过一系列的苛化反应而将其回收利用。通过这一措施，既有效治理了直排黑液对水系和 环境造成的污染、保护了人类生态环境，又将这些能源回收后充分循环利用，节约了资源， 具有明显的社会意义和经济效益。但现有技术在实施中存在着这样一些问题1、黑液加碱的条件及加入量不确定，致使其效果无法控制。2、黑液入炉浓度过低或过高的不足。黑液浓度过低则意味着含水多，臭气夹带多， 发热量小，在碱炉内蒸发干燥黑液时消耗的热量多，随着水汽直排的臭气多，所以碱回收炉 的热效率低，并且所产生的水汽对炉内腐蚀严重，造成维修周期过短；而且浓度较低的黑 液燃烧不充分，因此在实际工作中，在碱炉内还需要使用油枪助燃，这一方面增加了辅助设 备，提高了使用成本，同时也增加了不必要的能耗。而黑液浓度过高又会引起燃烧时雾化效 果变差，以至黑液燃烧不充分，使污染处理效果变差。
技术实现思路
本专利技术提供一种可克服现有技术不足，在蒸发工序中对黑液进行超级结晶蒸浓的 方法，以及使用这种方法的装置。本专利技术的造纸黑液碱回收工艺中的超浓结晶蒸浓工艺是将黑液蒸发到质量浓度 为60% 64%后，在黑液中按每吨黑液加入IlOKg的硫酸钠，再对黑液进行蒸发浓缩至质 量浓度为75 82%。在达到这一最终浓度后即可将黑液送入后处理工序，如碱炉中进行燃烧。本专利技术的造纸黑液碱回收工艺中的超浓结晶蒸浓工艺也可以是先将黑液加热蒸 发浓缩至质量浓度为45% 50%，再在其中按每吨黑液加入82 85Kg的硫酸钠，再对黑液进行蒸发浓缩至质量浓度为75 82%。在达到这一最终浓度后即可将黑液送入后处理 工序，如碱炉中进行燃烧。本专利技术给出的实施前述造纸黑液碱回收工艺中的超浓结晶蒸浓工艺的装置是至 少由第一蒸发器24、第二蒸发器21、碱混合槽23、黑液储罐18、分别与蒸发器连通的冷凝水 罐，以及连通蒸发器、储罐、碱混合槽间的管道及泵组成，其中第一蒸发器24、第二蒸发器 21、碱混合槽23和黑液储罐18上各自设置有带有第一至第四加压循环泵2、4、7、11的循环 管，与泵2连通的循环管上位于泵2下游的位置设置有第一旁路管3连通泵4的上游位置； 碱混合槽23的输出管6与连通第三循环泵7的管且位于泵7上游位置相连通，与第三循环 泵7连通的循环管且位于泵7下游的位置用第二旁路管8与黑浓液贮罐18连通，第二蒸发 器21的冷凝水出口接有冷凝水罐28，第一蒸发器24的冷凝水出口接有冷凝水罐27，冷凝 水罐28的出水口与冷凝水罐27的进水口间用连通管连通，黑液储罐18和第二效蒸发器21 加热介质入口接新鲜蒸汽管17，第二蒸发器21的二次蒸汽接第一蒸发器24的加热介质入 口。本专利技术的这种装置可作为独立的装置与现有的黑液处理装置配套使用。在本专利技术的装置中，第二蒸发器21与超浓黑液贮罐18间设置有闪蒸罐19，与第三 循环泵7连通的循环管且位于泵7下游的位置用第二旁路管8与黑浓液闪蒸罐19的输入 端相连通，黑浓液闪蒸罐19的输出端与黑液储罐18的进料管10连通，在进料管10上设置 有加压泵9。经研究表明，硅化物对黑液粘度有很大的影响，在蒸发器中黑液的传热系数因黑 液粘度的增加而降低，一般来说，同一温度和浓度的黑液，其有效含碱量不同，则粘度也有 所不同，有效含碱量高，黑液粘度低。同时，实验数据证明当黑液浓度达到45% 50%时， 黑液中会形成Na2CO3 CNa2SO4的非稳定聚合产物，瞬间形成且瞬间解散，黑液粘度随之出现 明显的变化。当通过传统蒸发系统将黑液提浓到60-64%的浓度时，黑液中的游离碱达到饱和 浓度，便以IOH2O · Na2CO3和含水Na2CO3 · 2Na2S04的结晶析出，使得黑液中有效碱含量下降， 因此造成黑液粘度迅速上升。无机盐浓度的饱和甚至析出会在蒸发器换热表面大量沉积， 使得换热系数大幅降低高，能耗增加，，阻滞了蒸发的继续进行，蒸发将难以持续。这是目前 传统蒸发工艺所能到达的浓度极限。在一定浓度的黑液中加碱时，对于加碱量的要求十分关键。如果加碱量不够，则 大量的无机盐仍然以含水结晶和饱和形态存在，硅化物脱离游离状态，黑液粘度增加，一部 分无机盐将沉积于蒸发器换热表面，换热系数降低，能耗增加，使得黑液的最终出效浓度不 高。但是如果加碱过量，在有效形成无水Na2CO3和Na2CO3 · 2Na2S04结晶的产物的同时还将 饱和且剩余的Na2SO4以含水结晶形态出现，各种结晶产物互相交错融合，并将硅化物包含 其中，使黑液成为凝胶状、流动性极差的溶液，迅速凝结在蒸发器换热表面和设备内壁，蒸 发彻底停止。本专利技术克服了现有技术中加碱量不好掌握的不足，按本专利技术所提供的参数加入 碱，即硫酸钠，可使系统中的黑液粘度为最小，而且不会在设备壁上形成结晶，同时又可使 黑液最大程度上被浓缩，大大提高了黑液的处理效率，而且经处理后的黑液在后段的燃烧 工艺中不再需要燃油助燃，既大大降低了能耗，又可大大提高燃烧效率，减少臭气等污染物 的排放。本专利技术的装置可与现有技术相配套使用，而且整个装置较为简单，可适用于现有 的各种工艺，而无需增加设备，投资也较小。另外由于本专利技术的装置可采用智能化DCS控制 系统，使其自动控制成为可能。这一装置在使用中阀门的关闭、泵的开启均由预置程序完 成，解放了生产力，提高了工作效率，同时可以使整个装置的工作状态保持在最佳重要条件 下。在此过程中，黑液中的无机盐将以加入的晶核为中心产生结晶并不断长大，形成 无水结晶产物，能将黑液粘度限定在一定范围之内，仍具有良好的流动性，同时，由于粗大 晶核的存在，黑液不会在蒸发器换热表面形成沉淀而阻滞蒸发，输送泵也能将其有效传输， 从而使蒸发得以持续，得到浓度极高(80%以上)的超级浓黑液，彻底解决了传统蒸发工艺 只能将黑液提浓到60%左右的技术瓶颈。然后根据需要将超级浓黑液送碱炉燃烧，将大大 提高燃烧效率，减少臭气排放，充分利用了黑液中有机物的燃烧热值，又将几乎全部的臭气 收集燃烧利用，可为造纸工艺节约大量的能源，同时彻底甩掉了燃烧碱炉前的圆盘强制蒸 发和油枪助燃系统，使得系统简单，控制环节减少。附图说明附图为超级结晶蒸浓工艺及装置示意图。图中各部件标号为1_本文档来自技高网...

【技术保护点】
造纸黑液碱回收工艺中的超浓结晶蒸浓方法，在黑液蒸发到较高浓度时，在黑液中加入硫酸钠并搅拌混匀，再继续将黑液加热蒸发浓缩后进行后处理，其特征在于在质量浓度为６０％～６４％的黑液中按每吨黑液加入１１０Ｋｇ的硫酸钠，再对黑液进行蒸发浓缩至质量浓度为７５～８２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张培洲，邵珲，马兆云，王有军，
申请(专利权)人：九江九洲节能环保工程有限公司，兰州节能环保工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]