非木材自苛化碱回收及黑液燃烧法除硅机理的研究

硫酸盐竹浆黑液流变特性及燃烧法除硅的研究徐永建;章伟鹏;孙浩;张鼎军;田勇【摘要】研究了中高浓硫酸盐竹浆黑液的流变特性以及铝盐燃烧法除硅效果.研究表明,竹浆黑液在0.1～100s-1的剪切速率范围内近似于非牛顿流体,并且随着剪切速率的改变产生剪切-稀化现象.高固形物含量的竹浆黑液在一定的剪切速率范围内符合幂律区特征.在黑液燃烧法除硅中,铝盐除硅剂用量为2.5％(对固形物含量)时,黑液沉淀物中硅含量为20.15％,具有较好的除硅效果.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】4页(P29-32)【关键词】竹浆黑液;流变特性;燃烧法除硅【作者】徐永建;章伟鹏;孙浩;张鼎军;田勇【作者单位】陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021;贵州赤天化纸业有限责任公司,贵州赤水,564700;贵州赤天化纸业有限责任公司,贵州赤水,564700【正文语种】中文【中图分类】X793·黑液除硅·燃烧法碱回收技术是目前回收热能以及治理造纸黑液污染的最佳途径。

碱回收系统是碱法制浆过程中不可或缺的重要组成部分,是降低生产成本和减轻环境污染的关键手段[1-2]。

竹材属于非木材造纸原料,木素含量低,戊糖和硅含量较高,因此,竹浆黑液的黏度大、恒温体积热膨胀系数和燃烧热值比较低,在碱回收系统运行过程中会产生一系列的障碍,从而增加碱回收成本[3]。

从技术角度分析,若要提高竹浆黑液碱回收率,降低生产成本,必须改善两个主要缺点：①降低竹浆黑液黏度,改善流变特性。

研究竹浆黑液的流变性能,为优化竹浆黑液碱回收系统各单元设计提供帮助。

黑液的高黏度是造成碱回收系统故障和回收率较低的主要因素,所以,竹浆黑液降黏技术一直以来都是研究的重点。

碱回收绿液除硅及应用的研究张小红【摘要】研究了二氧化碳(CO2)法绿液除硅工艺以及除硅后的白泥应用效果.结果表明,将绿液澄清,控制总悬浮物(TSS)为60 mg/L以下,CO2法绿液除硅的优化工艺条件为:CO2气体流量0.5～1 L/min,反应温度70～90℃,pH值控制在9.8 ～10.2,硫酸铝加入量1.5 g/L.在优化工艺条件下,绿液硅含量从CO2处理前的2.98％降至处理后的0.12％,除硅率可达96％.绿液钠含量(总碱)从除硅前的4.70％降至除硅后的4.56％,说明在保证绿液中主要成分钠含量基本不变的情况下,达到了很好的除硅效果.CO2绿液除硅工艺简单,除硅率高,苛化后的白泥基本不含硅,产生的白泥容易洗涤,残碱量低,提高了白泥的品质.除硅后制得的白泥碳酸钙加填纸的施胶性能、强度指标等与商品PCC(沉淀碳酸钙)加填纸很接近,完全可以替代商品PCC用于纸张加填.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P33-38)【关键词】CO2法绿液除硅;降低残碱;提高洗涤;白泥碳酸钙产品【作者】张小红【作者单位】珉泰克耐火材料系统(苏州)有限公司,江苏苏州,215126【正文语种】中文【中图分类】TS75碱回收系统是碱法制浆过程中不可或缺的重要组成部分，是降低生产成本和减轻环境污染的关键手段[1]，而硅干扰一直以来是碱回收系统的一个棘手问题。

目前来说，硅主要有2种来源：一是来源于非木材纤维浆原料，大多数非木材纤维含硅量较高，在蒸煮过程中，纤维中部分硅化物以硅酸钠的形式溶解于碱性溶液中。

二是有些制浆(如PAMP)碱回收工艺中会存在2%～3%的硅酸钠稳定剂，黑液燃烧后生成的熔融物溶于水中形成绿液，在绿液中二氧化硅以硅酸钠形式存在。

绿液苛化时，硅酸钠遇氢氧化钙形成的硅酸钙是一种混合在白泥中的胶状絮体，导致白泥洗涤困难，白泥残碱量高，碱流失大。

绿液中硅含量大小直接影响苛化白泥产品碳酸钙的质量和碱回收率。

碱回收技术(一)1、概述碱回收是一个伴随着近、现代制浆造纸事业发生、发展的生产技术措施，至今也有100多年的历史。

我们知道，在碱法制浆过程中，根据不同的原料,要加入总碱量达10--25%的碱，这些碱在蒸煮过程中，同原料中的木素、半纤维素、纤维素的降解物发生化学作用，并一起溶解在蒸煮液中，形成黑液。

在没有碱回收时，这些黑液都当作废物排放掉了。

后来人们从N.吕布兰制碱的方法中得到启示（吕布兰是法国人，他在1788年发明了第一个工业制纯碱的方法，即碳酸钠法——并在1791年取得专利。

此法包括:用海盐与硫酸反应,生成硫酸钠、再与石灰石和煤一起煅烧而成纯碱），试着采用浓缩黑液、燃烧、苛化的方法，逐步发展成从碱法制浆的废液中回收碱的技术。

德国人达尔（ C.F.Dahl）将硫酸钠（芒硝）加入到回收炉中，硫酸盐就在炉内被还原成硫化物，硫化物进入药液系统。

达尔随后发现，蒸煮液中的硫化物大大地加速了脱木质素作用，并生产出了强韧的纸浆，他在1884年获得了发明专利权。

1885年，新制浆方法在瑞典首次获得了商业应用，其卓越的强度性能获得公认，这种新生产的纸张被形象地称为牛皮纸（Kraft papers）。

此后，许多用烧碱法制浆的厂家都纷纷改为硫酸盐法。

硫酸盐法制浆投产后﹐碱回收技术引起了人们的关注。

开始，只是简单的燃烧炉、回转炉，单纯的回收黑液里的碱。

1927年﹐美国人瓦格纳设计并建成了第一台比较完整的喷雾式碱回收炉，使之发展成碱回收工程，不仅回收碱，还回收黑液里的热能。

1934年，大型汤姆逊（Momlinson）炉在美国问世，它成为现代碱回收炉的基本炉型，奠定了现代碱回收工程的基础。

目前，世界上有成百上千套碱回收炉在运行，其中规模最大的已经达到日处理黑液固形物5500吨，日回收碱几千吨。

我们国家由于工业基础薄弱，五十年代才有碱回收装置出现。

先是在前苏联援建的佳木斯造纸厂安装了回转式燃烧炉。

继后在几个大的纸厂照搬了佳木斯的碱回收炉的模式，安装了几套碱回收炉。

华南理工大学研究团队用造纸黑液提取木质素“变废为宝”项目成果华南理工大学研究团队用造纸黑液提取木质素“变废为宝”项目成果获国家技术发明奖二等奖文/路平【期刊名称】广东科技【年(卷),期】2016(025)012【总页数】3木质素是植物中的第二大组分，在制浆造纸过程被溶解出来的木质素是造纸黑液的主要成分。

一直以来，对碱木质素进行改性及黑液资源化高效利用是一个世界级难题。

华南理工大学教授邱学青及其团队经过多年研究，直接以黑液为原料制备了一系列的高分子表面活性剂等精细化学品，并成功用作混凝土高效减水剂、水煤浆分散剂和农药分散剂等，开辟了一条将造纸废液作为化工原料制备精细化学品的资源化高效利用的新途径，实现了“变废为宝”，产生了显著的经济效益和社会效益。

成果“碱木质素的改性及造纸黑液的资源化高效利用”也获得2015年度国家技术发明奖二等奖。

造纸黑液资源化高效利用是个难题表面活性剂被誉为“工业味精”，在混凝土、水煤浆和农药制剂等领域都有重要应用。

木质素是仅次于纤维素的第二大可再生资源，以可再生资源为原料制备可生物降解的大宗工业表面活性剂，是我国经济社会发展的必然需求。

据团队成员介绍，我国造纸工业以碱法制浆为主，在制浆过程中，植物中的木质素变成碱木质素溶解于废液，成为黑液的主要成分。

在我国每年产生的2亿吨黑液中，约含2000万吨碱木质素。

过去常常采用碱回收和膜分离两种方式处理黑液，但这两种方式都存在不可避免的局限性。

碱回收是将黑液浓缩后烧掉以回收碱，但浪费了木质素资源，也不适用于秸杆等我国特色原料的黑液。

而我国的制浆原料以麦草、芦苇、竹子等非木原料为主，黑液中硅含量偏高，碱回收的能耗高，收益低。

膜分离可以得到高纯度的碱木质素，但容易堵塞超滤膜，导致使用寿命偏短，同时回收的碱木质素需要进行改性以提高其应用性能。

正是由于碱木质素结构复杂、分子量低且分布宽、反应活性低等原因，导致对碱木质素进行改性并实现造纸黑液的资源化高效利用成为一个世界级的难题。

可以帮助解决草浆黑液碱回收及除硅的问题
佚名
【期刊名称】《湖南造纸》
【年(卷),期】1995(000)002
【摘要】草浆黑液碱回收自70年代以来因硅的干扰没有一家纸厂搞好了,因为草浆经烧碱蒸煮草料后,烧碱将草中的硅（与植物共同生长的伴生物）起化学反应。

2NaOH+SiO₂→Na₂SiO₃+H<su b>2</sub>O （草浆中的硅元素用SiO₂来表示）因为硅酸钠Na₂SiO₃在碱回收过程中,使真空蒸发器结垢,燃烧炉结炉,简直不能生产。

除硅的方法,用生产锅炉的烟道气可以除硅,这是最节约最安全的方法,同时设备运行,用电很
【总页数】1页(P40-40)
【正文语种】中文
【中图分类】X793
【相关文献】
1.碱法麦草浆黑液碱回收技术的问题与展望 [J], 姚永庚
2.碱法麦草浆黑液除硅生产试验 [J], 马福庭;王存谦
3.麦草浆黑液碱回收除硅工艺试验研究 [J], 杜兆年;贺连娟
4.麦草浆黑液加碱降黏消除硅干扰的实验研究 [J], 杜兆年;郑春莉
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