黑液碱回收技术
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哈尔滨工业大学科技成果——草浆造纸黑液流化床
碱回收技术
主要研究内容
造纸工业是一个产量大、污染严重的产业。
造纸黑液造成的水污染使河水浊黑、水草不生、鱼虾绝迹,严重威胁沿岸居民的身体健康。
黑液在经过焚烧处理后,不但能解决污染问题,而且回收碱变废为宝。
哈尔滨工业大学开发了国内首创的草浆黑液流化床碱回收技术,解决草浆黑液粘度高、热值低、输送困难等问题,彻底解决造纸厂草浆黑液排放污染环境的问题,草浆黑液碱回收高达90%,同时还降低了生产成本,实现了循环经济。
主要特点
投资少,碱回收率高,投资费用为常规碱回收炉的三分之一,当年可回收成本;独特的草浆黑液流化床碱回收技术,从根本上解决了草浆黑液含硅量高、粘度高等一系列难题;回收的颗粒状Na2CO3,完全消除白泥处理的麻烦和其他药品损失,实现循环经济;黑液在流化床内的可实现自燃,无需辅助燃料和特殊的输送设备;彻底解决了传统碱回收炉积灰问题;使用安全可靠,在低于无机盐氧化物的熔点下燃烧,不存在熔融物引起爆炸的危险;产生饱和蒸汽,实现了能源再利用。
碱回收的工艺过程主要包括四个生产过程:提取、蒸发、燃烧、苛化。
在有些书中,提取不在碱回收的生产工艺过程内,但作为碱回收原料来源的前置工序,碱回收的很多经济技术指标都跟提取息息相关,所以在此次论述中也将其包括在内。
下面对碱回收工艺过程分别进行介绍。
一、提取:1.1 提取工艺提取工段是碱回收的原料来源地,它的生产,原则上是要获得高浓、高温、量大的黑液,以保证有高的提取率。
具体要求如下:高浓:是要使黑液的浓度在保证洗净度的情况下,尽可能的高。
高浓度的黑液可以减少蒸发工段的负荷。
高温:黑液温度也是要尽量高,在提取过程中不能加冷水,只能加蒸发工段的温冷却水,如水温低时,要加温。
量大:大量的黑液当然是碱回收所需要的。
一般情况下,合格的十个立方的稀黑液,可以浓缩为一立方浓黑液;一立方浓黑液可以生产一吨碱。
就碱回收来说,对提取工段的考核指标就是浓度和温度。
浓度:8°Be;温度:70—80℃。
1.2 提取设备提取状况的好坏,很大程度上取决于提取设备的情况。
不同的浆种,有不同的设备选型。
目前工厂应用得最多的是四段串连鼓式真空洗浆机。
它的技术成熟,操作简便,从进浆到出浆,基本就完成了浆与黑液的分离,提取率也高。
浆的洗净度与黑液的生产指标也基本能满足,选择应用的厂家比较多。
缺点是投资大,动力消耗大。
其他的提取设备还有:双辊挤浆机、螺旋挤浆机、水平带式真空洗浆机,以及由水平带式真空洗浆机派生出来的胶带水平带式真空洗浆机、不锈钢螺旋网带式洗浆机、长网水平真空洗浆机、双长网挤浆机等,型式大同小异,各有优缺点。
高效率提取设备国内发展较快,其品种、规格和制造能力已接近国际先进水平。
其关键技术和设备为中浓大型鼓式真空洗浆机(带波纹滤板、平面阀),最大面积已达100m2。
双辊挤浆机是国内企业重点发展的产品。
目前国产设备能力100t/d。
在国外,鼓式真空洗浆机最大面积达110m2以上,提取率、制造精度和自控程度都较高,但价格昂贵。
【技术】造纸碱回收的操作方法硫酸盐制浆过程中,纤维原料中约有40~50%的有机物溶于蒸煮碱液中成为黑液。
黑液固形物中有70%左右是有机物、30%左右是无机物。
这些无机物的主要成份是与有机物结合的钠盐、游离的NaOH、Na2CO3、Na2S、Na2SO4等。
每吨化学浆可产生10m3左右的黑液,其中固形物的含量约为1.2~1.7吨。
碱回收的目的是将黑液中的钠盐转化成NaOH,又重新用于蒸煮,不断循环使用,这样可以减少碱的耗用量,减轻对环境的污染。
目前,造纸工业碱回收仍然以传统的燃烧法为主,它包括下述主要生产过程:黑液的提取:使黑液与浆料分离,并尽量提高其浓度,木浆黑液提取的浓度约为10~15%,苇浆黑液提取的浓度不到10%;黑液的蒸发:将稀黑液浓缩到燃烧要求的浓度。
一般分两个阶段进行,即:多效真空蒸发和直接接触蒸发;黑液的燃烧:将浓度为50%以上的黑液送入碱回收炉中燃烧。
在高温下,固形物中的有机物燃烧,钠盐分解,反应生成Na2CO3,芒硝还原成Na2S。
无机物在高温下成熔融状态,从炉内流出溶解于稀白液或水中,成为绿液;绿液的苛化:绿液与石灰混合,绿液中的Na2CO3苛化转变为NaOH。
苛化后的乳液经过澄清,成为重新用于制浆的碱液,称为白液;白泥回收:苛化后澄清沉淀的碳酸钙称为白泥,经过洗涤、筛选等处理过程,用于造纸做填料。
黑液中的有机物在燃烧时放出的热量,可用于产生蒸汽直接供蒸发站使用,或供汽机发电、或供纸机使用。
燃烧法碱回收在技术上是成熟的,碱回收率可经达到95%左右。
硫酸盐法制浆的碱回收损失的部份碱、硫,以芒硝补充。
先进的回收工艺,一吨浆只需补充40公斤以下的芒硝。
草类纤维原料与木材比较,具有纤维细小、木素含量较低、半纤维素多、灰份大等特点,尤其是二氧化硅含量高。
因此,草类黑液碱回收用传统的回收方法有较多的困难,如:蒸发易结垢、燃烧值低、绿液苛化不易澄清、白泥不经除硅处理不宜回收再用以及碱回收率低等等。
制浆黑液碱回收(recovery of black liquor in pulping)制浆黑液碱回收(recovery of black liquor in pulping)zhijiang heiye jianhuishou制浆黑液碱回收(卷名:轻工)recovery of black liquor in pulping图片:图片:将制浆黑液经化工过程处理,以回收化学品和热能,再供制浆生产使用的过程。
简称碱回收。
黑液是植物纤维原料在蒸煮成浆后,从纸浆中分离出被蒸煮药液溶解出来的木素和糖类等有机化合物的碱性溶液及残余的蒸煮液。
原理碱回收是应用吕布兰制碱法的基本原理,将黑液中钠的有机化合物烧成碳酸钠及将补充的硫酸钠(芒硝)还原成硫化钠,再经过石灰苛化,制成氢氧化钠溶液,或氢氧化钠和硫化钠的混合液(造纸工业通称为白液)。
碱回收过程的主要化学反应如下:2RCOONa+O2→Na2CO3+CO2+H2O+CNa2SO4+2C→Na2S+2CO2Na2CO3+CaO+H2O→2NaOH+CaCO3碱回收系统的主要生产技术指标是碱回收率,计算公式为:在国际上常用生产1吨纸浆需要在碱回收过程中补充的芒硝量来表示碱回收的效率。
补充的芒硝量愈少,则碱回收率愈高。
较好的碱回收系统,对木浆黑液碱回收率在93%以上,生产一吨纸浆需要在碱回收过程中补充的芒硝量在50kg以下。
碱回收工艺碱回收包括从纸浆洗涤过程提取黑液、黑液的蒸发浓缩、浓黑液的燃烧、熔融物的溶解苛化和从苛化产生的碳酸钙中回收石灰等基本工序。
碱回收系统的基本组成部分及生产工艺循环过程见图1。
纸浆洗涤和黑液提取造纸原料经过蒸煮成纸浆,悬浮于黑液中。
应用液固相分离和过滤洗涤的基本原理,以尽量少的水将纸浆洗净,注意将纸浆纤维细胞腔中的黑液扩散置换出来,使黑液与纸浆充分分离,以取得含黑液少的纸浆和较浓的黑液,常用的洗涤与黑液提取设备为一系列(一般为3~4台)串联的真空或压力转鼓式洗涤机,按逆流洗涤的方式进行洗涤并提取黑液。
碱回收工艺介绍碱回收的工艺过程主要包括四个生产过程:提取、蒸发、燃烧、苛化。
在有些书中,提取不在碱回收的生产工艺过程内,但作为碱回收原料来源的前置工序,碱回收的很多经济技术指标都跟提取息息相关,所以在此次论述中也将其包括在内。
下面对碱回收工艺过程分别进行介绍。
一、提取:1.1 提取工艺提取工段是碱回收的原料来源地,它的生产,原则上是要获得高浓、高温、量大的黑液,以保证有高的提取率。
具体要求如下:高浓:是要使黑液的浓度在保证洗净度的情况下,尽可能的高。
高浓度的黑液可以减少蒸发工段的负荷。
高温:黑液温度也是要尽量高,在提取过程中不能加冷水,只能加蒸发工段的温冷却水,如水温低时,要加温。
量大:大量的黑液当然是碱回收所需要的。
一般情况下,合格的十个立方的稀黑液,可以浓缩为一立方浓黑液;一立方浓黑液可以生产一吨碱。
就碱回收来说,对提取工段的考核指标就是浓度和温度。
浓度:8°Be;温度:70—80℃。
1.2 提取设备提取状况的好坏,很大程度上取决于提取设备的情况。
不同的浆种,有不同的设备选型。
目前工厂应用得最多的是四段串连鼓式真空洗浆机。
它的技术成熟,操作简便,从进浆到出浆,基本就完成了浆与黑液的分离,提取率也高。
浆的洗净度与黑液的生产指标也基本能满足,选择应用的厂家比较多。
缺点是投资大,动力消耗大。
其他的提取设备还有:双辊挤浆机、螺旋挤浆机、水平带式真空洗浆机,以及由水平带式真空洗浆机派生出来的胶带水平带式真空洗浆机、不锈钢螺旋网带式洗浆机、长网水平真空洗浆机、双长网挤浆机等,型式大同小异,各有优缺点。
高效率提取设备国内发展较快,其品种、规格和制造能力已接近国际先进水平。
其关键技术和设备为中浓大型鼓式真空洗浆机(带波纹滤板、平面阀),最大面积已达100m2。
双辊挤浆机是国内企业重点发展的产品。
目前国产设备能力10 0t/d。
在国外,鼓式真空洗浆机最大面积达110m2以上,提取率、制造精度和自控程度都较高,但价格昂贵。
简述黑液碱回收的主要流程及每个流程的作用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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造纸黑液碱回收的技术和经济评述
、真实公司的名称
纸黑液碱回收技术是目前使用较为广泛的废水处理技术。
它是利
用纸和黑液的特殊特性,将废水中的有机物质吸附在纸表面,然后用
碱溶液浸泡,让有机物发生反应,最终将其转化为结晶态的固体物质,从而达到净化水质的目的。
目前,应用纸黑液碱回收技术处理废水已经取得了比较好的效果,能够将废水中的有机物质、金属离子、悬浮颗粒等有害物质有效去除
以及降低废水的COD、BOD等污染物浓度,从而达到提升再生水的质量,净化饮用水源的目的。
然而,由于纸黑液碱回收技术涉及到多项科技、材料和工艺,使
得该技术安装、维护成本较高,需要大量的设备购置、人才训练等,
在目前经济状况下成本相对较高。
当前,根据不同环境条件和不同废液流量,应用纸黑液碱回收技
术处理废水已经被广泛地采用,甚至成为不少场所的必备技术,其优
越的技术性能和可靠的运行性能,得到了实现过程当中的庆贺。
总的来说,纸黑液碱回收技术具有良好的净化效果和维护效果,
但在应用的过程中,若忽视了补充投资和设备投入等方面的考虑,可
能会出现成本不划算的情况,必须多谨慎地看待技术实施的费用状况,才能保证取得较为理想的效果。
黑液碱回收的原理和基本过程‘嘿,你知道吗?造纸工业中有一种神奇的过程叫黑液碱回收。
这可不是一般的操作,它就像是一场魔法,能让废弃的黑液重新焕发生机。
黑液到底是啥呢?简单来说,就是造纸过程中产生的一种黑乎乎的液体。
这玩意儿可不能随便扔掉,为啥呢?因为里面含有好多宝贵的东西呢!就像一个藏着宝藏的神秘洞穴。
那黑液碱回收的原理是啥呢?其实啊,就像是一个巧妙的循环系统。
黑液中的碱可以被提取出来,重新回到造纸的过程中,这不是超棒吗?这就好比我们把用过的东西进行再利用,既环保又经济。
回收的过程那可真是复杂又有趣。
首先,黑液要经过一系列的处理。
这就像是给黑液来了一场大改造。
它会被加热、蒸发,就像在一个大熔炉里接受考验。
在这个过程中,水分会被逐渐蒸发掉,留下浓缩的黑液。
这浓缩的黑液可厉害了,就像是精华版的宝藏液。
接着,会有化学反应发生。
黑液中的有机物会被燃烧,释放出热量。
这热量可不是浪费掉哦,它可以用来产生蒸汽,为整个回收过程提供动力。
这就像一个自给自足的小宇宙,一切都在有序地运转着。
燃烧后的黑液会变成一种叫做绿液的东西。
这绿液里面含有很多有用的成分,其中就有我们想要回收的碱。
然后,通过一系列的化学反应,绿液会被转化为白液。
这白液就可以再次回到造纸的过程中啦,是不是很神奇?整个黑液碱回收的过程就像是一场精彩的冒险。
每一个步骤都至关重要,缺一不可。
如果没有这个过程,那造纸工业可就会面临很多问题。
比如说,浪费大量的资源,还会对环境造成严重的污染。
你想想看,如果我们不进行黑液碱回收,那这些黑液会去哪里呢?它们可能会被随意排放到环境中,污染我们的河流、土壤和空气。
那后果可就不堪设想啦!所以说,黑液碱回收是多么重要啊!它不仅能节约资源,还能保护环境。
这就像是给地球做了一次美容,让我们的家园更加美丽。
而且,通过回收黑液中的碱,造纸企业还能降低成本,提高经济效益。
这简直就是一举多得嘛!总之,黑液碱回收是一项非常重要的技术。
它让我们看到了人类的智慧和创造力。
造纸厂黑液碱回收技术的探讨摘要:简述了我国制浆黑液碱回收的现状,全面分析了我国木浆与麦草浆碱回收的不同。
以我国木浆、麦草浆黑液典型碱回收为实例。
简单介绍治理黑液碱方法。
也对于造纸黑液碱回收新技术的研究进展情况进行了简单分析,以及日本造纸厂的黑液碱回收技术。
关键词黑液碱回收我国回收现状治理黑液碱方法日本回收技术Discussion paper mill black liquoralkali recovery technologyAbstract The current situation of pulping black liquor alkali recovery in China, a comprehensive analysis of China's pulp and wheat straw pulp alkali recovery of different. In China's wood pulp, wheat straw pulp black liquor alkali recovery as typical examples. Brief introduction of governance black liquor alkali method. Research Progress on papermaking black liquor alkali recovery technology is briefly analyzed, and the Japanese paper mill black liquor alkali recovery technology.Key word The alkali recovery of black liquor,The recovery present situation, Treatment of black liquor alkali method technology in Japan目录1 我国制浆黑液碱回收现状......................................................................... 错误!未定义书签。
2 木浆与麦草浆黑液碱回收的区别............................................................. 错误!未定义书签。
2.1 黑液蒸发部分.................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1.1 黑液提取............................................................................... 错误!未定义书签。
2.1.2 出蒸发效黑液浓度............................................................... 错误!未定义书签。
2.2 黑液燃烧部分.................................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.1 提高黑液入炉浓度的措施................................................... 错误!未定义书签。
2.2.2 碱回收炉结构....................................................................... 错误!未定义书签。
2.3 黑液苛化部分.................................................................................. 错误!未定义书签。
2.3.1 对白泥的处理....................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.2 白泥的回收........................................................................... 错误!未定义书签。
2.4 尚存的问题...................................................................................... 错误!未定义书签。
3 碱回收的措施............................................................................................. 错误!未定义书签。
3.1碱回收法........................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1.1传统碱回收法........................................................................ 错误!未定义书签。
3.1.2混合焙烧碱回收法................................................................ 错误!未定义书签。
3.1.3直接碱回收法........................................................................ 错误!未定义书签。
3.2酸析法............................................................................................... 错误!未定义书签。
3.3物理一化学絮凝法........................................................................... 错误!未定义书签。
3.4活性污泥法....................................................................................... 错误!未定义书签。
3.5 好氧生物流化床法.......................................................................... 错误!未定义书签。
3.6非燃烧法碱回收技术....................................................................... 错误!未定义书签。
3.6.1生物酶催化氧化碱回收技术................................................ 错误!未定义书签。
3.6.2碳铵法碱回收技术................................................................ 错误!未定义书签。
3.6.3 电渗析法碱回收技术........................................................... 错误!未定义书签。
4 日本黑液碱回收技术................................................................................. 错误!未定义书签。
当今碱法制浆已基本占领整个化学浆生产领域,碱回收成为化学浆厂组成中不可分割不可缺少的一部分,各种原料( 包括木材蔗渣芦苇麦草)的碱法制浆均配有碱回收,碱回收在治理黑液污染保护环境节约资源和能源及实现我国造纸工业的可持续发展中起到了特别重要的作用碱回收工艺具有显著的节能效益。
首先,燃烧有机污染物可生成大量热能,用于发电化工厂每生产1t 烧碱,其平均能耗为1.6t 标准煤,而造纸厂每回收1t 烧碱,可形成0.5t 标准煤的节能能力,两项总计共形成2.1t 标准煤的节能能力,还可以节约大量的水资源。
同时也简单介绍了装机于北越制纸公司新鸿工厂的最新型川崎KJ-19800S型碱回收炉在建设中的注意事项和运行结果。
这台碱回收炉黑液处理量、蒸发量都是日本国内最大的,而且,作为高温高压碱回收炉,其在世界上也是高等级的。
1 我国制浆黑液碱回收现状我国的制浆黑液碱回收,不仅消化吸收了世界上先进的木浆黑液碱回收技术,设备和自动控制技术,而且研究开发了适合我国非木浆黑液的碱回收。
我国回收现状如图所示:目前造纸达国家的木浆黑液碱回收向着大型环保节能型,安全自控型的方向发展我国麦草浆黑液的碱回收在集中了碱回收技术进步的成果( 包括干湿法备料,连续蒸煮,黑液提取) 及几代人的实践经验的基础上,2000年由中国节投资公司资助的一批75~100t/d麦草浆黑液碱回收项目投产成功并基本达到预定的效果由于收购原料的路程及运输等因素的影响,尚无规模非常大的碱回收,下面就我国正在运行的麦草浆黑液碱回收与木浆黑液碱回收进行分析研究。
2 木浆与麦草浆黑液碱回收的区别木浆黑液的碱回收通常分为四个阶段: 黑液的蒸发、燃烧、苛化和白泥回收; 而麦草浆黑液的碱回收由于白泥回收会造成硅积累等问题,故白泥一般随绿泥一起排出,不在本系统内循环,所以麦草浆黑液碱回收不包括白泥的回收,通常分为三个阶段下面就从这几个阶段来分析木浆与麦草浆黑液碱回收的区别2.1 黑液蒸发部分2.1.1 黑液提取目前,世界上先进的木浆黑液提取率接近100%,而我国麦草浆黑液提取率偏低,一般仅为80%~88%,甚至更低麦草浆黑液提取率低导致碱回收率低纸浆洗涤和黑液提取得到的黑液浓度: 木浆黑液为14%~20%,麦草浆黑液为8%~13% 这是因为麦草化学浆具有滤水困难,而润胀,扩散又相对容易的特点,这与化学木浆正好相反,这就导致了麦草浆黑液蒸发的能耗高2.1.2 出蒸发效黑液浓度当温度一定时,每种原料黑液都有一个临界浓度( 既可能达到的最大浓度) 超过这个浓度,黑液黏度急剧增加,黑液的黏度影响蒸发速率、传热速率和喷黑液的液滴粒度90℃时,针叶木浆黑液的临界浓度约为55%,麦草浆的约为40%按照常规方法,经过多效真空蒸发系统,首先利用蒸汽间接加热的方法加热黑液再通过直接蒸发设备,利用碱回收炉尾部烟气直接加热增浓黑液最后得到的黑液浓度: 木浆黑液一般为60%~65%,麦草浆黑液一般为50%~55%。