CN1057360C - 一种草浆造纸蒸煮废液多点干燥燃烧碱回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草浆造纸蒸煮废液多点干燥燃烧碱回收工艺，该工艺包括经预热器在蒸发器、烟道、炉内下落逐级干燥的基础上，又增设余热蒸发干燥条件。即在炉外增设火焰余热直接式传热、传质交换蒸发塔，又在黑液喷射泵前安一台热风促流装置，黑液入炉内经过干燥室落入燃烧室垫床接触火焰燃烧。黑液黑灰燃烧后的液体为碳酸钠，碳酸钠液体送入苛化车间苛化出液碱，回收作为蒸煮造纸辅料。
Description
本发明涉及造纸废液碱回收工艺，具体地说是指一种草浆造纸蒸煮废液多点干燥燃烧碱回收，适用于年造纸能力2000吨至3万吨非木材纤维(如麦草浆纤维)造纸厂的黑液蒸发和燃烧碱回收，具有科学的投资少、运行费用低、环保治理效果好的实用工艺及方法。
造纸废液蒸发时浓度的要求为木浆固形物含量由13-19％，蒸发浓缩到55-56％(重量百分比)，草浆中固形物由8-11％蒸发浓缩到45-50％的黑液还不能直接燃烧。若使其成为含水量仅为10-15％的黑灰，也须加一定的助烧剂可产生燃烧，并进行一些物化反应形成氢氧化钠和硫化钠以实现回收。但是，由于草浆含硅量较高，木浆中含硅量也相对较高，而当草浆和木浆浓度过高时，粘度也增高，纤维相对含量多。这样容易造成浓缩设备起垢，管道堵塞的现象，工艺流程会因此发生中断，造成生产不正常。要避免起垢情形，温度提高到300℃以上，难度更高了。
因而，目前的碱回收工艺由于热能转化后需将黑液经多效蒸发将木浆固形物含量由13-19％干燥到85-94％，草浆从8-11％干燥到85-90％，使之成为含水分10-15％的可燃黑灰，从蒸发工段达到黑液浓度40％以上，工艺和设备运行都不能正常。蒸发工段工艺和设备保证黑液蒸发正常运行，黑液浓度必须降低。黑液入炉时，浓度过低，需用燃料油作为助燃剂来干燥黑液，不仅增加了生产运行成本，而且污染环境。为实现黑液在上述工艺和设备中各工段正常运行要求，低浓度的木浆、草浆蒸煮黑液必须经预热器、蒸发器、烟道和炉内逐级干燥使黑液中固形物干燥至水份10-15％，达到完全燃烧回收碳酸钠的目的。其中，经预热器、蒸发器浓缩干燥过程中脱水45％左右，木浆中固形物含量达60-65％左右，草浆中固形物含量达50-55％左右，这时尽管使木浆、草浆得到浓缩，但也使预热器、蒸发器管道起垢，3-5天就清洗一次，特别是由于草浆含硅量高而混有细短纤维。起垢现象相当严重；为蒸发黑液造成困难。不能保证碱炉正常稳定地工作，无法在炉内燃烧，还需依靠炉温及补充的燃料油在炉内继续干燥浓黑液，使木浆含量60-65％、草浆含量50-55％的黑液固形物含量提高到85-90％，同时保持炉温在900-1000℃才能发生正常的物理化学反应；浓黑液须经喷枪喷入炉内，首先依靠喷枪压力将浓黑液形成雾状，然后靠炉内的高温和风力将雾状黑液形成4毫米左右大小的颗料，并在风力作用下，黑液颗料在炉内悬浮由上而下落入碱炉下部垫床，下落到垫床行程时间为黑液最有利干燥时间，但在这一段时间内，黑液浓度还达不到85-90％，与火焰接触即不能燃烧，只能通过补充燃烧油助燃，燃料油价格昂贵，运行成本高，目前有些单位采取以提高碱炉高度，增加黑液下落到垫床的干燥时间，以尽量减少燃料油的补充，但是炉的造价过高带来投资过大和维修费过多。总的来说，依据现有的碱回收干燥工艺，黑液随着工艺流程及设备到炉内起点燃烧时，不能确保黑液干燥达到燃烧时含水分10-15％的黑灰，就脱离不了提高碱炉的高度及补充燃料油这些必要措施。
本发明的目的就在于提供一种新的与设备相结合的废碱液回收工艺，即多点干燥燃烧回收工艺该工艺，其是在原有的碱回收干燥工艺所采用的设备中，增设干燥设备和装置，黑液入炉的浓度在35-50％。不必提高碱炉的高度或使用燃料油，该工艺在降低设备投资一半的基础上，在多点干燥工艺流程设备中，保持一定的温度、浓度、粘度、真空度、流速，却可以保持碱回收效果不变，同时运行中流程畅通，黑液干燥到合乎燃烧的要求。
本发明所提供的多点干燥燃烧碱回收工艺为：在洗涤浆中采用三级双网过滤机逆洗提取80％以上的、波美浓度在5-6以上的稀黑液，然后在40-50℃的保温搅拌贮槽中搅拌均匀，此时的黑液浓度为8-11％，稀黑液由贮槽泵送入预热器蒸汽升温，预热器设计三效，运行三效，其中一效温度为60-70℃，二效温度为95-98℃，黑液加热接近沸腾时送入蒸发器时第一次升温蒸发干燥，蒸发器采用四效或五效，黑液进入第一效时温度升至120-140℃，气压控制在0.5-1.5公斤之间，二效气压在0.5-0.8公斤之间，三效时气压为零，四效成负压，真空度为680-720mm汞柱，冷却水温为40℃以下，其中废液在加热室流速保持在2-4m/s，出效浓度保持在30-35％，将30-35％的黑液送入余热蒸发塔内形成雾状干燥，使黑液浓度提高10-20％，从而达到烟气降温除尘和黑液蒸发浓缩的要求，这时黑液的浓度达到45-50％之间，烟气露点温度必须控制在80-100℃以上，碱炉余热直接蒸发黑液，碱炉内不再设锅炉等设施，避免碱炉***等事故；黑液经过保温，热风促流装置，进入炉内悬浮干燥到含水份10-15％时，下落燃烧室。
本发明的工艺依据4.0-6.5/13型喷射炉为基础，将锅炉燃烧方式以及在炉外设置余热黑液蒸发塔和炉内风力悬浮干燥相结合，保证了黑液有足够的干燥温度和干燥时间，使黑灰含水份保证在10-15％，接触火焰即燃烧，而无须使用燃料油。
本发明的工艺无须增加碱炉的高度，反而在炉外设置余热蒸发塔。充分利用炉温蒸发浓缩轩液，提高了黑液温度，降低了黑液粘度，保证了黑液在较高浓度下具有牛顿型液体流动性，也节约了蒸气供应，降低了运行成本。
本发明在工艺预热器、蒸发器、烟道、炉内下落逐级干燥的基础上，又增加了级炉外余热蒸发设备装置传热、传质交换干燥，在黑液喷射泵前安一台热风促流装置，黑液进入炉内形成雾状直接下落到碱炉下部垫床接触火焰燃烧，黑液燃烧后的液体是碳酸钠，碳酸钠液体苛化后实行碱回收作为蒸煮造纸辅料。
其中，在蒸发器干燥阶段，进液浓度、进液量、气压、真空、冷脚水等必须保持稳定，操作时控制跑黑液现象，这样既节约蒸汽，又防止堵管现象。
黑液水份不断蒸发变为蒸汽，由引风机引出。在较高炉温的作用下，黑液浓度45-50％，即可燃烧，节约了运行成本，便于操作。
其中，黑液入炉前浓度、粘度较高，保温又达不到一定要求，经管路和液泵喷射装置，存在一定难度。本工艺以沥青泵代替黑液喷射泵，因沥青油面喷射时的粘度、温度、浓度、压力与黑液入炉时的参数基本相同，因此，在喷射泵前加装黑液热风促流装置，热风由空气预热器中将循环风送入燃烧室，温度为150℃左右，压力随鼓风机设计而定。
其中，炉内燃烧温度在900-1000℃，草浆黑液热质较低，干燥室的余热被锅炉和水冷壁吸收，对黑液的干燥不利，这样，黑液入炉浓度要求固形物含量高。对黑液蒸发浓缩带来困难，粘度过大，流动性差。本发明中不在炉内设置锅炉等吸收热的有关设备，这对碱炉具备了安全。干燥室余热经过烟道送入余热蒸发塔。黑液在蒸发塔形成雾状，碱炉余热直接蒸发、黑液浓度提高到10-20％，即使纸厂制浆量多，规模大的情况，也可将产汽锅炉设在炉外，将过剩热量转化为蒸汽送汽轮机或减温后使用，蒸发器在半个月或一个月(有的纸厂在一个季度)用200公斤高压清洗机冲洗一次，以清除轻微的管壁水垢，以利于更好传热蒸发效果。
图1为本发明的工艺流程图
本发明的工艺，可以无须使用燃料油或提高碱炉的高度就可达到良好的回收效果，且能节省一半的投资。
Claims (1)
1.一种草浆造纸蒸煮废液多点干燥燃烧碱回收工艺，包括在洗料浆中提取80％以上的，波美浓度在5-6以上的稀黑液，然后在40-50℃的保温搅拌槽中搅拌均匀；此时的黑液浓度为8-11％，稀黑液由贮槽泵送入预热器开始蒸汽升温；预热器设计三效，运行二效，其中一效温度为60-70℃，二效温度95-98℃，完成二效的黑液于接近沸腾时送入蒸发器时进行升压升温蒸发干燥，蒸发器采用四效或五效，黑液进入第一效时温度升至120-140℃，气压控制在0.5-1.5KG之间，二效气压在0.3-0.8KG之间，三效时气压为零，四效成为负压，真空度为680-720mm汞柱，冷却水温为40℃以下，其中废液在加热室的流速保持2-4m/s，出效浓度保持在30-35％，将30-35％的浓黑液送入蒸发塔内形成雾状，并依靠碱炉余热及烟气传质、传热交换蒸发干燥，达到黑液45-50％浓度，塔内温度保持80-100℃以上，黑液经过保温，热风促流装置，进入炉内干燥室悬浮干燥下落燃烧室接触垫床火焰燃烧，余热直接蒸发黑液，黑液干燥到含水份10-15％时，形成完全燃烧，燃烧后的白色黑液即是含量较高的碳酸钠溶液，尔后送入碱苛化工段。
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