CN1067080A - 低耗节能非木化学制浆回收蒸煮技术 - Google Patents

Abstract

一种低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮技术，包 括装料进液，预浸煮，回收化学品等14道工序，其特 征是这种制浆以预浸、预煮、气、液相多级蒸煮，原料 和纸浆多段热扩散洗涤换取，采用热能化学品封闭循 环重复利用，对黑液除硅，以黑液自身能量蒸发浓缩， 有机物燃烧分解热能化学品回收。本发明设备独特， 工艺先进，适用于立式、球式蒸煮器的各种化学制浆 法和各种纤维原料，能减少蒸煮蒸汽耗量1/2，化学 品耗量1/4，黑液二氧化硅危害基本消除，化学品回 收率80％以上，三废污染得到治理。

Description

一种非木材制浆造纸的蒸煮化学品回收技术，主要包括蒸煮，装料进药，空转匀液升温中排小气、保温蒸煮，排大气放料，黑液提取，黑液蒸发浓缩，黑液燃烧分解，苛化等技术。和蒸煮器，黑液过滤提取，蒸发浓缩、燃烧炉、苛化器等专用设备，用于非木材制浆，属于造纸类。

目前，非木材为造纸原料，多为蒸球制浆技术。由装料进液，渗药空转，升温中排小气，高温蒸煮，排大气放料等六个程序。然而这种制浆的化学药品，热能为一次性使用的蒸煮技术。废气、废液污染严重。技术经济效益差，化学药品回收使用硫酸盐碱法时则分为黑液提取，黑液蒸发浓缩，废液燃烧，绿液苛化四步处理。中性亚铵法黑液则多数直接放掉。

其中：1.硫酸盐提取黑液分为：A蒸球放料后经过滤提取;B放料后，双辊挤浆机螺旋挤浆机挤压提取;C放料后利用鼓式带式真空洗涤机或压力真空洗涤机提取。

2.黑液蒸发浓缩：使用长管、短管式等，利用蒸汽间接加热多效真空蒸发的方法。

3.废液燃烧：使用喷射式炉配以余热锅炉和旋风除尘蒸发使用石油，天燃气，煤气助燃烧，也有使用无水冷壁简易喷射炉、增设辅助燃煤炉生产热，以帮助燃烧。

4.苛化即稀白液溶解碱炉放出溶融物，经绿液澄清至苛化中加灰乳沉清，沉清后一方面变成浓白液，送回制浆使用，另一方面将沉清后的泥渣洗涤，经过滤去渣，将稀白液一边可制石灰乳，另一边入溶解槽。

这种硫酸法化学品回收处理由于禾草类、竹类非木材制浆，纸浆纤维一般较细短。纸浆洗涤和脱水难，黑液中戊糖、二氧化硅含量较高、粘度大、流动性差。因此黑液损失大，提取黑液浓度低，特别是Sio₂的危害，不仅黑液粘度增大，蒸发器易结垢，影响蒸发效率和蒸发强度，在输送黑液管道中也要结垢。黑液燃烧过程中，黑液喷枪会被结垢阻塞喷咀。燃烧炉内挂帘结垢，溜子槽孔堵塞。飞灰会坚固附着炉墙、管壁缩小燃炉体积和烟气通道面积也会相应变小，影响生产效率;传热效率和正常运行周期;在苛化时不仅CaO耗量增加，沉清效率减低，CaO回收亦成问题。虽然纸厂在黑液提取上采用各种措施和设备，提取黑液浓度只在6Be左右。黑液提取率为70%左右。而且蒸发器经常用酸碱洗涤，缩短运行周期，影响蒸发效率和蒸发强度，黑液粘度大又直接影响燃烧炉黑液浓度的提高。因黑液固形物发热量比木浆黑液低;在燃烧时，必须补充适量液、气、燃料助燃。辅助燃煤助燃，不但能耗大、飞灰会吹入碱回收炉，污染的黑液，在燃烧时，会使煤灰中所含SiO₂、Al₂O₃、MgO等燃烧时发生复杂的反应，增加了碱炉生产和苛化沉清的困难。CaO会多耗、排污量增加，造成Na离子大量损失。同时，由于辅助燃炉所产生的烟气中含有大量CO₂，SO₂会引起黑液碳酸化，出现沉淀，造成损失，使碱回收率在40%左右，难于提高。

亚铵法制浆：黑液不作化学处理，一般废液中含有木素磺酸铵是一种有机氮肥  。由于废液的浓度低、利用处理投资大，能耗高，费用高，企业没有经济效益，故直接排入江河、湖泊、造成环境、水源污染。

现有的制浆中蒸煮设备的蒸球为光滑球、料门、一端进汽、另一端为喷放料和排气。因为采用中间加热、布气、造成球内中间温度高。球壁的金属，向周围散热，形成内部原料与外层原料较大温差，加光滑球壁，蒸球转时会形成料液在球内的壁上滑动，料液混和能力差，药液分布不匀，费时效率低。中心布汽横管受料液的作用，有时还会折断，对浆料、药品和质量有一定影响。

现有黑液提取和黑液蒸发的设备，只适用于木浆。由于非木材制浆废液中SiO₂含量高，粘度大，流动性差，纤维细短，造成过滤洗涤困难，致使黑液提取浓度温度均低。要解决问题，需要庞大的设备投资。一般中，小型纸厂废液回收和污染治理很难实现。加上制浆工艺和回收技术需要大量蒸汽和动力。燃烧化学品回收还须提供石油、天燃气和煤气燃料的问题。回收碱成本高，收不到显著经济效益。因此，中、小纸厂对现行回收技术没有积极性，给环境造成污染、影响了造纸工业的发展。

本发明的目的，是要提供一种“低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮的新技术”可以克服上述造纸工业非木材蒸煮制浆工艺过程缺陷和废液的化学品回收，解决污染问题。适用于多种原料类别，如竹类、禾草类、韧皮类、籽毛类等和各种化学制浆法如：碱法、亚硫酸盐法，醇法、氨盐法等。可以按照生产需要调整各个程序和制作时间，化学品回收利用效率高，消耗药品少、节约能源，生产效率高，纸浆物理指标高，制浆得率高，三废污染明显得到治理、大大节省制浆成本，经济效益和社会效益明显。

本发明的特征在于低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮新技术的蒸煮制浆过程：采用预浸预煮、气相、液相的多级蒸煮。原料和纸浆多段扩散换取洗涤。热能封闭循环和化学品的重复利用，黑液除硅，高温黑液自能蒸发浓缩。有机物自能燃烧分解、化学品回收利用新技术。由1.蒸煮器装料进液;2.预浸洗涤;3.气相蒸煮;4.液相蒸煮;5.黑液除硅;6.高温黑液自能蒸发的热能和冷凝液回收利用;7.黑液有机物自能燃烧分解的热能和化学品回收;8.进药升温;9.保温蒸煮;10.温黑液换取高温黑液;11.高温黑液苛化;12.稀黑液换取温黑液;13.放料过滤稀黑液;14.挤压过滤提取残余液。其中：1.蒸球装料进液：为上次从蒸煮中换取出入贮液槽中温黑液;2.预浸洗涤：是温黑液入球后，转动蒸球，使料片在温黑液中相互摩擦，并在一定温度下，浸渍和洗涤。将料粘糊物质和带入泥砂、粉尘，湿澎脱离，进入浸洗液中而除去。3.气相蒸煮：是在排除浸洗液入温黑液沉淀槽的同时，由高温黑液苛化槽提供二次蒸气输入蒸球，实现料片短时气相蒸煮。4.液相预煮：是将上次贮入高温黑液槽经过苛化的全部高温黑液输入蒸球，在大液比低压强条件下维持一定时间，对料片实施黑液液相预煮后，全部预煮液排入热黑液沉淀槽，余气排入药液槽。5.黑液除硅：是将高温黑液苛化槽，温黑液沉淀槽，热黑液沉淀槽三槽中贮液，经静置沉淀于槽底的泥渣，均排入洗泥池中。然后加入稀黑液或蒸发器冷凝液，稀释洗涤，溶出泥渣中有机物和碱份。而后，经过离心分离机收回溶解液，除去硅泥等杂物。6.高温热黑液自能蒸发浓缩、热和冷凝液回收利用：是将预煮除硅热黑液，送入闪蒸过滤器利用二次汽通过自由降膜蒸发间接加热黑液。即不用补充新蒸汽，以黑液自含热重复利用，可将黑液浓缩至30%以上固形物。在黑液入闪蒸过滤器时，加入适量NaOH以调控PH、降低黑液粘度，提高蒸发效率和预防燃烧炉尾气加热出现碳酸化沉淀。蒸发器二次蒸汽经换热处理所得热水供洗涤纸浆用。所得冷凝污热水用于预浸煮和稀释除硅泥渣。在使用中性亚铵法制浆时，冷凝污热水中含氨成份高，作为缓冲剂配制蒸煮药液重复利用。7.黑液有机物自能燃烧分解、热能和化学品回收：由自能蒸发30%以上浓度黑液，经预热器提高温度再入蒸发器，同燃烧炉尾气直接接触加热增加黑液继续蒸发效率，使黑液浓度达到45%以上即可喷入炉内干燥燃烧。由于风温是利用炉体散热、燃烧炉温度稳定，除硅黑液粘度减少，入炉黑液雾化状态良好。不需补充油、气燃料达到燃烧分解目的，有机物燃烧热量由余热锅炉产生蒸汽，可满足回收蒸煮蒸汽需要，尾气继续被蒸发黑液利用后，尾气中含SO₂等成分，再用稀冷白淋浴吸收SO₂，生成Na₂SO₃回蒸煮用。在化学品回收时，分为两类情况：a、使用碱类法制浆时，（烧碱法燃碱-AQ硫酸盐法和碱亚钠法）废液燃烧后熔融物以稀白液溶解成绿液后再以反应器，取代石灰消化，绿液苛化，白液沉清，得到浓白液（碱）回复蒸煮制浆利用。洗涤过滤白泥，以混入适量煤粉，经堆存风于后成形煅烧，作为建材再生石灰（如制煤渣砖等）用。b、使用中性亚铵法，氨盐法制浆时，在于蒸煮封闭循环技术中，没有大、小气排放，挥发性化学品损失减少。黑液通过自能蒸发浓缩，二次蒸发汽受充分冷凝，氨、硫可得到回收复用。中性亚铵黑液燃烧后尾气用水冷却吸收即得NH₄HSO₃和（NH₄）₂SO₃液，用于制浆。或将亚铵黑液通过自能蒸发后，再利用蒸汽锅炉尾再蒸发为50%以上浓度黑液喷入蒸汽锅炉作燃料。亦可将50%浓度黑液提供作肥料。或加入50%的钙镁磷矿粉制成有机复合固体肥。亦可将50%浓度黑液调制粘合剂用。8.进药升温：是将化学品回收白液经配制预热的蒸煮药液送入蒸球，按需要温度进行升温。由于料片已预浸煮处理，料片热水可溶物，1% NaOH可溶物，部分木素和料片粘糊，泥沙、霉菌、杂细胞、脂、腊、胶等被脱入预浸煮液中而去除。此时蒸球内温度仍在100℃以上，可以有效减少化学药品用量和缩短升温时间。9.保温蒸煮：在于球内料片湿澎软化和可溶物的去除。蒸球的布气和防滑疏翻、加强了料片液混和扩渗。药液浓度和比量相对升高。促进蒸煮均匀和蒸解速率加快，实现快速蒸煮。10、温黑液换取高温黑液;是在保温终点时，将温黑液由蒸球轴一端送入，从球轴另一端取出以150℃以上高温原汁黑液，进入高温黑液苛化槽，经苛化的黑液供下次液相预煮用。11.黑液苛化：是预先制好过筛石灰乳，按黑液含SiO₂一定比量加入苛化槽中，同Na₂SiO₃反应成为非溶性CaSiO₃沉于槽底，脱硅后黑液增加了有效碱份，供液相预煮，提高预煮效果。12.稀黑液换取温黑液：是将稀黑液槽中黑液从球轴一端送入蒸球，从另一端取出温黑液进入温黑液槽，供下次预浸洗涤用，13.放料过滤稀黑液：是在球内换取洗涤结束后，立即转动蒸球，打开料门，放出浆液入过滤池，用部份残黑液冲洗，过滤取得稀黑液转入稀黑液槽中，供下次换取温黑液用。14.压滤提取残余黑液：是逆用残余黑液将过滤浆料冲入浆池。让纸浆含残液扩散溶解，然后送到压滤机加入蒸发器回收热水，浆液经过压滤，取得的残液供各段换取液的逆行复用。黑液总提取率达到90%以上，纸浆干度达到25-30%，供给筛选、净化、漂白、完成制浆的全过程。

低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮新技术的专用设备，其特征包括含封闭循环黑液苛化除硅的蒸煮***中的蒸球和高温里液苛化槽，闪蒸过滤器和自由降膜蒸发器，风套式黑液预热燃烧炉，三用反应器等专用设备中。

1.蒸球壁上没有数排全金属防滑疏翻板，板的断面成齿状，板底留有液体溢流孔，进出汽、液体成双向对称设置。

2.高温黑液苛化槽、热黑液沉淀槽和温黑液沉淀槽的各槽底部均设有波轮搅拌器和进出液口。排泥渣口。

3.闪蒸过滤器为逆流式，自由降膜发器为壳管式，两者直接串连。闪蒸过滤器为筒状，中间设有双层过滤网，上层滤网没于上层漏斗锥体上。漏斗颈直穿水平设置的下滤网至漏斗颈上部、穿过水平下层漏网和下漏斗壁设有数根漏管。筒体的顶端设有导管与自由降膜蒸的器中端相接，筒身上部和下部有开孔。壳管式自由降膜蒸发器其特征在于壳管式管束两端的隔板，其中，一端管孔内，***比原管内径小的管束。但***管的外壁不接触被***管的内壁。***管和另一端穿出另一隔板，并与隔板焊牢，在隔板间有进出口。筒体上端设有出口，筒体底端设有进出口。

4.燃烧炉为夹层园筒式。炉顶周设有数个入风口，炉身上下部周围各有一排数个热风口，炉底设有风口和溶融物出口。

5.黑液预热器为竖管式，竖管两端焊接在上下总管上。各有进出口，上总管焊有与竖管同心可开闭洗管头。

6.三用反应器为园筒壳体，设有可变速爬齿链搅拌器，筒体顶有开孔器底设有排渣孔。

图1.是本发明工艺流程图：图中包括主要设备有：1.蒸球;2.高温黑液苛化槽;3.温黑液槽;4.稀黑液槽;5.药液槽;6.热水槽;7.温黑液沉淀槽;8.热黑液沉淀槽;9.硅泥洗涤池;10.离心分离机;11.过滤池;12.浆池;13.稀黑液池;14.调浆箱;15.黑液压滤机;16.残黑液池;17.粗浆池;18.石灰消化池;19.石灰乳中间池;20.闪蒸过滤器;21.自由降膜蒸发器;22.NaOH滴加器;23.气水分离器;24.表面冷凝器;25.真空泵;26.水封，污热水槽;27.半浓黑液槽;28.燃烧炉;29.余热锅炉;30.黑液预热器;31.文丘里;32.旋风除尘蒸发器;33.引风机;34.烟筒;35.浓黑液槽;36.浓黑液计量槽;37.溶解槽;38.绿液槽;39.三用反应器;40.白泥过滤机;41.分离槽;42.真空泵;43.分离器;44.浓白液槽;45.稀白液槽;46.尾气吸收塔;47.化学品槽;48.鼓风机。

附图2：蒸球设备结构示意图。图中，1.料口;2.蒸球壁;3.进出汽、液孔;4.汽液导管;5.布汽、液孔板;6.防滑疏翻板。

附图3：高温黑液苛化槽。温黑液沉淀槽。热黑液沉淀槽。图中温黑液槽无上盖外1.是槽体;2.进出液口;3.波轮搅拌器;4.出渣口;5.气体出口。

附图4：闪蒸过滤器：图中1.壳体;2.黑液进口;3.黑液出口;4.上漏斗滤网;5.下漏斗;6.下漏网;7.漏管;8.二次蒸汽出口;9.渣管;10.NaOH滴加液入口。

附图5：自由降膜蒸发器：图中1.蒸汽进口;2.凝结水出口;3.不凝结气出口;4.黑液进口;5.黑液出口;6.二次蒸汽出口;7.传热管束;8.***管束;9.蒸发器壳体;10.分离液出口;11.循环黑液出口;12.分离液入口。

附图6：风套式黑液燃烧沪。图中1.风套外层;2.风套内层;3.耐火材料层;4.空气进口;5.热风出口;6.鼓风机;7.调控阀;8.二次风入孔;9.一次风入孔;10.溜子槽。

附图7：竖管式黑液预热器。图中1.下总管;2.竖管;3.上总管;4.洗管头;5.黑液入口;6.黑液出口;7.除渣口。

附图8：三用反应器。图中1.可变速搅拌器;2.爬齿;3.拖链;4.进口;5.出渣口。

现通过附图1的工艺流程图说明本发明的操作步骤和使用方法：

在操作时：首先将备好的料片和上次蒸球中换取出贮于温黑液槽之中的温黑液送入蒸球1中。然后转动蒸球，使料片在一定温度下预浸洗涤一定时间。将浸洗液从蒸球轴孔3一端排入温液沉淀槽中，静置沉淀处理，所获沉淀液仍回温黑液槽3中。在排取浸洗液的同时，从高温黑液苛化槽2顶端取二次蒸汽，导入蒸球1对料片施以气相蒸煮。在蒸球转动下，将苛化后的高温黑液，从高温黑液苛化槽2的出口2，全部排送入蒸球1，在一定温度条件下大液比，对料片施行黑液液相预煮。维持一定时间，从蒸球轴孔3将预煮液全部排入热黑液沉淀槽8静置沉淀处理。高温黑液苛化槽2热黑液沉淀槽8，温黑液沉淀槽7的黑液，经一定时间沉淀，在各槽波轮3搅拌下，从槽底出口4放出泥渣，入泥渣洗涤池9再用稀黑液或冷凝污热水稀释，使泥渣中木素，有机物和碱份溶出，再经过离心分离机10处理而除去。经沉硅处理的热黑液，再送入闪蒸过滤器20和自由降膜蒸发器21，蒸发浓缩。热黑液从闪蒸过滤器20入口2进入时，由滴加器22从进口10加入适量NaOH液调控黑液PH，以降低黑液粘度，提高蒸发效率和防治燃烧尾气直接加热出现碳酸化沉淀发生。热黑液在器内压力降低，蒸发产生二次蒸汽。黑液则通过上漏斗网4，漏入下隔网面，与下隔网黑液相合入漏管7排入器底。入器底黑液顺黑液出口3再与自由降膜蒸发器排出的部分黑液合并，进入自由降膜蒸发器。而滤渣顺上漏斗直接入下漏斗6，从渣管9至离心分离机除去泥渣，产生的二次蒸汽上升顺闪蒸过滤器顶部二次蒸汽出口8进入自由降膜蒸发器21，当二次蒸汔从入口1进入自由降膜蒸发器21后，受到传热管束7阻迂冷凝结成水，降至凝结水出口2进入气水分离器23分离水同表面冷凝器24凝结水合并入冷凝污热水池，分离的气同汽室出口3不凝结气相合入表面冷凝换热24而黑液从进口4进入后，顺传热管7流下，受蒸气加热，降压反复的作用，在传热管束7中蒸发。不断重新生成二次蒸汽上升，进入插管8中，继续穿出上升至分离室顶端二次蒸汽出口6。再入表面冷凝器，经真空***气液分离处理，所获热水和含化学品冷凝液可分别再供蒸煮制浆和洗涤纸浆利用。黑液蒸发后浓度变浓，顺传热管束7管壁流下至器底，从黑液出口5流出30%以上浓度黑液入半浓黑液槽27中。已蒸发浓缩的半浓液，送入余热锅炉尾部竖管式黑液预热器30从入口管5进入下总管1到竖管2受余热炉尾气间接加热汇集上总管3，然后从出口管6分别入文丘里31和旋风除尘蒸发器32直接同烟气接触加热蒸发。这时黑液固形物含量升至45%以上，即成浓黑液入浓黑液槽35通过计量槽36压入蜗旋喷枪，喷入风套式无水冷壁黑液燃烧炉中燃烧。空气，是从风套式喷射炉顶周围入口4进入，通过炉身传热提高温度，由鼓风机6从炉底出口5引出热风，经鼓风机6和控调阀7调控热风从一、二次风口8、9入炉助燃，由于风套式无水冷壁燃烧炉有保持炉温特点，黑液的除硅处理，PH调控、使黑液粘度减少，浓黑液喷雾状况改善。可以克服非木材制浆黑液固形物发热量偏低，也能由黑液有机物自含热达到燃烧分解的目的，燃烧余热由锅炉产生蒸汽，足够化学品回收制浆蒸煮全过程需要，不用补充新蒸汽和石油，天燃气等燃料，余热产生蒸汽后，尾气继续被黑液预热30和文丘里31旋风除尘蒸发32利用后的尾气，温度仍在70℃左右，并含有SO₂成份，再进入尾气吸收塔46用稀冷白液浴淋，吸收尾气中SO₂，产生Na₂SO₃，直接用于蒸煮制浆。同时起SO₂危害的防治作用。

化学品回收分为两类情况：a、使用硫酸盐法、烧碱-AQ法、碱性亚钠法制浆时，燃烧分解的熔融物，用稀白液溶解成绿液。用三用反应器39代替石灰消化器，绿液苛化器，白液沉清器。绿液苛化沉清后，由虹吸管吸入浓白液贮槽41，供蒸煮制浆回用，吸出稀白液入稀液槽45供溶解熔融物和尾气吸收塔吸收SO₂用。白泥沉渣，经洗涤后过滤机40过滤，稀白液入稀白液槽45。过滤白泥主要CaCO₃成份，混合适量煤粉，经堆存风干后成形煅烧再生石灰，作为建材石灰，制作煤渣砖……等用，b、使用溶剂法，氨盐法、亚硫酸盐法，中性亚铵法等制浆时。在于本发明封闭循环的蒸煮过程中，没有小气，大气排放，挥发性化学口品分解损失大大减少。自能蒸发浓缩时，二次蒸汽中的化学品受到充分冷凝，氨、硫、醇受冷凝入凝结液中，可直接被回收再用于蒸煮制浆。黑液仍可照前述，蒸发浓缩，燃烧分解、热回收产生蒸汽。小型纸厂用中性亚铵法制浆时，将自能蒸发半浓液，再利用蒸汽锅炉旋风除尘器进行蒸发为50%浓度黑液，作为燃料，直接喷入锅炉同煤一道燃烧，代替燃料，亦可将50%浓度黑液供当地农村作为化肥利用。或在50%黑液中加入50%钙、镁、磷矿粉，经干燥处理，作为固体有机复合化肥料，都可取得经济有效的环境治理效果。将回收的化学品经预热配制，按蒸煮药品成份和数量的的要求，通过蒸球轴孔3，送入蒸球，然后从蒸球两端轴孔，进入蒸汽升温，由于料片已经过预处理，料片热水可溶物，1%NaOH可溶物，部份溶木素以及料片粘糊泥沙，霉菌、杂细胞、脂、腊、等已部份被预煮液溶出和料片产生酸性物质被综和，此时蒸煮器内温度仍为100℃以上因此可以减少化学品用量，可缩短升温时间，此后，继续从球轴孔3两端通入新蒸汽保温蒸煮。由于前期多级预煮处理，料片湿澎软化，易溶物的去除，药液浓度相对升高，为药液扩渗，造成很好条件。防滑疏翻，加强了料液混合溶解，促进提高蒸解速率，因此可以快速蒸煮，也能获得较好蒸解度的纸浆。在保温终点时，将上次贮入温黑液槽中黑液，从蒸球轴孔3送入，通过扩散洗涤，换取高温原汁黑液，从蒸球另一端轴孔3出来，进入高温黑液苛化槽。在高温黑液入苛化槽前预先将过筛石灰乳液，根据黑液含SiO₂量的多少，加入一定CaO。使黑液中Na₂SiO₃与Ca（OH）₂反应生成非溶性硅酸钙沉槽底去除。增加了有效碱份，供下次黑液相预煮用。稀黑液换取温黑液：将稀黑液槽黑液，由蒸球轴孔3一端送入，从蒸球轴孔另一端换取出球内温黑液，进入温黑液槽，供下次预浸洗涤料片用。经过球内热洗涤提取黑液后，立即转动蒸球，让纸浆含废继续扩散、渗溶，而后打开料口，放出浆液于过滤池中，用少量残黑液冲洗，所得稀黑液转入稀黑液槽，过滤后纸浆用残黑液冲入浆池，而后再送经调节箱14压滤机15挤压残余黑液再复用。在压滤中加入蒸发器，换取的适量热水，促进纤维废液脱除、最后取得洗净度高，干度25-30%本色粗浆、供筛选漂白完成全制浆过程。

本发明的优点是：不单对中、小型纸厂有显效，对大型纸厂适用，对禾草类、韧皮类、竹类、籽粒类，非木材制浆都能使用。不但适用碱类法、亚硫酸盐法、中性盐法、溶剂法、还用作其它化学制浆法的化学品回收再用。运用热能循环封闭蒸煮和化学品又多次重复利用，可大幅度降低消耗。传统的蒸煮制浆、废液、废汽、废渣污染能得到治理，热效应充分发挥。蒸煮化学品回收全过程达到自给能水平。蒸煮制浆得率高，质量稳定，粗浆物理强度好。蒸煮周期缩短，取得成本大幅度降低，能得到显著的经济效益和社会效益。

本发明能大幅度降低能耗，与现有技术相比，吨浆耗蒸汽量降低1/2，降低化学药品（总碱量）消耗的1/4：粗渣减少，相对增加得率2%，纸浆质量稳定，升温和保温期短，生产率提高1/10左右;纸浆易洗涤，大幅度减少用水时;在制浆过程无气体排放恶臭味基本消除，减轻工厂环境污染;获得了高温、高浓黑液，提取率达90%以上;由于高温黑液自含热能自我蒸发，不用新蒸汽，黑液浓度达到30%以上，每吨回收碱少耗蒸汽10吨，突出降低了能耗，排除了二氧化硅的危害，黑液粘度降低，黑液浓度提高，燃烧炉不用补充燃料，黑液有机物自能燃烧。并可获得蒸汽供给苛化和补充蒸煮汽耗。在制浆与化学品回收过程，做到热能自给;投资省，从黑液提取，黑液蒸发浓缩和苛化的设备效能改变。明显减少设备台吨，初估，可省投资一半以上。碱回收率可达80%以上水平。回收成本大幅度降低。污染得到治理，企业效益和社会效益均能明显提高。

实施例：

以硫酸盐法，竹浆生产本色牛皮纸，年蒸煮制浆能力在3000～4000吨级生产规模，应用本发明的制浆新技术的实例。

原料和气候条件：原料为杂竹，其中慈竹约40%，黄竹、水竹约55%，其它竹种约5%、烧碱92%的固体碱。40%液体碱，硫化碱60%固体，当地水质PH6.8，年平均水温20℃以上。切断、料片长度50m.m内95%。硫酸盐法、蒸球煮竹浆新老技术条件：蒸煮技术条件对比

项目名称	计量单位	原工艺技术	新工艺技术
				蒸球装料量	kgt/m	160～165	175～180
总碱用量（NaOH+Na2s)	%	16～18	12～13
				硫化度	％	20	15－20
料液比	料∶液	1∶2.5	1∶2
				粗浆得率	％	48－50	50－53
粗浆硬度	KMnO4	25－30	24－28
				全程时间（有效时间）	分	376	307

蒸煮过程及时间对比

设备包括1.14m³蒸球2台;2.20m³高温黑液苛化槽1台;3.20m³温黑液槽台;4.15m³稀黑液槽台;5.15m³热水槽台;6.5m³药液槽;7.15m³温黑液沉淀槽台;8.15m³热黑液槽台;9.2m³泥渣洗涤池台;10.离心分离机台;11.球下过滤池2个;12.25m³浆池;13.25m³稀黑液池1个;14.调节箱1只;15.SD压滤机1台;16.25m³稀黑液池1只;17.30m³粗浆池1个;18.1m³石灰消化池1个;19.1m³石灰乳液池;20.φ1200×5000闪蒸过滤器1台;21.180m²壳管式自己降膜蒸发器1台;22.滴加器1只;23.ZHF分离器1台;24.60m²冷凝器1台;25.ZL真空泵1台;26.5m³污热水和水封池1只;27.半浓液槽50m³2台;28.风套式喷射燃炉和;29.余热锅炉由ZHP11-A改型1台;30.30m³竖管式黑液预热器;31.φ300×290文丘里喉管;32.φ1500×6000旋风除尘蒸发器1台;33.9-35-11NO10D引风机1台;34.烟囱;35.20m³浓黑液1台;36.2m³黑液计量槽;37.10m³溶解槽1台;38.20m³绿液槽1台;39.三用反应器2台;40.20m³白泥过滤机1台;41.φ1200×2800真空分离槽1台;42.SZ-3真空泵1台;43.φ400×600分离器1只;44.30m³浓白液槽1台;45.40m³稀白液槽1台;46.φ800×8000尾气吸收塔1台;47.5m³化学品回收池;48.8-18NO5A鼓风机1台。操作时，

通过料斗将备好料片送入蒸球。在此同时送入温黑液槽中80℃温黑液，按1∶3～3.5比量，装完料液，转动蒸球，预浸洗涤。将竹片带入的泥土、霉菌、表层粘糊物质，非纤维壁杂细胞等，湿澎脱离，并随预浸液取出，同入20m³温黑液沉淀槽中静置去除硅处理。在排预浸洗液的同时，从高温黑液苛化槽中采150℃以上的二次蒸汽，从蒸球轴孔导入蒸球，对竹片施行气蒸。促进扩散渗透和竹片中空气排出，此时，20m³高温黑液苛化槽中，经过苛化沉淀后的黑液从蒸球轴孔全部输送球内。在140-150℃保持20-30分，大液比对竹片液相预煮，竹片12-15%易溶物质，进入预煮中。而后将浓度20%左右PH9-10预煮后黑液排入20m³热黑液沉淀槽静置1-2小时，沉硅处理，余气排入药液槽预热药液。这时预浸洗液，液相预煮液，高温苛化黑液，都已经过静置沉硅处理。其沉淀泥渣浆再汇集入泥渣洗涤池，并用稀黑液和冷凝器的热水稀释。通过离心分离机，除去硅渣回收有机物和碱份，经除硅90%沸点以上热黑液，送入闪蒸过滤器20，在此时通过滴加器加入适量NaOH调节黑液PH至12，黑液在器内降压蒸发成的二次蒸汽，通过器顶出口导入自由蒸发器21的汽室。蒸发后黑液经过器内逆行过滤，除去杂物后放出，同部分由自由蒸发器蒸发后黑液混和再进入自由降膜蒸发器液室。黑液从***管束与传热管束之间成液膜往下流动，不断蒸发，又不断加热，形成传热内管蒸汽上升，黑液下流成两向逆行流。蒸发气穿过***管至器顶分离室由出口导入表面冷凝换热真空***，回收热和化学品成热水，凝结水，供蒸煮和洗涤纸浆用。在蒸发过程不用新蒸气加热，浓黑液固形物也可达到30%以上，进入半浓黑液贮槽27由半浓液槽放出60-70℃黑液。由旋风除尘蒸发器31放出部份黑液混合，送入竖管式黑液预热器30由余热锅炉29的尾气间接加热至100℃左右。然后进放文丘里31，和旋风除尘蒸发器32。通过燃烧炉尾气湿度继续直接接触加热蒸发为45%-50%浓黑液。通过计量槽36，调控保持温度100-105℃间。即可压送喷雾入炉燃烧。空气从风套式园形喷射燃烧炉28的顶周入口，经过炉体传热夹层加热，由鼓风机48从炉体夹层间引出，通过风量调控，150℃左右热风从一、二次风口送入燃烧炉内助燃。在于45%～50%浓度黑液已通过除硅，黑液粘度减小，雾化状态良好。燃烧炉炉膛温度稳定700～800℃可不用石油、天然气补助燃料，以黑液有机物自含热量达到燃烧分解的目的。而后燃烧炉余热由余热锅炉29产生蒸汽和蒸浓黑液。从旋风除尘蒸发器出来60-70℃尾气中含有SO₂，再通过吸收塔46用稀冷白液浴淋处理，使SO₂生成NA₂SO₃，用于蒸煮制浆过程，余热锅炉产生的10kgf/cm²，1.8-2t/时蒸汽，在于蒸发不用补充新蒸汽，化学品回收蒸煮制浆全过程的蒸汽需量得到满足。因此，不需补充外来蒸汽和燃料。燃烧炉放出熔融物用稀白液溶解成绿液，通过三用反应器39完成石灰消化，绿液苛化和白液沉清反应。浓白液吸入浓白液槽44，回用于蒸煮制浆。稀白液吸入稀白液槽45泥渣通过洗涤过滤机40经分离槽和分离器，收得稀白液仍入稀白液槽45，供熔融物溶解和吸收塔回收SO₂用。回收浓白液。主要含NaOH、Na₂S。经调配为蒸煮成份药液。在药液槽中由蒸球（余气）预热至80℃左右温度送入蒸球，由于预煮后，球内温度仍在100℃以上，升温时间由40分缩短为30分，在于预浸煮料片可溶物已除去达到12-15%，有机酸被综和。这样，总用碱量由16-18%，降为12-13%。在保温蒸煮时，料片已湿澎软化，空气排除，已溶解出料片含物高达12%以上和预煮液的扩散作用，提高煮液浓度后，有双向通汽加温和防滑疏翻设施，辅助的作用，都对蒸解速率起明显效果，保温时间由170分缩短为135分，取得好的蒸煮效果。在蒸煮终点时由20m³高温黑液槽中70-80℃温黑液由蒸球轴孔一端输入，换取球内165℃以上蒸煮原汁黑液。控制排液，降至100℃止。从蒸球另一端轴孔排入预先加入量为SiO₂1-9倍石灰乳的20m³高温黑液苛化槽2中，经苛化沉淀处理的高温黑液有效碱份增加2-4倍。供下次液相预煮用。高温黑液换出终止仍继续向球送入60℃左右稀黑液槽供给的黑液，换出球内温黑液到60℃时止，排入20m³温黑液槽;供下次预洗涤料片用。此时，球内纸浆已经过高温封闭的洗涤换取。然后转动蒸球3-5转，即放出浆液入过滤池。用压滤机黑液稍加冲洗。浆在过虑池中停留过滤10～20分钟后，取得稀黑液入黑液池并转入稀黑液槽，供下次换取温黑液用。用压滤液稀释纸浆，让纤维中残液扩散而后送入压滤机15。并在压滤机加入蒸发器获得热水，提高脱除残黑液效果。压出液通过逆行，反复用，最后成高温黑液回收处理。在最后压滤过的纸浆干度25-30%供给筛选净化，打浆造纸。

全竹制浆生产牛皮纸，在于新技术中含多级蒸煮新工艺，多段扩散洗涤换取新技术。循环封闭的热能、化学品重复利用，高温黑液自能蒸发，有机物自能分解回收化学品的技术，能收到如下的经济效益和社会效益。

蒸煮制浆效益：蒸汽降低50-60%：化学使用量降低20-30%;渣子减少、粗浆得率高2%左右;纸浆质量稳定，纸色鲜艳，物理强度指标高;总时间缩短，生产效率高10-15%;纸浆热扩散洗涤，减少用水量50%;蒸煮无大气、小气排放，减轻恶臭污染;黑液提取浓度高、温度高、黑液提取率可达90%以上。

化学品自能回收：高温黑液自含热量，自能蒸发，不用新蒸汽。蒸发黑液浓度达到30%以上。原工艺技术吨碱耗汽10吨左右，现在不耗了;有机物自能燃烧分解，不补充石油、天然气，燃料一般吨碱消耗燃料油100公斤左右，现可以省掉;二氧化硅危害问题得到解决，碱回收率由40%升到80%以上。大大降低回收成本。制浆三废得到治理。投资少，经济效益高。解决了生存环境。和发展生产提供了技术基础。

Claims (3)

1、一种低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮新技术，包括装料进液，匀液空转，升温排小气，保温蒸煮，放大气放料，黑液提取，黑液蒸发浓缩，燃烧分解，绿液苛化等技术组成，其特征在于蒸煮制浆中，采用预浸、预煮、气相、液相的多级蒸煮，原料和纸浆多段扩散换取洗涤，热能和化学品封闭循环重复利用，黑液除硅，高热黑液自能蒸发浓缩有机物燃烧分解，化学品回收利用的新技术，由1.蒸煮器装料进液，2.预浸洗涤，3.气相蒸煮，4.液相蒸煮，5.黑液除硅，6.高热黑液自能蒸发浓缩的热能和冷凝液回收利用，7.黑液有机物燃烧分解的热能和化学品回收，8.进药升温，9.保温蒸煮，10.温黑液换取高温黑液，11.高温黑液苛化，12.稀黑液换取温黑液，13.放料过滤稀黑液，14.挤压过滤提取残余黑液。

2、如权利要求1所述低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮新技术，其特征在于1.蒸球装料进液，为送入上次从蒸煮中换取出入贮液槽中温黑液，2.预浸洗涤，是温黑液入球后，转动蒸球，使料片在温黑液中相互摩擦，并在一定温度下，浸渍和洗涤，将料片粘糊物质和带入泥沙、粉尘等湿澎脱离，进入浸洗液中而除去，3.气相蒸煮，是在排除浸洗液入温黑沉淀槽的同时，由高温黑液苛化槽提供二次蒸汽输入蒸球，实现料片短时气相蒸煮，4.液相蒸煮，是将上次贮入高温黑液苛化槽中，经过苛化的全部高温黑液输入蒸球，在大液比低压强条件下维持一定时，对料片实施黑液液相预煮后，全部预煮黑液排入热黑液沉淀槽，其余气排入药液槽，5.黑液除硅，是将高温黑液苛化槽，热黑液沉淀槽，温黑液沉淀槽，经过静置沉淀沉于槽底的泥渣，均排入洗泥池中，然后，加入稀黑液或蒸发器冷凝液稀释洗涤，溶出泥渣中有机物和碱份，而后通过离心分离机收回溶解液，除去硅泥等物，6.热黑液自能蒸发浓缩时热和冷凝液回收利用是将预煮除硅后黑液送入闪蒸过滤器，利用二次蒸汽通过自由降膜蒸发器，间接加热黑液，即不用补充新蒸汽，以黑液自含热能重复利用，将黑液浓度浓缩至30%以上，送燃烧利用，在黑液入闪蒸过滤器时，加入适量NaOH以调节PH，降低黑液粘度，提高蒸发效率和预防燃烧炉尾气加热出现碳酸化沉淀，蒸发器二次蒸汽经换热处理所得热水供洗涤纸浆用，所得冷凝污热水用于预煮，预浸和稀释除硅泥渣，在使用中性亚铵法制浆时，冷凝污热水中，含有氨成份，作为缓冲剂配制蒸煮药液收回重复用，7.黑液有机物燃烧分解的热和化学品回收，是由自能蒸发浓缩30%以上浓度黑液，经预热器提高温度再入蒸发器同燃烧炉尾气直接接触加热，增加黑液继续蒸发效率，使黑液浓度达到45%以上，即可喷入炉内燃烧，由于风温是无水冷壁风套式炉体散热加温，燃烧温度稳定，除硅黑液粘度小，黑液入炉雾化良好，不需补充油、气燃料达到燃烧分解的目的，有机物燃烧热量由余热锅炉产生蒸汽，可满足回收蒸煮蒸汽需要，尾气继续被蒸发黑液利用后，尾气中含SO₂等成分，再用稀冷白液淋浴吸收SO₂，生成Na₂SO₃回蒸煮用，在化学品回收时，分为两类情况，a、使用碱法类制浆时，如烧碱法，硫酸盐法，碱性亚钠法，废液燃烧后熔融物以稀白液溶解成绿液后再以反应器取代石灰消化、绿液苛化、白液沉清，得到浓白液（碱）回复蒸煮制浆使用，洗涤过滤白泥，以煤粉适量混和，经堆存风于后，成形煅燃，作为建材再生石灰制煤渣砖等用，b、使用中性亚铵法，氨盐法等制浆时，在于蒸煮封闭循环、技术中，没有大、小气排放，挥发性化学品损失少，黑液在自能蒸发浓缩时的二次蒸汽充分受到冷凝，氨、硫可得到回收复用，中性亚铵黑液浓缩后燃烧尾气用水冷却吸收即得（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃液用于蒸煮制浆，或将黑液再利用蒸汽锅炉尾气再蒸发为50%浓度，黑液喷入蒸汽锅炉作燃料，亦可将50%浓度黑液供作肥料或加入50%的钙、镁、磷矿粉制成有机复合固体肥，亦可将50%浓度黑液调制粘合剂用，8.进药升温，是将化学品回收白液经配调预热的药液、送入蒸煮器，按要求进行升温，由于料片已预浸煮处理，料片热水可溶物1%NaOH可溶物，部份木素和料片粘糊泥沙霉菌、杂细胞脂、腊、胶等被脱入预浸煮液中而除去，此时蒸球内温度仍在100℃以上，可以减少有效化学品用量和缩短升温时间，9.保温蒸煮，在于球内料片湿澎软化，可溶物的去除，药液浓度和药比量相对升高，蒸球的布气和防滑疏翻加强了料液混合和扩渗，促进蒸煮均匀和蒸解速度加快，实现快速蒸煮，10.温黑液换取高温黑液，是在保温终点时，将温黑液送入蒸球，换出球内150℃以上高温原汁黑液进入高温黑液苛化槽，经苛化后供下次液相预煮用，11.黑液苛化，是将预制好过筛石灰乳，按黑液含SiO₂一定比量加入苛化槽中，使黑液中含Na₂SiO₃溶液反应成CaSiO₃非溶性物沉淀于槽底以增加黑液有效碱份，供下次黑液液相预煮，12.稀黑液换取温黑液，是将稀黑液槽中黑液送入蒸球，换出球内温黑液入温黑液槽中，供下次预浸洗涤使用，13.放料过滤稀黑液，是在球内换取洗涤结束后，立即转动蒸球，打开料口，放出浆液入过滤池，用部份残黑液冲洗过滤，取得稀黑液转入稀黑液槽中，供下次换取温黑液用，14.压滤提取残余黑液，是用残余黑液逆用冲稀过滤粗浆入池、让纸浆含液扩散溶出，然后送到压滤机加入蒸发器回收热水，最后提取出残余黑液，黑液总提取率达到90%以上，压滤后纸浆干度达到25-30%供筛选净化漂白完成制浆全程。

3、一种低耗节能非木材化学制浆回收蒸煮新技术的专用设备，包括的设备，蒸煮器、苛化沉淀槽，闪蒸过滤，自由降膜蒸发器，风套式黑液预热燃烧炉，三用反应器等专用设备，其特征1.蒸煮过程在于蒸球壁上设有数排全金属防滑疏翻板，板的断面成齿状，板底留有液体溢流孔，进出气、液成双向对称设置，2.高温黑液苛化槽、热黑液沉淀槽，温黑液沉淀槽，各槽的底部均有波轮搅拌器，和进出液口，排泥渣口，3.在于闪蒸过滤器为逆流式，自由降膜蒸发器为壳管式，两者直接串连，闪蒸过滤器为筒状，中间设有双层过滤网，上层滤网设于上层漏斗体上，漏斗颈直穿水平设置的下滤网至下漏斗颈上部，穿过下层滤网和下漏斗壁设有数根漏斗，筒体的顶端设有导管与自由降膜蒸发器中端相接，筒身中部和下部有开孔，壳管式自由降膜蒸发器，其特征在于壳管式管束两端的隔板，其中，一端管空内，***比原管内径小管束，但***管的外壁不能接触被***管的内壁，***管的另一端穿出另一隔板，并与隔板焊牢，在隔板间有进出口，筒体上端设有出口，筒体底端设有进出口，4.燃烧炉为夹层筒体式，炉顶园周设有数个入风口，炉身上下部周围各有一排热风入口，炉底出设出设有出风口，溶融物出口，5.黑液预热器为竖管式，竖管两端焊接在上下总管上，各有进出口，上总管焊有与竖管同心洗管头，6.三用反应器，为园筒体，设有可变速爬齿拖链搅拌器，筒体顶有开孔，器底设有排渣口。

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