制浆造纸废液利用

-空气温度：30℃ -入炉空气温度：一次风，140-170℃；二次风，140-170℃；三次风，大于 70℃； 对于非木材：一次风，250-300℃；二次风，250-300℃；三次风，150-200℃。 （五）燃烧反应原理 1、黑液的蒸发干燥阶段 蒸发工段的含有 40-50%左右水的黑液→进一步干燥到含水 10-15%→物理变化 NaOH、Na2S→硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、碳酸钠 2、黑液固形物的热解和燃烧（有机物的热分解及碳化） 必须供给充足的空气——二次风；反应终了残存的无机物主要是碳酸钠和硫酸钠， 前者主要是由于有机化合物发生分解和经过氧化而成的，后者主要是补加的芒硝； 3、无机物熔融及芒硝还原阶段 由于碳的燃烧，产生高温（最高可达 1200℃），燃烧所需的空气直接通入燃烧区， 成为一次风； （六）影响黑液燃烧的因素 1、黑液的组成和性质 2、黑液浓度、温度、喷液量 3、芒硝加入量 加入芒硝的目的是补充制浆过程中损失的硫化钠，提高白液的硫化度。但芒硝加 入过多，则增加了黑液的无机物含量，导致黑液燃烧值降低。这样不但芒硝还原 率下降，也降低碱回收锅炉热效率。因此提高白液硫化度不能单从补充芒硝着手， 必须加强硫的回收。 4、黑液喷液方式，液滴大小 5、燃烧空气量、风温及风压（通风量） 6、垫层燃烧状况 （七）黑液中燃烧用的空气 根据黑液中 C、H、O、S、Na 等元素含量计算出完全燃烧所需要的氧气理论值。 一次风：垫层温度、无机物熔融温度、维持不完全燃烧氛围，保证芒硝还原； 二次风：垫层挥发可燃气体所需氧气，控制垫层高度与形状； 三风：提供黑液蒸发干燥过程产生的挥发组分完全燃烧所需氧气，起到风门作用， 捕集碱灰； 垫层：由黑液干燥后下落到炉床上的含有 10-15%的水分高温多孔性黑灰组成。 1、垫层具有蓄热量大，可以稳定炉区的温度，一般情况，垫层的黑灰具有 10-
百分数。
碱自给率：经碱回收后所得的碱量（包括补充芒硝）占蒸煮用碱的百分数。
三、黑液的组成和性质
组成：有机物，70-75%；无机物，25-30%；
固形物：有机物（木素，碳水化合物）、无机物（碱、灰分）。
四、黑液组成对碱回收的影响
（一）有机物与无机物的比值
有机物：无机物=2.3:1
当大于此值时，粘度上升；当小于此值时，发热量下降。
制浆造纸废液利用
一、黑液碱回收的主要过程
提取工段：分离黑Biblioteka ；蒸发工段：浓缩制浆产生的稀黑液，作为燃烧能源；
燃烧工段：利用碱炉燃烧处理黑液，产生蒸汽和绿液；
苛化工段：将碱炉产生的绿液转变为供蒸煮使用的白液；
白泥回收：利用石灰窑处理苛化产生的白泥，防止二次污染并提供苛化所使用的
石灰。
二、常用术语
黑液浓度：用质量百分数表示，是把黑液试样，在一定条件下，干燥测定的。（稀
黑液钝化技术：黑液钝化工艺是基于钙盐、镁盐和硅酸盐的溶解度随温度升高而 降低的特征。在进入临界蒸发器之前，黑液被加热并沉淀出这些钙盐、镁盐和硅 酸盐。黑液钝化系统可以实现以下三个功能：
降低黑液粘度； 钝化黑液钙干扰，降低钙盐垢的可能性； 钝化黑液硅干扰，降低硅配盐垢的可能性。 （七）黑液间接蒸发工艺 1、蒸发流程 间接蒸发通常在多效蒸发器中进行。所谓效，是指黑液经过不同层次的蒸汽（如 新鲜蒸汽、二次蒸汽等）蒸发的次数，多效即意味着采用不同层次的蒸汽对黑液 进行多次蒸发。 （1）黑液和蒸汽流程 顺流式：黑液与蒸汽流向完全一致。优点，省动力消耗，蒸发强度高，热损失小； 缺点，由于黑液浓度逐效增加，而温度逐效降低，黑液粘度越来越大，但温差减 少，流速降低，传热系数降低，结垢严重。 逆流式：与顺流式相反，黑液首先进入到蒸发系统的最后一效，然后以与蒸汽流 向相反的方向进行流送。优点，各效传热系数大致相同；缺点，能耗高，需要加 热器，操作比较复杂，设备安装和维护工作量大。 混流式：兼有顺流和逆流的大部分优点。
1、沸点升高（BPR）增加； 2、粘度升高，为了保持黑液的流动性，黑液储存温度高；为了避免黑液沸 腾，黑液储存在压力状态下； 3、硫化物、氢氧化物和氯化物含量增加，导致黑液更具腐蚀性。 （三）蒸发技术开发领域：高浓黑液（中压加热板、新材质）；结晶蒸发（用于 常规黑液浓度、用于高浓蒸发）；钙钝化（保持加热面洁净的新技术，蒸发器表 面防止结垢）；改善操作的可靠性；污冷凝水的净化；提高生产能力的新途径。 （四）蒸发的目的：提取工段的黑液固含量。（木浆：14-18%；草浆：8-13%；燃 烧工段要求黑液 60%-65%以上） （五）蒸发前预处理 1.过滤：除去细小纤维，避免蒸发器结垢； 2、氧化：防止蒸发过程中硫的损失，避免随二次蒸汽挥发； 2Na2S+2O2→Na2S2O3+NaOH；NaOH+2O2→Na2SO4； 3、除硅：针对非木材，硅干扰使黑液粘度增加，从而容易引起蒸发器结垢；使 黑液燃烧值下降，产生的熔融物熔点升高和纯度降低，更增加燃烧的困难；使苛 化效率下降，同时使白液的澄清较为困难。 方法：补加烧碱法（不能从根本上除硅）；CO2 除硅法（实际生产中通入烟道 气）；石灰除硅法；铝土矿除硅法；生物除硅法。 4、除皂：皂化物的存在，会产生蒸发器结垢和泡沫问题。 （六）高浓黑液蒸发技术
（2）冷凝水流程 清冷凝水（新鲜蒸汽的冷凝水）集中收集，供锅炉使用； 污冷凝水（二次蒸汽冷凝水）利用各效压差通过 U 型管或泛汽罐逐次流入下效， 最后进入冷凝水收集槽，泵入地沟。 （3）不凝气体流程 （八）蒸发器参数定义 1、技术经济定额=kg 蒸发水/kg 新鲜蒸汽； 2、生产能力=kg 蒸发水/小时； 3、传热系数； 4、蒸汽经济指标
七、黑液的提取（黑液的提取和纸浆的洗涤是同一个工序两个不同的概念） 黑液提取的目的：得到高温、高浓度的有利于黑液回收的纸浆洗涤废液。 纸浆洗涤的目的：洗净浆料满足后续工序的要求。 八、黑液蒸发与浓缩 （一）蒸发浓缩的目的 蒸发工段的主要目的是把从蒸煮车间送来的稀黑液蒸发浓缩成供碱炉燃烧用的 合格浓黑液或超浓黑液。 （二）黑液浓度 常规浓度：65-75%，世界上大多数蒸发站在此浓度水平运行； 高浓黑液：76-84%，木浆新建厂水平； 超高浓度：85-92%，暂无全面应用，已有一套建设全面生产车间的技术方案。 高浓黑液改变黑液特性：
（三）工艺技术参数 处理黑液干固物能力：120tds/d 过热器出口蒸汽温度：380-490℃ 主蒸汽阀处的蒸汽压力：52-68bar 汽包设计压力：87bar 省煤器前给水温度：110-130℃ 蒸发来黑液温度：125-135℃ 干固物含量：70-75℃ 省煤器出口烟气温度：不小于 150℃ （四）工艺流程 黑液喷射炉燃烧的工艺流程 供热系统-芒硝给料系统-助燃油系统-燃烧炉及熔融物溶解系统-供风系统与烟 气排出系统-锅炉系统-锅炉给水处理系统； 1、黑液参数 -到混合槽干固物含量：60-65% -到炉膛干固物含量：70-75% -满负荷燃烧量：20.1kg/s（约 15L/s） -进喷枪黑液温度：125-135℃ -喷枪黑液压力：0.9-1.6bar 2、芒硝 -硫酸钠含量：≥95% -水不溶物：＜1% -氯化物（以 Cl 计）：＜1.2% -水分：＜5% 3、重油 -恩氏黏度：°E80 不大于 27 -最小净发热值：38MJ/kg 4、给水 -给水流量：56.8kg/s -省煤器进口水温：120℃ -省煤器出口水温：225℃ -省煤器压降：2bar 5、燃烧空气 -炉膛总空气流量：55.4m3N/s
黑液提取率：提取出的黑液中所含的固形物量/蒸煮后黑液中所含的固形物量。
苛化率： ������������������������ × 100%
������������������������+������������2������������3
（以 Na2O 计，%表示）。
碱回收率：蒸煮用的碱经回收后（不包括补充芒硝）得到的碱量占蒸煮用碱量的
（二）木素与碳水化合物比值
木素多，发热量上升；碳水化合物多，粘度上升。
（三）灰分
主要是钙，硅造成灰分。
灰分的影响：粘度大；蒸发器结垢；燃烧困难；影响苛化和白泥回收。
五、草类原料黑液组成
1、硅含量高；2、半纤维素降解产物含量高；3、木质素降解产物含量低。
六、黑液性质
最重要：粘度、残碱、热值、沸点升高、溶解度；
方案 1：稀黑液-预热器-Ⅲ效-Ⅳ效-Ⅴ效-皂化物分离-预热器-Ⅱ效-Ⅰ效-浓黑液槽 方案 2：稀黑液-预热器-Ⅲ效-Ⅳ效-Ⅴ效-皂化物分离-预热器-Ⅰ效-Ⅱ效-浓黑液槽 方案 2 可以大大减轻由于高温效应造成的无机物沉淀和有机物碳化而产生的结垢程度，从 而提高蒸发能力，而且运行周期较长。两种流程都采用间断出浓黑液的方式，即出浓黑液和 出半浓黑液交替进行。
较重要：表面张力、比重、热容、热导。
（一）浓度与比重 （二）粘度 影响粘度的因素： 1、原料：有机物与无机物的比值；木素与碳水化合物降解产物的比值；灰分含 量； 2、黑液浓度：浓度越高粘度越大（临界浓度）； 3、温度对粘度的影响：温度越高，粘度越低； 4、有效碱含量：适当增加，粘度降低； 5、半纤维素含量； 6、SiO2 的含量； 降低粘度的方法：加压加热（热处理）；添加有效碱；加石蜡或煤油乳液。 （三）黑液沸点升高 黑液沸点比水高，高出部分即沸点升高值，木材原料黑液沸点升高大雨草类原料 升高值（针叶>阔叶>草类，木浆>竹浆>稻草浆），是由于木材原料木素多，用碱 量大，进入系统的无机物（固含量）大，导致沸点高。 （四）黑液的燃烧值 木素燃烧值 25MJ/kg；碳水化合物 12.6MJ/kg； 木浆热值 3300-3600kcal/kg；草浆热值 2800-3000kcal/kg； 低于 3000kcal/kg 发热困难。 （五）起泡性 有机物皂化物多，起泡性高；浓度高，起泡性高； 木浆>草浆。 （六）腐蚀性 黑液对设备的碱腐蚀性很少，酸腐蚀性较重。酸性腐蚀的产生，主要在蒸发过程 中黑液的二次蒸汽及其冷凝水中含有挥发性的有机酸（如蚁酸、醋酸等），各种 酸性的硫化物（如硫化氢、硫醇等），所以凡是接触二次蒸汽及其冷凝水的部位 腐蚀较重。 （七）胶体性 黑液虽然不是胶体，但由于存在胶体物质，在一定条件下具有胶体性质。 一般认为：在黑液有效碱含量占固形物的 1.14%以上条件下，每一个木素单元含 有四个以上钠原子时，碱木素完全溶解于黑液中，呈亲水胶体存在，因而不发生 沉淀。但当黑液有效碱含量低于 0.71%时，碱木素胶体的稳定性大大降低，很容 易从黑液中沉淀出来，所以，黑液要保存一定浓度的残碱，就是因为此。 （八）表面活性