黑液碱回收技术

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。其中，汉阳造纸厂的那套直到达1984年都还在使用着。1965年上海浆厂的碱回收工程开始立项，经3年的建设，于1969年建成投产，拉开了日处理35吨浆级的可移动式圆形碱回收工程大步发展的序幕。从1970-1980的十年间，先后有十多家纸厂上了碱回收项目。计有苏州华盛造纸厂、华丰造纸厂、民丰造纸厂、徐州造纸厂、冷水滩造纸厂、剀里造纸厂等；云南有两家，云丰造纸厂和大理造纸厂。后来陆续有开远糖厂、陆良造纸厂。九十年代有临沧造纸厂、双江造纸厂、昌宁造纸厂。迪庆是建成试车后就卖了。这些碱回收项目有的开得好，有的开不好。总体说，木材纤维浆开得好，非木纤维浆开得不好。原因是

木材纤维黑液的发热量大，炉子温度高，不需要另外喷油助燃。非木纤维则相反，不喷油助燃就不行。这无疑影响了碱回收工程的发展，先后有很多草浆厂的碱回收建好后成为一个样子工程。随着我国造纸工业的向前发展，在广大工程技术人员的努力下，非木纤维制浆造纸厂的碱回收技术也得到发展提高，不用喷油助燃也能正常运行。山东晨鸣纸厂已建成日处理280吨浆的碱回收炉，目前是麦草浆厂规模最大的碱炉了。

为什么一下子建了这么多碱回收炉呢？这要从环境保护说起。

上世纪六十年代，美国、英国、日本等工业发达国家，先后出现因环境污染而引发的环境疾病。（1952年12月5－8日，一场灾难降临了英国伦敦。地处泰晤士河河谷地带的伦敦城市上空处于高压中心，一连几日无风，风速表读数为零。大雾笼罩着伦敦城，又值城市冬季大量燃煤，排放的煤烟粉尘在无风状态下蓄积木散，烟和湿气积聚在大气层中，致使城市上空连续四五天烟雾弥漫，能见度极低。在这种气候条件下，飞机被迫取消航班，汽车即便白天行驶也须打开车灯，行人走路都极为困难，只能沿着人行道摸索前行。

由于大气中的污染物不断积蓄，不能扩散，许多人都感到呼吸困难，眼睛刺痛，流泪不止。伦敦医院由于呼吸道疾病患者剧增而一时爆满，伦敦城内到处都可以听到咳嗽声。仅仅4天时间，死亡人数达4000多人。就连当时举办的一场盛大的得奖牛展览中的350头牛也惨遭劫难。一头牛当场死亡，52头严重中毒，其中14头奄奄待毙。2个月后，又有800多人陆续丧生。这就是骇人听闻的"伦敦烟雾事件"。

可悲的是，烟雾事件在伦敦出现并不是独此一次，相隔10年后又发生了一次类似的烟雾事件，造成1200人的非正常死亡。直到70年代后，伦敦市内改用煤气和电力，并把火电站迁出城外，使城市大气污染程度降低了80％，骇人的烟雾事件才未在伦敦再度发生。这些事件的发生，引起了各个国家的高度重视，相继成立官方的环境保护机构来监督工厂企业，在生产的同时必须重视保护环境，不然，必将危及到人类自生的健康，甚至生命。

我国虽未发生过大的污染事件，但也有了污染事故的苗头。我们省个旧地区，肺癌的发病率比其他地区都高，不能说与锡的冶炼无关。作为造纸企业来说，它是除化工、钢铁之外的第三大环境污染企业，其污染源就是黑液。

1997年底，中央电视台“焦点访谈”节目披露了我国首宗造纸厂因环境污染而被追究刑事责任的案件。由于对企业排污所造成的经济损失负有主要责任，山西省天马造纸厂厂长作为法人代表，因犯“破坏环境资源保护罪”被收审，并被判处有期徒刑两年，罚款5万元。此事在国内造纸行业引起了极大的震动。这是我国造纸厂排污犯罪的首例。它说明我国的环

境污染已经到了不可不治的地步。而解决造纸厂环境污染问题的最好的技术手段目前就是碱回收。

1999年，国家环保局〈273〉号文说：“根据发展和环保相统一的原则，结合非木纤维制浆废水治理特点，非木纤维制浆造纸企业污染治理应具备一定规模，新建麦草制浆造纸企业3.4万吨浆/年以上，其它非木浆厂5万吨浆/年以上；1.7万吨/年碱法化学草浆厂是建碱回收的最小规模。坚决取缔5千吨/年以下的化学制浆厂（车间）；对现有1.7万吨/年以下的小型化学浆企业，2000底前采取治、关、停、并、转等方式完成环境治理任务。”这就是说，纸厂必须搞碱回收，不搞碱回收，造纸厂就只有关门。

我国搞碱回收初期，不分木浆或是草浆，通通一个炉型。由于国外的造纸厂都是用木浆造纸，对于木浆厂来说，是合适的，但对草浆厂来说，就不适应了。一是提取率低，二是燃烧时要喷油助燃，否则就会因炉温低，熔融物淌不出来，形成“闷黄牛”的现象。这是因为草浆黑液固形物的发热量低的原因。喷油助燃无疑又加大了碱的回收成本。作为工厂来说这是接受不了的。

碱回收从其发生发展的过程说明它是一个变废为宝、化害为利、增加效益、防治污染的综合利用工程，它有三个最明显的好处：1、环境效益：在黑液固形物中约有2/3是有机物，1/3是无机物。有机物是纸厂污水中的BOD、COD、SS和色度的主要来源。无机物中主要是碱。回收一吨碱，大约要烧掉两吨以上的污染物，可以大大减轻纸浆厂对江河水质的污染。

2、社会效益：有资料显示，电解法制烧碱，1吨碱要耗电2700度电、食盐1。6-1。7吨。而回收1吨碱，大厂耗电仅400-600度，小厂1000度，不用食盐，只用石灰。两者比较，约可节电1700-2300度。且不用由外厂运来之不易30%-40%的液碱，1吨固碱可节约运力255吨以上。

3、经济效益：外购碱厂价约在2500元/吨，而回收碱成本也就在1000多元/吨，经济效益比较显著。