制浆造纸设备第09章 9.1-9.4 碱回收设备

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第九章 碱回收设备
第一节 概 述
一、碱回收的意义 二、碱回收流程简介
第一节 概 述
第九章 碱回收设备
第一节 概 述
一、碱回收的概述
1、定义:碱回收,即黑液回收,包括碱、白泥(石灰)和热能的回收。 水
黑液组成
70%有机物:木素、半纤维素和纤维素降解产物
固形物
2、方法:燃烧法
30%无机物:NaOH、Na2S、Na2CO3、Na2SO4、
使水分蒸发。黑液及冷凝水蒸发产生的蒸汽可以回用于蒸发。
闪蒸罐在蒸发工段的应用: 1) 最浓效(I效)排出来的黑液, 对常压来说是过热的,需在常压贮 存前,闪蒸降温。 2) 各效排除的冷凝水,闪蒸处 理,回收的汽与本校二次蒸汽一起 送入下一效;污冷凝水闪蒸,可使 污染物气化,净化了冷凝水。
第九章 碱回收设备
波美度(15C)=波美度(tC)+0.052(tC-15C), 比重=144.3/【144.3-波美度(15C)】
木浆黑液固形物含量%=1.51x-0.9
波美度用°Be’表示
蔗渣浆黑液固形物含量%=1.51x-0.81
近似换算,x---黑液波美度(15C)
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
也就是说,每一效,有“两进”、“四出” “两进”——黑液,蒸汽 “四出”——黑液(浓度增高)+二次蒸汽(从黑液中蒸发出来的),冷凝水+不凝气体
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
三、板式降膜蒸发器的结构
3、组成:由壳体、加热元件组、分配箱、除雾器等。 (1) 壳体:不锈钢压力容器。 内设框架使加热元件呈悬挂状装在筒体内。 内部还可设置专门隔板、或使加热元件分组通汽。 (2)、加热元件:由两块鼓泡状的不锈钢薄板焊接而成、 中空的均布焊点和鼓泡的不锈钢件。
二次冷凝水较清洁,可以用来洗浆,少量的污冷凝水送到污冷凝水槽并 进一步送去汽提。
第九章 碱回收设备
第三节 黑液的燃烧设备
一、概述 二、碱回收炉的结构 三、黑液燃烧炉的辅助设备
第三节 黑液的燃烧设备Βιβλιοθήκη Baidu
第九章 碱回收设备
第三节 黑液的燃烧设备
一、概述
碱回收炉是碱回收车间的心脏 1、碱炉的生产目的 (作用) (1) 将蒸发送来的浓黑液燃烧,得到的熔融物用稀白液(或水)溶解,
第九章 碱回收设备
第一节 概 述
二、 碱回收流程简介
1、 碱回收过程:包括四个工序, 黑液蒸发→黑液燃烧→绿液苛化→白泥回收 回收的碱又重新用于蒸煮工序。
(这个循环圈包括6个主要工艺工序:蒸煮、洗涤、蒸发、燃烧、苛化、石灰煅烧。)
2、碱回收系统具体所包括的工序如下: ①、在多效蒸发器中废液浓缩,形成浓黑液。 ②、黑液氧化、除硅等 (据工艺需要决定是否采用)。 ③、黑液进一步浓缩成碱回收炉要求的“浓黑液”(补充的芒硝可在此处加入)。 ④、在碱回收炉中焚烧黑液。 ⑤、溶解从碱回收炉出来的熔融物,形成绿液(补充碱损失的纯碱可在此处加入)。 ⑥、用石灰苛化绿液形成白液(补充碱损失的烧碱可在此处加入)。 ⑦、焙烧白泥回收石灰。
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
五、蒸发辅助设备
3、 真空装置 真空装置是黑液进行减压蒸发作业所必须的,它布置在冷凝器
后,且连续地抽出不凝气体。 设备:水环式真空泵、喷射式真空泵、罗茨真空泵。 多采用有分离罐的水环式真空泵。
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
五、蒸发辅助设备
4、 闪蒸罐: 用于黑液和冷凝水的闪急蒸发。 工作原理:由于液体进入闪蒸罐后压力、温度骤然下降,从而
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
一、黑液蒸发与浓缩设备概述
1、 黑液的蒸发与浓缩设备的组成:. 主要设备:蒸发站 ← 蒸发器 多个串联而成 辅助装备:各种分离器、冷凝器、热交换器、预热器、泵和生产
控制系统的仪表与执行机构、阀门等。 2、蒸发站特点: (1) 根据黑液的特性、燃烧工段要求的黑液浓度进行的设计 (2) 真空蒸发 (3) 效数多 (蒸汽多次重复利用,4~6效)
(各蒸发器及表面冷凝器的加热面由双层不锈钢焊接组成,两片加热板的间距为20mm。)
加热元件组:多块加热元件由联箱并联组成。 (3)、分配箱:均匀分配黑液到各加热元件上部,沿着加热元件的表面 成膜状流下,同时进行传热蒸发。 (4)、除雾器:又称气液分离器。
位置:板式蒸发器筒体内上方二次蒸汽出口处。 形式:冲击式、球盖式、离心式,折流式(用于板式) 作用:消除/分离二次蒸汽中夹带的大量泡沫/液滴、杂质等, 以减少蒸发时碱的损耗、防止将黑液带入冷凝水中造成对冷凝水的污染。
浓黑液标准波美度: 39-47Be’
浓黑液干固物含量: 65-72%
入炉浓黑液标准波美度: 40-48Be’
入炉浓黑液干固物含量: 67-73%
新蒸汽
温度:130---145℃
压力:3.5—4.5bar
注:1巴(bar)= 1公斤力/cm^2 =0.1MPa
第二节 蒸发与浓缩设备
第九章 碱回收设备
板式降膜蒸发器
板式降膜蒸发器
第九章 碱回收设备
四、七体五效混流板式降膜蒸发流程
1、
蒸发站正常生产的能力: 150T/h
蒸煮来黑液标准波美度: 针叶木浆:≥12Be’
桉木浆: ≥9.0Be’
进效稀黑液标准波美度: 14-18Be’
进效稀黑液PH值:
10-14
半浓黑液标准波美度: 22-26Be’
软化目的——是除去原水中的钙、镁离子,可采用离子交换器; 除氧过程——是除去水中的氧气和二氧化碳,以防腐蚀; 磷酸盐处理—— 炉水中加入磷酸盐,平衡水中PO43-、SO42-的浓度比
例,以防止钙、镁盐类物质在锅炉管壁上结垢。
给水除氧系统
省煤器
除氧水箱 配 水 箱
分汽缸
0.4MPa蒸汽
锅炉给水



3、术语:
“体”—— 即每个蒸发器。每1个“加热元件组”称为1“体”。
“效”—— 蒸发器按蒸汽流经的顺序被称为效。蒸汽一进一出为一效(效果)
黑液浓度:表示黑液中固形物的含量(单位%,必须用化验分析方法测定,慢)
生产中用波美度或比重来表示(因可直接测),但随温度的升高而降低,要换算成标准温度15C下的值。
3、碱炉系统:大致分为8个
供液系统,燃烧炉及熔融物溶解系统、锅炉系统、芒硝给料系统、
送风系统,助燃油系统、锅炉给水处理系统,烟气排出系统。
(1)供液系统(蔗渣浆)
从多效蒸发器来的黑液
直接蒸发器
浓黑液槽
芒硝黑液混合槽
黑液喷枪
燃烧炉
(2)芒硝给料系统
补充芒硝是为了平衡生产过程中造成的硫损失,在 燃烧过程中还原生成Na2S,芒硝给料系统的主要流程为:
构,能有效地净化大部分冷凝水。 2)汽提系统:
原理:系统中个蒸汽是从一效来的二次蒸汽,进入底部后,向上流动与 冷凝后的污(轻污、重污)冷凝水逆向流动,冷凝水中的臭气(主要成分 包括硫化氢H2S、甲硫醇CH3SH等具有较强的腐蚀性、毒性和爆炸 性 )被汽提。(去碱炉燃烧)
加热板内表面的逆流过程中,污冷凝水沿着加热板面的整个高度受到汽 提,这样可以把冷凝水分成两个部分,约10%的蒸汽和80%的甲醇在同 效中后半部分冷凝下来成为污冷凝水,大部分的冷凝水通过自汽提在逆流 的加热表面内侧冷凝成为较清洁的二次冷凝水。
第二节 蒸发与浓缩设备
五、蒸发辅助设备 5、 自提系统: 汽提法: 让废水与水蒸汽直接接触,使废水中的挥发性有毒有害物质按 一定比例扩散到气相中去,从而达到从废水中分离污染物的目的。净化后 的废水由集水槽排走。由鼓风机压入再生段回收酚。 应用: 1)第四效、第五效、表面冷凝器,由于设计有在加热板内进行汽提结
电量低、出液浓度高(木浆---70%、草浆---45% ) ,并采用低BOD(生物 耗氧量,水中有机物污染程度 )设计—汽提,减少了环境污染。
汽提:让废液与水蒸汽直接接触,使废液中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中 去,从而达到从废液中分离污染物的目的 .
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备






抄蒸 蒸 浆发 煮
冷 凝 水 箱
软 化 水 槽
(4)燃烧炉及熔融物溶解系统
入炉黑液在燃烧炉内经过进一步的干燥后进行燃烧,有机 物燃烧产生的高温烟气在炉内上升,被引入锅炉系统;
白泥:绿液加石灰苛化后得到的沉淀物(Ca2CO3) (3) 芒硝还原率、苛化率:(均以Na2O或NaOH计)
Na2S
100 %
Na2S Na2SO4
NaOH
100 %
NaOH Na2CO3
(5) 碱回收率:经碱回收后得到的碱量(不包括补充芒硝)
占蒸煮用碱量的百分数
(6) 碱自给率:经碱回收后得到的碱量(包括补充芒硝)
出,同时由于蒸汽的体积变小,冷凝器内产生了蒸发系统所必须的真空。 此外,还可以利用冷凝器回收二次蒸汽的热量。
形式:直接接触冷凝器:可在低温差条件下运行. 需配真空泵排出不凝气。缺点是耗水量大
表面冷凝器:管式、螺旋式或板式 常用: 板式降膜表面冷凝器:
特点:传热系数高、冷凝效果好。
Ⅴ效产生的二次蒸汽进入表面冷凝器汽室,由于二次蒸汽受到冷却水的快速冷却, 变为冷凝水,从而形成真空,而不凝性气体被真空泵抽出,经过真空槽后进入臭气收集系统。
芒硝
螺旋输送机
斗式提升机
振动筛
芒硝仓
圆盘给料器
芒硝黑液混合器
芒硝黑液系统
芒 硝
破 碎 机 振 动 筛
提 升 机

芒 硝 仓
液 喷 枪
圆盘给料器
刮板机
电锅 蒸 场炉 发 碱碱 黑 灰灰 液
芒硝黑液 混合槽
(3)锅炉给水处理系统
为了防止锅炉系统的受热面上结垢、氧化腐蚀、以 及酸性腐蚀,锅炉给水一般要经过原水软化处理、除氧 处理、及磷酸盐处理等,以达到规定的质量指标。
及有机结合的钠,草浆黑液还有硅酸钠。
3、碱回收意义: (1)减少污染、保护环境 (2)回收化学药品,降低生产成本 (3)回收热能,节省资源
第九章 碱回收设备
第一节 概 述
一、碱回收的概述
4、常用术语: (1) 绿液:黑液燃烧后流出的熔融物用稀白液或水 溶解后的液体
绿泥:绿液澄清后沉淀的渣子 (2) 白液:绿液加石灰苛化后得到的澄清液(NaOH、Na2S液体)
制成绿液供苛化使用。 (2) 芒硝和黑液混合,在碱炉内还原成硫化钠,以补充生产过程中的碱
损失,并使苛化白液硫化度达到工艺要求。 (3) 利用黑液燃烧所产生的热量生产过热蒸汽供汽轮机发电。 2、要求:
在安全生产的前提下,具有高的碱回收率、芒硝还原率、热利用率 、硫的保留率,并且尽可能减少对大气的污染。
第二节 蒸发与浓缩设备
五、蒸发辅助设备
1、 黑液预热器: 作用:将黑液加热至接近该效蒸发器工作压力下的沸点温度后,
再进入蒸发器。黑液从低温效进入高温效之前也要预热。 形式:列管式预热器——立式(多用)、 卧式 螺旋式预热器
2、冷凝器(表面冷凝器): 作用:将多效蒸发系统最后一效的二次蒸汽全部冷凝成水后排
三、板式降膜蒸发器的结构
2、板式降膜蒸发器的工作原理 P210:
加热蒸汽由联箱进入加热元件内部,黑液由黑液循环泵送至 分配箱、再由分配箱均匀分配到各加热元件上部,
蒸汽在加热板内部冷凝排除;黑液沿着加热元件的表面成液膜状 流下回蒸发器底部,进行传热蒸发。
二次蒸汽立即从黑液中分离出来,并在加热板表面与蒸发黑液之 间逸出,进一步通过雾沫分离器,进入下一效,作为下一效的热源。 黑液浓缩后进入下一效。
不同的原料,其黑液的成分和特性差别很大,在碱回收过程中采用 不同的工艺方案、设备处理各种不同原料的黑液。

熔融物
木浆
蔗渣浆
第九章 碱回收设备
第二节 蒸发与浓缩设备
第二节 黑液的蒸发与浓缩设备
一、概述 二、蒸发器的类型 三、板式降膜蒸发器的结构、原理 四、七体五效混流板式降膜蒸发流程 五、蒸发辅助设备
二、蒸发器的类型
1、按黑液流动方式分: 升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、强制循环蒸发器
2、按加热部件结构的不同分: 管式:短管式、长管式 板式:(多用)
3、按蒸发器的用途不同分: 蒸发器、增浓器、结晶蒸发器 等
三、板式降膜蒸发器的结构、工作原理
1、优点: 高效节能,传热效率高、不易结垢、容易清洗、运行周期长、耗
占蒸煮用碱量的百分数
第九章 碱回收设备
第一节 概 述
一、碱回收的概述
5、二氧化硅对碱回收的影响: (1)黑液蒸发时硅酸易结垢,传热系数下降。 (2)黑液燃烧时,燃烧炉易结蜂窝,以至缩短炉子寿命,在炉中钠与
二氧化硅结合,耗碱可达35%,并大大的降低熔融物的纯度,由 于无机物含量高,因而固形物热值低。 (3)苛化时形成的硅酸钙和硅酸钠粘度大,造成澄清困难,而且由于 硅酸钙沉淀在石灰表面,降低苛化速度及苛化率。 (4)回收石灰时结球造成回收困难。
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