处理制浆黑液的方法和设备技术

公开包括提取黑液、蒸发焚烧黑液、回收碱的方法，其特征在于，该方法包括：蒸煮出的浆和原黑液用压滤机压滤出大部分原黑液，原黑液送蒸发焚烧回收碱；带小部分原黑液的浆经反复扩散洗涤和压滤后被洗净；滤出的稀黑液经化学处理后回用。原、稀黑液总提取率达９５～９８％，且全被处理掉。用该方法提取和处理黑液，大量节省洗浆用水，节省投资，大幅度减轻中段水污染负荷，降低制浆成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理蒸煮制浆黑液的方法和设备。更具体地说，本专利技术涉及一种改进的、套用传统木浆碱回收法处理草浆黑液的方法和设备。其改进之处在于，改用扩散洗涤和压榨过滤的原理洗浆，大幅度地提高了黑液提取率，大量节约用水，减少了提取黑液和蒸发黑液的设备投资，大幅度减轻中段水的污染负荷，降低制浆成本。国家环境保护总局环发(1999)273号，发布“草浆造纸工业废水污染防治技术政策”。该政策“推荐采用常规燃烧法碱回收技术为核心的废水治理成套技术”。制浆行业推广套用传统木浆碱回收法处理草浆黑液。该方法包括提取黑液、蒸发浓缩黑液、焚烧浓缩黑液、用水浸渍炉渣后固液分离、分离出的绿液用石灰苛化、再固液分离出白液、以及将含10％左右氢氧化钠的白液送蒸煮制浆。在提取黑液工序，使用转鼓真空洗浆机或不锈钢螺旋网带洗浆机。蒸煮出的浆和原黑液混合物中，浆占10～12.5％(浆浓度)，添加洗浆黑液，使浆占到混合物总量的2.5～3.5％(浆浓度)，再进入真空洗浆机，浆能自动上网，网上形成10～20毫米厚的浆层。浆层的一侧喷淋洗浆液，另一侧抽成真空，喷淋液洗涤浆层，且浆层能随网移动。洗浆后，离开洗浆机的浆浓度为10～12％。转鼓真空洗浆机一般采用四段逆流工艺，不锈钢螺旋网带洗浆机采用5～6段逆流工艺。但是，这样的方法提取黑液，只能做到“黑液提取率”80～85％；从提取黑液工序送出、到下一工序的浆，按每吨风干浆计还含有200千克以上的固形物污染源；黑液提取量为吨浆10～12立方米；提取的黑液含10％左右的固形物污染源。在蒸发浓缩黑液工序，推广使用四效以上的蒸发器，如两板三管五效蒸发器、四效短管蒸发器、五效全板蒸发器。蒸发量太大，设备投资太高。生产一吨浆，要将含固形物约10％的10～12立方米黑液蒸发浓缩到50％左右，至少要蒸发掉9立方米水分。草浆黑液含硅、含糖量高，粘度大，容易造成蒸发器结垢。所以，在蒸发之前，推广使用各种除硅和降粘技术。烧碱炉的功能是焚烧浓缩后的黑液，回收热能生产蒸汽，经过焚烧，黑液中的钠转变成碳酸钠，成为炉渣的一部分。用水浸渍炉渣，溶解其中的碳酸钠，固液分离出绿液；添加石灰苛化后，再固液分离，分离出白液，回用蒸煮。众所周知，制浆行业的污染源就是黑液。更详细地说，是蒸煮过程产生的、分散在蒸煮液中的有机和无机副产物，水和这些副产物构成黑液，将黑液蒸干会剩下固体形态的这些副产物，所以称之为固形物，黑液污染的实质是固形物污染。将黑液从浆和黑液的混合物分离出来的过程称为“提取黑液”；从实际意义上讲，“提取黑液”是将成为污染源的固形物与浆分离的过程。这一分离过程进行的越彻底，浆中带走的固形物越少，黑液中的固形物越多。工业上，使用“黑液提取率”这一概念，衡量“提取黑液”的彻底性。把蒸煮产生的固形物的总量定义为100％，经过“提取黑液”的过程，黑液中所含固形物的量占固形物总量的百分比定义为“黑液提取率”。显然，不管用什么方法处理掉黑液，只能消灭掉黑液中的固形物污染源；浆中带走的固形物污染源，分散在进一步洗浆所用的水中。不难理解，“提取黑液”的过程实际上是用一定量的水洗浆的过程。这一定量的水，量越大，浆洗的越干净，浆中带走的固形物污染源越少，“黑液提取率”越高，“提取黑液”的量越大。但是，“提取黑液”的量越大，需要处理黑液的量越大；特别是，对套用传统木浆碱回收法处理草浆黑液，黑液的量大，十分不利。该方法是将黑液蒸浓烧光的方法，黑液的量越大，将黑液蒸浓消耗能量越多，蒸发设备容量越大，投资越大，运行费越高。因此，采用传统蒸浓烧光碱回收法处理黑液，必须严格控制黑液提取量，一般控制在每吨浆提取8～12立方米。严格控制了黑液提取量，必然限制了黑液提取率。对于木材制浆，每吨浆提取8～10立方米黑液，“黑液提取率”能达到90％以上；焚烧黑液时添加芒硝，碱回收率也能达到90％。木材制浆用碱量超过禾草制浆的一倍半，碱回收法几乎回收全部碱量，经济合算。对于禾草制浆，特别是用麦草制浆，套用传统碱回收法处理黑液，即使每吨浆提取10～12立方米，黑液提取率一般只能达到75～85％。难见麦草碱回收系统的黑液提取率超过85％的报道，相应的碱回收率也很难达到70％以上。当前运行的麦草浆碱回收系统黑液提取率普遍偏低，不但造成碱回收率低；更重要的是，没有提取到黑液中的固形物污染源仍然留在浆中，需要大量的水洗浆，才能漂白。洗浆水中含大量未被提取到黑液中的固形物污染源，还要进行生化处理。不幸的是，固形物中含有20～30％的木素，木素又难被好氧菌分解。处理这部分废水的设备投资和日常运行费也很高，进一步增加了制浆成本，却很难彻底达标。所以，对“技术政策”推荐的常规燃烧法碱回收法，提高其黑液提取率是关键。现在使用转鼓真空洗浆机提取黑液；对于日产100吨浆的制浆车间，提取黑液的投资近千万元。但是，黑液提取率却很难达到85％。再提高设备造价，换取只提高百分之几的黑液提取率，不是方向。用同样的设备和工艺方法提取黑液，对于木材和麦草制浆的实际效果差别很大。用于木材制浆，黑液提取率高。用于麦草制浆，黑液提取率低，即使烧光了黑液，仍然不能彻底解决污染问题。以至于，在“麦草浆碱回收技术指南”(张珂，俞正千主编)一书中，在第19页标题论及，“过于严格的中国造纸工业污染物排放标准应尽快修订，使之符合国情。”其中所述的“符合国情”就是符合我国制浆工业以草浆为主，特别是用麦草制浆所占比例甚大的国情，即使按该书推广的方法治理，也难达到“过于严格的排放标准的国情”。至于现有的酸析木素法、碱析木素法、以及厌氧生化等处理黑液的方法，处理效果不如推广的碱回收法，日常运行费用又高，更不被业内专家看好，也没有被列入“技术政策”推荐使用的方法之中。本专利技术人在研究用钙离子处理黑液时，意外地发现，先将蒸煮产生的浆和原黑液的混合物压榨过滤，提取大部分原黑液；再将还夹带小部分原黑液的浆洗涤，过滤分离开已转变成稀黑液的洗浆液和夹带稀黑液的浆；稀黑液用钙离子处理后，分离出清液；部分清液加蒸球回用，剩余清液作为洗浆液的一部分，回用于洗浆；可将包括原黑液和稀黑液的总提取率和处理率提高到90～98％，甚至95～98％，彻底消灭黑液污染，提高浆得率，降低设备投资和制浆成本。因此，本专利技术的目的在于提供一种处理黑液的方法，该方法包括传统碱回收的步骤；还包括分别提取原黑液和稀黑液，用固形物沉淀剂与稀黑液反应，再将固液分离出清液回用于洗浆的步骤。使用该方法，能将总黑液提取率和处理率提高到95～98％。本专利技术的另一目的在于提供一种分别提取、处理原黑液和稀黑液的方法，使用该方法，设备投资少，总黑液提取率和处理率高，节约洗浆水，减轻中段水负荷。本专利技术的再一个目的是，提供按本专利技术提取和处理原、稀黑液所使用的滚筒式干燥器和带式真空过滤机。按照本专利技术处理黑液，蒸煮制浆产生的固形物污染源的95～98％分散在处理掉的原、稀黑液中。经过提取黑液工序，浆中夹带的固形物污染源很少，只占蒸煮产生固形物总量的2～5％，大量节省洗浆水，降低中段水的污染负荷。提取的原黑液，蒸浓烧光，回收碱；提取的稀黑液与固形物沉淀剂反应后，分离出的清液回用，分离出的固相干燥后焚烧。彻底消灭了黑液污染问题，且提高粗浆得率。与现在推广的碱回收法相比，设备投资少，运行费低，降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括提取黑液、蒸发、焚烧黑液、同时回收碱以处理制浆黑液的方法，其特征在于，其中所述的提取黑液包括下述步骤：（１）蒸煮产生的浆和黑液送入压榨过滤机，经过压榨过滤，浆中夹带小部分原黑液，同时压榨过滤出大部分原黑液，送蒸发焚烧；（２） 夹带小部分原黑液的浆通过洗浆提取稀黑液，滤出的稀黑液与固形物沉淀剂反应，生成固液混合物；（３）将固液混合物固液分离，固相干燥后焚烧，部分清液送蒸煮回用，剩余部分作为洗浆液的一部分回用于洗浆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗英铭，罗进宇，梁植林，
申请(专利权)人：罗英铭，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]