处理纸浆厂黑液的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种处理纸浆厂黑液以回收其中含有的化学药品和能量的方法和设备。在本发明专利技术中，在热解反应器（４）中热解该黑液，生成的气体组分被送去利用并将固体与水混合，由此将生成的固体返回到石灰煅烧窑（１）内并将含氢氧化钠的液体返回到煮浆工艺中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理纸浆厂黑液的方法和设备
技术介绍
本专利技术涉及一种处理纸浆厂黑液以回收其中含有的化学药品和能量的方法。此 外，本专利技术涉及一种处理纸浆厂黑液以回收其中含有的化学药品和能量的设备。在制浆过程中，通过将木材原料例如木屑在包含碱液和其它物质的化学溶液中蒸 煮来对其进行处理。在蒸煮之后，将从木材材料中分离的纤维纸浆从蒸煮液体中分离出来， 其中仍残留在所述蒸煮期间溶解的各种木材材料组分，例如木质素。然后在蒸发装置中对 蒸煮之后分离的化学混合物即黑液进行蒸发，从而得到含有尽可能少的水的可燃材料。从 所述蒸发装置的最后阶段获得且通常被引入碱回收锅炉内以进行燃烧的材料的干固体含 量可高达85%。传统上，在碱回收锅炉中燃烧黑液，这导致获得热量，由此水被加热并蒸发以产生 能量，盐熔化且由其再生蒸煮化学药品。例如，在芬兰专利82494和91四0中公开了这种方 案。已经尝试例如通过黑液气化来替换碱回收锅炉，但实际上尚未实现商业上有竞争力的 方案。WO公布2004/005610公开了一种方案，其中将黑液进行热解并且气化由热分解产 生的焦炭。然而，在实践中这个方法是困难的并且要求单独且昂贵的气化设备。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种处理黑液的方法和设备，由此在整个过程中可省略碱回 收锅炉，且所述方法和设备简单且易于主要利用现有的纸浆厂设施而实现。本专利技术方法的特征在于-将黑液引入热解反应器中，所述热解反应器具有基本上无氧的条件；-向所述热解反应器中引入源自石灰煅烧窑的氧化钙；-将所述热解反应器中产生的气体组分和固体物质相互分离；-传送所分离的气体组分以用于进一步利用；和-将水添加至所分离的固体物质中，由此形成氢氧化钠水溶液，将该氢氧化钠水溶 液重新引入所述制浆过程中并将残留的固体物质返回至所述石灰煅烧窑。本专利技术设备的特征在于其包含-热解反应器，向其中引入黑液且其中在无氧的条件下对所述黑液进行充分热解， 形成气体组分和固体物质；-用于将源自石灰煅烧窑的氧化钙引入到所述热解反应器内的装置；-用于将所述热解反应器中产生的气体组分和固体物质相互分离的装置；-混合反应器，在其中将所分离的固体物质与水混合以得到固体物质和被重新引 入所述制浆过程中的氢氧化钠水溶液，和-用于将所述固体物质返回至所述石灰煅烧窑的装置。本专利技术的基本思想在于通过将黑液和氧化钙供应至同一个热解反应器内而使黑 液被热解，其中在基本上无氧的条件下将黑液加热至合适的温度，以使得黑液中含有的可 蒸发物质转变成气态。此外，本专利技术的基本思想在于将所述气体组分与所述固体物质分离并将其传送至例如电力生产的应用中，并将固体物质与水混合，由此产生溶液形式的氢氧 化钠和固体形式的碳和碳酸钙，将它们再循环。本专利技术的其他基本思想在于通过纸浆厂处 标准的石灰煅烧窑如石灰渣再锻烧窑、炉排炉或另一种合适的炉子来制造用于热解的氧化 钙，因此，可将碳和碳酸钙返回至同一炉子中。根据本专利技术的实施方案，将惰性的气体或气 体混合物导入热解反应器中。根据本专利技术还另一个实施方案，对在热解反应器中生成的气 体组分进行传送以进行进一步加工如提纯和/或浓缩。根据本专利技术的还另一个实施方案， 将氧化钙供应至足够热的热解反应器中，以使得它将黑液加热至热解所需要的温度。本专利技术的方法具有的优势在于，一个化学药品的循环即可允许能量和化学药品的 回收，且可以将通过冷凝而从所述气体组分中分离出的热解油用作化石燃料的替代品，或 者，如果希望，可以将所述热解油进一步加工以用作车用燃料。另一个优点是因为热解迅 速，所以气体的生成得以最大化。此外，由于热解温度低，因此避免了常规碱回收锅炉中出 现的腐蚀和结垢问题。附图简述参考附图，将更加详细地对本专利技术进行说明，其中附图说明图1是应用本专利技术方法的设施的示意图，和图2是应用本专利技术方法的另一种设施的示意图。专利技术详述图1图解显示了适用于实施本专利技术方法的设备。其包含石灰煅烧窑1，其一般可为 石灰渣再煅烧窑或另一种合适的炉子，其中将石灰烧成氧化钙。向石灰煅烧窑中引入碳酸 钙，使其在石灰煅烧窑中变成氧化钙。另外，有可能向石灰煅烧窑中供应碳，所述碳发生燃 烧而成为二氧化碳。石灰煅烧所需要的热主要得自碳的燃烧，但是还可以将其他一些已知 的固体、液体或气体辅助燃料2例如油或燃气等供应至石灰煅烧窑内。以本身已知的方式 从石灰煅烧窑中将在其中生成的烟道气3进行传送以进行提纯和任选地热回收。将在石灰煅烧窑中产生的并典型地具有200°C 1000°C的温度的氧化钙从石灰 煅烧窑传送至热解反应器4中，还向所述热解反应器4中引入黑液5和流化介质6。所述热 解反应器4可以是任何合适的反应器例如流化床炉等。所述流化气体6是惰性的气体或气体混合物。出于这个目的，有可能使用纯惰性 气体，但是显著更经济的是使用例如下述的未凝结气体或含有反应后的气体或气体混合物 的气体，所述反应后的气体或气体混合物例如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氮氧化物或蒸汽。 此外，甚至有可能使用从中除去了固体物质的烟道气，例如源自石灰煅烧窑的烟道气，作为 流化气体。所述热解反应器4中的温度是大约200°C 1000°C，优选400°C 600°C。当向其 中引入温度为200°C 1000°C的热氧化钙时，该热氧化钙对黑液进行加热。另外，例如，氧 化钙跟与黑液一起进入热解反应器的水发生反应而产生更多的热。在这种情况中，所述反 应器从黑液中含有的物质中产生气体组分，将所述气体组分与固体物质一起传送至分离器 7，所述分离器7可以为例如常规的旋风分离器。在所述分离器7中，将固体与气体组分7a 分离，传送所述气体组分7a以做进一步处理或以这种气体形式原样用于车用燃料的制备 或用作石灰煅烧窑的辅助燃料。或者，可将所述气体传送至冷凝器8中。在所述冷凝器中， 气体冷凝形成油9，所述油被送去用作例如电能生产的燃料，或可将所述油进一步加工而用作例如车用燃料。这种油还可用作石灰煅烧窑中的辅助燃料。未凝结的气体10则被引导 至电力生产或用于以其他方式进行应用，并且可以将至少部分该气体再循环回石灰煅烧窑 中以用作辅助燃料或流化气体6。将分离的固体传送至混合反应器11中，还向所述混合反应器11中引入水12。所 述水和所述固体相互反应，由此发生下列反应C+Na2C03+Ca0+H20 — C+2Na0H+CaC03(1)从此，将液体形式的NaOH和液体形式的其他物质与固体分离并传送回纸浆蒸煮 工艺。相应地，将碳酸钙CaCO3和碳C传送回石灰煅烧窑，在那里碳酸钙煅烧而成为氧化钙 且碳燃烧而成为二氧化碳且有一些成为一氧化碳。图2图解显示了适合于实施本专利技术方法的第二设备。对于与图1中的那些相对应 的组件，相同的附图标记是指相同的部分，对它们不再单独进行说明，除非为了理解需要。 图2的方案与图1的方案的区别在于使用的石灰煅烧窑为炉排炉，在该实例中为具有旋转 炉排的炉子，且热解反应器是从外部加热的旋转炉。所述石灰煅烧窑是所谓的旋转炉排炉，将碳酸钙和碳供应至所述炉子的中心，所 述碳酸钙来自混合反应器11。这种炉子极其适用于煅烧潮湿的物质，例如与水分离的碳酸 钙且碳是实用的。如果需要，还可在单独的干燥器14中对这种物质进行单独干燥，所述干 燥器14放置于混合反应器11与石灰煅烧窑1之间。在这种情况下，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对纸浆厂黑液进行处理以回收其中含有的化学药品和能量的方法，所述方法特征在于　　－将黑液引入热解反应器中，所述热解反应器具有基本上无氧的条件；　　－向所述热解反应器中引入源自石灰煅烧窑的氧化钙；　　－将所述热解反应器中产生的气体组分和固体物质相互分离；　　－传送所分离的气体组分以用于进一步利用；和　　－将水添加至所分离的固体物质中，由此形成氢氧化钠水溶液，将该氢氧化钠水溶液重新引入所述制浆过程中并将残留的固体物质返回至所述石灰煅烧窑。

【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：J莱图，K库坎纳恩，T洪克拉，
申请(专利权)人：美卓动力有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]