碱回收工艺介绍

碱回收工艺介绍碱回收的工艺过程主要包括四个生产过程：提取、蒸发、燃烧、苛化。在有些书中，提取不在碱回收的生产工艺过程内，但作为碱回收原料来源的前置工序，碱回收的很多经济技术指标都跟提取息息相关，所以在此次论述中也将其包括在内。下面对碱回收工艺过程分别进行介绍。一、提取：1.1提取工艺提取工段是碱回收的原料来源地，它的生产，原则上是要获得高浓、高温、量大的黑液，以保证有高的提取率。具体要求如下：高浓：是要使黑液的浓度在保证洗净度的情况下，尽可能的高。高浓度的黑液可以减少蒸发工段的负荷。高温：黑液温度也是要尽量高，在提取过程中不能加冷水，只能加蒸发工段的温冷却水，如水温低时，要加温。量大：大量的黑液当然是碱回收所需要的。一般情况下，合格的十个立方的稀黑液，可以浓缩为一立方浓黑液；一立方浓黑液可以生产一吨碱。就碱回收来说，对提取工段的考核指标就是浓度和温度。浓度：8°Be；温度：70—80C。1.2提取设备提取状况的好坏，很大程度上取决于提取设备的情况。不同的浆种，有不同的设备选型。目前工厂应用得最多的是四段串连鼓式真空洗浆机。它的技术成熟，操作简便，从进浆到出浆，基本就完成了浆与黑液的分离，提取率也高。浆的洗净度与黑液的生产指标也基本能满足，选择应用的厂家比较多。缺点是投资大，动力消耗大。其他的提取设备还有：双辊挤浆机、螺旋挤浆机、水平带式真空洗浆机，以及由水平带式真空洗浆机派生出来的胶带水平带式真空洗浆机、不锈钢螺旋网带式洗浆机、长网水平真空洗浆机、双长网挤浆机等，型式大同小异，各有优缺点。高效率提取设备国内发展较快，其品种、规格和制造能力已接近国际先进水平。其关键技术和设备为中浓大型鼓式真空洗浆机（带波纹滤板、平面阀），最大面积已达100m2双辊挤浆机是国内企业重点发展的产品。目前国产设备能力100t/d。在国外，鼓式真空洗浆机最大面积达110m以上，提取率、制造精度和自控程度都较高，但价格昂贵。双辊挤浆机挤出浓度可达30%，能力300t/d。为了追求更高运行效率和低成本运行，国外已发展鼓式置换洗浆机（DD洗浆机）并已投人应用，可在1台洗浆机上完成四段洗涤，国内已有引进。国内鼓式真空洗浆机能力:浆种名称生产能力/t/m2.d进浆浓度/%出浆浓度/%木浆45—6.00.8—1.510--16竹浆30—3.51—2.510--14蔗渣浆1.8—2.81.2—3.510--12二蒸发2.1黑液蒸发黑液蒸发的目的是除去稀黑液中多余的水分，以适应燃烧的需要。从提取工段送来的黑液含水分达80%^上，这样的稀黑液是不能燃烧的，必须将其蒸发浓缩。2.2蒸发的基本原理借助加热作用把黑液中的水分汽化逸出，使黑液浓缩。蒸发 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有两种：间接蒸发和直接蒸发。黑液的间接蒸发就象制糖一样，这是大家都理解的。但它只能把黑液浓缩到含固形物50沖下，再要提高浓度就很困难了。还要进行直接蒸发。生产中，是用碱炉出来的热烟气与黑液直接接触，提高黑液浓度。2.3蒸发工艺多效蒸发流程包括黑液、蒸汽、冷凝水三个系统。黑液流程：有三种形式：顺流：黑液流动的方向同蒸汽流动的方向一致。这种流程具有设备少、操作简便、黑液的效间输送不用泵效间不需要加热等优点，但由于黑液逐效蒸浓的同时，黑液温度也逐渐降低，粘度上升，给生产操作带来困难，也不能生产较高浓度过的黑液，很少采用。逆流：与顺流相反。此流程传热条件好，生产能力高，黑液温度随浓度升高而升高，粘度增加不会太大，可严重破坏产较高浓度过的黑液。缺点是黑液由低压效向高压效输送需要泵，效间需要加热器，操作较复杂。混流：有顺流，也有逆流。在黑液蒸发过程中，有直接出浓黑液和间接出浓黑液两种运行方式。间接出浓黑液是稀黑液经第一次蒸发得到半浓黑液，半浓黑液或半浓黑液与稀黑液混合经第二次蒸发最后得到浓黑液。国内多采用这种方法。出半浓黑液时，叫大循环，出浓黑液时叫小循环。大小交替进行。该流程的优点是大循环时可使小循环时粘附管壁的浮垢及时除去，改善传传热条件。缺点是操作麻烦，小循环不能进行皂化物的分离。2.4蒸发设备蒸发器是蒸发系统的主体设备，由加热室和分离室组成。有的两室组合一起，有的单独分开。按结构分，有列管式和平板式。列管式又有短管、长管、超长管的。按黑液在管内的流动方向，又有升膜、降膜、升降膜式。板式降膜蒸发器是近年来发展起来的一种蒸发器，它有传热效率高、不易结垢、造价低的优点。缺点是加热原件属不良受热构件，焊接部分易开裂，损坏后不易更换或维修。但由于它的不易结垢的优点很突出，现广泛用于草浆黑液的蒸发作业。2.5辅助设备预热器：用于提高入效黑液的温度。使之预热到接近沸点的温度，再进入蒸发器。形式有列管式和螺旋式两种。冷凝器：作用是将最后一效的二次汽全部冷凝成水后再排出，由于蒸汽冷凝成水时体积极大地缩小，便产生了系统所必须的真空。常见的冷凝器有两种， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面冷凝器，可回收热量；混合式冷凝器，不能回收热量，或能回收，但温度低，量大，有臭味。真空泵：用于抽出冷凝器内的不凝汽。常用的是水环式喷射泵。2.6蒸发工艺操作蒸汽温度；140C，太高，温差大，易结垢。供热、液要稳定，反之，系统产生脉动，效率降低，易结垢；供液温度：黑液温度合适，过低，预热区延长，效率降低，一般应该接近该效的沸腾温度，比沸点低成本2--3C。进效浓度：太低，易跑液。真空度：是决定系统温差的主要因素之一。而温差作为蒸发黑夜的主要动力，直接影响蒸发的能力。真空度高时，虽然温差加大，但黑液温度降低，粘度增大，传热系数减小，同时由于二次汽流速增加，分离器能力不足时，二次汽夹带的黑液泡沫增多。末效真空度为686毫米汞柱。草浆还应适当降低。为达到稳定的真空度，还应保证有充足的冷凝水。冷凝器排水温度越低，真空度过越稳定。但排水温度太低，水的消耗量大，不经济。排水温度以42--45C为好。2.7管垢及处理黑液蒸发过程中，黑液中的杂质，如纤维、皂化物及钙、镁、铁、铝的盐类物质，会沉淀在管壁上，形成管垢。它使蒸发能力下降，严重时会造成系统生产停机。因此，生产中要尽量防止产生管垢，产生后要及时处理。水溶性管垢：主要是黑液中的硫酸钠含量超过固形式物的5—6%寸，在较高的温度下沉淀在管壁上。可用水洗的方法除去。不溶于水但不太硬的管垢：白液澄清不好或苛化时石灰过量而形成的碳酸钙垢，常采用盐酸和硝酸处理。为防止对设备的腐蚀，在酸洗时应加缓蚀剂，如若丁、乌洛托品等。很硬不溶于水的管垢：这是一种较难处理的管垢，主要成分是氧化铝和二氧化硅生成的化合物。这类管垢只能用机械方法除去。汽室的管垢：二次蒸汽所含的硫化氢与管壁起化学反应生成硫化铁，这种垢常在后面的几效形成。这类管垢可用70C的白液或15%勺氢氧化钠溶液循环煮沸24—30小时，放出碱液后再用高压水冲洗。2.8生产过程主要故障及处理多效蒸发系统灵敏性较高，任一效的条件变化都会影响整个系统条件的变化，生产中要注意异常现象的发生，并及时调整处理。常见有以下几种情况：1）压力变化突然升高，多在前几效液位不正常时发生。加热室液位升高时，单液相对流换热区延长，总传热系数变小，蒸汽不能及时冷凝，造成压力突然升高。反之液位降低时，液膜不能覆盖管内全部表面，有效加热面减少；同时由于黑液粘度加大，流速减慢，加热蒸汽不能充分冷凝，因而压力突然升高。分离器液位过高时，二次汽不能充分分离，除影响质几效的真空度外，也会造成压力突然升高。在同一供汽量下，压力逐步升高时，如供液量未变动，主要是由于加热管形成管垢，或由于冷凝水和不凝结气体排出不良，影响加热蒸汽冷凝使压力逐步升高。压力降低：除主汽管压力波动外，只有漏汽或黑液浓度突然降低才会邮现压力突然降低。2）真空度波动真空度大小主要取决于冷凝器运行是否正常。冷却水量变化、设备损坏或其他原因降低冷凝效果，使排出水温变化，或从损坏处漏入空气等，都会造成真空度波动。真空泵不能及时排出不凝气，也会出现波动。液位波动；冷凝水排出不良，汽室水位升高，蒸汽冷凝速度减慢，或冷凝水排空、管内水流间断、从阀门等处漏入空气造成真空波动。后几效结垢加热管外壁，总温差不够，系统压力和真空度同时增高；前几效的加热管内壁结垢，温度差增大压力和真空度逐渐降低。3黑液的燃烧黑液燃烧就是将经过蒸发浓缩的黑液固形物在燃烧炉里燃烧裂解，以回收黑液中的碱和热，供再生产使用。黑液燃烧的原理：黑液燃烧的过程可分为三个彼此相关联的价段。第一价段，蒸发送来的黑液，在熔炉内受到高温幅射热和上升的高温烟气的直接加热，进一步干燥成含水分只有10—15%勺棉花团样的黑灰。第二价段，黑灰在高温下裂解，释放出甲醇、丙酮、酚、硫化氢等可燃有机气体，与进入炉内的二、三次风混合燃烧，产生大量的热。还有一部分有机物发生碳化作用生成元素碳，在垫层中继续燃烧，也放出大量的热，为无机盐的熔融和芒硝的还原提供了条件。第三价段，燃烧使炉温达到达1000C左右，无机盐和芒硝熔融为流态，为芒硝的还原创造了条件。从提高芒硝还原率来说，希望反应温度高一些，但温度过高会促使钠的升华和热分解，导致碱的损失。黑液燃烧条件的控制：321黑液的性质：跟浆种有关。要根据不同的浆种的黑液制定合适的工艺条件。黑液浓度：太低，炉内的热量要去蒸发黑液中的水分，炉温低，燃烧不正常，这是导致闷黄牛的一个原因；太高，泵输送和雾化困难，流量不稳定，易堵塞，影响正常燃烧。但在泵的性能允许的情况下，尽量提高黑液浓度，可改善炉子性能。喷液量和黑液粒度：黑液燃烧中要求喷液量稳定、粒度适宜，垫层分布均匀。喷液量过大，炉子超负荷运行，燃烧不完全，热效率低，烟气中臭气增加，不仅硫的损失大，还增加对空气的污染。还会造成炉膛出口温度过高，锅炉生成熔融性积灰。反之，碱回收效率低。生产操作中要求控制好黑液浓度过温度的稳定，保证黑液泵的正常运行和喷液管、喷枪的畅通，以求得到稳定的喷液量。喷出的粒度要适宜，粒度小，表面积大，易干燥。但是，粒度小，飞失大，加重对过热器的腐蚀及锅炉管壁的积灰。液粒小，垫层太干，黑灰呈粉末状，容易烧掉，垫层不易保持应有的高度。粒度太大，干燥不好，也会影响炉子的正常运行。燃烧空气量的供给：供风是为了给燃烧提供必须的氧气。理论上说，燃烧1公斤黑液固物需要4—5公斤空气。实际生产中，供风量是理论量的1。05—1。1倍。入炉空气量必须空制适当，过小，有机物不能完全燃烧，热量损失，热效率低，炉温低，不利于正常操作。风量过大，虽有利于燃烧，但烟气量大，流速大，碱灰飞失大，易于污染锅炉换热面，而且增加了动力消耗。碱回收炉一般采取三次供风。一次风，距炉底部450—1000处，主要作用是供给垫层中游离碳燃烧所需要的氧气，太大，垫层燃烧快，降低垫层高度，不利于芒硝还原，还促使钠盐升华分解，造成碱的损失。国内提倡低风量，高垫层稳定炙法。一般一次风风量为总风量的45—50%二次风，位置在黑液喷枪口上下点，作用是加速黑液水分汽化和固形物干燥，并保持垫层高度使之完整成型。有的大型碱炉的二次风风管分布在不同的横切面上。三次风位置在黑液喷枪以上。主要是用于可燃的挥发性气体及少量未完全燃烧产物的进一步燃烧，以提高烟气含热量，同时起到封闭炉膛口捕集烟气中所带的碱尘的作用。为稳定操作，燃烧均匀，充分发挥各次风的作用，入炉空气温度要进行加热，一般加热到达150C，最好由单独的风机控制风压和风量。一次风压力可低些，一般在0。8—1。2千帕；而二、三次风要送到炉膛中心空间与上升的烟气强烈混合并在炉内产生旋转，使黑液干燥和气体燃烧一致，因此人质压要高一些，一般在1。5—2。5千帕。由于不同浆种黑液的性质各有不同，在实际操作中的控制数据会有不同。现在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的针对草浆黑液的燃烧炉，一、二次风已经由一台单独的风机供气，空气经空气预热器加热后，再经过省煤器进一步加热，达到250C以上；三次风由另一台风机供风，空气不预热（有的厂家也加装空气预热器），直接进入炉内。这样做的好处是1）大大提高了一、二次风风温，改善了炉子的燃烧工况，炉子更好烧，可以做到不用加入油枪助燃，减少碱回收的成本。2）三次风用冷风，不仅节约设备投资，减少运转费用，也还可以调节烟温。3.3燃烧温度的控制：对燃烧影响较大的是垫层温度。此温度应保证使无机盐和芒硝熔融以及更好地进行芒硝还原反应，同时使熔融物能畅通流出。一般控制在1000C左右，过低，碱飞失少，但增加了硫的损失，同时易使无机物凝固，熔融物排不出来，甚至被迫停产。过高，钠升华损失大，也不利于生产。3.4炉床垫层的控制：所谓垫层是固形物经过干燥和热分解后剩余的无机物及游离碳落到炉床上形成的高湿多孔性黑灰碳层。其主要作用是使无机物不断熔融，芒硝还原成硫化钠，部分有机物热裂解气化并排出；使游离碳不断燃烧，稳定炉湿。因此燃烧过程应保持适当高度和完整均匀的垫层。垫层高度应保持在1。0—1。5米左右,其外形是均匀的丘形，如发现垫层不匀整，或偏向一边，要及时调整喷液角度和供风。3.5碱回收炉及其辅助设备：碱回收炉可分为碱炉和锅炉两部分。碱炉是黑液干燥、燃烧和放出热量的设备。锅炉则是吸收燃烧所排出的高温烟气的热量产生蒸汽的设备。碱回收炉可分为：1）转炉：由转炉、熔炉、余热锅炉、圆盘蒸发器、溶解槽等部分组成。优点是结构简单，易操作，比较稳定，但碱回收率、芒硝还原率和热效率都比较低，而且劳动强度大，条件差，也被淘汰。2）喷射炉：又可分为三种：一、简易喷射炉：投资小，上马快，但运行周期短，热效率低，随着小造纸厂的消失，已淘汰了。二、移动式圆型夹套半水冷壁喷射炉（又称TW炉）:它是可移动的外有水冷夹套，内有炉衬的熔炉和半水冷壁锅炉两部分组成的碱回收炉。它具有投资小，结构和平共处五项原则操作比较简单，设有备用熔炉，检修时间短，炉膛喷液燃烧均匀，运行比较稳定等优点。但是，从现在的发展看来，它仅适用于小型木浆厂，草浆厂就不行了。而且它热效率低，铬镁砖消耗大，加上国家不再审批小的制浆厂的投产，它已逐步淘汰。3）全水冷壁喷射炉：又称方型喷射炉。它是由燃烧室和锅炉两部分构成。燃烧室的炉壁、炉顶和炉底都是由带有翅片的水冷壁管组成，所以叫全水冷壁喷射炉。它的燃烧室呈方形，大致分为三个区：喷枪上下摆动的一段为干燥区，喷枪以下至一次风嘴为燃烧区（氧化区），一次风附近至以下部位是熔融区（还原区）。燃烧室与锅炉连成一体，由上下汽包、对流管束、水冷屏管束或凝渣管、省煤器等组成。厂里要投产的也就是炉子。它的设计很灵活，可大可小。目前国外最大的可以达到日处理5500吨固形物，小的，小到日处理22吨。3.6辅助系统及设备从锅炉出来的烟气含有碱尘和热，为回收它，碱回收系统配置了相应的回收设备。文丘里旋风蒸发器：用它来进一步浓缩黑液。兼有回收热和碱尘的作用。烟气余热利用率高，烟气温度可由270C左右降临90C左右，但碱尘飞失大，除尘效果差，达不到环保要求，与圆盘蒸发器和静电除尘器的配合形式相比，电耗大(吨浆耗电67KV)新建的碱回收已很少采用。圆盘蒸发器：作用同上。工艺上都与静电除尘器配合使用。静电除尘器：是一种高效除尘设备。达96%^上，但投资大，技术要求高，要求进口烟温严格，不能小于是150C,出口烟温不小于是116C,即比类气露点咼40—50°C。4.绿液的苛化熔融物溶解于稀白液或水中称绿液。它的主要成分是碳酸钠和硫化钠。将石灰加入绿液中，使碳酸钠转化为氢氧化钠的过程称为苛化。苛化的化学反应方程式如下：Ca(OHl+NaCO=2NaOH+CaCO或CaO+HD+N2CO=2NaOH+CaCO苛化原理及影响因素4.1苛化原理：石灰消化：生石灰中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙，并放出热量。CaO+2O=Ca(OH)酸钠的苛化：苛化反应是个可逆反应，故苛化反应不能进行到底，生产上以苛化度来表示苛化的程度：4.2影响苛化的因素：石灰加入量：为加速苛化过程，提高苛化度，石加入量为105—110%太多造成浪费，并且难于澄清。绿液浓度与组成：一般总碱浓度控制在100—110克/升。温度：温度的影响可以从化学平衡和反速度两个方面分析。石灰消化是放热反应，温度越高，氢氧化钙的溶解度越小；苛化反应中，温度越高，碳酸钙溶解度越大。因此，从化学平衡角度来看，低温比高温利。总的说，温高能提高反应速度，因此消化温度控制在92—95C。苛化反应进行到后期，一般在100C以上，这样，1。5—2。0小时就能达到接近平衡的最高苛化度。影响澄清的因素：绿液苛化得到了白液和白泥的乳液，生产上用澄清和过滤的方法来分离。影响澄清的主要因素：石灰质量：石中有效氧化钙含量低是杂质多，会影响碳酸钙的沉淀。特别是氧化镁含量大时，形成高分散的氢氧化镁吸附在碳酸钙表面上，使细小颗粒不能凝聚成大颗粒，减慢了白泥的沉降。生产中要求石灰中的有效氧化钙含量》82%氧化镁含量V1。5%4.4苛化工艺流程绿液用泵送到绿注销澄清器，除去绿液中的杂质，清液流入消化系统，绿泥用用膜泵抽送到洗涤器，得到的稀绿液送辅助苛化器，泥渣堆渣场。澄清的绿液在消化器内与石灰进行消化反应，然后进入三台串连的苛化器进行苛化反应，苛化后的乳液进入白液澄清器，沉淀的白泥用膜泵抽出送到辅助苛化器。澄清的白液流入白液槽，供蒸煮用。白泥在辅助苛化器内进一步苛化，得到的乳液流入澄清器，澄清得到的稀白液入稀白液槽，供燃烧工段溶解熔融物。白泥由膜泵抽出，经真空洗渣机，提取白泥中的残碱，滤液送辅助苛化器，滤渣送白泥回收。制浆造纸企业进行碱回收，既是环保的要求，也符合企业自身经济利益的需要。目前，我国拟建的规模较大的制浆造纸企业都将要建设碱回收项目。从设备层面讲，它同当前造纸行业的发展趋势是一致的，碱回收会逐渐向大型、自动化、高效率的方向发展。