[发明专利]处理制浆黑液的方法和设备

说明书

本发明涉及处理蒸煮制浆产生的黑液的方法和设备。更具体地说，本发明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浓缩黑液的设备投资，降低了日常运行费用，减少了中段水负荷，而且能够完全处理掉黑液，防治黑液污染。

近年来，随着国家治理污染力度加大，作为污染大户的制浆行业为防治黑液污染，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、烧碱炉焚烧浓缩黑液、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％氢氧化钠的白液送蒸煮回用。

在提取黑液工序，推广使用转鼓真空洗浆机和不锈钢螺旋网带洗浆机。在蒸煮器喷放出的浆和原黑液混合物中，浆占10～12.5％(浆浓度)，添加提取的黑液，使浆占到混合物总量的2.5～3.5％(浆浓度)。然后再使混合物进入真空洗浆机，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，最多只能做到，黑液提取率80～85％；按每吨绝干浆计，黑液提取量为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，不得不使用多效蒸发器。每生产一吨草浆，要将含固形物10％左右的10～12立方米黑液蒸发浓缩到含固形物50％左右，至少要蒸发掉9立方米水分。日产100吨浆，就要每天至少蒸发掉900吨水。而且草浆黑液含硅量高，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，再固液分离。分离出来的固体称为绿泥，填埋处理；分离出来的清液称为绿液，是碳酸钠溶液；添加石灰苛化后，再固液分离，分离出来的清液称为白液，是浓度10％左右的氢氧化钠溶液，可直接用于蒸煮。分离出来的固体称为白泥，可作建材使用。

众所周知，制浆行业的污染源就是黑液污染。更详细地说，是蒸煮过程产生了浆和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，黑液中带走的固形物越多，越有利于防治污染。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，构成中段水的一部分。固形物污染源在洗浆水中同样污染环境，需要处理。

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，中段水越好处理，“黑液提取率”越高，“提取黑液”的量越大。不利的是，“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，更为不利。该方法是将黑液全部蒸浓烧光的方法，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吨黑液。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吨黑液，“黑液提取率”能达到95％以上，能够解决黑液污染问题，碱回收率也能达到90％。每生产1吨浆，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，回收碱的价值高于处理黑液的运行成本，经济合算。