[发明专利]从制浆废液回收化学品的方法

说明书

本发明涉及一种从制浆废液回收化学品的方法;同时利用从该生产过程中释放出来的能量，将制浆废液输进一个反应器的反应区，该反应器同时有非燃烧的外部热能供应。

在造纸和制浆工业中，由于经济和环境保护的原因，目的是要再利用生产过程的化学品和能量。在用于此目的的回收过程为四部过程，即硫还原过程，分离无机产物过程，氧化有机物质并产生能量的过程和将碱加工成有用形式的过程。这些过程可以作为分部过程进行或可将几个过程在同一步中完成。在现代的碱回收锅炉，即Tomlinson锅炉中是将前三个过程在一步中进行，而碱性的加工是在后的苛化过程中进行。

一般来说碱回收锅炉限制了现存纸浆厂扩展或增加产量的可能性。碱回收锅炉的能力通常受到能够通过其主气区，同时又不带进太多的固体和颗粒漂浮物的气体体积所限制。另一个限制可能是蒸汽部分的热负荷。

碱回收锅炉亦可能受到同时在化学品回收和燃烧两者之间优选的困难所限制。这意味着碱和硫将会有一定程度被释放到气相中。瑞典专利8302245-0提供解决此问题的一种方法，其中将整个回收过程分为三步。首先是一个高温步骤，其中硫被还原并以熔融的形式取出，碱和有机物质同时被气化。在第二步将碱凝结，同时转变成所需的形态，并在最后第三步中将从有机部分来的气体燃烧而产生能量。因此上述发明的目的是要除去后面的碱加工过程。

在瑞典专利7204304-5中描述了从制浆废液中回收化学品的另一方法。在此方法中，将熔融物和气体在预反应器中分离，此方法完全依靠从部分燃烧中放出的能量以获得足够高的温度。在实践上这会有较大的困难。假如部分热水不充分的温度将会太低而不能产生火焰。反之，其部分燃烧过头的话硫和碱将随着排出的气体离去。

由于通过大量的实验，我们现已发现在制浆废液装置中，保持温度在900-1100℃之间，在一定的氧气分压下，所有的硫和碱性会结合在熔融相中。

根据本发明，将回收过程分为三个分开的步骤。在第一步中，硫被还原并以熔融相和废母液的无机部分一起被排出，而有机部分同时被气化。将此步骤进行优选使得硫和碱基本上全部分离出来。在第二步中将气体燃烧以产生能量。这可以通过很多种方法来达到，并可用于多种目的，既然气体已完全从回收步骤中分离出来所以很容易再进一步优选处理。第三步是用常规的方法将碱加工成所需的形态。

在实施本发明的时候，将制浆废液输进一个反应器的反应区，同时亦供给非燃烧的外部热能。根据本发明的方法其特征在于反应区域中的温度和氧的分压是分别独立地控制的，而含碳物质和/或含氢氧体均可能供应到使得基本上所有的碱和硫结合在熔融相中，将熔融相和气相分离并通过一个连接到反应器的出口排出，同时将废液的有机部分以气体的形式排去。

可通过在一个等离子体发生器中加热的一种富能气体的有利形式供给外部能源。

在液体气化器中温度最好保持在900°-1100℃。

本方法最好以这样的方式实施，即要使排出的熔融物主要含有Na₂S，NaOH和Na₂CO₃;和使液体中所含的95%至100%的硫和碱在上述的温度范围和在一个给定的氧分压下处于熔融相中。

在根据本发明的方法中，正如在瑞典专利SE8302245-9所描述的概念，是利用一种非燃烧的能源，因此使得在较早提出的根据瑞典专利SE    7204304-5的方法中所出现的问题得以消除。

在使用一个等离子体发生器的特别实施方案中，意外地发现浓黑液的气化反应率极高，因此反应器可以特别地设计成能够使熔融相和气体得到最大限度分离。

根据本发明，在蒸煮过程中精确地控制温度的可能性会得到该等化返挠呕ё槌桑换嵋蛉廴谙嗟娜鄣愫土鞫允够厥詹街柚谐鱿治侍狻?

实例

在实验装置中将9千克浓黑液输进一个在等离子体发生器前的圆筒形反应器中，该等离子体发生器位于圆筒形反应器的切成线方向。每小时通过等离子发生器输进270标米³的空气。通过另一个切线方向入口每小时进一步向过程通进120标米³的空气。

浓黑液组成如下：

Na    20.5%干料

S    4.5%干料

H₂3.7%干料

O₂37%干料

C    34%干料

Cl    0.3%干料

65%干物质并且量热器热值为13.89兆焦/千克干物质