化学制浆黑液利用

发布时间:2018-2-26 9:02:52

  造纸工业的碱法(烧碱法和硫酸盐法)制浆工艺产生的废水中含有大量的木质素,呈黑褐色,故称作黑液。黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质,直接排放到水体中会造成严重的污染,妥善处理利用制浆黑液是我们需要解决的问题。

  一、化学制浆黑液的危害

  化学制浆黑液的主要危害有以下三个方面

  (一)含有大量纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑,并有特殊的恶臭味;

  (二)含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量(BOD)可高达5000~40000g/L,会大量消耗水中的溶解氧,影响水质;

  (三)黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高,破坏水体环境的平衡。

  二、化学制浆黑液的成分

  制浆原料用的秸秆等原料,均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分,造纸仅取用其中的纤维素(约占40%),而其中约占25%的木质素与约占28%的半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物,则随黑液废弃。而黑液中所含的木质素和半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物质,在工、农业生产中都是有很高利用价值的。

  三、化学制浆黑液的碱回收利用

  碱回收包括从纸浆洗涤过程提取黑液、黑液的蒸发浓缩、浓黑液的燃烧、熔融物的溶解苛化和从苛化产生的碳酸钙中回收石灰等基本工序。

  (一)纸浆洗涤和黑液提取

  造纸原料经过蒸煮成纸浆,悬浮于黑液中。应用液固相分离和过滤洗涤的基本原理,以尽量少的水将纸浆洗净,注意将纸浆纤维细胞腔中的黑液扩散置换出来,使黑液与纸浆充分分离,以取得含黑液少的纸浆和较浓的黑液,常用的洗涤与黑液提取设备为一系列(一般为3~4台)串联的真空或压力转鼓式洗涤机,按逆流洗涤的方式进行洗涤并提取黑液。较新开发的有连续扩散洗浆机、水平带式洗浆机、强制供料式压力洗浆机等。在塔式连续蒸煮器中,也可配合进行高温洗涤。

  (二)黑液蒸发

  从洗涤过程提取的黑液中,干固物含量一般在15%以下,需经过蒸发水分,提高黑液浓度至含干固物50%以上,以便于燃烧。黑液在蒸发前,一般采用黑液过滤机除去黑液中的细小纤维和泥沙杂质。也有采用黑液氧化,使其中的还原性硫转化成为硫代硫酸根,以减少黑液蒸发过程中的硫的损失。

  (三)黑液燃烧

  将蒸浓的黑液和补充的芒硝,送入回收炉中燃烧。锅炉由凝渣管、过热器、对流管和省煤器等部件组成,炉膛四壁均有对流水凝管。黑液在炉堂的中下部喷入炉中。炉膛内温度达1000~1200℃,使黑液蒸发、干燥,成为黑灰落在炉底上,铺成垫层,着火燃烧成碳酸钠,并使硫酸钠还原成为硫化钠,一起熔化成为熔融物,从炉底出口处流入溶解槽。燃烧产生的烟气,在炉内上升,通过锅炉部分吸收热量,生产蒸汽。最后烟气经蒸发器进一步利用余热,或再经静电除尘器等装置回收碱尘后排出。喷射炉的生产能力大、热效率高,是现代碱回收炉的基本炉型。

  (四)苛化

  ① 间断苛化采用间断苛化器,间断产生白液。间断苛化器是装有搅拌器的铁制圆桶。绿液送入间断苛化器中,通汽加热,添加石灰,进行搅拌,等到苛化反应完成后,静置澄清。上层的清净白液吸出来供蒸煮使用,下层的碳酸钙沉淀称为白泥,经洗涤后,一般作为废料送出厂外,或送石灰窑回收石灰。间断苛化的生产能力小、效率低、劳动强度大,一般仅用于小型碱回收系统。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档术文档。

  ② 连续苛化是将绿液用澄清或过滤方式,连续除去其中悬浮的固体杂质,得到清绿液,再送入苛化器中,与经过消化的石灰乳液充分反应,得到含有氢氧化钠和碳酸钠颗粒的苛化乳液,连续分离白泥,取得清白液,供蒸煮使用。白泥供石灰窑回收使用。连续苛化的生产能力大、效率高,适于大型碱回收系统。(何豫川)

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