專利名稱：小型紙廠堿回收工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于造紙廢液中化學物質回收及廢液綜合治理工藝。
造紙廢液-黑液中含有大量的在制漿過程中加入的堿，這些含堿廢液直接排放將會造成環境水質污染，同時也浪費掉大量的工業堿，因此黑液堿回收是國內外造紙及環保部門共同矚目的問題。
現行的堿回收工藝都是采用所謂的四步法，即黑液提取→黑液蒸發濃縮→燃燒→綠液苛化。其中黑液蒸發濃縮和燃燒是最主要的兩個環節，這兩個環節的設備投資在堿回收投資中占去了很大的比例。由資料〔《造紙工業堿回收》輕工出版社，1977〕可看出，蒸發濃縮的方式一般均采用先將噴射爐煙氣加熱鍋爐產生蒸氣，再將蒸氣通入多效蒸發器來蒸發濃縮黑液;也有在此基礎上再將二次煙氣通入文丘里系統直接加熱黑液以達到加熱黑液和煙氣除塵的效果。但是這些方法都需要能承受蒸氣壓力的蒸發器和管路系統，這對于小型紙廠，特別是遍及國內各地的以竹、草漿為原料的鄉鎮紙廠來說就存在四方面的困難1.與年產小于一萬噸的產量相比，設備投資太大;2.煙氣產生蒸氣后再用于蒸發，能量轉換次數多，不利節能，往往需要補充其它燃料;3.竹、草漿較木漿粘度大，在濃縮和燃燒時易造成管路堵塞，對承壓設備的檢修困難;4.竹、草漿的熱值低，燃燒困難。
本發明的目的是，解決以上困難，提供一種適宜小型紙廠，特別是以竹、草漿為原料的小型紙廠使用的堿回收工藝和設備，使之具有造價低，節能且檢修使用方便的特點。
為達到本發明的目的，我們在現行的提取→濃縮→燃燒→綠液苛化的工藝中進行了以下主要的改進a、用噴射爐產生的高溫煙氣直接進入煙道蒸發器加熱濃縮黑液;
b、由煙道蒸發器流出的二次煙氣通過文丘里系統直接加熱初始黑液并使煙氣除塵;
c、在經濃縮后的濃黑液中加入適宜的助燃物，經機械乳化形成混合乳劑再進入燃燒爐噴射燃燒。
用煙氣為熱源直接加熱濃縮黑液以達到節能和除塵目的的過程是在煙道蒸發器中進行的，蒸發器分為煮沸室和分離器兩個部份，分離器的結構與常規分離器相仿，煮沸室的內腔是一長方體空間，有數根換熱管通過其間，管中循環流通被蒸發黑液。煮沸室的熱源進口直接與燃燒噴射爐的煙氣通道相聯，出口與文丘里管相連，煮沸室內設有減緩煙氣流速以利煙塵沉降的煙道隔板，外壁設有清除積塵的清灰孔，這樣煙道蒸發器即起到了加熱蒸發黑液又清除了煙氣中的一部份粉塵的雙重作用。
下面結合圖面對本發明的內容做進一步的評述。
本發明的主要工藝路線可表為如圖3的框圖，
如附圖3，紙漿經袋式榨漿機→錐形篩分離出黑液后進入黑液貯池準備進入濃縮工序;由噴射爐來的高溫煙氣流經煙道蒸發器后再經文丘里管和旋風分離器最后煙囪排空。由貯池來的初始黑液先在文丘里系統中與從煙道蒸發器流出的溫度較低的二次煙氣進行直接熱交換，使黑液部分蒸發，同時也使煙氣中的粉塵除去。經過文丘里系統的黑液又流向煙道蒸發器，在蒸發器內與噴射爐產生的高溫煙氣進行熱交換并蒸發濃縮。
由圖1可看到這一過程的具體情況1為煮沸室，2為煙氣入口，3為分離器，4為煙氣出口，5為換熱管，6為煙道隔板，7為清灰孔，8為黑液入口，9為黑液循環管。黑液經8流入蒸發器，在換熱管內流動與管外的煙氣換熱，流經分離器后，一部份流出蒸發器，一部份經循環管9回到換熱管中繼續被蒸發濃縮;高溫煙氣進入煮沸室后，由于空間增大和煙道隔板的阻擋使其流速降低，粉塵沉降，沉降的粉塵可由器壁上的清灰孔進行定期清除。
當冷爐點火時，由于噴射爐內無黑液燃燒，還不能提供煙氣，故設置一普通蒸發鍋，該鍋實際上是一加熱鍋。在點火前，將一部份黑液倒入鍋內，用其它燃料使其加熱。一方面為噴射爐蒸發濃縮做為燃料的黑液，一方面其燃燒煙氣通過與煙道蒸發器相連的煙道加熱蒸發器，待黑液在噴射爐中正常燃燒后，即可停止使用蒸發鍋。
由于一般的竹、草漿的粘度高，熱值低，在噴射爐中燃燒時易發生噴嘴堵塞現象，在噴油燃燒時除了耗油量大而外，其燃燒也不易完全，為解決這個問題，我們在黑液入噴射爐之前采用了乳化工藝，將一些適宜一助燃物，如煤焦油、重油等摻在黑液里通過超聲波乳化而形成水包油乳液，然后立即送入噴射爐燃燒，由于助燃物分散在黑液中，在噴射爐中不噴或只噴少量油即可使黑液燃燒，由于助燃物在黑液中分散均勻，燃燒效果良好，轉換充分。
為了更好地控制黑液的初始濃度，避免過多的含液量給蒸發濃縮造成過大的負擔，我們在黑液提取時采用了袋式榨漿法。所用袋式榨漿機的主要結構如圖2所示，10為榨漿槽，其底部和四個側面都由有篩孔的孔板組成，11為榨板，固定在立桿12上，當立桿向下運動時帶動榨板在榨漿槽內上下運動，13為濾布(30目左右)，14為含黑液的紙漿。當紙漿裝入鋪有濾布的榨漿槽后，榨板向下運動，使黑液通過濾布由孔板溢出，由于可根據紙漿含黑液的濃度來確定加入的清液量，從而使榨出的黑液濃度及得到控制。
考慮到在苛化工序后的沉淀物-白泥中含有少量的氫氧化鈣和氫氧化鈉，為避免這些含堿白泥排放后對環境的二次污染，我們進行了進一步的堿回收處理，具體的作法是將白泥摻水稀釋，通入氯氣。當其靜置沉淀后，取其含有次氯酸鈣和次氯酸鈉的上清液作為造紙漂液加以回收。通過如此的回收利用，節約了化工原料，防止了二次污染。
本發明在實施實驗中采用的煙道蒸發器為兩個串聯式，如圖2，換熱管8×6根，共用煙氣隔板3個，隔板長1.2米，寬0.5米，機械乳化器采用大于二萬赫茲超聲波，助燃劑為重油，通過簡易噴射爐燃燒，黑液蒸發和燃燒效果皆好。
如下附圖1煙道蒸發器結構示意圖;
附圖2黑液提取用袋式榨漿機工作示意圖。附圖3工藝路線框圖。
由于本發明利用煙氣為直接熱源，減少了能量轉換的環節，充分利用了熱能，降低了單位堿產量的能耗，同時，因蒸發器不需要承壓設計，使蒸發器的造價降為現行蒸發器的五分之一左右，即節約了設備投資又使維修方便。另外，由于在入噴射爐燃燒之前，黑液已與助燃劑乳化，使得黑液易于在簡易噴射爐中燃燒，節省了燒油，并且可用煤焦油或其它較便宜的助燃物代替燃油，節約生產費用。
權利要求
1.造紙黑液堿回收方法，對黑液依鐵進行提取→濃縮→燃燒→苛化處理，其特征在于a、噴射爐產生的煙氣直接進入煙道蒸發器加熱濃縮黑液；b、在濃黑液中加入適宜的助燃物，經機械乳化形成混合乳劑，再進入噴射爐燃燒；c、由煙氣蒸發器流出的二次煙氣與初始黑液在文丘里管中進行直接換熱濃縮黑液。
2.根據權利要求1所述之黑液堿回收方法，其特征在于，黑液提取采用調節進液量控制濃度的袋式榨漿操作。
3.根據權利要求1所述之黑液堿回收方法，其特征在于，在白液中直接通入氯氣制取漂液。
4.一種造紙黑液濃縮處理用蒸發器，由煮沸室和分離器組成，其特征在于，煮沸器的熱源進口直接與噴射爐煙氣煙道相聯，出口與文丘里管相聯;煮沸室內沒有減緩煙氣流速以利煙塵沉降的煙道隔板，外壁設有清灰孔。
全文摘要
本發明是用于造紙廠，特別是以竹、草漿為原料的小型紙廠造紙黑液回收堿的工藝方法和設備。采用煙道蒸發器直接用噴射爐煙氣對黑液加熱濃縮、文丘里管直接加熱二次熱利用、濃縮黑液助燃乳化、黑液的袋式壓榨提取以及白液直接生產造紙漂液等措施，為小型紙廠在設備投資少的情況下搞堿回收提供了一種經濟、節能且操作檢修方便的工藝方法。
文檔編號D21C11/12GK1042743SQ8910594
公開日1990年6月6日 申請日期1989年9月1日 優先權日1989年9月1日
發明者文方尚, 梁光東, 劉文一, 王興慶 申請人:四川省鄉鎮企業造紙協會