制浆黑液碱回收

制浆黑液经化工过程处理，以回收化学品和热能，再供制浆生产使用的过程

制浆黑液碱回收是将制浆黑液经化工过程处理，以回收化学品和热能，再供制浆生产使用的过程。简称碱回收。

正文

将制浆黑液经化工过程处理，以回收化学品和热能，再供制浆生产使用的过程。简称碱回收。黑液是植物纤维原料在蒸煮成浆后，从纸浆中分离出被蒸煮药液溶解出来的木素和糖类等有机化合物的碱性溶液及残余的蒸煮液。

原理碱回收是应用吕布兰制碱法的基本原理,将黑液中钠的有机化合物烧成碳酸钠及将补充的硫酸钠（芒硝）还原成硫化钠，再经过石灰苛化，制成氢氧化钠溶液，或氢氧化钠和硫化钠的混合液（造纸工业通称为白液）。碱回收过程的主要化学反应如下：

2RCOONa+O2→Na2CO3+CO2+H2O+C

Na2SO4+2C→Na2S+2CO2

Na2CO3+CaO+H2O→2NaOH+CaCO3碱回收系统的主要生产技术指标是碱回收率，计算公式为在国际上常用生产 1吨纸浆需要在碱回收过程中补充的芒硝量来表示碱回收的效率。补充的芒硝量愈少，则碱回收率愈高。较好的碱回收系统，对木浆黑液碱回收率在93%以上，生产一吨纸浆需要在碱回收过程中补充的芒硝量在50kg以下。

碱回收工艺　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。碱回收系统的基本组成部分及生产工艺循环过程见图1。　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。

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。

黑液蒸发采用多效蒸发器系统，一般采用3～4效蒸发器，为了节能，则可采用5～7效蒸发器。为了适应黑液粘度高和易于结垢的特性，第一效蒸发器使用温度不高于 130℃的饱和蒸汽。最后一效蒸发器的二次蒸汽温度不低于50℃，并采用混流方式进料。针叶木浆黑液浓度达25～30%时,可分离出硫酸盐皂(或称皂化物),其主要成分是树脂酸钠和脂肪酸钠。硫酸盐皂用硫酸处理，制成塔罗油，可再分馏得到树脂酸、脂肪酸等副产品。黑液蒸发产生的二次蒸汽冷凝水中，含有甲醇、还原性硫化物等污染物质，可经蒸汽汽提分离出来。得到比较洁净的冷凝水，可回用于纸浆洗涤。

黑液燃烧将蒸浓的黑液和补充的芒硝,送入回收炉中燃烧。碱回收炉是完成碱回收化学反应的反应器，又是生产蒸汽的动力锅炉，因此是碱回收工艺的心脏部分。主要有转炉和喷射炉两种。转炉由回转炉、余热锅炉和熔炉等部分组成，其技术和装备比较简单，但热效率低、生产能力小、劳动条件差，已被逐步淘汰。喷射炉由固定的立式炉膛和锅炉两部分组成（图2）。固定式炉膛的中上部起燃烧室作用，底部起熔炉作用。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。　碱回收炉烧成的熔融物，与水接触会发生剧烈爆炸，如何保证碱回收炉锅炉中的水不因泄漏而与熔融物接触，是碱回收最重要的安全问题。从碱回收炉中流出的熔融物，要先经高速水流或汽流，把它吹散成细小颗粒，然后落入水中溶解，可以避免溶解过程的剧烈爆炸。这个措施在碱回收中称为消音。熔融物溶解于水中，形成绿色溶液，一般称为绿液，是碳酸钠溶液、或碳酸钠与硫化钠的混合溶液。草类浆绿液中一般还含有较多的硅酸钠。

苛化　在绿液中添加石灰乳液，使碳酸钠转化成为氢氧化钠，以制成蒸煮药液──白液。苛化有间断苛化和连续苛化两种方式。

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。

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钙颗粒的苛化乳液，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。

石灰回收　把苛化过程分离出的白泥，经洗涤和脱水，送入石灰窑中，燃烧重油或燃料气以进行干燥与煅烧成氧化钙（石灰），再供苛化使用。石灰回收的化学反应式为：石灰回收采用的主体设备是回转窑。另有一种流化床石灰窑，还没有得到普遍采用。

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