一种硫酸盐法制浆黑液碱回收方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102121203A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102121203A(43)申请公布日2011.07.13(21)申请号201010594729.8(22)申请日2010.12.17(71)申请人中国科学院广州能源研究所地址510640广东省广州市天河区五山能源路2号(72)发明人阴秀丽袁洪友吴创之周肇秋王贵金(74)专利代理机构广州科粤专利商标代理有限公司44001代理人莫瑶江(51)Int.Cl.D21C11/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种硫酸盐法制浆黑液碱回收方法(57)摘要本发明涉及一种以气化和直接苛化为基础的硫酸盐法造纸黑液碱回收工艺。制浆硫酸盐黑液被雾化空气喷入热解炉发生部分燃烧生成半焦和水蒸气、焦油、硫化氢及其它含硫化合物，半焦与直接苛化剂混合后进入气化炉，气体产物也被输送进入气化炉，在800-900℃的温度下半焦中的有机物被气化完毕，芒硝还原生成的硫化钠则完全转变为硫化氢进入气相，全部的碳酸钠脱去二氧化碳并形成固体钠盐，这种固体钠盐水解即可产生氢氧化钠，不溶于水的部分循环用作直接苛化剂，产生气体中的硫化氢用水解产生的部分氢氧化钠吸收制取富硫白液，气体可作为燃料用于下游燃烧设备。与本发明可省去石灰煅烧窑或极大减少其负荷，回收产生的碱液可用于改良硫酸盐蒸煮工艺。CN1023ACCNN110212120302121210A权利要求书1/1页1.一种硫酸盐黑液碱回收方法，其特征在于包括以下步骤：(1)热解炉预热到800℃后，硫酸盐法制浆黑液连同补加的芒硝经过预热后被连续输送至热解炉，在此由预热空气或氧气雾化喷入热解炉，在喷口处形成火焰；直接苛化剂Na2O·3TiO2也通过输送设备输送进入热解炉，以抑制熔融物的生成使热解炉能保持较高的运行温度；黑液中含有的水分迅速蒸发，有机物热解出可燃气体并发生燃烧，控制进氧量低于理论需氧量，使有机碳不完全转化，最终形成干燥、松散的含有碳酸钠、钛酸钠、硫酸钠以及有机碳组分的粉末状或颗粒状半焦；(2)形成的半焦被连续输送至下一级反应器即气化炉，热解炉中所形成的蒸汽、焦油、含硫化合物和少量可燃气等也被输送至气化炉，气化所需的热量主要来自于燃料的燃烧，来自热解炉的水蒸气作为主要的气化剂用于有机碳的气化；碳酸钠在气化炉中与直接苛化剂反应最终脱去二氧化碳形成4Na2O·5TiO2；芒硝在碳、一氧化碳等的作用下还原为硫化钠，而硫化钠在二氧化碳和水蒸气的作用下释放出硫化氢生成碳酸钠，这部分碳酸钠也将发生直接苛化反应；在气化炉中经过5～10min的停留时间后，将输出终产物4Na2O·5TiO2固体和富含氢气的、含有硫化氢的合成气；(3)来自上述气化炉的4Na2O·5TiO2固体被引入水解池，在沸腾或常温状态下密闭水解10～30min，生成氢氧化钠溶液和另一种不易继续水解的固体钛酸钠；氢氧化钠溶液即贫硫白液有一部分被抽出送往硫化氢吸收塔作为吸收液，另一部分则送往制浆工段；(4)来自气化炉的粗合成气被引入硫化氢吸收塔脱除硫化氢并形成高硫化度白液和精制合成气；(5)水解池中不能继续水解的钛酸钠循环送往热解炉继续用做直接苛化剂。2.如权利要求1所述的硫酸盐黑液碱回收方法，其特征在于所述步骤(1)中热解炉运行温度在800～900℃。3.如权利要求1所述的硫酸盐黑液碱回收方法，其特征在于所述步骤(2)中气化炉运行温度在800～900℃。2CCNN110212120302121210A说明书1/4页一种硫酸盐法制浆黑液碱回收方法技术领域[0001]本发明涉及制浆黑液碱回收技术领域，具体涉及以气化为核心的制浆硫酸盐黑液碱回收方法。技术背景[0002]制浆蒸煮过程中，从木材或其它纤维原料中溶出的物质主要有木质素、己糖酸、低分子量有机酸和抽出物。这些有机物在蒸煮液的作用下与NaOH结合成钠盐。[0003]黑液(以下均指硫酸盐黑液)无机物包含NaOH、Na2CO3、Na2S、Na2SO4、Na2S2O3、NaCl等，NaCl主要来自木材原料，其它物质绝大多数是制浆白液剩余物。[0004]传统碱回收方法是将黑液燃烧，生成CO2和H2O，热能用于生产蒸汽；形成的无机物主要是Na2CO3和Na2SO4，Na2SO4在垫层中被碳等还原剂还原为Na2S，熔融的Na2CO3和Na2S流出碱炉进入水中成为绿液。Na2CO3再与CaO反应生成NaOH和CaCO3，NaOH和Na2S成为制浆蒸煮溶液即白液，而CaCO3即白泥需要煅烧释放CO2再生为CaO。这一方法的使用至今已约80年的历史。[0005]最近30多年来，黑液的气化技术逐渐发展，以期使制浆厂的碱回收工段获得更高的能源效率、更好的安全性，并希望减少含硫化合物的排放、改善制浆蒸煮工艺