烧碱法蒸煮黑液的超临界水氧化工艺.pdf

本发明涉及一种造纸制浆蒸煮黑液处理工艺，尤其涉及一种烧碱法制浆蒸煮黑液的超临界水氧化工艺。属于碱法制浆残液处理技术领域。超临界水氧化处理黑液，简化或取消了黑液浓缩工序，减少了黑液中残碱的含量，降低了碱回收中的损耗，减小了碱回收过程中苛化工序以及白泥处理工序的工作量；黑液氧化设备结构简单，投资小，运行维护成本低；排出反应器的超临界流体经过能量回收利用后，分离出纯度很高的二氧化碳气体和清洁水，可以方便的加以利用；很少或没有冷凝污水产生，也没有氮氧化物和粉尘产生。

1、  一种烧碱法蒸煮黑液的超临界水氧化工艺。将有机物固含量为10～20％、温度为370～400℃的烧碱法(烧碱+蒽醌法)蒸煮黑液送入压力为24～30Mpa的反应器中，并与同时送入反应器的过量氧气充分混合，发生氧化反应，反应器内的温度升高至550～650℃；其特征是：有机物95～99.95％被氧化，生成二氧化碳和水，以及微量的氮气；有机钠盐氧化后生成二氧化碳和水以及碳酸钠；黑液中的部分残碱与二氧化碳反应产生碳酸钠和水；

2、  根据权利要求1所述烧碱法蒸煮黑液的超临界水氧化工艺，其特征是：氧化反应完成后，反应物在反应器中停留10～420秒，使反应生成的无机盐、由黑液带入的无机盐，以及部分残碱将从超临界流体中结晶析出，超临界流体由反应器的中部排出，结晶混合物由反应器的底部被排出。

烧碱法蒸煮黑液的超临界水氧化工艺
一、所属技术领域
本发明涉及一种造纸制浆蒸煮黑液处理工艺，尤其涉及一种烧碱法制浆蒸煮黑液的超临界水氧化工艺。属于碱法制浆残液处理技术领域。
二、背景技术
传统的化学制浆工艺中，对烧碱法蒸煮黑液的处理主要是采用蒸发浓缩、燃烧后获取热能，并通过苛化进行碱回收。该方法中，要将黑液蒸发浓缩到45％(固含量)以上，才能送往碱回收炉继续增浓并进行燃烧；随着黑液浓度提高，蒸发浓缩过程变得越来越困难，为了改善黑液浓缩性，采取措施提高黑液中碱的含量，这却导致碱回收炉内燃烧过程以及随后的苛化工序中碱损耗增加；还使苛化工序和白泥处理工序工作量加大；浓黑液在碱回收炉内燃烧时还会产生粉尘、氮氧化物等污染物质，黑液蒸发浓缩时产生大量的污水，对环境带来危害。该工艺中所用黑液蒸发浓缩设备、碱回收炉结构复杂，工作条件恶劣，建造投资费用高，运营及维护成本大。特别是该工艺对非木材纤维原料烧碱法蒸煮黑液的处理效果还不够理想。超临界水氧化法处理污水技术是利用超临界状态时，水、氧和有机物完全互溶的性能，实现有机物在短时间内高效氧化，产生二氧化碳、水以及大量的热能，这些物质可以方便地被回收利用，达到消除污染的目的。
三、发明内容
为了解决以往烧碱法(烧碱+蒽醌法)蒸煮黑液处理技术中存在的黑液浓缩要求高、浓缩困难、需要提高黑液中残碱的含量、使碱回收中损耗及工作量加大，黑液浓缩时产生大量污水、燃烧产生粉尘及氮氧化物等污染物质；黑液浓缩设备、碱回收炉体积庞大，投资费用高，运行维护成本高，对非木材纤维原料烧碱法蒸煮黑液的处理效果还不够理想等问题，本发明采用超临界水氧化法处理烧碱法(烧碱+蒽醌法)蒸煮黑液。
本法明解决其技术问题所采用的技术方案是：将有机物固含量为10～20％、温度为370～400℃的烧碱法(烧碱+蒽醌法)蒸煮黑液送入压力为24～30Mpa的反应器中，并与同时送入反应器的过量氧气充分混合，发生氧化反应，反应器内的温度升高至550～650℃；有机物95～99.95％被氧化，生成二氧化碳和水，以及微量的氮气。有机钠盐氧化后生成二氧化碳和水以及碳酸钠；黑液中的部分残碱与二氧化碳反应产生碳酸钠和水。使反应物在反应器中停留10～420秒，反应生成的无机盐、由黑液带入的无机盐，以及部分残碱将从超临界流体中结晶析出，超临界流体由反应器的中部排出，结晶混合物由反应器的底部被排出。
本发明的有益效果是：简化或取消了黑液浓缩工序，减少了黑液中残碱的含量，降低了碱回收中的损耗，减小了碱回收过程中苛化工序以及白泥处理工序的工作量；黑液超临界水氧化设备结构简单，投资小，运行维护成本低；排出反应器的超临界流体经过能量回收利用后，分离出纯度很高的二氧化碳气体和清洁水，可以方便地加以利用；很少或没有冷凝污水产生，也没有氮氧化物和粉尘产生。
四、具体实施例
将有机物固含量为10～20％、温度为370～400℃地烧碱法(烧碱+蒽醌法)蒸煮黑液以每分钟1升流量送入体积为10升、压力为24～30Mpa的反应器中，并与同时送入反应器的过量氧气充分混合，发生氧化反应，并且，反应器内的温度升高至550～650℃；有机物95～99.95％被氧化，生成二氧化碳和水，以及微量的氮气；有机钠盐氧化后生成二氧化碳和水以及碳酸钠；黑液中的部分残碱与二氧化碳反应产生碳酸钠和水；反应物在反应器中停留10～420秒，使反应生成的无机盐、由黑液带入的无机盐，以及部分残碱将从超临界流体中结晶析出，超临界流体由反应器的中部排出，结晶混合物由反应器的底部被排出。