蒸汽法提取造纸黑液工艺 【技术领域】
本发明属于造纸生产领域， 特别涉及一种制浆造纸黑液提取的工艺方法。背景技术 制浆蒸煮生产中将产生含有无机碱和有机质等污染物为主的制浆造纸废液， 这种 废液又称造纸黑液。它通过洗浆过程将废液与纸浆分开， 便于料浆的后续处理和黑液的治 理。料浆洗涤过程具有洗净料浆和提取黑液的双重作用。生产上要求尽量把料浆洗净， 同 时得到温度高、 浓度高的黑液以供治理利用， 实现黑液提取率高、 黑液浓度高和黑液温度高 的 “三高” 要求。
黑液提取关系到制浆造纸生产的碱回收率和生产成本， 更是影响环保系统正常运 行和达标排放的重要因素之一。 当黑液提取率较低时， 既影响纸浆的漂白生产， 又使更多的 废液通过漂洗过程进入中段水处理系统， 由此增加了纸浆生产成本和中段水处理负荷。提 高黑液提取率、 获得高浓度、 高温度的造纸黑液是制浆造纸行业提高企业经济和环保效益 的重要途径。在原料种类和蒸煮条件一定的情况下， 黑液提取所能获得的黑液量和浓度取 决于洗浆系统的装备和工艺。
目前， 造纸黑液的提取都是以水为溶剂， 利用挤浆机、 真空洗涤过滤机等设备， 通 过挤压、 扩散、 过滤等过程使废液与纸浆分开， 实现洗浆和提取黑液的目的。为了降低洗水 用量和得到高温高浓的黑液， 都采用多段逆流洗涤方法。 受洗水水温以及设备技术的限制， 目前造纸黑液提取率一般在 90％以下、 黑液温度 75℃以下、 吨浆黑液量 10m3 以上。特别是 禾草浆黑液由于硅含量高、 粘度大， 不易深度提取， 很多生产厂为了提高黑液提取率不得不 增加洗水用量， 造成了黑液量更大、 黑液浓度和温度更低等问题， 难以实现黑液提取的 “三 高” 要求。
发明内容 本发明的目的是提供一种蒸汽法提取造纸黑液的工艺， 实现黑液提取率高、 黑液 浓度高和黑液温度高的 “三高” 要求、 降低纸浆生产成本， 解决造纸黑液特别是烧碱法禾草 浆黑液不易深度提取的问题。
实现本发明的目的所采取的技术方案是 ： 利用逆向通入湿热蒸汽间歇料浆洗涤， 并通过蒸汽洗浆设备实现黑液提取的 “三高” 要求， 蒸汽洗浆设备是一组串联的筒式蒸汽洗 涤器， 具体方法是 ：
(1) 湿热蒸汽从最后一个蒸汽洗涤器依次逆向向各个蒸汽洗涤器通入， 从第一个 蒸汽洗涤器底部排出， 排出的少量废蒸汽通入黑液储槽中 ； 蒸汽在各蒸汽洗涤器中与料浆 进行换热、 扩散、 冲刷洗涤， 使吸附在料浆上和溶解在纤维细胞间的黑液溶出并随蒸汽带 出， 料浆得到逐级洗涤 ； 每次通入的蒸汽质量应占每次螺旋挤压喂料机加入料浆质量的三 分之一， 同时要保证出第一个蒸汽洗涤器的废蒸汽量不大于通入蒸汽量的五分之一 ； 否则 应适当减少新鲜蒸汽加入量， 以降低洗浆蒸汽用量。
(2) 利用减压喷放， 第一个蒸汽洗涤器的料浆由螺旋挤浆喂料机喂入， 然后料浆依 次由前一个蒸汽洗涤器喷放进入相邻的后一个蒸汽洗涤器， 由最后一个蒸汽洗涤器喷放出 料。螺旋挤浆喂料机的挤压过程， 将蒸煮液与料浆初步分离， 分离出的黑液进入黑液储槽。
(3) 通汽洗浆和进出料两个过程交替进行， 蒸汽从蒸汽洗涤器上部进入， 从下部排 出， 每个蒸汽洗涤器底部的黑液管道均与黑液储槽连接。
这样， 料浆通过多级蒸汽洗涤和喷放疏解， 最终实现 95％以上的黑液提取率， 黑液 3 温度可达 90℃以上， 吨浆黑液量 7m 以下。
蒸汽洗涤器是一种带有搅拌装置和过滤筛网的静止设备， 它们的安装高度从第一 个蒸汽洗涤器到最后一个蒸汽洗涤器依次降低 ； 过滤筛网起到分离黑液的作用， 搅拌装置 起到布料均匀和出料搅动的作用。 进料时， 料浆散落在过滤筛网上， 利用搅拌叶片将料浆均 匀分布。出料时， 搅拌叶片刮动料浆有利于料浆随蒸汽喷放卸出。
通入蒸汽洗涤前要将各黑液阀和料浆阀关闭， 然后打开各蒸汽阀， 蒸汽从最后一 个蒸汽洗涤器依次通过各蒸汽洗涤器到第一个蒸汽洗涤器， 出第一个蒸汽洗涤器的少量蒸 汽最后进入黑液槽中用于加热黑液。
进料、 出料时应先将各蒸汽阀关闭， 保持各蒸汽洗涤器有一定的蒸汽余压， 并开动 搅拌器以利于出料完全和布料均匀。 本发明与现有技术相比有以下特点 ：
(1) 利用蒸汽替代水进行料浆的洗涤和黑液提取， 充分发挥了蒸汽温度高、 体积大 的优势， 高温和快速流动的蒸汽不仅对纤维间的黑液具有洗涤作用， 而且对存在于纤维细 胞腔内的黑液具有有效的溶解置换作用， 使得用水不易洗出的黑液得到置换提取， 实现了 较高的黑液提取率。
(2) 作为洗涤介质， 蒸汽的体积是热水体积的 1700 倍。 蒸汽洗涤用量显著减少， 由 此带入黑液的水量减少。采用蒸汽洗涤后黑液的浓度显著提高， 黑液的温度也更高。
(3) 降低了纸浆生产成本， 减轻了中段水处理负荷， 具有更高的经济效益和环保效 益。
附图说明
附图是本发明的工艺流程图。 具体实施方式
下面结合附图对本发明的工艺进行详细说明。如附图所示， 本发明的一组蒸汽洗 涤器， 由三个蒸汽洗涤器 3、 5、 7 组成， 蒸汽洗涤器为圆筒形， 下部设有过滤筛网 19 和搅拌叶 片 13、 16、 20。 该工艺方法利用通汽洗浆和进出料两个过程交替进行来实现黑液提取。 每次 通入的蒸汽质量应占每次螺旋挤压喂料机加入料浆质量的三分之一， 相当于蒸汽量与进料 量的质量比为 1 ∶ 3。 同时要保证出蒸汽洗涤器 I3 的废蒸汽量不大于通入蒸汽量的五分之 一， 否在应适当减少新鲜蒸汽加入量， 以降低洗浆蒸汽用量。
通蒸汽洗浆过程 ：
通汽洗涤过程中， 确保关闭料浆阀 2、 料浆阀 14、 料浆阀 17、 料浆阀 21 以及黑液阀 11、 黑液阀 12、 黑液阀 15、 黑液阀 18。打开蒸汽阀 9、 蒸汽阀 4、 蒸汽阀 6， 最后打开蒸汽阀 8，新鲜蒸汽通过蒸汽阀 8 进入蒸汽洗浆器 III 7 中， 蒸汽穿过料层并在蒸汽洗浆器 III 7 的 下部实现汽液分离 ； 二次蒸汽再由蒸汽阀 6 进入蒸汽洗浆器 II 5 中， 蒸汽穿过料层并在蒸 汽洗浆器 II 5 下部实现汽液分离 ； 三次蒸汽再由蒸汽阀 4 进入蒸汽洗浆器 I 3 中 ； 蒸汽穿 过料层并在蒸汽洗浆器 I 3 下部实现汽液分离， 最后少量废蒸汽再由蒸汽阀 9 通入黑液储 槽 10 的黑液中被冷凝， 实现废热蒸汽的回收利用。
进出料过程 ：
通汽洗浆完成后， 依次关闭蒸汽阀 9、 蒸汽阀 4、 蒸汽阀 6 和蒸汽阀 8， 保持各蒸汽洗 涤器有一定的蒸汽余压。首先启动搅拌叶片 20， 打开料浆阀 21， 在蒸汽余压的作用下， 将洗 净的料浆从蒸汽洗浆器 III7 中喷放卸出 ； 关闭料浆阀 21， 打开黑液阀 18， 将黑液放入黑液 槽 10 中 ； 启动搅拌叶片 16， 打开料浆阀 17， 在蒸汽余压的作用下， 将料浆从蒸汽洗浆器 II 5 中喷放卸出并进入蒸汽洗浆器 III 7 中， 同时利用搅拌叶片 20 的搅拌作用使料层厚度均 匀， 完成料浆从蒸汽洗浆器 II 5 中卸出和蒸汽洗浆器 III 7 的进料、 布料过程 ； 停下搅拌叶 片 20， 打开黑液阀 15， 将黑液放入黑液槽 10 中， 接着关闭料浆阀 17， 启动搅拌叶片 13， 打开 料浆阀 14， 在蒸汽余压的作用下将料浆从蒸汽洗浆器 I 3 中喷放卸出并进入蒸汽洗浆器 II 5 中， 同时利用搅拌叶片 16 的搅拌作用使料层厚度均匀， 完成料浆从蒸汽洗浆器 I 3 中出料 和蒸汽洗浆器 II 5 的进料、 布料过程 ； 停下搅拌叶片 16， 打开黑液阀 12， 将黑液放入黑液槽 10 中， 接着关闭料浆阀 14 ； 打开料浆阀 2， 开启螺旋挤浆喂料器 1， 将料浆送入蒸汽洗浆器 I 3 中， 并通过搅拌叶片 13 将料浆均匀分布于过滤筛网上。加料完成后停下螺旋挤浆喂料器 1， 关闭料浆阀 2 和黑液阀 11， 完成了各洗涤器的出料进料过程。 关闭各黑液阀， 进入下一过 程的通汽洗浆阶段。