制漿黑液的高溫高濃提取裝置及方法

專利名稱：制漿黑液的高溫高濃提取裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種制漿黑液的提取裝置及方法，尤其涉及一種制漿黑液的高溫高濃提取裝置及方法，屬于制漿造紙黑液提取領域。
背景技術：
在我國的制漿造紙生產企業中，堿法制漿仍然是大多數企業常用的制漿工藝技術，并按照國家對企業的環保要求，多數廠家配套建設了堿回收車間，以減少廢液對環境的污染及發揮循環經濟的效用。但是如何從蒸煮漿料中提取較高濃度和溫度的黑液、取得更高的提取率，以獲得更多回收燒堿、節約資源、能源，發展低碳循環經濟，是企業爭取較好經濟效益和社會效益，不斷發展的重要課題。現階段，因國家環保要求提高，有大量中小型造紙企業面臨強制技術改造升級，否則將會遭遇強制“關停并轉”的嚴峻形勢。目前，在國內制漿造紙生產企業普遍采用連續蒸煮，例如，國內現有的禾類草纖維蒸煮通常采用連續蒸煮管(或蒸球、蒸鍋等蒸煮設備)1， 蒸煮完成后，粗漿進入中間管2 ；在中間管2內需保持一定的液位，防止漿料與噴放倉(噴放鍋)11直接貫通；與中間管2連接的是立式卸料器3，卸料器3內設有旋轉的旋翼，保證漿料能順利地通過噴放閥4、噴放彎管5排放到噴放倉11進行貯存，因粗漿在噴放倉11內有一定的貯存時間(約2. 5小時)，漿料在高溫下長期貯存，將對成漿產生嚴重影響如纖維強度下降、成漿得率降低等，因此漿料溫度需降低至約130-135 ，這就需要進行稀釋、冷卻， 必然導致提取黑液溫度、濃度隨之降低。貯存的漿料由噴放倉11底部經過螺旋輸送機送入單螺旋擠漿機6內進行擠漿，預提取濃黑液，預提取后，粗漿先進入粗漿池9進行貯存，然后通過粗漿泵10送提取工段，進行進一步提取、篩選處理，濃黑液先進入黑液池7進行貯存， 然后再采用黑液泵8送提取工段黑液過濾機過濾后，送蒸發工段進行堿回收，上述裝置如圖1所示。我國的造紙企業通過采用上述方法，制漿質量有了很大提高，但是仍然存在黑液提取濃度、溫度低的情況，在蒸煮工段損失了大量的熱能，而在蒸發工段又需要用大量蒸汽對黑液進行升溫蒸發，能源浪費比較大。因而研究一種既能通過技術改造使企業達標排放，又能產生經濟效益，而且投資較少、企業可以負擔的工藝技術及裝置是非常重要的，也是我國造紙領域中亟待解決的問
題之一。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種紙漿制漿黑液高溫高濃提取裝置，通過對部分設備的改進，得到一種設備配置合理、運行穩定、操作簡單的紙漿黑液的高溫高濃提取裝置。本發明的目的還在于提供一種采用上述提取裝置實現的用于紙漿黑液的高溫高濃提取方法。為達到上述目的，本發明首先提供了一種制漿黑液的高濃高溫提取裝置，其包括連續蒸煮設備、中間管、單螺旋擠漿機、黑液池和粗漿池，上述中間管具有一漿料入口以及一漿料出口，其中，連續蒸煮設備的出口與中間管的漿料入口連接；中間管的漿料出口與單螺旋擠漿機的入口連接；單螺旋擠漿機的黑液出口與黑液池連接；單螺旋擠漿機的粗漿出口與粗漿池連接。在本發明提供的上述裝置中，連續蒸煮設備通過中間管直接與單螺旋擠漿機連接，節省了中間的設備。在本發明所提供的提取裝置中，優選地，上述中間管還設有一用于輸入蒸汽對漿料進行加熱的蒸汽入口、一液位控制口、一放料閥以及一環形噴淋器。放料閥和環形噴淋器可以相互聯動，分別用于向單螺旋擠漿機中注入漿料以及向中間管中注入稀黑液。環形噴淋器內的稀黑液可以以切線方向進入中間管，壓力一般在200-3001tfa之間。在上述液位控制口處可以設有液位控制設備(例如液位開關)，通過該液位控制設備可以測控中間管中的漿料的液位，以判斷中間管中的漿料液位是否達到了放料要求，即漿料液位是否達到了預定的高度；當液位達到預定高度而接觸液位開關時，放料閥會自動打開進行放料，放料時間一般為60-90秒，同時，環形噴淋器也會打開以噴入稀黑液，噴淋時間為62-95秒。環形噴淋器不僅可以用于噴放加入稀黑液，而且在噴放間歇時還可以用于對中間管下部進行沖洗，間隔時間一般為58-85秒。在本發明所提供的提取裝置中，所采用的連續裝置設備可以是常規的，優選為連
續蒸煮管等。根據本發明的具體技術方案，優選地，在中間管中，漿料出口高于蒸汽入口，蒸汽入口高于液位控制口，液位控制口高于放料閥，放料閥高于環形噴淋器，環形噴淋器高于漿料出口。更優選地，環形噴淋器的位置低于放料閥100-150mm。本發明所提供的制漿黑液的高濃高溫提取裝置針對連續蒸煮裝置進行改進，減少常規工藝的噴放過程中所采用的卸料器、噴放閥、噴放彎管等設備以及貯存用的噴放倉，減少了設備數量，通過對中間管進行改造，使之既能保持一定的液位，防止漿料與單螺旋擠漿機直接貫通，又可以均勻排出粗漿，進入單螺旋擠漿機，保證單螺旋擠漿機平穩運行。同時還可以通過環形噴淋器在中間管中加入少量提取工段來的高溫稀黑液便于對粗漿進行置換洗滌，也可以方便地清理中間管管壁的掛漿。因粗漿沒有進行貯存，就可以在高溫情況下進行黑液預提取，所得到的黑液溫度高、濃度高，能夠實現高溫高濃提取濃黑液的目的。本發明還提供了一種制漿黑液的高濃高溫提取方法，其是采用上述的制漿黑液的高濃高溫提取裝置進行的，包括以下步驟使來自連續蒸煮管的漿料經過中間管的處理后，直接噴放至單螺旋擠漿機內，使漿料在單螺旋擠漿機內進行機械擠漿，分離得到高溫高濃的制漿黑液和粗漿。在本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取方法中，吸收藥液后的草片等原料進入已經被高壓蒸汽加熱的蒸煮設備(例如連續蒸煮管)，迅速被升溫至蒸煮溫度，藥液與木素進行反應，脫去木素，蒸煮時間可以通過控制蒸煮設備內的螺旋轉速調節(變頻調速)，蒸成的漿料從蒸煮設備末端進入中間管。在蒸煮過程中，優選地，蒸煮的工藝參數可以控制為以純NaOH計，NaOH堿液的加入量控制為漿料總質量的14-16% (堿液的加入量是指蒸煮時活性堿用量(重量)，其是相對于絕干原料質量的百分比，一般所采用的活性堿為 NaOH+Na2S，其用量以Na2O計)；蒸煮時間控制為25-40分鐘；蒸煮壓力控制為0. 7-0. SMPa ； 蒸煮溫度控制為165-170°C ；所采用的藥液的濃度控制為100-130g/L(這里的藥液是指 NaOH堿液加水稀釋后的液體，其濃度是指每升液體體積內含活性堿的質量)。經過蒸煮得到的漿料的蒸煮得率可以達到彡51%，漿料硬度可以達到15-18(Kappa值)，粗渣率可以達到< 1. 5 %，殘堿含量可以達到6-9g/L。在連續蒸煮設備中進行蒸煮之后的漿料首先進入中間管。在中間管中，需要保持一定的漿料液位，防止漿料與單螺旋擠漿機直接貫通，同時又要保證可以均勻排出漿料，使其進入單螺旋擠漿機，保證單螺旋擠漿機的平穩運行，為達到上述目的，本發明所采用的中間管與現有的中間管在結構上有所不同，通過采用本發明提供的經過改進的中間管，在運行中可以形成小儲槽，可以增加出漿的穩定性。中間管中設置液位控制口，進行液位測控， 并且可以與下部的環形噴淋器的控制閥進行連鎖，環形噴淋器既可以用于稀釋漿料，也可以清理中間管管壁的掛漿；當液位在小儲槽處達到放料要求時，放料閥打開并同時打開環形噴淋器的控制閥，從而保證漿料出漿穩定。漿料通過中間管之后進入單螺旋擠漿機中，并被擠壓，分離之后可以得到高溫高濃的制漿黑液和粗漿，其中，濃縮后的粗漿可以送入粗漿池貯存，然后輸送到提取工段，進行進一步處理；高溫高濃的制漿黑液通過篩板進行過濾之后進入黑液池進行貯存，然后輸送到蒸發工段進行堿回收。根據本發明的具體技術方案，優選地，本發明所提供的上述制漿黑液的高濃高溫提取方法還可以包括對粗漿進行提取處理的步驟，和/或對高溫高濃的制漿黑液進行過濾以及堿回收的步驟。本發明所提供的制漿黑液的高濃高溫提取方法通過采用對中間管進行了改進的提取裝置，減少了常規工藝流程的噴放過程(卸料器、噴放閥、噴放彎管等)及噴放倉中的貯存，縮短了工藝流程，通過采用經過改進的中間管，既能夠保持一定的液位，防止漿料與單螺旋擠漿機直接貫通，又可以均勻排出粗漿，進入單螺旋擠漿機，保證單螺旋擠漿機平穩運行，同時還可以通過在中間管加入少量來自提取工段的高溫稀黑液便于對粗漿進行置換洗滌。因粗漿沒有進行貯存，就可以在高溫情況下進行黑液預提取，所得黑液溫度高、濃度高，達到了高溫高濃提取濃黑液的目的。優選地，本發明所提供的制漿黑液的高濃高溫提取方法還可以包括向中間管噴入稀黑液的步驟，通過噴入稀黑液可以對粗漿進行置換洗滌； 更優選地，噴入的稀黑液的溫度可以控制為60-65°C。由于稻草、麥草等禾草纖維原料蒸煮后的粗漿比較粘、滑，黑液不容易擠出，從而造成大量黑液含在粗漿中，對這種粗漿進行洗滌、漂白，既浪費大量燒堿及有機物，又造成后續洗滌、漂白工段需要消耗大量水及化學藥品，形成大量不易處理的中段水。本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取方法能有效提高禾草纖維原料蒸煮后黑液溫度、提取率，提高化學品回收量，減輕制漿污水處理難度，節約用水。在本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取方法中，優選地，噴放至單螺旋擠漿機內的漿料的濃度可以為8-12% (優選為10% )，溫度可以為140-145°C。本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取裝置及方法是將禾草纖維原料連續蒸煮后得到的漿料與制漿黑液的提取分離，通過采用改進后的新式中間管均勻排出漿料使其進入單螺旋擠漿機，再經過機械擠壓及置換擴散作用提取高濃高溫黑液，減少蒸發工段蒸汽消耗及水蒸發量，比較適用于麥草、蘆葦等禾草纖維原料。本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取裝置及方法具有設計合理、運行穩定等特點，黑液的高溫高濃提取既可以減輕后段真空洗漿機的洗漿壓力，還可以提高黑液提取率， 增加堿液回收量，減少制漿廢水中污染物含量，有利于廢水處理達標排放，有很好的經濟效益和社會效益。


圖1為現有的制漿黑液的提取工藝流程示意圖；圖2為實施例1所提供的制漿黑液的高濃高溫提取裝置的結構示意圖；圖3為實施例1所提供的提取裝置中的中間管的結構示意圖。附圖標號說明連續蒸煮管1中間管2立式卸料器3噴放閥4噴放彎管5單螺旋擠漿機 6黑液池7黑液泵8粗漿池9粗漿泵10噴放倉11漿料入口 301蒸汽入口 302 液位控制口 303放料閥304環形噴淋器305漿料出口 30具體實施例方式為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現參照說明書附圖對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。實施例1制漿黑液高溫高濃提取裝置本實施例提供了一種制漿黑液高溫高濃提取裝置，其結構如圖2所示。該提取裝置包括連續蒸煮管1、中間管2、單螺旋擠漿機6、黑液池7、黑液泵8、粗漿池9和粗漿泵10 ；單螺旋擠漿機6的黑液出口與黑液池7連接；單螺旋擠漿機6的粗漿出口與粗漿池8連接；黑液池7的出口經過黑液泵8與提取工段連接；粗漿池9的出口經過粗漿泵10 與提取工段連接；上述中間管2(其結構如圖3所示)具有一漿料入口 301、一蒸汽入口 302、一液位控制口 303、一放料閥304、一環形噴淋器305以及一漿料出口 306，其中，漿料入口 301與連續蒸煮管1的出口連接，漿料出口 306與單螺旋擠漿機6的入口連接，蒸汽入口 302與常規的蒸汽產生設備連接(圖中未顯示)，環形噴淋器305與黑液的提取工段連接，以向中間管 2中噴入稀黑液，并且，漿料出口 301高于蒸汽入口 302，蒸汽入口 302高于液位控制口 303， 液位控制口 303高于放料閥304，放料閥304高于環形噴淋器305，環形噴淋器305高于漿料出口 306。實施例2本實施例提供了一種制漿黑液高溫高濃提取方法，其是采用實施例1提供的裝置對制漿黑液進行高溫高濃提取的方法，包括以下步驟(1)、將吸收藥液后的草片送入連續蒸煮管1中進行高溫高壓連續蒸煮；(2)、蒸煮完成后的漿料進入中間管2，在中間管2中進行貯存，當漿料達到一定的液位時，打開放料閥304以及環形噴淋器305的控制閥，進行放料并噴入稀黑液，使漿料進入單螺旋擠漿機6 ；
(3)、由中間管2排出的漿料在單螺旋擠漿機6中進行機械擠漿，分離得到高溫高濃的制漿黑液和粗漿；(4)、粗漿進入粗漿漿池9貯存，然后經粗漿泵10送到提取工段；(5)、提取得到的高溫高濃的黑液進入黑液池7，再經過黑液泵8送至提取工段進行進一步處理。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種制漿黑液的高濃高溫提取裝置，其包括連續蒸煮設備、中間管、單螺旋擠漿機、 黑液池和粗漿池，所述中間管具有一漿料入口以及一漿料出口，其中，所述連續蒸煮設備的出口與所述中間管的漿料入口連接；所述中間管的漿料出口與所述單螺旋擠漿機的入口連接；所述單螺旋擠漿機的黑液出口與所述黑液池連接；所述單螺旋擠漿機的粗漿出口與所述粗漿池連接。
2.根據權利要求1所述的提取裝置，其中，所述中間管還設有一蒸汽入口、一液位控制口、一放料閥、一環形噴淋器，優選地，所述中間管的液位控制口處設有液位控制設備。
3.根據權利要求1或2所述的提取裝置，其中，所述連續蒸煮設備為連續蒸煮管。
4.根據權利要求2所述的提取裝置，其中，所述漿料出口高于所述蒸汽入口，所述蒸汽入口高于所述液位控制口，所述液位控制口高于所述放料閥，所述放料閥高于所述環形噴淋器，所述環形噴淋器高于所述漿料出口。
5.一種制漿黑液的高濃高溫提取方法，其是采用權利要求1-4任一項所述的制漿黑液的高濃高溫提取裝置進行的，包括以下步驟使來自連續蒸煮管的漿料經過中間管的處理后，直接噴放至單螺旋擠漿機內，使漿料在單螺旋擠漿機內進行機械擠漿，分離得到高溫高濃的制漿黑液和粗漿。
6.如權利要求5所述的方法，其中，該方法還包括對粗漿進行提取處理的步驟。
7.如權利要求5所述的方法，其中，該方法還包括對高溫高濃的制漿黑液進行過濾以及堿回收的步驟。
8.如權利要求5所述的方法，其中，在蒸煮過程中，NaOH堿液的加入量控制為漿料總質量的14-16%，蒸煮時間控制為25-40分鐘，蒸煮壓力控制為0. 7-0. 8MPa，蒸煮溫度控制為 165-170°C。
9.如權利要求5所述的方法，其中，該方法還包括向中間管噴入稀黑液的步驟，優選地，所述稀黑液的溫度控制為60-65°C。
10.如權利要求5所述的方法，其中，噴放至單螺旋擠漿機內的漿料的濃度為8-12%， 溫度為 140-145°C。
全文摘要
本發明涉及一種制漿黑液的高溫高濃提取裝置及方法。該提取裝置包括連續蒸煮設備、中間管、單螺旋擠漿機、黑液池和粗漿池，中間管具有漿料入口以及漿料出口，連續蒸煮設備的出口與中間管的漿料入口連接；中間管的漿料出口與單螺旋擠漿機的入口連接；單螺旋擠漿機的黑液出口與黑液池連接；單螺旋擠漿機的粗漿出口與粗漿池連接。本發明還提供了一種制漿黑液的高溫高濃提取方法。本發明提供的制漿黑液的高濃高溫提取裝置及方法具有設計合理、運行穩定等特點，黑液的高溫高濃提取既可以減輕后段真空洗漿機的洗漿壓力，還可以提高黑液提取率，增加堿液回收量，減少制漿廢水中污染物含量，有利于廢水處理達標排放，有很好的經濟效益和社會效益。
文檔編號D21C11/04GK102277768SQ20111026246
公開日2011年12月14日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者張栓江, 李振江 申請人:中冶京誠工程技術有限公司, 北京京誠新星造紙工程技術有限公司