高浓黑液的性状及蒸发

高浓黑液的性状及蒸发环境保护 .祖彬吴学栋王忠良黑龙江齐齐哈尔大学.161006 关健词高浓黑液蒸发粘度近十年来，来自经济与环境保护方面越来越高的要求，迫切需要提高人炉黑液的浓度，即实现黑液的高浓蒸发。所谓“高浓度”，一般是指木浆黑液中的干固物含量在 80%以上，至少不应低于75%。高浓黑液可以:1. 改善碱回收炉的操作，增加碱回收炉处理黑液的能力;2.由于高浓黑液在炉膛内燃烧时需要较少的热量来蒸发水分，因此可增加碱回收炉的产汽量;3.人炉的高浓黑液造成垫层温度较高，化学反应较...

环境保护 .祖彬吴学栋王忠良黑龙江齐齐哈尔大学.161006 关健词高浓黑液蒸发粘度近十年来，来自经济与环境保护方面越来越高的要求，迫切需要提高人炉黑液的浓度，即实现黑液的高浓蒸发。所谓“高浓度”，一般是指木浆黑液中的干固物含量在 80%以上，至少不应低于75%。高浓黑液可以:1. 改善碱回收炉的操作，增加碱回收炉处理黑液的能力;2.由于高浓黑液在炉膛内燃烧时需要较少的热量来蒸发水分，因此可增加碱回收炉的产汽量;3.人炉的高浓黑液造成垫层温度较高，化学反应较快，导致熔融物的还原率高;4.有效地减轻烟气排放的污染程度，当黑液浓度大到 72% 一75%以上时，50:废气的排放量几乎为零。另一方面，当黑液浓度提高到 50%以上时，黑液原有的性状将会发生改变，有些性状甚至会发生陡变，如粘度、沸点升高，溶解度以及黑液中的化学成分的变化等，将严重影响黑液蒸发的能力及效率，最终阻碍高浓黑液蒸发的顺利进行。那么，黑液的性状将如何改变?又如何突破由此而造成的技术瓶颈呢? 1 控制黑液的枯度黑液的粘度随浓度的增加而增加。当浓度超过 50%时，黑液是非牛顿型流体，流动性变差;当浓度达到 80% 一90%，高浓黑液呈胶粘状物质，流动性很差，难以泵送或贮存。更有害的是降低黑液的传热系数，减少蒸发的生产能力，结垢的趋势显著增强。目前，降低高浓黑液粘度的途径主要有两种: 1.1 黑液的热处理黑液的热处理系统位于最后的增浓蒸发器(。oncentrator) 之前，45%左右的黑液先通过热交换器，升温至170一180℃，然后再通过自蒸发器。在高温作用下，黑液中的有机物发生热解聚，粘度迅速降低。高浓黑液经过热处理，对常压贮槽而言仍是 “可泵送的”，减少了碱炉堵塞的事故发生。对非木浆黑液，此种热处理可使 45%一50%的黑液增浓至 65%时，粘度升高不大，这意味着黑液燃烧可无需夕叻口燃料助燃。 1.2 高沮处理黑液的粘度随温度升高而降低。例如.在110一121℃时，浓度为 70% 一75%的黑液仍呈牛顿性状。一般地说，对离心泵而言，具有可泵送性的安全粘度为 200一300mPa.50 考虑到出增浓蒸发器的黑液因闪蒸而造成的温度下降，应使用压力黑液贮槽以维持适当的黑液温度和粘度。这样在黑液人炉前不必重新加热。 2控制高浓黑液的沸点升局黑液的沸点随着浓度增大而升高。例如，在浓度 60%时，沸点升高约为 14℃，在理想情况下，浓度 100%，沸点升高55℃。浓度在 80%以上的高浓黑液由于具有很高的沸点升高，显然一般的背压蒸汽(低压)已无法满足最后增浓蒸发器的蒸发温度，中压蒸汽还能补偿一些因沸点升高而造成的生产能力下降。 3结晶增浓蒸发前已述及，由于高浓黑液具有较高的粘度，蒸发管壁结垢的趋势明显地增大。然而这种趋势又呈一定的变化规律，可定性地如图所示: ? ? ? ? 干固物含t 从图中可以看出，结垢趋势随黑液浓度的增加而增加，当达 42 2。。。年7月第4期《纸和遗纸》环境保护到一定浓度后，会出现突变点，即浓度增大不多，而结垢趋势急居U上升，随着浓度进一步增大，结垢趋势反而下降。考察黑液的溶解度性状可以解释上述现象，人们从中还会受到许多启发。当黑液浓度逐渐增大时，黑液由不饱和状态逐渐变为饱和状态，其中的无机盐类便会结晶析出。研究表明，最早析出的无机物是ZNaZSO;·NaZC03，它是一种被称作 “碳酸钠矾”的复盐。因其最早沉析，故常把碳酸钠矾结晶的黑液浓度，称之为，’l高界浓度”。这个临界浓度值与许多因素有关，如生产原料、制浆方法、黑液中的化学成分等等，一般在 45% 一60%之间。这些无机盐类将形成蒸发器的污垢。随着结晶趋势的不断增大，结垢趋势终将跃至峰值。当浓度进一步提高，结晶物的总量仍继续增大，但结晶物析出的位置却发生了变化，即由开始沉积在蒸发管壁表面转到后来的沉析在现有的结晶微粒上，这就导致了浓度提高后期的结垢趋势下降。从黑液的性状、结晶过程及原理上看，黑液中的无机物沉析是不可避免的，但析出沉积的位置却是可以控制的，这正是高浓黑液结晶增浓蒸发的关键之处。为了控制结晶发生的位置，或者说避免发生在传热面上，可以在高浓黑液中加人小的无机物结晶作为晶种，并让沉析出来的污垢在其上面形成生长，以保持清洁的传热面乃至整个蒸发系统的良好运行，晶体可以是碱炉的碱灰和塔罗油用液等。此外，为了防止结垢现象发生，还可在最后一个增浓蒸发器前设计碱灰黑液混合槽。在高浓条件下，黑液不是溶解碱灰，而是捕集碱灰。最后一个增浓蒸发器的传热面积应比常规增浓蒸发器更大些，因为在蒸发时一旦超过某一确定的传热负荷，传热面的结垢趋势就会急剧上升。目前，先进的高浓黑液蒸发技术正向90%以上浓度以及传热面免洗的目标改进。 . 收稿日期:1999一10一25 陕西邦希化工有限公司造纸助剂系列产品陕西邦希化工有限公司与西北轻工业学院化工系合作研究和开发出了新一代的造纸化学品，并且成功应用于国内众多造纸企业。同时，公司是法国SNF 造纸助剂西部总代理。地址:西安市商新技术产业开发区高新一路，6号电话: 邮编: 029一8313714 029一8228616 710075 ·Bx一l()lC造纸增1岌强#lJ 本品为阳离子淀粉与阳离子聚丙烯酞胺树脂的聚合物，呈弱阳离子性。产品具有明显的增干强作用，可有效提高纸页的杭张强度、撕裂度以及耐折度和平滑度等质量指标。可广泛应用于各种文化用纸及纸板中。 ’BX一40lC虫1乍乳液本品为合成蜡、天然蜡和阳离子表面活性剂的化合物。可用于浆内施胶、表面施胶以及作为涂料的杭水剂。使用该助剂，可明显提高纸页的施胶度及柔软度，增加纸页的光泽和手感，，显著提高纸页的杭水性能。可广泛应用于各种纸和纸板产品中。 ·)1二希化1，-。.f提供共他造纸助刹系石，1产}，子、: BX一201湿强剂 BX一601涂布剂 BX一301烘缸剥离剂 BX一701助留助滤剂 BX一501消泡剂 BX一801中性施胶剂 BXT一100脱、墨剂 PaPerandPaPerMakingjuj2000No.4 招

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