制浆造纸设备第09章 9.1 9.4 碱回收设备ppt课件.ppt

,第一节 概 述,第九章 碱回收设备,第一节 概 述,一、碱回收的意义二、碱回收流程简介,一、碱回收的概述 1、定义：碱回收，即黑液回收，包括碱、白泥(石灰)和热能的回收。 水 黑液组成 70%有机物：木素、半纤维素和纤维素降解产物 固形物 30%无机物：NaOH、Na2S、Na2CO3、Na2SO4、 及有机结合的钠，草浆黑液还有硅酸钠。 2、方法：燃烧法 3、碱回收意义： （1）减少污染、保护环境 （2）回收化学药品，降低生产成本 （3）回收热能，节省资源,第九章 碱回收设备,第一节 概 述,一、碱回收的概述 4、常用术语：（1） 绿液：黑液燃烧后流出的熔融物用稀白液或水 溶解后的液体 绿泥：绿液澄清后沉淀的渣子（2） 白液：绿液加石灰苛化后得到的澄清液(NaOH、Na2S液体） 白泥：绿液加石灰苛化后得到的沉淀物(Ca2CO3)（3） 芒硝还原率、苛化率：（均以Na2O或NaOH计）（5） 碱回收率：经碱回收后得到的碱量（不包括补充芒硝） 占蒸煮用碱量的百分数（6） 碱自给率：经碱回收后得到的碱量（包括补充芒硝） 占蒸煮用碱量的百分数,第九章 碱回收设备,第一节 概 述,一、碱回收的概述 5、二氧化硅对碱回收的影响： （1）黑液蒸发时硅酸易结垢，传热系数下降。 （2）黑液燃烧时，燃烧炉易结蜂窝，以至缩短炉子寿命，在炉中钠与二氧化硅结合，耗碱可达35%，并大大的降低熔融物的纯度，由于无机物含量高，因而固形物热值低。 （3）苛化时形成的硅酸钙和硅酸钠粘度大，造成澄清困难，而且由于硅酸钙沉淀在石灰表面，降低苛化速度及苛化率。 （4）回收石灰时结球造成回收困难。,第九章 碱回收设备,第一节 概 述,二、 碱回收流程简介 1、 碱回收过程：包括四个工序， 黑液蒸发黑液燃烧绿液苛化白泥回收 回收的碱又重新用于蒸煮工序。 （这个循环圈包括6个主要工艺工序：蒸煮、洗涤、蒸发、燃烧、苛化、石灰煅烧。）2、碱回收系统具体所包括的工序如下： 、在多效蒸发器中废液浓缩，形成浓黑液。、黑液氧化、除硅等 (据工艺需要决定是否采用)。、黑液进一步浓缩成碱回收炉要求的“浓黑液”(补充的芒硝可在此处加入)。、在碱回收炉中焚烧黑液。、溶解从碱回收炉出来的熔融物，形成绿液(补充碱损失的纯碱可在此处加入)。、用石灰苛化绿液形成白液(补充碱损失的烧碱可在此处加入)。、焙烧白泥回收石灰。 不同的原料，其黑液的成分和特性差别很大，在碱回收过程中采用不同的工艺方案、设备处理各种不同原料的黑液。,第九章 碱回收设备,第一节 概 述,熔融物,木浆,蔗渣浆,第二节 蒸发与浓缩设备,第九章 碱回收设备,第二节 黑液的蒸发与浓缩设备,一、概述 二、蒸发器的类型 三、板式降膜蒸发器的结构、原理四、七体五效混流板式降膜蒸发流程五、蒸发辅助设备,一、黑液蒸发与浓缩设备概述 1、 黑液的蒸发与浓缩设备的组成：. 主要设备：蒸发站 蒸发器 多个串联而成 辅助装备：各种分离器、冷凝器、热交换器、预热器、泵和生产控制系统的仪表与执行机构、阀门等。 2、蒸发站特点： (1) 根据黑液的特性、燃烧工段要求的黑液浓度进行的设计 (2) 真空蒸发 (3) 效数多 (蒸汽多次重复利用，46效) 3、术语： “体” 即每个蒸发器。每1个“加热元件组”称为1“体”。 “效” 蒸发器按蒸汽流经的顺序被称为效。蒸汽一进一出为一效(效果) 黑液浓度：表示黑液中固形物的含量（单位%，必须用化验分析方法测定，慢）生产中用波美度或比重来表示(因可直接测)，但随温度的升高而降低，要换算成标准温度15C下的值。波美度（15C）=波美度（tC）+0.052（tC-15C）， 比重=144.3/【144.3-波美度（15C）】 木浆黑液固形物含量%=1.51x-0.9 波美度用Be表示 蔗渣浆黑液固形物含量%=1.51x-0.81 近似换算，x-黑液波美度（15C）,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,二、蒸发器的类型 1、按黑液流动方式分： 升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、强制循环蒸发器 2、按加热部件结构的不同分： 管式：短管式、长管式 板式：(多用） 3、按蒸发器的用途不同分： 蒸发器、增浓器、结晶蒸发器 等三、板式降膜蒸发器的结构、工作原理 1、优点： 高效节能，传热效率高、不易结垢、容易清洗、运行周期长、耗电量低、出液浓度高(木浆-70%、草浆-45% ) ，并采用低BOD(生物耗氧量，水中有机物污染程度 )设计汽提，减少了环境污染。 汽提：让废液与水蒸汽直接接触，使废液中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中去，从而达到从废液中分离污染物的目的 .,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,三、板式降膜蒸发器的结构 2、板式降膜蒸发器的工作原理 P210： 加热蒸汽由联箱进入加热元件内部，黑液由黑液循环泵送至分配箱、再由分配箱均匀分配到各加热元件上部， 蒸汽在加热板内部冷凝排除；黑液沿着加热元件的表面成液膜状流下回蒸发器底部，进行传热蒸发。 二次蒸汽立即从黑液中分离出来，并在加热板表面与蒸发黑液之间逸出，进一步通过雾沫分离器，进入下一效，作为下一效的热源。黑液浓缩后进入下一效。 也就是说，每一效，有“两进”、“四出” “两进”黑液，蒸汽 “四出”黑液(浓度增高)+二次蒸汽(从黑液中蒸发出来的)，冷凝水+不凝气体,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,三、板式降膜蒸发器的结构 3、组成：由壳体、加热元件组、分配箱、除雾器等。 (1) 壳体：不锈钢压力容器。内设框架使加热元件呈悬挂状装在筒体内。内部还可设置专门隔板、或使加热元件分组通汽。 (2)、加热元件：由两块鼓泡状的不锈钢薄板焊接而成、中空的均布焊点和鼓泡的不锈钢件。（各蒸发器及表面冷凝器的加热面由双层不锈钢焊接组成，两片加热板的间距为20mm。） 加热元件组：多块加热元件由联箱并联组成。 (3)、分配箱：均匀分配黑液到各加热元件上部，沿着加热元件的表面成膜状流下，同时进行传热蒸发。 (4)、除雾器：又称气液分离器。 位置：板式蒸发器筒体内上方二次蒸汽出口处。 形式：冲击式、球盖式、离心式，折流式（用于板式） 作用：消除/分离二次蒸汽中夹带的大量泡沫/液滴、杂质等，以减少蒸发时碱的损耗、防止将黑液带入冷凝水中造成对冷凝水的污染。,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,板式降膜蒸发器,板式降膜蒸发器,四、七体五效混流板式降膜蒸发流程 1、 工艺技术参数 蒸发站正常生产的能力: 150Th 蒸煮来黑液标准波美度: 针叶木浆:12Be 桉木浆: 9.0Be 进效稀黑液标准波美度: 14-18Be 进效稀黑液PH值: 10-14 半浓黑液标准波美度: 22-26Be 浓黑液标准波美度: 39-47Be 浓黑液干固物含量: 65-72% 入炉浓黑液标准波美度: 40-48Be 入炉浓黑液干固物含量: 67-73% 新蒸汽 温度：130-145 压力：3.54.5bar 注：1巴（bar)= 1公斤力/cm2 =0.1MPa,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,五、蒸发辅助设备 1、 黑液预热器： 作用：将黑液加热至接近该效蒸发器工作压力下的沸点温度后，再进入蒸发器。黑液从低温效进入高温效之前也要预热。 形式：列管式预热器立式(多用)、 卧式 螺旋式预热器 2、冷凝器（表面冷凝器）： 作用：将多效蒸发系统最后一效的二次蒸汽全部冷凝成水后排出，同时由于蒸汽的体积变小，冷凝器内产生了蒸发系统所必须的真空。 此外，还可以利用冷凝器回收二次蒸汽的热量。 形式：直接接触冷凝器：可在低温差条件下运行 需配真空泵排出不凝气。缺点是耗水量大 表面冷凝器：管式、螺旋式或板式 常用： 板式降膜表面冷凝器： 特点：传热系数高、冷凝效果好。 效产生的二次蒸汽进入表面冷凝器汽室，由于二次蒸汽受到冷却水的快速冷却，变为冷凝水，从而形成真空，而不凝性气体被真空泵抽出，经过真空槽后进入臭气收集系统。,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,五、蒸发辅助设备 3、 真空装置 真空装置是黑液进行减压蒸发作业所必须的，它布置在冷凝器后，且连续地抽出不凝气体。 设备：水环式真空泵、喷射式真空泵、罗茨真空泵。 多采用有分离罐的水环式真空泵。,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,五、蒸发辅助设备 4、 闪蒸罐： 用于黑液和冷凝水的闪急蒸发。 工作原理：由于液体进入闪蒸罐后压力、温度骤然下降，从而使水分蒸发。黑液及冷凝水蒸发产生的蒸汽可以回用于蒸发。,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,闪蒸罐在蒸发工段的应用： 1) 最浓效(I效)排出来的黑液，对常压来说是过热的，需在常压贮存前，闪蒸降温。 2) 各效排除的冷凝水，闪蒸处理，回收的汽与本校二次蒸汽一起送入下一效；污冷凝水闪蒸，可使污染物气化，净化了冷凝水。,五、蒸发辅助设备 5、 自提系统: 汽提法： 让废水与水蒸汽直接接触，使废水中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中去，从而达到从废水中分离污染物的目的。净化后的废水由集水槽排走。由鼓风机压入再生段回收酚。 应用： 1）第四效、第五效、表面冷凝器，由于设计有在加热板内进行汽提结构，能有效地净化大部分冷凝水。 2）汽提系统： 原理：系统中个蒸汽是从一效来的二次蒸汽，进入底部后，向上流动与冷凝后的污（轻污、重污）冷凝水逆向流动，冷凝水中的臭气（主要成分包括硫化氢、甲硫醇等具有较强的腐蚀性、毒性和爆炸性 ）被汽提。（去碱炉燃烧） 加热板内表面的逆流过程中，污冷凝水沿着加热板面的整个高度受到汽提，这样可以把冷凝水分成两个部分，约10%的蒸汽和80%的甲醇在同效中后半部分冷凝下来成为污冷凝水，大部分的冷凝水通过自汽提在逆流的加热表面内侧冷凝成为较清洁的二次冷凝水。 二次冷凝水较清洁，可以用来洗浆，少量的污冷凝水送到污冷凝水槽并进一步送去汽提。,第九章 碱回收设备,第二节 蒸发与浓缩设备,第三节 黑液的燃烧设备,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,一、概述 二、碱回收炉的结构三、黑液燃烧炉的辅助设备,一、概述 碱回收炉是碱回收车间的心脏 1、碱炉的生产目的 (作用) (1) 将蒸发送来的浓黑液燃烧，得到的熔融物用稀白液（或水）溶解，制成绿液供苛化使用。 (2) 芒硝和黑液混合，在碱炉内还原成硫化钠，以补充生产过程中的碱损失，并使苛化白液硫化度达到工艺要求。 (3) 利用黑液燃烧所产生的热量生产过热蒸汽供汽轮机发电。 2、要求： 在安全生产的前提下，具有高的碱回收率、芒硝还原率、热利用率、硫的保留率，并且尽可能减少对大气的污染。 3、碱炉系统：大致分为8个 供液系统，燃烧炉及熔融物溶解系统、锅炉系统、芒硝给料系统、 送风系统，助燃油系统、锅炉给水处理系统，烟气排出系统。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,（1）供液系统（蔗渣浆）,直接蒸发器,浓黑液槽,芒硝黑液混合槽,黑液喷枪,燃烧炉,从多效蒸发器来的黑液,（2）芒硝给料系统,补充芒硝是为了平衡生产过程中造成的硫损失，在燃烧过程中还原生成Na2S，芒硝给料系统的主要流程为：,破碎机,振动筛,芒硝,提升机,芒硝仓,刮板机,芒硝黑液混合槽,圆盘给料器,芒硝黑液系统,蒸发黑液,黑液喷枪,电场碱灰,锅炉碱灰,（3）锅炉给水处理系统,为了防止锅炉系统的受热面上结垢、氧化腐蚀、以及酸性腐蚀，锅炉给水一般要经过原水软化处理、除氧处理、及磷酸盐处理等，以达到规定的质量指标。软化目的是除去原水中的钙、镁离子，可采用离子交换器；除氧过程是除去水中的氧气和二氧化碳，以防腐蚀；磷酸盐处理 炉水中加入磷酸盐，平衡水中PO43-、SO42-的浓度比例，以防止钙、镁盐类物质在锅炉管壁上结垢。,给水除氧系统,（4）燃烧炉及熔融物溶解系统,入炉黑液在燃烧炉内经过进一步的干燥后进行燃烧，有机物燃烧产生的高温烟气在炉内上升，被引入锅炉系统； 无机物熔融，同时补加的芒硝在高温下还原生成Na2S ，接着无机熔融物从燃烧炉下方的溜槽流入溶解槽中，苛化工段来的稀白液或清水中溶解形成绿液。,（5）锅炉系统,现代燃烧炉都配有锅炉以回收站燃烧热能。锅炉系统用黑液燃烧的热能产生蒸汽，可供多效蒸发器蒸发系统或蒸煮系统以及生产过程中使用，也有用回收锅炉产生过热蒸汽供气轮机组发电。 碱回收锅炉系统的配置基本上和常规的动力锅炉相似，但结构更为复杂，运行环境更为恶劣，比常规锅炉发生爆炸等事故的危险性更大。,燃烧炉在开炉、停炉或燃烧不正常时，使用助燃油进行辅助燃烧，助燃油系统一般采用重油为燃烧。,（6）助燃油系统,一、概述 碱回收炉是碱回收车间的心脏 4、分类：回转炉(淘汰) 半冷壁喷射炉(圆形，少用)喷射炉全水冷壁喷射炉(方炉，广泛使用) 木浆碱炉(单汽包) 草浆碱炉(双汽包)无水冷壁简易喷射炉(少用)固体黑液燃烧炉（B.T炉）,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,一、概述 5、 原材料特征 （某厂木浆黑液） 黑液: 蒸发工段来的黑液固形物含量为68，温度为115 （草浆稀黑液7.5%，经蒸发后浓黑液45% 进碱炉前需用圆盘蒸发器与烟气直接接触加热蒸发到4850%）芒硝：硫酸钠含量95.0 给水：硬度 1.0 mol/l (0.1mg/L)，PH值25 时,8.89.5，温度115重油：闪点（开口）130，水份2.0 6、 产品特征 （某厂木浆黑液） 绿液：密度1.101.20，总碱150-200 gl， 硫化度19-30，芒硝还原率92蒸汽：过热蒸汽温度47010， 过热蒸汽压力644bar另一木浆厂（1）绿液：总碱浓度11520g/L（以Na2O计），硫化度1827%，温度8090 （2）过热蒸汽：碱度35微克当量/升，温度43020 ，压力3.82Mpa*水的总硬度：指水中钙、镁离子的总浓度 国家生活饮用水卫生标准规定，总硬度（以CaCO3计）限值为450mg/L。以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为：075mg/L 极软水， 75150mg/L 软水150300mg/L 中硬水， 300450mg/L 硬水450700mg/L 高硬水， 7001000mg/L 超高硬水，1000mg/L 特硬水1L水中含有相当于100mg的CaCO3，称其为l mmol/L的硬度。1毫摩尔(mmol)=1000微摩尔(mol)lmmol/L =1000mol = 100mg/L,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 由炉膛、黑液喷枪、水冷屏、凝渣管、过热器、汽包、 锅炉管束、省煤器、吹灰器、供风系统等组成。(一) 、 炉膛： 1、 结构： 炉膛是由炉底、四面炉壁、炉顶组成的方形密封空腔。 全水冷壁碱炉：炉底、炉壁、炉顶均由水冷壁管组成。 炉壁设有：一、二、三次风口，黑液喷枪口，观火口，防爆孔，熔融物出口(溜子口)。 2、 分区及作用： 干燥区：靠炉内的热量干燥喷人炉内的黑液； 燃烧区(氧化区)：有机固形物热分解和可燃气体的完全燃烧； 熔融区(还原区) ：垫层黑灰充分燃烧和无机物的熔融、芒硝的还原,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (一) 、炉膛：3、 炉膛设计要求： (1) 燃烧条件：合适的氧气含量及流通要求 (2) 结构要求： 面积：断面尺寸大小适当，既能容纳下在额定负荷时的垫层的燃烧体积，又能保持黑液熔炉区的较高温度，使燃烧稳定； 高度：既要满足黑液液滴悬浮干燥的要求， 又要满足水冷屏的布置要求 （A、控制烟温，避免在水冷屏及管束进口处结焦； B、应有足够的高度使黑灰能与三次风混合后燃尽再飞出炉膛） (3) 材料要求：碱性黑液和高温的熔融物对炉膛和其他部分有较强的腐蚀作用。必须具有较强的抗腐蚀性。 4、水冷壁： 翅片式：耐火涂料有裂缝，烟气会渗漏 膜式：翅片直接对焊起来。中间不留缝隙， 连接成一个膜屏。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (二) 、黑液喷枪：把黑液喷到炉内的装置。（作用）1、工艺要求：流量稳定：黑液的流量是炉子运行的一个主要参数，稳定流量是稳定生产的一个前提。分布均匀：喷出的黑液在悬孚状态或挂壁干燥时分布要均匀，达到同样的干燥程度，黑灰落到熔炉内所形成成的垫层也应分布均一。粒度均整：喷出的黑液粒度要均整，分散度要适当，这样的黑液就容易蒸发水分，减少碱尘的机械飞失。喷液颗粒4-5mm2、黑液喷枪的形式： 旋流式：用于悬浮干燥。 麦草浆碱炉一般采用悬浮干燥形式，配置旋流式黑液喷枪。反射板式：(也称折流板式)反射板式喷枪对黑液的温度、压力和黏度不很敏感，喷液较稳定，粒度较粗，有利于合理形成垫层和减少细小黑液粒子的飞失。木浆 反射板式黑液喷由枪杆、喷嘴和反射板组成,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (三) 、水冷屏： 一般布置在炉膛上部，连到炉膛后墙。 作用：使过热器与燃烧区分开，保护过热器免受炉瞠下部的直接辐射，同时也冷却烟气并保证其后的受热面不结焦堵灰。 (四) 、凝渣管： 布置在炉膛上部靠出口的一组管束，装在炉膛上部过热器的前面。 作用：、降低从炉膛出来进入过热区的烟气温度和使烟气具有均匀温度和流速。 、保护过热器，免受炉膛下部直接的辐射。 、保证进入锅炉管束的烟气温度低于灰分的粘点温度。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (五) 、过热器： 1、定义：吸收烟气的对流热和辐射热，把汽包中来的饱和蒸汽加热成过热蒸汽的一个部件。（作用） 2、组成：由细长蛇形管组成、悬吊于燃烧室的上部、位于管束前。大中型锅炉一般都设置有。由一级过热器及二级过热器串联组成，中间插有减温段，可以喷水以保证出口的过热蒸汽温度。 3、类型：多采用立式对流过热器，分为分管式：过热器的管子相互间隔一定的间距，传热更有效但易积灰； 屏 式：过热器的管子相互切接，交错编排成屏式，避免了灰分污垢 包裹管子，也易于用吹灰器清除积灰。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (六) 、汽包 ： 1、定义：汽包是碱炉的主要产汽部件， 是两端有封头的圆筒形高压容器。 2、作用：汽包内储存有一定数量的饱和蒸汽，当外界负荷变动时，能减少锅炉参数的波动，增加锅炉运行的安全性。供给和循环炉内水分、并起定期排污的作用。 3、组成：汽包内有净化蒸汽阀、压力表、水位表以及高水位警报器等；还有旋风分离器或隔板，使汽水分离，尽量减少蒸汽中夹带的水滴。 汽包连接给水管道、出汽管道、对流管束、凝渣管等。 分单、双汽包碱炉，结构相似。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (七) 、锅炉管束 ： 又称对流管束，是产生蒸汽的主要部件。（作用） 它与水冷壁和凝渣管结合，平衡生产蒸汽所需的传热面积。(作用)(八) 、省煤器 作用：是利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低烟气温度，提高热效率。 省煤器一般采用纵向冲刷的立式直管结构。为降低烟气温度，提高热效率，一般采用多程烟气通道的省煤器。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (九) 、吹灰器 作用：保持锅炉受热面的清洁、烟气的畅通和回收飞失的碱尘。进行定期和不定期地把堵灰吹落。 机械吹灰器有： 固定式：固定式吹灰器固定地安装在烟气通道里，若长期受高温容易损坏。 伸缩式：优点是管子不会长期被高温灼烧，适宜于高温区域吹灰。为弥补电动吹灰器吹灰的不足，视需要可增设手工压缩空气吹灰枪吹灰。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (十) 、碱回收炉的水汽运行路线（P220）,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (十一) 、 供风系统： 由鼓风机、空气预热器、风道和风嘴组成。 燃烧的空气量应为理论空气量的105，太高的过剩空气量会引起沸腾管壁区内产生难以去除的堆积物，太低则会造成燃烧不完全，增加化学品的损失。 一般是三层供风系统。 从下至上排布为： 一次风、二次风、三次风,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (十一) 、 供风系统： 1、作用、特点,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,二、碱回收炉的结构 (十一) 、供风系统 2、风嘴的布置： 为了送入的二、三次风和烟气较好混合并使各个方位燃烧均匀， 在风嘴的方位布置、密度、进风角度、方向等问题上，有不同的方法： 一种方法是，促使炉内气体形成旋转气流以利于混合均匀，如采用同心三次风系统，即将四个风箱装在炉膛四角由四个风嘴射流送入，使炉膛中心产生同心的旋转气流，实现气体的湍流混合； 另一种方法是，采用均匀对称布置，或采用小风口多风嘴的交错三次风系统。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,三、黑液然烧炉的辅助设备 (一) 、概述： 作用：因为从喷射炉出来的烟气温度约2003000C，并带有大量的碱尘和硫化物的气体，需进一步回收热量和化学药品，减少环境污染及设备腐蚀。 主要设备：烟气净化及回收碱尘的相关设备。 净化及回收系统，即“烟气处理系统” 锅炉文丘里系统烟囱 锅炉圆盘蒸发器静电除尘器烟囱 （蔗渣浆） 锅炉静电除尘器烟囱（木浆） 前两种系统都带有烟气，黑液直接接触蒸发，可以吸收烟气中的二氧化硫及三氧化硫气体；缺点是由于汽提作用而使黑液pH降低又会散发出很多恶臭的H2S和CH3SH气体，加重了对空气的污染。 第三种系统只能除去碱尘即钠盐，起不到回收热及吸收恶臭气体的作用，但是可以加大省煤器面积，使烟气温度降低到 1500C，再进入静电除尘器，只要控制好碱回收炉的燃烧条件，可以把恶臭气体的浓度降到最低。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,三、黑液然烧炉的辅助设备 (二) 、黑液的直接蒸发 （烟气净化与黑液增浓）,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,园盘蒸发器旋转时、黑液粘附在管子上，转出液面时与高温烟气接触蒸发，达到增浓、除尘目的优点：除尘效率高（9699%），动力消耗小缺点：投资大，占地面积大,三、黑液然烧炉的辅助设备 (三) 、静电除尘器： 目前碱回收炉、回转石灰窑大都配备静电除尘器净化烟气。 1、 作用： 净化烟气、回收碱尘、提高碱回收率，减少烟气对大气的污染。 2、特点：对颗粒小的尘埃，除尘率可达90%以上。 但不能回收热量、投资大。 3、工作原理： 负极加上负的高压直流电源，正极接地。当烟尘通过除尘器电场时，负极将灰尘粒子充电。 被充电的灰尘粒子在电场的作用下向正极方向运动，最终沉积在正极板上，再通过振打装置振打、灰尘落到灰斗中被收集。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,三、黑液然烧炉的辅助设备 (三) 、静电除尘器： 4、结构： (1) 电源：采用晶闸管高压整流器，把380V交流电整流成5080kY直流电后输到除尘室的阴极(电晕极，又称放电极)上去。 (2) 电极：、阳极：即集尘极，接地线用扁钢制成。结构有C型、鳞形、棒形等多种，采用C型较为普遍。 、阴极：即电晕极，结构有直线型、星型、菱型、螺旋线型、单芒刺型和双芒刺型等多种形式，以螺旋管芒刺型被使用得较多。 (3) 静电除尘器：单室和双室两种，每个室常采用23个电场。 每个电场都设有集尘极和电晕极的振打装置。 (4) 静电除尘器集尘装置：排灰阀(即锁气器)与输送机组成。 输送机可以是埋刮板输送机、平面刮板输送机、螺旋输送机。 排出的碱灰送去与黑液混合供碱炉燃烧用。 (5) 静电除尘器的底部结构: 有平底/双面锥斗两种。 (6) 静电除尘器的振打装置： 、目的：使极板、极线上收集下来的粉尘通过振打后把灰尘清理下来，从而保证极亏、极线洁净，有利于电晕放电和极板收尘。 振打方式：一种为 侧向旋转绕臂机械振打方式、 另一种为 顶部电磁锤振打方式的静电除尘。,第九章 碱回收设备,第三节 黑液的燃烧设备,第四节 绿液的苛化设备,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,一、概述 二、石灰消化器和苛化器三、澄清、洗涤与过滤设备,一、概述 1、生产目的： 将燃烧工段生产出来的绿液（主要成份为Na2CO3和Na2S)，经过除渣、消化、苛化、澄清等加工过程，生产出白液（主要成份为NaOH和Na2S)供给制浆车间蒸煮工段使用。当回收碱量不能满足生产需要（或蒸煮开机时)，可补充部分外来碱液和外来固体硫化碱，按比例配制成白液送制浆蒸煮木片用；白泥作为石灰窑生产石灰原料。 2、主要设备：石灰消化器，苛化器，白液、绿液的澄清过滤设备等。备注： 绿液：燃烧黑液产生的无机熔融物溶解于稀白液（或热水）中，形成的溶液由于含有少量的Fe(OH)2，而呈绿色，称为绿液。 绿液的主要成分：Na2CO3、Na2S 白液的主要成分：NaOH、Na2S,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,补充（木浆碱回收）：1、工艺条件控制： (1) 绿液的总碱保证在150g/L以上。（以NaOH计） (2) 消化器温度95，但不能超过104以免沸腾。 (3) 1苛化器苛化度在72-82%之间。白液苛化度指标约为76-82% (4) 苛化器温度控制在：1是96-102。 (5) 出ECO白液澄清度为100mg/L。 (6) ECO过滤机沉降时间一般为30-40秒，过滤时间为150-180秒， 反冲洗时间为1-5秒。 (7) 白泥真空过滤机在运行时，滤鼓浸入液体深度大约15-30cm。2 产品特征2.1 白 液 总碱: 150-200g/l(以NaOH计) 活性碱浓度： 125-150g/l(以NaOH计) 硫化度： 22-35%（以活性碱计） 澄清度： 100 mg/l 设计能力： 1560m3/d2.2 白 泥 干 度： 70% 残 碱： 0.5% 有效CaO： 1% 原材辅料特征 3.1 绿 液 密度: 1.10-1.20 kg/L 总碱浓度： 150-200 g/L 硫化度： 19-30% 温度： 80-98 3.2 石 灰 氧化钙： 85% 残余碳酸盐：1-4% ,碱炉,绿液澄清器,绿液贮槽,绿液加热器,消化器,苛化器,压液压滤器,浓白液槽,压泥混合槽,予挂洗渣机,白泥槽,白泥压滤机,稀白液槽,绿泥涤涤器,绿泥槽,沉渣槽,真空洗渣机,绿泥槽,乳液供料槽,白泥稀释槽,石灰厂,绿液,稀白液,冲灰池或渣场,轻钙厂或渣场,蒸煮,浓白液,碱炉,白泥,绿泥,石灰,消化渣,渣场或污水站,工艺流程方块图,二、石灰消化器和苛化器 1、 石灰消化器： CaO + H2O = Ca(OH)2 + 热量 一般配有提渣机，又称为石灰消化提渣机。 作用：供石灰消化制取石灰乳（氢氧化钙的悬浊液） 。 结构：石灰消化部分（作用：使石灰与绿液混合均匀） 提渣部分 （作用：除去绿沙和不消化的杂质） 分类：转鼓式 、搅拌槽式 区别在于石灰消化部分；提渣部分的结构基本相同。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,二、石灰消化器和苛化器 2、 苛化器 Ca(OH)+NaCO =CaCO+2NaOH 作用：为消化后的乳液提供良好的苛化条件，使苛化反应进行得比较彻底。 （1）连续苛化器：结构：内设蒸汽加热蛇管、搅拌器，顶盖设有排气管特点：常将三台苛化器布置成阶梯形排列，串联运行。 三台苛化器的进出口都在上部。溢流进入下一台。 各个苛化器控制不同温度。 苛化乳液在器中共停留90120min左右。 （2）三室连续苛化器优缺点：从单室连续苛化器发展而来。结构紧凑、苛化效率高、占地小。 但是不够灵活，一旦搅拌器失灵，系统就好停机。结构：分为上、中、下三层，中间有隔板。 第一层有蛇管加热，各层共一根总轴，每层一个搅拌器。特点：消化乳液由顶层通过隔板的中心套环逐层向下流动，由底层的出液管引到位于顶层的出口管流出。为保持规定液位，设有虹吸抽液管。这种装置由于消除了短路问题，容积效率较高。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 作用： 澄清或过滤分离出绿液、绿泥； 绿泥的洗涤，绿泥需尽量洗除残留的碳酸钠后再排掉； 澄清或过滤分离出白液、白泥； 白泥的洗涤过滤，溶解出残碱、提高白泥干度（一）、澄清器1、工作原理： 借助重力的作用，使密度较大的绿泥或白泥沉降在下部， 上层为澄清液，从而达到分离的目的。2、影响因素： 石灰质量 过量石灰的数量 白泥颗粒大小 滤液的浓度和温度,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 （一）、澄清器3、 类型： 多层澄清器（绿泥洗涤器） 平行式 逆流式 单层（白液澄清/白泥洗涤） （1）平行式进液多层澄清器： 锥形底、圆柱形贮槽，由隔板分成三层。各层有四根转臂，板状耙齿（可提起或降落）固定在转臂上由中心轴带动。 上下层由下渣管相通。排泥最终由底层排出。澄清液集中到清液槽排出。（2）单层澄清器 结构：主轴、耙齿、传动机构、提升机构组成，与多层澄清器结构相同。由多层澄清器发展而来，其取消了中间各层的隔板和耙子。 原理：利用悬浊液中固相沉降后形成的泥层本身作为过滤介质，对由泥层下部进入的悬浮液起到过滤层作用而达到固液分离的目的。（3）绿液沉清贮存槽 上部：有进料井，用于消除进料动能。 沉降区，用于沉降绿泥，分离绿液 溢流槽，通过溢流槽抽出绿液 下部：电动耙子，用来收集沉降的绿泥,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 (二）、压力过滤器（新型白液过滤设备）类 型：管式 A型过滤苛化白液、白泥洗涤液 B型纯化已过滤的白液、绿液 盘式 过滤苛化白液、绿液1、A型压力过滤器(1) 结构： 立式锥底圆筒形钢制容器,采用管式过滤单元。 用隔板把压力过滤器分成上下两部分。 上部为常压区：过滤元件=多孔钢管+过滤套(涂有不粘层的聚丙烯无纺布）挂在隔板上。隔板上方是滤液收集室，它被分隔成若干个扇形区，每区都有一个滤液导出管接到环形白液总管引出。 下部为压力区：在隔板下方是进液室和卸料区。卸料区供白泥沉积和暂时贮存。底部装有一缓慢转动的耙形搅拌器，以保证锥底的抽泥接口均匀地排出白泥。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 (二)、压力过滤器 1、A型压力过滤器 工作过程及原理： 过程：过滤反冲洗沉降 过滤：乳液由泵送压力进液口进入壳体，并通过毡套及被截留于毡套表面的白泥形成滤饼，形成澄清液溢流到出料管排出。过滤时间一般设为180200s。 反冲洗：乳液停止进入壳体，由上部的滤液反冲毡套上的白泥，以便白泥的沉降。时间0.62.0s。 沉降：反冲时脱离滤套的白泥沉淀到过滤器底部，由耙形搅拌器收集排出。时间060s。 过滤系统控制： 组成：供料槽、供液泵、白液混合槽、白泥泵及酸洗槽等。 自动控制：通过阀门的调节压力过滤配套设备的工作来完成过滤、反冲洗、沉降工作过程。同时，注意过滤压力的大小，根据压力值的大小设定反冲洗的时间或者进行酸洗。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 (二)、压力过滤器 2、B型压力过滤器 是一种在线过滤器，是A型压力过滤器的简化版，它只有压力过滤部分，收集室也不分隔成扇形室，不设白泥沉降增浓的部位；反冲下来的白泥马上排到器外的澄清器或带式真空过滤机里去。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,3、盘式压力过滤机（类似多盘洗涤浓缩机） 结构：有一根水平的中心轴上装有许多立式过滤圆盘，在卧式的压力室内回转。每个圆盘分成几块，每块用聚丙烯滤布包裹。 工作过程：利用圆盘内外的压力差使绿液或白液通过预挂一层白泥和滤布所形成的滤层，滤液从中心轴中的通道流到一端的出料阀门排出，进入贮存槽贮存。滤液带出来的空气经分离器分离.气体用水环式压缩泵，送回过滤器压力室内。白泥用刮刀刮下送白泥贮存槽。白泥干度要求75%,三、澄清、洗涤与过滤设备 (三)、洗涤器 1、绿泥洗涤器：又称逆流多层澄清器 作用：洗涤绿泥，回收其中的残碱，以减少碱损失。 结构：与多层澄清器相似。 不同之处：每层中央有一个排渣阻水器，排渣时上下两层洗涤液不相通，以达到洗涤效果。 工作过程：经打散的绿泥从顶层中央进入，洗涤水由底部进入，泥渣由上向下，洗涤水由下向上，进行逐层逆流洗涤。 2、真空洗渣机： 作用：洗涤苛化澄清下来的白泥。（专用） 结构：与真空洗浆机甚为相似。 不同之处：其槽体内下部设有摆动搅拌器，以防泥浆沉降。 工作过程：经打散的绿泥进入头槽，并在滤鼓网面上形成泥饼，随着滤鼓的旋转，干燥区、洗涤区，吹落区，经刮刀将滤饼剥落，送到石灰回收系统煅烧。滤液沿流由分配阀连续排出。,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,三、澄清、洗涤与过滤设备 (三)、洗涤器 3、预挂式真空过滤机：白泥洗涤过滤设备 特点：在滤网上预挂一层白泥作为过滤层 结构和原理：与真空洗渣机基本相似 缺点： 滤布要定期酸洗(用改性酸液) 需定期全部剥落、更换预挂层，引起入回转石灰窑的白泥干度波动。 过滤草浆白泥时，速度低、能力低，约木浆白泥的40%,第九章 碱回收设备,第四节 绿液的苛化设备,生产1t纸浆所产生的黑液在碱回收过程中可产生0.5-0.65t的白泥，木浆类白泥可用煅烧法回收，而草浆类白泥由于硅干扰的问题，难以回收白泥。 苛化工序消耗生石灰（CaO）生产蒸煮用白液（NaOH、Na2S），同时产生的副产品是白泥（主要成分是CaCO3）。石灰回收就是在1100-1250的高温下，把苛化工段产生的白泥又转化成为CaO ，以便重新使用于苛化过程。（这个反应叫做煅烧）,白泥回收工艺简介,煅烧石灰法 （1）原理：CaCO3 = CaO+CO2 -178kJmol （2）方法： 有回转炉法、硫化床沸腾炉法、及闪急炉法等回转炉法：操作方法简单，运行稳妥可靠，技术成熟，得到广泛应用，其生产工艺流程如下图所示,附:白泥回收流程,1、碱回收的概念、方法、意义、过程2、板式降膜蒸发器的结构、工作原理3、黑液蒸发常用流程：七体五效混流板式降膜蒸发流程4、蒸发辅助设备：黑液预热器、表面冷凝器、真空装置、闪蒸罐、自提系统5、碱炉的生产目的 、要求、常用的类型6、碱回收炉的结构：十一个组成部分7、黑液燃烧炉的辅助设备：静电除尘器8、苛化的生产目的9、苛化的主要设备 ：石灰消化器、苛化器、澄清洗涤与过滤设备,第一四节,第九章 碱回收设备,思考题：1、碱回收的概念、方法、意义、过程2、绘制碱回收流程方框图3、板式降膜蒸发器的结构、工作原理4、黑液蒸发的主要辅助设备有哪些、各自的作用是什么？5、碱炉的生产目的 、要求、常用的类型6、碱炉主要有哪些部分组成，分别起什么作用？7、碱炉的供风系统中各次风的作用、特点8、苛化的生产目的9、苛化的主要设备有哪些？各自的作用是什么？10、压力过滤器的结构、工作过程及原理,第一四节,第九章 碱回收设备,