一种造纸黑液的处理方法及处理系统与流程

文档序号:15088236发布日期:2018-08-04 12:31阅读:602来源:国知局

本发明涉及造纸技术领域,特别是涉及一种造纸黑液的处理方法及处理系统。



背景技术:

化机浆的资源利用率高,得率高达80-95%,是化学浆的两倍,且产生的污染cod仅是化学浆的1/10-1/6。近年,随着化机浆技术的发展,用水量逐渐减少,而废水浓度逐步升高,使得高浓化机浆废水的处理问题逐渐凸显出来。化机浆所产生的黑液温度高、固体悬浮物(tss)含量高、污染负荷大,且其中还含有树脂、木质素、纤维素、半纤维素、含硫物、螯合剂、树脂酸、单宁等,传统的黑液处理方法已经无法满足现在国家对污染物排放的严格要求。

目前,满足现在国家对污染物排放的严格要求,主要是通过碱回收系统对化机浆所产生的黑液进行处理。

本申请的发明人在长期的研发过程中,发现化机浆所产生的黑液中的固体悬浮物的含量较高,易造成蒸发效罐堵塞,进而影响蒸发系统的运行周期。



技术实现要素:

本发明提供一种造纸黑液的处理方法及处理系统,能够解决现有技术中化机浆所产生的黑液中的固体悬浮物造成蒸发效罐易堵塞的技术问题。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种造纸黑液的处理系统,包括:第一效罐、第二效罐以及高效浅层离子气浮设备,所述高效浅层离子气浮设备分别与所述第一效罐、所述第二效罐连通;

其中,所述第一效罐为真空状态,用于接收黑液并对所述黑液进行降温处理;

所述高效浅层离子气浮设备用于接收降温后的所述黑液,并对所述黑液进行净化处理,以去除所述黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;

所述第二效罐用于接收其中一部分的所述第一稀黑液,并对接收的所述第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。

其中,所述第一效罐的真空度范围为(-0.90)-(-0.93)bar,经降温后的所述黑液的温度范围为47-50℃。

其中,所述黑液中的固体悬浮物的含量范围为1000-2000ppm,所述第一稀黑液中的固体悬浮物的含量范围为150-300ppm。

其中,所述系统进一步包括:

脱水装置,用于接收所述浮渣,并对所述浮渣进行脱水处理,形成固体物及第二稀黑液。

其中,所述高效浅层离子气浮设备包括:

微气泡制造装置,用于制造携带电荷的微气泡;

进池管道,用于输送降温后的所述黑液以及所添加的助凝剂,使得所述黑液在所述助凝剂的作用下发生絮凝反应,形成絮团;

气浮池,与所述微气泡制造装置、所述进池管道连通,用于接收所述黑液及所述微气泡,使得所述黑液中反应生成的所述絮团在所述微气泡的吸附作用下悬浮在所述黑液的液面。

为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种造纸黑液的处理方法,包括:

对黑液进行降温处理;

对降温后的所述黑液进行净化处理,以去除所述黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;

对其中一部分的所述第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。

其中,对黑液进行降温处理后,所述黑液的温度范围为47-50℃。

其中,所述黑液中的固体悬浮物的含量范围为1000-2000ppm,所述第一稀黑液中的固体悬浮物的含量范围为150-300ppm。

其中,所述处理方法进一步包括:

对所述浮渣进行脱水处理,形成固体物及第二稀黑液。

其中,所述净化处理包括:

制造携带电荷的微气泡;

输送降温后的所述黑液以及所添加的助凝剂,使得所述黑液在所述助凝剂的作用下发生絮凝反应,形成絮团;

接收所述黑液及所述微气泡,使得所述黑液中反应生成的所述絮团在所述微气泡的吸附作用下悬浮在所述黑液的液面。

本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明提供的造纸黑液的处理系统,包括:第一效罐、第二效罐以及高效浅层离子气浮设备,所述高效浅层离子气浮设备分别与所述第一效罐、所述第二效罐连通;其中,所述第一效罐为真空状态,用于接收黑液并对所述黑液进行降温处理;所述高效浅层离子气浮设备用于接收降温后的所述黑液,并对所述黑液进行净化处理,以去除所述黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;所述第二效罐用于接收其中一部分的所述第一稀黑液,并对接收的所述第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。通过将化机浆所产生的黑液导入至第一效罐中,因第一效罐为真空状态,能够快速将黑液的温度降下,接着将降温后的黑液导入至高效浅层离子气浮设备,高效浅层离子气浮设备对黑液净化处理后,可以将黑液中的大部分固体悬浮物去除,如此,再将第一稀黑液导入至第二效罐进行蒸发浓缩,因第一稀黑液中的固体悬浮物的含量远小于黑液中所含的固体悬浮物含量,可以有效避免出现在蒸发浓缩的过程中固体悬浮将效罐堵塞的情况,从而能够增加蒸发系统的运行周期时长,降低运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:

图1是本发明造纸黑液的处理系统一实施方式的结构示意图;

图2是本发明造纸黑液的处理方法一实施方式的步骤流程示意图;

图3是图2所示的步骤流程示意图中步骤s102的子步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,图1是本发明实施方式造纸黑液的处理系统100的结构示意图。本发明实施方式提供造纸黑液的处理系统100可以进行蒸发浓缩前将黑液中的大部分固体悬浮物去除。该造纸黑液的处理系统100包括第一效罐10、高效浅层离子气浮设备20以及第二效罐30,高效浅层离子气浮设备20分别与第一效罐10、第二效罐30连通;其中,第一效罐10为真空状态,用于接收黑液并对黑液进行降温处理;高效浅层离子气浮设备20用于接收降温后的黑液,并对黑液进行净化处理,以去除黑液中大部分的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;第二效罐30用于接收其中一部分的第一稀黑液,并对接收的第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。

众所周知,化机浆中所产生的黑液包含固体悬浮物、pcd以及cod,其中,固体悬浮物的含量范围为1000-2000ppm,pcd的含量大于或等于20000ppm,cod的含量大于或等于10000ppm,此时的稀黑液的温度大于或等于80℃。若将黑液直接进行蒸发浓缩,其中的固体悬浮物的含量较高,易将蒸发效罐堵塞,从而使得蒸发系统的运行周期较短,通常,黑液经蒸发浓缩之后得到的产物的浓度范围在60%-65%,碱炉中燃烧产物的产汽比范围为3.1-3.5t汽/tds,另外,化机浆的蒸发系统运行到30-40天,就必须停机处理堵塞问题,因清洗效罐所需的时间较长,任务繁重,需要大量的人力不间断作用,不仅在人力、物力以及财力上造成浪费,而且易使得员工极度疲劳,易造成安全事故。

本实施方式中,通过将化机浆所产生的黑液输送至第一效罐10中,因第一效罐10为真空状态,能够快速将黑液的温度降下,接着将降温后的黑液输送至高效浅层离子气浮设备20,高效浅层离子气浮设备20对黑液净化处理后,可以将黑液中的大部分固体悬浮物去除,如此,再将第一稀黑液输送至第二效罐30进行蒸发浓缩,因第一稀黑液中的固体悬浮物的含量远小于黑液中所含的固体悬浮物含量,可以有效避免出现在蒸发浓缩的过程中固体悬浮将效罐堵塞的情况,从而能够增加蒸发系统的运行周期时长,蒸发系统的运行周期可达80-90天,能够有效降低运行成本,另外,黑液经蒸发浓缩之后得到的产物的浓度范围在65%-70%,碱炉中燃烧产物的产汽比范围为3.5-4.0t汽/tds。

其中,第一效罐10的真空度范围为(-0.90)-(-0.93)bar,例如(-0.90)bar、(-0.92)bar或(-0.93)bar等,经降温后的黑液的温度范围为47-50℃,例如47℃、48.5℃或50℃等。

由于第一效罐10为真空状态,当大于或等于80℃的黑液进入到第一效罐10后,稀黑液会发生剧烈的沸腾,从而使得稀黑液的温度直接将至45-50℃。

可以理解,第一效罐10与第二效罐30连通,以使得第二效罐30在蒸发浓缩的过程中所产生的蒸汽流通至第一效罐10,且将第一效罐10中沸腾时所产生的蒸汽带走。

可以理解,处理系统100包括多个依次连通的第二效罐30,多个依次连通的第二效罐30对第一稀黑液依次进行蒸发浓缩,也就是说,第一稀黑液进入第一个第二效罐30进行蒸发浓缩后,再次进入到下一个第二效罐30进行蒸发浓缩。进一步的,处理系统100还包括与最后的一个第二效罐30连通的强制循环蒸发效罐31,以对经多个第二效罐30蒸发浓缩后的第一稀黑液进一步进行蒸发浓缩。

其中,第一稀黑液中的固体悬浮物的含量范围为150-300ppm,例如150ppm、200ppm或300ppm等。

可以理解,黑液中所含的固体悬浮物的含量范围在1000-2000ppm内,经高效浅层离子气浮设备20净化处理后,所产生的第一稀黑液中所含的固体悬浮物的含量远远低于化机浆中所产生的黑液中所含的固体悬浮物的含量,固体悬浮物的去除率高达85%以上。

进一步的,处理系统100还包括脱水装置40,用于接收浮渣,并对浮渣进行脱水处理,形成固体物及第二稀黑液。

其中,为进一步加强脱水效果,脱水装置40在脱水处理过程中,添加有助凝剂,助凝剂可以为聚丙烯酰胺,进一步的,助凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。本实施方式中,所添加的助凝剂的含量范围为20-50ppm,例如20ppm、35ppm或50ppm。当然,在其它实施方式中,助凝剂还可以选用其它的材料及含量范围,在此不作限定。

本实施方式中,脱水装置40可以为机械螺旋压榨脱水机,当然,在其它实施方式中,脱水装置40可以为其它的装置,在此不作限定。

可以理解,将絮凝反应所产生的絮团收集起来后,所形成的浮渣经脱水处理后,细小纤维干度可达40%以上,如此,就可以将固体物进行焚烧或者外售,从而实现资源的再利用。

进一步的,处理系统100还包括浓缩池50,浓缩池50设置在脱水装置40与高效浅层离子气浮设备20之间,用于收集高效浅层离子气浮设备20所排出的浮渣。

进一步的,处理系统100还包括澄清槽60及容置槽70,澄清槽60、容置槽70以及第一效罐10依次连通,其中,澄清槽60用于接收化机浆所产生的黑液,并对黑液进行澄清,以输送至容置槽70中,进而输送至第一效罐10。

在本发明实施方式中,脱水装置40与澄清槽60连通,以将脱水过程中所产生的第二稀黑液输送至澄清槽60中,以便于对第二稀黑液与黑液一起再次进行净化处理。

进一步的,处理系统100还包括缓冲罐80,缓冲罐80设置在第二效罐30与浅层离子气浮设备20之间,以在接收到第一稀黑液后,在泵(未图示)的作用下将第一稀黑液输送至第二效罐30中。

高效浅层离子气浮设备20是集絮凝、气浮、撇渣、沉淀、刮泥于一体的设备,其主要包括微气泡制造装置21、进池管道22、气浮池23、布水装置、撇泥装置25以及浮渣收集装置26。

其中,微气泡制造装置21用于制造携带电荷的微气泡。

本实施方式中,微气泡可以为携带正电的微气泡。

可以理解,第一稀黑液的另一部分输送至微气泡装置,以向微气泡装置中输送液体,进而将微气泡输送至气浮池23。本实施方式中,输送至第二效罐20的第一稀黑液的量远远大于输送至微气泡制造装置21的第一稀黑液的量。

进池管道22,用于输送降温后的黑液以及所添加的助凝剂,使得黑液在助凝剂的作用下发生絮凝反应,形成絮团。

本实施方式中,助凝剂可以为聚丙烯酰胺,进一步的,助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。所添加的助凝剂的含量范围为10-60ppm,例如10ppm、30ppm或60ppm。当然,在其它实施方式中,助凝剂还可以选用其它的材料及含量范围,在此不作限定。

可以理解,若将化机浆所产生的黑液直接输送至高效浅层离子气浮设备20,因黑液的温度较高,在高效浅层离子气浮设备20中所添加的助凝剂无法发挥助凝作用,会严重影响絮凝反应,进而影响固体悬浮物的去除效果,因此,在将黑液输送至高效浅层离子气浮设备20前,需对黑液进行降温处理,使得助凝剂得到较好的发挥。

气浮池23,与微气泡制造装置21、进池管道22连通,用于接收黑液及微气泡,使得黑液中反应生成的絮团在微气泡的吸附作用下悬浮在黑液的液面。

可以理解,在进入气浮池23之前,将助凝剂添加到黑液中,能够使得黑液在输送过程中,与助凝剂发生充分反应而生成絮团,进入气浮池23后,因微气泡的吸附作用,絮团随着微气泡悬浮至黑液的液面,便于后续的收集。

布水装置(未图示)设置在气浮池23的底部,用于将黑液进入气浮池23的扰动降至最低。可以理解,布水管的移动速度与黑液在进池管道22中的速度相同,方向相反,由此产生了“零速度”,以将黑液进入气浮池23的扰动降至最低,使得黑液中的絮团静态垂直上浮至黑液的液面。

撇泥装置25用于将悬浮在液面的浮渣去除。

浮渣收集装置26用于将撇泥装置25从黑液中刮除的浮渣,并转移至浓缩池50,以便于后续对浮渣进行脱水。

高效浅层离子气浮设备20与现有技术中的高效浅层离子气浮设备的结构相同,其所包括的其它装置在此不再赘述。

区别于现有技术,本发明实施方式提供的造纸黑液的处理系统100,包括:第一效罐10、第二效罐30以及高效浅层离子气浮设备20,高效浅层离子气浮设备20分别与第一效罐10、第二效罐30连通;其中,第一效罐10为真空状态,用于接收黑液并对黑液进行降温处理;高效浅层离子气浮设备20用于接收降温后的黑液,并对黑液进行净化处理,以去除黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;第二效罐30用于接收第一部分的第一稀黑液,并对接收的第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。通过将化机浆所产生的黑液输送至第一效罐10中,因第一效罐10为真空状态,能够快速将黑液的温度降下,接着将降温后的黑液输送至高效浅层离子气浮设备20,高效浅层离子气浮设备20对黑液净化处理后,可以将黑液中的大部分固体悬浮物去除,如此,再将第一稀黑液输送至第二效罐30进行蒸发浓缩,因第一稀黑液中的固体悬浮物的含量远小于黑液中所含的固体悬浮物含量,可以有效避免出现在蒸发浓缩的过程中固体悬浮将效罐堵塞的情况,从而能够增加蒸发系统的运行周期时长,降低运行成本。

请结合参阅图2,图2是本实施方式中的造纸黑液的处理方法的步骤流程示意图。本发明实施方式提供的造纸黑液的处理方法,包括如下步骤:

步骤s101,对黑液进行降温处理。

其中,黑液是从化机浆中所产生的,黑液中包含固体悬浮物、pcd以及cod,其中,固体悬浮物的含量范围为1000-2000ppm,pcd的含量大于或等于20000ppm,cod的含量大于或等于10000ppm。此时的稀黑液的温度大于或等于80℃。

本实施方式中,经降温后的黑液的温度范围为47-50℃,例如47℃、48.5℃或50℃等。

可以理解,对黑液进行降温处理的装置可以是真空状态的第一效罐,当大于或等于80℃的黑液进入到第一效罐后,稀黑液会发生剧烈的沸腾,从而使得稀黑液的温度直接将至45-50℃。当然,在其它实施方式中,对黑液进行降温处理的装置可以是其它的装置,在此不作限定。

可以理解,化机浆所产生的黑液的温度通常大于或等于80℃,由于黑液的温度太高,在后续步骤中,助凝剂无法发挥助凝作用,因此,需要对黑液进行降温处理,以使固体悬浮物在助凝剂的作用下,发生絮凝反应而成絮团,进而将絮团去除。

步骤s102,对降温后的黑液进行净化处理,以去除黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣。

本实施方式中,对降温后的黑液进行净化处理的装置可以高效浅层离子气浮设备。当然,在其它实施方式中,净化处理的装置可以是其它的装置,在此不作限定。

步骤s103,对其中一部分的第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。

可以理解,在进行蒸发浓缩处理之前,已将黑液中的大部分的固体悬浮物去除,也就是说,第一稀黑液中所含有的固体悬浮物的含量远远低于化机浆中所产生的黑液所含有的固体悬浮物的含量,如此,可以有效避免出现在蒸发浓缩的过程中固体悬浮将效罐堵塞的情况,从而能够增加蒸发系统的运行周期时长,降低运行成本。

在另一实施方式中,步骤s103之后,进一步包括:

步骤s104,对浮渣进行脱水处理,形成固体物及第二稀黑液。

本实施方式中,为进一步加强脱水效果,在脱水处理过程中,添加助凝剂,其中,助凝剂可以为聚丙烯酰胺,进一步的,助凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。所添加的助凝剂的含量为20-50ppm,例如20ppm、35ppm或50ppm。当然,在其它实施方式中,助凝剂还可以选用其它的材料及含量范围,在此不作限定。

本实施方式中,脱水处理的装置可以为机械螺旋压榨脱水机,当然,在其它实施方式中,脱水装置可以为其它的设备,在此不作限定。

请结合参阅图3,图3是图2所示的步骤流程示意图中步骤s102的子步骤流程示意图。在一实施方式中,对降温后的黑液进行净化处理包括:

子步骤s1021,制造携带电荷的微气泡;

子步骤s1022,输送降温后的黑液以及所添加的助凝剂,使得黑液在助凝剂的作用下发生絮凝反应,形成絮团;

子步骤s1023,接收黑液及微气泡,使得黑液中反应生成的絮团在微气泡的吸附作用下悬浮在黑液的液面。

本实施方式中,助凝剂为聚丙烯酰胺,进一步的,助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。所添加的助凝剂的含量为10-60ppm,例如10ppm、30ppm或60ppm。当然,在其它实施方式中,助凝剂还可以选用其它的材料及含量范围,在此不作限定。

可以理解,另一部分的第一稀黑液输送用于输送微气泡,并维持高效浅层离子气浮设备的平衡。

可以理解,使用高效浅层离子气浮池设备进行净化处理时,在高效浅层离子气浮设备中的进池管道中添加助凝剂,使得黑液中的固体悬浮物在助凝剂的作用下发生絮凝反应,形成絮团,进入气浮池后,在微气泡制造装置中所产生的微气泡的作用下,絮团悬浮在黑液的表面,接着撇泥装置将悬浮的絮团刮除,从而形成第一稀黑液和浮渣。

区别于现有技术,本发明实施方式提供的造纸黑液的处理方法,包括:对黑液进行降温处理;对降温后的黑液进行净化处理,以去除黑液中的固体悬浮物,形成第一稀黑液和浮渣;对第一部分的第一稀黑液进行蒸发浓缩处理。通过对化机浆所产生的黑液进行降温处理,接着对降温后的黑液进行净化处理后,可以将黑液中的大部分固体悬浮物去除,如此,再对第一稀黑液进行蒸发浓缩处理,因第一稀黑液中的固体悬浮物的含量远小于黑液中所含的固体悬浮物含量,可以有效避免出现在蒸发浓缩的过程中固体悬浮将效罐堵塞的情况,从而能够增加蒸发系统的运行周期时长,降低运行成本。

以下结合实施例1对此发明进行说明。

实施例1

表一高效浅层离子气浮设备的工艺参数

从表一中可以看出,气浮池出口处的固体悬浮物的含量远远低于气浮池入口处的固体悬浮物的含量,即,黑液经过高效浅层离子气浮设备的净化处理之后,能够去除大部分的固体悬浮物,同时,pcd的含量也大量减少。

以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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