專利名稱：一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，涉及造紙污水處理，具體來說涉及一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法。
背景技術(shù)：
制漿黑液是化學(xué)制漿過程產(chǎn)生的粘稠液，黑液中含有大量有機(jī)質(zhì)，其中包括的有機(jī)質(zhì)以堿木素為主，還包括己(或戊)糖酸鈉、乙酸鈉和甲酸鈉等成分，對(duì)應(yīng)不同濃度的黑液，其COD (化學(xué)需氧量，定義單位體積廢水所含有物質(zhì)完全被氧化所需的氧元素的質(zhì)量)總量達(dá)到38400-142600(^^1'是一種潛在的水體污染源，任意排放將造成嚴(yán)重污染。同時(shí)，黑液固形物發(fā)熱值為I. 4-1. 6MJ/kg，是一種可再生能源；黑液中含有木素高分子物質(zhì)，是一種天然的有機(jī)高分子原料，可以廣泛應(yīng)用在高分子合成材料。 制漿黑液產(chǎn)量大，每生產(chǎn)I噸風(fēng)干紙漿伴隨產(chǎn)生約I. 5-1. 7噸黑液固形物，2010年國(guó)內(nèi)新生產(chǎn)紙漿2005萬噸，其中約70%為化學(xué)漿計(jì)算，伴隨產(chǎn)生約1650-2100萬噸黑液，其發(fā)熱總量相當(dāng)于560-700萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，充分利用和回收其熱能和有用的化學(xué)成分，減少黑液對(duì)水體的污染，已經(jīng)成為制漿廠的重要工作內(nèi)容，是提高制漿廠節(jié)能減排和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。當(dāng)前制漿造紙行業(yè)普遍采用燃燒法處理黑液。黑液燃燒其工藝流程是將稀黑液濃縮到固形物含量的60-75%后，再用噴槍將濃黑液噴入堿回收爐爐膛，經(jīng)過三次吹風(fēng)，使?jié)夂谝和耆紵?，達(dá)到消除有機(jī)污染物的目的，同時(shí)回收黑液熱能，但是，受爐體結(jié)構(gòu)和燃燒工藝的限制，堿回收爐的熱能效率較低，只有55-67%。燃燒法處理黑液的優(yōu)點(diǎn)(I)技術(shù)可靠成熟。該技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)有100年的歷史，90%的制漿廠采用該技術(shù)；(2)處理量大。單爐日處理量為100-2000噸，適應(yīng)年產(chǎn)2-40萬噸紙漿的規(guī)模；(3)完全消除黑液中的有機(jī)質(zhì)；(4)回收黑液中的熱能的55-67% ；回收黑液中的無機(jī)鹽，經(jīng)過堿化反應(yīng)，回收蒸煮木片消耗的NaOH和Na2S,堿回收率可達(dá)到 92%。燃燒法處理黑液的不足(I)稀黑液濃縮量大，每生產(chǎn)I噸紙漿，伴隨產(chǎn)生7-9噸稀黑液。一個(gè)年產(chǎn)12萬噸紙漿的制漿廠，日蒸發(fā)量約為2800噸；(2)蒸發(fā)能耗大，采用多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)效率為3. 6 (即蒸發(fā)3. 6噸水消耗I噸水蒸汽)，每生產(chǎn)I噸紙漿，稀黑液蒸發(fā)需要2-3噸的低壓蒸汽，稀黑液蒸發(fā)的能耗總量約占整個(gè)制漿廠能耗總量的22% ；
(3)無法回收利用黑液中的木素；(4)焚燒尾氣中含有一定量的有毒有害氣體，對(duì)環(huán)境還有一定的危害。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010168347，公開了一種制漿黑液氣化與直接苛化堿回收方法，該方法包括如下工藝步驟與直接苛化劑混合的黑液被熱解成為半焦，直接苛化劑采用二氧化鈦或二鈦酸鈉；所述半焦再通過氣化爐以水蒸氣為氣化劑完成有機(jī)碳?xì)饣?、碳酸鹽脫一氧化碳、芒硝還原等反應(yīng)，生成含有少量硫化氫的富氫粗合成氣，黑液無機(jī)物以固體狀態(tài)即五鈦酸鈉被回收；粗合成氣經(jīng)過硫化氫吸收等過程后成為精制合成氣，五鈦酸鈉水解后生成氫氧化鈉，不能繼續(xù)水解的二鈦酸鈉則循環(huán)利用。該方法具有制漿化學(xué)品以固態(tài)回收和可制得精致合成氣優(yōu)點(diǎn)，并避免了碳酸鹽熔融物的高溫腐蝕，但是需要加入苛化劑，消耗的熱能也很高。面臨能源短缺和全球氣候變暖的雙重挑戰(zhàn)，如何有效地地處理和利用黑液成為人們關(guān)注的問題，也成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。為此，近30年來黑液氣化研究蓬勃發(fā)展，黑液氣化被認(rèn)為是傳統(tǒng)的燃燒法的將來替代者。黑液氣化的工藝流程是將稀黑液濃縮到固形物含量的60-75%后，利用噴槍使適量的氧氣和濃黑液混合霧化并噴入氣化爐內(nèi)。氧氣和濃黑液在氣化爐內(nèi)，發(fā)生干燥、裂解反應(yīng)、不完全燃燒反應(yīng)和焦炭氣化反應(yīng)，生成含有以H2和CO為主要成分的生物質(zhì)合成氣，同時(shí)得到以Na2CO3為主的堿熔物。生物質(zhì)合成氣經(jīng)過脫硫凈化后，可以進(jìn)一步合成機(jī)動(dòng)車需要的甲醇和二甲醚等燃料。黑液氣化也存在稀黑液蒸發(fā)量大及無法回收黑液中木素的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，能減少稀黑液的蒸發(fā)量，實(shí)現(xiàn)將處理后產(chǎn)生的硫酸、堿液循環(huán)利用，還可回收木素、合成氣。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的·
木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，包括以下步驟a.木素提取將在蒸煮鍋內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的漿料，用黑液提取機(jī)提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為30-50%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為2-5，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)濾過，得到木素及酸性濾液。木素是芳香族的高分子化合物，也是一類性質(zhì)相似的物質(zhì)的總稱，不同的原料木素分子的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)都有差異，它們是一種無定形結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。木素是纖維素的粘合齊U，能增強(qiáng)植物體的機(jī)械強(qiáng)度，可以制備合成樹脂。木素廣泛用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、油田化學(xué)品、建材助劑、粘合劑、表面活性劑等領(lǐng)域，在能源日益枯竭的今天，回收利用木素有重要意義。以上木素提取的主要化學(xué)反應(yīng)為0· 5xH2S04+Nax-Lignin — O. 5xNa2S04+Hx-Lignin Ib.酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池，其體積與進(jìn)入黑液酸化池的稀黑液相等，加堿液堿化，使PH > 7，循環(huán)加入蒸煮鍋蒸煮，加入植物纖維原料、水、回收堿液和化學(xué)助劑，通入水蒸汽蒸煮，蒸煮條件優(yōu)選為溫度140-180°C、升溫時(shí)間60-90分鐘、保溫時(shí)間90-120分鐘，漿料經(jīng)過提取分離，得到原色紙漿和稀黑液；部分酸性濾液用循環(huán)泵循環(huán)輸送回黑液酸化池，其流量是稀黑液流量的5-10倍，以酸化稀黑液，利于木素沉淀。所述植物纖維原料是指造紙常用的樹木材、草類植物、韌皮纖維類、毛纖維類、廢延纖維類等原料，如:落葉松、馬尾松、桉木、蘆著、竹子、芒稈、壽草、稻草、亞麻、棉花、棉破布、廢紙等。所述化學(xué)助劑是指蒽醌、綠氧等本領(lǐng)域常用的化學(xué)助劑。c.稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為50-70%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器濃縮，得到濃度為60-75%的強(qiáng)濃黑液。d.黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐內(nèi)氣化，爐體內(nèi)，在氧氣供給不足的條件下，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，得到含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳和硫化氫為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物。黑液氣化的主要化學(xué)反應(yīng)為NaaCbHc0dSe+f02 ^ gNa2C03+hH2+iC0+jC02+kCH4+lH20 個(gè) +mH2Se.堿熔物的溶解將堿熔物輸送到溶解室，用水溶解，得到綠液。f.綠液苛化在苛化池內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉的堿液。主要化學(xué)反應(yīng)為Na2C03+Ca(OH) 2 — CaOT3 丨 +NaOHg.氣化氣脫硫步驟d生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐吸熱，再經(jīng)過熱水回收組件吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔。啟動(dòng)循環(huán)泵，將有機(jī)胺溶劑輸送 到脫硫塔，經(jīng)塔內(nèi)分布器的作用，均勻噴灑在填料的上層表面。在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被有機(jī)胺溶液吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的有機(jī)胺溶液。將有機(jī)胺溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體。析出硫化氫和二氧化碳?xì)怏w后，得到解析的有機(jī)胺溶劑，經(jīng)循環(huán)泵輸送繼續(xù)循環(huán)吸收。所述的水蒸汽是由余熱回收鍋爐生產(chǎn)。h.硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備，再導(dǎo)入催化氧化塔，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為420-480°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账盟蛳×蛩嵛杖趸?，生成硫酸。主要化學(xué)反應(yīng)為H2S+02 — S02+H20 ；S02+02 — SO3 ；S03+H20 — H2SO4以上所述步驟d中氣化爐的爐溫優(yōu)選為900°C -IlOO0C。以上所述步驟d中氧氣供給不足的條件優(yōu)選為供氧量為總需氧量的30%_50%。以上所述步驟e中堿熔物還可以用造紙工序中產(chǎn)生的白液溶解。以上所述步驟f中的堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟b中酸性濾液堿化工序。以上所述步驟g中的合成氣可用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚等精細(xì)燃料。以上所述步驟g中有機(jī)胺為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的脫硫劑，如乙醇胺、甲基二乙醇胺、叔丁氨基乙氧基乙醇、乙二胺和哌嗪中的一種或一種以上組合。以上所述步驟h中的硫酸用于步驟a稀黑液的酸化，實(shí)現(xiàn)硫酸的循環(huán)利用。。本發(fā)明的有益效果是I.既能生產(chǎn)木素(提取率30-50%)又能生產(chǎn)合成氣，還能回收堿物質(zhì)(80-90%)；2.減少30-50%的稀黑液蒸發(fā)量，從而減少蒸發(fā)能耗30_50%，使整個(gè)制漿廠的總能耗下降5-10% ；3.系統(tǒng)內(nèi)硫酸的自產(chǎn)自給；4.可以進(jìn)一步合成甲醇和二甲醚等精細(xì)燃料。


圖I是本發(fā)明工藝流程圖。圖中設(shè)備名稱及序號(hào)I.蒸煮鍋 2.黑液提取機(jī) 3.黑液酸化池 4.真空過濾機(jī) 5.濾液堿化池6.循環(huán)泵7.多效蒸發(fā)器 8.氣化爐 9.溶解室10.苛化池11.余熱鍋爐12.熱水回收組件13.脫硫塔14.解吸塔15.燃燒器16.凈化干燥設(shè)備17.催化氧化塔18.吸收塔
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例具體描述本發(fā)明木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法。實(shí)施例I如圖1，一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，包括以下步驟a.木素提取將在蒸煮鍋I內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的漿料，用黑液提取機(jī)2提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為50%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池3，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為4，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)4濾過，得到木素及酸性濾液；
b.酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池5，其體積與進(jìn)入黑液酸化池3的稀黑液相等，加堿液堿化后(pH為10)，循環(huán)加入蒸煮鍋I蒸煮，加入木片、水、回收堿液和蒽醌等化學(xué)助劑，通入水蒸汽蒸煮，蒸煮溫度140°C，升溫時(shí)間90分鐘，保溫時(shí)間120分鐘，漿料經(jīng)過提取分離，得到原色紙漿和稀黑液；部分酸性濾液用循環(huán)泵6循環(huán)輸送回黑液酸化池3，其流量是稀黑液流量的10倍，以酸化稀黑液，利于木素沉淀；c.稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為50%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器7濃縮，得到濃度為75%的強(qiáng)濃黑液；d.黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐8內(nèi)氣化，氣化爐的爐溫為900°C，在供氧量為總需氧量的30%的條件下，得到含有氫氣、一氧化碳、硫化氫和二氧化碳為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物；e.堿熔物的溶解將堿熔物輸送到溶解室9，用水溶解，得到綠液；f.綠液苛化在苛化池10內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池10，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉和硫化鈉的堿液，所得堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟b中酸性濾液堿化工序；g.氣化氣脫硫步驟d生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐11吸熱，使氣化氣溫度由原來的900°C下降到250°C，再經(jīng)過熱水回收組件12吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔13 ;啟動(dòng)循環(huán)泵，將乙醇胺溶液輸送到脫硫塔13，經(jīng)塔內(nèi)分布器的作用，均勻噴灑在填料的上層表面。在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被乙醇胺溶液吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的乙醇胺溶液。將乙醇胺溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔14，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體；析出硫化氫和二氧化碳?xì)怏w后，得到解析的乙醇胺溶液，經(jīng)循環(huán)泵輸送繼續(xù)循環(huán)吸收；所述的水蒸汽是由余熱回收鍋爐11生產(chǎn)；凈化的合成氣可用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚；h.硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器15，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備16，再導(dǎo)入催化氧化塔17，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為420°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账?8，用水或稀硫酸吸收三氧化硫，生成硫酸，所得硫酸可用于步驟a中稀黑液的酸化。實(shí)施例2如圖1，一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，包括以下步驟
a.木素提取將在蒸煮鍋I內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的漿料，用黑液提取機(jī)2提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為30%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池3，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為3，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)4濾過，得到木素及酸性濾液；b.酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池5，其體積與進(jìn)入黑液酸化池3的稀黑液相等，加堿液堿化后(pH為8)，循環(huán)加入蒸煮鍋I蒸煮，加入木片、水、回收堿液和蒽醌等化學(xué)助劑，通入水蒸汽蒸煮，蒸煮溫度180°C，升溫時(shí)間60分鐘，保溫時(shí)間90分鐘，漿料經(jīng)過提取分離，得到原色紙漿和稀黑液；部分酸性濾液用循環(huán)泵6循環(huán)輸送回黑液酸化池3，其流量是稀黑液流量的5倍，以酸化稀黑液，利于木素沉淀；c.稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為70%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器7濃縮，得到濃度為60%的強(qiáng)濃黑液；d.黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐8內(nèi)氣化，氣化爐的爐溫為1100°C，在 供氧量為總需氧量的50%的條件下，得到含有氫氣、一氧化碳、硫化氫和二氧化碳為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物；e.堿熔物的溶解將堿熔物輸送到溶解室9，用水溶解，得到綠液；f.綠液苛化在苛化池10內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池10，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉和硫化鈉的堿液，所得堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟b中酸性濾液堿化工序；g.氣化氣脫硫步驟d生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐11吸熱，使氣化氣溫度由原來的1100°C下降到250°C，再經(jīng)過熱水回收組件12吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔13，啟動(dòng)循環(huán)泵，將哌嗪溶液輸送到脫硫塔13，經(jīng)塔內(nèi)分布器的作用，均勻噴灑在填料的上層表面。在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被哌嗪溶液吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的哌嗪溶液。將哌嗪溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔14，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體；析出硫化氫和二氧化碳?xì)怏w后，得到解析的哌嗪溶液，經(jīng)循環(huán)泵輸送繼續(xù)循環(huán)吸收；所述的水蒸汽是由余熱回收鍋爐11生產(chǎn)；凈化的合成氣可用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚；h.硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器15，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備16，再導(dǎo)入催化氧化塔17，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為480°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账?8，用水或稀硫酸吸收三氧化硫，生成硫酸，所得硫酸可用于步驟a中稀黑液的酸化。實(shí)施例3如圖1，一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，包括以下步驟a.木素提取將在蒸煮鍋I內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的漿料，用黑液提取機(jī)2提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為40%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池3，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為2，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)4濾過，得到木素及酸性濾液；b.酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池5，其體積與進(jìn)入黑液酸化池3的稀黑液相等，加堿液堿化后(pH為9)，循環(huán)加入蒸煮鍋I蒸煮，加入木片、水、回收堿液和綠氧等化學(xué)助劑，通入水蒸汽蒸煮，蒸煮溫度165°C，升溫時(shí)間90分鐘，保溫時(shí)間100分鐘，漿料經(jīng)過提取分離，得到原色紙漿和稀黑液；部分酸性濾液用循環(huán)泵6循環(huán)輸送回黑液酸化池3，其流量是稀黑液流量的8倍，以酸化稀黑液，利于木素沉淀；
c.稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為60%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器7濃縮，得到濃度為70%的強(qiáng)濃黑液；d.黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐8內(nèi)氣化，氣化爐的爐溫為1000°C，在供氧量為總需氧量的40%的條件下，得到含有氫氣、一氧化碳、硫化氫和二氧化碳為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物；e.堿熔物的溶解將堿熔物輸送到溶解室9，用白液溶解，得到綠液；f.綠液苛化在苛化池10內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池10，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉和硫化鈉的堿液，所得堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟b中酸性濾液堿化工序；g.氣化氣脫硫步驟d生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐11吸熱，使氣化氣溫度由原來的1000°C下降到250°C，再經(jīng)過熱水回收組件12吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔13，啟動(dòng)循環(huán)泵，將乙二胺溶液輸送到脫硫塔13，經(jīng)塔內(nèi)分布器的作用，均 勻噴灑在填料的上層表面。在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被乙二胺溶液吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的乙二胺溶液。將乙二胺溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔14，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體；析出硫化氫和二氧化碳?xì)怏w后，得到解析的乙二胺溶液，經(jīng)循環(huán)泵輸送繼續(xù)循環(huán)吸收；所述的水蒸汽是由余熱回收鍋爐11生產(chǎn)；凈化的合成氣可用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚；h.硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器15，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備16，再導(dǎo)入催化氧化塔17，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為450°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账?8，用水或稀硫酸吸收三氧化硫，生成硫酸，所得硫酸可用于步驟a中稀黑液的酸化。實(shí)施例4如圖1，一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，包括以下步驟a.木素提取將在蒸煮鍋I內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的黑液，用黑液提取機(jī)2提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為45%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池3，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為5，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)4濾過，得到木素及酸性濾液；b.酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池5，其體積與進(jìn)入黑液酸化池3的稀黑液相等，加堿液堿化后(pH為12)，循環(huán)加入蒸煮鍋I蒸煮，添加適當(dāng)?shù)乃?、回收堿液和補(bǔ)充化學(xué)品后，蒸汽蒸煮成漿，蒸煮溫度170°C，升溫時(shí)間80分鐘，保溫時(shí)間110分鐘，漿料經(jīng)過提取分離，得到原色紙漿和稀黑液；部分酸性濾液用循環(huán)泵6循環(huán)輸送回黑液酸化池3，其流量是稀黑液流量的7倍，以酸化稀黑液，利于木素沉淀；c.稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為55%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器7濃縮，得到濃度為65%的強(qiáng)濃黑液；d.黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐8內(nèi)氣化，氣化爐的爐溫為950°C，在供氧量為總需氧量的45%的條件下，得到含有氫氣、一氧化碳、硫化氫和二氧化碳為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物；e.堿熔物的溶解將堿熔物輸送到溶解室9，用水溶解，得到綠液；f.綠液苛化在苛化池10內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池10，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉和硫化鈉的堿液，所得堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟b中酸性濾液堿化工序；g.氣化氣脫硫步驟d生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐11吸熱，使氣化氣溫度由原來的950°C下降到250°C，再經(jīng)過熱水回收組件12吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔13，啟動(dòng)循環(huán)泵，將甲基二乙醇胺溶液輸送到脫硫塔13，經(jīng)塔內(nèi)分布器的作用，均勻噴灑在填料的上層表面。在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被甲基二乙醇胺溶液吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的甲基二乙醇胺溶液。將甲基二乙醇胺溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔14，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體；析出硫化氫和二氧化 碳?xì)怏w后，得到解析的甲基二乙醇胺溶液，經(jīng)循環(huán)泵輸送繼續(xù)循環(huán)吸收；所述的水蒸汽是由余熱回收鍋爐11生產(chǎn)；凈化的合成氣可用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚；h.硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器15，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備16，再導(dǎo)入催化氧化塔17，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為460°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账?8，用水或稀硫酸吸收三氧化硫，生成硫酸，所得硫酸可用于步驟a中稀黑液的酸化。
權(quán)利要求
1.一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)木素提取將在蒸煮鍋(I)內(nèi)蒸煮產(chǎn)生的漿料，用黑液提取機(jī)(2)提取分離，得稀黑液和原色紙漿，將重量百分比為30-50%的稀黑液導(dǎo)入黑液酸化池(3)，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值為2-5，使木素沉淀析出，用真空過濾機(jī)(4)濾過，得到木素及酸性濾液； (b)酸性濾液循環(huán)利用所述酸性濾液中的一部分導(dǎo)入濾液堿化池(5)，其體積與進(jìn)入黑液酸化池(3)的稀黑液相等，加堿液堿化，使pH > 7，循環(huán)加入蒸煮鍋(I)作為蒸煮液進(jìn)行蒸煮；部分酸性濾液用循環(huán)泵(6)循環(huán)輸送回黑液酸化池(3)，其流量是稀黑液流量的5-10倍; (c)稀黑液蒸發(fā)濃縮將重量百分比為50-70%的稀黑液輸送到多效蒸發(fā)器(7)濃縮，得到濃度為60-75%的強(qiáng)濃黑液； Cd)黑液氣化用噴槍將強(qiáng)濃黑液噴入氣化爐(8)內(nèi)氣化，在氧氣供給不足的條件下，得到含有氫氣、一氧化碳、硫化氫和二氧化碳為主的氣化氣及含有碳酸鈉為主的堿熔物； Ce)堿熔物溶解將堿熔物輸送到溶解室(9)，用水溶解，得到綠液； (f)綠液苛化在苛化池(10)內(nèi)加入生石灰，將綠液導(dǎo)入苛化池(10)，攪拌均勻，濾過，得到含有氫氧化鈉的堿液； (g)氣化氣脫硫步驟(d)生成的氣化氣經(jīng)過余熱鍋爐(11)吸熱，再經(jīng)過熱水回收組件(12)吸熱，氣化氣的溫度下降到80°C以下，將氣化氣導(dǎo)入脫硫塔(13)，在塔內(nèi)硫化氫和二氧化碳被有機(jī)胺溶劑吸收，得到凈化的合成氣及含高濃度硫化氫和二氧化碳的有機(jī)胺溶液，將有機(jī)胺溶液轉(zhuǎn)移到解吸塔(14)，通入水蒸汽，收集析出的硫化氫和二氧化碳混合氣體； (h)硫酸制備將混合氣體導(dǎo)入燃燒器(15)，將燃燒生成的氣體導(dǎo)入凈化干燥設(shè)備(16)，再導(dǎo)入催化氧化塔(17)，加入五氧化二釩催化劑，控制催化溫度為420-480°C，生成三氧化硫，將三氧化硫?qū)胛账?18)，用水或稀硫酸吸收三氧化硫，生成硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(b)中蒸煮溫度為140-180°C，升溫時(shí)間60-90分鐘，保溫時(shí)間90-120分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(d)中氣化爐(8)的爐溫為900°C -1100°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(d)中氧氣供給不足的條件為供氧量為總需氧量的30%-50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(e )中堿熔物還可以用造紙工序中產(chǎn)生的白液溶解。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(f)中的堿液用于造紙制漿蒸煮工序或步驟(b)中酸性濾液堿化工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(g)中的合成氣用于生產(chǎn)甲醇或二甲醚。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟(g)中有機(jī)胺為乙醇胺、甲基二乙醇胺、叔丁氨基乙氧基乙醇、乙二胺和哌嗪中的一種或一種以上組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法，其特征在于，所述步驟 (h)中的硫酸用于步驟(a)稀黑液的酸化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種木素提取結(jié)合合成氣生產(chǎn)的黑液處理方法。該方法包括以下步驟木素提取、酸性濾液循環(huán)利用、稀黑液蒸發(fā)濃縮、黑液氣化、堿熔物溶解、綠液苛化、氣化氣脫硫、硫酸制備。蒸煮產(chǎn)生的稀黑液分成兩部分，將重量百分比為30-50%的稀黑液進(jìn)行木素提取，木素提取分離產(chǎn)生的酸性濾液，部分用于稀黑液的酸化，另一部分經(jīng)過堿化后，用作蒸煮液；重量百分比為50-70%的稀黑液被輸送到蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，得到60-75%的強(qiáng)濃黑液，然后噴入氣化爐內(nèi)氣化，得到含有氫氧化鈉和硫化鈉的堿液及硫酸。本發(fā)明能夠從黑液中回收木素(提取率30-50%)、堿物質(zhì)(回收80-90%)，還能生產(chǎn)合成氣，并在系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)硫酸及循環(huán)利用，降耗節(jié)能5-10%。
文檔編號(hào)D21C11/04GK102943404SQ20121037935
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者農(nóng)光再, 魯炳辰, 李世強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)