堿回收消化及苛化生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)

張　欣，趙永建，周丹華

（1.國(guó)家級(jí)庫爾勒經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)保局，新疆庫爾勒　841001；2.新疆中測(cè)測(cè)試有限責(zé)任公司，新疆庫爾勒　841000）

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堿回收消化及苛化生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)

張欣1，趙永建2，周丹華2

（1.國(guó)家級(jí)庫爾勒經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)保局，新疆庫爾勒841001；2.新疆中測(cè)測(cè)試有限責(zé)任公司，新疆庫爾勒841000）

造紙生產(chǎn)中，堿回收的過程就是盡量把黑液（蒸煮后的廢液俗稱黑液）經(jīng)過蒸發(fā)濃縮燃燒變成綠液（制漿黑液燃燒后的熔融物溶于污冷凝水或稀白液中，形成黃綠色溶液，稱為綠液，其主要成分是碳酸鈉和硫化鈉），然后用石灰苛化，重新轉(zhuǎn)變成適合于蒸煮使用的濃白液。

新疆博湖葦業(yè)股份有限公司采用燒堿法制漿，堿回收系統(tǒng)苛化工序有2條苛化生產(chǎn)線，平均產(chǎn)能為400 t每天。通過幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)為堿回收消化及苛化生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)有以下幾個(gè)方面。

1　石灰的質(zhì)量

石灰是苛化工段的一個(gè)重要原料，石灰質(zhì)量直接影響濃白液的苛化度。我公司使用的自產(chǎn)石灰的有效氧化鈣含量大于70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并要求顆粒粒徑為15～30 mm，這樣的顆粒表面積大，能與綠液充分反應(yīng)。石灰有效氧化鈣含量越高，對(duì)濃白液苛化越有利。對(duì)石灰的質(zhì)量有如下要求：有效氧化鈣含量大于70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，氧化鎂含量小于3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因?yàn)橛行а趸}含量高，可與綠液反應(yīng)得更徹底；而氧化鎂在堿性溶液中易生成高度分散的氫氧化鎂，氫氧化鎂吸附在碳酸鈣表面，使碳酸鈣細(xì)小顆粒不能凝聚成較大顆粒，會(huì)降低白泥的沉降速度，所以要求氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能超過3%。

2　石灰的加入量

在苛化的反應(yīng)過程中，控制綠液中石灰的加入量也是很重要的。苛化反應(yīng)方程式為：

由上式可知，苛化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，石灰用量的增加可以使平衡正向移動(dòng)；所以石灰實(shí)際用量一般比理論用量稍高些好，但過量灰的增加又影響白泥的澄清和白泥的洗滌。增加過量灰雖然對(duì)提高苛化度有所幫助，但隨著過量灰的增加，白泥中夾雜有大量未反應(yīng)的氫氧化鈣細(xì)小顆粒。氫氧化鈣相對(duì)密度比碳酸鈣小，而且氫氧化鈣粒度大，在一個(gè)多相的體系中，顆粒間的沉降往往是互相干擾的，這使沉降和澄清都十分困難。

要想準(zhǔn)確地得到所要求的苛化度，最簡(jiǎn)單的方法就是固定綠液的濃度、流速和石灰質(zhì)量、加入量。但我們知道，堿回收是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)的過程，準(zhǔn)確地固定上述各因素很不容易辦到。因此，我們采取在生產(chǎn)過程中隨時(shí)抽查立式消化器中綠液的苛化度和過量灰的方法來控制石灰和綠液的加入量。另外通過最簡(jiǎn)單直觀的方法——根據(jù)觀察消化器斜槽中的消化液顏色也可以判斷，墨綠色為比較適當(dāng)?shù)摹．?dāng)然這需要操作者有豐富的經(jīng)驗(yàn)，勤觀察，勤記錄。根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我廠控制消化乳液的苛化度為90%，過量灰為20%，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整加入量，石灰采用電磁振動(dòng)給料器振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)加入量，石灰量供給過多時(shí)，消化不好，過多的氫氧化鈣也會(huì)增加溶液的黏度，使排出的沉渣呈黏性，同時(shí)加大堿的損失。

3　綠液的濃度和質(zhì)量

綠液是苛化工段的另一個(gè)重要原料，綠液的濃度和硫化度對(duì)苛化也有很大的影響。在同一條件下，綠液濃度越大，硫化度越高，越不利于苛化。這是因?yàn)榫G液濃度大，使溶液中OH-濃度增加，硫化度高，硫化鈉濃度就大，而硫化鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，在水中易水解發(fā)生如下反應(yīng)：S2-+H2OHS-+OH-從而增加OH-濃度，這二者共同作用會(huì)使苛化平衡式逆向移動(dòng)，從而降低苛化度，綠液濃度低點(diǎn)好?？墒菨舛冗^低，又會(huì)影響到白液的濃度，為使白液的濃度符合蒸煮要求，幾年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，把綠液質(zhì)量濃度控制在105～115 g/L比較合適，而綠液流量控制在20 m3/h為宜。綠液的組成要求溶解熔融物的稀白液中氫氧化鈉含量盡量低些好，總堿質(zhì)量濃度不高于25 g/L（NaOH）。

綠液質(zhì)量直接影響苛化效果，并影響白泥沉淀、過濾質(zhì)量，同時(shí)也能反映出系統(tǒng)中存在的問題，為此對(duì)綠液進(jìn)行了全分析，結(jié)果見表1（表中各分析項(xiàng)目均采用相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)）。

表1　綠液全分析結(jié)果　g/L

由表1可知，總堿、活性堿、鐵鋁氧化物和總硫符合工藝要求，但硅酸鈉和氯化鈉含量偏高。

硅酸鈉含量偏高會(huì)影響苛化正向反應(yīng)，苛化度降低，這應(yīng)該是制漿葦漿苛化度低于木漿的重要原因；另外，黑液中泥沙等酸不溶物進(jìn)入蒸發(fā)、燃燒和苛化系統(tǒng)，也是硅酸鈉多的原因之一，如果工藝清洗不及時(shí)到位，硅酸鈉會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)、積累，形成惰性循環(huán)。硅酸鈉同時(shí)影響白泥沉淀和白泥洗滌。因此，我廠綠液用澄清器澄清殘?jiān)?，以及?duì)混合穩(wěn)定綠液濃度也有效果；而且，堿回收系統(tǒng)從蒸發(fā)到苛化，工藝清洗及時(shí)到位，并要求確保清洗質(zhì)量。

氯化鈉含量很高，其主要來源于我廠化工車間的化工燒堿，現(xiàn)化工燒堿中氯化鈉為5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)左右，如按照月產(chǎn)量350 t計(jì)算，則每月帶入制漿堿回收系統(tǒng)的氯化鈉約17 t，離子狀態(tài)的氯對(duì)金屬設(shè)備腐蝕性很強(qiáng)，這是一個(gè)漸進(jìn)的過程，可能短時(shí)間內(nèi)顯現(xiàn)不出，但潛在的危害對(duì)生產(chǎn)影響很大。

因此要求化工車間的化工燒堿控制堿中含鹽量，措施是加強(qiáng)化工車間原料鹽的沉淀澄清，在澄清后的鹽液中添加氯化鋇降低鹽水中的硫酸根，來提高氯化鈉的溶解度，以及在化工車間堿蒸發(fā)工序采取措施，燒堿成品中的含鹽量與冷卻溫度和沉降條件有著直接關(guān)系，首先溫度必須降低到鹽結(jié)晶析出的溫度，然后有足夠的沉降時(shí)間和空間，再加上過濾，就能最大限度地把結(jié)晶鹽與堿液分開。將采鹽系統(tǒng)旋液分離器處于最佳的工作狀態(tài)是操作的重點(diǎn)。濃堿的冷卻沉降是去除結(jié)晶鹽的重要過程。定期清理鹽泥，同時(shí)根據(jù)需要隨時(shí)提高成品堿泵進(jìn)口液位，防止鹽泥進(jìn)入拉堿槽車。增加過濾裝置，進(jìn)一步降低氯化鈉含量，在配堿罐和成品罐之間增加鹽過濾裝置。

4　反應(yīng)溫度

一般地說，溫度的升高有利于加快化學(xué)反應(yīng)的速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，而消化本身是放熱反應(yīng)，所以苛化反應(yīng)和消化反應(yīng)溫度在85～90℃即可，并保證有20 min的消化時(shí)間。掌握消化溫度很重要，溫度高消化就好，但應(yīng)該注意防止綠液沸騰造成冒液，要經(jīng)常檢查消化器的液位，使其保持在較低水平，如果石灰量突然增多或綠液量加大也會(huì)造成沸騰冒液。發(fā)生冒液時(shí)及時(shí)減少石灰加入量或控制綠液流量及溫度。

對(duì)于苛化反應(yīng)來說，溫度的影響是既矛盾又統(tǒng)一的。由于氫氧化鈣的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以溫度升高，氫氧化鈣濃度降低，不利于苛化反應(yīng)的正向進(jìn)行；但溫度升高，又可使反應(yīng)速度加快。實(shí)踐證明，為達(dá)到一個(gè)最佳的效果，我們把苛化溫度控制在95～102℃。

5　攪拌

在化學(xué)反應(yīng)中，攪拌會(huì)使溶液中各種粒子充分接觸因而加快反應(yīng)速度，所以攪拌是化學(xué)反應(yīng)中必不可少的。在苛化器中，攪拌可使溶液中各相充分混合，使苛化反應(yīng)更迅速、更徹底；但過分激烈的攪拌會(huì)使生成的氫氧化鈣顆粒過分細(xì)小、分散，而給沉淀帶來困難。為避免上述不利因素的發(fā)生，我公司把苛化器中的攪拌速度控制在60 r/mim。

白液澄清器的主要作用是白泥沉淀的場(chǎng)所，過分?jǐn)嚢栌植焕诎啄喑恋恚坏稚砑孑o助苛化的作用，即使苛化反應(yīng)更完全，所以它也需要一定的攪拌。因此綜合上述2方面，我們把澄清器的攪拌速度控制在0.25 r/min。

總之，在保證上述幾個(gè)方面的前提下，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)并嚴(yán)格按照工藝要求正確操作，才能使綠液連續(xù)轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的濃白液。我公司的濃白液苛化度基本上控制在85%～95%，質(zhì)量濃度保持在75～85 g/L。澄清度在200×l0-6，符合我公司蒸煮要求，既滿足了生產(chǎn)又為我公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

本文文獻(xiàn)格式：張欣，趙永建，周丹華．堿回收消化及苛化生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)［J］．造紙化學(xué)品，2016，28（3）∶15-17．

Alkali Recovery Digestion and Causticizing Precautions in Production

ZHANG Xin1，ZHAO Yong-jian2，ZHOU Dan-hua2
（1. National Korla economic and Technological Development Zone Environmental Protection Bureau，Korla 841001，China；2. Xinjiang Testing and Testing Co.，Ltd.，Korla 841000，China）

中圖分類號(hào)：X793

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-2225（2016）03-0015-03

收稿日期：2016-02-26（修回）

作者簡(jiǎn)介：張欣先生（1974-），工程師，國(guó)家清潔生產(chǎn)審核師，有機(jī)食品審核員，并通過了國(guó)家環(huán)境管理體系ISO14000審核員考試；長(zhǎng)期從事環(huán)保工作，并撰寫、發(fā)表過環(huán)境保護(hù)論文及調(diào)研報(bào)告；E- mail：1296490282@ qq.com。