[发明专利]一种造纸黑液的再生处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种造纸黑液循环再生处理的方法以及相应的处理装置，尤其是一种主要利用中空纤维超滤膜-反渗透膜技术进行造纸黑液再生处理方法及装置。

背景技术

目前我国造纸行业一般采用如下方法对造纸黑液进行处理和回用：

1、固液分离，即将黑液中的泥土、砂石、残存纤维等通过某种方法与液体分离。

2、固形物回收或燃烧，有的企业将部分可用的纤维回收后生产低档纸及其制品，多数企业则将其直接送入锅炉燃烧，用以浓缩前面分离出的液体，此步工艺无论纤维回收与否，均存在惊人的能耗。

3、向蒸煮浓缩后的液体(主要成分为氢氧化钠和碳酸钠)通入过量二氧化碳，使其它杂质沉淀，同时使氢氧化钠全部转变为碳酸钠。

4、将碳酸钠溶液放入苛化池用石灰苛化，使其转变为氢氧化钠溶液，浓度约为30％。

5、回用氢氧化钠溶液，用于造纸工序。

从以上描述可以看出，我国造纸行业存在极大的能耗，需要建造专门的车间用以维持烧碱回用，投资规模大、建设周期长、存在较大的温室气体排放、需要较大的土地面积且大量使用危险品，如石灰有强腐蚀性，苛化过程大量发热，粉尘污染大。

虽然存在上述缺陷，但由于造纸黑液中含有大量高浓度的烧碱(20％～30％)，不能直接排放，也对企业成本有极大影响，因而，造纸企业只能选择回用黑液中有效的烧碱组分。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种在有效保留碱液有效组分、如溶解状态的烧碱、助剂和水的前提下，去除溶液中的杂质和悬浮物，浓缩和回用碱液，大幅降低碱液回收的能耗并改进回用碱液使用效果的、主要利用中空纤维超滤膜-反渗透膜技术进行造纸黑液的再生处理方法及装置。所述的方法包括：1造纸黑液收集池上方采用带式压滤机实现混合液的初级固液分离，去除液体中的绝大多数固形物，其中含有的细小纤维，可以回用于造纸；2分离后的液体经隔栅进入中空纤维膜超滤分离器，利用采用片式(或其它)封装的中空纤维膜，以负压方式抽取溶液；3经过中空纤维超滤膜分离后的滤液，通过分离泵直接打入反渗透膜系统，实现烧碱溶液的浓缩，分离出的透过液基本是纯水，可以用于其它工序，不必排放；4经反渗透膜浓缩后的烧碱溶液排入收集罐，该罐中的碱液经检测达到合适的烧碱浓度可以直接泵入造纸工序回用。

本发明所述的中空纤维膜分离精度为200纳米，膜材质可以选用聚丙烯或其它耐碱腐蚀的高分子材料；在所述的超滤分离器底部设计有排泥装置，可以排除积累的污泥及杂质。

本发明所述的收集罐中的碱液有效浓度不足时，即碱液中含有的氢氧化钠浓度不足而碳酸钠浓度过高时，将收集罐中的烧碱溶液泵入苛化罐苛化，苛化后的溶液回用。所述的苛化罐内装石灰，可以随时更换。

本发明所述的装置，主要包括有：一连通于造纸生产线的黑液池，将黑液池中碱液作固液分离用的带式压滤机；所述的带式压滤机后连接有一中空纤维膜超滤分离器；而在该超滤分离器后接有一反渗透膜元件，后再接于一清液储罐。

所述的带式压滤机后先接有一用于分离液体中可能伤害中空纤维膜的固形物的隔栅，再接于中空纤维膜超滤分离器；在该超滤分离器与反渗透膜元件之间配置有一分离泵，而在反渗透膜与清液储罐之间另配置有一路串接有反冲泵的连通回路。

所述的清液储罐内设置有液体液位控制器；另在超滤分离器上还配置有自来水补充器和主要由错流泵构成的错流循环回路。

所述的清液储罐上接有一清液泵，该清液泵出口一路接于连通造纸生产线的碱液调度管道，另一路连接于苛化罐，并由苛化罐接于造纸生产线的碱液调度管道。

所述的清液储罐下方连接有排污管道，且该排污管道可与超滤分离器以及黑液池相连。

本发明由于用中空纤维膜分离系统替代了高温蒸发工艺，无须锅炉等大能耗设备，可以大量节约能源；另外增加碱液浓度监测工步，只有在需要的时候，才将碱液做苛化处理，无须向液体中通入二氧化碳气体，保留有效的氢氧化钠组分，避免了无谓的损失；本发明对需要苛化的碱液在苛化时，采用苛化罐下进上出的办法，保证了苛化的效果，又大量减小了占地面积，减少了腐蚀性物料的使用量。同时，苛化罐是封闭结构，使用安全，污染小；本发明对整个系统实行全自动控制，分离过程和碱液的调度可以实现全自动化，减少了人工操作并可以进入整个工厂的管理信息系统。