堿回收消化及苛化生產中的注意事項

張　欣，趙永建，周丹華

（1.國家級庫爾勒經濟技術開發區環保局，新疆庫爾勒　841001；2.新疆中測測試有限責任公司，新疆庫爾勒　841000）

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堿回收消化及苛化生產中的注意事項

張欣1，趙永建2，周丹華2

（1.國家級庫爾勒經濟技術開發區環保局，新疆庫爾勒841001；2.新疆中測測試有限責任公司，新疆庫爾勒841000）

造紙生產中，堿回收的過程就是盡量把黑液（蒸煮后的廢液俗稱黑液）經過蒸發濃縮燃燒變成綠液（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，重新轉變成適合于蒸煮使用的濃白液。

新疆博湖葦業股份有限公司采用燒堿法制漿，堿回收系統苛化工序有2條苛化生產線，平均產能為400 t每天。通過幾年的生產實踐，認為堿回收消化及苛化生產中的注意事項有以下幾個方面。

1　石灰的質量

石灰是苛化工段的一個重要原料，石灰質量直接影響濃白液的苛化度。我公司使用的自產石灰的有效氧化鈣含量大于70%質量分數，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。石灰有效氧化鈣含量越高，對濃白液苛化越有利。對石灰的質量有如下要求：有效氧化鈣含量大于70%質量分數，氧化鎂含量小于3%質量分數。因為有效氧化鈣含量高，可與綠液反應得更徹底；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，使碳酸鈣細小顆粒不能凝聚成較大顆粒，會降低白泥的沉降速度，所以要求氧化鎂的質量分數不能超過3%。

2　石灰的加入量

在苛化的反應過程中，控制綠液中石灰的加入量也是很重要的。苛化反應方程式為：

由上式可知，苛化反應是一個可逆反應，石灰用量的增加可以使平衡正向移動；所以石灰實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的氫氧化鈣細小顆粒。氫氧化鈣相對密度比碳酸鈣小，而且氫氧化鈣粒度大，在一個多相的體系中，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。

要想準確地得到所要求的苛化度，最簡單的方法就是固定綠液的濃度、流速和石灰質量、加入量。但我們知道，堿回收是一個連續生產的過程，準確地固定上述各因素很不容易辦到。因此，我們采取在生產過程中隨時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。另外通過最簡單直觀的方法——根據觀察消化器斜槽中的消化液顏色也可以判斷，墨綠色為比較適當的。當然這需要操作者有豐富的經驗，勤觀察，勤記錄。根據化驗數據和實際經驗，我廠控制消化乳液的苛化度為90%，過量灰為20%，生產現場根據化驗數據及時調整加入量，石灰采用電磁振動給料器振動頻率調節加入量，石灰量供給過多時，消化不好，過多的氫氧化鈣也會增加溶液的黏度，使排出的沉渣呈黏性，同時加大堿的損失。

3　綠液的濃度和質量

綠液是苛化工段的另一個重要原料，綠液的濃度和硫化度對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。這是因為綠液濃度大，使溶液中OH-濃度增加，硫化度高，硫化鈉濃度就大，而硫化鈉是強堿弱酸鹽，在水中易水解發生如下反應：S2-+H2OHS-+OH-從而增加OH-濃度，這二者共同作用會使苛化平衡式逆向移動，從而降低苛化度，綠液濃度低點好。可是濃度過低，又會影響到白液的濃度，為使白液的濃度符合蒸煮要求，幾年的生產實踐證明，把綠液質量濃度控制在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，總堿質量濃度不高于25 g/L（NaOH）。

綠液質量直接影響苛化效果，并影響白泥沉淀、過濾質量，同時也能反映出系統中存在的問題，為此對綠液進行了全分析，結果見表1（表中各分析項目均采用相關國家標準檢測）。

表1　綠液全分析結果　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。

硅酸鈉含量偏高會影響苛化正向反應，苛化度降低，這應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入蒸發、燃燒和苛化系統，也是硅酸鈉多的原因之一，如果工藝清洗不及時到位，硅酸鈉會在系統內不斷循環、積累，形成惰性循環。硅酸鈉同時影響白泥沉淀和白泥洗滌。因此，我廠綠液用澄清器澄清殘渣，以及對混合穩定綠液濃度也有效果；而且，堿回收系統從蒸發到苛化，工藝清洗及時到位，并要求確保清洗質量。

氯化鈉含量很高，其主要來源于我廠化工車間的化工燒堿，現化工燒堿中氯化鈉為5%質量分數左右，如按照月產量350 t計算，則每月帶入制漿堿回收系統的氯化鈉約17 t，離子狀態的氯對金屬設備腐蝕性很強，這是一個漸進的過程，可能短時間內顯現不出，但潛在的危害對生產影響很大。

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系，首先溫度必須降低到鹽結晶析出的溫度，然后有足夠的沉降時間和空間，再加上過濾，就能最大限度地把結晶鹽與堿液分開。將采鹽系統旋液分離器處于最佳的工作狀態是操作的重點。濃堿的冷卻沉降是去除結晶鹽的重要過程。定期清理鹽泥，同時根據需要隨時提高成品堿泵進口液位，防止鹽泥進入拉堿槽車。增加過濾裝置，進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　反應溫度

一般地說，溫度的升高有利于加快化學反應的速度，縮短反應時間，而消化本身是放熱反應，所以苛化反應和消化反應溫度在85～90℃即可，并保證有20 min的消化時間。掌握消化溫度很重要，溫度高消化就好，但應該注意防止綠液沸騰造成冒液，要經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造成沸騰冒液。發生冒液時及時減少石灰加入量或控制綠液流量及溫度。

對于苛化反應來說，溫度的影響是既矛盾又統一的。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，不利于苛化反應的正向進行；但溫度升高，又可使反應速度加快。實踐證明，為達到一個最佳的效果，我們把苛化溫度控制在95～102℃。

5　攪拌

在化學反應中，攪拌會使溶液中各種粒子充分接觸因而加快反應速度，所以攪拌是化學反應中必不可少的。在苛化器中，攪拌可使溶液中各相充分混合，使苛化反應更迅速、更徹底；但過分激烈的攪拌會使生成的氫氧化鈣顆粒過分細小、分散，而給沉淀帶來困難。為避免上述不利因素的發生，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所，過分攪拌又不利于白泥沉淀；但它又身兼輔助苛化的作用，即使苛化反應更完全，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，在保證上述幾個方面的前提下，保證設備的正常運轉并嚴格按照工藝要求正確操作，才能使綠液連續轉化成高質量的濃白液。我公司的濃白液苛化度基本上控制在85%～95%，質量濃度保持在75～85 g/L。澄清度在200×l0-6，符合我公司蒸煮要求，既滿足了生產又為我公司創造了良好的經濟效益。

本文文獻格式：張欣，趙永建，周丹華．堿回收消化及苛化生產中的注意事項［J］．造紙化學品，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：X793

文獻標識碼：A

文章編號：1007-2225（2016）03-0015-03

收稿日期：2016-02-26（修回）

作者簡介：張欣先生（1974-），工程師，國家清潔生產審核師，有機食品審核員，并通過了國家環境管理體系ISO14000審核員考試；長期從事環保工作，并撰寫、發表過環境保護論文及調研報告；E- mail：1296490282@ qq.com。