碱回收消化及苛化生产中的注意事项

张　欣，赵永建，周丹华

（1.国家级库尔勒经济技术开发区环保局，新疆库尔勒　841001；2.新疆中测测试有限责任公司，新疆库尔勒　841000）



碱回收消化及苛化生产中的注意事项

张欣1，赵永建2，周丹华2

（1.国家级库尔勒经济技术开发区环保局，新疆库尔勒841001；2.新疆中测测试有限责任公司，新疆库尔勒841000）

造纸生产中，碱回收的过程就是尽量把黑液（蒸煮后的废液俗称黑液）经过蒸发浓缩燃烧变成绿液（制浆黑液燃烧后的熔融物溶于污冷凝水或稀白液中，形成黄绿色溶液，称为绿液，其主要成分是碳酸钠和硫化钠），然后用石灰苛化，重新转变成适合于蒸煮使用的浓白液。

新疆博湖苇业股份有限公司采用烧碱法制浆，碱回收系统苛化工序有2条苛化生产线，平均产能为400 t每天。通过几年的生产实践，认为碱回收消化及苛化生产中的注意事项有以下几个方面。

1　石灰的质量

石灰是苛化工段的一个重要原料，石灰质量直接影响浓白液的苛化度。我公司使用的自产石灰的有效氧化钙含量大于70%质量分数，并要求颗粒粒径为15～30 mm，这样的颗粒表面积大，能与绿液充分反应。石灰有效氧化钙含量越高，对浓白液苛化越有利。对石灰的质量有如下要求：有效氧化钙含量大于70%质量分数，氧化镁含量小于3%质量分数。因为有效氧化钙含量高，可与绿液反应得更彻底；而氧化镁在碱性溶液中易生成高度分散的氢氧化镁，氢氧化镁吸附在碳酸钙表面，使碳酸钙细小颗粒不能凝聚成较大颗粒，会降低白泥的沉降速度，所以要求氧化镁的质量分数不能超过3%。

2　石灰的加入量

在苛化的反应过程中，控制绿液中石灰的加入量也是很重要的。苛化反应方程式为：

由上式可知，苛化反应是一个可逆反应，石灰用量的增加可以使平衡正向移动；所以石灰实际用量一般比理论用量稍高些好，但过量灰的增加又影响白泥的澄清和白泥的洗涤。增加过量灰虽然对提高苛化度有所帮助，但随着过量灰的增加，白泥中夹杂有大量未反应的氢氧化钙细小颗粒。氢氧化钙相对密度比碳酸钙小，而且氢氧化钙粒度大，在一个多相的体系中，颗粒间的沉降往往是互相干扰的，这使沉降和澄清都十分困难。

要想准确地得到所要求的苛化度，最简单的方法就是固定绿液的浓度、流速和石灰质量、加入量。但我们知道，碱回收是一个连续生产的过程，准确地固定上述各因素很不容易办到。因此，我们采取在生产过程中随时抽查立式消化器中绿液的苛化度和过量灰的方法来控制石灰和绿液的加入量。另外通过最简单直观的方法——根据观察消化器斜槽中的消化液颜色也可以判断，墨绿色为比较适当的。当然这需要操作者有丰富的经验，勤观察，勤记录。根据化验数据和实际经验，我厂控制消化乳液的苛化度为90%，过量灰为20%，生产现场根据化验数据及时调整加入量，石灰采用电磁振动给料器振动频率调节加入量，石灰量供给过多时，消化不好，过多的氢氧化钙也会增加溶液的黏度，使排出的沉渣呈黏性，同时加大碱的损失。

3　绿液的浓度和质量

绿液是苛化工段的另一个重要原料，绿液的浓度和硫化度对苛化也有很大的影响。在同一条件下，绿液浓度越大，硫化度越高，越不利于苛化。这是因为绿液浓度大，使溶液中OH-浓度增加，硫化度高，硫化钠浓度就大，而硫化钠是强碱弱酸盐，在水中易水解发生如下反应：S2-+H2OHS-+OH-从而增加OH-浓度，这二者共同作用会使苛化平衡式逆向移动，从而降低苛化度，绿液浓度低点好。可是浓度过低，又会影响到白液的浓度，为使白液的浓度符合蒸煮要求，几年的生产实践证明，把绿液质量浓度控制在105～115 g/L比较合适，而绿液流量控制在20 m3/h为宜。绿液的组成要求溶解熔融物的稀白液中氢氧化钠含量尽量低些好，总碱质量浓度不高于25 g/L（NaOH）。

绿液质量直接影响苛化效果，并影响白泥沉淀、过滤质量，同时也能反映出系统中存在的问题，为此对绿液进行了全分析，结果见表1（表中各分析项目均采用相关国家标准检测）。

表1　绿液全分析结果　g/L

由表1可知，总碱、活性碱、铁铝氧化物和总硫符合工艺要求，但硅酸钠和氯化钠含量偏高。

硅酸钠含量偏高会影响苛化正向反应，苛化度降低，这应该是制浆苇浆苛化度低于木浆的重要原因；另外，黑液中泥沙等酸不溶物进入蒸发、燃烧和苛化系统，也是硅酸钠多的原因之一，如果工艺清洗不及时到位，硅酸钠会在系统内不断循环、积累，形成惰性循环。硅酸钠同时影响白泥沉淀和白泥洗涤。因此，我厂绿液用澄清器澄清残渣，以及对混合稳定绿液浓度也有效果；而且，碱回收系统从蒸发到苛化，工艺清洗及时到位，并要求确保清洗质量。

氯化钠含量很高，其主要来源于我厂化工车间的化工烧碱，现化工烧碱中氯化钠为5%质量分数左右，如按照月产量350 t计算，则每月带入制浆碱回收系统的氯化钠约17 t，离子状态的氯对金属设备腐蚀性很强，这是一个渐进的过程，可能短时间内显现不出，但潜在的危害对生产影响很大。

因此要求化工车间的化工烧碱控制碱中含盐量，措施是加强化工车间原料盐的沉淀澄清，在澄清后的盐液中添加氯化钡降低盐水中的硫酸根，来提高氯化钠的溶解度，以及在化工车间碱蒸发工序采取措施，烧碱成品中的含盐量与冷却温度和沉降条件有着直接关系，首先温度必须降低到盐结晶析出的温度，然后有足够的沉降时间和空间，再加上过滤，就能最大限度地把结晶盐与碱液分开。将采盐系统旋液分离器处于最佳的工作状态是操作的重点。浓碱的冷却沉降是去除结晶盐的重要过程。定期清理盐泥，同时根据需要随时提高成品碱泵进口液位，防止盐泥进入拉碱槽车。增加过滤装置，进一步降低氯化钠含量，在配碱罐和成品罐之间增加盐过滤装置。

4　反应温度

一般地说，温度的升高有利于加快化学反应的速度，缩短反应时间，而消化本身是放热反应，所以苛化反应和消化反应温度在85～90℃即可，并保证有20 min的消化时间。掌握消化温度很重要，温度高消化就好，但应该注意防止绿液沸腾造成冒液，要经常检查消化器的液位，使其保持在较低水平，如果石灰量突然增多或绿液量加大也会造成沸腾冒液。发生冒液时及时减少石灰加入量或控制绿液流量及温度。

对于苛化反应来说，温度的影响是既矛盾又统一的。由于氢氧化钙的溶解度是随温度升高而降低的，所以温度升高，氢氧化钙浓度降低，不利于苛化反应的正向进行；但温度升高，又可使反应速度加快。实践证明，为达到一个最佳的效果，我们把苛化温度控制在95～102℃。

5　搅拌

在化学反应中，搅拌会使溶液中各种粒子充分接触因而加快反应速度，所以搅拌是化学反应中必不可少的。在苛化器中，搅拌可使溶液中各相充分混合，使苛化反应更迅速、更彻底；但过分激烈的搅拌会使生成的氢氧化钙颗粒过分细小、分散，而给沉淀带来困难。为避免上述不利因素的发生，我公司把苛化器中的搅拌速度控制在60 r/mim。

白液澄清器的主要作用是白泥沉淀的场所，过分搅拌又不利于白泥沉淀；但它又身兼辅助苛化的作用，即使苛化反应更完全，所以它也需要一定的搅拌。因此综合上述2方面，我们把澄清器的搅拌速度控制在0.25 r/min。

总之，在保证上述几个方面的前提下，保证设备的正常运转并严格按照工艺要求正确操作，才能使绿液连续转化成高质量的浓白液。我公司的浓白液苛化度基本上控制在85%～95%，质量浓度保持在75～85 g/L。澄清度在200×l0-6，符合我公司蒸煮要求，既满足了生产又为我公司创造了良好的经济效益。

本文文献格式：张欣，赵永建，周丹华．碱回收消化及苛化生产中的注意事项［J］．造纸化学品，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）

中图分类号：X793

文献标识码：A

文章编号：1007-2225（2016）03-0015-03

收稿日期：2016-02-26（修回）

作者简介：张欣先生（1974-），工程师，国家清洁生产审核师，有机食品审核员，并通过了国家环境管理体系ISO14000审核员考试；长期从事环保工作，并撰写、发表过环境保护论文及调研报告；E- mail：1296490282@ qq.com。