碱回收知识讲座(2)

2。8。1、压力变化：

压力突然升高，多在前几效液位不正常时发生。加热室液位升高时，单液相对流换热区延长，总传热系数变小，蒸汽不能及时冷凝，造成压力突然升高。反之液位降低时，液膜不能覆盖管内全部表面，有效加热面减少；同时由于黑液粘度加大，流速减慢，加热蒸汽不能充分冷凝，因而压力突然升高。分离器液位过高时，二次汽不能充分分离，除影响质几效的真空度外，也会造成压力突然升高。在同一供汽量下，压力逐步升高时，如供液量未变动，主要是由于加热管形成管垢，或由于冷凝水和不凝结气体排出不良，影响加热蒸汽冷凝使压力逐步升高。 压力降低：除主汽管压力波动外，只有漏汽或黑液浓度突然降低才会邮现压力突然降低。

2。8。2、真空度波动：

2。8。2。1、冷凝器或真空泵运行异常：

真空度大小主要取决于冷凝器运行是否正常。冷却水量变化、设备损坏或其他原因降低冷凝效果，使排出水温变化，或从损坏处漏入空气等，都会造成真空度波动。真空泵不能及时排出不凝气，也会出现波动。液位波动；冷凝水排出不良，汽室水位升高，蒸汽冷凝速度减慢，或冷凝水排空、管内水流间断、从阀门等处漏入空气造成真空波动。后几效结垢加热管外壁，总温差不够，系统压力和真空度同时增高；前几效的加热管内壁结垢，温度差增大压力和真空度逐渐降低。 2。8。2。2、冷凝水位升高，冷凝水泵不上液：

2。8。2。3、阀门有毛病或开关错误；真空收集槽平衡阀未开或开的过小；系统真空和压力突然遭到破坏等。

2。8。3、断液或干罐，在蒸发系统运行中，任一效的黑液供给中断都会造成严重的干罐事故。如黑液泵不上液，泵掉闸未及时发现。

2。8。4、效振，开机时由于条件不稳定，在各效压力和真空未平衡时，易发生效振；由于蒸发水量减少，冷凝水量不足，或由于末效冷凝水入口阀门开度过大，使其与上效水封破坏，造成末效蒸发器振动；末效汽室不凝气排出不良，或有断管使汽液串通，以及分离室抽空，均能造成效振。 3、黑液的燃烧

黑液燃烧就是将经过蒸发浓缩的黑液固形物在燃烧炉里燃烧裂解，以回收黑液中的碱和热。供再生产使用。

3。1、黑液燃烧的原理：黑液燃烧的过程可分为三个彼此相关联的价段。 第一价段，蒸发送来的黑液，在熔炉内受到高温幅射热和上升的高温烟气的直接加热，进一步干燥成含水分只有10—15%的棉花团样的黑灰。

第二价段，黑灰在高温下裂解，释放出甲醇、丙酮、酚、硫化氢等可燃有机气体，与进入炉内的二、三次风混合燃烧，产生大量的热。还有一部分有机物发生碳化作用生成元素碳，在垫层中继续燃烧，也放出大量的热，为无机盐的熔融和芒硝的还原提供了条件。

第三价段，燃烧使炉温达到达1000℃左右，无机盐和芒硝熔融为流态，为芒硝的还原创造了条件。从提高芒硝还原率来说，希望反应温度高一些，但温度过高会促使钠的升华和热分解，导致碱的损失。 3。2、黑液燃烧条件的控制：

3。2。1、 黑液的性质：跟浆种有关。要根据不同的浆种的黑液制定合适的工艺条件。

3。2。2、 黑液浓度：太低，炉内的热量要去蒸发黑液中的水分，炉温低，燃烧

不正常，这是导致闷黄牛的一个原因；太高，泵输送和雾化困难，流量不稳定，易堵塞，影响正常燃烧。但在泵的性能允许的情况下，尽量提高黑液浓度，可改善炉子性能。

3。2。3、 喷液量和黑液粒度：黑液燃烧中要求喷液量稳定、粒度适宜，垫层分布均匀。喷液量过大，炉子超负荷运行，燃烧不完全，热效率低，烟气中臭气增加，不仅硫的损失大，还增加对空气的污染。还会造成炉膛出口温度过高，锅炉生成熔融性积灰。反之，碱回收效率低。生产操作中要求控制好黑液浓度过温度的稳定，保证黑液泵的正常运行和喷液管、喷枪的畅通，以求得到稳定的喷液量。 喷出的粒度要适宜，粒度小，表面积大，易干燥。但是，粒度小，飞失大，加重对过热器的腐蚀及锅炉管壁的积灰。液粒小，垫层太干，黑灰呈粉末状，容易烧掉，垫层不易保持应有的高度。粒度太大，干燥不好，也会影响炉子的正常运行。 3。2。4、 燃烧空气量的供给：供风是为了给燃烧提供必须的氧气。理论上说，燃烧1公斤黑液固物需要4—5公斤空气。实际生产中，供风量是理论量的1。05—1。1倍。

入炉空气量必须空制适当，过小，有机物不能完全燃烧，热量损失，热效率低，炉温低，不利于正常操作。风量过大，虽有利于燃烧，但烟气量大，流速大，碱灰飞失大，易于污染锅炉换热面，而且增加了动力消耗。

碱回收炉一般采取三次供风。一次风，距炉底部450—1000处，主要作用是供给垫层中游离碳燃烧所需要的氧气，太大，垫层燃烧快，降低垫层高度，不利于芒硝还原，还促使钠盐升华分解，造成碱的损失。国内提倡低风量，高垫层稳定炙法。一般一次风风量为总风量的45—50%。

二次风，位置在黑液喷枪口上下点，作用是加速黑液水分汽化和固形物干燥，并保持垫层高度使之完整成型。有的大型碱炉的二次风风管分布在不同的横切面上。

三次风位置在黑液喷枪以上。主要是用于可燃的挥发性气体及少量未完全燃烧产物的进一步燃烧，以提高烟气含热量，同时起到封闭炉膛口捕集烟气中所带的碱尘的作用。

为稳定操作，燃烧均匀，充分发挥各次风的作用，入炉空气温度要进行加热，一般加热到达150℃，最好由单独的风机控制风压和风量。一次风压力可低些，一般在0。8—1。2千帕；而二、三次风要送到炉膛中心空间与上升的烟气强烈混合并在炉内产生旋转，使黑液干燥和气体燃烧一致，因此人质压要高一些，一般在1。5—2。5千帕。由于不同浆种黑液的性质各有不同，在实际操作中的控制数据会有不同。现在设计的针对草浆黑液的燃烧炉，一、二次风已经由一台单独的风机供气，空气经空气预热器加热后，再经过省煤器进一步加热，达到250℃以上；三次风由另一台风机供风，空气不预热（有的厂家也加装空气预热器），直接进入炉内。这样做的好处是1）大大提高了一、二次风风温，改善了炉子的燃烧工况，炉子更好烧，可以做到不用加入油枪助燃，减少碱回收的成本。2）三次风用冷风，不仅节约设备投资，减少运转费用，也还可以调节烟温。 3。3、燃烧温度的控制：

对燃烧影响较大的是垫层温度。此温度应保证使无机盐和芒硝熔融以及更好地进行芒硝还原反应，同时使熔融物能畅通流出。一般控制在1000℃左右，过低，碱飞失少，但增加了硫的损失，同时易使无机物凝固，熔融物排不出来，甚至被迫停产。过高，钠升华损失大，也不利于生产。 3。4、炉床垫层的控制：

所谓垫层是固形物经过干燥和热分解后剩余的无机物及游离碳落到炉床上形成的高湿多孔性黑灰碳层。其主要作用是使无机物不断熔融，芒硝还原成硫化钠，部分有机物热裂解气化并排出；使游离碳不断燃烧，稳定炉湿。因此燃烧过程应保持适当高度和完整均匀的垫层。垫层高度应保持在1。0—1。5米左右，其外形是均匀的丘形，如发现垫层不匀整，或偏向一边，要及时调整喷液角度和供风。 3。5、碱回收炉及其辅助设备：

碱回收炉本全可分为碱炉和锅炉两部分。碱炉是黑认干燥、燃烧和放出热量的设备。锅炉则是吸收燃烧所排出的高温烟气的热量产生蒸汽的设备。

碱回收炉可分为1）转炉：由转炉、熔炉、余热锅炉、圆盘蒸发器、溶解槽等部分组成。优点是结构简单，易操作，比较稳定，但碱回收率、芒硝还原率和热效率都比较低，而且劳动强度大，条件差，也被淘汰。2）喷射炉：又可分为三种：一、简易喷射炉：投资小，上马快，但运行周期短，热效率低，随着小造纸厂的消失，已淘汰了。二、移动式圆型夹套半水冷壁喷射炉（又称TW炉）：它是可移动的外有水冷夹套，内有炉衬的熔炉和半水冷壁锅炉两部分组成的碱回收炉。它具有投资小，结构和平共处五项原则操作比较简单，设有备用熔炉，检修时间短，炉膛喷液燃烧均匀，运行比较稳定等优点。但是，从现在的发展看来，它仅适用于小型木浆厂，草浆厂就不行了。而且它热效率低，铬镁砖消耗大，加上国家不再审批小的制浆厂的投产，它已逐步淘汰。3）全水冷壁喷射炉：又称方型喷射炉。它是由燃烧室和锅炉两部分构成。燃烧室的炉壁、炉顶和炉底都是由带有翅片的水冷壁管组成，所以叫全水冷壁喷射炉。它的燃烧室呈方形，大致分为三个区：喷枪上下摆动的一段为干燥区，喷枪以下至一次风嘴为燃烧区（氧化区），一次风附近至以下部位是熔融区（还原区）。燃烧室与锅炉连成一体，由上下汽包、对流管束、水冷屏管束或凝渣管、省煤器等组成。厂里要投产的也就是炉子。它的设计很灵活，可大可小。目前国外最大的可以达到日处理5500吨固形物，小的，小到日处理22吨。4）单汽包除臭碱回收炉： 3。6、辅助系统及设备

从锅炉出来的烟气含有碱尘和热，为回收它，碱回收系统配置了相应的回收设备。 3。6。1文丘里旋风蒸发器：用它来进一步浓缩黑液。兼有回收热和碱尘的作用。烟气余热利用率高，烟气温度可由270℃左右降临90℃左右，但碱尘飞失大，除尘效果差，达不到环保要求，与圆盘蒸发器和静电除尘器的配合形式相比，电耗大（吨浆耗电67KW），新建的碱回收已很少采用。

3。6。2、圆盘蒸发器：作用同上。工艺上都与静电除尘器配合使用。

3。6。3、静电除尘器：是一种高效除尘设备。达96%以上，但投资大，技术要求高，要求进口烟温严格，不能小于是150℃，出口烟温不小于是116℃，即比类气露点高40—50℃。

3。7、碱中收炉事故的预防和处理

碱回收炉不仅处在高温高压条件下，而且又处于强碱、高碱尘的碱性介质中，因此比一般锅炉更易发生爆炸事故。爆炸原因有：

3。7。1、水和熔融物接触发生爆炸：这是由于水蒸汽快速膨胀所引起的。有一种观点认为，当水和低浓度的黑液在碱炉中与800多度高温的熔融物接触，水便和熔融物内的硫化钠可能发生如下的反应：

3。7。2、未燃烧气体爆炸：碱炉在运行中由于喷油助燃器灭火、炉温下降、黑液浓度太低喷液雾化不好、突然中断喷液、供风不足以及烟道堵塞等等各种原因使碱炉灭火。如在灭火期间仍继续送入大量的油类，由于垫层的作用，使积存于

炉内的油类汽化或裂解为气体，很容易与炉中的有机约挥发性气体构成混合气体，这些气体在浓度和温度合适的条件下，与火接触，便发生爆炸。另外，烟道不畅或空气量不足，使未燃有机气体大量积存，也不例外会引起爆炸。

3。7。3、设备事故或操作不当引起爆炸：设备腐蚀、结垢等损坏而漏水，或仪表控制失灵，或操作不当使锅炉严重缺水或超压等，如不及时处理，将会促成爆炸。

上述三种原因不能绝对分开，它们是有连锁性的，我们在碱炉操作中一定要小心 ，一点也马虎不得。 3。8、事故的预防和处理：

3。8。1、水和熔融物接触爆炸的 预防和处理：除一般的安全措施外，必须注意以下几点：

锅炉的下汽包，省煤器水冷壁下联 箱应有膨胀指示阀。 熔物溜槽及不助燃器等都必须牢固的支承在炉本体上，而且碱炉系统保温不应与工艺管道和厂房接触。 经常检查水冷壁管、凝渣管、炉衬、销钉及溜槽等腐蚀情况，发现问题及是处理。 定期进行水冷壁管测厚度或截管检查。 保证进记浓度稳定，稀黑液不准进炉。

严禁水进入黑液管，如果必须接通水管或蒸汽管，必须安置两道阀门及疏水阀，中间加测试阀。

当操作不当或设备损坏，发 现稀黑液或水与熔融物接触，或熔融物流量过大及因溜口堵塞后大量熔融物流入溶解槽等，都必须妥善处理，特别是炉膛内局部漏水，要作紧急停炉处理。

3。8。2、可燃气体爆炸的预防与处理： 启动油助燃器或雾化系统，必须认真疏水。

油助燃器灭火，来不及关闭油枪阀们时，应即停油泵后再行处理。

严格控制控制碱炉操作条件，防止炉温波动过大，控制风量比例，以利可燃气体完全燃烧。

临时停炉后，又重新开炉时，要先启动引风机排掉炉内的可燃气体，再行点火。 3。8。3、设备腐蚀、结垢引起爆炸的预防和处理： 除定期检查炉体部件外，必须贯彻定期和经常维修制度；及时修理或更换损坏部件；如因腐蚀、经垢传热不良，烧坏而在爆炸危险时，应紧急停炉处理 。 3。9、锅炉其它事故的处理：

3。9。1、锅炉缺水的预防和处理：锅炉缺水是指汽包水位低于规定的最低水位和给水量不正常地小于蒸汽产量。当锅炉汽压和给水压力正常而汽包水位降至最低水位以下时，首先进行汽包水位计的对照和冲洗。确认水位计无误，开大给水阀，加强给水。上述处理无效，应关闭锅炉所有的放水阀、排污阀，发现漏水部件，应停炉抢修。如水位继续降低或不见水位时，应采用叫水法检查水位，其程序是：首先打开水位计的放不阀，关闭汽阀使水管得到冲洗，再慢慢关闭放水阀注意水产计是否有水位显示，如有水位则谨慎地加强给水，并注意水们计上升情况。如无水位出现，应立即紧急停炉。

3。9。2、锅炉满水的预防和处理：锅炉满水是汽包内的水位超过规定的最高水位，蒸汽含盐量增大和给水流量不正常地大于蒸汽产量。锅炉满水严重时，蒸汽管内发生冲击、振动和法兰联接处向外冒汽等现象。处理措施是：当汽压及给水压力正常时，水位过高，首先对照和冲洗水位计，改变给水方式，减少给水量。

如继续上升，立即开启蒸汽母管及主汽管的疏水门排水。如水们超过水位计可见部分，应即停止锅炉给水，开大主汽管疏水门和下汽包排水门，大量放水，并注意水位情况。

3。9。3、锅炉汽水共腾现象的处理：汽水共腾的现象（即起泡沫）是蒸汽含盐量增大，汽包水位计水位急剧波动，看不清水位。遇此情况要降低锅炉的蒸发量，开大连续排污门和汽包排水门，同时加强给水，防止水位过低。检查并改善炉水质量。

3。10、关于碱炉安全运行的问题，轻工部造纸局于1981年，在福建青州纸厂召开碱炉安全生产经验交流会，会上各个厂交流了自己在生产中遇到的安全问题，归纳起来有：1、炉体下沉。2、过热器管破裂。原因是汽水分离不良，管内积盐。3、省煤器腐蚀，漏水。5、锅炉缺水，原因是仪表失灵，判断错误。6、重油串入汽包，原因是用于吹扫重油的汽管掉压，而管路中又没有安装止回阀，重油就串入汽管，再进到汽包内。7、水冷壁漏水，地点在一次风口弯管处，这是属于应力裂纹。8、风机叶轮飞脱，原因是烟气温度偏低，出现露点，造成风机叶片挂灰，形成动不平衡造成。

云南原云丰造纸厂的碱回收也发生过两次安全问题。一次是溜子口堵塞，熔炉内熔融物太多，淹过一次风口，从一次风与炉壁的缝隙处浸出来，当时还以为是炉子烧穿了，就作紧急停炉处理。事后，等炉内熔融物冷却后，人再进到炉内把凝固的熔物取出来。一次是引风机叶片挂碱灰，产生动不平衡，风机水泥基础振裂崩塌，风机从基座上掉到地上。

碱炉的安全问题比较多，要引起我们的重视，一定要按操作规程的规定进行，工作中，随时检查设备的运行情况，发现异常，及时处理。绝对不能粗心大意。 4、绿液的苛化

熔融物溶解于稀白液或水中称绿液。它的主要成分是碳酸钠和硫化钠。将石灰加入绿液中，使碳酸钠转化为氢氧化钠的过程称为苛化。 苛化的化学反应方程式如下：

Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3

或CaO+H2O+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓ 苛化原理及影响因素 4。1、苛化原理：

4。1。1、石灰消化：生石灰中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙，并放出热量。 CaO+H2O= Ca(OH)2

4。1。2、碳酸钠的苛化： 苛化反应是个可逆反应，故苛化反应不能进行到底，生产上以苛化度来表示苛化的程度：

4。2、影响苛化的因素：

石灰加入量：为加速苛化过程，提高苛化度，石加入量为105—110%，太多造成浪费，并且难于澄清。

4。2。1、绿液浓度与组成：一般总碱浓度控制在100—110克/升。

4。2。2、温度：温度的影响可以从化学平衡和反速度两个方面分析。石灰消化是放热反应，温度越高，氢氧化钙的溶解度越小；苛化反应中，温度越高，碳酸钙溶解度越大。因此，从化学平衡角度来看，低温比高温利。总的说，温高能提高反应速度，因此消化温度控制在92—95℃。苛化反应进行到后期，一般在100℃以上，这样，1。5—2。0小时就能达到接近平衡的最高苛化度。

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