纸业有限公司5.1万吨/年苇浆造纸黑液碱回收工程设计方案目 录第一章 总论1.1工程概况及企业主要污染源1.2 污染分析1.3 设计依据与范围1.4 设计指导思想第二章 设计参数的确定2.1 生产规模2.2 蒸煮黑液第三章 综合治理工艺的选择3.1 蒸煮黑液治理工艺的选择3.2 常规燃烧法碱回收与新型碱回收的分析对比第四章 黑液碱回收车间4.1 设计参数4.2 黑液提取4.3 黑液碱回收工艺流程图4.4 土建工程及主要建构筑物一览表4.5 安装工程及主要设备器材一览表4.6主要用电负荷第五章 公共工程与安全卫生5.1 总图运输、绿化5.2 给排水5.3 供电5.4 供热采暖通风5.5 节能5.6 节水5.7 消防5.8 劳动保护安全卫生5.9 劳动组织第6章 工程投资概算6.1土建工程6.2设备器材6.3其他6.4工程概算第七章 主要技术经济指标第八章 工程进度计划建议附：企业资质及典型业绩第一章 总论1．1工程概况纸业有限公司为股份制民营企业。
企业以芦苇为原料，采用碱法制浆漂白生产文化用纸。
制浆工段原有25m3蒸球6个，喷放仓2个，现增设了25 m3蒸球6个，喷放仓2个，双螺旋挤浆机4台，再经本技改设计方案的实施，使生产能力由原年制浆3.4万吨扩产到5.1万吨。
1.2污染分析1)蒸煮制浆排放的黑液企业原来未提取黑液，各种废水混合排放。
本方案将高浓高效提取黑液并回收黑液中的残碱回用于蒸煮，即消除了污染源，又创造了经济效益。
所提取的黑液含有大量的有机污染物、无机污染物和少量漏浆、杂质，这是制浆造纸企业的主要污染源。
其组成及特性如下：草浆工艺条件一般为：（麦草 ～ 苇）名称技术条件备注用碱量（Na2O计）17% ～ 20%对绝干浆液比1:2.5～2.8（蒸球），1:6浓缩至2.5（蒸煮蒸发器）蒸煮压力0.4Mpa～0.65Mpa蒸煮时间球:1h,蒸煮蒸发器3h蒸煮质量高锰酸钾值12±2（粗浆）残碱8g/L～10g/L黑液量每吨绝干浆6m3黑液的组成与特性：（麦草 ～苇）名称单位数量备注浓度（20℃）°Bé10～11总固体g/L130.5～133有机物g/L92.15～93无机物g/L 40.8～40.3有效碱g/L 1.67～3.36SiO2g/L9.76～3.56总碱g/L 28.5～26.5木质素g/L 31.～39.42挥发酸g/L 12.～11.70黑液总固形物的组成：（麦草～苇）名称所占比例备注有机物 69%～69.72%木质素23.9%～29.6%包括在有机物中挥发酸9.4%～8.8%包括在有机物中无机物 31%～30.28%总碱28.2%～25.65%包括在有机物中SiO27.48%～2.68%包括在有机物中黑液CODcr、BOD5排放量：国家环保局科技编发的《草浆造纸工业废水污染防治技术指南》中给出不同制浆工艺污染物发生量：项目浆种制浆漂白工艺蒸煮工段漂白工段污冷凝水CODcrKg/tBOD5 Kg/tCODcrKg/tBOD5Kg/tCODcrKg/tBOD5 Kg/t硫酸盐木浆（不同原料平均值）蒸煮，硫化度25-26%粗浆得率48-50%漂白CEH或H白度50-60GE1400350751683蒽菎烧碱法草浆（不同原料平均）蒸煮用碱量300-400kg/t浆，粗浆得率45%-48%13003404515155漂白CEH白度73-78GE亚铵法草浆或亚钠法粗浆得率55%-60%1000300粗浆得率75%-80%400-500200-300废纸浆脱黑、漂白150化机浆粗浆得率≥90%10545-50(2)中段废水除去黑液及纸机白水，生产中产生的洗浆、漂洗、漂白废水统称为中段废水，其污染物依然是大量的有机及无机污染物、细浆、杂质，且排放量较大，普通生产工艺每天约排40000m3，现需要通过清洁生产大幅度减少排放量及污染负荷，全部进废水处理站处理达标后排放。
(3)纸机白水纸机白水应该经微滤或气浮处理后回用于洗浆，不外排。
蒸煮制浆黑液的高浓高效提取及处理是造纸行业污染治理的关键，本工程的工艺设计采用国内高新技术 “同蒸同煮同蒸法” 清洁生产制浆，“高浓高效低液量”提取黑液，“喷淋液膜无结垢蒸发浓缩”，“斜旋无尘碱炉”焚烧产汽回用，高效低投资新式草浆蒸煮黑液碱回收工艺。
中段废水是造纸行业另一重要污染源，其特点是水量大，颜色深。
本工程的重点是对黑液进行高浓高效提取并回收碱应用后，使中段水排放量及污染负荷大幅度降低，在后期的中段水处理工程中，可对中段废水采用水解酸化——好氧为主的二级生化处理工艺，这是国家及行业推荐的治理技术政策，成熟可靠。
本工程设计方案所选用的治理工艺技术及设备均已经通过大规模生产实践检验，产品合格，出水达标，成熟可靠。
企业具备清洁生产、黑液碱回收利用及中段水生化处理的基本条件、场地、资金。
1．3设计依据与范围1．3．1设计依据①企业提供的设计资料、项目环境影响评价报告书及批文；②政府的相关文件；设计采用的标准，规范如下：(1)《造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2001）(2)《草浆造纸工业废水污染防治技术指南》（国家环保局科技标准司）(3) 《草浆造纸工业废水污染防治技术政策》（国家环保总局环发[1999]273号文件）(4) 国家颁布的各专业相关设计规范和技术规定。
1．3．2设计范围充分利用现有设备设施，通过技改使制浆能力达到每年5.1万吨，改造企业备料、蒸煮制浆生产方法，高浓高效低液量提取出符合技术要求的黑液并收浆后送至黑液碱回收车间，生产出合格液碱的相关设备设施。
围墙、道路、绿化、站外水、电、热管网、库房、运输等公共设施不在本方案设计范围内。
1．4设计指导思想(1)采用从污染源头入手的清洁生产工艺，通过同蒸同煮同蒸发实现高浓高效低液量提取黑液，使黑液提取率达90％以上，而黑液量每吨浆只有6m3，并可大幅度降低中段水排放量和污染负荷，确保中段水低成本长期稳定达标排放。
(2)将同蒸同煮同蒸发制浆提取的半浓黑液再通过喷淋液膜蒸发浓缩、可比广泛使用的板式降膜蒸发器提髙30％以上的效率，（相当于只建原六体五效蒸发系统的后三效）而且不结垢。
(4)用斜旋无尘碱炉焚烧浓黑液，并产生1.6MPa过热蒸汽。
该新型碱炉高度低，无大量烟尘，可降低基建投资和缩短工期。
(5)在苛化系统中对石灰乳制备及白泥洗涤采用上向流制备和吸附分离等高效可靠的新设备。
第二章 设计参数的确定2．1生产规范碱法芦苇漂白浆 150t/d (51000t/a)年工作日 340d2．2蒸煮黑液(1)高浓提取黑液： 6m3/tj 900m3/d（38m3/h）(2)高浓黑液水质： PH 14C0D cr 208kg/m3B0D5 65kg/m3SS 1kg/m3由于采用清洁生产同蒸同煮同蒸发制浆及高浓高效提取黑液， 送往洗浆筛选的粗浆中所含废水COD数量比国家环保局科技司统计及通常蒸煮制浆的要低，所以可以减少洗、漂中段水排放量和污染程度，为后序中段水处理工程的低投资、低运行、稳定达标创造了有利条件。
第三章 综合治理工艺的选择3．1蒸煮黑液治理工艺的选择国家环保总局环发[1999]273号文《草浆造纸工业废水污染防治技术政策》中明确规定：——碱法草浆黑液推荐常规燃烧法碱回收工艺。
——亚铵法草浆黑液使用生产粘合剂工艺。
——亚钠法草浆黑液使用资源化综合利用工艺。
可以看出，当用何种化学制浆方法确定之后，黑液的处理工艺则已随之确定，本工程选用黑液碱回收工艺。
3.2常规燃烧法碱回收与新型碱回收的分析对比1）草浆黑液的性质与木浆黑液的差异很大，具体表现在：①硅干扰：黑液固形物含硅量高（麦草浆7.8%，稻草浆5.8%，苇浆0.28%，木浆0.2%），在对其蒸发浓缩过程中都有严重的硅干扰，主要表现在结垢严重，粘度高，难蒸浓。
草浆黑液除硅技术国内外都做了不少科研，但迄今为止，还没有一种经济适用、比较成熟的方法。
②粘度陡升点：草浆黑液的粘度比木浆高的多，甚至可以做工业粘合剂，蒸发到35%以上的浓度时粘度会陡然升高几十倍，造成粘结蒸发器等设备，蒸发困难，所以当浓度增大，粘度上升时，传统的管式或板式蒸发器都会出现粘壁结垢现象。
故从防止结垢的角度讲，黑液的蒸发更适合喷淋无接触点的蒸发。
草浆黑液蒸发到木浆黑液的入炉浓度困难，设备故障多，运行不正常，因此，草浆的入炉浓度比木浆要低得多，发热量低，所以草浆黑液碱炉要有良好的保温而不是散热，在带水冷壁的传统碱炉炉膛中燃烧并不理想，辅助热源需要量大。
为保证35%浓度黑液正常燃烧，不带水冷壁的炉膛比较好，国外燃烧草浆黑液因粘度高，蒸浓难度大，热值低，也是采用不设水冷壁的砖砌炉或沸腾炉，喷射浓度35～45%。
③提取、洗涤难兼顾：草浆黑液粘度高，在纤维壁内的黑液比例大，结合牢，必须有足够的时间渗透置换才能提取出来，草浆原浆打浆度高（木浆12～16°SR,麦草浆30°SR，稻草浆40°SR）难过滤，易糊网，真空洗浆机每平方过滤面积日产浆量：木浆5～7吨，稻草浆1.5～4吨，麦草浆0.5～2吨。
水平带式洗浆机渗透时间，草浆应有40秒，而木浆仅20秒，所以草浆比木浆设备要大2.5～3倍，洗涤效果才相似。
④草浆黑液“膨胀容积指数”（Ｓ.Ｖ.Ｌ）比木浆的低（麦草5.44，稻草2.99，竹14.52，木26.77）。
Ｓ.Ｖ.Ｌ的含义是黑液固形物在300℃温度下保持1小时每克膨胀的毫升数（毫升/克）。
由此可知草浆黑液灰垫层粘而不透气，垫层薄，因此一次风嘴比木浆低，风量风压略高。
⑤草浆黑液熔融物熔点高（草870～890℃，木843℃），流动性差，为使排出顺利，炉底要保温，坡度都比木浆大，因此一定要控制好烟温以免飞灰熔结难以清除。
综上所述，可以从黑液资源化应用处理的角度归纳出相关的黑液特性：①黑液中有残碱可回收，有木质素可回收，有机物可应用。
②由于草浆黑液含硅量高，有粘度，难挤压提取，蒸发设备管道、喷嘴易结垢。
③造纸产生污染物有80%以上存在于黑液中，解决好黑液的污染，十分重要，是治理造纸污水污染的关键。
2）常规燃烧法碱回收是国家环保总局推荐的工艺 经多年的实践后，国家环保总局在环发[1999]273号文中明确规定：推荐常规燃烧法碱回收工艺处理烧碱法草浆蒸煮黑液；并同时规定了生产规模为1.7万吨／年以上；明令禁止了其他未经实践检验的黑液处理工艺。
2005年行业政策又改为到2007年底取缔3.4万吨/年以下制浆造纸企业。
同时，国家颁布的《造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2001），就是按黑液碱回收后中段水二级生化处理工艺制定的技术数据。
常规燃烧法碱回收借鉴于国内外大型木浆黑液处理工艺，该工艺热效率高，碱回收较充分，不受市场制约。