黑液组成黑液碱回收.docx

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黑液组成黑液碱回收

黑液组成黑液碱回收

黑液的碱回收

黑液的组成

在碱法蒸煮过程中，将近有一半植物纤维原料成分溶解于蒸煮药液内而成为黑液。

每生产一吨纸浆可得黑液10～12米3，其中约有一吨有机物质和四百公斤碱类、硫化物等。

黑液的组成决定于蒸煮时所用的蒸煮液、采用的植物纤维原料的品种以及采取的蒸煮方法等。

一般在黑液固形物中含有65～70%的有机物和30～35%的无机物，并且有机物与无机物含量的比值均在1.9～2.5之间。

在有机物中主要是碱化木素、硫化木素（约占30～40%）、挥发性有机酸（约占10～17%）以及其他反应生成物等。

无机物主要是与有机物化合的钠、游离的氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠、硫酸钠和硫代硫酸钠等，其中全碱量约占85%以上。

至于无机物中二氧化硅含量根据原料品种的不同，差别甚大，如木、竹、棉秆等纸浆的黑液含硅量较低，仅为0.7～2.0%，而草类纸浆的黑液含硅量较高，有达5～9%（蔗渣、苇荻浆），甚至15～24%（稻麦草浆）。

碱回收常用术语

黑液与黑灰：

蒸煮后所得的褐黑色液体称为黑液，将黑液蒸浓之后再进行煅烧所得黑色粉状物称为黑灰。

绿液：

用稀白液或水浸取黑灰或熔融物所得绿色的液体称为绿液，其主要成分为碳酸钠和硫化钠等。

还原率：

系指绿液中Na2S占Na2S+Na2SO4重量的百分比。

苛化率：

系指绿液被苛化的程度。

白液：

指碱回收系统回收所得色泽浅淡的碱液。

碱回收的流程

如图4-30为常规木浆黑液碱回收流程，主要包括黑液的蒸发、燃烧、苛化以及石灰回收。

图4-30木浆黑液碱回收流程图

（1）黑液的蒸发

①黑液蒸发的目的

蒸发的目的在于除去黑液中多余的水分，以适应燃烧的需要。

木浆稀黑液浓度一般为11～14°Bé（15℃），相当于含固形物14%～19%；草浆稀黑液浓度为5～8°Bé（15℃），约含固形物7%～10%。

燃烧需要黑液的浓度达55%～65%固形物。

要获得较高浓度的黑液，通常采用两段蒸发方法：

第一段在多效蒸发器中进行，可将黑液浓缩至含50%～55%的固形物；第二段采用直接接触蒸发，在烟气与黑液直接接触蒸发器中进行，可浓缩到含固形物55%～65%的浓度。

也可用增浓蒸发器获得含固形物65%左右的浓黑液。

碱回收的流程

（1）黑液的蒸发

②蒸发前的预处理

过滤：

将稀黑液中夹带的细小纤维和残渣滤掉，防止蒸发器产生纤维性管垢。

常用圆网过滤机和斜筛等设备。

使用真空洗浆机提取黑液时，因纤维流失少，黑液可不必过滤。

氧化：

硫酸盐浆黑液氧化的目的是为了减少黑液中硫的损失及其对环境的污染，降低黑液的腐蚀性。

因黑液中硫化钠未经氧化不稳定，在蒸发、燃烧过程中易生成硫化氢而损失掉。

逸出的硫化氢，不但污染环境，降低白液的硫化度，还会对蒸发设备起腐蚀作用，其化学反应氧化后的黑液生成较稳定的硫代硫酸钠和硫酸钠，使硫的损失减少。

2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH

Na2S+2O2Na2SO4

黑液的氧化可采用接触法、泡沫法、喷淋法，促使黑液充分与空气接触进行氧化。

另一种是用分子氧在活塞式流动反应器中进行黑液氧化。

氧化后的黑液浓度提高1.5%～2%，制得的白液硫化度提高5%～8%。

但是在黑液氧化过程中，已放出一部分热量，降低了黑液燃烧值，且蒸发过程易结垢，草浆黑液因硫化度低，含硅量高不宜氧化。

除硅：

草类原料灰分较高，灰分中一半以上是二氧化硅。

在蒸煮过程中二氧化硅溶于碱液，黑液中的二氧化硅含量约为总固形物的2%～12%。

二氧化硅含量过高，易造成蒸发器结垢，使传热系数降低；燃烧时黑液热值减小，熔物熔点升高，纯度降低；由于硅酸钙沉淀在石灰粒上，使苛化率降低，澄清速度缓慢。

如果白泥中硅积累过多，则失去白泥回收价值。

为了减少硅干扰，常在蒸发前在黑液中补加烧碱，使黑液中氧化硅全部处于游离状态，或者在蒸发前除硅。

目前国内黑液除硅还末普遍工业化，仅个别厂进行了工厂型试验。

试验中除硅是二氧化碳法。

将二氧化碳或烟道气通入80℃稀黑液中生成硅酸沉淀，用NaOH稀碱液洗涤沉渣，回收沉淀木素，滤去H2SiO3。

Na2SiO3+2H2CO3H2SiO3+2NaHCO3

另外一种除硅法是石灰法：

在黑液中加入氧化钙，生成硅酸钙沉淀。

Na2SiO3+Ca（OH）2CaSiO3+2NaOH

最近还有将铝土矿在燃烧前加入黑液中，生成铝酸钠。

当碱灰溶解时，硅就呈硅酸铝钠的形式沉淀下来，但铝土矿不能过量，以防绿液中有过多的铝离子。

2Al（OH）3+Na2CO32NaAlO2+CO2+3H2O

Na2O·Al2O3·4SiO2+8NaOH

除皂：

在硫酸盐木浆黑液里，有树脂酸和脂肪酸的钠盐，这些钠盐称为硫酸盐皂。

松木浆的黑液硫酸盐皂较多，草类及杉木原料中较少。

为了综合利用和排除皂化物对生产过程的干扰，黑液除皂较适宜的浓度是（25%～35%）。

皂化物与黑液的分离一般认为是盐析过程，皂粒在电解质作用下凝聚，因相对密度小而浮在黑液面上。

除皂的方法多用静置法和充气法等。

回收硫酸盐皂可以制取松香酸、脂肪酸等。

经过除皂后，可提高蒸发能力，但也使黑液的燃烧值下降。

③蒸发流程

黑液的蒸发一般可分两阶段进行。

第一阶段是在多效蒸发器中把稀黑液从10°Bé（15℃）左右蒸发浓缩到33～37°Bé（15℃），固形物含量约达47～54%左右。

第二阶段是在直接蒸发器中进行，使黑液再浓缩至53～65%（固形物含量），一般对木浆黑液要求达到60～65%，而草类浆黑液应达50～55%，以便在碱回收炉中进行燃烧。

多效蒸发器通常是由几个串联的蒸发器组成；同时以前一效的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽，提高热能利用，减少蒸汽用量。

为了防止高温加速结垢和低温增大粘度，加热蒸汽温度不宜超过140℃，而末效温度也不应低于50℃，总温差不超过90℃。

因此效数多寡也要适当，一般大型厂可达5～7效，而中小型厂约为3～4效。

蒸发工艺流程主要包括黑液、蒸汽和冷凝水三个系统。

黑液系统：

黑液系统工艺流程一般有三种方式：

顺流式、逆流式和混流式。

顺流式供液流程就是将经过预热后的黑液首先送至第一效，然后按照顺序流入下一效，最后一效出来的浓黑液送入贮槽。

这样黑液流向与蒸汽流向完全一致。

其优点在于设备简单，操作方便，泡沫较少，工艺稳定；但由于黑液浓度逐渐增高而其温度却又逐效下降，因而增大黑液粘度，恶化传热条件，降低蒸发效率，需较大加热面积，也增加蒸汽消耗量。

目前国内外各厂已较少采用这种顺流式供液流程。

逆流式供液流程是先将黑液送进最后一效，然后逆向逐效而上，这样黑液流向与蒸汽流向完全相反。

其优点在于随黑液浓度的提高而得相应较高的温度从而传热条件好，可以减少加热面积30～40%（与顺流式比较）；但由于各效之间均需用泵和预热器而增加了辅助设备及其动力消耗，况且泡沫较多，操作复杂，工艺条件变动较大。

混流式供液流程尚有几种不同方式，如以Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅰ—Ⅱ或Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅱ—Ⅰ等供流方式。

蒸汽系统：

蒸汽流向一般均按各效的顺序，即新蒸汽先送入第一效，而第一效产生的二次蒸汽则进入第二效，依此向后按次序移送。

也有用新蒸汽同时送入第一效和第二效，而此两效出来的二次蒸汽合并送至第三效，然后再按次序移送，这样可以增加蒸发的热源。

冷凝水系统：

新蒸汽出来的冷凝水一般泵送锅炉，回收利用或供纸浆洗涤之用。

二次蒸汽出来的冷凝水可通过回收热量后用泵排出。

蒸发系统工艺流程：

分离器在外的升膜蒸发器组成的五效真空蒸发系统工艺流程如图4-31所示。

这个蒸发系统采用混流式供液流程；同时还采取出浓黑液和半浓黑液交替进行的方式。

一般小循环时出浓黑液，即利用高温半浓黑液和稀黑液来调整进效浓度，以高浓和小流量的条件，经过后三效蒸发，而Ⅴ效出来的半浓黑液送至中间槽，然后再送至前两效蒸发，这样最后出来的浓黑液送至贮槽。

另外大循环时出半浓黑液，这样最后出来的浓黑液送至贮槽。

另外大循环时出半浓黑液，即利用低温半浓黑液和稀黑液来调整进效浓度，以低浓和大流量的条件，经过后三效蒸发，而Ⅴ效出来的半浓黑液送至中间槽（或皂化物分离槽），然后再送至前效蒸发，这样出效的高温半浓黑液送至贮槽。

在生产上大循环和小循环交替进行，从而改善传热条件，但转换操作比较麻烦，而且不很稳定。

蔗渣浆的黑液蒸发采用由外循环式短管蒸发器组成的四效真空蒸发系统，如图4-32所示。

这个蒸发系统采用混流式供液流程出浓黑液，以顺流式供液流程出半浓黑液，通常是混流式和顺流式交替使用，以提高蒸发强度，有利于粘度大的草类浆的黑液蒸发。

图4-31真空蒸发系统工艺流程

（2）黑液燃烧

①黑液燃烧的工艺流程

喷射炉燃烧工艺流程：

硫酸盐法和烧碱法黑液的燃烧过程基本一样，只是烧碱法没有与芒硝有关的工艺。

硫酸盐法黑液使用喷射炉燃烧的工艺流程。

大致可分为8个系统，即供液系统、燃烧炉及熔融物溶解系统、锅炉系统、芒硝给料系统、送风系统，助燃油系统、锅炉给水处理系统、烟气排出系统，图4-39是喷射炉黑液燃烧的工艺流程。

供液系统：

流程为——从多效蒸发器来的黑液→直接蒸发器→浓黑液槽→碱灰和黑液混合槽→芒硝混合槽→黑液喷枪→燃烧炉。

多效蒸发器来的黑液首先经直接蒸发器增浓，与燃烧炉中的碱灰、补充的芒硝进行均匀混合后，使用特制的喷枪将黑液均匀地喷洒到燃烧炉中去。

燃烧炉及熔融物溶解系统：

燃烧炉是黑燃烧过程的主体设备。

入炉黑液在燃烧炉内经过进一步干燥后进行燃烧，并产生一系列的化学反应。

有机物燃烧产生的高温烟气在炉内上升，被引入锅炉系统；无机物熔融，同时补加的芒硝在高温下还原生成Na2S接着无机熔融物从燃烧炉下方的溜槽流入溶解槽中，苛化工段来的稀白液或清水中溶解形成绿液。

图4-39喷射炉黑液燃烧工艺流程

1—燃烧室2—蒸汽过热器3—蒸汽锅炉4—水冷屏5—上水预热器6—空气预热器

7—圆盘蒸发器8—电除尘器9—排烟机10—黑液喷嘴11—次风口

12—二次、三次风口13—熔融物馏槽14—溶解槽15—黑液、芒硝、碱尘混合器

锅炉系统：

现代燃烧炉都配有锅炉以回收燃烧热能。

锅炉系统和黑液燃烧的热能产生蒸汽，可供多效蒸发器蒸发系统或蒸煮系统以及生产过程中使用，也有用回收锅炉产生过热蒸汽供气轮机组发电的。

碱回收锅炉系统的配置基本上和常规的动力锅炉相似，但结构更为复杂，运行环境更为恶劣，比常规锅炉发生爆炸等事故的危险性更大，所以，设备及操纵技术要求更高。

锅炉系统一般由上汽包、下汽包、水冷壁管、锅炉管束、水冷屏或凝渣管、过热器、省煤器、吹灰器等部分组成。

上汽包与主要的给水管道、出汽管道以及蒸发受热面的管道等相连接。

水冷壁构成燃烧炉的四壁，吸收高温辐射热量同时降低炉墙的温度。

锅炉管束也叫对流管束，与上汽包和下汽包相连接。

分为上升管和下降管，将靠近燃烧室处于高温烟气中受热较强的部分称为上升管；而将离燃烧室较运处在降温烟气中受热较弱的管束称为下降管。

凝渣管构成燃烧室的炉顶并与完全燃烧室紧联接，此处烟气温度高且含灰量大，它使烟气温度降到积灰的熔点以下再进入过热器。

凝渣管最好使用由下汽包直接来的低温水，以便能更好地降低烟气温度。

过热器是将从上汽包出来的饱和蒸汽加热并到一定过热温度，根据传热方式的不同可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。

省煤器是利用烟气的余热加热锅炉给水的热交换器，省煤器一般由上、下联箱和省煤器管束组成，可分为立式和卧式两种，立式省煤器由于吹灰方便被现代燃烧炉所采用。

吹灰器有固定式和伸缩式两种，其作用主要是除去沉积在锅炉管束及炉墙等处的飞灰。

飞灰中还含有较多的钠盐及其硫的分解升华物，被吹落的飞灰一般要进行回收。

芒硝给料系统：

补充芒硝是为了平衡生产过程中造成的硫损失，在燃烧过程中还原生成Na2S，芒硝给料系统的主要流程为：

芒硝→螺旋输送机→斗式提升机→圆筛→芒硝仓→圆盘给料器→芒硝黑液混合器

送风系统：

送风系统由鼓风机和空气预热器组成，预热器是将入炉的空气加热到150℃左右。

燃烧炉需要的空气一般分为一次风、二次风和三次风，为此，有的燃烧炉系统其一、二次风公用一个送风系统，而有的则一、二、三次风采用各自的送风系统。

助燃油系统：

燃烧炉在开炉、停炉或燃烧不正常时，使用助燃油进行辅助燃烧，另外，鉴于草浆黑液含硅量较高及燃烧值较低，其燃烧性能较差，也需要助燃油助燃。

助燃油系统一般采用重油为燃料，其主要流程为：

重油→贮油槽→重油过滤器→工作油箱→流量计→重油喷枪→燃烧炉

锅炉给水系统：

为了防止锅炉系统的受热面上结垢和氧化腐蚀以及酸性腐蚀，锅炉给水一般要经过原水软化处理、除氧处理及磷酸盐处理等，以达到规定的质量指标。

原水软化的目的是除去原水中的钙、镁离子，可采用离子交换器；除氧过程是除去水中的氧气和二氧化碳，以防腐蚀，一般采用混合式除氧器；而炉水中加入磷酸盐，平衡水中PO43-、SO42-和SiO32-的浓度比例，以防止钙镁盐类物质[如CaSO4、CaSiO3和Mg3（PO4）2]在锅炉管壁上结垢。

烟排出系统：

烟气排出系统，回收烟气中的化学药品（及碱尘）和热能，烟气净化后排入大气。

该系统一般由黑液增浓设备、烟气净化设备、引风机、烟道及烟囱等组成。

除臭式碱回收工艺流程：

黑液直接接触式蒸发系统，产生大量的臭气污染空气。

为此，采用高效增浓的间接蒸发设备代替直接蒸发设备，同时采用大面积的立管式高压省煤器来回收烟气余热，即为现代除臭式碱回收工艺的主要特点。

图4-40中给出了除臭式碱回收工艺流程简图。

图4-40除臭式碱回收工艺流程

流化床燃烧工艺流程：

流化床燃烧的基本工艺过程是：

浓黑液由流化床燃烧炉的顶部均匀喷入后，在炉内呈悬浮状蒸发干燥，降落到炉内燃烧层进行沸腾状燃烧。

燃烧层由布风板和其上面沉积的黑液固形物颗粒及其燃烧生成物组成，黑液在流化床燃烧过程中产生的热烟气经旋风分离器除尘后，进入烟气排出系统，而生成的无机物产品则为颗粒状的碳酸钠和硫化钠，不像喷射炉那样形成熔融物。

与喷射炉相比，流化床的燃烧温度较低（可低于850℃），入炉黑液的浓度要求也较低（35%即可），因此比较适合于低浓黑液或燃烧值较低的黑液燃烧，粉尘污染也较少。

为粘度大、热值低的草浆黑液实现碱回收提供了新的途径。

图4-41中给出了烧碱法黑液流化床燃烧工艺的流程简图。

图4-41烧碱法黑液流化床燃烧工艺流程

1—黑液2—蒸发器3—洗气塔4—文丘里5—平衡罐6—旋风分离器7—流化床反应器

8—空气预热器9—鼓风机10—计量和冷却螺旋11—斗式提升机12—碳酸钠贮料仓

2）黑液燃烧

②黑液燃烧过程及其影响因素

黑液燃烧过程：

硫酸盐法黑液的燃烧过程可分为三个阶段，黑液干燥段→有机物的热分解和炭化以及无机物的碳酸盐化段→有机物充分燃烧和无机物熔融以及补加芒硝的还原段。

在第一阶段中，入炉黑液在热炉气的作用下进一步干燥至水分含量达10%～15%时，形成黑灰。

烟气中所含的SO2、SO3以及CO2与黑液中的活性碱及有机结合钠等起化学反应；黑液中的游离NaOH和大部分的Na2S都转变为Na2SO3、Na2S2O3等。

化学反应为：

2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O

2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O

2NaOH+SO3====Na2SO4+H2O

Na2S+CO2+H2O====Na2CO3+H2S

2Na2S+2SO2+O2====2Na2S2O3

Na2S+SO3+H2O====Na2SO3+H2S

2RCOONa+SO2+H2O====Na2SO3+2RCOOH

2RCOONa+SO2+H2O====Na2SO4+2RCOOH

在第二阶段中，黑灰最后剩下的水分逐渐被蒸发掉，温度迅速升高到400℃左右时，有机物快速分解为的CH3OH、CH3COOH、CH3SH、H2S、酚、低分子的醛酸以及结构复杂的烷基硫化物等有机气体，并与进入炉膛的二次风和三次风混合后发生气相燃烧，生成CO2、H2O、CO、H2S、SO2、SO3等气体。

还有一部分有机物发生碳化作用，变成元素碳，供芒硝还原用。

另外，与有机物结合生成的钠化合物也发生分解反应，生成Na2CO3。

有机物结合的分解反应为：

2NaOR+O2Na2O+CO2+H2O

Na2O+CO2Na2CO3

热解后的剩余无机物中主要成分是Na2CO3和Na2S，部分有机物结合钠和硫经反应后变成Na2S、Na2CO3、Na2S2O3等。

燃烧过程中，即使操作工艺条件控制合适，也约有50%的有机物结合硫可能在热分解时转化为无机硫化物。

所以，在燃烧过程中硫损失量是很大的，这些损失的硫也成为黑液燃烧过程中硫污染的主要来源。

在第二阶段中，有机物继续燃烧，在高温下无机物熔融，同补加的芒硝发生以下还原反应：

Na2SO4+2C====Na2S+CO2

Na2SO4+4C====Na2S+2CO

Na2SO4+4CO====Na2S+4CO2

以第二个反应为主。

足够高的反应和足量的元素碳的存在，是保证芒硝还原反应顺利进行的重要条件。

还原1kg的芒硝，约消耗7120kJ的热量和2.4kg的元素碳。

一次风量不能太大，使黑灰在还原条件下充分燃烧。

在空气量不足的情况下，碳主要燃烧成CO，而CO2也会还原成CO，这也为芒硝还原创造了条件。

值得注意的是，当温度较高和空气量不足时，Na2CO3分解成Na2O的同时，还会还原出元素钠来。

Na2O和元素钠在高温下挥发性较强，因此会造成碱逸失。

影响黑液燃烧过程的主要因素：

黑液的组成和性质：

黑液固形物中有机物与无机物比例、燃烧值、粘度、含硅量等都影响黑液燃烧过程，一般说来，与草浆黑液相比较，木浆黑液燃烧值较高，含硅量较小，在相同浓度下粘度值较低，流动性较好，所以其燃烧性能较好。

黑液浓度：

浓度低的黑液中固形物含量低，在燃烧时发热量也低；水分在蒸发时消耗热量，也影响了炉温和炉的热效率；当浓度过低时，还会引起炉衬脱落、熄火甚至爆炸事故。

黑液浓度高，粘度也高，黑液流动性差，输送困难；对流量稳定性和喷液雾化有影响。

在保证入炉黑液流量稳定和喷液良好的前提下，采用高浓度黑液有利于燃烧过程和炉的热效率。

入炉喷液：

入炉喷液量要合适和稳定，与供风量成比例。

如果喷液量过高，则会使炉子超负荷运行，燃烧不完全，热效率低。

同时烟气中臭气增加，造成硫损失和大气污染，还会造成锅炉中生成的熔融性积灰量增加及排烟温度过高。

如果喷液量过低，则会影响碱回收炉的回收效率。

造成喷液量不稳定的原因可能是黑液输送泵或管路不畅，以及由于温度过高而造成黑液沸腾，在输送管路中出现气喘现象等。

喷液颗粒大小要适当。

颗粒太小，容易被炉内烟气带走，使机械性飞失增加，从而加重对过热器的腐蚀及锅炉管壁的积灰，难以保持应有的垫层高度。

喷液颗粒过大，黑液难以快速干燥，会使燃烧垫层的水分过高，使黑液在垫层上燃烧不充分以致有时会产生死灰层，同样会影响燃烧过程。

一般认为，较为合适的喷液颗粒直径为4～5mm。

喷液颗粒的大小可通过控制喷枪喷液压力及喷孔大小来实现。

当喷液量及喷孔大小一定时，喷液压力越大，则喷液颗粒越小。

送风：

燃烧过程中所需要的总空气量与黑液的种类、黑液的组成有关。

可根据黑液固形物的元素分析结果进行计算，即：

L0=4.31（2.67C+8H+S-O）

式中L0——燃烧1kg黑液固形物所需要的理论空气量，kg/kg

C、H、S、O——4种元素在黑液固形物中的含量，%

4.31——氧气换算空气的系数

2.67——1kg的碳完全燃烧时的需氧量

8——1kg氢完全燃烧时的需氧量

实际生产过程中使用的空气量通常为理论空气量的1.05～1.10倍。

一般把总空气量的45%～50%加入到燃烧炉的还原区（即炉床上黑灰区），叫做一次风，是保证黑液固形物在还原条件下充分燃烧。

一次风量过大，使垫层温度过高而燃烧过快，难以保持适当的垫层高度，同时会导致供给芒硝还原用的碳量和CO量减少，不利于芒硝还原，还会促使钠盐的分解和升华，降低芒硝的还原率和碱回收率。

一次风量过低时会引起炉温降低及挥发性硫损失增大，也不利于芒硝的还原。

二次风通常在还原区的上方及黑液喷入口附近加入，其主要作用是使还原条件下产生的CO等充分燃烧，同时使入炉黑液快速干燥和保持炉床上黑灰层的完整成形。

三次风在黑液喷枪上方加入，使炉膛内的可燃气体进一步充分燃烧，并封闭炉膛出口和捕集烟气中的碱尘。

一、二、三次风的风量分配比在不同的燃烧条件下有差异，大致上为50/20/30。

入炉空气需预先加热到150℃左右，且最好采用单独的鼓风机控制风量和风压。

一次风压力可低一些，为0.8～1.2kPa；二、三次风的压力要高一些，为1.5～3kPa。

另外，燃烧炉在燃烧过程中，其炉膛内通常保持着10～20Pa的负压，使燃烧炉能够在负压状态下安全运行。

燃烧温度：

垫层保持较高的温度，才能保证无机物的熔融和芒硝的还原。

一般在950～1050℃。

草浆黑液由于燃烧值低且含硅量较高，其无机熔融物熔点较高，所以在其燃烧过程中以不补充芒硝为好，以免降低炉温。

垫层：

垫层由黑液干燥后下落到炉床上的高温多孔性黑灰组成，要求有10%～15%的水分，以保持垫层应有的高度。

垫层蓄热量大，可以稳定炉温，所以要保持1.0～1.5M高度。

黑液燃烧过程中，无机物的熔融和芒硝的还原等，都在有一定高度的垫层进行的。

有时由于黑液粘度较大、干燥不良等原因，形成燃烧不良的死垫层，遇到这种情况，要通过减少入炉黑液量和喷加助燃油的办法，提高炉温，尽快处理死垫层，以保证燃烧过程的顺利进行。

2）黑液燃烧

④烟气的净化和黑液增浓

从锅炉排出来的烟气，一般温度为250～350℃，有的甚至高达400℃，每吨纸浆的黑液燃烧时的烟气还会带出约40～90kg的Na2CO3和Na2S以及15～22kg的具有恶臭气味的硫化物气体。

如果将这些物质随烟气直接排入大气，势必会造成化学药品的损失及较为严重的环境污染。

因此，对锅炉烟气进行处理，以回收利用其中的热能及化学药品，对于碱回收过程的经济效益及减轻环境污染负荷具有重要的意义。

对于烟气中化学药品及热能的回收，目前一般采用接触式直接蒸发黑液的方法进行，再通过进一步的除尘处理，达到净化烟气的目的。

基本工艺流程：

几种烟气净化和黑液增浓的流程为：

锅炉烟气→文丘里系统→引风机→烟囱→锅炉烟气→圆盘蒸发器→静电除尘器→引风机→烟囱→锅炉烟气→静电除尘器→引风机→烟囱

图4-43中表示了文丘里系统黑液直接蒸发工艺流程简图。

图4-43文丘里系统黑液直接蒸发工艺流程

1—收缩管2—喉管3—扩散管4—旋风分离器5—循环泵6—浮动阀

前两种流程，属于黑液直接蒸发型的烟气净化和黑液增浓系统，不但利用烟气中的余热进一步对黑液进行直接蒸发，同时回收了烟气中的化学药品，但这两种流程中会散发出H2S、CH3SH等恶臭气体，对大气的污染较为严重。

后一种流程属于除臭式碱回收工艺的烟气净化系统，只除去碱尘并进行回收利用，而锅炉烟气中的热量则通过适当增加炉内省煤器面积的办法进行回收。

主要设备特征：

文丘里管和旋风分离器：

文丘里管由收缩管、喉管及扩散管三部分组成。

当黑液从喉管部径向进入文丘里管并与轴向来的高温烟气接触后充分混合，黑液吸收高温烟气中的热量直接蒸发，然后与烟气一道进入旋风分离器。

从文丘里管出来的烟气、蒸汽及黑液的混合物，在靠近旋风分离器底部的位置上，沿切线方向进入，然后沿内壁螺旋状上升，粘附了碱尘的黑液在离心力的作用下沿筒壁运动，在重力及由分离器顶部喷下的润壁黑液的作用下流向分离器底部，通过过滤器排出。

排出的黑液一部分送燃烧炉，一部分再循环到文丘里管喉管部。

影响文丘里系统效果的主要因素有黑液粘度、烟气流速、黑液与烟气的流量比以及烟气温度等。

圆盘蒸发器：

主要由蒸发圆盘、圆盘槽、圆盘、密封盖及传