草浆造纸黑液水蒸气气化特性实验研究文献综述
1 研究背景
造纸黑液一种严重的工业污染源,呈黑褐色,故称作黑液,具有色度大、味臭、碱度大、有机物含量高等特点。含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质,直接排放到水体中会造成严重的污染。其主要危害有:含有大量纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑,并有特殊的恶臭味;含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量(BOD)可高达5000~40000g/L,会大量消耗水中的溶解氧,影响水质;黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高,破坏水体环境的平衡。造纸工业每年废水排放量是非常惊人的,约占至全国工业总废水排放量的 10% ,是世界六大工业污染源之一。
造纸原料用的秸秆等原料,均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分,造纸仅取用其中的纤维素(约占40%),而其中约占25%的木质素与约占28%的半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物,则随黑液废弃。而黑液中所含的木质素和半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物质,在工、农业生产中都是有很高利用价值的。若不对造纸黑液进行回收利用,就会造成黑液中大量资源的流失。因此,对草浆造纸黑液处理的研究,对保护环境、节约能源、促进经济发展都有重要的意义。
2 研究进展
2.1 芦苇浆黑液流化床热解
目前对木浆黑液的处理主要用传统碱回收炉(Tomlinson 碱回收炉),但草浆黑液因其粘度大、硅含量高等特点并不适宜该技术。哈尔滨工业大学刘茜茜的《芦苇浆造纸黑液流化床热解气化试验研究》一文中提出了用黑液气化技术(BLG)处理草浆黑液的新思路,研究了芦苇浆黑液热解的反应特性及反应动力学,并在小型流化床试验台中开展热解气化试验,利用芦苇黑液在N2中进行气化。
实验发现芦苇浆黑液热解可以分为3个温度区间,分别为183~350℃、350~560℃和 560~800℃,前两个阶段主要是有机物挥发分析出区,第3个阶段为碱金属盐分解、挥发、反应区;CO2、CH4和CnHm的比例随着操作温度的升高而降低,H2和CO的比例随着操作温度的升高而升高;K元素的析出量随着温度的升高几乎没有变化;Cl 元素的析出量随着温度的升高略微增加;Na元素的析出量在 530℃到 580℃之间略有减少,但在 580℃到 630℃中间迅速增加,几乎为原来的2倍多。
2.2 黑液与石油焦共热解
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