专利名称：燃烧含硅废液的方法
技术领域：
本发明涉及一种借助于经预热的燃烧空气在纯碱回收锅炉中燃烧含硅废液的方法。
化学品在纯碱回收锅炉中的回收和再生，是纤维素制造过程的一个重要部分。从熬炼在一个蒸发设备中被浓缩的纤维素中得到的废液喷入一个纯碱回收锅炉，在那里它燃烧并形成灰烬，该灰烬包含熬炼化学品而且该灰烬由于在该锅炉中占优势的高温而熔化并流到该锅炉的底部，从该锅炉的底部，该熔融物被输送到一个溶解装置，在那里该熔融物将溶解并形成所谓绿液，借助于不同的工艺能从该绿液制备熬炼化学品以便为熬炼而回收。
在纤维素和纸的制造中，除了木材之外还用其他一些纤维性材料作原料。它们包括稻草、蔗渣、竹子和芦苇。以上原料共同之处是它们含有大量的硅酸盐，甚至比木材多十倍，这些在纤维素中熬炼的硅酸盐将进入从纤维素分离出来的废液并照那样到该纯碱回收锅炉。
除了高硅酸盐浓度之外，作为熬炼上述材料的结果而得到的废液还有高半纤维素浓度。这两种因素相结合会使废液粘度很高，因此蒸发废液是很难的，高硅酸盐浓度还在蒸发设备处引起堵塞问题。已经发现，通过在蒸发设备处的通常配置，含硅废液能被蒸发成大约50％的干固体含量。作为比较，这里应该指出，用得自木材的废液很容易得到65％的干固体含量。
由于干固体含量低，所以含硅废液热值低，并且当它们被喷到炉中时，将会缓慢地干燥和燃烧。此外，干固体含量低还使炉温变冷从而使熔融物难以流动或妨碍它从炉子底部流到溶解装置。当含硅废液燃烧时，硅酸盐将进入熔融物中，这使该熔融物难以流动，因为硅酸盐提高该熔融物的熔化温度。此外，由于含硅废液灰烬的熔点很高，它将在该纯碱回收锅炉中在炉壁上产生结垢并堵塞空气口和废液口。
试图通过在该纯碱回收锅炉之前从废液中去除硅酸盐，例如通过用钙和二氧化碳使硅酸盐沉淀，来解决由硅酸盐引起的问题。然而，这是个困难而昂贵的过程，它需要很大的反应容器和昂贵的反应物添加剂。
提高炉温是解决废液燃烧中由硅酸盐引起的问题的另一种方法。降低的炉温通过在炉台(stack，下同)附近燃烧辅助燃料，如煤气或油之类来补偿。该炉台被试图以这种方式保持燃烧。然而，辅助燃烧器加热中的一个问题在于，由于从辅助燃烧器火焰到炉台物的热传递主要靠辐射，所以将在该炉台表面形成具有局部高温的区域。此外，由于对于炉台表面温度的适当温度控制范围很小，仅100℃左右，所以很难调节有效的辅助燃烧。已经发现，炉台的表面温度应在950与1050℃之间。其原因在于，为了能保持流动和从该纯碱回收锅炉流出，熔融物的温度必须被保持得足够高，在大约950℃。在超过1000℃的温度下，钠将开始从该炉台蒸发，这将造成该炉台表面将被集中，相对于不太容易分解和蒸发的硅酸钠，这将导致硅酸钠在该炉台表面形成硬壳。结果，将妨碍辅助燃烧器的加热作用而该熔融物将开始固化，因此必须增加辅助燃烧。随之而来的将是温度上升，钠蒸发的增加，扩大和增强在炉台表面上的硬壳形成，以及不久之后，熔融物从回收锅炉的流动将被停止。
作为对燃烧辅助燃料或强化其作用的一种替代，已经提出把燃烧空气从150℃预热到250℃而不是通常的150℃。为了能把温度提高到150℃以上，通过利用一个纤维素厂的蒸汽产品来进行加热。把燃烧空气预热到这个程度不足以在含硅废液被燃烧时维持均匀的燃烧和熔融物的足够温度。
本发明的目的在于提供一种方法，该方法比上述燃烧含硅废液的方法更经济并保证对该燃烧过程更好的操纵。
本发明的方法的特征在于，借助于一个使用辅助燃料的空气预热器来进行燃烧空气的预热。
本发明的关键构思在于，通过提高燃烧空气的温度把炉台的温度，从而使熔融物的流动性调节在对含硅废液的特性所要求的严格范围内，这将防止当辅助燃料供给炉子时所产生的缺点。此外，没有必要在输送废液去燃烧之前从该废液中去除硅酸盐，但是硅酸盐的去除也可以在该纯碱回收锅炉之后在苛化间处进行，在那里它可以容易而经济地进行。当燃烧空气的温度提高时，在炉台中不会形成硬壳，熔融物将保持流动并能很容易地输送到溶解装置。此外，整个炉子的燃烧过程将加快而且燃烧将更完全，因为预热燃烧空气使液滴干得更快和燃烧得更完全。结果，由该锅炉所生产的蒸汽量也将增加。
为了防止形成硬壳并保证炉台的足够温度和熔融物的流动，燃烧空气需加热到起码250℃，但必要时空气甚至可以被加热到高达400℃。燃烧空气的加热通过在空气预热器中燃烧辅助燃料来进行，燃烧空气经该空气预热器向锅炉输送。这样一来，燃烧空气的温度可以很容易就提高到高达400℃。
当燃烧废液时观察炉子下段中的温度，而如果废液成分的变化需要的话，则通过改变废液喷雾的液滴尺寸和/或燃烧空气与在炉子下段空气之比来调节温度。也可以调节空气预热的温度，但其作用仅从长远来看才是明显的，所以不能用于炉子下段中的直接温度调节。
将用附图更详细地说明本发明，这些附图中
图1是本发明的方法的一种应用的示意图，以及图2是本发明的方法的第二种应用的示意图。
图1表示一个纯碱回收锅炉1，蒸发的含硅废液2经废液喷嘴3供入该锅炉去燃烧。在该锅炉中，废液滴被干燥而且它们燃烧并形成灰烬，该灰烬将熔化并流到该锅炉的底部。在该锅炉的底部形成一个炉台4，而该熔融物沿着一个熔融物通道5被从该锅炉引出。
燃烧所需要的燃烧空气被输送到一个空气预热器9，在那里空气被加热到想要的温度。加热通过在该空气预热器中燃烧燃料来进行，该燃料可以是煤气、油或适合于此目的的任何燃料。热燃烧空气从该空气预热器作为一次空气6、二次空气7和三次空气8被输送到该回收锅炉。该纯碱回收锅炉的空气分布层次和对它的空气供应本身是公知的，因而这里不对它们详细说明。
一个空气预热器9可以按所谓流道燃烧原理来运行，在该场合燃料在该加热器中直接由管道燃烧器来燃烧而这样加热的空气被供往空气喷嘴。该空气预热器也可以包括被辅助燃料的燃烧中形成的燃烧气体所加热的换热器或热交换器。该换热器或热交换器加热向该回收锅炉输送的空气。
图2表示本发明的第二实际应用，其中仅一次空气6在它被供往纯碱回收锅炉1之前在空气预热器9中被加热。二次空气11和三次空气10直接供往该纯碱回收锅炉，致使它们绕过空气预热器9。要不然的话，一次空气和二次空气两者可以是在空气预热器中加热过的空气。在该场合，二次空气7’和一次空气6在空气预热器9被加热的高温下供往纯碱回收锅炉1，三次空气10绕过空气预热器9直接供往纯碱回收锅炉。
如果所有燃烧空气，即一次、二次和三次空气均被加热到所述高温，则将得到防止在炉台中形成硬壳的最佳结果。然而，相当多地供入锅炉的三次空气的效果较小，实际上已经发现一次和二次空气的加热就足够了。最重要的是起码一次空气被预热。当想要的时候，由工厂的背压或排放蒸汽常规地加热到大约150℃的空气可以用作将要供往空气预热器9的空气，该空气根据本发明在供往该纯碱回收锅炉之前在该空气预热器中被加热到150至250℃的高温。同样，在图2的实施例中，输送到空气预热器的空气及二次和三次空气可以是常规地加热的空气，最高加热到150℃。
在说明书和附图中以上所公开的发明仅是用例子来说明，它决不限于这些例子，而是本发明涵盖所附权利要求书的范围内的不同变化和其他这类解决办法。
权利要求
1.一种借助于经预热的燃烧空气在纯碱回收锅炉中燃烧含硅废液的方法，其特征在于，燃烧空气的预热是借助于一个使用辅助燃料的空气预热器进行的。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，从该空气预热器中所得到的燃烧空气的温度起码为250℃，最好是从250至400℃。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，用一种管道燃烧器作为该空气预热器。
4.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，用一种借助于辅助燃料来加热的换热器作为该空气预热器。
5.根据权利要求1至4中任何一项中所述的方法，其特征在于，用煤气或油作为辅助燃料。
6.根据权利要求1至5中任何一项中所述的方法，其特征在于，在该空气预热器中所加热的燃烧空气中起码一部分作为一次空气供往该纯碱回收锅炉。
7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，在该空气预热器中所加热的燃烧空气作为一次和二次空气供往该纯碱回收锅炉。
8.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，在该空气预热器中所加热的燃烧空气作为一次、二次和三次空气供往该纯碱回收锅炉。
全文摘要
一种借助于经预热的燃烧空气在纯碱回收锅炉(1)中燃烧含硅废液的方法。燃烧空气的预热是借助于一个使用辅助燃料的空气预热器(9)进行的。
文档编号D21CGK1181437SQ9712004
公开日1998年5月13日 申请日期1997年10月6日 优先权日1996年10月7日
发明者图奥莫·罗霍拉, 马尔库·伊索涅米 申请人:克文纳制浆公司