CWM 技术--黑液水煤浆的燃烧和污染排放特性

黑液水煤浆的燃烧和污染排放特性

我国造纸工业废水排放放大，其中主要成分是耗氧有机物（以

COD 计），据我国各类工业排放量

的首位。据统计，

2000 年我国县及县级以上造纸相关工业废水排放量为 3.53×10

T,占全国工业废水

总排放量的

18.6%以上，我国造纸行业排放废水中的 COD 为 2.88×10

T,约占全国工业 COD 总排放

量的

44%，而招致废水中又以黑液的环境污染最为严重（占整个造纸工业污染的 90%），其颜色

深、碱性大（

PH 为 9~10），并含有松香酸和不饱和脂肪酸等许多有害物质。因此，黑液治理是解决

造纸工业污染中首要的等待解决的问题。

目前，国内外治理黑液通常采用“蒸发-浓缩-燃烧-苛化”的“碱回收”法。对于我国以草浆为主要原
料的造纸厂而言，由于草浆黑液含硅量高、粘度大，从而造成碱回收困难，碱回收率只有

60%左右，

同时，碱回收法投资大、成本高，也不能为国内中小型造纸厂所接受。近年来，国内也有中小型造
纸厂采用酸化法提取木质素治理造纸黑液，但酸化法处理后的废水显酸性且

COD 很高，达不到国

家排放标准，采用酸化法不仅消耗大量的硫酸，而且易产生二次污染。因此，对我国主要以草浆为
造纸原料产生的黑液治理，必须在降低黑液处理成本的同时，控制和减少黑液处理中的二次污染。

水煤浆技术应用于治理黑液污染排放，是根据黑液的特点，极高碱性、所含的表面活性污染物本
身含有一定的热量等特点，用黑液取代水煤浆制备过程中的添加剂和工业废水，从而达到治理造
纸黑液和节约制浆成本的目的。目前，国内只有短期的工业试验，如殷惠民和原鲲等人研究了与煤
共燃情况下黑液水煤浆的燃烧，探讨了黑液水煤浆燃烧的可行性。目前还未发现有关黑液水煤浆燃
烧特性的实验分析和燃烧黑液水煤浆的工业报道，本文对黑液水煤浆的燃烧特性进行

TG/DTG 分

析和工业炉燃烧分析，为黑液水煤浆的应用提供理论依据。

1 实验装置与材料

1.1 试验材料

试验中使用的燃料为新汶煤为原料制备的黑液水煤浆

1、黑液水煤浆 2、普通水煤浆以及制浆原煤，

其灰成分分析见表

1，燃烧特性见表 2。

1.2 试验方法

1.2.1 黑液水煤浆的热重试验方法采用瑞士 Mettler TGA/SDTA851E 型热重分析仪，对黑液水煤浆
1、普通水煤浆以及制浆原煤在程序控制的恒定升温速率下，高灵敏地进行热重分析 TG 并给出微分
热重曲线

DTG 实验条件如下：

① 升温速率：25~1000

℃范围内取 80℃min

-1

② 工作氛围：空气③

煤样重量（烘干）：（

10±1）mg；煤粉细度：200 目-400 目筛分。

1.2.2 黑液水煤浆的工业炉燃烧实验工业炉原为 SZL2.8-0.69/95/70-A

Ⅱ 行热水链条炉，后由浙江大学

热能所实施了改烧水煤浆改造工程，在原炉墙布置意、二次风均为旋流的水煤浆燃烧器，此锅炉炉
膛出口只有锅炉管束作为对流受热面，没有省煤器和空气预热器。该锅炉在

2004 年 1 月 19 日至

2004 年 3 月 30 日期间改烧黑液水煤浆 2，共 1728h,平均投浆量 400kgh

-1

,为设计负荷的 56%。此次燃

烧实验，由于用户的供暖负荷限制，未能做满负荷试验，实验负荷为

60%左右。

表

1 燃料灰成分

样品

SiO2

Al2o3

Fe2o3

CaO

MgO

Na2O

K2O

TiO2

黑液水煤浆 1

34.15

28.73

5.22

2.68

0.81

21.59

5.51

1.28

黑液水煤浆 2

43.2

31.09

6.48

3.21

0.88

9.36

2.13

1.31

普通水煤浆

38.91

44.80

7.23

3.18

1.16

2.64

0.79

1.30