一種鹼法紙漿黑液的治理方法
2023-07-05 13:33:11 4
專利名稱：一種鹼法紙漿黑液的治理方法
技術領域：
本發明涉及一種鹼法紙漿黑液的治理方法，特別是一種鹼法草漿黑液的治理方法。
目前，關於鹼法製漿造紙黑液的治理方法很多，用於木材為製漿原料的木漿黑液，因熱值高，可採用燃燒法處理，但該法投資費用高，僅適用於大型製漿造紙廠。對於以蘆葦、稻草、竹子和麥杆等為原料的草漿黑液的處理，雖有一些公開報導，但均不理想，例如專利號為89106694.2，該方法是先將鹼性黑液用二氧化硫酸化以沉澱木質素，過濾，接著冷凍，以沉澱亞硫酸鈉，過濾分離亞硫酸鈉，最後將濾液蒸發、濃縮、噴霧乾燥得到糖礦粉，這種方法尚存在許多缺點1、用二氧化硫酸化，成本高，因二氧化硫為氣體，操作較麻煩，並且對設備腐蝕較嚴重，同時易於逸入空氣中造成環境汙染。2、用冷凍法分離亞硫酸鈉不完全，濾液中，仍含有較多亞硫酸鈉。3、所得到的糖礦粉含有較多的鹽，特別是亞硫酸鈉不適合做牛、羊等牲畜飼料。4、黑液中的鈉鹽未得到回收。5、副產物亞硫酸鈉純度不高，回收成本高於銷售價，經濟效益不高。6、回收的木質素含有二氧化矽雜質，顏色較深。後來，改進的方法是將沉澱木質素後的濾液以氧化鈣苛化，過濾以除去亞硫酸鈣沉澱，濾液蒸發、濃縮、噴霧乾燥得到糖礦粉。這種改進了的方法仍存在以下缺點1、二氧化硫酸化成本高，易腐蝕設備，操作麻煩，同時容易逸入空氣中造成環境汙染。2、糖礦粉中因含有氫氧化鈉，呈鹼性，不能做牛、羊等牲畜飼料。3、黑液中的氫氧化鈉和鹽未得到回收。4、回收的木質素含有二氧化矽雜質，顏色較深。本專利申請的發明人前不久申請過有關紙漿黑液的治理方法，申請號CN96109531.8。上述方法較已有的草漿治理方法先進，不僅減少環境汙染，而且無汙水排放，在目前鹼法草漿黑液的治理方法中技術是最先進的，但是該法尚存在以下缺點(1)該方法中酸化後的濾液系用氧化鈣沉澱，得到的沉澱物-硫酸鈣結晶顆粒很細，過濾速度慢，影響下一道工序的處理速度。(2)由於是單陽膜電解槽電解，苛化液置於陽極室，陰極室為水，隨著電解的進行，大部分鈉離子進入陰極室，此時，陽極液(糖礦液)中硫酸根離子未被除去，所以最後濃縮得到的糖礦粉內仍含有少量硫酸鈉。因此，有必要提供一種技術更先進的鹼法紙漿黑液的治理方法。
本發明的目的是提供一種鹼法紙漿黑液的治理方法，該法工藝簡便，減少環境汙染，治理效果好，速度快，廢液中有效成分得到充分回收，特別是糖礦粉的質量大大提高。
為達到上述目的，本發明採用以下技術方案治理方法包括以下步驟(1)調節造紙黑液的PH值至2.5-4.5之間，加熱至60-98℃，恆溫0.5-4小時，過濾，除去沉澱的木質素；(2)將調過PH值的濾液送入由陰、陽離子交換膜組成的雙膜三室電解槽的中間室電解，陽、陰極室通水，電解直流電壓控制在3-6伏，電解液在電解槽中停留時間為5-15分鐘並進行循環電解，陰、陽膜間距在20-50mm之間；(3)調中間室糖礦液的PH值到4-7，再經蒸發、濃縮、乾燥得到糖礦粉。
上述調中間室糖礦液PH值的工序也可放在進入電解槽之前，即黑液除去沉澱的木質素後，在濾液中加入氫氧化鈉，調節濾液的PH值到4-7之間，然後將濾液送入電解槽的中間室電解調PH值目的是使最終糖礦粉產品的酸鹼度有利牲畜食用。
當黑液中二氧化矽含量大於3克/升時，可將鹼法造紙黑液的PH值先調至8-9，並加熱至60-80℃，恆溫1-4小時，以除去黑液中含矽化合物，隨後再將濾液以硫酸再調PH值至2.5-4.5。
在沉澱含矽化合物或木質素工序中，溫度取高值以及時間長一些有利於沉澱，一般控制在上述範圍內即可。
在電解中，直流電壓控制在3-6伏之間，電壓低，能耗小，時間長；電壓高，時間短，能耗大。例如直流電壓3.5-4伏，能耗約2300-2700度/1噸固鹼，而電壓6伏時，能耗約3000-3500度/1噸固鹼，電解液在電解槽內的停留時間過長，處理量小，一般控制在5-15分鐘(循環電解時，電解液流速以在電解槽內的停留時間為5-15分鐘來確定)；至於陰、陽膜間距一般控制20-50mm之間，距離小，能耗小，但設備臺數相對增加。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明
圖1本發明治理方法的工藝框1中，以鹼性造紙黑液為原料1，原料經酸化2，調PH值到2.5-4.5，加熱至60-98℃，並恆溫0.5-4小時，經過濾3，木質素沉澱除去，濾液進入電解工序4，該電解槽為以陽、陰離子交換膜作隔膜的雙膜三室電解槽，上述濾液置於雙膜三室電解槽的中間室，陽極室、陽極室各置水，在直流電場作用下，中間室液內鈉離子通過陽離子交換膜向陰極室移動並生成氫氧化鈉，硫酸根離子通過陰離子交換膜向陽極室移動並生成硫酸，電解液經循環電解，待陰極室的氫氧化鈉達到一定濃度後，返回到製漿工段，陽極室的硫酸達到一定濃度後返回用於沉澱黑液中的木質素中間室糖礦液至調PH值、蒸發、濃縮、噴霧乾燥工序5，得到糖礦粉。
本發明優點用硫酸酸化沉澱木質素，工藝簡單、操作方便；採用陰、陽離子交換膜的雙膜三室電解可同時回收氫氧化鈉和硫酸，有用物質均得到回收，而且糖礦粉的質量大大提高，其中僅含微量的鈉鹽，整個操作速度快、治理效果好。
實施例1將50升鹼性黑液置於搪瓷桶中(黑液中二氧化矽含量大於3克/升)，一面攪拌，一面緩慢加入硫酸，待PH值達到9時，停止加酸，加熱溶液，待溫度升至70℃時，保溫2小時，冷卻、過濾，除去偏矽酸等含矽化合物。濾液置於搪瓷桶中，又一面攪拌，一面加硫酸，調PH值達到3.5時，加熱溶液至70℃，恆溫1小時，冷卻、過濾、回收木質素。接著將濾液置於搪瓷桶中，一面攪拌，一面加入50克/升氫氧化鈉溶液使PH達到5-6，將濾液通入由IM-2型均相陰離子交換膜和YM-3型均相陽離子交換膜組成的雙膜三室電解槽的中間室，陰、陽極室通水，進行循環電解，通入濾液的流速控制在電解槽內的停留時間為5分鐘，加直流電壓至6伏，此時，陰極液的PH不斷升高，很快達到14，陽極液的PH降低，很快達到1，中間室液體的PH值維持不變，陰極液為氫氧化鈉溶液，循環電解後，當其濃度達到50克/升，可返回用於製漿工段，陽極液為硫酸，當濃度達到60克/升時，返回用於沉澱黑液中的木質素。
將電解後的PH值為5-6的中間室糖礦液進行加熱蒸發、濃縮並乾燥，得到固體糖礦粉，破碎、粉碎成粉末，得到糖礦粉呈褐色，味甜，蒸發所得的冷凝水無色無味，可返回用於製漿工段和作陽極、陰極用水。本實施例中，電解的能耗為3500度/1噸固鹼。
實施例2將50升鹼性黑液(含二氧化矽量小於3克/升)，置於搪瓷桶中，慢慢加入，硫酸至PH值為3.5，加熱溶液至70℃，恆溫1小時，冷卻、過濾、回收木質素，以下步驟同實施例1，其中循環電解時，通入濾液(電解液)的流速控制在電解槽內的停留時間為15分鐘，直流電壓為4伏，該電解條件下的能耗為2500度/1噸固鹼，實施例3本實施例中回收木質素的工序與實施例2相同，但回收木質素後的濾液直接進入雙膜三室電解槽，電解後的中間室糖礦液先作調PH值，並使PH值控制在4-7之間，隨後進行蒸發濃縮、乾燥工序，得到固體糖礦粉，經破碎、粉碎成粉末，得到糖礦粉呈褐色，味甜。
上述操作中，糖礦液的蒸發、濃縮、乾燥或噴霧乾燥的工藝條件同常規方法。
權利要求
1.一種鹼法紙漿黑液的治理方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)調節造紙黑液的PH值至2.5-4.5之間，加熱至60-98℃，恆溫0.5-4小時，過濾除去沉澱的木質素；(2)將濾液送入由陰、陽離子交換膜組成的雙膜三室電解槽的中間室電解，陽、陰極室通水，電解電壓控制在3-6伏，電解液在電解槽中停留時間為5-15分鐘，進行循環電解，陰、陽膜間距在20-50mm之間；(3)調中間室液的PH值到4-7後再蒸發、濃縮、乾燥得到糖礦粉。
2.根據權利要求1所述的鹼法紙漿黑液的治理方法，其特徵在於過濾除去沉澱的木質素的濾液，在進電解槽之前先以氫氧化鈉調節濾液的PH值到4-7之間，隨後再送入電解槽的中間室，電解後的中間室糖礦液直接送至蒸發、濃縮、乾燥工序。
3.根據權利要求1所述的鹼法紙漿黑液的治理方法，其特徵在於所述造紙黑液的PH值先調至8-9，加熱至60-80℃，恆溫1-4小時，以除去黑液中含矽化合物，隨後再將濾液以硫酸再調PH值至2.5-4.5。
全文摘要
一種鹼法紙漿黑液的治理方法，它包括調節黑液的pH值到2.5-4.5，加熱並恆溫，過濾除去沉澱的木質素，將濾液送入由陰、陽離子交換膜組成的雙膜三室電解槽的中間室循環電解，直流電壓3-6伏，陽、陰膜間距20-50mm，調電解槽中間室糖礦液pH值，再經蒸發、濃縮、乾燥得到糖礦粉。本發明採用硫酸酸化沉澱木質素，工藝簡便，減少環境汙染，以雙膜三室電解，黑液中有效物質得到充分回收，糖礦粉質量大大提高，治理效果好。
文檔編號D21C11/00GK1153843SQ9610973
公開日1997年7月9日 申請日期1996年9月10日 優先權日1996年9月10日
發明者葛道才, 遲仁清, 劉友會 申請人:劉友會, 葛道才, 遲仁清