從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制漿廢液的回收利用，尤其是涉及一種從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著化石資源的日益枯竭和環(huán)境問題的日益突出，綠色低碳發(fā)展理念不斷深入人心，以生物質(zhì)全組分利用的生物質(zhì)精煉技術(shù)成為備受矚目的新的研究開發(fā)領(lǐng)域，傳統(tǒng)制漿造紙工藝面臨巨大挑戰(zhàn)，新型預(yù)處理方法和蒸煮制漿技術(shù)不斷涌現(xiàn)。專利CN101532260B公開了一種纖維植物的固體堿蒸煮制漿的方法，該方法較為環(huán)保、高效，有利于推動(dòng)蒸煮制漿清潔生產(chǎn)和生物質(zhì)基能源、材料以及化學(xué)品產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。專利CN101532260B還指出，將細(xì)小懸浮物燃燒可回收固體堿，將蒸煮廢液濃縮再經(jīng)酸析可得到木質(zhì)素。但該方法的堿回收率和木素得率較低。一方面，大部分固體堿和木質(zhì)素仍在廢液中，沒能有效回收；另一方面，由于固溶物含量高，粘度大，直接濃縮困難，廢液難以有效利用。因此，固體堿制漿廢液的回收利用途徑還有待進(jìn)一步開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于為了彌補(bǔ)現(xiàn)有固體堿蒸煮技術(shù)中固體堿回收以及木質(zhì)素制備生產(chǎn)工藝的不足，提供一種從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法。
[0004]本發(fā)明包括如下步驟:
[0005]1)纖維植物經(jīng)固體堿制漿方法蒸煮后，再經(jīng)固液分離，得到漿柏和廢液；
[0006]2)將步驟1)中所得的廢液用堿調(diào)節(jié)pH至10?14，產(chǎn)生沉淀，固液分離得到固形物I ;
[0007]3)將步驟2)中所得的固形物I進(jìn)行燃燒供熱，殘?jiān)鼮楣绦挝颕I ;或
[0008]將步驟2)所得的固形物I分散在酸溶液或二氧化碳水溶液中，并維持體系pH為4?8，將木質(zhì)素溶出，再經(jīng)固液分離，得到木質(zhì)素溶液和固形物III ;
[0009]4)將步驟3)中所得的木質(zhì)素溶液，經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素；或
[0010]將步驟3)所得的木質(zhì)素溶液調(diào)至pH小于3，再經(jīng)固液分離，得到高純度的酸析木質(zhì)素；
[0011]5)將步驟3)所得的固形物II或固形物III，經(jīng)除雜、干燥、焙燒，得到回收的固體堿。
[0012]在步驟1)中，所述廢液為弱堿性；所述固體堿可采用鎂基固體堿，根據(jù)鎂基固體堿特性，增加廢液的堿性，可以沉淀出固體堿，同時(shí)絮凝沉淀出木質(zhì)素。
[0013]在步驟2)中，所述堿可為水溶性強(qiáng)堿，所述堿可選自氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、氧化鈣等中的一種；當(dāng)所述堿為鈉堿，經(jīng)水洗即可實(shí)現(xiàn)除雜，得到回收的固體堿；當(dāng)所述堿為氨水時(shí)，經(jīng)簡(jiǎn)單焙燒即可實(shí)現(xiàn)除雜，得到回收的固體堿；當(dāng)所述堿為鈣堿時(shí)，可用傳統(tǒng)的碳化法、硫氨法除去鈣，即可得到回收的固體堿。
[0014]在步驟3)中，所述酸可選自硫酸、鹽酸、磷酸等中的一種。
[0015]本發(fā)明所提供的從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，結(jié)合固體堿特性，提高了木質(zhì)素和堿回收得率，且操作工藝簡(jiǎn)單，有效避免了傳統(tǒng)制漿蒸煮廢液難以利用、堿回收工序復(fù)雜等缺點(diǎn)，顯著降低了固體堿蒸煮制漿的成本，有利于進(jìn)一步推動(dòng)和擴(kuò)大固體堿蒸煮技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，需要說明的是，實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)范圍的限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]稱取1kg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至10.9，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，直接燃燒木質(zhì)素供熱，燃燒剩余物經(jīng)水洗、烘干、焙燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為71.1%。
[0019]實(shí)施例2
[0020]稱取1kg(干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氧化鈣調(diào)節(jié)pH至13.2，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，直接燃燒木質(zhì)素供熱，燃燒剩余物經(jīng)碳化法，即加水消化，通入二氧化碳再進(jìn)行碳化，加熱水解，再經(jīng)干燥、煅燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為55.6%。
[0021]實(shí)施例3
[0022]稱取1kg(干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氧化鈣調(diào)節(jié)pH至13.2，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，直接燃燒木質(zhì)素供熱，燃燒剩余物經(jīng)硫氨法，即與硫酸銨反應(yīng)，生成的硫酸鎂再吸氨沉淀，煅燒而得到再生固體堿，固體堿回收率為59.
[0023]實(shí)施例4
[0024]稱取1kg(干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，氨水調(diào)節(jié)pH至10.2，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，將所得固體用硫酸調(diào)節(jié)體系pH至6.2，攪拌溶解，液相經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素產(chǎn)品，得率28.3%，進(jìn)步調(diào)節(jié)所得木質(zhì)素溶液至pH至
2.8，得到高純度酸析木質(zhì)素，得率18.9%，剩余固體經(jīng)干燥、焙燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為70.6%
[0025]實(shí)施例5
[0026]稱取1kg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至13.7，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，將所得固體用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至6.8，攪拌溶解，液相經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素產(chǎn)品，得率25.6%，進(jìn)步調(diào)節(jié)所得木質(zhì)素溶液至pH至2.4，得到高純度酸析木質(zhì)素，得率16.1%，剩余固體經(jīng)水洗、烘干、焙燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為67.7%。
[0027]實(shí)施例6
[0028]稱取1kg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至12.9，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，用磷酸調(diào)節(jié)體系pH至7.7，攪拌溶解，剩余固體經(jīng)碳化法，即加水消化，通入二氧化碳再進(jìn)行碳化，加熱水解，再經(jīng)干燥、煅燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為53.7% ;液相經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素產(chǎn)品，得率32.2 %，往液相加入磷酸沉淀鈣，再經(jīng)過濾、濃縮、干燥，得到高純度的木質(zhì)素產(chǎn)品，得率24.7% ο
[0029]實(shí)施例7
[0030]稱取Ikg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氨水調(diào)節(jié)pH至10.4，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，經(jīng)干燥、煅燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為62.9%。經(jīng)固液分離所得液體加入氧化鈣沉淀，得到粗木質(zhì)素產(chǎn)品，得率23.7% ;再加入硫酸溶液，溶出木質(zhì)素，所得木質(zhì)素溶液，經(jīng)濃縮干燥，得到高純度的木質(zhì)素產(chǎn)品，得率17.7%。
[0031]實(shí)施例8
[0032]稱取Ikg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氧化鈣調(diào)節(jié)pH至11.4，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，加入10體積水中，通二氧化碳調(diào)節(jié)體系pH至8.5，攪拌溶解，剩余固體經(jīng)碳化法，即加水消化，通入二氧化碳再進(jìn)行碳化，加熱水解，再經(jīng)干燥、煅燒后，得到再生固體堿，固體堿回收率為64.6%。液相經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素產(chǎn)品，得率32.2%，往液相加入硫酸沉淀鈣，再經(jīng)過濾、濃縮、干燥，得到木質(zhì)素產(chǎn)品，得率27.
[0033]實(shí)施例9
[0034]稱取Ikg (干重)纖維植物原料，經(jīng)固體堿法蒸煮后收集廢液，加入氨水調(diào)節(jié)pH至9.8，產(chǎn)生固體沉淀；經(jīng)固液分離所得固體，經(jīng)焙燒后得到再生固體堿，固體堿回收率為54.6%。經(jīng)固液分離所得液體，用氫氧化鋇調(diào)節(jié)體系pH至13.6，所得沉淀再用硫酸溶液溶出，再經(jīng)濃縮干燥，得到高純度酸析木質(zhì)素，得率為14.8%。
[0035]本發(fā)明結(jié)合固體堿特性，提供了從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，有效避免了傳統(tǒng)制漿蒸煮廢液難以利用、堿回收工序復(fù)雜等缺點(diǎn)，明顯降低了固體堿蒸煮制漿的成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)纖維植物經(jīng)固體堿制漿方法蒸煮后，再經(jīng)固液分離，得到漿柏和廢液； 2)將步驟I)中所得的廢液用堿調(diào)節(jié)pH至10?14，產(chǎn)生沉淀，固液分離得到固形物I ； 3)將步驟2)中所得的固形物I進(jìn)行燃燒供熱，殘?jiān)鼮楣绦挝颕I;或 將步驟2)所得的固形物I分散在酸溶液或二氧化碳水溶液中，并維持體系pH為4?8，將木質(zhì)素溶出，再經(jīng)固液分離，得到木質(zhì)素溶液和固形物III ; 4)將步驟3)中所得的木質(zhì)素溶液，經(jīng)濃縮、干燥，得到粗木質(zhì)素；或 將步驟3)所得的木質(zhì)素溶液調(diào)至pH小于3，再經(jīng)固液分離，得到高純度的酸析木質(zhì)素； 5)將步驟3)所得的固形物II或固形物III，經(jīng)除雜、干燥、焙燒，得到回收的固體堿。2.如權(quán)利要求1所述從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，其特征在于在步驟I)中，所述固體堿采用鎂基固體堿。3.如權(quán)利要求1所述從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，其特征在于在步驟2)中，所述堿為水溶性強(qiáng)堿。4.如權(quán)利要求1所述從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，其特征在于在步驟2)中，所述堿選自氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、氧化鈣中的一種。5.如權(quán)利要求1所述從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，其特征在于在步驟3)中，所述酸選自硫酸、鹽酸、磷酸中的一種。
【專利摘要】從固體堿制漿廢液同步分離木質(zhì)素和回收固體堿的方法，涉及制漿廢液的回收利用。1)纖維植物經(jīng)固體堿制漿方法蒸煮后，固液分離得漿粕和廢液；2)將步驟1)中所得廢液用堿調(diào)節(jié)pH至10～14，產(chǎn)生沉淀，固液分離得固形物Ⅰ；3)將步驟2)中所得固形物Ⅰ進(jìn)行燃燒供熱，殘?jiān)鼮楣绦挝铫?；或?qū)⒉襟E2)所得固形物Ⅰ分散在酸溶液或二氧化碳水溶液中，維持體系pH為4～8，將木質(zhì)素溶出，固液分離得木質(zhì)素溶液和固形物Ⅲ；4)將步驟3)中所得木質(zhì)素溶液，濃縮、干燥，得粗木質(zhì)素；或?qū)⒉襟E3)所得木質(zhì)素溶液調(diào)至pH小于3，固液分離得到高純度的酸析木質(zhì)素；5)將步驟3)所得固形物Ⅱ或固形物Ⅲ，經(jīng)除雜、干燥、焙燒，得回收的固體堿。
【IPC分類】D21C11/00, D21C11/04, D21C5/00
【公開號(hào)】CN105332309
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510648688
【發(fā)明人】林鹿, 蔣葉濤, 孫勇, 陳偉, 丁寧, 羅斌, 曾憲海
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日