CN102424437B - 一种竹溶解浆预水解液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹溶解浆预水解废液的处理方法，是一种纺织化纤领域的处理方法。本发明旨在解决竹溶解浆预水解液处理中的问题，克服其缺陷，通过预水解液pH值调节处理、蒸发浓缩以及进碱炉燃烧等工艺步骤，达到成本低，效果好，可回收有用物质，实现零排放的效果。
Description
技术领域
本发明涉及纺织化纤领域的处理方法，更具体地说，本发明涉及一种竹溶解浆预水解废液的处理方法。
背景技术
竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。专家指出，竹纤维是一种真正意义上的天然环保型绿色纤维。竹纤维纺织品因其完全复制了竹纤维的固有特性，而倍受消费者青睐，产品需求量逐年上升。
竹溶解浆的生产需要经过预水解除去竹料中的半纤等杂质，所产生的预水解废液CODcr高达80000-100000mg/l，目前行业主要采用厌氧塔细菌处理，经多级处理后，最终达标排放，但整个污水处理投资都在千万元以上，投资高，同时运行成本高。
申请号为200910263477.8，名称为“竹溶解浆预水解废液处理方法”的发明专利在2010年7月14日公开了一种竹溶解浆预水解废液处理方法，包括如下工艺步骤：预水解废液；冷凝预水解后的废液；对冷凝后的废液进行厌氧处理；将厌氧处理后的废液进行酸化处理；对酸化处理后的废液进行中段水处理，经中段水处理后的废液的化学耗氧量CODcr低于80，实现达标排放废液。本发明可对竹材溶解浆预水解硫酸盐法预水解产生的废液进行处理，达到无污染排放，保证生产工艺的稳定，并且可将处理过程中的热能和沼气进行回收利用。
申请号为200710050512.9，名称为“一种竹溶解浆的制造工艺”的发明专利在 2008年4月9日公开了一种竹溶解浆的制造工艺,所述制造工艺依序包括切料、筛选除灰、标温洗料、硫酸盐蒸煮、浆液分离、洗涤净化、氯化、碱处理、乙酸漂白+H2O2氧化有机漂白、酸综合处理、抄造。本发明有效缩短了原有溶解浆的生产流程，提高了利用竹材生产粘胶丝溶解浆、硝化纤维溶解浆、醋酸纤维溶解浆、纤维素醚溶解浆等所使用的竹溶解浆的生产效率，同时提高了竹材制取竹溶解浆的收获率。
上述文献中竹溶解浆预水解液的处理方法存在以下问题和缺陷：
1、投资大达1000万元以上；
2、占地面积大，厌氧塔、储液槽、反映槽等占地较宽广。
3、严重的污染了环境，数公里内，臭气都特浓。
4、处理费用高，该预水解废液PH值=3.5-4，需用大量高浓碱去中和到PH值7以上，成本很高。
5、对溶器设备的酸性腐蚀非常严重。
6、有用物质被一同排放，造成了浪费。
发明内容
本发明旨在解决上述文献中竹溶解浆预水解液处理中的问题，克服其缺陷，提供一种竹溶解浆预水解液的处理方法，成本低，效果好，可回收有用物质，实现零排放。
为了实现上述发明目的，本发明的具体技术方案如下：
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液按照1:1-5的质量比混合，使混合液的pH值为11-13；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩、分离，汽体（水分）随真空带走，黒液重复上述操作，使混合液中70-80%的水分被蒸发、浓缩，得到波美度28-38°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到105-120℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
进一步，上述步骤A所述的预水解液pH值调节处理还可以为：
将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1:1-5﹕0.1-0.3的质量比混合，使混合液的pH值为11-13；所述配好的混合液中的氢氧化钠固形物的含量为12-15%，而配入混合液中的氢氧化钠溶液的总浓度为100-150g/l（此氢氧化钠溶液为废碱液，无需使用高浓度氢氧化钠）。
上述步骤A中所述的冷凝温度为80-90℃；温度过低热损失大，温度过高大量汽体泄出会污染环境。
上述步骤A中所述的稀黒液的固形物含量为12-16%，残碱量为12-20g/l。
上述步骤A中所述的混合液残碱为7-9g/1。
上述步骤B中所述的蒸汽的温度为132-155℃。
上述步骤B中所述的浓黑液的固形物含量不低于50%，有机物与无机物的质量比为7:3。
上述步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
本发明带来的有益技术效果：
一、本发明采用的预水解液的处理方法相对于现有的如厌氧处理等高成本、高投资的工艺，处理方法简便易行，容易掌握和操作，成本低廉，仅需要2只100m3的槽罐（循环使用），2台送液泵，一只0.5m3的简易混合器即可。
二、预水解液与稀黑液混合后，其中预水解液中的有机物就进入到黒液中；稀黒液的浓缩过程，只是将其中水分蒸发掉，而有机物则保持，预水解液中的有机物对原有黒液来看，即为增加部分；有机物增加，热值增加，经燃烧发热量多，热交换效率高，生产蒸汽多。这样可以达到回收热能、增加产汽、提高炉温回收碱效果更佳。
三、节约成本、废液回收利用以及不污染环境：
1、相比现有技术用大量高浓度碱去中和；本发明采用的方法可以不用外购高浓碱去中和；而是用废碱液中和预水解液，节约了大量的外购碱成本。
2、浓黑液入炉雾化、干燥后，其中有机物燃烧、放热；无机物分离、还原；最终得到了热交换生成的蒸汽、碳酸钠（烧碱）、硫化钠（硫化碱）。
3、蒸汽用于生产系统供热；即：蒸发站浓缩黒液，碱炉锅炉水加热、黒液加热，苛化碱液加热等。
4、碳酸钠与氢氧化钙进行反应后得到氢氧化钠；硫化钠继续保留，并混合在氢氧化钠中，再次回到制浆系统煮浆。这样达到了废液回收利用的最佳效果。
5、现有技术只是处理预水解液后将其排放，而采用本发明的方法，本来要排放的预水解液就可以回收利用其有用物质，循环利用，节约了大量的生产成本，减少甚至无需后期的排放，实现零排放，液体、汽体不再对江河、大气空间污染。
达到零排放以及对环境无害的原因是：
（1）预水解液形成后，就直接与稀黑液、废液碱混合，无需单独处理；故预水解液已不复成在，没有任何排放。
（2）预水解液生成后，经冷凝、减压，直接与稀黒液混合，进入密封槽罐储存，故无异臭、有毒气体对大气环境的污染。
（3）部分进入黒液中的预水解液即酸性物质与黒液中的碱性物质中和；部分预水解液中的有害气体在随黒液燃烧过程中得到裂解消失，故本预水解液处理工艺能够达到零排放。
具体实施方式
实施例1
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液按照1:1的质量比混合，使混合液的pH值为11；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中70%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达28°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到105℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例2
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液按照1:5的质量比混合，使混合液的pH值为13；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中80%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达38°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到120℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例3
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液按照1:3的质量比混合，使混合液的pH值为12；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中75%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达33°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到113℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例4
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液按照1:2的质量比混合，使混合液的pH值为12.5；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中79%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达30°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到107℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例5
为了能够更好的处理预水解液，在实施例1-4的基础上，步骤A还可以采用更优的技术方案：
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
A、将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1:1：0.1的质量比混合，使混合液的pH值为11；所述配好的混合液中的氢氧化钠固形物的含量为12%，而配入混合液中的氢氧化钠溶液的总浓度为100g/l（此氢氧化钠溶液为废碱液，无需使用高浓度氢氧化钠）；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中70%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达28°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到105℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例6
为了能够更好的处理预水解液，在实施例1-4的基础上，步骤A还可以采用更优的技术方案：
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
A、将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1: 5：0.3的质量比混合，使混合液的pH值为13；所述配好的混合液中的氢氧化钠固形物的含量为15%，而配入混合液中的氢氧化钠溶液的总浓度为150g/l（此氢氧化钠溶液为废碱液，无需使用高浓度氢氧化钠）；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中80%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达38°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到120℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例7
为了能够更好的处理预水解液，在实施例1-4的基础上，步骤A还可以采用更优的技术方案：
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
A、将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1:3∶0.2的质量比混合，使混合液的pH值为12；所述配好的混合液中的氢氧化钠固形物的含量为13.5%，而配入混合液中的氢氧化钠溶液的总浓度为125g/l（此氢氧化钠溶液为废碱液，无需使用高浓度氢氧化钠）；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中75%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达33°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到113℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例8
为了能够更好的处理预水解液，在实施例1-4的基础上，步骤A还可以采用更优的技术方案：
一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
A、将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1:4∶0.15的质量比混合，使混合液的pH值为12.5；所述配好的混合液中的氢氧化钠固形物的含量为14%，而配入混合液中的氢氧化钠溶液的总浓度为142g/l（此氢氧化钠溶液为废碱液，无需使用高浓度氢氧化钠）；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行真空浓缩，汽体（水分）随真空带走，重复上述操作，使混合液中73%的水分被蒸发、浓缩掉，得到波美度达37°Bé的浓黑液。
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到109℃，送入碱炉，采用常规工艺雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
实施例9
在实施例1-4或者5-8的基础上，以下为进一步的优选方案：
步骤A中所述的冷凝温度为80℃；温度过低热损失大，温度过高大量汽体泄出会污染环境；稀黒液的固形物含量为12%，残碱量为12g/l；混合液残碱为7g/1。
步骤B中所述的蒸汽的温度为132℃；浓黑液的固形物含量50%，有机物与无机物的质量比为7:3。
步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
实施例10
在实施例1-4或者5-8的基础上，以下为进一步的优选方案：
步骤A中所述的冷凝温度为90℃；温度过低热损失大，温度过高大量汽体泄出会污染环境；稀黒液的固形物含量为16%，残碱量为20g/l；混合液残碱为9g/1。
步骤B中所述的蒸汽的温度为155℃；浓黑液的固形物含量80%，有机物与无机物的质量比为7:3。
步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
实施例11
在实施例1-4或者5-8的基础上，以下为进一步的优选方案：
步骤A中所述的冷凝温度为85℃；温度过低热损失大，温度过高大量汽体泄出会污染环境；稀黒液的固形物含量为14%，残碱量为16g/l；混合液残碱为8g/1。
步骤B中所述的蒸汽的温度为144℃；浓黑液的固形物含量65%，有机物与无机物的质量比为7:3。
步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
实施例12
在实施例1-4或者5-8的基础上，以下为进一步的优选方案：
步骤A中所述的冷凝温度为81℃；温度过低热损失大，温度过高大量汽体泄出会污染环境；稀黒液的固形物含量为15%，残碱量为18g/l；混合液残碱为8.5g/1。
步骤B中所述的蒸汽的温度为150℃；浓黑液的固形物含量75%，有机物与无机物的质量比为7:3。
步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
Claims (8)
1.一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
A、预水解液pH值调节处理：将预水解液冷凝后与稀黑液以及氢氧化钠溶液按照1:1-5∶0.1-0.3的质量比混合，使混合液的pH值为11-13；所述的氢氧化钠溶液的浓度为100-150g/l；
B、蒸发浓缩：将步骤A中的混合液送入蒸发器用蒸汽进行蒸发处理，经蒸汽间接加热，混合液体沸腾后，进入分离器进行浓缩，去除混合液中70-80%的水分后得到波美度为28-38°Bé的浓黑液；
C、进碱炉燃烧：将浓缩得到的浓黑液加热到105-120℃，送入碱炉，雾化、旋浮干燥后燃烧得到回收品。
2.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：所述的混合液中氢氧化钠固形物含量为12-15%。
3.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：所述的将预水解液冷凝的冷凝温度为80-90℃。
4.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：在步骤A中所述的稀黒液的固形物含量为12-16%，残碱量为12-20g/l。
5.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：在步骤A中所述的混合液中的残碱为7-9g/1。
6.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：在步骤B中所述的蒸汽的温度为132-155℃。
7.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：在步骤B中所述的浓黑液的固形物含量不低于50%，有机物与无机物的质量比为7:3。
8.根据权利要求1所述的一种竹溶解浆预水解液的处理方法，其特征在于：在步骤C中所述的回收品为蒸汽、碳酸钠即烧碱以及硫化钠即硫化碱。
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