CN103131019B - 从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,有效利用黑液自身温度实现木质素的提取和化学改性,从而节省能源消耗。该方法包括的步骤为:1)从造纸纸浆中分离出高温黑液;2)降低高温黑液的pH值使木质素析出;3)在黑液温度下降至100℃之前,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩液;4)用温度≥90℃的热水对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降至80℃之前,使用第二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6)在第二浓缩液温度下降至70℃之前,对第二浓缩液进行加热升温到120℃至200℃,并对其中的木质素进行化学改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。

Description

从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法。
背景技术
[0002] 硫酸盐法或烧碱法制纸浆过程中,洗涤蒸煮后的纸浆中含有大量黑液(即蒸煮废 液),这些黑液通常通过挤压或过滤从纸浆中分离出来。由于黑液的直接排放会严重污染环 境,同时黑液中又含有木质素等有用物质,因此需要对黑液进行处理。目前对黑液进行处理 的方法有很多,例如,"酸沉淀提取制浆黑液中的木素,刘全校等"中提到用酸沉淀法(即酸 析法)或超滤法从黑液中提取木质素,其中尤其指出了酸沉淀法常用硫酸或二氧化碳调节 黑液的PH值至4以下;"利用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液的研宄,黄江丽等,膜科学与技 术,第24卷第4期,2004年8月"中提到用错流膜微滤装置(其过滤元件采用孔径为0. 2 μ m、 0. 8 μπι的陶瓷微滤膜)对黑液中的木质素进行浓缩,其中尤其指出了错流过滤浓缩时黑液 的温度不易大于55°C (参见该文第15页中"膜通量与温度的关系"一节);"无机膜处理造 纸黑液的研宄,刘广立等,给水排水,第27卷第11期,2001年"中同样提到了用错流膜微滤 装置对黑液中的木质素进行浓缩,并且依然指出错流过滤浓缩时黑液的温度不易过高。
[0003] 除上述对黑液进行处理的技术外,对从黑液中提取的木质素进行化学改性的技术 也是已知的。例如,"木质素的化学改性方法及其应用,穆环珍等,农业环境科学学报,2006 年"中就对木质素各种化学改性方法进行了具体介绍。目前,对木质素的磺化改性、聚合 改性以及氧化氨解改性等化学改性处理通常要根据具体情况将处理温度控制在120°C至 200°C之间。比如,磺化改性的处理温度通常在120°C至170°C,聚合改性的处理温度通常在 150°C 至 180°C。
[0004] 尽管上面给出了现有一些对黑液进行处理以及对提取的木质素进行化学改性的 技术,然而,这些技术均是独立的,还没有人将这些技术进行有机整合并形成一套从造纸纸 浆中提取木质素并进行化学改性的完整工艺。
发明内容
[0005] 本发明旨在提供几种从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,这几种方 法均可有效利用黑液自身温度实现木质素的提取和化学改性,从而节省能源消耗。
[0006] 本发明的第一种从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤 为:1)从造纸纸浆中分离出高温黑液;2)降低高温黑液的pH值使木质素析出;3)在黑液温 度下降至KKTC之前,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩 液;4)用温度多90°C的热水对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降至 80°C之前,使用第二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6)在 第二浓缩液温度下降至70°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对其中 的木质素进行化学改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
[0007] 上述第一种方法中,最好当第一浓缩液中的木质素含量达到75g/L以上后再对其 进行洗涤。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0008] 上述第一种方法中,最好当第二浓缩液中的木质素含量达到45g/L以上后再对其 进行加热升温。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0009] 上述第一种方法的步骤2)中,最好将黑液的pH值降低至4以下。这样有助于提 尚木质素的提取率。
[0010] 上述第一种方法中,所述第一错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0011] 上述第一种方法中,所述第二错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0012] 上述第一种方法的步骤1)中,通常采用挤压法或过滤法从造纸纸浆中分离出高温 黑液。
[0013] 上述第一种方法的步骤6)具体是对第二浓缩液中的木质素进行磺化处理。当然, 步骤6)也可以对第二浓缩液中的木质素进行聚合改性处理或氧化氨解改性处理等化学改 处理性。
[0014] 本发明的第二种从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤 为:1)从造纸纸浆中分离出高温黑液;2)降低高温黑液的PH值使木质素析出;3)在黑液温 度下降至IKTC之前,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩 液;4)用温度多KKTC的水蒸汽对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降 至90°C之前,使用第二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6) 在第二浓缩液温度下降至80°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对其 中的木质素进行化学改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
[0015] 上述第二种方法中,最好当第一浓缩液中的木质素含量达到75g/L以上后再对其 进行洗涤。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0016] 上述第二种方法中,最好当第二浓缩液中的木质素含量达到45g/L以上后再对其 进行加热升温。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0017] 上述第二种方法的步骤2)中,最好将黑液的pH值降低至4以下。这样有助于提 尚木质素的提取率。
[0018] 上述第二种方法中,所述第一错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0019] 上述第二种方法中,所述第二错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0020] 上述第二种方法的步骤1)中,通常采用挤压法或过滤法从造纸纸浆中分离出高温 黑液。
[0021] 上述第二种方法的步骤6)具体是对第二浓缩液中的木质素进行磺化处理。当然, 步骤6)也可以对第二浓缩液中的木质素进行聚合改性处理或氧化氨解改性处理等化学改 处理性。
[0022] 本发明的第三种从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤 为:1)从造纸纸浆中分离出高温黑液;2)降低高温黑液的PH值使木质素析出;3)在黑液 温度下降至120°C之前,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓 缩液;4)用温度多100°C的水蒸汽对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下 降至KKTC之前,使用第二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液; 6)在第二浓缩液温度下降至90°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对 其中的木质素进行化学改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
[0023] 上述第三种方法中,最好当第一浓缩液中的木质素含量达到75g/L以上后再对其 进行洗涤。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0024] 上述第三种方法中,最好当第二浓缩液中的木质素含量达到45g/L以上后再对其 进行加热升温。这样有助于确保木质素的浓缩率。
[0025] 上述第三种方法的步骤2)中,最好将黑液的pH值降低至4以下。这样有助于提 尚木质素的提取率。
[0026] 上述第三种方法中,所述第一错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0027] 上述第三种方法中,所述第二错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径较好为 1 μ m至10 μ m,最好为1 μ m至5 μ m〇
[0028] 上述第三种方法的步骤1)中,通常采用挤压法或过滤法从造纸纸浆中分离出高温 黑液。
[0029] 上述第三种方法的步骤6)具体是对第二浓缩液中的木质素进行磺化处理。当然, 步骤6)也可以对第二浓缩液中的木质素进行聚合改性处理或氧化氨解改性处理等化学改 处理性。
[0030] 上述三种方法均按照特定的方式将现有的黑液酸析处理、黑液错流膜微滤处理以 及木质素的化学改性处理进行了有机整合,每一个步骤均能够效利用黑液自身温度。当从 造纸纸浆中分离出高温黑液后,黑液温度一般在140 °C左右,此时对黑液进行酸析处理,有 利于木质素的析出;在黑液温度下降至100°C (IKTC或120°C)之前,使用第一错流膜微 滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩液,不仅没有出现黑液温度过高导致过滤 通量降低的问题,反而出现了过滤通量升高趋势,过滤效果令人惊异;用高温热水(水蒸汽) 对第一浓缩液进行洗涤可以有效去除第一浓缩液中的多种盐分物质,确保最终所提取木质 素的纯度,且还能对液体进行保温,以便下一工序的操作;在第二浓缩液温度下降至70°C (80°C或90°C)之前即对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,减少了加热处理时间, 可节省加热燃料和装置成本。可见,本发明的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的 方法,能够有效利用黑液自身温度实现木质素的提取和化学改性,从而节省能源消耗。
[0031] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优 点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了 解到。
附图说明
[0032] 图1为本发明从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性方法中关键部分的工艺 流程图。
具体实施方式
[0033] 如图1所示,通过挤压法从造纸纸浆中分离出的高温黑液进入第一容器1中,然后 向其中投入酸性物质,例如硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸、二氧化碳、烟煤气等,使黑液 的pH降低,木质素随即从黑液中析出。当黑液的pH值降低到4时,黑液中木质素的析出率 基本达到最高值,此后,随着黑液PH值的继续下降,木质素析出率的上升幅度极小。当黑液 温度下降至l〇〇°C之前,使用第一错流膜微滤装置2对黑液中的木质素进行浓缩得到第一 浓缩液。反映在图1上,即第一错流膜微滤装置2的入口温度Tl多100°C。第一错流膜微 滤装置2的透过液经碱再生工艺后可回用于系统造纸打浆,截留液则返回第一容器1使第 一容器1中木质素的浓度升高,从而得到第一浓缩液。当第一浓缩液中的木质素含量达到 75g/L以上时,将第一浓缩液通入第二容器3中,并用温度彡90°C的热水对第一浓缩液进行 洗涤,得到混合液。在混合液温度下降至80°C之前,使用第二错流膜微滤装置4对混合液中 的木质素进行浓缩得到第二浓缩液。反映在图1上,即第二错流膜微滤装置4的入口温度 T2多80°C。第二错流膜微滤装置4的透过液可回用于洗涤木材及回用系统打浆,截留液则 返回第二容器3使第二容器3中木质素的浓度升高,从而得到第二浓缩液。当第二浓缩液 中的木质素含量达到45g/L以上,并且第二浓缩液温度下降至70°C之前,将第二浓缩液通 入第三容器5中,并对第三容器5中的第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,然后对 其中的木质素进行化学改性处理。反映在图1上,即第三容器5的入口温度T3多70°C。最 后干燥得到化学改性后的木质素。
[0034] 下面通过试验对上述方法进行举例说明。
[0035] 一、黑液成分
[0036] 某厂每生产1吨纸浆约产生14吨黑液,其从纸浆中分离出来时的温度约为140°C, pH值为12至14,并含有10 %至20 % (重量)的悬浮物,悬浮物中有机物占 65 %至75 % (重 量),其余为无机物;有机物的主要成分为木质素,无机物的主要成分是NaOH、Na2COjP SO2 等。该黑液的有关数据如表1。
[0037] 表 1
[0038]
Figure CN103131019BD00061
[0039] 二、基本工艺条件
[0040] 以下通过本发明的多个实施例对该黑液进行处理,其具体工艺条件参见表2。
[0041] 表 2
[0042]
Figure CN103131019BD00071
[0043] 三、错流膜微滤装置工作参数
[0044] 上述实施例1至实施例5对应的第一错流膜微滤装置与第二错流膜微滤装置的工 作参数如表3。
[0045] 表 3
[0046]
Figure CN103131019BD00081
[0047] 四、试验结果分析
[0048] 第一错流膜微滤装置透过液与第二错流膜微滤装置透过液的成分见表4。
[0049] 表 4
[0050]
Figure CN103131019BD00091
[0051] 上述试验表明,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩时,基于黑 液较高的温度,初始过滤通量基本都达到了 0. 5m3/m2 · h以上,大大提高了对木质素的浓缩 效率;由于入口温度T3较高,化学改性时的能量消耗明显降低。

Claims (10)

1. 从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤为:1)从造纸纸浆中 分离出高温黑液;2)降低高温黑液的pH值使木质素析出;3)在黑液温度下降至KKTC之前, 使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩液;4)用温度多90°C 的热水对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降至80°C之前,使用第二 错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6)在第二浓缩液温度下降 至70°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对其中的木质素进行化学改 性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
2. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:当第一浓缩液中的木质素含量达到75g/L以上后再对其进行洗涤。
3. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:当第二浓缩液中的木质素含量达到45g/L以上后再对其进行加热升温。
4. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:步骤2)中,将黑液的pH值降低至4以下。
5. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:所述第一错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径为IUm至10ym。
6. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:所述第二错流膜微滤装置中膜过滤元件的平均孔径为IUm至10ym。
7. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:步骤1)中,采用挤压法或过滤法从造纸纸浆中分离出高温黑液。
8. 如权利要求1所述的从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,其特征在 于:步骤6 )中,对第二浓缩液中的木质素进行磺化处理。
9. 从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤为:1)从造纸纸浆中 分离出高温黑液;2)降低高温黑液的PH值使木质素析出;3)在黑液温度下降至IKTC之前, 使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩液;4)用温度多HKTC 的水蒸汽对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降至90°C之前,使用第 二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6)在第二浓缩液温度下 降至80°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对其中的木质素进行化学 改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
10. 从造纸纸浆中提取木质素并进行化学改性的方法,包括的步骤为:1)从造纸纸浆 中分离出高温黑液;2)降低高温黑液的PH值使木质素析出;3)在黑液温度下降至120°C 之前,使用第一错流膜微滤装置对黑液中的木质素进行浓缩得到第一浓缩液;4)用温度 多100°C的水蒸汽对第一浓缩液进行洗涤,得到混合液;5)在混合液温度下降至100°C之 前,使用第二错流膜微滤装置对混合液中的木质素进行浓缩得到第二浓缩液;6)在第二浓 缩液温度下降至90°C之前,对第二浓缩液进行加热升温到120°C至200°C,并对其中的木质 素进行化学改性处理;7)干燥得到化学改性后的木质素。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105064112A (zh) * 2015-09-07 2015-11-18 海南金海浆纸业有限公司 一种造纸黑液中木质素分级分离装置及其方法
CN107245132A (zh) * 2017-06-22 2017-10-13 安徽省德邦瓷业有限公司 一种葵花籽壳木质素的一次接枝化学改性的方法
CN110939013B (zh) * 2019-12-17 2020-06-30 浙江金龙纸业有限公司 一种高松厚度灰板纸的制造方法
CN112961373A (zh) * 2021-02-19 2021-06-15 上海昶法新材料有限公司 一种微波催化制备高耐温型木质素沥青乳化剂的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486937A (zh) * 2003-09-03 2004-04-07 清华大学 一种草浆黑液的微滤膜分离技术
CN101070333A (zh) * 2007-06-20 2007-11-14 武汉海德天物新材料有限公司 利用煮麻或造纸废液提取木质素磺酸盐的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020065400A1 (en) * 2000-04-06 2002-05-30 Mikhail Raskin Resin material and method of producing same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486937A (zh) * 2003-09-03 2004-04-07 清华大学 一种草浆黑液的微滤膜分离技术
CN101070333A (zh) * 2007-06-20 2007-11-14 武汉海德天物新材料有限公司 利用煮麻或造纸废液提取木质素磺酸盐的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"酸析法提取芦苇纸浆黑液中的木质素";马晓伟等;《化工技术与开发》;20070815;第36卷(第8期);第45页 *

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