CN108457115A - 一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法 - Google Patents

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
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Abstract

本发明公开了一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，包括步骤：(1)配制阴离子聚丙烯酰胺溶液；(2)配制聚和氯化铝溶液；(3)制浆所得黑液经过热泵入黑液沉淀池中；(4)黑液加盐酸进一步降低体系酸度，得处理液；(5)将处理液和配制好的阴离子聚丙烯酰胺溶液、聚合氯化铝溶液混合后经泵打入沉淀池中；(6)将上述处理过的黑液在沉淀池中静置沉淀，过滤分离，提取出木素。本发明提供的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，木素收率在88％以上，可充分回收碱法制浆黑液中的木素；既提高了碱法制浆黑液中木素的资源化利用，又显著降低了处理液中污染物的含量。

Description

一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸及生物质材料领域，尤其涉及一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法。
背景技术
制浆造纸行业是我国重要的支柱产业，同时，也是我国工业能源、资源消耗大、污染严重的主要行业之一。据2007年中国环境部门的数据：制浆造纸行业的排水量为31.8亿立方米，占全国工业总排水量的18.4％；COD排放量152.6万吨，占全国总排放量的29.8％。其中，蒸煮液中的木素是造成污染的主要因素之一。
木素是由芳香醇聚合而的构成的一类物质，存在于木质组织中，为次生壁主要的成分，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木素主要位于纤维素纤维之间，起支撑、抗压作用。在木本植物中，木素约占20％到25％，是自然界第二丰富的天然高分子(纤维素是第一)。木素无毒，在性能方面有极好的通用性，在工业上有广泛的应用。此外，木素做为一种可降解的环保材料能很好的替代一些不可降解的材料，对环境保护具有很重要的意义。
对于碱法制浆黑液，现有工艺仅以简单蒸煮浓缩析出或加酸蒸煮浓缩析出为主。这样的工艺木素析出得率较低，且效率不高，处理时间较长，酸液消耗过大，经济性较差。而且，得到的木素含量不高，难以再利用，只能作为废物处理。所以，研发一种新的木素得率高、处理效率快、木素含量高的碱法制浆黑液中木素提取、分离方法对于整个制浆造纸行业具有很大的意义。
发明内容
为提高碱法制浆黑液资源化利用生产木素产品的产量，质量和效率，解决目前碱法制浆黑液处理工艺存在的问题，本发明目的在于提出一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，包括如下步骤：
(1)将阴离子聚丙烯酰胺溶解在水中，配制成质量分数为0.5-1.0％的阴离子聚丙烯酰胺溶液，存于灌中备用；
(2)将聚和氯化铝溶解在水中，配制成质量分数为1.0-3.0％的聚和氯化铝溶液，存于灌中备用；
(3)制浆所得黑液在160℃左右，先经过列管加热器回收制浆黑液的热量，经过热交换的黑液温度约在90℃左右，泵入黑液沉淀池中；
(4)黑液泵入沉淀池前先通入碱回收塔的烟道气，而后加盐酸进一步降低体系酸度，从而得到pH在1.5-3.5的处理液；
(5)将上述处理液和上述配制好的阴离子聚丙烯酰胺溶液、聚合氯化铝溶液入管道与调过酸度的黑液混合后经泵打入沉淀池中；
(6)处理过的黑液在沉淀池中静置沉淀1.0-4.0小时，采用过滤分离，即可提取出木素。
进一步地，提取木素所采用的所述碱法制浆黑液浓度为6-9波美度(25℃)，pH为11.5-13.0。
进一步地，所述阴离子聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，浓度在90-95％，分子量为800-1200万，阴离子浓度为20-60％。
进一步地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量1000-1200万，阴离子浓度为20-40％。
进一步地，步骤(4)中所述降低体系酸度采用的烟道气为收动力锅炉所产生的废气、所加的盐酸浓度为34％-38％。
进一步地，所述阴离子聚丙烯酰胺以固含量计每立方米碱法制浆黑液添加量为1-100g。
进一步地，所述聚合氯化铝以固含量计每立方米碱法制浆黑液添加量为1-100g。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明提供的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，碱法制浆黑液在制浆过程中加入大量碱，溶液呈强碱性；制浆原料中的木素以部分可溶性酚钠盐的形式溶解于制浆黑液中，因而，在加酸后木素全部转化为不溶性的游离酚，同时，加入絮凝剂加快木素的提取效率；采用本发明方法木素一次性提取率高，一般在85％以上，最高可达92％；处理时间短，处理设备简易；反应过程直观，操作简便；且工艺投资小，成本低。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
500方碱法制浆黑液(8波美度，密度1.319g/ml，pH12.39，木素含量8％)降温至90℃后。1.5kg阴离子聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阴离子浓度30％)，3.0kg聚和氯化铝溶解在200kg水中。
加入37％盐酸调节pH到3.0，加入5kg上述配制好的阴离子聚丙烯酰胺和聚合氯化铝溶液(河南欧盛化工产品有限公司，99％)。将处理后的黑液静置降温到30℃，静置沉淀3小时，分离固体，共得木素47.37t，含量37％，提取率88％。
实施例2
1000方碱法制浆黑液(8波美度，密度1.319g/ml，pH12.39，木素含量8％)降温至90℃后。3kg阴离子聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阴离子浓度30％)，6.0kg聚和氯化铝溶解在400kg水中。
加入37％盐酸调节pH在2.0，加入10kg上述配制好的阴离子聚丙烯酰胺溶液和聚合氯化铝(河南欧盛化工产品有限公司，99％)。将处理后的黑液静置降温到30℃，静置沉淀3小时，分离固体，共得木素99.06t，含量37％，提取率92％。
实施例3
500方碱法制浆黑液(8波美度，密度1.319g/ml，pH12.39，木素含量8％))降温至90℃后。1.5kg阴离子聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阴离子浓度30％)，3.0kg聚和氯化铝溶解在200kg水中。
加入37％盐酸调节pH到2.5，加入5kg上述配制好的阴离子聚丙烯酰胺溶液和聚合氯化铝(河南欧盛化工产品有限公司，99％)。将处理后的黑液静置降温到30℃，静置沉淀3小时，分离固体，共得木素48.99t，含量37％，提取率91％。
对比例
500方碱法制浆黑液(8波美度，密度1.319g/ml，pH12.39，木素含量8％)降温至90℃后。
加入37％盐酸调节pH在4.0，将处理后的黑液静置降温到50℃，静置沉淀3小时，分离固体共得木素46.55t，含量85％，提取率75％。
综上，本发明采用浓盐酸、聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺处理碱法制浆黑液来提取、分离木素，木素收率在88％以上，可充分回收碱法制浆黑液中的木素。既提高了碱法制浆黑液中木素的资源化利用，又显著降低了处理液中污染物的含量，本发明体现了资源化利用和环保的特点。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将阴离子聚丙烯酰胺溶解在水中，配制成质量分数为0.5-1.0％的阴离子聚丙烯酰胺溶液，存于灌中备用；
(2)将聚和氯化铝溶解在水中，配制成质量分数为1.0-3.0％的聚和氯化铝溶液，存于灌中备用；
(3)制浆所得黑液在160℃左右，先经过列管加热器回收制浆黑液的热量，经过热交换的黑液温度约在90℃左右，泵入黑液沉淀池中；
(4)黑液泵入沉淀池前先通入碱回收塔的烟道气，而后加盐酸进一步降低体系酸度，从而得到pH在1.5-3.5的处理液；
(5)将上述处理液和上述配制好的阴离子聚丙烯酰胺溶液、聚合氯化铝溶液混合后经泵打入沉淀池中；
(6)将上述处理过的黑液在沉淀池中静置沉淀1.0-4.0小时，采用过滤分离，提取出木素。
2.根据权利要求1所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，提取木素所采用的所述碱法制浆黑液浓度为6-9波美度(25℃)，pH为11.5-13.0。
3.根据权利要求1所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，浓度在90-95％，分子量为800-1200万，阴离子浓度为20-60％。
4.根据权利要求3所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量1000-1200万，阴离子浓度为20-40％。
5.根据权利要求1所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，步骤(4)中所述降低体系酸度采用的烟道气为收动力锅炉所产生的废气、所加的盐酸浓度为34％-38％。
6.根据权利要求1所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺以固含量计每立方米碱法制浆黑液添加量为1-100g。
7.根据权利要求1所述的从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，其特征在于，所述聚合氯化铝以固含量计每立方米碱法制浆黑液添加量为1-100g。
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