CN108864440A - 一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法 - Google Patents

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施晓旦
赵吉
邵威
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00—Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids

Abstract

本发明公开了一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法，包括如下步骤：将制浆所得的高温的碱法制浆黑液降温至80‑100℃，pH值调至1.5‑3.5，加入适量聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，混合，静置降温并静置沉淀一定时间，过滤分离得所述木素。采用本发明的方法从碱法制浆黑液中提取木素，木素一次性提取率高达85％以上，处理时间短，处理设备简易，反应过程直观，操作简便，工艺投资小，成本低。

Description

一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸及生物质材料领域，具体涉及从碱法制浆黑液中提取木素的方法
背景技术
制浆造纸行业是我国重要的支柱产业，同时，还是我国工业能源、资源消耗大、污染严重的行业。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，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要的成分。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
本发明的目的是提供一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法，包括如下步骤：
将制浆所得的高温的碱法制浆黑液降温至80-100℃，pH值调至1.5-3.5，加入适量聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，混合，静置降温并静置沉淀一定时间，过滤分离得所述木素。
作为优选的技术方案，所述聚丙烯酰胺优选阳离子型聚丙烯酰胺，其添加量以固含量计，每立方米碱法制浆黑液中添加1-100克。
优选的，将所述聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5-1.0％的聚丙烯酰胺溶液。
作为优选的技术方案，聚合氯化铝的添加量以固含量计，每立方米碱法制浆黑液中添加1-100克。
优选的，将聚合氯化铝配成质量分数为1.0-3.0％的聚合氯化铝溶液。
作为优选的技术方案，将制浆所得的高温的所述碱法制浆黑液通过3到4组列管加热器回收热量，从而降温至80-100℃。
作为优选的技术方案，将降温至80-100℃的碱法制浆黑液，先在管道内与锅炉烟道气混合降低体系酸度，然后加入硫酸调节pH值。
作为优选的技术方案，最好将pH值调至1.5-2.5。
优选的，所述硫酸的质量浓度为93-98％。
优选的，所述锅炉烟道气为动力锅炉废气。
作为优选的技术方案，静置降温到20-40℃，静置沉淀2-4小时。
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。
采用本发明方法从碱法制浆黑液中提取木素，具有如下有益效果：
1.木素一次性提取率高，一般在85％以上，最高可达92％。
2.处理时间短，处理设备简易。
3.反应过程直观，操作简便。
4.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阐述，但并不限制本发明。
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聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阳离子浓度30％)，3.0kg聚和氯化铝溶解在200kg水中。
加入98％硫酸调节pH到3.0，加入5kg上述配制好的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98％，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聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阳离子浓度30％)，6.0kg聚和氯化铝溶解在400kg水中。
加入98％硫酸调节pH在2.0，加入10kg上述配制好的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98％，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聚丙烯酰胺(浓度90％，分子量1000万，阳离子浓度30％)，3.0kg聚和氯化铝溶解在200kg水中。
加入98％硫酸调节pH到2.5，加入5kg上述配制好的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98％，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98％硫酸调节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％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种从碱法制浆黑液中提取木素的方法，其特征在于，包括如下步骤：将制浆所得的高温的碱法制浆黑液降温至80-100℃，pH值调至1.5-3.5，加入适量聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，混合，静置降温并静置沉淀一定时间，过滤分离得所述木素。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阳离子型聚丙烯酰胺。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺添加量为：每立方米化机浆处理液中添加1-100克。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5-1.0％的聚丙烯酰胺溶液。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合氯化铝的添加量为：每立方米化机浆处理液中添加1-100克。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述聚合氯化铝配成质量分数为1.0-3.0％的硫酸铝溶液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将制浆所得的高温的所述碱法制浆黑液通过3到4组列管加热器回收热量，从而降温至80-100℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将降温至80-100℃的碱法制浆黑液，先在管道内与锅炉烟道气混合降低体系酸度，然后加入硫酸调节pH值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将pH值调至1.5-2.5，所述硫酸的质量浓度为93-98％。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，静置降温到20-40℃，静置沉淀2-4小时。
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