CN114534502A - 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺 - Google Patents

基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN114534502A
CN114534502A CN202210133464.4A CN202210133464A CN114534502A CN 114534502 A CN114534502 A CN 114534502A CN 202210133464 A CN202210133464 A CN 202210133464A CN 114534502 A CN114534502 A CN 114534502A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
electrodialysis
diffusion
chamber
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210133464.4A
Other languages
English (en)
Inventor
苏荣欣
黄仁亮
张磊
丁国杰
樊洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Rumijiye New Material Co ltd
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin Rumijiye New Material Co ltd
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Rumijiye New Material Co ltd, Tianjin University filed Critical Tianjin Rumijiye New Material Co ltd
Priority to CN202210133464.4A priority Critical patent/CN114534502A/zh
Publication of CN114534502A publication Critical patent/CN114534502A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/243—Dialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/28—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/422—Electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90—Separation; Purification
    • C01B17/901—Recovery from spent acids containing metallic ions, e.g. hydrolysis acids, pickling acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90—Separation; Purification
    • C01B17/901—Recovery from spent acids containing metallic ions, e.g. hydrolysis acids, pickling acids
    • C01B17/902—Recovery from spent acids containing metallic ions, e.g. hydrolysis acids, pickling acids by dialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90—Separation; Purification
    • C01B17/901—Recovery from spent acids containing metallic ions, e.g. hydrolysis acids, pickling acids
    • C01B17/904—Recovery from spent acids containing metallic ions, e.g. hydrolysis acids, pickling acids by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，具体步骤为：制备纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；将分离得到的废酸稀释；通过泵将稀释后的废酸注入扩散渗析装置，收集扩散酸液与残液；再将残液再泵入电渗析装置，循环运行，收集浓缩酸液；将扩散酸液和浓缩酸液分别与对应无机浓酸混合，制备中浓度无机酸，实现CNC制备工艺中酸的循环使用。本发明的目的在于将溶解在无机酸中的糖等有机物分离出来，实现废酸的循环利用。通过设计扩散渗析和电渗析组合的方式，能够回收99%以上的硫酸，获得大部分的糖，实现硫酸的循环利用。本方法操作简便，易于工业放大；成本低，能耗低；环境友好，污染物少。

Description

基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺
技术领域
本发明属于废酸回收技术领域，特别是涉及制备纤维素纳米晶过程中水解液中酸的分离，降低制备成本从而实现大规模的纤维素纳米晶的绿色低成本制备。
背景技术
纤维素纳米晶（CNC）是一种高比表面积、轻质、低密度、机械性能优异可再生、可降解、生物相容性好、结晶度高的刚性棒状纳米材料，具有良好的亲水性和表面化学修饰性质。直径在3-50纳米，长度在几十到几百纳米。纳米纤维素由于其良好的物化性能与生态性能，近年来被广泛应用于医学、电子，建筑、食品、涂料等领域。纳米纤维素市场预计将从2017年2.7126亿美元增长到2025年的10.7643亿美元，在此期间的复合年增长率为18.80%。
纤维素纳米晶制备涉及的硫酸水解法由于操作简便，易于放大，是目前工业上制备纤维素纳米晶最常用的方法，通过高浓度无机酸将纤维素原料中的无定形区和次结晶区水解，保留其结晶区，得到的产品热稳定性好，具有良好的胶体稳定性。但是由于水解反应之后加水猝灭反应，由此产生了大量的稀酸废液，需要用价格相对较高的氢氧化钠来中和，不仅导致生产成本过高，而且大量盐的产生增加了产品分离提纯阶段的能耗与水耗；此外，还存在诸多其他问题，例如耗水量大、耗时长、对设备造成腐蚀、废物排放量大、环境污染等。
除了利用碱中和的方式处理水解液中的酸之外，还可利用静置、离心和微滤法直接将水解液中的酸进行分离，但分离后的酸在重新利用之前还需进行处理。工业上针对废酸的分离技术包括浓缩法、高温裂解法等，但在实际运行中成本较高，操作较为复杂，且回收效率较低，得到的酸液品质不高。膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，借助膜的选择渗透作用对废酸中双组分或多组分进行分离、分级提纯和富集，达到废酸分离的目的。
目前单一的膜分离技术常温下分离效率不高，分离效率取决于分离膜的属性和质量，膜的维护成本较高，在实际工业应用中仍存在较多工艺技术和经济成本问题。膜分离技术是未来废酸回收的重要方向，目前该技术的研究尚处于实验阶段，工业化不够成熟，如何有效降低技术成本，提升废酸分离效率是当前亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明旨在提供一种基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，将溶解在废酸中的糖等有机物分离出来，实现无机酸的循环利用。通过设计扩散渗析和电渗析组合的方式，能够回收99%以上的酸，同时获得大部分糖，实现无机酸的循环利用。
本发明的技术解决方案：
基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其具体步骤为：
1）将纤维素原料加入无机酸中搅拌，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
2）将废酸泵入扩散渗析装置，分别收集扩散酸液与残液；
3）将步骤2）收集的所述残液泵入电渗析装置，循环运行，收集浓缩酸液；
4）将所述扩散酸液和所述浓缩酸液分别与对应高浓度无机酸混合，制备中浓度无机酸循环使用。
作为优选方案，对步骤2）的废酸预处理稀释，将废酸中无机酸浓度稀释至4wt%-16wt%。
进一步地，所述扩散渗析装置设有渗析室和扩散室；所述渗析室和扩散室之间设置阴离子交换膜，离子通过阴离子交换膜扩散进入扩散室；所述阴离子交换膜的厚度为0.3-0.32mm，水含量为40-70%，氢离子扩散系数＞5×10-7m/s。
进一步地，所述步骤2）中，将废酸泵入扩散渗析装置的渗析室，设计流速为0.1-0.5L/(m2·h)；将水泵入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为0.6:1-2.5:1。
进一步地，所述步骤2）中收集扩散酸液与残液，从所述扩散室出口收集扩散酸液，所述扩散酸液浓度为2wt%-15wt%；从所述渗析室出口收集残液，所述残液酸浓度为0.6wt%-1.5wt%。
进一步地，所述电渗析装置结构包括阴极室、阳极室、电渗析单元；所述电渗析装置两端为阳极室与阴极室，阳极室、多个电渗析单元、阴极室依次排列连接；所述阳极室与阴极室内盛有极液。
所述电渗析单元包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，以及由前述两膜分隔形成的电渗析浓室；所述电渗析单元之间排列形成的空腔为电渗析淡室。
所述电渗析浓室通入0.5L-10L水或稀无机酸；所述稀无机酸的浓度为0wt%-4wt%。
所述阴离子交换膜面电阻≤6Ωm2，厚度为0.055-0.065mm，离子交换容量为0.9-1.1mmol/g，水含量为15-20%，迁移数大于等于0.97。
所述阳离子交换膜面电阻≤5Ωm2，厚度为0.055-0.065mm，离子交换容量为0.9-1.1mmol/g，水含量为15-20%，迁移数大于等于0.97。
作为优选方案，所述电渗析极液为硫酸溶液，所述极液硫酸浓度为0.1wt%-2wt%。
作为优选方案，所述电渗析极液为硫酸钠溶液，所述极液硫酸钠浓度为0.1wt%-5wt%。
进一步地，所述步骤3）中电渗析循环多次，运行时间为60-120分钟，收集浓缩酸液的浓度为1wt%-8wt%；电渗析装置的循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述电渗析淡室循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述极液的循环流量为100L/(m2·h)-400L/(m2·h)。
本发明的有益效果：
1）操作简便，易于工业放大；
2）成本低，能耗低；副产物中含有大部分的糖；
3）环境友好，回收99%以上的废酸再利用，实现绿色化工。
具体实施方式
基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其具体步骤为：
1) 将纤维素原料加入无机酸中搅拌，充分反应后得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
2) 将分离得到的废酸稀释至无机酸浓度为4wt%-16wt%；
3) 将所述稀释后的废酸泵入扩散渗析装置，收集扩散酸液与残液；所述扩散渗析装置设有渗析室和扩散室，通过阴离子交换膜进行扩散；所述阴离子交换膜的厚度为0.3-0.32mm，水含量为40-70%，氢离子扩散系数＞5×10-7m/s。
将废酸泵入扩散渗析装置的渗析室，设计流速为0.1-0.5L/(m2·h)；将水泵入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为0.6:1-2.5:1。从所述扩散室出口收集扩散酸液，所述扩散酸液浓度为2wt%-15wt%；从所述渗析室出口收集残液，所述残液酸浓度为0.6wt%-1.5wt%。
4) 将步骤3）收集的所述残液泵入电渗析装置，循环多次，收集浓缩酸液；所述电渗析装置结构包括阴极室、阳极室、电渗析单元；所述电渗析装置两端为阳极室与阴极室，阳极室、多个电渗析单元、阴极室依次排列连接；所述阳极室与阴极室内盛有极液。电渗析单元包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，以及由前述两膜分隔形成的电渗析浓室；所述电渗析单元之间排列形成的空腔为电渗析淡室。
阴离子交换膜面电阻≤6Ωm2，所述阳离子交换膜面电阻≤5Ωm2，阴离子交换膜和阳离子膜厚度为0.055-0.065mm，离子交换容量为0.9-1.1mmol/g，水含量为15-20%，迁移数大于等于0.97。
所述电渗析浓室为0.5L-10L水或0wt%-4wt%的稀无机酸。
所述电渗析极液为硫酸溶液或硫酸钠溶液；其中，极液硫酸浓度为0.1wt%-2wt%，硫酸钠溶液浓度为0.1wt%-5wt%。
电渗析循环多次，运行时间为60-120分钟，收集浓缩酸液的浓度为1wt%-8wt%；电渗析装置的循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述电渗析淡室循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述极液的循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)。
5) 将所述扩散酸液和所述浓缩酸液分别与对应无机浓酸混合，制备中浓度无机酸循环使用。
实施例1：
纤维素原料提前用纤维切断机粉碎至7mm以下，烘干；向500L反应釜中加入200L质量分数为65%的硫酸，预热至55℃；将25kg粉碎烘干后的棉花投入反应釜中，搅拌反应180min，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
将分离得到的废酸稀释至硫酸浓度为10wt%。
利用蠕动泵将废酸注入扩散渗析装置的扩散的渗析室，流速为0.1L/(m2·h)；利用蠕动泵将水通入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为1：1。
从扩散室收集回收酸液，酸液浓度为9.09 wt %；从渗析室出口收集残液，残液酸浓度为0.82 wt %，酸回收率为93%。
将2L残液利用泵通入电渗析淡室，并循环操作，循环流量为300 L/(m2·h)；电渗析浓室为500mL水；淡室循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析极液为2L硫酸溶液，极液硫酸浓度为2wt%，极液循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析运行时间为120分钟；浓室即为回收酸，浓度为3.08%，酸回收率为95%。
总酸回收率99.6%，回收酸与浓硫酸混合制备CNCs。
实施例2：
纤维素原料提前用纤维切断机粉碎至7mm以下，烘干；向500L反应釜中加入200L质量分数为62%的硫酸，预热至45℃；将25kg粉碎烘干后的棉花投入反应釜中，搅拌反应120min，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
将分离得到的废酸稀释至硫酸浓度为16wt%。
利用蠕动泵将废酸注入扩散渗析装置的扩散的渗析室，流速为0.235L/(m2·h)；利用蠕动泵将水通入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为1：1。
从扩散室收集回收酸液，酸液浓度为13.89 wt %；从渗析室出口收集残液，残液酸浓度为3.19 wt %，酸回收率为83%。
将2L残液利用泵通入电渗析淡室，并循环操作，循环流量为300 L/(m2·h)；电渗析浓室为2L水；淡室循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析极液为2L硫酸溶液，极液硫酸浓度为2wt%，极液循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析运行时间为120分钟；浓室即为回收酸，浓度为3.14wt%，酸回收率为98%。
总酸回收率99.7%，回收酸与浓硫酸混合制备CNCs。
实施例3：
纤维素原料提前用纤维切断机粉碎至7mm以下，烘干；向500L反应釜中加入200L质量分数为62%的硫酸，预热至45℃；将25kg粉碎烘干后的棉花投入反应釜中，搅拌反应120min，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
将分离得到的废酸稀释至硫酸浓度为4wt%。
利用蠕动泵将废酸注入扩散渗析装置的扩散的渗析室，流速为0.235 L/(m2·h)；利用蠕动泵将水通入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为1：1。
从扩散室收集回收酸液，酸液浓度为3.62wt %；从渗析室出口收集残液，残液酸浓度为0.54 wt %，酸回收率87%。
将2L残液利用泵通入电渗析淡室，并循环操作，循环流量为300 L/(m2·h)；电渗析浓室为500mL水；淡室循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析极液为2L硫酸溶液，极液硫酸浓度为2wt%，极液循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析运行时间为120分钟；浓室即为回收酸，浓度为1.96wt%，酸回收率92%。
总酸回收率98.0%，回收酸与浓硫酸混合制备CNCs。
实施例4：
纤维素原料提前用纤维切断机粉碎至7mm以下，烘干；向500L反应釜中加入200L质量分数为65%的硫酸，预热至50℃；将25kg粉碎烘干后的棉花投入反应釜中，搅拌反应180min，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
将分离得到的废酸稀释至硫酸浓度为10wt%。
利用蠕动泵将废酸注入扩散渗析装置的扩散的渗析室，流速为0.235L/(m2·h)；利用蠕动泵将水通入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为2.5：1。
从扩散室收集回收酸液，酸液浓度为4.4wt %；从渗析室出口收集残液，残液酸浓度为1.09 wt %，酸回收率94%。
将2L残液利用泵通入电渗析淡室，并循环操作，循环流量为300 L/(m2·h)；电渗析浓室为500 mL 1wt%硫酸；淡室循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析极液为2L硫酸溶液，极液硫酸浓度为2wt%，极液循环流量为300 L/(m2·h)。
电渗析运行时间为120分钟；浓室即为回收酸，浓度为4.16wt%，酸回收率74%。
总酸回收率98.4%，回收酸与浓硫酸混合制备CNCs。

Claims (10)

1.基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其具体步骤为：
1）将纤维素原料加入无机酸中搅拌，得到纤维素纳米晶酸水解原液，分离后分别收集纤维素纳米晶水解液和废酸；
2）将所述废酸泵入扩散渗析装置，分别收集扩散酸液与残液；
3）将步骤2）收集的所述残液泵入电渗析装置，循环运行，收集浓缩酸液；
4）将所述扩散酸液和所述浓缩酸液分别与对应高浓度无机酸混合，制备中浓度无机酸循环使用。
2.根据权利要求1所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于对所述步骤1）中的废酸进行稀释，具体为将废酸中无机酸的浓度稀释至4wt%-16wt%。
3.根据权利要求1所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述扩散渗析装置设有渗析室和扩散室，所述渗析室与扩散室之间设置阴离子交换膜；所述阴离子交换膜的厚度为0.3-0.32mm，水含量为40-70%，氢离子扩散系数＞5×10-7m/s。
4.根据权利要求3所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述步骤1）中，将废酸泵入扩散渗析装置的渗析室，设计流速为0.1-0.5L/(m2·h)；将水泵入扩散渗析装置的扩散室，水流量与废酸流量之比为0.6:1-2.5:1。
5.根据权利要求3所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述步骤1）中收集扩散酸液与残液，从所述扩散室出口收集扩散酸液，所述扩散酸液浓度为2wt%-15wt%；从所述渗析室出口收集残液，所述残液酸浓度为0.6wt%-1.5wt%。
6.根据权利要求1所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述电渗析装置结构包括阴极室、阳极室、电渗析单元；所述电渗析装置两端为阳极室与阴极室，阳极室、多个电渗析单元、阴极室依次排列连接；所述阳极室与阴极室内盛有极液。
7.根据权利要求6所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述电渗析单元包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，以及由前述两膜分隔形成的电渗析浓室；所述电渗析单元之间排列形成的空腔为电渗析淡室。
8.根据权利要求7所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述电渗析浓室通入水或稀无机酸；所述稀无机酸的浓度为0wt%-4wt%；
所述阴离子交换膜面电阻≤6Ωm2，厚度为0.055-0.065mm，离子交换容量为0.9-1.1mmol/g，水含量为15-20%，迁移数大于等于0.97；
所述阳离子交换膜面电阻≤5Ωm2，厚度为0.055-0.065mm，离子交换容量为0.9-1.1mmol/g，水含量为15-20%，迁移数大于等于0.97。
9.根据权利要求6所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述电渗析极液为硫酸溶液或硫酸钠溶液；所述极液硫酸浓度为0.1wt%-2wt%；所述极液硫酸钠浓度为0.1wt%-5wt%。
10.根据权利要求7所述的基于扩散渗析和电渗析串联组合的CNC水解酸循环工艺，其特征在于所述步骤2）中电渗析循环多次，运行时间为60-120分钟，收集浓缩酸液的浓度为1wt%-8wt%；电渗析装置的循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述电渗析淡室循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)；所述极液的循环流量为100L/(m2·h)-400 L/(m2·h)。
CN202210133464.4A 2022-02-14 2022-02-14 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺 Pending CN114534502A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210133464.4A CN114534502A (zh) 2022-02-14 2022-02-14 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210133464.4A CN114534502A (zh) 2022-02-14 2022-02-14 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114534502A true CN114534502A (zh) 2022-05-27

Family

ID=81673745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210133464.4A Pending CN114534502A (zh) 2022-02-14 2022-02-14 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114534502A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101045568A (zh) * 2007-04-29 2007-10-03 哈尔滨工业大学 蓄电池厂高浓度含酸废液中硫酸的回收方法
CN107936125A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 厦门大学 一种微纳米纤维素的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101045568A (zh) * 2007-04-29 2007-10-03 哈尔滨工业大学 蓄电池厂高浓度含酸废液中硫酸的回收方法
CN107936125A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 厦门大学 一种微纳米纤维素的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103388198B (zh) 一种双极膜电渗析法从粘胶纤维硫酸钠废液制取酸碱的方法
JP2013507953A (ja) 電気透析および直接回収方法を用いた糖化液からのキシロースの製造のための経済的な工程
CN101234961A (zh) 一种应用双极膜电渗析技术制备乳酸的方法
CN110526839B (zh) 一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺
CN109097408A (zh) 一种尼龙56盐的制备方法
CN109824065A (zh) 一种镁锂分离并富集锂的方法
CN111172205B (zh) 一种使用双极膜电渗析装置生产葡萄糖内脂的方法
CN210481411U (zh) 用于制备木糖的分离系统
CN112679559B (zh) 一种利用电渗析结合絮凝技术分离提纯木糖的方法
CN109437121B (zh) 一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理方法
CN219297341U (zh) 一种高盐废水处理系统
CN109336064B (zh) 一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统
CN114534502A (zh) 基于扩散渗析和电渗析串联组合的cnc水解酸循环工艺
CN111018213A (zh) 一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统及处理工艺
CN1214272A (zh) 过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺
CN104556495A (zh) 1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法
CN114225702B (zh) 制备甲酸钙的双极膜电渗析装置及甲酸钙制备方法
CN203507825U (zh) 一种粘胶纤维硫酸钠废液经双极膜电渗析法回收酸碱的新回收系统
CN209128106U (zh) 一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置
CN210736429U (zh) 含盐废水的资源化耦合集成系统
CN101086025B (zh) 植物纤维原料酸水解液电渗析脱毒工艺及装置
KR101073726B1 (ko) 전기투석 및 직접회수방법을 이용한 당화액으로부터의 경제적인 자일로스의 제조공정
CN105420313A (zh) 一种粘胶纤维压榨碱液制备饲料级低聚木糖的方法
CN110372527A (zh) 一种从谷氨酸浓缩等电母液中回收谷氨酸的方法
CN218811227U (zh) 一种从盐湖卤水中提锂的系统装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination