[發(fā)明專利]一種造紙黑液堿回收同時制備活性炭的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110149520.5
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102363930A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛培錦;陳嘉川
• 申請（專利權(quán)）人: 山東輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: D21C11/04
• 分類號: D21C11/04;C01B31/08
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域?

背景技術(shù)：

造紙業(yè)帶來的環(huán)境污染曾長期困擾著人們。造紙廢水中，黑液是主要的污染源。造紙黑液直接排放到河流海洋里，會造成局部水域富營養(yǎng)化，破壞原有的生態(tài)平衡。它因此而背上了污染環(huán)境的惡名。所謂的造紙黑液，就是把植物體內(nèi)能夠用來造紙的纖維素提取分離后，剩下的堿性黑色液體。造紙黑液主要由木質(zhì)素和半纖維素兩種成分構(gòu)成。這兩種成分和纖維素的功能類似，它們一起支撐起植物的細(xì)胞壁。然而，木質(zhì)素和半纖維素卻遠(yuǎn)不如纖維素細(xì)胞那樣長而具有韌性，因而長期以來被認(rèn)為是造紙廢料。造紙黑液的回收利用主要有如下方法：1、堿回收法：傳統(tǒng)的堿回收技術(shù)采用：濃縮—燃燒—苛化工藝，從而達(dá)到回收堿并循環(huán)利用之目的。大型木漿造紙廠堿回收率以達(dá)90％，非木原料制漿廠(稻、麥草、蘆葦、蔗糖渣等)堿回收率可達(dá)70％以上。采用堿回收可以大大的降低黑液的高負(fù)荷污染，BOD可以減少80％～85％，此外還可以回收熱能化學(xué)品降低成本增加經(jīng)濟(jì)效益。該法的優(yōu)點是：黑液中的有機(jī)物經(jīng)燃燒產(chǎn)生蒸汽供本廠使用，不存在市場銷售問題；可降低全廠80％左右的污染負(fù)荷；可回收50％以上的燒堿，是較徹底的污染治理技術(shù)。對于中小型草漿企業(yè)，該法存在一定的不足：項目投資、運(yùn)行費用高，年產(chǎn)漿1.7萬t以上的制漿廠方可實現(xiàn)微利運(yùn)行；麥草黑液發(fā)熱量低、粘度大、含硅量高，使堿回收成本高、堿回收率低、操作難度大，苛化、燃燒等工藝過程仍需改進(jìn)，否則無法正常運(yùn)行。2、酸析法：將提取黑液經(jīng)微濾機(jī)去除細(xì)小纖維后，進(jìn)入加有酸液的木素分離機(jī)，控制pH值使木素析出并經(jīng)加熱、壓濾脫水成為木素產(chǎn)品。該法使CODCr去除率達(dá)到80％，SS去除率約為85％，色度去除率達(dá)95％，木素回收率在80％左右，對于削減有機(jī)物染負(fù)荷有顯著作用。此方法的優(yōu)點是：工藝過程簡單，投資較小，削減有機(jī)物染負(fù)荷的同時回收木素。同時存在一系列不足：技術(shù)上設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，木素較難過濾、脫水；工藝上處理后的殘液不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且呈酸性，需進(jìn)一步處理；經(jīng)濟(jì)上必須降低用酸成本，同時木素產(chǎn)品存在銷路問題。3、混凝沉淀法：將黑液酸化后，投加絮凝劑混凝沉淀，固液分離后，沉渣作為燃料焚燒，濾液再經(jīng)吸附過濾后部分回用于制漿工段，其余排入中段廢水。該方法初期投資較低，適用于年產(chǎn)萬噸以下的小造紙廠，但存在較多的不足：處理不徹底，BOD5處理率僅為20％左右；產(chǎn)生的污泥量大、脫水難、處理難，實際是一種污染轉(zhuǎn)移的方法；運(yùn)行費用對絮凝劑價格敏感，常年運(yùn)行費較高。?

造紙黑液制備活性炭現(xiàn)狀?

目前國內(nèi)進(jìn)行造紙黑液制備活性炭的情況如下：?

張與兵^[1]，研究中采用鹽酸酸析法從造紙黑液中提取木質(zhì)素。所提取的木質(zhì)素在一定的溫度炭化后，將炭化料粉碎至一定粒度后加入一定量的二茂鐵作為催化劑。以水蒸氣作為活化劑，在一定的溫度下活化一定的時間，制取中孔活性炭，中孔率均大于55％。路棋^[2]，進(jìn)行以下幾個方面的研究：1.針葉材黑液、草漿黑液木質(zhì)素提取、制備活性炭的研究，著重探討了制備活性炭的亞甲基藍(lán)吸附能力和得率，通過正交實驗取得了最佳工藝條件；2.對沉淀木質(zhì)素的過濾液進(jìn)行了絮凝處理，得到了具有一定工業(yè)價值的產(chǎn)品，絮凝處理后的過濾液有望達(dá)標(biāo)排放。譚非^[3]，進(jìn)行了黑液為活化劑制備活性炭的初步研究：其方法為碳化、活化二段法制?備活性炭。吳開金^[4]，進(jìn)行了堿法制漿黑液制活性炭的試驗研究，采用的是黑液與木屑混合，碳化，加堿活化劑活化的二段法制備活性炭。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明涉及將造紙黑液與麥草粉、棉稈粉、玉米桿粉混合后，浸漬處理10～30小時后，放入活化爐中，在缺氧狀態(tài)下升溫至500～900℃進(jìn)行熱解，全程1～4小時，升溫速率為5～20℃/min；活化產(chǎn)物用蒸餾水漂洗、干燥后即得到活性炭；漂洗液中堿既可回收利用，經(jīng)苛化后，可作為制漿用堿。本發(fā)明制備活性炭的亞甲藍(lán)吸附值在4～9mg/0.1g，可用于造紙廠的廢水處理且效果良好；本發(fā)明制備活性炭過程中，無廢水、廢氣排放。本發(fā)明可解決造紙黑液的處置問題，制備的活性炭可降低造紙廢水處理成本。本發(fā)明是一次碳化、活化法制備活性炭，同時回收堿；在碳化、活化過程中，不另加活化劑。?

附圖說明

專利生產(chǎn)流程見附圖。?

具體實施方式

本發(fā)明專利屬實驗室小型實驗發(fā)明，沒有經(jīng)過中間工業(yè)化試驗。因此，本發(fā)明的具體實施方式是進(jìn)行中間工業(yè)化試驗，確定堿法化學(xué)制漿黑液制備活性炭的生產(chǎn)線。?

參考文獻(xiàn)?