[發明專利]一種提取分離造紙黑液木質素的裝置及方法

無效

• 申請號: 201110401577.X
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102425075A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 孫亞兵;張艷;徐建華;邊琳
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: D21C11/04
• 分類號: D21C11/04;C08H7/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發明屬于造紙廢水處理領域，具體涉及一種利用酸析、絮凝提取分離造紙黑液木質素的方法及裝置。

背景技術

造紙工業污染嚴重，廢水排放量占全國工業廢水總量的10％以上，其中黑液對環境的危害最大。造紙黑液中含有大量木質素，占廢液總量的1％～2％，木質素具有在自然條件下不易降解和降低水的透明度兩大特點，使造紙廢水難以處理。但木質素又是一種重要的工業原料，被廣泛用來生產植物生長調節劑、石油乳化劑、農藥助劑、設備緩蝕劑等等，所以如何從造紙黑液中回收木質素也始終受到研究者的重視。

天然木質素是一類具有三維空間結構的芳香族高分子化合物，由苯基丙烷構成，含有酚羥基、甲氧基和酚醚鍵。在蒸煮過程中，由于燒堿的作用，使醚鍵斷裂，木質素大分子逐步降解并以堿木素形式存在，完全溶于黑液中，呈親水膠體。如今木質素的提取方法有堿析法、酸析法、超濾法、絮凝法、膜分離法等，其中酸析法應用較廣。酸析法原理為：用酸中和黑液時發生了親電子性取代反應，即氫離子取代了堿木質素中的鈉離子，使堿木質素膠體受到破壞，生成難溶于水的木質素，進而使木質素從黑液中分離出來。但傳統的酸析法存在酸析泡沫量大、木質素提取速度慢、提取量少等缺點。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種利用酸析、絮凝提取分離造紙黑液木質素的裝置。

本發明還提供了一種利用上述裝置提取分離造紙黑液木質素的方法。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一種提取分離造紙黑液木質素的裝置，該裝置包括：酸析絮凝區、擋桶和分離區；所述酸析絮凝區上部開口，所述擋桶的開口向下，所述酸析絮凝區的上部開口端與擋桶的下部開口端緊密活動連接；在所述擋桶上或所述擋桶外設有：向所述酸析絮凝區內加入黑液的原料投加裝置，向所述酸析絮凝區內投加分離藥劑的分離藥劑投加裝置，測定所述酸析絮凝區內液體pH值的pH測定裝置，以及對所述酸析絮凝區內的液體進行攪拌的攪拌裝置；所述擋桶上設有從酸析絮凝區和/或擋桶內溢流出分離得到的木質素的孔道；用于除去木質素內部分水分的所述分離區位于所述酸析絮凝區的下方，所述孔道通過位于所述酸析絮凝區外的木質素分離通道與所述分離區相通。

擋桶與酸析絮凝區之間的緊密活動連接，是指酸析絮凝區的上部開口端與擋桶的下部開口端可以自由地上下活動連接，但二者之間的連接部位又是緊密相連的，不會使水或黑液從連接部位流出或滲出。擋桶與酸析絮凝區之間的緊密活動連接，可以當木質素積累量較多時，可通過人為或自動提升擋桶，使木質素順利通過孔道進入分離區，而當木質素減少或黑液液面降低時，通過人為或自動降低擋桶，也可以使木質素順利通過孔道進入分離區。

本發明可以通過液位自動控制系統或人工控制被處理黑液的液位高度，使被處理黑液液位不高于木質素溢出孔道的高度。

上述原料投加裝置，可以包括原料投加口和延伸至擋桶內或延伸至酸析絮凝區內的管路，還可以只包括原料儲槽、用于泵送原料的加料泵和延伸至擋桶內或延伸至酸析絮凝區內的管路。該投加裝置可以人工控制，也可以自動控制。

上述分離藥劑投加裝置，可以包括分離藥劑投加口和延伸至擋桶內或延伸至酸析絮凝區內的管路，還可以只包括分離藥劑儲槽、用于泵送分離藥劑的加料泵和延伸至擋桶內或延伸至酸析絮凝區內的管路。該分離藥劑投加裝置可以人工控制，也可以自動控制。

本發明所指的分離藥劑包括酸析復合液和/或助凝劑，還可以包括酸析液、消泡液、絮凝液等各種用于從黑液中提取和/或分離木質素的藥劑。所述的酸析復合液由硫酸和二甲基硅油組成，其體積比為1000∶0.5～1.5，優選為1000∶1；所述硫酸的質量濃度為15～25％，優選采用(1+5)硫酸；所述助凝劑可采用PAM，其加入量為被處理黑液的0.1～1％(g/mL)，優選為0.5％。

原料投加裝置、分離藥劑投加裝置、pH測定裝置和攪拌裝置可以設置在擋桶上，如設在擋桶的上部，也可以設置在擋桶外，即不與擋桶連接或不通過擋桶固定。

本發明的酸析絮凝區的下部還設有分離液出口，該分離液出口與分離液導管相連，將酸析絮凝區處理后的分離液(即下清液)引出裝置進行后續處理。