[實用新型]粘膠纖維硫酸鈉廢液經雙極膜電滲析法回收酸堿的系統

有效

• 申請號: 201320441333.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN203393285U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 鄧傳東;易家祥;胡小東;李殿洪;朱小川;賀敏;陳勇君
• 申請（專利權）人: 宜賓海翔化工有限責任公司;宜賓絲麗雅股份有限公司;宜賓絲麗雅集團有限公司
• 主分類號: D01F13/02
• 分類號: D01F13/02;B01D61/44
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本實用新型涉及一種化工生產中物料處理的系統，更具體地說，本實用新型涉及一種粘膠纖維硫酸鈉廢液經雙極膜電滲析法回收酸堿的系統，屬于粘膠纖維生產技術領域。

背景技術

在化纖行業中的粘膠纖維成型過程中粘膠與酸性凝固浴作用，使堿被中和，纖維素磺酸鈉被分解而再生成水化纖維素，此過程中粘膠中的纖維素磺酸酯、游離NaOH以及因副反應生成的Na₂CS₃、多硫化合物等副反應產物均會與凝固浴中的硫酸反應生成硫酸鈉。粘膠纖維生產中包括消耗硫酸的酸浴工序，還包括消耗氫氧化鈉的漿粕浸漬工序、堿纖維素磺酸酯溶解工序、廢氣吸收工序、精練壓洗工序和酸水中和處理工序。

凝固浴中硫酸鈉的主要作用是促使粘膠液流凝固和抑制硫酸解離，使纖維素磺酸酯的再生速度延緩，提高凝固浴中硫酸鈉的濃度，紡絲操作較容易，絲束不易斷頭，并能降低硫酸的離解度，使絲束在離開凝固浴時仍具有一定的剩余酯化度，但凝固浴中的硫酸鈉也不宜過高，否則會使纖維凝固過速，不能形成微細結構，而生成粗大的結晶粒子，纖維的內外層也不均一。

在紡絲過程中，凝固浴中的硫酸鈉含量不斷增加使得其無法滿足工藝的要求，如果只通過添加凝固浴中被消耗的原料以補充其濃度再循環利用就會使得凝固浴的總量增加而無法儲存，只能定時定量的將凝固浴排放，其中的酸、鹽、金屬離子等將引起嚴重的環境污染、給污水處理帶來巨大的壓力并且造成資源的巨大浪費。而將酸浴中多余的硫酸鈉進行高溫結晶，分離出硫酸鈉晶體，使酸浴中的硫酸鈉的含量符合工藝要求，不需每天排掉酸來平衡酸浴，通過加料后直接供紡絲車間繼續使用，可減少排酸，產出元明粉，降低環保壓力，但是由于凝固浴中硫酸鈉高溫結晶生產出來的元明粉含雜質多、本身附加值低使得其并不能產生經濟效益，大量的固體鹽無法處理，仍然給環保帶來了一定的壓力。

雙極膜是一種新型的離子交換復合膜，它通常由陽離子交換層(N?型膜)?、界面親水層(催化層)?和陰離子交換層(P?型膜)?復合而成，是真正意義上的反應膜。在直流電場作用下，雙極膜可將水離解，在膜兩側分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點，將雙極膜與其他陰陽離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統，能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉化為對應的酸和堿，這種技術稱為雙極膜電滲析技術。與傳統工藝相比，雙極膜電滲析技術具有高效節能、環境友好、操作便捷等突出技術優勢。近年來，雙極膜電滲析技術技術在研究及應用兩方面均獲得了快速發展，膜制備技術和操作參數優化不斷取得新的進步，應用范圍從化工領域的脫鹽和酸堿制備、生物領域的蛋白和氨基酸提純拓展到環保領域中工業廢水的純化、濃縮、高純水制備等領域，在傳統化工分離工藝的更新改造、發展清潔生產和循環經濟過程中扮演著日益重要的角色。

有關雙極膜的研究報道自20?世紀50?年代中期就出現了，其發展過程可劃分為三個階段：第一階段20?世紀50?年代中期至80?年代初期，這是雙極膜發展十分緩慢的時期，雙極膜僅是由兩片陰陽離子交換膜直接壓制，性能很差，水分解電壓比理論壓降高幾十倍，應用研究還處在以水解離為基礎的實驗室階段；第二階段從20?世紀80?年代初至90年代初，由于雙極膜制備技術的改進，成功地研制了單片型雙極膜，其性能大大提高，已經在制酸堿和脫硫技術中得到了成功應用，這一階段出現了商品雙極膜。從20?世紀90?年代初至今，是雙極膜迅速發展的時期，隨著對雙極膜工作過程機理的深入研究，從膜結構、膜材料和制備過程上進行了重大改進，使雙極膜的性能有了較大提高，其中主要是對陰膜和陽膜接觸界面的改進，從最初簡單的“壓層型”或“涂層型”結構到20?世紀80?年代初開始出現的“單片型”結構，隨后又出現帶有中間“催化層”的復雜結構，大大降低了膜電壓。

目前，雙極膜電滲析技術在優化傳統工業過程和新的工業過程中發揮了獨到的作用。它的出現改變了傳統工業分離和制備過程，為解決環境、化工、生物、海洋化工等領域中的技術難題帶入新的生機和活力，同時為解決人類面臨的環境、資源、能源等問題提供了有效手段。