一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺。将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。通过双极膜电驱动技术实现碱液的深度回收，可使碱回收率提升至95%以上，同时具备能耗低、运行稳定的优点。

Process for recovering alkali of bipolar membrane in viscose fiber production

The invention provides a bipolar membrane alkali recovery process in viscose fiber production. To remove the waste liquid after the large particle impurities by nanofiltration membrane filtration, two channel filtrate and desalted water respectively transported to the two compartment bipolar membrane electrodialysis device, for recycling, desalted water channel in the lye, waste lye channel precipitated hemicellulose, solid-liquid separation, recovery of hemicellulose. Through the bipolar membrane electric drive technology to realize the deep recovery of lye, the alkali recovery rate can be increased to more than 95%, and meanwhile, the utility model has the advantages of low energy consumption and stable operation.

【技术实现步骤摘要】
一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺
本专利技术涉及一种碱回收工艺，具体涉及一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，属于粘胶纤维生产中的废物回收

技术介绍
在粘胶纤维生产过程中，需要用碱溶液通过浸渍方法将原料中的半纤维素溶解出来，否则会对生产工艺和成品质量产生极其不利的影响。因此，在生产粘胶纤维时，需要在工艺环节中设置压榨碱液净化设备，从浸渍碱液系统中分离出来一定量的半纤维素。而浸渍过程中会产生含半纤维素的高浓度废碱，为降低生产成本，减少碱耗，目前各化纤企业主要采用透析工艺来分离半纤进行碱液回收。但透析工艺回收碱液效率低下，用水量大，并占用较大的建筑面积，已逐步淘汰。近年来迅速发展起来的膜过滤碱回收技术有望取代透析工艺进行碱液回收，提高产品质量和废液利用率。如201210486339.8，名称为“一种粘胶纤维生产中废弃碱液的二次处理方法”的专利技术专利，该专利将经过常规预处理的，氢氧化钠浓度为70~90g/L，半纤维含量60~70g/L的废弃碱液和除盐水分别输送至扩散渗析膜堆，进行扩散渗析，所述的预处理废碱液和除盐水的流量比为1~2:1，扩散渗析后将低半纤维素浓度的碱液与高半纤浓度的碱液分离，所述的低半纤维素浓度的碱液回用于生产。201310311779.4，名称为“一种粘胶纤维生产中的电渗析碱回收工艺”的专利技术专利，将经预处理后的废碱液和除盐水按1~2∶1的流量比通过泵进入膜组件输送至电渗析膜组器，进行电渗析回收碱液，所述经预处理后的废碱液氢氧化钠浓度为50~200g/L，半纤维含量为20~150g/L。以上专利均存在废碱回收不完全，不能实现碱的深度回收和半纤析出影响膜的通透性等缺点。文献“草浆造纸黑液无污染排放治理新方案——双极膜电渗析法回收碱”（《环境工程》，2010年6月第28卷第3期），公开了采用双极膜电渗析法回收草浆造纸黑液中的碱。先用硫酸中和酸析黑液中的木质素，或用纳滤方案回收木质素，然后采用双极膜电渗析法回收已去除木质素的黑液中的酸和碱。文献中先通过硫酸中和酸析黑液中木质素，或用纳滤方案之后回收木质素，存在需要用先用硫酸中和碱液、电耗成本高缺点。
技术实现思路
本专利技术针对粘胶纤维生产中废碱回收的问题，提出了一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺。通过双极膜电驱动技术实现碱液的深度回收，可使碱回收率提升至95%以上，同时具备能耗低、运行稳定的优点。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。本专利技术所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组合。本专利技术的处理对象为含有半纤维素的废碱液，主要目的是实现废碱液中钠离子回收，形成纯度较高的氢氧化钠溶液，而废碱液中的半纤维素则继续留在原通道内，故而采用双极膜和阳离子交换膜的膜组合。在外加电场作用下，双极膜中间水化层离解出H+和OH-。双极膜离解出的OH-和透过阳离子交换膜的Na+进行结合，形成NaOH进入脱盐水通道；双极膜离解出的H+和废碱液通道的半纤维素根结合，同时由于通道内的碱含量降低析出半纤维素，将生成的半纤维素进行分离，作为副产品。优选地，所述双极膜和阳离子交换膜之间的距离是0.4-1.5mm，便于物质的流通以及降低物质迁移电耗。本专利技术进入双极膜装置的料液中SS（固体悬浮物）含量小于10mg/L，NaOH浓度为5-200g/l，半纤浓度为0-60g/L。SS含量若大于10mg/L，则容易形成通道的堵塞；NaOH浓度小于5g/L，则设备运行整体效率低，经济成本不划算，浓度大于200g/l，则设备回收效果不理想，会导致残留液中废碱液含量偏高；半纤维素含量若大于60g/l，会影响膜通道内流速和膜的通透性能，会导致通道内流速降低和膜孔堵塞。本专利技术所述废碱液和除盐水的流量比是（1-5）：1，此为最佳流量比，让更多的钠离子进入到吸收液通道，提高回收效率。本专利技术所述纳滤的碱液流量为100-500L/h，保证设备的有效运行。本专利技术所述的双极膜电渗析外加直流电压，电压值为50-150V，电流值为100-500A，电极间距离为15-20cm，在此范围内可得到最佳的回收率。在双极膜电渗析运行2-4个小时后，通过脱盐水冲洗的方式对通道进行冲洗，避免析出的半纤影响膜的通透性。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术回收碱液中的碱浓为40-60g/L，半纤浓度小于2g/L，基本无色，有效实现了碱液与半纤的分离。2、本专利技术双极膜装置的废碱液通道内残留碱的浓度小于5g/L，碱的总回收率大于95%，实现碱的深度回收，同时使半纤基本析出。3、本专利技术工艺对双极膜电渗析外加直流电压，电压值为50-150V，电流值为100-500A，电极间距离为15-20cm，在此范围内可得到最佳的回收率，同时，电耗是1500-2000度电/吨碱，能耗小，适用于大规模生产。4、本专利技术采用直接将纳滤之后的含有高半纤维素含量的废碱液，不需要加入硫酸的方式中和废碱液中的半纤维素，可以通过双极膜电渗析方式，即双极膜和阳膜的组合方式，废碱液通道内的碱含量逐渐降低，半纤维素便随着碱含量的逐渐降低而析出，不需要加酸进行中和，就可以直接析出半纤，直接实现碱的回收利用和半纤维素的析出，降低了生产运行成本，实现碱液的深度回收。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的实质性内容作进一步详细的描述。实施例1一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。实施例2一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组合。实施例3一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组合。所述双极膜和阳离子交换膜之间的距离是0.4mm。实施例4一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液。所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组合。所述双极膜和阳离子交换膜之间的距离是1.5mm。进入双极膜装置的料液中SS含量为9mg/L，NaOH浓度为5g/l。实施例5一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：将除去大颗粒杂质后的废碱液通过纳滤膜过滤，将滤液和脱盐水分别输送至两隔室双极膜装置的两个通道，进行电渗析，回收脱盐水通道内的碱液，废碱液通道析出半纤维素，固液分离，回收半纤维素。2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：所述的双极膜装置为双极膜和阳离子交换膜的膜组合。3.根据权利要求2所述的一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：所述双极膜和阳离子交换膜之间的距离是0.4-1.5mm。4.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产中的双极膜碱回收工艺，其特征在于：进入双极膜装置的料液中SS含量小于10mg/L，N...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，易家祥，陈昌明，刘爱兵，尚薇，伏天兵，尚琪，
申请(专利权)人：宜宾丝丽雅集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51