一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统，属于粘胶废液处理技术领域。包括多级处理装置和用以提供导电溶液的极水罐；硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐分别与同一膜堆经不同进出口形成独立循环的通道且构成一级处理装置；硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐再分别通过各自的管道与下一级的硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐分别进行连接，且下一级的硫酸钠循环罐的进口与上一级硫酸钠循环罐的出口连接，且下一级的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐的出口分别与上一级的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐的进口连接。

【技术实现步骤摘要】
一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统
本专利技术涉及粘胶废液处理
，尤其涉及一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统。
技术介绍
在化纤行业中的粘胶纤维成型过程中粘胶与酸性凝固浴作用，使碱被中和，纤维素磺酸钠被分解而再生成水化纤维素，此过程中粘胶中的纤维素磺酸酯、游离NaOH以及因副反应生成的Na2CS3、多硫化合物等副反应产物均会与凝固浴中的硫酸反应生成硫酸钠。粘胶纤维生产中包括消耗硫酸的酸浴工序，还包括消耗氢氧化钠的浆粕浸渍工序、碱纤维素磺酸酯溶解工序、废气吸收工序、精练压洗工序和酸水中和处理工序。凝固浴中硫酸钠的主要作用是促使粘胶液流凝固和抑制硫酸解离，使纤维素磺酸酯的再生速度延缓，提高凝固浴中硫酸钠的浓度，纺丝操作较容易，丝束不易断头，并能降低硫酸的离解度，使丝束在离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度，但凝固浴中的硫酸钠也不宜过高，否则会使纤维凝固过速，不能形成微细结构，而生成粗大的结晶粒子，纤维的内外层也不均一。在纺丝过程中，凝固浴中的硫酸钠含量不断增加使得其无法满足工艺的要求，如果只通过添加凝固浴中被消耗的原料以补充其浓度再循环利用就会使得凝固浴的总量增加而无法储存，只能定时定量的将凝固浴排放，其中的酸、盐、金属离子等将引起严重的环境污染、给污水处理带来巨大的压力并且造成资源的巨大浪费。而将酸浴中多余的硫酸钠进行高温结晶，分离出硫酸钠晶体，使酸浴中的硫酸钠的含量符合工艺要求，不需每天排掉酸来平衡酸浴，通过加料后直接供纺丝车间继续使用，可减少排酸，产出元明粉，降低环保压力，但是由于凝固浴中硫酸钠高温结晶生产出来的元明粉含杂质多、本身附加值低使得其并不能产生经济效益，大量的固体盐无法处理，仍然给环保带来了一定的压力。双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层(P型膜)复合而成，是真正意义上的反应膜。在直流电场作用下，双极膜可将水离解，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子。利用这一特点，将双极膜与其他阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱，这种技术称为双极膜电渗析技术。与传统工艺相比，双极膜电渗析技术具有高效节能、环境友好、操作便捷等突出技术优势。近年来，双极膜电渗析技术技术在研究及应用两方面均获得了快速发展，膜制备技术和操作参数优化不断取得新的进步，应用范围从化工领域的脱盐和酸碱制备、生物领域的蛋白和氨基酸提纯拓展到环保领域中工业废水的纯化、浓缩、高纯水制备等领域，在传统化工分离工艺的更新改造、发展清洁生产和循环经济过程中扮演着日益重要的角色。有关双极膜的研究报道自20世纪50年代中期就出现了，其发展过程可划分为三个阶段：第一阶段20世纪50年代中期至80年代初期，这是双极膜发展十分缓慢的时期，双极膜仅是由两片阴阳离子交换膜直接压制，性能很差，水分解电压比理论压降高几十倍，应用研究还处在以水解离为基础的实验室阶段；第二阶段从20世纪80年代初至90年代初，由于双极膜制备技术的改进，成功地研制了单片型双极膜，其性能大大提高，已经在制酸碱和脱硫技术中得到了成功应用，这一阶段出现了商品双极膜。从20世纪90年代初至今，是双极膜迅速发展的时期，随着对双极膜工作过程机理的深入研究，从膜结构、膜材料和制备过程上进行了重大改进，使双极膜的性能有了较大提高，其中主要是对阴膜和阳膜接触界面的改进，从最初简单的“压层型”或“涂层型”结构到20世纪80年代初开始出现的“单片型”结构，随后又出现带有中间“催化层”的复杂结构，大大降低了膜电压。目前，双极膜电渗析技术在优化传统工业过程和新的工业过程中发挥了独到的作用。它的出现改变了传统工业分离和制备过程，为解决环境、化工、生物、海洋化工等领域中的技术难题带入新的生机和活力，同时为解决人类面临的环境、资源、能源等问题提供了有效手段。国家知识产权局于2011.3.10公开了一件公开号为CN102167293A，名称为“一种使用双极性膜电渗析装置生产硫酸和氢氧化钠的方法”的专利技术专利，公开了一种使用双极性膜电渗析装置生产硫酸和氢氧化钠的方法，该方法是将硫酸钠溶液注入到阴离子选择膜和阳离子选择膜形成的隔室中，将水注入到双极膜与阴离子选择膜、阳离子选择膜形成的隔室中，在直流电场力作用下，在阳离子选择膜与双极膜面向阳极的阴离子选择面形成的隔室和/或阳离子选择膜与阴极形成的隔室中得到氢氧化钠，在阴离子选择膜与双极膜面向阴极的阳离子选择面形成的隔室和/或阴离子选择膜与阳极形成的隔室中得到硫酸。本专利技术采用的方法能够重新利用硫酸钠废液，生产出可以二次利用的硫酸和氢氧化钠，使其变废为宝，具有显著的经济效益和环境效益。上述专利虽然可以做到处理废液,使得酸碱再生，对环境起到了一定的保护效果，但是依然存在酸碱回收率不高，能耗大，无法在线回收且循环利用，且由于没有在进入膜装置之前的预处理步骤，会导致膜装置内的流道堵塞、膜电阻增加、再生酸碱能力降低，并且设备使用寿命短。国家知识产权局于2014年02月26日公开了一件公开号为CN203451221U，名称为一种粘胶纤维硫酸钠废液采用双极膜电渗析法回收酸碱的系统的技术专利，公开了一种粘胶纤维硫酸钠废液采用双极膜电渗析法回收酸碱的系统，包括双极膜电渗析膜组器，硫酸回收管道和碱回收管道，还包括预处理装置和蒸发浓缩装置，所述预处理装置的出液端与双极膜电渗析膜组器的进液端连通，所述双极膜电渗析膜组器的出硫酸端与蒸发浓缩装置的进硫酸端连通，出碱端与蒸发浓缩装置的进碱端连通，所述蒸发浓缩装置的出硫酸端与出碱端分别与硫酸回收管道与碱回收管道连通。存在以下问题：1、上述回收酸碱的系统无法扩大到工业化生产，仅仅限于实验阶段。2、上述回收酸碱的系统有排放，不利于环保生产。3、上述回收酸碱的系统产碱和产酸含盐量高，返回至生产过程后对粘胶质量影响大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统及方法，能够适用于工业化大生产，生产出含盐量较低的碱，同时可以实现粘胶废液闭环处理，实现零排放。一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统，包括多级处理装置和用以提供导电溶液的极水罐；每一级处理装置包括硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐和膜堆，其特征在于：所述硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐分别与同一膜堆经不同进出口形成独立循环的通道且构成一级处理装置；所述硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐再分别通过各自的管道与下一级的硫酸钠循环罐、硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐分别进行连接，且下一级的硫酸钠循环罐的进口与上一级硫酸钠循环罐的出口连接，且下一级的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐的出口分别与上一级的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐的进口连接；第一级处理装置中的硫酸循环罐、氢氧化钠循环罐又分别与硫酸成品箱和氢氧化钠成品箱连通；所述的处理装置至少两级以上。末端的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐连接除盐水箱，向末端的硫酸循环罐和氢氧化钠循环罐内进行补水。极水罐依次通过极水输送泵、极水过滤器极水换热器后再分别通入至每一级处理装置的膜堆中。膜堆的电流为300～400A，电压为200V～290V，电压增大说明电阻增大，电阻增大说明浓度降低，浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统，包括多级处理装置和用以提供导电溶液的极水罐（1）；每一级处理装置包括硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）和膜堆（5），其特征在于：所述硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）分别与同一膜堆（5）经不同进出口（16）形成独立循环的通道且构成一级处理装置；所述硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）再分别通过各自的管道与下一级的硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）分别进行连接，且下一级的硫酸钠循环罐（2）的进口（12）与上一级硫酸钠循环罐（2）的出口（16）连接，且下一级的硫酸循环罐(3)和氢氧化钠循环罐（4）的出口（16）分别与上一级的硫酸循环罐(3)和氢氧化钠循环罐（4）的进口（12）连接；第一级处理装置中的硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）又分别与硫酸成品箱（ 31）和氢氧化钠成品箱（32）连通；所述的处理装置至少两级以上；每一级处理装置的膜堆（5）包括间隔设置的膜片单元（ 110）和膜板（120），端部均为模板，两个膜板（120）分别和极板（130）连接；极板（130）上设置有电源接口（140）、极水进口（12）和极水出口（16）；一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源正极，另一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源负极；所述极水罐（1）内装有分别与每一级处理装置的膜堆（5）的极水进口（12）和极水出口（16）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统，包括多级处理装置和用以提供导电溶液的极水罐（1）；每一级处理装置包括硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）和膜堆（5），其特征在于：所述硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）分别与同一膜堆（5）经不同进出口（16）形成独立循环的通道且构成一级处理装置；所述硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）再分别通过各自的管道与下一级的硫酸钠循环罐（2）、硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）分别进行连接，且下一级的硫酸钠循环罐（2）的进口（12）与上一级硫酸钠循环罐（2）的出口（16）连接，且下一级的硫酸循环罐(3)和氢氧化钠循环罐（4）的出口（16）分别与上一级的硫酸循环罐(3)和氢氧化钠循环罐（4）的进口（12）连接；第一级处理装置中的硫酸循环罐(3)、氢氧化钠循环罐（4）又分别与硫酸成品箱（31）和氢氧化钠成品箱（32）连通；所述的处理装置至少两级以上；每一级处理装置的膜堆（5）包括间隔设置的膜片单元（110）和膜板（120），端部均为模板，两个膜板（120）分别和极板（130）连接；极板（130）上设置有电源接口（140）、极水进口（12）和极水出口（16）；一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源正极，另一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源负极；所述极水罐（1）内装有分别与每一级处理装置的膜堆（5）的极水进口（12）和极水出口（16）连接。2.如权利要求1所述的粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统及方法，其特征在于：所述隔板（13）的一端连接有盐水进口（12）、酸水进口（12）和碱水进口（12），在隔板（13）内部形成分别形成盐水进口（12）通道、酸水进口（12）通道和碱水进口（12）通道；隔板（13）的另一端连接有盐水出口（16）、酸水出口（210）和碱水出口（16），在隔板（13）内部形成盐水出口（16）通道、酸水出口通道（211）和碱水出口通道（221）。3.如权利要求1所述的粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统及方法，其特征在于：所述膜片单元（110）包括多对重叠设置的膜片，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜；还包括隔板（13），所述膜片单元（110）按照双极膜、隔板（13）、阴膜、隔板（13）、阳膜、隔板（13）、双极膜、隔板（13）、阴膜、隔板（13）、阳膜、隔板（13）的排列重复设置。4.如权利要求1所述的粘胶纤维硫酸钠废液多级处理系统及方法，其特征在于：所述隔板（13）的厚度为2～3mm；所述隔板（13）包括边框的硅橡胶和中间的衬网；所述隔板（13）、双极膜、阴膜和阳膜的两端均设置有多个开孔（230）；所述隔板（13）上的开孔（230）对应设置有流道（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓传东，贺敏，夏长林，徐绍贤，王云，
申请(专利权)人：宜宾海丝特纤维有限责任公司，宜宾丝丽雅股份有限公司，宜宾丝丽雅集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51