一种碱液多级回收工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碱液多级回收工艺，属于粘胶纤维生产、造纸等技术领域。包括一级稀释、一级过滤、二级稀释、一级升温、二级过滤、二级升温、三级过滤、三级稀释和四级过滤步骤，并结合工艺特性而选用差别化设备，即在不同工艺阶段选用不同纳滤系统，更好适应碱液的回收；以及采用多级稀释及升温等处理，降低进液粘度，增大净液通量，减少膜层差压，从而保证碱液的可控、稳定、高效的回收。

【技术实现步骤摘要】
一种碱液多级回收工艺
本专利技术涉及一种碱液回收工艺，尤其涉及一种碱液多级回收工艺，属于粘胶纤维生产、造纸等

技术介绍
在粘胶纤维生产及造纸行业中，需要对原料浆粕进行浸渍处理，而处理方法一般为：通过采用碱液把浆粕中的半纤维、树脂、灰分等溶解，形成浆粥，然后通过压榨的方式去除浆粥中的半纤维、树脂、灰分等，并将压榨后的含有半纤维、树脂、灰分等碱液重复用于浸渍中。然而，碱液多次重复使用后，碱液中半纤维、树脂、灰分等含量会逐渐升高，当半纤维、树脂、灰分等到达一定的浓度（即“黑液”）后，碱液就不能再重复使用，而形成废碱液。如今，在环保及能源节约等多重要求下，大多企业对废碱液进行回收利用，将废碱液粗过滤后，再纳滤，以回收氢氧化钠。其中，纳滤阶段工艺如下：粗过滤液（含大量的半纤维素和氢氧化钠）通过浓缩管被输送至物料泵，随后再经过高压泵进入纳滤膜过滤，过滤后，得纳滤液（含少量的半纤维素，以及大量的氢氧化钠）循环使用，即重新利用到浆粕浸渍中调配浸渍碱液，循环回收及利用。在回收工艺的滤渣中，氢氧化钠浓度不断减少，半纤浓度不断上升，且在半纤维素浓度上升的过程中，废碱液粘度也不断上升，因此粗过滤液在纳滤膜中的渗透压不断下降，膜层表面的浓差极化也不断增大，导致过滤效率下降，当效率下降到一定极限时，整个碱回收系统会出现如下问题：一、废碱液粘度上升，纳滤膜的进出口压差大，造成膜芯的损坏严重（膜系统的进出膜压差超过3bar，则会造成膜芯损坏）；二、废碱液中半纤维素含量高，造成膜层的浓差极化严重，使得膜层污染严重，从而降低膜的过滤效率。废碱液粘度上升，膜层渗透压下降，滤液通量也不断下降，使得过滤效率低，而不能满足工业生产需求。由于上述技术问题，目前对废碱液的平均回收率水平低于60%，部分短纤厂甚至将废碱液的浓缩液直接用于黄化，以牺牲产品质量来减少废碱液的浓缩液的排放。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术问题，而提出了一种碱液多级回收工艺。本专利技术根据工艺特性而选用差别化设备，即在不同工艺阶段选用不同纳滤系统，更好适应碱液的回收；以及采用多级稀释及升温等处理，降低进液粘度，增大净液通量，减少膜层差压，从而保证碱液的可控、稳定、高效的回收。为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种碱液多级回收工艺，包括如下步骤：一级稀释：将含浓度为170～180g/L氢氧化钠、浓度为50～55g/L半纤维素的粘胶废液稀释成氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的一级稀释液。综合生产工艺与效率相匹配的原则，将粘胶废液稀释后，氢氧化钠浓度为85～90g/L，半纤维素浓度为30～35g/L，若对应一级稀释液浓度过高，则使得一级过滤在较短时间内达到工艺压差，进而碱液回收量小，效率低；根据粘胶生产工艺中浸渍工序对碱液浓度的要求，若对应一级稀释液浓度过低，则无法直接使用于浸渍调配中，而不能实现最大利用率，所以将氢氧化钠浓度限定为85～90g/L，半纤维素浓度限定为30～35g/L；此处，稀释以碱液浓度为标准；一级过滤：将一级稀释液以流速为35～40m3/h通入至纳滤系统Ⅰ中，设置纳滤系统Ⅰ内温度为47～49℃、压力为17～18MPa，控制膜压差≤2.5bar，得氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为60～70g/L的一级浓缩液以及氢氧化钠浓度为85～90g/L的一级滤液，可将一级滤液直接回用于粘胶纤维生产的浸渍或黄化工序。一级稀释液以流速为35～40m3/h通入至纳滤系统Ⅰ中，流速越大更有利于冲刷膜层表面的污染物，但由于流速越大，膜压差也就越大，对膜损坏也越严重，为了适应设备，本流速的设置，可以满足对膜层表面的冲刷、清洗，也可以提高设备的利用率和使用寿命；一级过滤过程中，起始碱液浓度较高时，半纤维素溶解度也较高，而本温度的设置（与二、三及四级过滤比较，低一些），在满足工艺需求的同时，有效节约工业成本，比如：在生产上节约蒸汽，降低挥发，减少热能的损失和水分的流失；压力及控制膜压差的限定，保护设备中模芯，延长模芯的使用寿命，提高回收工艺效率；二级稀释：将一级浓缩液稀释成氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的二级稀释液。将一级浓缩液稀释至原浓度的约二分之一，即稀释后半纤维素浓度与一级浓缩液中半纤维素浓度相近，保证膜压差不超过2.5bar；此处，稀释以半纤维素浓度为标准；一级升温：将二级稀释液升温至49～51℃。由于二级过滤所使用设备即纳滤系统Ⅰ中的的纳滤膜，在强碱性条件下可承受的最高温度为60℃，在过滤过程中温度越高，流体粘度越低，过滤效率越高，但温度过高会导致纳滤膜使用寿命下降，因此，限定温度为49～51℃；二级过滤：将升温后的二级稀释液以流速为35～40m3/h通入至另一个纳滤系统Ⅰ中，设置该纳滤系统Ⅰ内温度为49～51℃、压力为1.8～1.9MPa，控制膜压差≤2.5bar，得氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为60～70g/L的二级浓缩液以及氢氧化钠浓度为40～45g/L的二级滤液，可将二级滤液直接回用于粘胶纤维生产的浸渍或黄化工序。同样，该流速的设置，流速越大有利于冲刷膜层表面的污染物，但由于流速越大，膜压差也就越大，对膜损坏也越严重，为了适应设备，本流速的设置，可以满足对膜层表面的冲刷、清洗，也可以提高设备的利用率和使用寿命；与一级过滤相比，二级过滤时的温度较高，是由于碱液浓度减小，半纤维素的溶解度也相对下降，将温度设置较高一些，避免半纤维素析出；压力及控制膜压差的限定，保护设备中模芯，延长模芯的使用寿命，提高回收工艺效率；二级升温：将二级浓缩液升温至55～60℃。由于后序中的三级过滤所使用设备即纳滤系统Ⅱ中的的纳滤膜，在强碱性条件下可承受的最高温度为60℃，同时，在二级过滤完成到三级过滤中，半纤维素浓度会提高一倍以上，料液粘度比一级过滤和二级过滤均大，温度越高，流体粘度越低，过滤效率越高，因此设置本温度为55～60℃；保证纳滤膜使用寿命的前提下，提高过滤效率；三级过滤：将升温后的二级浓缩液以流速为60～70m3/h通入至纳滤系统Ⅱ中，设置纳滤系统Ⅱ内温度为55～60℃、压力为1.85～2.0MPa，控制膜压差≤3bar，得氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为100～120g/L的三级浓缩液以及氢氧化钠浓度为40～45g/L的三级滤液，可将三级滤液直接回用于粘胶纤维生产的浸渍或黄化工序。由于升温后的二级滤液与一级稀释液和二级稀释液相比，流体粘度均较大，为了冲刷膜层表面的污染物，满足对膜层表面的冲刷、清洗，将流速设置为60～70m3/h，提高设备利用率和工艺效率；同时，由于升温后的二级滤液粘度较大，需要较大的压力使碱液透过膜层，因此限定压力为1.85～2.0MPa及膜压差≤3bar；而温度为55～60℃的设置，降低流体的粘度，提升过滤效率；三级稀释：将三级浓缩液稀释成氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的三级稀释液。此处，对氢氧化钠及半纤维素的稀释，主要是为四级浓缩液的后序利用做预处理，比如：将氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为85～95g/L的四级浓缩液进行半纤维素回收利用，即以半纤维素制备木糖，在该制备木糖工艺中，首先得通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱液多级回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：一级稀释：将粘胶废液稀释为氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的一级稀释液；一级过滤：将一级稀释液通入至纳滤系统Ⅰ中，设置纳滤系统Ⅰ内温度为47～49℃、压力为17～18MPa，控制膜压差≤2.5bar，纳滤后，得一级浓缩液和一级滤液；一级浓缩液中氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为60～70g/L，一级滤液中氢氧化钠浓度为85～90g/L；二级稀释：将一级浓缩液稀释为氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的二级稀释液；一级升温：将二级稀释液升温至49～51℃；二级过滤：将升温后的二级稀释液通入至另一个纳滤系统Ⅰ中，设置该纳滤系统Ⅰ内温度为49～51℃、压力为1.8～1.9MPa，控制膜压差≤2.5bar，纳滤后，得二级浓缩液和二级滤液；二级浓缩液中氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为60～70g/L，二级滤液中氢氧化钠浓度为40～45g/L；二级升温：将二级浓缩液升温至55～60℃；三级过滤：将升温后的二级浓缩液通入至纳滤系统Ⅱ中，设置纳滤系统Ⅱ内温度为55～60℃、压力为1.85～2.0MPa，控制膜压差≤3bar，纳滤后，得三级浓缩液和三级滤液；三级浓缩液中氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为100～120g/L，三级滤液中氢氧化钠浓度为40～45g/L；三级稀释：将三级浓缩液稀释为氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的三级稀释液；四级过滤：将三级稀释液通入至另一个纳滤系统Ⅱ中，设置该纳滤系统Ⅱ内温度为50～55℃、压力为1.5～1.6MPa，控制膜压差≤3bar，纳滤后，得四级浓缩液和四级滤液；四级浓缩液中氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为85～95g/L，四级滤液中氢氧化钠浓度为10～12g/L。...

【技术特征摘要】
1.一种碱液多级回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：一级稀释：将粘胶废液稀释为氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的一级稀释液；一级过滤：将一级稀释液通入至纳滤系统Ⅰ中，设置纳滤系统Ⅰ内温度为47～49℃、压力为17～18MPa，控制膜压差≤2.5bar，纳滤后，得一级浓缩液和一级滤液；一级浓缩液中氢氧化钠浓度为85～90g/L、半纤维素浓度为60～70g/L，一级滤液中氢氧化钠浓度为85～90g/L；二级稀释：将一级浓缩液稀释为氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的二级稀释液；一级升温：将二级稀释液升温至49～51℃；二级过滤：将升温后的二级稀释液通入至另一个纳滤系统Ⅰ中，设置该纳滤系统Ⅰ内温度为49～51℃、压力为1.8～1.9MPa，控制膜压差≤2.5bar，纳滤后，得二级浓缩液和二级滤液；二级浓缩液中氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为60～70g/L，二级滤液中氢氧化钠浓度为40～45g/L；二级升温：将二级浓缩液升温至55～60℃；三级过滤：将升温后的二级浓缩液通入至纳滤系统Ⅱ中，设置纳滤系统Ⅱ内温度为55～60℃、压力为1.85～2.0MPa，控制膜压差≤3bar，纳滤后，得三级浓缩液和三级滤液；三级浓缩液中氢氧化钠浓度为40～45g/L、半纤维素浓度为100～120g/L，三级滤液中氢氧化钠浓度为40～45g/L；三级稀释：将三级浓缩液稀释为氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为30～35g/L的三级稀释液；四级过滤：将三级稀释液通入至另一个纳滤系统Ⅱ中，设置该纳滤系统Ⅱ内温度为50～55℃、压力为1.5～1.6MPa，控制膜压差≤3bar，纳滤后，得四级浓缩液和四级滤液；四级浓缩液中氢氧化钠浓度为10～12g/L、半纤维素浓度为85～...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小东，廖廷高，刘潘，官磊，
申请(专利权)人：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