【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以纸厂黑液制备木糖的工艺，具体涉及一种以纸厂黑液为原料、采用纳滤脱碱后水解半纤维素、制备木糖的工艺，属于木糖生产。
技术介绍
1、在造纸工业中，碱法制浆工艺产生的废水内含有大量的木质素，呈黑褐色，故称作“黑液”。黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质，若直接排放到水体中，会造成严重的污染。其主要危害包括：
2、一、含有大量半纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑，并有特殊的恶臭味；
3、二、含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量高达5000-40000g/l，会大量消耗水体中的溶解氧，影响水质；
4、三、黑液中存在大量的碱性物质，会使水体的ph值急剧升高，破坏水体环境的平衡。
5、纸厂黑液中含约25%的木质素和约20%的半纤维素，以及木糖、钾、氮、磷等物质。目前，主要通过锅炉燃烧的方式处理纸厂黑液，但处理成本高，且会产生二次污染；同时，其中的木质素、半纤维素等未得到有效的回收利用，即未充分利用其经济价值。
6、尽管，现有技术cn105625075a中公开一种水热与磺化联合预处理分离木质纤维素类生物质的方法，其中，木质纤维类生物质来源于农业废弃物（例如玉米秸秆、麦草 秸秆、稻草秸秆、芦苇和甘蔗渣等），林业废弃物（例如木片、锯木屑和树皮等）、竹子、能源植物、工业废弃物（例如制浆造纸厂的纤维渣，酿酒后的麦糟等）、城市废弃物（例如废纸、废纸 箱等）或其组合。其中主要以底物纤维素制备低聚木糖，而涉及的磺化黑液经浓缩改性制备木质素基有机复合肥还田。但
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术的不足，提出了一种以纸厂黑液制备木糖的工艺。在本技术方案中，以纸厂黑液作为原料，通过物理方法（纳滤膜）实现对半纤维素和碱液的有效分离回收；然后，以硫酸作为催化剂，在低酸（＜2%）、低温（＜110℃）条件下快速水解（时间＜3h），保证了半纤维素的高转化率（可将99%以上的半纤维素水解为糖类物质，主要为木糖）以及木糖的低损耗；
2、本专利技术保证整个工艺回收大部分碱，以及，进行半纤维素到木糖的转化，实现了对黑液中碱与半纤维素的有效回收，循环利用，绿色生产，为保护环境做贡献。
3、为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：
4、本技术方案第一目的，在于提供：一种以纸厂黑液制备木糖的工艺，包括如下步骤：
5、1）稀释：以纸厂黑液与工艺水的质量比为1：1-3计，将黑液进行稀释，得到黑液稀释液；
6、其中，纸厂黑液包括30-35g/l的半纤维素、20-24g/l的氢氧化钠和50-60g/l木质素；
7、2）纳滤脱碱：将黑液稀释液通入至纳滤膜装置，在纳滤膜装置的作用下，控制得到折光为0.5-0.6的纳滤碱液及折光为20-24的纳滤浓缩液（包括有半纤维素浓度＞30g/l和氢氧化钠浓度＜3g/l）；其中，纳滤碱液储存于暂存罐后，可回用或浓缩外卖；
8、3）水解：向纳滤浓缩液中加酸，水解，过滤除未水解的木质素，控制得到滤渣及折光为6.8-7.4和电导为32-36ms/cm的水解液（包括木糖浓度＞25g/l、硫酸钠浓度4-5g/l和硫酸浓度为20-21g/l）；
9、4）后处理：将水解液进行电渗析装置除酸、膜分离器除色素和胶体、离子交换器除离子和蒸发浓缩装置浓缩，即进一步精制，即得木糖。
10、优选的，所述纳滤脱碱包括至少两级纳滤脱碱。
11、优选的，所述纳滤脱碱包括一级纳滤脱碱和二级纳滤脱碱，将黑液稀释液进行一级纳滤脱碱，得到一级纳滤碱液及一级纳滤浓缩液；将一级纳滤浓缩液进行二级纳滤脱碱，得到二级纳滤碱液及二级纳滤浓缩液；
12、其中，在纳滤膜装置ⅰ中，黑液稀释液的进料流量为35-40m3/h，一级纳滤碱液出料流量为25-30m3/h，一级纳滤浓缩液的出料流量为10-15m3/h；压力为30-35bar，运行温度为35-40℃。
13、在纳滤膜装置ⅱ中，一级纳滤浓缩液的进料流量为25-30m3/h，工艺水补水流量为15-20m3/h；二级纳滤碱液出料流量为15-20m3/h，二级纳滤浓缩液的出料流量为10-15m3/h；压力为30-35bar，运行温度为35-40℃。
14、以及，一级纳滤浓缩液包括浓度为30-35g/l半纤维素和浓度为6.0-8.0g/l氢氧化钠；一级纳滤碱液包括浓度为0.5-1.0g/l的半纤维素和浓度为6.0-8.0g/l的氢氧化钠。
15、二级纳滤浓缩液包括浓度为30-35g/l的半纤维素和浓度为2-3g/l的氢氧化钠；二级纳滤碱液包括浓度为0.5-1g/l的半纤维素和浓度为2-3g/l的氢氧化钠。
16、本技术方案第二目的，在于提供：一种以纸厂黑液制备木糖的系统，包括黑液稀释罐、纳滤膜装置、水解装置、过滤装置、电渗析装置、膜分离器、离子交换器；
17、黑液稀释罐的工位前侧设有纸厂黑液储存罐，纸厂黑液储存罐的出料口与黑液稀释罐进料口连接，黑液稀释罐连接有工艺水进管；
18、纳滤膜装置设在黑液稀释罐的工位后侧，黑液稀释罐出料口与纳滤膜装置进料口连接；
19、水解装置设在纳滤膜装置的工位后侧，纳滤膜装置上的纳滤浓缩液出口与水解装置进料口连接；
20、过滤装置设在水解装置的工位后侧，水解装置出料口与过滤装置连接；
21、电渗析装置设在过滤装置的工位后侧，过滤装置上滤液出口与电渗析装置连接；
22、膜分离器设在电渗析装置的工位后侧，电渗析装置与膜分离器连接；
23、离子交换器设在膜分离器的工位后侧，膜分离器与离子交换器连接；
24、蒸发浓缩装置设在膜离子交换器的工位后侧，离子交换器与蒸发浓缩装置连接，蒸发浓缩装置连接有木糖储存罐；
25、纸厂黑液储存罐、黑液稀释罐、纳滤膜装置、水解装置、过滤装置、电渗析装置、膜分离器、离子交换器、蒸发浓缩装置及木糖储存罐之间形成纸厂黑液制备木糖的连续通路。
26、进一步，所述工艺水进管连接有工艺水储罐。
27、进一步的，所述纳滤膜装置上的纳滤碱液出口连接有纳滤碱液暂储罐。
28、进一步的，所述纳滤膜装置内的纳滤膜为卷式膜。
29、进一步的，所述纳滤膜装置包括纳滤膜装置ⅰ和纳滤膜装置ⅱ，黑液稀释罐出料口与纳滤膜装置ⅰ进料口连接，纳滤膜装置ⅰ上纳滤浓缩液出口与纳滤膜装置ⅱ进料口连接，纳滤膜装置ⅱ连接有工艺水进管，纳滤膜装置ⅱ上纳滤浓缩液出口与水解装置连接。
30、进一步的，所述纳滤膜装置ⅰ上纳滤碱液出口本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，在所述纳滤脱碱中，控制压力为30-35bar和运行温度为35-40℃。
3.根据权利要求2所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，所述纳滤脱碱包括至少两级纳滤脱碱。
4.根据权利要求3所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，所述纳滤脱碱包括一级纳滤脱碱和二级纳滤脱碱，将所述黑液稀释液在纳滤膜装置Ⅰ（21）中进行一级纳滤脱碱，控制压力为30-35bar和运行温度为35-40℃，得到一级纳滤碱液及一级纳滤浓缩液；其中，一级纳滤浓缩液包括浓度为30-35g/L半纤维素和浓度为6.0-8.0g/L氢氧化钠；一级纳滤碱液包括浓度为0.5-1.0g/L的半纤维素和浓度为6.0-8.0g/L的氢氧化钠；
5.根据权利要求6所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，在一级纳滤脱碱工序中，黑液稀释液的进料流量为35-40m3/h，一级纳滤碱液出料流量为25-30m3/h，一级纳滤浓缩液的出料流量为10-15m3/h；<...
【技术特征摘要】
1.一种以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，在所述纳滤脱碱中，控制压力为30-35bar和运行温度为35-40℃。
3.根据权利要求2所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，所述纳滤脱碱包括至少两级纳滤脱碱。
4.根据权利要求3所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，所述纳滤脱碱包括一级纳滤脱碱和二级纳滤脱碱，将所述黑液稀释液在纳滤膜装置ⅰ（21）中进行一级纳滤脱碱，控制压力为30-35bar和运行温度为35-40℃，得到一级纳滤碱液及一级纳滤浓缩液；其中，一级纳滤浓缩液包括浓度为30-35g/l半纤维素和浓度为6.0-8.0g/l氢氧化钠；一级纳滤碱液包括浓度为0.5-1.0g/l的半纤维素和浓度为6.0-8.0g/l的氢氧化钠；
5.根据权利要求6所述的以纸厂黑液制备木糖的工艺，其特征在于，在一级纳滤脱碱工序中，黑液稀释液的进料流量为35-40m3/h，一级纳滤碱液出料流量为25-30m3/h，一级纳滤浓缩液的出料流量为10-15m3/h；
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴限智，黄钱威，刘涛，王克昌，程成，
申请(专利权)人：四川雅华生物有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。