宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，包括對(duì)黑液中的纖維進(jìn)行分離回收以及向分離回收纖維后的黑液中加入磺化改性劑進(jìn)行磺化改性反應(yīng)，磺化改性反應(yīng)結(jié)束后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行噴霧干燥獲得木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品。上述方法其可以有效快速的對(duì)宣紙黑液進(jìn)行處理，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，且處置后的回收物可以作為生產(chǎn)減水劑的原料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
【專利說明】宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及宣紙生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]宣紙質(zhì)地純白細(xì)密，綿韌而堅(jiān)，光而不滑，百折不損，不蠹不腐，宜書宜畫，享有“千年壽紙”、“紙中之王”之美譽(yù)。宣紙?jiān)谏a(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一種黑液，所謂黑液是指宣紙?jiān)显谡糁筮^程產(chǎn)生的廢液。該黑液如果處理不當(dāng)，不僅影響宣紙的生產(chǎn)，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此如何有效的處理宣紙黑液，成為宣紙生產(chǎn)企業(yè)急需解決的一道難題。傳統(tǒng)宣紙黑液處理大多采用酸析法，亦即采用酸液中和黑液，使得氫離子取代堿木質(zhì)素中的鈉離子發(fā)生親電取代反應(yīng)，這樣堿木質(zhì)素膠體被破壞，生成難溶或不溶于水的木質(zhì)素，然后將木質(zhì)素從黑液中分離出來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)黑液的處理。但是該方法要求調(diào)節(jié)黑液的PHS 3，酸液消耗量大，處理成本高，而且反應(yīng)生成的木質(zhì)素?zé)o法完全析出，析出率僅能達(dá)到90%左右，會(huì)造成二次污染，不利于宣紙的環(huán)保、節(jié)能生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其可以有效快速的對(duì)宣紙黑液進(jìn)行處理，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，且處置后的回收物可以作為生產(chǎn)減水劑的原料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，把發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其操作包括:
[0006]S1、對(duì)黑液中的纖維進(jìn)行分離回收；
[0007]S2、向分離回收纖維后的黑液中加入磺化改性劑進(jìn)行磺化改性反應(yīng)，磺化改性反應(yīng)結(jié)束后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行噴霧干燥獲得木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品。
[0008]通過對(duì)黑液進(jìn)行改性，然后通過噴霧干燥技術(shù)，處理后所得產(chǎn)物僅為纖維、水和木質(zhì)素磺酸鹽，在整個(gè)處理過程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染。同時(shí)不需要大量的酸劑進(jìn)行處理，降低處理成本，另外，木質(zhì)素磺酸鹽可以用于生產(chǎn)減水劑，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，提高宣紙生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0009]磺化改性，即在木質(zhì)素大分子中引入親液基團(tuán)-磺酸基，制成木質(zhì)素磺酸鹽。磺化改性包括:高溫磺化，磺甲基化和氧化磺化。高溫磺化是將堿木質(zhì)素與Na2SO3在180°C左右反應(yīng)，在木質(zhì)素側(cè)鏈上引進(jìn)橫酸基，提聞廣品的水溶液性。橫甲基化是將喊木素在喊性條件下于170°C與甲醛和Na2SO3反應(yīng)，即一步磺甲基化；或是先羥甲基化，再在堿性條件下于170°C與甲醛和Na2SO3反應(yīng)，即兩步法磺甲基化。通過磺甲基化反應(yīng)使磺酸基主要連接在木質(zhì)素苯核的C5位置上，也有少量連接在側(cè)鏈上，從而增加木質(zhì)素的磺化度。氧化磺化是通過氧化改性提高木質(zhì)素活性，一方面通過脫甲基化作用提高木質(zhì)素苯丙烷單元的反應(yīng)活性；另一方面使高縮合度的木質(zhì)素降解，使木質(zhì)素和反應(yīng)物接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì)增大。通過磺化改性反應(yīng)，提高堿木質(zhì)素的水溶性和分散性。經(jīng)過磺化改性后的木質(zhì)素磺酸鹽可再與聚羧酸高效減水劑進(jìn)行接枝共聚，制得改性木質(zhì)素高效減水劑(水劑)成品。具體操作時(shí)可以根據(jù)物料的體積及濃度計(jì)算出試劑甲醛、亞硫酸鈉等磺化改性劑的使用量。將物料調(diào)至PH為8?9，100°C保溫8h，使反應(yīng)完全。
[0010]具體的操作為:
[0011]纖維分離回收是采用120?150目的篩網(wǎng)對(duì)黑液進(jìn)行過濾。分離回收纖維后黑液先進(jìn)行濃縮處理，濃縮處理后的黑液濃度為60?65%，濃縮處理在三效蒸發(fā)器中進(jìn)行，將下一級(jí)蒸發(fā)器中黑液受熱蒸發(fā)的蒸汽作為上一級(jí)蒸發(fā)器中加熱黑液的熱源，各蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽與黑液的流動(dòng)方向相反。濃縮處理后再加入磺化改性劑進(jìn)行磺化改性反應(yīng)，獲得的木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品中含水率為3?5%?？蓪⒛举|(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品與聚羧酸高效減水劑接枝共聚制成改性木質(zhì)素高效減水劑。
[0012]本發(fā)明還提供了一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的對(duì)黑液進(jìn)行過濾分離回收纖維的過濾裝置，用于磺化改性劑與黑液進(jìn)行磺化改性反應(yīng)的磺化改性反應(yīng)釜，對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行干燥的干燥裝置，過濾裝置與磺化改性反應(yīng)釜之間設(shè)置有對(duì)黑液進(jìn)行濃縮的濃縮裝置。
[0013]具體的方案為:
[0014]濃縮裝置為三效蒸發(fā)器，各蒸發(fā)器內(nèi)分別設(shè)置有供冷、熱流體流動(dòng)進(jìn)行熱交換的熱流體通道和冷流體通道且冷、熱流體通道內(nèi)的流體流向相反，三效蒸發(fā)器中下一級(jí)蒸發(fā)器上用于排出黑液蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽的排出口與上一級(jí)蒸發(fā)器的熱流體通道入口相連通連接，干燥裝置為噴霧干燥機(jī)，噴霧干燥機(jī)包括料斗狀的干燥室，干燥室的頂部設(shè)置有對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行霧化的霧化器，干燥室的底部設(shè)置有空氣分配器，空氣分配器出口處的熱氣流在干燥室內(nèi)呈螺旋狀上升，過濾裝置上篩網(wǎng)的目數(shù)為120?150目。該裝置還包括用于木質(zhì)素磺酸鹽與聚羧酸高效減水劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)的接枝共聚反應(yīng)釜。
[0015]上述技術(shù)方案中提供的宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法中，不僅使黑液零排放，根除其對(duì)環(huán)境的污染，而且將黑液轉(zhuǎn)化成市場暢銷的化工產(chǎn)品，變廢為寶，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，使得宣紙生產(chǎn)廢水后端處理簡單易行，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為宣紙生產(chǎn)黑液處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實(shí)施方式，并不對(duì)本發(fā)明具體請求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0018]如圖1所示的宣紙生產(chǎn)黑液的處理系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的對(duì)黑液進(jìn)行過濾分離回收纖維的過濾裝置10，用于磺化改性劑與黑液進(jìn)行磺化改性反應(yīng)的磺化改性反應(yīng)釜40，對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行干燥的干燥裝置，過濾裝置10與磺化改性反應(yīng)釜40之間設(shè)置有對(duì)黑液進(jìn)行濃縮的濃縮裝置。濃縮裝置為三效蒸發(fā)器30，各蒸發(fā)器內(nèi)分別設(shè)置有供冷、熱流體流動(dòng)進(jìn)行熱交換的熱流體通道和冷流體通道且冷、熱流體通道內(nèi)的流體流向相反，三效蒸發(fā)器30中前一級(jí)蒸發(fā)器上用于排出黑液濃縮蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽的排出口均與下一級(jí)蒸發(fā)器的熱流體通道入口相連通連接，干燥裝置為噴霧干燥機(jī)50，噴霧干燥機(jī)50包括料斗狀的干燥室，干燥室的頂部設(shè)置有對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行霧化的霧化器，干燥室的底部設(shè)置有空氣分配器，空氣分配器出口處的熱氣流在干燥室內(nèi)呈螺旋狀上升，過濾裝置上篩網(wǎng)的目數(shù)為120?150目。該裝置還包括用于木質(zhì)素磺酸鹽與聚羧酸高效減水劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)的接枝共聚反應(yīng)釜60。
[0019]利用上述系統(tǒng)對(duì)宣紙廢液進(jìn)行處理的具體操作為，具體如下:
[0020]首先，將宣紙黑液集中收集，在過濾裝置上經(jīng)過120目篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，對(duì)黑液中的纖維進(jìn)行回收，使得黑液濃度達(dá)到30?40%，將過濾后的黑液運(yùn)輸至稀黑液儲(chǔ)罐20。稀黑液儲(chǔ)罐20中的稀黑液經(jīng)過三效蒸發(fā)器30進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，使黑液水分進(jìn)一步減少，黑液濃度(黑液濃度是指黑液中所有溶解物的總質(zhì)量濃度)到達(dá)60?65%，成為濃黑液，運(yùn)輸至濃黑液儲(chǔ)存罐中。每個(gè)蒸發(fā)器中，物料與蒸汽通過板面隔開，并且以逆流的方式分別通過板面的兩側(cè)，溫度約50°C，真空度為0.08?0.09Mpa，物料量為5kg，蒸汽量約為5m3/h。蒸發(fā)濃縮時(shí)物料依次經(jīng)過1、2、3號(hào)蒸發(fā)器，而蒸汽依次經(jīng)過3、2、1號(hào)蒸發(fā)濃縮設(shè)備，I號(hào)蒸發(fā)器濃縮產(chǎn)生的蒸汽冷凝成水，進(jìn)行收集，將3號(hào)蒸發(fā)器中蒸發(fā)黑液產(chǎn)生的蒸汽用于對(duì)2號(hào)蒸發(fā)器中的黑液進(jìn)行加熱，2號(hào)蒸發(fā)器中黑液產(chǎn)生的蒸汽用于對(duì)I號(hào)蒸發(fā)器中的黑液進(jìn)行加熱，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
[0021]磺化改性，即在木質(zhì)素大分子中引入親液基團(tuán)-磺酸基，制成木質(zhì)素磺酸鹽?；腔男园?高溫磺化，磺甲基化和氧化磺化。高溫磺化是將堿木質(zhì)素與Na2SO3在180°C左右反應(yīng)，在木質(zhì)素側(cè)鏈上引進(jìn)橫酸基，提聞廣品的水溶液性。橫甲基化是將喊木素在喊性條件下于170°C與甲醛和Na2SO3反應(yīng)，即一步磺甲基化；或是先羥甲基化，再在堿性條件下于170°C與甲醛和Na2SO3反應(yīng)，即兩步法磺甲基化。通過磺甲基化反應(yīng)使磺酸基主要連接在木質(zhì)素苯核的C5位置上，也有少量連接在側(cè)鏈上，從而增加木質(zhì)素的磺化度。氧化磺化是通過氧化改性提高木質(zhì)素活性，一方面通過脫甲基化作用提高木質(zhì)素苯丙烷單元的反應(yīng)活性；另一方面使高縮合度的木質(zhì)素降解，使木質(zhì)素和反應(yīng)物接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì)增大。通過磺化改性反應(yīng)，提高堿木質(zhì)素的水溶性和分散性。經(jīng)過磺化改性后的木質(zhì)素磺酸鹽可再與聚羧酸高效減水劑進(jìn)行接枝共聚，制得改性木質(zhì)素高效減水劑(水劑)成品。具體操作時(shí)可以根據(jù)物料的體積及濃度計(jì)算出試劑甲醛、亞硫酸鈉等磺化改性劑的使用量。將物料調(diào)至PH為8?9，100°C保溫8h，使反應(yīng)完全。如對(duì)于I噸濃度到達(dá)60?65%的濃黑液需加入甲醛(將濃黑液的質(zhì)量記為100% ) 1.8?2.2% ;亞硫酸鈉用量:3.8?4.2%。
[0022]最后將經(jīng)過磺化改性反應(yīng)后的黑液運(yùn)輸至噴霧干燥機(jī)50進(jìn)行噴霧干燥，即把黑液倒入到干燥室的頂部，下端熱風(fēng)(溫度為280?300°C)經(jīng)空氣分配器處理呈螺旋上升至塔頂，借助于離心力將固體物從氣流中分離并捕集于器壁，借助重力作用落入底部進(jìn)行收集，制成含水量僅為3?5%的黑色粉末，即木質(zhì)素磺酸鈉產(chǎn)品，經(jīng)過成品包裝，作為堿水劑供水泥廠商使用。
[0023]通過該種處理黑液的工藝方法，解決了困擾宣紙行業(yè)普遍存在的濃黑液難處理的問題，使宣紙生產(chǎn)廢水后端處理簡單易行，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。不僅使黑液的零排放，根除其對(duì)環(huán)境的污染，而且將黑液轉(zhuǎn)化成市場暢銷的化工產(chǎn)品，變廢為寶，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其操作包括: 51、對(duì)黑液中的纖維進(jìn)行分離回收； 52、向分離回收纖維后的黑液中加入磺化改性劑進(jìn)行磺化改性反應(yīng)，磺化改性反應(yīng)結(jié)束后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行噴霧干燥獲得木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:分離回收纖維后黑液先進(jìn)行濃縮處理，濃縮處理后再加入磺化改性劑進(jìn)行磺化改性反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:纖維分離回收是采用120?150目的篩網(wǎng)對(duì)黑液進(jìn)行過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:濃縮處理后的黑液濃度為60?65%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:濃縮處理在三效蒸發(fā)器中進(jìn)行，將下一級(jí)蒸發(fā)器中黑液受熱蒸發(fā)的蒸汽作為上一級(jí)蒸發(fā)器中加熱黑液的熱源，各蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽與黑液的流動(dòng)方向相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品中含水率為3?5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述宣紙生產(chǎn)黑液的處理方法，其特征在于:將木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品與聚羧酸高效減水劑接枝共聚制成改性木質(zhì)素高效減水劑。
8.—種宣紙生產(chǎn)黑液的處理系統(tǒng)，其特征在于:包括依次設(shè)置的對(duì)黑液進(jìn)行過濾分離回收纖維的過濾裝置，用于磺化改性劑與黑液進(jìn)行磺化改性反應(yīng)的磺化改性反應(yīng)釜，對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行干燥的干燥裝置，過濾裝置與磺化改性反應(yīng)釜之間設(shè)置有對(duì)黑液進(jìn)行濃縮的濃縮裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的宣紙生產(chǎn)黑液的處理系統(tǒng)，其特征在于:濃縮裝置為三效蒸發(fā)器，各蒸發(fā)器內(nèi)分別設(shè)置有供冷、熱流體流動(dòng)進(jìn)行熱交換的熱流體通道和冷流體通道且冷、熱流體通道內(nèi)的流體流向相反，三效蒸發(fā)器中下一級(jí)蒸發(fā)器上用于排出黑液蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽的排出口與上一級(jí)蒸發(fā)器的熱流體通道入口相連通連接，干燥裝置為噴霧干燥機(jī)，噴霧干燥機(jī)包括料斗狀的干燥室，干燥室的頂部設(shè)置有對(duì)磺化改性反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行霧化的霧化器，干燥室的底部設(shè)置有空氣分配器，空氣分配器出口處的熱氣流在干燥室內(nèi)呈螺旋狀上升，過濾裝置上篩網(wǎng)的目數(shù)為120?150目。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的宣紙生產(chǎn)黑液的處理系統(tǒng)，其特征在于:該裝置還包括用于木質(zhì)素磺酸鹽與聚羧酸高效減水劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)的接枝共聚反應(yīng)釜。
【文檔編號(hào)】D21C11/00GK104195860SQ201410404524
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】羅鳴, 曹明福, 王波, 童海行 申請人:中國宣紙股份有限公司