一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝制造技術

本發明專利技術提出了一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝。將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。通過雙極膜電驅動技術實現堿液的深度回收，可使堿回收率提升至95%以上，同時具備能耗低、運行穩定的優點。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝
本專利技術涉及一種堿回收工藝，具體涉及一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，屬于粘膠纖維生產中的廢物回收

技術介紹
在粘膠纖維生產過程中，需要用堿溶液通過浸漬方法將原料中的半纖維素溶解出來，否則會對生產工藝和成品質量產生極其不利的影響。因此，在生產粘膠纖維時，需要在工藝環節中設置壓榨堿液凈化設備，從浸漬堿液系統中分離出來一定量的半纖維素。而浸漬過程中會產生含半纖維素的高濃度廢堿，為降低生產成本，減少堿耗，目前各化纖企業主要采用透析工藝來分離半纖進行堿液回收。但透析工藝回收堿液效率低下，用水量大，并占用較大的建筑面積，已逐步淘汰。近年來迅速發展起來的膜過濾堿回收技術有望取代透析工藝進行堿液回收，提高產品質量和廢液利用率。如201210486339.8，名稱為“一種粘膠纖維生產中廢棄堿液的二次處理方法”的專利技術專利，該專利將經過常規預處理的，氫氧化鈉濃度為70~90g/L，半纖維含量60~70g/L的廢棄堿液和除鹽水分別輸送至擴散滲析膜堆，進行擴散滲析，所述的預處理廢堿液和除鹽水的流量比為1~2:1，擴散滲析后將低半纖維素濃度的堿液與高半纖濃度的堿液分離，所述的低半纖維素濃度的堿液回用于生產。201310311779.4，名稱為“一種粘膠纖維生產中的電滲析堿回收工藝”的專利技術專利，將經預處理后的廢堿液和除鹽水按1~2∶1的流量比通過泵進入膜組件輸送至電滲析膜組器，進行電滲析回收堿液，所述經預處理后的廢堿液氫氧化鈉濃度為50~200g/L，半纖維含量為20~150g/L。以上專利均存在廢堿回收不完全，不能實現堿的深度回收和半纖析出影響膜的通透性等缺點。文獻“草漿造紙黑液無污染排放治理新方案——雙極膜電滲析法回收堿”（《環境工程》，2010年6月第28卷第3期），公開了采用雙極膜電滲析法回收草漿造紙黑液中的堿。先用硫酸中和酸析黑液中的木質素，或用納濾方案回收木質素，然后采用雙極膜電滲析法回收已去除木質素的黑液中的酸和堿。文獻中先通過硫酸中和酸析黑液中木質素，或用納濾方案之后回收木質素，存在需要用先用硫酸中和堿液、電耗成本高缺點。
技術實現思路
本專利技術針對粘膠纖維生產中廢堿回收的問題，提出了一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝。通過雙極膜電驅動技術實現堿液的深度回收，可使堿回收率提升至95%以上，同時具備能耗低、運行穩定的優點。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下的技術方案：一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。本專利技術所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。本專利技術的處理對象為含有半纖維素的廢堿液，主要目的是實現廢堿液中鈉離子回收，形成純度較高的氫氧化鈉溶液，而廢堿液中的半纖維素則繼續留在原通道內，故而采用雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。在外加電場作用下，雙極膜中間水化層離解出H+和OH-。雙極膜離解出的OH-和透過陽離子交換膜的Na+進行結合，形成NaOH進入脫鹽水通道；雙極膜離解出的H+和廢堿液通道的半纖維素根結合，同時由于通道內的堿含量降低析出半纖維素，將生成的半纖維素進行分離，作為副產品。優選地，所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.4-1.5mm，便于物質的流通以及降低物質遷移電耗。本專利技術進入雙極膜裝置的料液中SS（固體懸浮物）含量小于10mg/L，NaOH濃度為5-200g/l，半纖濃度為0-60g/L。SS含量若大于10mg/L，則容易形成通道的堵塞；NaOH濃度小于5g/L，則設備運行整體效率低，經濟成本不劃算，濃度大于200g/l，則設備回收效果不理想，會導致殘留液中廢堿液含量偏高；半纖維素含量若大于60g/l，會影響膜通道內流速和膜的通透性能，會導致通道內流速降低和膜孔堵塞。本專利技術所述廢堿液和除鹽水的流量比是（1-5）：1，此為最佳流量比，讓更多的鈉離子進入到吸收液通道，提高回收效率。本專利技術所述納濾的堿液流量為100-500L/h，保證設備的有效運行。本專利技術所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為50-150V，電流值為100-500A，電極間距離為15-20cm，在此范圍內可得到最佳的回收率。在雙極膜電滲析運行2-4個小時后，通過脫鹽水沖洗的方式對通道進行沖洗，避免析出的半纖影響膜的通透性。本專利技術的有益效果在于：1、本專利技術回收堿液中的堿濃為40-60g/L，半纖濃度小于2g/L，基本無色，有效實現了堿液與半纖的分離。2、本專利技術雙極膜裝置的廢堿液通道內殘留堿的濃度小于5g/L，堿的總回收率大于95%，實現堿的深度回收，同時使半纖基本析出。3、本專利技術工藝對雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為50-150V，電流值為100-500A，電極間距離為15-20cm，在此范圍內可得到最佳的回收率，同時，電耗是1500-2000度電/噸堿，能耗小，適用于大規模生產。4、本專利技術采用直接將納濾之后的含有高半纖維素含量的廢堿液，不需要加入硫酸的方式中和廢堿液中的半纖維素，可以通過雙極膜電滲析方式，即雙極膜和陽膜的組合方式，廢堿液通道內的堿含量逐漸降低，半纖維素便隨著堿含量的逐漸降低而析出，不需要加酸進行中和，就可以直接析出半纖，直接實現堿的回收利用和半纖維素的析出，降低了生產運行成本，實現堿液的深度回收。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術的實質性內容作進一步詳細的描述。實施例1一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。實施例2一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。實施例3一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.4mm。實施例4一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液。所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是1.5mm。進入雙極膜裝置的料液中SS含量為9mg/L，NaOH濃度為5g/l。實施例5一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。

【技術特征摘要】
1.一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：將除去大顆粒雜質后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個通道，進行電滲析，回收脫鹽水通道內的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。2.根據權利要求1所述的一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。3.根據權利要求2所述的一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.4-1.5mm。4.根據權利要求1所述的一種粘膠纖維生產中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：進入雙極膜裝置的料液中SS含量小于10mg/L，N...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮濤，易家祥，陳昌明，劉愛兵，尚薇，伏天兵，尚琪，
申請(專利權)人：宜賓絲麗雅集團有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51