背景技術(shù)
我國(guó)造紙工業(yè)原料中80%以上是草類纖維。草類纖維造紙主要有兩種，堿法制 漿和亞硫酸鹽法制漿。堿法制漿是利用堿性化學(xué)藥劑的水溶液處理植物纖維原料， 而將原料中的木素溶出，使纖維從其中分離成為紙漿的方法。
堿法制漿后，約有50%的纖維原料和絕大部分堿性物質(zhì)溶解于蒸煮液中，成為黑液，黑液廢水中含有聚戊糖、木素、硫酸鹽皂和堿類物質(zhì),所以廢水呈黑色。CODcr 一般在100000?180000mg/L左右,pH值10?13， CODcr超過排放標(biāo)準(zhǔn)的50倍以上， 由于脫色困難、排入水體嚴(yán)重消耗溶解氧，用一般方法難以處理。
由于堿法草漿黑液中主要固含物為堿木素，因此可以用來(lái)生產(chǎn)堿木素。目前生產(chǎn)堿木素的方法主要有以下兩種： 一種是在堿法黑液中加入酸或酸性氣體，通過降低黑液的pH使堿木素析出，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N95110575.2的中國(guó)專利，包括S02酸析 木素、CaO中和苛化再生堿液,煅燒分解廢渣產(chǎn)生S02并生產(chǎn)水泥三大歩驟，申請(qǐng)?zhí)?為CN99116492.X的中國(guó)專利，直接向堿性黑液中加入有機(jī)聚合電解質(zhì)A聚丙烯酰 胺、聚丙烯酸鹽及其取代衍生物等，溶解后再加入酸性物質(zhì)B，調(diào)節(jié)黑液的pH值《 5，木素立即聚集、析出。但是，酸析法主要存在以下幾點(diǎn)問題：①pH值要求低， 加酸量大，治理成本高；②保持時(shí)間長(zhǎng)，治理效率低；③需用大型高速離心機(jī) 的離心分離，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高；④木質(zhì)素顆粒小，較難濾除。
另一種制備堿木素的工藝為將黑液蒸發(fā)濃縮后噴霧干燥，如申請(qǐng)?zhí)枮?2103483.0 的中國(guó)專利，是一種從造紙黑液中制取干粉的方法，特別是從造紙黑液中制取堿木 素干粉的方法，將造紙黑液直接或濃縮至3 — 30波美度過濾后再進(jìn)入離心霧化器內(nèi) 進(jìn)行高溫霧化處理，之后進(jìn)入干燥塔中干燥，再由旋風(fēng)分離器分離出堿木素干粉。 但是由于堿法草槳黑液含硅量高，黏度大，活化能很高，半纖維和雜細(xì)胞多以及易 于變質(zhì)和產(chǎn)生沉淀，因此蒸發(fā)濃縮時(shí)耗能高，成本較大。
本發(fā)明采用五效逆流蒸發(fā)濃縮工藝，克服了上述缺點(diǎn)，能源消耗少，每噸蒸汽 可以帶走4一6噸水分，而且能夠?qū)⒑谝簼饪s到40—47%不結(jié)塘，產(chǎn)生的污冷凝水4COD僅1500 mg/L，易于治理。同時(shí)，得到的堿木素，用途廣泛，可以作為多種具 有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)品的原料，還可用于制備優(yōu)秀的減水劑，也可以加入少量交聯(lián)劑， 用于制備木質(zhì)素固沙劑，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
制備方法
一種堿木素的制備方法，包括以下歩驟：
(1) 蒸發(fā)濃縮
采用五效逆流蒸發(fā)濃縮工藝，堿法草漿黑液自V效流入，加熱蒸汽自I效流入， 堿法草漿黑液依次經(jīng)過V效、IV效、III效加熱蒸發(fā)后，變?yōu)榈桶霛夂谝?，低半濃?液依次經(jīng)過II效、I效加熱蒸發(fā)后，變?yōu)榘霛夂谝海霛夂谝涸僖淮我来谓?jīng)過II效 和I效加熱蒸發(fā)，變?yōu)闈夂谝海?/p>
(2) 干燥
將濃黑液通過噴漿造粒或噴霧干燥，得到粒狀或粉狀的堿木素。
其中上述的堿法草漿黑液纖維含量過325目篩后不大于200mg/L，波美度2-9， 固含量=4一15%， pH=9-13，溫度=60-80°(2。
所述的堿法草漿黑液在流入V效前先進(jìn)行閃蒸，優(yōu)選閃蒸連續(xù)進(jìn)行2次，閃蒸 出的蒸汽分別通入III效和IV效蒸發(fā)器，以充分利用堿法草漿黑液自身的熱量。
蒸發(fā)器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖
所述的五效蒸發(fā)各效壓力為：I效20—38 kPa， I效20—38 kPa， II效一19? OkPa、 III效一58?—40kPa 、 IV效—73?—60kPa， V效—84?一79kPa，各效壓 力為相對(duì)大氣壓力而言。
堿法草漿黑液經(jīng)過各效時(shí)溫度分別為：I效100-120°C、 II效卯-10(TC 、 III 效80-9(TC 、 IV效70-80°C 、 V效57-65℃。
堿法草漿黑液經(jīng)過各效時(shí)波美度分別為：V效5—9、 IV效9一12、 III效11一14; 次經(jīng)過II效和I效時(shí)，II效14一 17、 I效18_21;第二次經(jīng)過II效和I效時(shí)，II 效23—25、 I效25-29。
所述的低半濃黑液固含量為20_25%，波美度為11-14;所述的半濃黑液固含量 為30 — 35%，波美度為18-21，所述的濃黑液固含量為40-47%，波美度為25-29。
所述的加熱蒸汽溫度為120-200'C，壓力為0.2-0.4MPa，自I效流入后經(jīng)過熱交 換變?yōu)榍鍧嵗淠瑴囟葹?05°C-120°C，優(yōu)選將所述的清潔冷凝水再進(jìn)行閃蒸，閃5蒸出的蒸汽通入II效，以提高熱能利用率。
所述的噴漿造粒時(shí)噴衆(zhòng)造粒機(jī)頭溫度500?650℃，機(jī)尾溫度47 — 70℃，返料量 》50%。
所述的噴霧干燥時(shí)噴霧干燥塔入口溫度300—400℃，出口溫度110—130℃。 以下對(duì)本發(fā)明展開詳述。