一种造纸黑液中木质素分级分离装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制浆造纸领域，尤其涉及一种造纸黑液中木质素分级分离装置及其方 法。
【背景技术】
[0002] 木质素作为植物纤维原料的主要成分之一，主要存在于木质组织中，在木本植物 占25%，是世界上含量丰富的有机物，仅次于纤维素。木质素，具有三维空间立体网状结构 的酚类高分子化合物，由高度取代的苯基丙烷结构单元随机聚合而成，其与半纤维素、纤维 素一起构成植物骨架的主要成分。
[0003] 现在，制浆造纸过程中产生的工业木质素，只有很少的一部分能得到有效的利用， 如制成木质素吸附剂、土壤改良剂、农作物肥料、表面改性剂、聚氨酯泡沫、黏合剂等领域都 有很好的应用和发展，但其余大部分都随着造纸废水直接排入江河中，而且极大地浪费了 资源，又或者工业木质素被当作燃料直接烧掉用以提供热量和回收碱。据调查，目前由于技 术和能力的限制，我国工业木质素的利用率仍然只有10%。其利用也还仅仅限于制浆废液 中木素的利用，就是这样世界每年木素制品的量也仅占排出废液中木素的2%。所以，如何 高效的对蒸煮废液进行有效地处理是一个十分迫切的环境保护问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种造纸黑液中木质素分离装置及其方法。
[0005] 本发明采用的技术手段如下：
[0006] -种造纸黑液中木质素分级分离装置，包括黑液储罐、第一转移栗、预处理装置、 第一膜过滤器、第二膜过滤器、第三膜过滤器、高分子木质素储罐、膜过滤液储罐、第二转 移栗、第四膜过滤器、第五膜过滤器、第六膜过滤器、连接管和低分子木质素储罐；
[0007] 所述第一膜过滤器设有第一滤膜、第一滤液进口、第一滤液出口和第一浓缩液出 P ;
[0008] 所述第二膜过滤器设有第二滤膜、第二滤液进口、第二滤液出口和第二浓缩液出 P ;
[0009] 所述第三膜过滤器设有第三滤膜、第三滤液进口、第三滤液出口和第三浓缩液出 P ;
[0010] 所述第四膜过滤器设有第四滤膜、第四滤液进口、第四滤液出口和第四浓缩液出 P ;
[0011] 所述第五膜过滤器设有第五滤膜、第五滤液进口、第五滤液出口和第五浓缩液出 P;
[0012] 所述第六膜过滤器设有第六滤膜、第六滤液进口、第六滤液出口和第六浓缩液出 P;
[0013] 所述黑液储罐、第一转移栗、预处理装置和第一滤液进口依次连接；
[0014] 所述第一浓缩液出口与第二滤液进口通过连接管连接；
[0015] 所述第二浓缩液出口与第三滤液进口通过连接管连接；
[0016] 所述第三浓缩液出口与所述高分子木质素储罐连接；
[0017] 所述第一滤液出口、第二滤液出口、第三滤液出口分别与所述膜过滤液储罐连 接；
[0018] 所述膜过滤液储罐、第二转移栗和第四滤液进口依次连接；
[0019] 所述第四浓缩液出口与第五滤液进口通过连接管连接；
[0020] 所述第五浓缩液出口与第六滤液进口通过连接管连接；
[0021] 所述第六浓缩液出口与所述低分子木质素储罐连接。
[0022] 所述预处理装置包括换热器和袋式过滤器。
[0023] 优选地，所述连接管设有通水孔。
[0024] 本发明还提供一种造纸黑液中木质素分级分离的方法，包括以下步骤：
[0025] 预处理：将造纸黑液加入水后通过所述预处理装置预处理制得混合物I;
[0026] 第一次膜过滤：将所述混合物I通过所述第一膜过滤器、第二膜过滤器和第三膜 过滤器进行第一次膜过滤处理，所述第一膜过滤器、第二膜过滤器和第三膜过滤器为同一 型号，膜通量为40Lhm~50Lhm，制得木质素混合物I和第一次膜过滤液；
[0027] 第二次膜过滤：将所述一级膜过滤液通过所述第四膜过滤器、第五膜过滤器和第 六膜过滤器进行第二次膜过滤处理，所述第四膜过滤器、第五膜过滤器和第六膜过滤器为 同一型号，膜通量为30Lhm~39Lhm，制得木质素混合物II和第一次膜过滤液。
[0028] 优选地，所述预处理中将造纸黑液加入水稀释至浓度为4%~5%，再通入所述换 热器，升温至25°C~45°C，再通过所述袋式过滤器过滤制得混合物I，所述浓度为总固形 物占所述造纸黑液的质量比。
[0029] 优选地，所述第一次膜过滤处理的温度为30°C~70°C，所述第二次膜过滤处理的 温度为30°C~70°C。
[0030] 优选地，所述第一次膜过滤处理中，所述第一膜过滤器、第二膜过滤器和第三膜过 滤器之间通过连接管连接；所述第二次膜过滤处理中，所述第四膜过滤器、第五膜过滤器和 第六膜过滤器之间通过连接管连接，所述连接管设有通水孔，从所述连接管的通水孔加入 水。
[0031] 采用本发明所提供的一种造纸黑液中木质素分离装置及其方法，所述造纸黑液中 木质素分离装置能够将黑液中的碱和木质素进行分离，碱可以送回制浆系统进行药液循 环，并且此装置通过分级分离的方法可分离出不同分子量级别的木质素，作为不同的副产 品进行销售或作中间产品进行再加工，此方法操作简单，水耗、能耗低，具有良好的前景。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明发明的一种造纸黑液中木质素分级分离装置的流程示意图；
[0033] 图2为本发明发明的一种造纸黑液中木质素分级分离装置的第一膜过滤器、第二 膜过滤器和第三膜过滤器连接的结构示意图；
[0034] 图3为本发明发明的一种造纸黑液中木质素分级分离装置的第四膜过滤器、第五 膜过滤器和第六膜过滤器连接的结构示意图；
[0035] 其中1为黑液储罐、2为第一转移栗、3为预处理装置、4为第一膜过滤器、5为第二 膜过滤器、6为第三膜过滤器、7为高分子木质素储罐、8为膜过滤液储罐、9为第二转移栗、 10为第四膜过滤器、11为第五膜过滤器、12为第六膜过滤器、13为连接管、14为低分子木 质素储罐、41为第一滤膜、42为第一滤液进口、43为第一滤液出口、44为第一浓缩液出口、 51为第二滤膜、52为第二滤液进口、53为第二滤液出口、54为第二浓缩液出口、61为第三滤 膜、62为第三滤液进口、63为第三滤液出口、64为第三浓缩液出口、101为第四滤膜、102为 第四滤液进口、103为第四滤液出口、104为第四浓缩液出口、111为第五滤膜、112为第五滤 液进口、113为第五滤液出口、114第五浓缩液出口、121为第六滤膜、122为第六滤液进口、 123为第六滤液出口、124为第六浓缩液出口、31为换热器、32为袋式过滤器、131为通水孔。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明发明的范围。
[0037] 实施例1
[0038] -种造纸黑液中木质素分级分离装置，包括黑液储罐1、第一转移栗2、预处理装 置3、第一膜过滤器4、第二膜过滤器5、第三膜过滤器6、高分子木质素储罐7、膜过滤液储 罐8、第二转移栗9、第四膜过滤器10、第五膜过滤器11、第六膜过滤器12、连接管13和低分 子木质素储罐14 ;所述第一膜过滤器4设有第一滤膜41、第一滤液进口 42、第一滤液出口 43和第一浓缩液出口 44 ;所述第二膜过滤器5设有第二滤膜51、第二滤液进口 52、第二滤 液出口 53和第二浓缩液出口 54 ;所述第三膜过滤器6设有第三滤膜61、第三滤液进口 62、 第三滤液出口 63和第三浓缩液出口 64 ;所述第四膜过滤器10设有第四滤膜101、第四滤液 进口 102、第四滤液出口 103和第四浓缩液出口 104 ;所述第五膜过滤器11设有第五滤膜 111、第五滤液进口 112、第五滤液出口 113和第五浓缩液出口 114 ;所述第六膜过滤器12设 有第六滤膜121、第六滤液进口 122、第六滤液出口 123和第六浓缩液出口 124 ;所述黑液储 罐1、第一转移栗2、预处理装置3和第一滤液进口 42依次连接；所述第一浓缩液出口 43与 第二滤液进口 52通过连接管13连接；所述第二浓缩液出口 53与第三滤液进口 62通过连 接管13连接；所述第三浓缩液出口 63与所述高分子木质素储罐7连接；所述第一滤液出口 43、第二滤液出口 53、第三滤液出口 63分别与所述膜过滤液储罐8连接；所述膜过滤液储 罐8、第二转移栗9和第四滤液进口 102依次连接；所述第四浓缩液出口 104与第五滤液进 口 112通过连接管13连接；所述第五浓缩液出口 114与第六滤液进口 122通过连接管13 连接；所述第六浓缩液出口 124与所述低分子木质素储罐14连接；所述预处理装置3包括 换热器31和袋式过滤器32。
[0039] 在具体操作中，在黑液储槽1加入制浆底部经过闪蒸、纤维回收机处理后的黑液 和水，将浓度为15%的造纸黑液稀释到4%，所述浓度为总固形物占所述造纸黑液的质量 比，通过第一转移栗2将造纸黑液送至预处理装置3进行预处理，首先将造纸黑液通过换热 器31，升温至25°C，再通过袋式过滤器32进行预处理，预处理主要目的是保证膜的运行条 件，袋式过滤器32滤布规格为3ym，制得混合物I，再将混合物I进入第一膜过滤器4、第 二膜过滤器5和第三膜过滤器6进行第一次膜过滤，第一膜过滤器4、第二膜过滤器5和第 三膜过滤器6为同一型号，膜通量均为40Lhm，第一次膜过滤的温度为30°C，能够有效的分 离出造纸黑液中的大分子木素。分离后的木质素混合物I将放置在高分子木素储罐7作为 产品进行外售或进行蒸发浓缩后制作磺化木素产品。而第一次膜过滤液则存放在膜过滤液 储罐8中等待下一步处理。
[0040] 将膜过滤液储罐8中主要成分为无机碱和小分子有机物的第一次膜过滤液，通过 第二转移栗9送至第四膜过滤器10、第五膜过滤器11、第六膜过滤器12进行第二次膜过 滤，第四膜过滤器10、第五膜过滤器11和第六膜过滤器12为同一型号，膜通量为30Lhm， 第二次膜过滤的温度为30°C。分离制得的木质素混合物II存放在低分子木质素储槽14,主 要成分为小分子木素混合物，可以作