专利名称：一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法
技术领域：
本发明涉及一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，涉及制浆造纸工程技术领域。
背景技术：
随着经济的腾飞，中国对纸浆与纸张的需求量迅速增加。然而众所周知，我国很多制浆厂仍采用传统制浆方法，废液回收能耗高、投资大，仍会产生二次污染，给环境和能源带来很大压力。因此，我国在“制浆造纸‘十一五’规划”中，将大力发展制纸浆的清洁生产技术列为重点内容。鉴于此，寻找一种新的既能有效的回收木素等有用物质，又能较好的保护环境的制浆方法，已成为造纸行业需要迫切解决的问题。近些年来发展起来的有机溶剂制浆技术，可以提供更好的脱木素方法，降解的木 素、半纤维素中留有较多的反应功能基团，并且可以更容易的从溶剂介质中回收、提纯。有机溶剂制浆法是一种对环境友善的制浆技术，在一定条件下，有机溶剂可以降解植物原料中的木素，从而达到木素、纤维素、半纤维素高效分离的目的。由于整个过程中采用的是有机溶剂分离、水解或溶解木素，且有机溶剂可以通过蒸馏回收而被反复回收循环利用，无废水或只有少量废水排放，使其能够真正从源头解决制浆过程中的污染问题，是实现无污染或低污染“绿色环保”制浆的有效技术途径。低沸醇法制浆是有机溶剂法制浆中最为典型的制浆方法之一，已经被研究的有酸催化、碱催化、过氧化物催化和自催化的低沸醇法制浆技术，本专利属于低沸醇法制浆废液回收与综合利用范畴。从低沸醇法制浆废液中回收木素，是低沸醇法制浆废液回收技术的重要组成部分，相当于从植物纤维原料中精炼出的重要组分——木素。
发明内容
本发明的目的是提供一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，该回收方法适用于植物原料采用低沸醇为主的试剂蒸煮后得到的废液，废液经过闪蒸、稀释、降温、沉析、过滤分离和干燥等过程，得到木素，滤液添加氢氧化钙，所得沉淀再进行过滤分离、干燥，得到低分子木素。一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，包括闪蒸稀释、过滤干燥、滤液处理的步骤，包括下述工艺步骤①闪蒸稀释将利用低沸醇法制浆所产生的废液进行闪蒸处理，闪蒸后废液中低沸醇的浓度降至15°/Γ50% (V/V)，温度降至95°C 100°C，将上述废液稀释，使低沸醇的浓度至5% 35% (V/V)，后冷却至5 40。。；②过滤干燥将步骤①所得废液进行过滤，固体进行干燥，得木素；③滤液处理向步骤②所得滤液加入氢氧化钙，沉析过滤、干燥得低分子木素。本发明所述回收木素的方法中低沸醇法制浆所产生的废液为主要由低沸醇、水、木素、降解糖、有机酸、糠醛和灰分组成的混合物，其中，蒸煮IOOg纤维原料，废液中木素含量一般为6 30g。本发明所述回收木素的方法中所述低沸醇法制浆指以低沸醇为蒸煮主要试剂的制浆方法，本发明中优选为甲醇或乙醇。本发明所述回收木素的方法中所述低沸醇法制浆所使用的原料为本领域技术人员所知的可用于制浆的造纸植物纤维原料，本发明优选为木材类、禾草类或韧皮类造纸植物纤维原料，进一步优选为杨木、芦苇、麦草、蔗渣。本发明所述回收木素的方法中所述低沸醇法制浆方法为本领域技术人员所知的用于制浆的催化法，本发明优选盐催化法、自催化法、过氧化物催化法或碱催化法。本发明的原理是植物纤维原料中的木素在酸(或碱、盐、过氧化物)的催化下，高温降解并溶于低沸醇-水溶液，木素脱除，碳水化合物部分降解，纤维分散成浆。所得废液回收木素、降解糖、糠醛、有机酸等副产物，低沸醇-水溶液可回用蒸煮。
·
本发明所述回收木素的方法中优选所述步骤①中稀释后废液中低沸醇浓度为15% 30% (V/V)，后冷却至 15 25°C。本发明所述回收木素的方法中优选所述低沸醇法制浆所产生的废液的温度为16(T220°C，低沸醇浓度为40% 65% (V/V)，优选废液的温度为170 210 °C，低沸醇浓度45% 60% (V/V)。本发明所述回收木素的方法中优选所述步骤①中用于废液稀释的溶剂为水。本发明所述回收木素的方法中优选所述步骤③氢氧化钙的加入量为2 10g/L，进一步优选为3飞g/L。利用本发明所述回收木素的方法进行木素回收，IOOg植物纤维原料木素回收量5 25g，低分子木素回收量O. Hg。本发明的有益效果是(I)可回收高附加值木素。(2)投资省。由于使用通用设备，可节省投资。(3)副产物纯度高。回收木素后，废液色度降低、固形物含量下降，破坏了体系中低沸点有机酸参与的复杂恒沸物体系，为从废液中回收低沸醇、水及降解糖、糠醛、甲酸、乙酸等副产物创造条件，并可提高回收副产物的纯度。(4)无污染。回收木素过程中没有任何污染物产生、排放。(5)能耗低。废液通过闪蒸降低了低沸醇、低沸点有机酸的浓度，溶解木素的能力降低，利于木素析出，减少后续稀释水的用量，同时充分利用蒸煮完成后体系残余热量，有效降低废液回收能耗。
具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，或可以常规方法制备。实施例I一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，制浆废液来自芦苇乙醇-水-过氧化氢逆流制浆，木素回收步骤如下①闪蒸稀释浓废液温度170°C，乙醇浓度为45%，经闪蒸罐闪蒸后，温度降低为95°C，乙醇浓度降低为30%，用常温工业用水稀释至乙醇浓度为18%，经换热器冷却至20°C ；②过滤干燥沉析的木素经过过滤、干燥后，得到木素，IOOg芦苇原料收获木素12g；③滤液处理在滤液中加入氢氧化钙，加入量为4g/L，沉析过滤、干燥得到低分子木素，IOOg芦苇原料收获低分子木素O. 4g。实施例2一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，制浆废液来自碱催化杨木甲醇-水制浆，木素回收步骤如下①闪蒸稀释浓废液温度200°C，甲醇浓度为50%，经闪蒸罐闪蒸后，温度降低为98°C，甲醇浓度降低为30%，用常温工业用水稀释至甲醇浓度为20%，经换热器冷却至25°C ； ②过滤干燥沉析的木素经过过滤、干燥后，得到木素，IOOg杨木原料收获木素14g ；③滤液处理在滤液中加入氢氧化钙，加入量为3g/L，沉析过滤、干燥得到低分子木素，IOOg杨木原料收获低分子木素O. 6g。实施例3一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，制浆废液来自自催化杨木乙醇-水制浆，木素回收步骤如下①闪蒸稀释浓黑液温度205°C，乙醇浓度为55%，经闪蒸罐闪蒸后，温度降低为96°C，乙醇浓度降低为35%，用5%的回收乙醇水溶液稀释至乙醇浓度为15%，经换热器冷却至 25 0C ；②过滤干燥沉析的木素经过过滤、干燥后，得到木素，IOOg杨木原料收获木素13g ；③滤液处理在滤液中加入氢氧化钙，加入量为4g/L，沉析过滤、干燥得到低分子木素，IOOg杨木原料收获低分子木素O. 7g。
权利要求
1.一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，包括闪蒸稀释、过滤干燥、滤液处理的步骤，包括下述工艺步骤 ①闪蒸稀释将利用低沸醇法制浆所产生的废液进行闪蒸处理，闪蒸后废液中低沸醇的浓度降至15°/Γ50%，将上述废液稀释，使低沸醇的浓度至5°/Γ35%，后冷却至5 40°C ； ②过滤干燥将步骤①所得废液进行过滤，固体进行干燥，得木素； ③滤液处理向步骤②所得滤液加入氢氧化钙，沉析过滤、干燥得低分子木素。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤③氢氧化钙的加入量为2 10g/L0
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤①中稀释后废液中低沸醇浓度为15% 30%，后冷却至15 25°C。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述低沸醇法制浆所产生的废液的温度为16(T220°C，低沸醇浓度为40% 65%。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述低沸醇为甲醇或乙醇。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述低沸醇法制浆中所用原料为木材类、禾草类或韧皮类造纸植物纤维原料。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述低沸醇法制浆为盐催化法、自催化法、过氧化物催化法或碱催化法低沸醇法制浆。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述利用低沸醇法制浆所产生的废液含有低沸醇、水、木素、降解糖、有机酸、糠醛和灰分。
全文摘要
本发明涉及一种从乙醇、甲醇等低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，涉及制浆造纸工程技术领域。一种从低沸醇法制浆废液中回收木素的方法，该回收方法适用于植物原料采用低沸醇为主的试剂蒸煮后得到的废液，废液经过闪蒸、稀释、降温、沉析、过滤分离和干燥等过程，得到木素，滤液添加氢氧化钙，所得沉淀再进行过滤分离、干燥，得到低分子木素。该方法具有回收率高、投资省、无污染、能耗低的特点。
文档编号D21C11/00GK102877348SQ20121041126
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者平清伟, 张健, 尉志苹, 石海强, 李娜, 牛梅红, 田兰强, 樊瑞霞, 胡欢 申请人:大连工业大学