一种从棉短绒黑液中回收糖和活性碱的方法
【技术领域】[0001] 本发明涉及制浆领域黑液的后处理领域，特别涉及一种从棉短绒黑液中回收糖和活性 碱的方法。
【背景技术】[0002] 国内溶解浆生产的主要原料包括棉短绒、木材、竹等，棉短绒是棉籽经乳花厂加工，被 剥去用于纺织的皮棉后，仍附在棉籽上的短毛，它是纤维素工业的主要原料，含有很高的甲 纤。目前，国内利用棉短绒制备粘胶短纤维棉浆柏（棉短绒溶解浆）的工艺一般采用碱法 蒸煮_H漂白-脱氯-酸处理-抄造棉浆柏浆板。
[0003] 棉短绒的剥绒工艺通常经过三道剥绒机，制备棉短绒溶解浆一般用这三道短绒的 混合绒为原材料，由于棉短绒是从棉籽上剥下来的，成熟度较低，所以棉短绒中杂质较多， 主要含有木质素、脂肪及蜡质；还含有棉籽皮、棉杆碎片、尘土等非纤维素杂质。据悉，制备 一吨棉浆柏平均耗用棉短绒约1420kg，约产生IOm3黑液，棉短绒浆黑液中含有溶解纤维素、 木素、半纤维素、蜡质、油脂和果胶等，还含各种低聚糖、脂肪酸盐、脂肪酸和甲醛、乙酸、糖 类等易生化降解的有机物等。棉短绒黑液木素含量少、灰分多、热值低、CODcr高（60000mg/ L左右)、色度大(约20000倍)、臭味重、碱含量高（pH彡12)，是一种极难处理的黑液。 关于棉短绒黑液的治理，目前主要方法是将棉短绒黑液与制浆造纸企业的碱法制浆 黑液混合后，通过燃烧来回收热能和碱液，即碱回收工艺，具体的工艺描述可参照《制浆原 理与工程》（陈嘉翔主编，中国轻工业出版社，1990):蒸发浓缩的混合黑液(总固形物浓度 约65%)通过碱炉燃烧，炉底的熔融物加入稀碱液变成了绿液，碱法制浆碱回收绿液的主要 成分是碳酸钠和氢氧化钠，绿液与过量生石灰反应苛化后生成氢氧化钠碱液和白泥，燃烧 所产生的热能通过碱炉中的水冷壁、水冷屏、过热器和省煤器等回收，过热蒸汽一般用来发 电，其剩余蒸汽回用于制浆工艺过程中，碱回收技术基本消除了黑液的污染，既充分利用了 黑液中的有机物，也回收了碱。
[0004] 但对于没有结合到碱法制浆企业的棉短绒溶解浆厂来说，由于棉短绒黑液灰分 高，其高位发热量低，单独采用碱回收工艺回收热能和碱将会消耗大量重油，运行成本太 高，一般棉浆柏企业不采用碱回收工艺。对于这些企业，目前治理棉短绒黑液主要采用物化 处理+厌氧处理+物化处理工艺，但在此工艺中，黑液要经过加酸调PH值、加水稀释，黑液 中的碱无法回收，再加上越来越严格的纺织染整工业水污染物排放标准的限制，棉短绒黑 液处理的投资建设与运行成本较高。除此之外，也有研究者在实验室进行臭氧氧化脱色处 理棉短绒溶解浆厂黑液的研究，但因其处理成本太高，工业化运行的较少。
[0005] 由于棉短绒在碱法蒸煮降聚过程中，纤维素发生了剥皮反应和碱性水解反应，同 时，半纤维素也发生了碱性水解反应，致使棉短绒黑液中含有较高的低聚糖和单糖，再加 上蒸煮用碱量一般超过10%，致使黑液中残碱含量较高，能否将棉短绒黑液中的糖和残碱 回收进行资源化利用，一直是生产棉短绒溶解浆企业在苦苦寻求的目标。
[0006] 有些研究者利用棉短绒黑液作为单体进行制备减水剂的尝试，但由于棉短绒黑液 中杂质多，合成的减水剂性能较差，未能工业化运行。既能回收棉短绒黑液中的残碱，同时 又能回收棉短绒黑液中的糖，关于这方面的研究成果较少。
【发明内容】
[0007] 为了解决以上棉短绒黑液治理中存在的处理成本高、再利用效果差的情况，本发明提 供了一种从棉短绒黑液中回收糖和活性碱的工艺，该工艺的特点是：首先浓缩棉短绒黑液 至总固形物浓度为40%左右，然后添加提取剂抽提黑液中的糖，沉淀出的糖溶液进行蒸馏 回收提取剂，剩余的糖溶液回收利用；沉淀后的上清液也进行蒸馏回收提取剂，蒸馏的剩余 液加入生石灰进行苛化处理，苛化反应后用中速定量滤纸过滤白泥，并用清水清洗白泥至 滤过液的pH值小于8. 0后，将所有碱过滤液定容。采用此工艺处理后，总糖可回收90%以 上，碱回收率可达50%以上。
[0008] 本申请中棉短绒黑液是棉短绒制备粘胶短纤维棉浆柏（棉短绒溶解浆）采用碱法 蒸煮_H漂白-脱氯-酸处理-抄造棉浆柏浆板工艺中得到的。
[0009] 本发明是通过以下措施实现的： 一种从棉短绒黑液中回收糖和活性碱的方法，包括以下步骤： (1) 棉短绒黑液蒸发浓缩至总固形物浓度为40 ± 5%，加入黑液提取剂，黑液提取剂为丙 酮、丙醇、异丙醇和乙醇体积比〇. 5:1. 2:1. 5:1. 8的混合物，进行提取； (2) 步骤（1)提取后黑液分层为上层的上清液和下层的浓缩液； (3) 对浓缩液进行常压蒸馏，回收黑液提取剂后，得到糖浓缩液； (4) 对步骤（2)中的上清液进行常压蒸馏，回收黑液提取剂后得到清液； (5) 向清液中加入生石灰进行苛化反应，回收活性碱。
[0010] 所述的方法，黑液提取剂用量为黑液体积的2-5倍，优选2倍。
[0011] 所述的方法，步骤（1)中提取温度50 ± 5 °C，时间30~90分钟。
[0012] 所述的方法，步骤（5)中苛化反应条件为温度90±5°C，时间60~180分钟。
[0013] 所述的方法，步骤（1)和（5)中搅拌速度为50-200rpm。
[0014] 所述的方法，步骤（5)中苛化反应后用中速定量滤纸过滤白泥，并用清水洗滴白泥 至滤液pH值小于8. 0时为终点。
[0015] 所述的方法，步骤（5)中生石灰用量的计算公式如下： m=PXVX0. 53X1. 325XR/W 其中：m-生石灰需要量，g， P-以NaOH计清液中Na2CO3含量，g/L， V-苛化器中的清液量，L， W-生石灰中有效CaO含量，％， R一生石灰消耗量对理论用量的过量系数，取1. 05。
[0016] 所述的方法，步骤（1)中棉短绒黑液蒸发浓缩温度为100°C。
[0017] 综上所述，采用本发明所述工艺处理棉短绒黑液，工艺流程简单，所用化学品清洁 环保。本发明主要通过添加提取剂来分离棉短绒黑液中的糖，再通过生石灰与处理后的黑 液混合进行苛化，从而达到回收糖和活性碱的目的。
[0018] 本发明的有益效果是： (1)首先浓缩棉短绒黑液，然后添加提取剂抽提黑液中的糖，抽提后的上清液加入生石 灰进行苛化处理，沉淀过滤回收活性碱，从而提高了棉短绒黑液中糖和活性碱的回收率。
[0019] (2)采用本发明所述工艺处理棉短绒黑液，工艺流程简单，所用化学品清洁环保。
【具体实施方式】
[0020] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。
[0021] 实施例1 : 采用本发明工艺处理低碱用量蒸煮的棉短绒黑液，黑液性质见表1， 表1棉短绒黑液的成分
(1) 取1000 mL棉短绒黑液加入1000 mL三口瓶中，三口瓶分别接有搅拌器