[发明专利]用于处理木质素的方法和系统

说明书

发明领域

本发明涉及根据下面给出的独立权利要求从含有木质素的液体介质，如 纸浆厂黑液分离木质素并且处理分离的木质素的系统和方法。本发明还涉及 通过本发明的方法可获得的含碳产物以及该含碳产物的用途。

发明背景

先前已知从纸浆厂黑液(blackliquor)提取木质素——木材的一种组分。 木质素可被用作燃料。然而，分离木质素作为燃料的益处与黑液直接在碱回 收锅炉中用作燃料相比是较低的。因此，分离木质素的价值与其燃料价值相 关，因此木质素分离工艺或其它下游工艺的收益率通常是不足以投资。

已知的用于从纸浆厂黑液分离木质素的方法依次包括以下阶段：

-通过纸浆厂黑液的第一沉淀阶段使木质素沉淀，其中通过添加pH降 低剂，优选二氧化碳来降低黑液的pH，

-随后进行第一脱水阶段，同时形成第一滤饼，

-在第二沉淀阶段中使用第二酸或酸的混合物使第一滤饼悬浮，其中获 得木质素悬浮液，

-通过第二脱水阶段使木质素悬浮液脱水以形成第二滤饼，

-通过向洗涤阶段添加洗涤液来洗涤第二滤饼，以及

-使洗涤的第二滤饼脱水以获得木质素产品，所述脱水通常在洗涤装置 的最后阶段进行。

通常情况下，上述工艺连接至回收操作(其接收来自纸浆厂蒸煮器的黑 液)。

该方法参见例如欧洲专利EP1797236B1和美国专利申请US 2010/0325947A1。

在提交本申请时，用于分离木质素的上述工艺以商标LignoBoost^TM出售。 该LignoBoost工艺产生可以用作燃料的木质素产品。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种新方法，其使用得自植物材料的木质素以 将其转化为更精炼的产品。

本发明的目的是提供一种方法和系统，其用于从含有木质素的液体介质， 尤其是源自生物质分馏的废液(如纸浆厂黑液)分离木质素，以及进一步加 工与纸浆厂相关的分离的木质素以使得该工艺是成本有效的。

本发明的目的尤其是提供一种方法和系统，其提高了木质素的价值并且 因此该木质素还能够在其它方案中作为燃料使用。

一个另外的目的是通过具有高的碳效率的方法从含有木质素的液体介质 回收碳。

一个另外的目的是提供一种方法，其能够被整合在化学纸浆厂中的硫酸 盐浆(kraft)(硫酸盐(sulphate))制浆工艺中。

为了实现尤其是上述目的，本发明的特征在所附独立权利要求的特征部 分中提出。

本文中提及的实施方式和优点(在适用时)同时涉及根据本发明的系统 和方法，即使并没有一直明确提到。

在该方法中，木质素从含有木质素的液体介质中沉淀，随后以湿态经受 的水热碳化工艺，此后回收作为碳化结果的源自木质素的含碳材料(富碳材 料)。

碳化材料(含碳材料)是水热碳化(HTC)工艺的结果，其能够对在HTC 工艺中存在于悬浮液中的木质素实施。这种含碳材料(其在该工艺中经木质 素转化)可以被描述为“HTC-碳”。在HTC工艺中，与初始木质素原料相比， 材料的碳含量增加。该方法的特点是碳效率高。无需干燥木质素就可以制备 含碳产物，因为HTC工艺是当原料在悬浮液中时进行的，并且结果是含碳材 料的浆料。

沉淀的木质素也可含有源自生物质的其它有机组分。这些组分在HTC 工艺中也与木质素一起被转化为HTC碳。

木质素液体介质的组成和其中木质素的形式取决于其中木质素进入该液 态介质的在前工艺和其条件。该液体介质优选为水性介质，其中木质素能够 作为溶液、胶体分散体或浆料存在。例如，已知木质素以胶体形式溶解或分 散于黑液中，这取决于黑液的pH和木质素的分子量。胶体分散体通过木质 素上带电的酚酸和羧酸基团稳定(Marton,J.,Onthestructureofkraftlignin, Tappi,47(11),713-719(1964))。在木质素从液体介质中沉淀时，产生这样的粒 径增大的木质素，其能够通过物理方法，尤其是过滤而从液体介质分离。