[发明专利]木质素分离机与黑液净化技术

说明书

本发明涉及造纸工业蒸煮黑液木质素提取和黑液治理的技术方案，即木质素分离、黑液净化的工艺及设备。

目前，我国中、小型造纸企业数以千计，绝大部分采用碱法制浆，而不具备碱回收设施，其蒸煮黑液直接排入江河，污染水源，这已成为我国工业的重大污染源之一。

造纸工业蒸煮黑液主要成份是木质素，此外，还含有些糖类物质和无机物等。木质素是一种高分子芳香族化合物，是一种丰富的、可再生的天然资源。木质素产品可广泛地被应用在道路、桥梁、染料、选矿、石油钻井、饲料、土壤改良等数十个工业部门。如何化害为利？国家为此将其立为“七·五”重点科技攻关项目。

本发明的目的是研究，设计出治理造纸黑液、分离木质素的一条新的技术路线，提供一种能净化黑液且能分离出较纯木质素的设备。从而使得生产高质量和高经济价值的木质素产品成为可能。

适用于木质素分离、净化造纸工业蒸煮黑液的技术，主要通过如下四个步骤来完成：

（1）造纸工业蒸煮黑液的预处理，

（2）木质素的絮凝与分离，

（3）木质素的脱水，

（4）分离液的后处理。

其相应的生产工艺条件如下：

一、造纸工业蒸煮黑液的预处理

因为木质素分离机虽然适用范围宽，但它要求进机黑液的浓度稳定，因此第一步需进行黑液浓度调节，即把黑液浓度调节到0.2’Be（波美）～9’Be之间的某值。第二步是把浓度稳定的黑液送入黑液预处理罐，同时通过压缩空气机送入压缩空气，维持其工作压力为2～4kg/cm²，压缩空气机具有自动起动装置，在压力不足2～4kg/cm²时自动起动把空气压入气缸并送到预处理罐中。该罐的大小及黑液进入量随生产能力的不同而不同，黑液进罐流量可在0.5m³/hr～80m³/hr范围内选择。黑液在预处理罐中停留时间随黑液浓度不同而不同，可在3～30分钟范围内调整。通过这一过程，黑液中溶进了大量的微气泡。

二、木质素的絮凝与分离

发明人从研究黑液和木质素的特性出发研究了木素分离的基本条件，设计出木质素酸析和气浮分离合一的木质素分离机，该机由絮凝区和分离区所构成，从预处理罐引出的黑液与配好一定浓度的酸，通过混合器按比例导进分离机的木质素絮凝区，充分混合后几秒钟到十几秒的时间内木质素即析出，并受黑液带入的气泡粘附而上浮，絮凝区设计为倒圆台状，使进入的酸和黑液在倒圆台的下部有限的小体积内混合，反应更为均匀和完全，另外，析出的木质素胶体在上浮时随着上升的行程横截面渐渐增大，上升速度渐渐减慢，做到平稳地与液体分离，到达大口径圆面上而逸出到分离区。

进入絮凝区的黑液的pH值为8～14，与引入的酸混合，将其pH值调节到pH＝2～4时，即可使木质素析出，酸可为硫酸、盐酸、硝酸、工业级或工业废酸;酸的浓度采用10%（重量百分比）以上均可;酸的用量随黑液的pH值（取决于残碱量）的不同而不同，以调节黑液pH值达到pH＝2～4为准，一般用量为被处理黑液的0.5～4%不等。黑液在絮凝区停留时间为5～30分钟;在分离区的停留时间为20～100分钟。木质素上升的线速度为0.2～12cm/min，上浮至分离机顶部后被旋转着的S形刮板刮入木质素溜槽内。分离液排放线速度为0.5～12.0cm/min。

三、木质素脱水

从分离系统分离出的木质素物料携带着较大量的气泡，其重度为0.5～0.9g/cm³。木质素物料进入木质素贮存槽，在槽内继续上浮，把下部水排掉、转入木质素脱水机，把物料加热到70～90℃，使其缩聚成较大的颗粒，并从木质素物料中析出大量的水份，把游离水份排走，得到含水约50%木质素物料，可运输到木质素加工厂进行加工，必要时尚可用常规的干燥方式把木质素物料干燥到风干状态。

四、分离液的后处理

自分离机排出的分离液pH＝2～4，而国家排放标准pH＝6～9，采用砂滤器过滤，排出液pH值达到中性，其砂滤器所采用砂是细河砂或石英砂。

附图的图面说明如下：

图1为木质素分离、黑液净化工艺流程方框图。

图2为木质素分离、黑液净化设备流程图。

图3为木质素分离机的结构示意图。

发明人根据黑液和木质素的特性，采用黑液溶气、酸析、气浮分离的方法，设计了必须满足上述基本生产工艺条件的木质素分离系统的设备，该系统设备包括预处理罐、分离机及其附属设备所组成，其示意图如图2所示：