[发明专利]从生物质制浆工艺水或废液中分离出半纤维素的方法

说明书

本发明涉及一种从生物质制浆工艺水或废液中分离半纤维素的方法，该方法包括除去悬浮固体、使产物浓缩以及通过除去无机盐和小分子物质使产物纯化。其特征在于，在几个分离/纯化阶段通过例如pH调节而单独调整半纤维素分离工艺条件。本发明还涉及一种用于执行该方法的设备。利用这种方法和设备，可以回收大部分悬浮固体，尤其是木聚糖和其他半纤维素。

技术领域

本发明涉及从生物质制浆工艺水和废液中分离出半纤维素的方法，该方法包括去除悬浮固体、浓缩产物和通过除去无机盐和小分子物质纯化产物。

背景技术

过去几十年已在从生物质制浆工艺水(TMP白水，漂白压出液)和废液(用于溶解纸浆等级的硫酸盐纸浆的碱性预水解、碱性提取)分离有价值生物产品的工艺开发方面做出重大努力，尤其是分离木质素和半纤维素的工艺。然而，通常，提取的聚合半纤维素(例如低聚木糖(XOS))进一步转化为糖，其转化为生物燃料(例如乙醇)或其它碱性化学品，如琥珀酸和乳酸，其进一步用于化学工业中的聚合物合成(例如聚乳酸(PLA))。对于污水的浓缩，超滤过程中的通过量(通量)非常低。因此仅10-15l/m²h的通过量可实现大约1-3％的固体含量，或者在达到该浓度之前通过量可以更低。由于需要大的超滤设备和产品浓度仍相对较低，特别是进一步的热浓缩和/或处理，这种工艺不能转化成工业应用。这种低通量主要是由于超滤单元的结垢。

从US 2014/0163245中已知具有污水流或黑液的pH值调节的工艺，其中描述了由黑液生产糠醛的工艺。此外，在US4,470,876中描述了过量硫酸盐回收方法，其中，分离木质素并且在炉中燃烧残留的糖酸。WO 2004/013409描述了另一种通过pH调节处理黑液的方法，固体沉淀物主要是木质素。

发明内容

本发明的特征在于，在几个分离/纯化阶段通过pH调节而单独调节半纤维素分离工艺条件，其中，将除去粗悬浮固体后的清液流的pH值调节至pH8-11，优选pH 9.0-9.5，从而将来料污水流的pH值调节至pH 8-11，以及在除去无机盐之前将pH值调节至4.0-4.5。通过这些方法，可以实现高通量通流率和高浓度产物，同时每个阶段可以在其最佳条件下工作且过滤器表面特别是膜的结垢显着减少，可以实现纤维、悬浮固体和半纤维素的良好分离，并且这种pH调节使得钠离子都不与半纤维素结合，因此可以容易地分离。

本发明的一个有利改进的特征在于，在分离灰渣后富含半纤维素的最终产品具有15-30％的干燥度。这允许之后的热隔离处理成本更低。

附图说明

图1中的框图显示了优选工艺程的典型设置。

具体实施方式

这种分离半纤维素的工艺可用于机械制浆生产线、半化学和化学制浆设备。它可以在现有设备或重建项目中实现。该工艺适用于生物质、硬木(木聚糖)和软木(聚半乳糖葡萄糖甘露糖类(GGM))制浆生产线工艺用水和废液处理，其中使用生物质的高温水提取或碱处理。

典型的用于从工艺用水、漂白植物和废液中分离半纤维素的制浆生产线是：

-采用碱性预水解的硬木硫酸盐制浆设备

-在漂白之前或之后具有碱性提取阶段的硬木硫酸盐制浆设备

-硬木NSSC半化学制浆生产线

-硬木绿液半化学制浆生产线

-一年生植物机械和半化学制浆生产线(甘蔗渣，洋麻等)

-TMP工艺白水

-APMP硬木线

-BCTMP硬木制浆生产线。