[发明专利]一种粘胶纤维生产中的碱回收新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱回收工艺，具体涉及一种适用于粘胶纤维生产中的碱回收新工艺，属于粘胶纤维生产中的废物回收技术领域。

背景技术

粘胶纤维是利用含有天然纤维素的高分子材料木浆、棉浆等经过化学与机械方法加工而成的化学纤维。粘胶纤维是化纤中与天然纤维服装性能最为接近的品种，具有手感柔软、吸湿透气、垂悬飘逸、染色鲜艳、抗静电较易于纺织加工等特点，是源于天然而优于天然的再生纤维素纤维，是纺织工业原料的重要材料之一。我国目前有粘胶纤维企业约40家，除生产普通粘胶纤维(长丝、短纤维)和强力丝外，高湿模量类纤维及特种性能的粘胶纤维也有生产。

粘胶纤维生产过程中需要大量的化工原料，会产生大量的废水，这些废水含有硫酸、硫酸锌、二硫化碳、纤维素、溶解性有机物等，均对环境产生很大的危害，是纺织工业的主要污染源之一。

在粘胶纤维生产过程中，需要用碱溶液通过浸渍方法将原料中的半纤维素溶解出来，否则会对生产工艺和成品质量产生极其不利的影响。因此，在生产粘胶纤维时，需要在工艺环节中设置压榨碱液净化设备，从浸渍碱液系统中分离出来一定量的半纤维素。而浸渍过程中会产生含半纤维素的高浓度废碱，为降低生产成本，减少碱耗，目前各化纤企业主要采用透析工艺来分离半纤进行碱液回收。但透析工艺回收碱液效率低下，用水量大，并占用较大的建筑面积，已逐步淘汰。近年来迅速发展起来的膜过滤碱回收技术有望取代透析工艺进行碱液回收，提高产品质量和废液利用率。

201210486339.8，名称为“一种粘胶纤维生产中废弃碱液的二次处理方法”的发明专利申请，该专利将经过常规预处理的，氢氧化钠浓度为70~90g/L，半纤维含量60~70g/L的废弃碱液和除盐水分别输送至扩散渗析膜堆，进行扩散渗析，所述的预处理废碱液和除盐水的流量比为1~2:1，扩散渗析后将低半纤维素浓度的碱液与高半纤浓度的碱液分离，所述的低半纤维素浓度的碱液回用于生产。该专利的缺点是：扩散渗析的回收率不高，且不能很好的对碱和木质素进行分离。  

发明内容

本发明针对粘胶纤维生产中废碱回收的问题，提出了一种粘胶纤维生产中的碱回收新工艺。根据粘胶纤维生产过程中产生含半纤维素的高浓度废碱的特性，利用扩散渗析和电渗析的组合渗析方法，选择优化的工艺参数，使之具有碱回收率高、能耗低、运行稳定的优点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种粘胶纤维生产中的碱回收新工艺，其特征在于：将经预处理后的废碱液和除盐水按1~2：1的流量比通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜组器，流出的废碱液通过电渗析的阳极室，稀碱液作为电解液通过阴极室，回收阴极室得到的增浓碱，所述经预处理后的废碱液氢氧化钠浓度为50~200g/L，半纤维含量为20~150g/L。

所述的废碱液与除盐水以错流的方式进入扩散渗析膜组器。

所述电渗析的温度为15~45℃。

所述泵的表压为0.03~0.08Mpa，压力过大，膜的使用寿命大幅缩短，成本升高。

所述的扩散渗析过程中，废碱液流量大于除盐水流量，废碱液流量为70~90L/h，除盐水的流量为50~70L/h。

所述的电渗析过程中，废碱液流量大于除盐水流量，碱液流量为200~800L/h，除盐水流量为160~600L/h。

所述经扩散渗析后得到的稀碱液浓度为40~160g/L，进入电渗析的初始稀碱浓度过高，与废碱液之间的浓度差就低，会影响电渗析的效果，降低回收率；进入电渗析的初始稀碱浓度过低，又会增加电耗，从而增加电渗析的成本。

所述的电渗析外加直流电压，电压值为40V，电流值为92A，电极间距离为10cm，有利于提升渗析效率。

所述电渗析的阳极室得到含半纤维素的废液加酸中和，沉淀析出半纤维素，过滤，得到半纤维素作为发酵原料；

加酸中和至PH值为2~5。

所述酸为浓度为0.1~2.5mol/L的硫酸。

所述的电渗析过程中，保持阳极室废液的碱液浓度为8~15g/L。在电渗析过程中，随废液的Ph值降低，阳极室木质素逐渐转化为胶体状木素析出，容易造成堵槽，使系统电阻大增。

所述析出半纤维素后的滤液经反渗透，得到除盐水回收利用。

所述的扩散渗析膜组器使用的是多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离是0.4~0.9mm。

所述的电渗析膜组器使用的是多对阴阳离子交换膜对，阴阳离子交换膜之间的距离是0.1~0.2mm。

选择以上距离是为了增加雷诺数，增大扩散系数，提高扩散速度。