CN108456572B - 气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的方法，涉及资源化利用和环境保护领域领域，包括以下重量份数的原料：废碱液80‑90份，二氧化硫40‑48份，酚类废水65‑85份，双氧水5‑9份，甲醛25‑45份，液碱10‑20份，并使用磺化碱法：将废碱液加入到反应釜中，加热至50‑60℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为20‑30min，直至通入完毕；向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至70‑80℃，保温1‑2h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为20‑30min，滴加完毕后，保温2‑3h，用液碱调节PH至10，即得产品，本发明提供的制备水煤浆添加剂的方法，回收利用废碱液、酚类废水制备水煤浆添加剂，实现资源化利用和环境保护。

Description

气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂

技术领域

本发明涉及资源化利用和环境保护领域领域，具体涉及气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂。

背景技术

水煤浆是20世纪70年代石油危机时发展起来的一种以煤代油的新型洁净液体燃料。它是由70％左右的煤、30％左右的水以及1％左右的添加剂经过一定的工艺流程加工而成，使之具有很好的流动性与稳定性，通过泵送使之雾化达到稳定燃烧的效果。所以水煤浆是一种比较理想的洁净燃料，并且能广泛使用于各种锅炉作为燃料。水煤浆在制备过程中要加入化学添加剂，主要是改变煤粒的表面性质，使其能够在水中分散，从而使煤浆具有良好的流动性和稳定性。

酚类废水浓度高、毒性大、色泽深、酸碱缓冲性强、难以生化降解，每吨产品产生约10-15t的废水，对人体和环境造成重大的危害。该废水治理是公认的难题。其废水成分主要含有大量的硫酸钠、亚硫酸钠等无机物，以及分离不完全的有机中间产物，其中含有-OH、-SO3H等活性基团，若能够综合利用，既可节省废水的处理费用，又能收到明显的经济效益。

目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位。近年来，国家不断加大污染控制与治理的力度，但限于资金、技术及环保意识等多方面原因，造纸的企业污染环境问题尚没有得到很好的解决。碱法制浆过程中蒸煮制浆产生的废碱液是造纸废水中最主要的污染源，约占整个造纸工业污染的90％，含有大量的有害物质，及其含有难降解的木质素和其衍生物，是一种高碱性的复杂污染体系，易引起水体污染和生态环境的严重破坏，属于危险废物。若这些废碱液不能得到有效的处理而直接排放，不仅严重污染环境，而且会造成大量资源的浪费。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，回收利用废碱液、酚类废水制备水煤浆添加剂，实现资源化利用和环境保护。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液80-90份，二氧化硫40-48份，酚类废水65-85份，双氧水5-9份，甲醛25-45份，液碱10-20份。

优选地，由以下重量份数的原料制成：废碱液85-90份，二氧化硫46-50份，酚类废水70-80份，双氧水5-6份，甲醛35-45份，液碱16-20份。

优选地，由以下重量份数的原料制成：废碱液90份，二氧化硫48份，酚类废水75份，双氧水5.5份，甲醛40份，液碱18份。

优选地，所述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至50-60℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至70-80℃，一次保温，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加完毕后，二次保温，用液碱调节PH至10，即得产品。

优选地，步骤(1)中所述二氧化硫的通入时间为20-30min。

优选地，步骤(2)中所述甲醛的滴加时间为20-30min。

优选地，步骤(2)中所述一次保温时间为1-2h。

优选地，步骤(2)中所述二次保温时间为2-3h

(三)有益效果

本发明提供了一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，具有以下有益效果：

本发明制备的水煤浆添加剂利用碱法制浆过程中蒸煮制浆产生的废碱液不仅含有其难降解的木质素，还含有蒽醌等芳香族化合物，与二氧化硫、酚类废水中的活性基团发生多次亲核、磺化等反应，从而提高产品性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液85份，二氧化硫40份，酚类废水66份，双氧水6.5份，甲醛45份，液碱10份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至55℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为25min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至75℃，保温1.5h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为25min，滴加完毕后，保温2.5h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例2：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液80份，二氧化硫45份，酚类废水85份，双氧水8.0份，甲醛26份，液碱12份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至50℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为20min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至70℃，保温1h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为20min，滴加完毕后，保温2h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例3：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液85份，二氧化硫35份，酚类废水80份，双氧水7.5份，甲醛34份，液碱15份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至60℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为30min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至80℃，保温2h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为30min，滴加完毕后，保温3h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例4：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液90份，二氧化硫48份，酚类废水75份，双氧水5.5份，甲醛40份，液碱18份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至55℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为28min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至75℃，保温1.3h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为26min，滴加完毕后，保温2.8h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例5：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液90份，二氧化硫40份，酚类废水70份，双氧水8.5份，甲醛34份，液碱14份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至55℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为28min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至75℃，保温1.3h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为26min，滴加完毕后，保温2.8h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例6：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液86份，二氧化硫42份，酚类废水75份，双氧水7份，甲醛40份，液碱12份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至53℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为25min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至73℃，保温1.5h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为22min，滴加完毕后，保温2.3h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例7：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液88份，二氧化硫43份，酚类废水80份，双氧水8.2份，甲醛28份，液碱13份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至58℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为22min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至73℃，保温1.8h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为24min，滴加完毕后，保温2.5h，用液碱调节PH至10，即得产品。

实施例8：

一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，由以下重量份数的原料制成：废碱液88份，二氧化硫44份，酚类废水82份，双氧水8..3份，甲醛28份，液碱13份。

上述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至56℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，通入时间为30min，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至79℃，保温1.6h，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加时间为25min，滴加完毕后，保温2.5h，用液碱调节PH至10，即得产品。

选用西安长青煤为研究对象，通过筛选和级配后，目标成浆浓度为66％，添加量为煤干基的0.25％。以下为本发明产品的性能情况与其他水煤浆添加剂各项性能比较：

由上表可以看出，本发明产品制得的水煤浆具有高浓度、低黏度、良好的流动性和稳定性，具有工业应用的价值，其性能明显优于其它水煤浆添加剂；在相同的制浆条件下，实施例4产品所制浆体的黏度最低，扩展度最大。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：废碱液80-90份，二氧化硫40-48份，酚类废水65-85份，双氧水5-9份，甲醛25-45份，液碱10-20份；

所述气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将废碱液加入到反应釜中，加热至50-60℃,搅拌的同时缓慢通入二氧化硫，直至通入完毕；

(2)向反应釜中加入酚类废水及双氧水，升温至70-80℃，一次保温，继续向反应釜中滴加甲醛，滴加完毕后，二次保温，用液碱调节PH至10，即得产品。

2.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：废碱液85-90份，二氧化硫46-48份，酚类废水70-80份，双氧水5-6份，甲醛35-45份，液碱16-20份。

3.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：废碱液90份，二氧化硫48份，酚类废水75份，双氧水5.5份，甲醛40份，液碱18份。

4.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，步骤(1)中所述二氧化硫的通入时间为20-30min。

5.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，步骤(2)中所述甲醛的滴加时间为20-30min。

6.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，步骤(2)中所述一次保温时间为1-2h。

7.如权利要求1所述的气、液两相磺化碱法制浆废碱液制备水煤浆添加剂，其特征在于，步骤(2)中所述二次保温时间为2-3h。