CN116427199A - 含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制浆造纸废液处理技术领域，具体涉及含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，通过碳酸化黑液，过滤分离木质素，再往过滤后的少木质素黑液中加入铝盐除硅剂和/或镁盐除硅剂，加热浓缩获得高固含量少木质素黑液。该方法可以达到非木浆黑液降粘除硅，减轻硅干扰的目的；同时可提高碱回收炉的黑液处理量，在提高纸浆产能时，无需新增碱回收***，具有显著的经济效益和广阔的工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明属于制浆造纸废液处理技术领域，具体涉及含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法。
背景技术
造纸工业是我国国民经济中的重要组成部分，对于经济建设发展具有一定的推动作用。黑液的处理是限制纸浆产能提升的主要因素之一，木质素作为黑液中的主要高分子物质，是黑液具有高粘特性的主要原因。这在很大程度上会导致黑液的泵送性能和流动性降低，引起蒸发器、输送管道、入炉管道的结垢问题。除此之外，非木浆黑液依旧存在困扰造纸工作者的“硅干扰”问题，在碱法制浆过程中竹材中的硅与碱发生反应，最终以硅酸根的形式进入黑液，引起黑液粘度急速增长，导致管道结垢、雾化困难、白泥不能煅烧回收等一系列问题。随着碱回收炉燃烧技术的进步、相关环保标准的逐步严格，进一步提升入炉黑液固含量成为造纸行业的发展趋势。此背景下，原本存在的“硅干扰”问题将会加剧。
因此，开发一种降粘、除硅、减轻“硅干扰”的方法，保证碱回收***的正常运行，对制浆造纸企业极为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，以达到降粘、除硅、减轻“硅干扰”的目的，从而提高碱回收炉的黑液处理量。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，碳酸化黑液；
步骤2，从黑液中过滤分离木质素；
步骤3，在少木质素黑液中加入除硅剂，加热浓缩黑液。
优选的，在上述含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法中，所述碳酸化采用的是CO2法。
优选的，在上述含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法中，所述分离木质素的量为未处理黑液固含量的6％-25％。
优选的，在上述含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法中，所述除硅剂为铝盐除硅剂和/或镁盐除硅剂。
优选的，在上述含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，所述加入除硅剂的量以分离木质素后的黑液固含量计为0.1％-3.0％。
优选的，在上述基于含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法中，将所述步骤3的黑液加热浓缩至固含量为70％-85％。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过加入酸性氧化物CO2分离非木浆黑液中的部分木质素，可以显著降低黑液的表观粘度、储能模量、损耗模量，并且具有一定的除硅作用，使黑液更趋向于非牛顿流体性质，这对黑液在管道运输以及喷嘴雾化是非常有利的，分离出来的木质素可以作为高附加值产品，不仅提高浆厂经济效益，还能提高碱回收炉的黑液处理量。
(2)本发明中硅与除硅剂在黑液燃烧产生的无机熔融物反应，，生成沉降速度快的大粒径绿液硅不溶物，通过沉淀或过滤除去，从而可以达到提高绿液除硅效率、白泥煅烧性能及白泥综合利用价值的目的，可以有效的减轻或解决绿液“硅干扰”和白泥“硅干扰”问题，为白泥煅烧及循环利用提供有力的技术支持。
(3)本发明中铝盐和镁盐除硅剂的添加不仅不会对高固含量黑液的流动性产生影响，反而有一定的促进作用。添加铝盐和镁盐除硅剂对高固含量黑液的VIE值有一定的促进作用，对黑液的燃烧速率也有促进作用。
以上三点对黑液碱回收工段是非常有利的。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
需特别说明的是，在本发明中，黑液为非木浆黑液；采用ICP(电感耦合等离子发射光谱)测定黑液硅含量及少木质素黑液硅含量，采用动态流变仪测定黑液样品的流变学特性。
本发明提供了含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，碳酸化黑液；
步骤2，从黑液中过滤分离木质素；
步骤3，加入除硅剂，加热浓缩黑液。
在本发明中，所述碳酸化黑液采用的是CO2法。
在本发明中，分离木质素的量为未处理黑液固含量的6％-25％。
在本发明中，除硅剂为铝盐除硅剂和/或镁盐除硅剂，铝盐除硅剂优选为NaAlO2或Al2(SO4)3；镁盐除硅剂优选为MgCO3或MgSO4。
在本发明中，加入除硅剂的量以分离木质素后的黑液固含量计为0.1％-3.0％。
在本发明中，将所述步骤3黑液加热浓缩至固含量为70％-85％。
实施例1
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离6％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％NaAlO2除硅剂(以固含量计)，搅拌均匀，加热浓缩至黑液固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离6％木质素，有一定的除硅效果，除硅率可达到8％，黑液粘度下降了9％，添加1％NaAlO2除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液的流变学特性具有一定的促进作用。
实施例2
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离10％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％NaAlO2除硅剂(以固含量计)，搅拌均匀，加热浓缩至黑液固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离10％木质素，除硅效果较好，除硅率可达到12％，黑液的粘度下降了15％，添加1％NaAlO2除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液的流变学特性具有一定的促进作用。
实施例3
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离12％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％MgCO3除硅剂(以固含量计)，搅拌均匀，加热浓缩至黑液固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离12％木质素，除硅效果较好，除硅率可达到15％，黑液的粘度下降了18％，添加1％MgCO3除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液流变学特性无负面影响。
实施例4
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离15％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％NaAlO2、MgCO3复配除硅剂(以固含量计)，其中铝盐除硅剂中的Al与镁盐除硅剂中Mg的摩尔比Al：Mg＝5:2，混合搅拌均匀，加热浓缩至固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离15％木质素，除硅效果较好，除硅率可达到21％，黑液的粘度下降了25％，添加1％NaAlO2、MgCO3复配除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液流变学特性具有一定的促进作用。
实施例5
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离20％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％NaAlO2、MgSO4复配除硅剂(以固含量计)，其中铝盐除硅剂中的Al与镁盐除硅剂中Mg的摩尔比Al：Mg＝5:3，混合搅拌均匀，加热浓缩至固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离20％木质素，除硅效果较好，除硅率可达到26％，黑液的粘度下降了32％，添加1％NaAlO2、MgSO4复配除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液流变学特性具有一定的促进作用。
实施例6
含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，包括以下步骤：
步骤1，取300ml竹浆黑液(固含量35％)置于烧杯之中，常温常压下进行CO2碳酸化处理；
步骤2，将碳酸化处理后的竹浆黑液进行过滤，分离25％木质素，同时获得少木质素竹浆黑液；
步骤3，向步骤2获得的少木质素竹浆黑液中加入1％Al2(SO4)3除硅剂(以固含量计)，搅拌均匀，加热浓缩至固含量为70％，即为含有除硅剂的高固含量少木质素黑液。
经检测，CO2分离25％木质素，除硅效果较好，除硅率可达到33％，黑液的粘度下降了37％，添加1％Al2(SO4)3除硅剂对高固含量少木质素竹浆黑液流变学特性具有一定的促进作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和完善，这些改进和完善也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，碳酸化黑液；
步骤2，从黑液中过滤分离木质素；
步骤3，在少木质素黑液中加入除硅剂，加热浓缩黑液。
2.根据权利要求1所述的含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，所述碳酸化采用的是CO2法。
3.根据权利要求1所述的含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，所述分离木质素的量为未处理黑液固含量的6％-25％。
4.根据权利要求1所述的含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，所述除硅剂为铝盐除硅剂和/或镁盐除硅剂。
5.根据权利要求1所述的含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，所述加入除硅剂的量以分离木质素后的黑液固含量计为0.1％-3.0％。
6.根据权利要求1所述的含硅木质素分离协同非木浆黑液流变性改善及黑液燃烧法绿液除硅的方法，其特征在于，将所述步骤3黑液加热浓缩至固含量为70％-85％。
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