粘胶纤维压榨碱液膜分离
以化纤木浆为原料的粘胶纤维生产,因其含有较多的半纤维素,所以在浸渍中须用碱溶液将半纤维素溶解出来,否则会对粘胶纤维生产工艺和成品质量产生极其不利的影响。为降低生产成本、减少碱耗,通常在碱液回收循环使用过程中半纤维素的含量还需要降低到工艺要求的限度以下,目前这种半纤的分离技术我国主要采用传统透析工艺及其设备来实现。
传统透析法分离半纤、回收碱液效率十分低下,用水量大,半纤无法回收又污染环境,并占用较大的建筑面积。因此近年来纳滤膜分离技术作为一种高新的分离手段已经成功的应用于粘胶纤维生产中,特别是新型滤膜的问世,使过去不能分离的工业流体已经变成现实。拥有丰富膜分离技术经验的上海凡为环境工程有限公司,通过精心的工艺设计和膜装备制造,已经先后为多家用户实现了压榨液中的半纤与碱液的有效分离。
传统透析工艺是以半渗透膜的两侧浓度差作为推动力来完成的,即使是含碱的压榨液一侧和膜另一侧软化水(工艺注水)采用逆流方式操作,但传质速率仍然十分低下。凡为膜设备对于纯净碱液滤出速度一般是透析设备的13-15倍,对于浓缩半纤的速度一般是透析设备的25-30倍.这就意味着凡为膜设备可用极少的占地面积解决不必要的基建投资。
凡为膜技术对于除去绝大部分半纤维素的纯净碱液而言,其膜滤出液的碱浓度(见下表) 略高于进料浸渍碱浓度的1.5-2.0%。透析设备所得的碱净液,其平均浓度仅为100g/L左右,大大低于浸渍碱原液浓度,因此需要蒸发浓缩操作,或用大量的浓碱进行调配。
经凡为膜处理后的碱液回收率一次高达85%以上,可以直接进入浸渍工序。余下的部分可加少量水回收碱,这样两次使碱回收率高达98%以上,而二次碱液浓度不低于100g/L,其废液含碱量不大于30g/L,废液体积仅为进料总量的5%,。半纤很易回收利用,不仅避免二次污染,而且能够平衡膜设备运行费用。
透析工艺与凡为膜分离技术获得的滤出液半纤维含量均为:<3g/L,但由于膜技术滤出的氢氧化钠量要比透析工艺高得多,因此滤出液的质量要比透析法净液好得多,膜用软化水的目的是降低运行后期浓缩液的粘度以便分离碱。
凡为膜工艺与透析工艺的技术效果比较表
类别 项目 | 进料液 (g/L) | 滤出液 (g/L) | 浓缩(废)液 (g/L) | 最终回 收率(%) | |
膜 工 艺 | NaOH | 223.2 | 227.03 | <30 | >98 |
半纤维素 | 25.17 | <3.0 | 118.8 | >80 | |
外观颜色 | 黄色透明 | 无色透明 | 棕色不透明 | ---- | |
透 析 工 艺 | NaOH | 223.2 | ≈100 | 30-35 | ≈85 |
半纤维素 | 25.17 | <3.0 | 20-23 | 0 | |
外观颜色 | 黄色透明 | 无色透明 | 棕色不透明 | ---- |
膜工艺分离压榨液工艺: