一种由造纸黑液提取分离木质素的装置及方法技术领域
本发明涉及造纸废水处理技术领域，具体涉及一种由造纸黑液提取分离木质素的装置及方法。
背景技术
碱法制浆产生的黑液中溶解有大量的木质素盐（14~17%-wt），木质素是一种具有多种用途的有机物，而目前浆厂只是将黑液浓缩后送到碱回收炉燃烧掉，一方面有用的物质没有有效加以利用，另一方面加大了碱回收炉的运行负荷同时增加了硫、氮氧化物的排放。
鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种将碱法制浆黑液中的木质素进行提取同时对木质素进行综合利用的方法成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种由造纸黑液提取分离木质素的装置及方法。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
一种由造纸黑液提取分离木质素的装置，包括：
第一反应罐，其用于容纳造纸黑液；
与第一反应罐相连接的第一板式压滤机；
设有搅拌机构的第二反应罐；
用于将第一板式压滤机处理所得固体滤渣转运至所述第二反应罐的第一转运机构；
与第二反应罐相连通的缓冲罐；
与缓冲罐连接的第二板式压滤机；以及
用于转运第二板式压滤机处理所得固体滤渣的第二转运机构。
优选地，所述装置还包括一分别与第一反应罐和第二板式压滤机连接的蒸发机构，所述蒸发机构用于蒸发浓缩造纸黑液稀液或第二板式压滤机处理所得滤液并将浓缩后的液体输送至第一反应罐中。
优选地，所述装置还包括一分别与蒸发机构和第一板式压滤机连接的储存罐。
优选地，所述搅拌机构为搅拌桨。
优选地，所述第一转运机构和第二转运机构均为输送带。
本发明还提供了一种由造纸黑液提取分离木质素的方法，包括如下步骤：
a）将含有CO2、H2S、SO2和NOx的碱回收尾气通入造纸黑液中进行木质素沉淀，得到第一反应液；
b）将第一反应液进行固液分离，得到第二液体和第二固体；
c）将第二固体溶解于酸性溶液中，得到第三反应液；
d）将第三反应液进行固液分离，得到第四液体和含有木质素的第四固体。
优选地，该方法还包括：将第二液体进行蒸发浓缩再将所得浓缩液合并至造纸黑液的步骤。
优选地，在步骤a）之前还包括：将造纸黑液进行蒸发浓缩的步骤。
本发明的由造纸黑液提取分离木质素的装置及方法利用碱回收锅炉尾气中的CO2、SO2等酸性气体对黑液进行处理使木质素以沉淀形式析出，虽然对于整个制浆系统产生的氮、硫的脱除没有实质上的帮助，但能使一部分氮、硫氧化物部分停留在木质素提取系统，从而缓解了尾气处理的负荷，达到“以废治废”的效果，同时整个制浆系统并未引入新的杂质，生产工艺不需做太大调整。
附图说明
图1是本发明实施例的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术中木质素的提取主要有酸析法、碱法、徐凝沉淀法等。其中，无机酸析法通常用H2SO4、HCl或烟道气中的CO2、SO2调节造纸黑液的pH（通常调整至5以下），使碱性溶液中的木质素酚钠脱去钠离子而成为不溶性木质素沉淀析出，并进行相应的后处理。碱析法通过加入能与木质素中酚羟基、醇羟基、羧基、羰基等官能团发生螯合作用的金属（过渡金属）离子从而形成水不溶性螯合大分子结构而沉淀出来。絮凝沉淀法通过加入阳离子吸附剂电性中和破坏木质素胶体的稳定性从而使木质素絮凝沉淀下来。
不同于现有技术中的上述方法，本发明实施例的木质素提取方法采用酸析法，即先将从碱回收炉出来的富含CO2及少量H2S、SO2、NOx等酸性气体的烟气导入需处理的黑液中使木质素沉淀出来，然后采用板框压滤进行固液分离，滤液与稀黑液合并进蒸发器，滤饼用pH2.5的洗水及硫酸重新打浆再次采用板框压滤进行固液分离，洗水部分入蒸发器、部分回用打浆。二次板框压滤得到的木质素滤饼进行简单的干燥处理使含水量低于20%（wt）后进行生物质气化处理或不作干燥处理直接进行改性处理使其能在其它领域中得以应用，充分发挥木质素的作用创造更大的利用价值。
为了配合上述提取方法，本发明提供了由造纸黑液提取分离木质素的装置100，请参阅图1所示，展示了本发明的一个优选实施方式的由造纸黑液提取分离木质素的装置100的结构示意图。本说明书所附图式所绘的由造纸黑液提取分离木质素的装置100及其相关结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小、数量的调整，在不影响本发明的由造纸黑液提取分离木质素的装置100所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所覆盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”和“一”等的用语，仅为了便于叙述清楚，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明实施例提供了一种由造纸黑液提取分离木质素的装置100，如图1所示，包括：第一反应罐101、第一板式压滤机102、第二反应罐103、第一转运机构104、缓冲罐105、第二板式压滤机106、第二转运机构107、蒸发机构108和储存罐109，其中，第一反应罐101用于容纳造纸黑液，第一板式压滤机102与第一反应罐101相连接；第二反应罐103内设有搅拌机构103a；第一转运机构104用于将第一板式压滤机102处理所得固体滤渣转运至所述第二反应罐103；缓冲罐105与第二反应罐103相连通；第二板式压滤机106与缓冲罐105连接；第二转运机构107用于转运第二板式压滤机106处理所得固体滤渣；蒸发机构108分别与第一反应罐101和第二板式压滤机106连接，蒸发机构108用于蒸发浓缩造纸黑液稀液或第二板式压滤机106处理所得滤液并将浓缩后的液体输送至第一反应罐101中；储存罐109分别与蒸发机构108和第一板式压滤机102连接。进一步地，搅拌机构103a可以为搅拌桨，第一转运机构104和第二转运机构107均为输送带。
本发明实施例提供的由造纸黑液提取分离木质素的方法主要利用碱回收锅炉尾气中的CO2、SO2等酸性气体对黑液进行处理使木质素以沉淀形式析出，虽然对于整个制浆系统产生的氮、硫的脱除没有实质上的帮助，但能使一部分氮、硫氧化物部分停留在木质素提取系统，从而缓解了尾气处理的负荷，同时整个制浆系统并未引入新的杂质，生产工艺不需做太大调整，具体地，该方法包括如下步骤：
步骤1：将造纸黑液进行蒸发浓缩的步骤；
步骤2：将含有CO2、H2S、SO2和NOx的碱回收尾气通入造纸黑液中进行木质素沉淀，得到第一反应液；
步骤3：将第一反应液进行固液分离，得到第二液体和第二固体；
步骤4：将第二液体进行蒸发浓缩再将所得浓缩液合并至造纸黑液；
步骤5：将第二固体溶解于酸性溶液中，得到第三反应液；
步骤6：将第三反应液进行固液分离，得到第四液体和含有木质素的第四固体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。