本發(fā)明涉及一種堿回收工藝，具體涉及一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，屬于粘膠纖維生產(chǎn)中的廢物回收技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在粘膠纖維生產(chǎn)過程中，需要用堿溶液通過浸漬方法將原料中的半纖維素溶解出來，否則會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝和成品質(zhì)量產(chǎn)生極其不利的影響。因此，在生產(chǎn)粘膠纖維時(shí)，需要在工藝環(huán)節(jié)中設(shè)置壓榨堿液凈化設(shè)備，從浸漬堿液系統(tǒng)中分離出來一定量的半纖維素。而浸漬過程中會(huì)產(chǎn)生含半纖維素的高濃度廢堿，為降低生產(chǎn)成本，減少堿耗，目前各化纖企業(yè)主要采用透析工藝來分離半纖進(jìn)行堿液回收。但透析工藝回收堿液效率低下，用水量大，并占用較大的建筑面積，已逐步淘汰。近年來迅速發(fā)展起來的膜過濾堿回收技術(shù)有望取代透析工藝進(jìn)行堿液回收，提高產(chǎn)品質(zhì)量和廢液利用率。
如201210486339.8，名稱為“一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢棄堿液的二次處理方法”的發(fā)明專利，該專利將經(jīng)過常規(guī)預(yù)處理的，氫氧化鈉濃度為70~90g/L，半纖維含量60~70g/L的廢棄堿液和除鹽水分別輸送至擴(kuò)散滲析膜堆，進(jìn)行擴(kuò)散滲析，所述的預(yù)處理廢堿液和除鹽水的流量比為1~2:1，擴(kuò)散滲析后將低半纖維素濃度的堿液與高半纖濃度的堿液分離，所述的低半纖維素濃度的堿液回用于生產(chǎn)。201310311779.4，名稱為“一種粘膠纖維生產(chǎn)中的電滲析堿回收工藝”的發(fā)明專利，將經(jīng)預(yù)處理后的廢堿液和除鹽水按1~2∶1的流量比通過泵進(jìn)入膜組件輸送至電滲析膜組器，進(jìn)行電滲析回收堿液，所述經(jīng)預(yù)處理后的廢堿液氫氧化鈉濃度為50~200g/L，半纖維含量為20~150g/L。以上專利均存在廢堿回收不完全，不能實(shí)現(xiàn)堿的深度回收和半纖析出影響膜的通透性等缺點(diǎn)。
文獻(xiàn)“草漿造紙黑液無污染排放治理新方案——雙極膜電滲析法回收堿”（《環(huán)境工程》，2010年6月第28卷第3期），公開了采用雙極膜電滲析法回收草漿造紙黑液中的堿。先用硫酸中和酸析黑液中的木質(zhì)素，或用納濾方案回收木質(zhì)素，然后采用雙極膜電滲析法回收已去除木質(zhì)素的黑液中的酸和堿。文獻(xiàn)中先通過硫酸中和酸析黑液中木質(zhì)素，或用納濾方案之后回收木質(zhì)素，存在需要用先用硫酸中和堿液、電耗成本高缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)粘膠纖維生產(chǎn)中廢堿回收的問題，提出了一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝。通過雙極膜電驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)堿液的深度回收，可使堿回收率提升至95%以上，同時(shí)具備能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，其特征在于：將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
本發(fā)明所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
本發(fā)明的處理對(duì)象為含有半纖維素的廢堿液，主要目的是實(shí)現(xiàn)廢堿液中鈉離子回收，形成純度較高的氫氧化鈉溶液，而廢堿液中的半纖維素則繼續(xù)留在原通道內(nèi)，故而采用雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。在外加電場(chǎng)作用下，雙極膜中間水化層離解出H+和OH-。雙極膜離解出的OH-和透過陽離子交換膜的Na+進(jìn)行結(jié)合，形成NaOH進(jìn)入脫鹽水通道；雙極膜離解出的H+和廢堿液通道的半纖維素根結(jié)合，同時(shí)由于通道內(nèi)的堿含量降低析出半纖維素，將生成的半纖維素進(jìn)行分離，作為副產(chǎn)品。
優(yōu)選地，所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.4-1.5mm，便于物質(zhì)的流通以及降低物質(zhì)遷移電耗。
本發(fā)明進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS（固體懸浮物 ）含量小于10mg/L， NaOH濃度為5-200g/l，半纖濃度為0-60g/L。SS含量若大于10mg/L，則容易形成通道的堵塞；NaOH濃度小于5g/L，則設(shè)備運(yùn)行整體效率低，經(jīng)濟(jì)成本不劃算，濃度大于200g/l，則設(shè)備回收效果不理想，會(huì)導(dǎo)致殘留液中廢堿液含量偏高；半纖維素含量若大于60g/l，會(huì)影響膜通道內(nèi)流速和膜的通透性能，會(huì)導(dǎo)致通道內(nèi)流速降低和膜孔堵塞。
本發(fā)明所述廢堿液和除鹽水的流量比是（1-5）：1，此為最佳流量比，讓更多的鈉離子進(jìn)入到吸收液通道，提高回收效率。
本發(fā)明所述納濾的堿液流量為100-500L/h，保證設(shè)備的有效運(yùn)行。
本發(fā)明所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為50-150V，電流值為 100-500A，電極間距離為 15-20cm，在此范圍內(nèi)可得到最佳的回收率。
在雙極膜電滲析運(yùn)行2-4個(gè)小時(shí)后，通過脫鹽水沖洗的方式對(duì)通道進(jìn)行沖洗，避免析出的半纖影響膜的通透性。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明回收堿液中的堿濃為40-60g/L，半纖濃度小于2g/L，基本無色，有效實(shí)現(xiàn)了堿液與半纖的分離。
2、本發(fā)明雙極膜裝置的廢堿液通道內(nèi)殘留堿的濃度小于5g/L，堿的總回收率大于95%，實(shí)現(xiàn)堿的深度回收，同時(shí)使半纖基本析出。
3、本發(fā)明工藝對(duì)雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為50-150V，電流值為 100-500A，電極間距離為 15-20cm，在此范圍內(nèi)可得到最佳的回收率，同時(shí)，電耗是1500-2000度電/噸堿，能耗小，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
4、本發(fā)明采用直接將納濾之后的含有高半纖維素含量的廢堿液，不需要加入硫酸的方式中和廢堿液中的半纖維素，可以通過雙極膜電滲析方式，即雙極膜和陽膜的組合方式，廢堿液通道內(nèi)的堿含量逐漸降低，半纖維素便隨著堿含量的逐漸降低而析出，不需要加酸進(jìn)行中和，就可以直接析出半纖，直接實(shí)現(xiàn)堿的回收利用和半纖維素的析出，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)堿液的深度回收。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
實(shí)施例2
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
實(shí)施例3
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.4mm。
實(shí)施例4
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是1.5mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為9mg/L， NaOH濃度為5g/l。
實(shí)施例5
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.5mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為8mg/L， NaOH濃度為200g/l，半纖濃度為60g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是1：1。
實(shí)施例6
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是1mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為7mg/L， NaOH濃度為50g/l，半纖濃度為10g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是5：1。
所述納濾的堿液流量為100L/h。
實(shí)施例7
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.8mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為6mg/L， NaOH濃度為100g/l，半纖濃度為30g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是2：1。
所述納濾的堿液流量為500L/h。
實(shí)施例8
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是1.2mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為5mg/L， NaOH濃度為120g/l，半纖濃度為50g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是3：1。
所述納濾的堿液流量為200L/h。
所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為50V，電流值為100A，電極間距離為 15cm。
實(shí)施例9
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是1.2mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為8mg/L， NaOH濃度為100g/l，半纖濃度為20g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是4：1。
所述納濾的堿液流量為200L/h。
所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為150V，電流值為500A，電極間距離為 20cm。
在雙極膜電滲析運(yùn)行2個(gè)小時(shí)后，采用脫鹽水對(duì)通道進(jìn)行沖洗。
實(shí)施例10
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.6mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為6mg/L， NaOH濃度為120g/l，半纖濃度為40g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是3：1。
所述納濾的堿液流量為300L/h。
所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為100V，電流值為 120A，電極間距離為 16cm。
在雙極膜電滲析運(yùn)行4個(gè)小時(shí)后，采用脫鹽水對(duì)通道進(jìn)行沖洗。
實(shí)施例11
一種粘膠纖維生產(chǎn)中的雙極膜堿回收工藝，將除去大顆粒雜質(zhì)后的廢堿液通過納濾膜過濾，將濾液和脫鹽水分別輸送至兩隔室雙極膜裝置的兩個(gè)通道，進(jìn)行電滲析，回收脫鹽水通道內(nèi)的堿液，廢堿液通道析出半纖維素，固液分離，回收半纖維素。
所述的雙極膜裝置為雙極膜和陽離子交換膜的膜組合。
所述雙極膜和陽離子交換膜之間的距離是0.7mm。
進(jìn)入雙極膜裝置的料液中SS含量為6mg/L， NaOH濃度為200g/l，半纖濃度為45g/L。
所述廢堿液和脫鹽水的流量比是2：1。
所述納濾的堿液流量為200L/h。
所述的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為80V，電流值為 300A，電極間距離為 18cm。
在雙極膜電滲析運(yùn)行3個(gè)小時(shí)后，采用脫鹽水對(duì)通道進(jìn)行沖洗。