摘 要:我公司壓榨液堿回收應用納濾系統(tǒng),納濾膜氫氧化鈉回收率達到50-70%,由于納濾膜濃縮黑液中半纖維素含量最高限為60克/升,濃縮倍數(shù)受到限制,導致了濃縮液中存在大量氫氧化鈉不能回收。本文采用電滲析來進行濃縮液的堿回收試驗,使得氫氧化鈉回收率達到了98%,提高了氫氧化鈉回收利用率,同時還能得到純凈度高的半纖維素液體。
關鍵詞:濃縮液;氫氧化鈉;均相膜
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.024
電滲析是膜分離過程中較為成熟的一項技術,已廣泛地應用于苦咸水脫鹽,是世界上某些地區(qū)生產(chǎn)淡水的主要方法。由于新開發(fā)的荷電膜具有更高的選擇性、更低的膜電阻、更好的熱穩(wěn)定性相化學穩(wěn)定性以及更高的機械強度、使電滲析不僅限于應用在脫鹽方面,而且在食品、醫(yī)藥及化學工業(yè)中,電滲析還有許多其他的工業(yè)應用,如工業(yè)廢水的處理,主要包括從酸液清洗金屬表面所形成的廢液中回收酸和金屬;從電鍍廢水中回收重金屬離子;從合成纖維廢水中回收硫酸鹽;從紙漿廢液中回收亞硫酸鹽等。
本文利用電滲析來進行納濾濃縮液的堿回收試驗,以檢驗電滲析在堿液回收中的可適用性。
1 試驗部分
1.1 原料
納濾膜濃縮液:半纖維素含量80克/升 氫氧化鈉含量 55克/升。
濃縮室:軟水。
極液室:2%硫酸鈉溶液。
1.2 試驗設備
磁力泵3臺(料液側、回收液側、極液側各1臺),均相膜電滲析器(100*200)1臺,膠皮管數(shù)段,構架一個,直流電源1臺,兩個進料桶,秒表一個。
1.3 試驗原理
在極室裝入2%硫酸鈉溶液作為極液,濃縮室和淡化室分別裝入一定體積的純水和廢堿液,濃水、淡水、極水按一定流量分別進入相應的膜室中循環(huán)處理,在外加直流電場的作用下,濃水、淡水中的溶質離子定向遷移,完成濃縮和淡化,直到得到合格的淡水、濃水。
1.4 試驗步驟
(1)組裝電滲析器,檢查有無外漏內(nèi)串情況,連接好設備。
(2)啟動磁力泵,試運行,沒問題后停磁力泵,配料,調整參
數(shù)。
(3)開啟磁力泵電源,調節(jié)流量進料40l/h,電極液流速20l/h,穩(wěn)定后開啟電源,并開始計時,記錄初始的料液體積、濃度、電流電壓等數(shù)據(jù),開始試驗,隨時記錄時間和電流電壓變化情況。
(4)待淡化室中堿含量小于3克/升時,關閉電滲析器電源停掉磁力泵。
2 試驗結果
方案:淡化液 1.2L (55克/升氫氧化鈉 半纖維素 80克/升)。
濃縮液 0.3L ( 軟水)。
試驗目標:濃縮液氫氧化鈉濃度達到100克/升,淡化液3克/升 。
試驗數(shù)據(jù):
3 試驗結論
(1)該試驗裝置能夠較好的實現(xiàn)5%氫氧化鈉料液的分離,濃縮至10%;
(2)按淡化(5%氫氧化鈉廢液):濃縮(純水)=4:1進料,淡化至氫氧化鈉含量5克/升、濃縮至氫氧化鈉含量100克/升,淡化室往濃縮室的滲水量為濃水體積的76.7%,實驗過程中所用平均膜對電壓為0.91V,平均電流密為315A/㎡, 電流效率為63.92%,單位料液耗電38.14kW/h。
4 應用前景
本電滲析器使用的耐堿膜的耐堿度為100克/升,而堿液中半纖維素的含量最高可達200克/升。針對這樣的特性,可以組合納濾膜進行堿回收和半纖分離。納濾膜適用高濃度堿液的回用,而電滲析可以將納濾膜的濃縮液加水稀釋后進行深度分離回收。這樣能將氫氧化鈉最大限度回收,而得到的半纖維素溶液中含堿5克/以下,對于半纖維素的深加工木糖、低聚糖及其他高附加值產(chǎn)品提供優(yōu)良的原料。為堿法漿應用的堿回收提供新的思路,為半纖維素深加工提供良好的前景。
作者簡介:張浩紅(1973-),男,河北灤南人,大專,助理工程師,從事粘膠生產(chǎn)與研發(fā)工作。