木质素提取设备及木质素

造纸黑液资源综合利用研究分析

一.造纸黑液

造纸黑液是利用木材.竹片.芦苇.棉杆.糖渣.稻草等为原料,经过高温蒸煮或生物冷浸等方法，将制好的浆料通过机械挤压使浆液分离，浆料送入制浆车间制浆造纸，分离出的酱红色液体即为黑液。

黑液中的主要成份：木质素，还原糖类有机酸及生物碱和钠盐等，其中的木质素为主要成份。木质素(lignin)是一种广泛存在于高等植物体细胞壁中的多聚酚类,地球上每年可通过植物的光合作用合成约500亿t。工业木质素主要来源于制浆造纸工业的废液,每年产量约为5000万t,其中只有很少一部分得到有效利用,大部分排入江河或烧掉,有效地利用木质素具有重大经济价值和深远社会意义。木质素是一类以苯丙烷单体为骨架，具有网状结构的高分子聚合物，其主要功能基为甲氧基，酚羟基醇羟基，羧基等，因此木质素具有类似酚一样的性质，在碱性溶液中溶解，在酸性溶液中沉淀析出。

目前我国的绝大部分造纸企业在造纸过程中主要使用烧碱，亚硫酸铵，亚钠生物浸泡等方法制浆，必然产出大量的造纸黑液。由于黑液中酸基和羧基等活性基因的存在和亲水性的特性，排放河湖泊中的黑液很快产生酶变，成严重污染威协到了我们人类赖以生存环境。

二．木质素的生产工艺

世界上没有绝对的废品，只有放错了地方的资源。黑液严重污染环境，但是将它综合利用制成产品，是不可多得的宝贵资源。进入21世纪后我国广大的科技人员在黑液中提取了木质素磺酸盐，磺酸钙，磺酸钠，结合剂，分散剂，偶联剂，活性剂等具有广泛市场前景的化工产品，适应多个生产领域。（木质素）这个新兴产品市场正在逐步形成。

我公司的广大科研人员经精心研究不断分析探索汇聚各家之长，独辟奚径，研制出一种真空低温快速浓缩提纯，高速离心喷雾干燥的新工艺，经不断完善创新使该工艺设备得到了国内**水平，获得了河南省重大科技攻关项目提名和多项国家专利批准。 

 该工艺设备，由挤出黑液浓缩到干燥出产品，系列化生产，工艺先进，科技含量高，生产成本低，效益高，（每吨干粉成本在800元左右，而每吨产品市场售价在1800-2600元左右）是实现造纸污水零排放的必须设备，是治理污染并获得*佳经济效益的关键设备，实践中开创了处理污水黑液的利润超过造纸利润的先河。

设备技术要求

1设备总高6500 mm        2设备容积7立方

3设备直径2400mm         4耐压实验5㎏

5真空度0.08-0.1兆帕               6循环水压力3.2㎏

7循环水温度≤35℃            8工作压力常压

9温度控制自动        10液体介质输入 自吸

浓缩设备工艺图：

浓缩设备安装图：

木质素产品干燥

经浓缩后的黑液,固含量一般在40-50%之间,是液体物品干燥*佳浓度。

一般选用LPG系列离心喷雾干燥机和ZRM系列直接式燃煤热风炉即可满足蒸发干燥产品需要.

干燥原理:空气经过热风炉加热后产生的热空气从热风分配器产生均匀旋转的气流进入干燥室内,物料通过高速旋转的雾化盘,产生分散微细的料雾,料雾与旋转的热空气接触,水分迅速蒸发,在极短的时间料液得到干燥.

 该设备的主要特点:料液雾化比表面积大，瞬间蒸发快,颗粒粒度大小可调节,适合与各种溶液。乳浊液,悬浊液,糊状液等流动性好的液状物干燥.

 干燥设备安装图：

根据我们近年来的多次实践每生产1吨纸所产生的木质素干粉按原料不同产生的比例是：木浆棉杆浆为18.9%,竹子芦苇糖渣18.1%,草浆为17%。按制浆的方法不同木质素的析分率为蒸球88%,生物酶82%,冷浸泡63%,通过机械挤浆挤出的黑液浓度一般在5婆梅度左右,挤出黑液量占总含量的75-80%,也就是说每生产5.5-6吨纸既可获得木质素干粉一吨,用黑液水来计算20吨左右既可产出一吨木质素干粉.在处理污水的同时还可以得到可观的经济效益。

干燥设备工艺图：

三．木质素的用途；

  木质素磺酸钙是从木材中提取的一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为棕黄色粉末状物，气味芳香，分子量一般在800－100000之间，具有很强的分散性、粘结性、螯合性。被广泛用做水泥减水剂、农药悬浮剂、陶瓷或耐火材料增塑剂、水煤浆分散剂、选矿分散剂、皮革鞣革剂、炭黑造粒剂，橡胶补强剂等   主要用途：
    1、用作混凝土减水剂：掺水泥重量的0.2-0.3%，可以减少用水量10-15%以上，改善混凝土和易性，提高工程质量。夏季使用，可抑制坍落度损失，一般都与高效减水剂复配使用。
    2、用作选矿浮选剂和冶炼矿粉粘结剂，冶炼业用木质素磺酸钙与矿粉混合，制成矿粉球，干燥后放入窑中，可提高冶炼回收率。
    3、耐火材料：制造耐火材料砖瓦时，使用木质素磺酸钙做分散剂和粘合剂，能改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果。
    4、陶瓷：用于陶瓷制品可以降低碳含量增加生坯强度，减少塑性粘土用量，泥浆流动性好，提高成品率70－90%，烧结速度由70分钟减少为40分钟。
    5、其它：木质素磺酸钙还可用于精炼助剂，铸造，水煤浆分散剂，农药可湿性粉剂加工，型煤压制，道路、土壤、粉尘的抑制，制革鞣革填料，炭黑造粒，饲料粘合剂等方面。

木质素磺酸钙（简称木素磺酸钙或木钙），硫酸盐废液的主要成分，是经先进的生产技术加工制成的具有咖啡色的粉末状固体，极易溶解于水。它是一种高分子电解质其分子量由1，000-100000。其中10000-40000的分散性尤其有效，普通性的木素磺酸盐，它具有分枝的和交联的分子结构。

     木质素磺酸钙具有强力的分解性、粘结性、蟹合性。如上所述由于木质素磺酸钙的分子量的不同，具有不同程度的分散性，木素磺酸钙有水溶性亲液胶体性质，质点上带有电荷，是一种表面活性物质，能吸附在各种固体质点的表面上，更因它是强酸性所成的盐，所以可以进行离子交换作用，再者因为在木素磺酸的组织结构上存在着有各种活性基，更能产生内在的聚合作用或与其它化合物发生缩合作用。

      基于木质素磺酸钙具有上述的各种特性，所以可作为混凝土减水剂。水泥料浆稀释剂、砂型加固剂、农药乳化剂、选矿分散剂、皮革预鞣剂、陶瓷或耐火材料增塑剂、油井或水坝灌浆凝胶剂……等等。目前木素磺酸钙已在我国建筑、水电、冶金、石油、采矿、陶瓷等工业，得到广泛的应用