化纤厂废碱液回收利用工艺研究及设计

发布时间：2023-06-28 02:20

　　本课题针对粘胶纤维生产过程中排放的废碱液,其主要成分是氢氧化钠水溶液,源自原料浆粕的浸渍压榨工序,主要作用是除去浆粕中的半纤维素。当碱液中半纤维素浓度累积到一定程度以后,就必须更换,否则会影响粘胶纤维产品的质量。尽管采用膜分离方法可以实现部分碱液的回收利用,但膜分离排放的浓缩液(富集了半纤维素)还是无法循环利用。针对此问题,我们采用沉淀剂把半纤维素从废碱液中沉淀出来,然后再把沉淀剂和碱液分离,实现了物料全循环利用。根据文献调研结果,选择了乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、叔丁醇、四氢呋喃作为沉淀剂,分别研究了沉淀剂添加量、沉淀剂和废碱液接触时间、温度、混合方式等因素对废碱液中半纤维素脱除效果的影响。结果表明,沉淀剂和废碱液接触时间、温度、混合方式等因素对半纤维素沉淀率影响很小,只有沉淀剂添加量影响显著。在选择的几种沉淀剂中,乙醇效果最好,当乙醇添加量为废碱液体积的三倍时,半纤维素沉淀率稳定在75%左右。除了乙醇和甲醇,其他几种沉淀剂添加量有限制,用量稍大就会导致分相,无法实现半纤维素沉淀分离。用量过小,半纤维素沉淀率很低。但是,采用混合沉淀剂研究表明,在乙醇中加入少量异丙醇或叔丁醇能够显著提高...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 废碱液的产生
    1.3 半纤维素分离的必要性
    1.4 废碱液处理处置国内外研究进展及存在问题
        1.4.1 化学法
        1.4.2 物理化学法
        1.4.3 其他方法
    1.5 本课题的研究内容及研究意义
        1.5.1 本课题的研究内容
        1.5.2 本课题的研究意义
第二章 废碱液中半纤维素分离工艺条件研究
    2.1 半纤维素测定方法
        2.1.1 间接碘量法测定半纤维素
        2.1.2 重量法测定半纤维素
    2.2 废碱液成分分析
        2.2.1 废碱液中氢氧化钠的测定
        2.2.2 废碱液中半纤维素及杂质的测定
        2.2.3 废碱液中氢氧化钠、半纤维素、杂质质量的计算
    2.3 单一沉淀剂半纤维素分离工艺条件试验
        2.3.1 沉淀剂种类对半纤维素沉淀率影响
        2.3.2 沉淀剂添加量对半纤维素沉淀率影响
        2.3.3 沉淀剂和废碱液接触时间对半纤维素沉淀率影响
        2.3.4 温度对半纤维素沉淀率影响
        2.3.5 混合方式对半纤维素沉淀率影响
    2.4 以乙醇为主混合沉淀剂半纤维素分离工艺条件试验
        2.4.1 乙醇-异丙醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响
        2.4.2 乙醇-叔丁醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响
    2.5 以甲醇为主混合沉淀剂半纤维素分离工艺条件试验
        2.5.1 甲醇-异丙醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响
        2.5.2 甲醇-叔丁醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响
    2.6 半纤维素沉淀率和碱回收率的计算
    2.7 结果与讨论
        2.7.1 半纤维素测定方法确定
        2.7.2 废碱液成分分析结果
        2.7.3 沉淀剂种类对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.4 沉淀剂添加量对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.5 沉淀剂和废碱液接触时间对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.6 温度对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.7 混合方式对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.8 乙醇-异丙醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.9 乙醇-叔丁醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.10 甲醇-异丙醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响试验结果
        2.7.11 甲醇-叔丁醇混合沉淀剂对半纤维素沉淀率影响试验结果
    2.8 本章小结
第三章 沉淀剂与碱液分离精馏工艺研究及设计
    3.1 沉淀剂与碱液分离精馏工艺的模拟任务及模拟条件
        3.1.1 沉淀剂与碱液分离精馏工艺的模拟任务
        3.1.2 沉淀剂与碱液分离精馏工艺的模拟条件
    3.2 沉淀剂与碱液分离精馏工艺设计
        3.2.1 单塔精馏工艺
        3.2.2 分割式热泵精馏工艺
        3.2.3 逆流双效精馏工艺
        3.2.4 平流双效精馏工艺A
        3.2.5 平流双效精馏工艺B
        3.2.6 平流三效精馏工艺A
        3.2.7 平流三效精馏工艺B
    3.3 设备计算
        3.3.1 精馏塔计算
        3.3.2 换热器计算
        3.3.3 压缩机和离心泵计算
    3.4 经济核算
        3.4.1 能耗费用
        3.4.2 设备费用
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 乙醇水体系气液平衡方程拟合结果
        3.5.2 最小回流比的确定
        3.5.3 精馏塔理论板数计算结果
        3.5.4 精馏塔有效塔高计算结果
        3.5.5 精馏塔塔径计算结果
        3.5.6 换热器换热面积计算结果
        3.5.7 压缩机和离心泵功率计算结果
        3.5.8 精馏塔物料衡算结果
        3.5.9 能耗计算结果
        3.5.10 能耗费用计算结果
        3.5.11 设备费用计算结果
        3.5.12 节能率计算结果
    3.6 本章小结
第四章 年处理量6万吨废碱液生产装置初步工艺设计
    4.1 废碱液处理回收利用方案流程简述
    4.2 乙醇与碱液分离精馏工艺简述
    4.3 设备计算
        4.3.1 精馏塔计算
        4.3.2 换热器计算
    4.4 经济核算
        4.4.1 能耗费用
        4.4.2 设备费用
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 精馏塔计算结果
        4.5.2 精馏塔物料衡算结果
        4.5.3 换热器计算结果
        4.5.4 能耗计算结果
        4.5.5 能耗费用计算结果
        4.5.6 设备费用计算结果
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3835784