AT519059A1 - Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen - Google Patents
Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen Download PDFInfo
- Publication number
- AT519059A1 AT519059A1 ATA50780/2016A AT507802016A AT519059A1 AT 519059 A1 AT519059 A1 AT 519059A1 AT 507802016 A AT507802016 A AT 507802016A AT 519059 A1 AT519059 A1 AT 519059A1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- separation
- product
- dissolved solids
- stream
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 7
- 230000029087 digestion Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 24
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract 3
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 22
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 abstract description 2
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 16
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000004182 chemical digestion Methods 0.000 description 6
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 description 5
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 4
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N d-xylitol Chemical compound OC[C@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- HFVMEOPYDLEHBR-UHFFFAOYSA-N (2-fluorophenyl)-phenylmethanol Chemical compound C=1C=CC=C(F)C=1C(O)C1=CC=CC=C1 HFVMEOPYDLEHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0007—Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0003—General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0042—Fractionating or concentration of spent liquors by special methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0085—Introduction of auxiliary substances into the regenerating system in order to improve the performance of certain steps of the latter, the presence of these substances being confined to the regeneration cycle
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/04—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/10—Concentrating spent liquor by evaporation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Paper (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentration des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit geringem Molekulargewicht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen des Hemizellulose-Abscheidungsprozesses bei einzelnen Trenn- /Reinigungsstufen getrennt eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellung des pH-Werts. Weiters betrifft die Erfindung eine Anlage für die Durchführung des Prozesses. Mit einem derartigen Verfahren und einer derartigen Anlage ist es möglich, einen Großteil der gelösten Feststoffe - insbesondere Xylan und andere Hemizellulosen - zurückzugewinnen.
Description
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Hemizeiluiosen aus Biomasse-Äufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentration des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit geringem Molekulargewicht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen des Hemizellulose-Abscheidungsprozesses bei einzelnen Trenn/Reinigungsstufen getrennt eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellung des pH-Werts.
Weiters betrifft die Erfindung eine Anlage für die Durchführung des Prozesses. Mit einem derartigen Verfahren und einer derartigen Anlage ist es möglich, einen Großteil der gelösten Feststoffe - insbesondere Xylan und andere Hemizeiluiosen - zurückzugewinnen.
2674 ΛΓ / 10
VERFAHREN ZUR ABTRENNUNG VON HÄLBZELLULOSEN AUS BIOMASSEAUFSCHLUSSPROZESSWÄSSER ODER VERBRAUCHTEN LAUGEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Haibzeiiuiosen aus BiomasseAufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentration des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit geringem Molekulargewicht.
In den vergangenen Jahrzehnten wurden große Anstrengungen zur Entwicklung von Verfahren zur Abtrennung wertvoller Bioprodukte aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser (Siebwasser aus der thermomechanischen Zelistoffproduktion (TMP), Bleichpressate) - und verbrauchten Laugen (alkaline Vorhydrolyse, alkaline Extraktion von Kraftzellstoffen für Chemiefaserzellstoffe) unternommen, insbesondere betreffend die Abscheidung von Lignin und Haibzeiiuiosen. Jedoch werden die extrahierten polymeren Haibzeiiuiosen (beispielsweise Xylo-Oligosaccharide (XOS)) auf konventionelle Weise weiter in Zucker umgewandelt, und diese ihrerseits entweder in Biobrennstoffe (beispielsweise Ethanol) oder In andere alkaline Chemikalien wie Bernstein- und Milchsäure. Letztere werden in der chemischen Industrie zur polymeren Synthese, beispielsweise für Polymilchsäure (PLA) verwendet. Im Ultrafiltrationsprozess war der zur Aufkonzentration des Abwassers zur Verfügung stehende Durchsatz (Fluss) sehr gering. So konnte zum Zeitpunkt des Erreichens dieser Aufkonzentration bei einem Durchsatz von nur 10-15 l/m2h oder darunter ein Feststoffgehait von ca.
- 3% erzielt werden. Ein solches Verfahren konnte aufgrund der großen für die ÜltrafiltratIon erforderlichen Ausrüstungen und der immer noch relativ niedrigen Konzentration des Produkts insbesondere zur weiteren thermischen Aufkonzentration und/oder Behandlung - nicht industriell genutzt werden. Dieser geringe Durchsatz ist hauptsächlich auf die Verschmutzung der Uitrafiltrationsaggregate zurückzuführen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen des HalbzelluioseAbscheidungsprozesses bei einzelnen Trenn-ZReinigungsslufen getrennt eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellung des pH-Werts. Durch diese Maßnahmen können ein hoher Durchsatz (Flussrate) und Produktkonzenlration erreicht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des eingehenden Abwasserstroms auf pH 8 - 11 eingestellt wird. Durch eine solche Maßnahme wird eine gute Abtrennung der Fasern, gelösten Feststoffe und Haibzeiiuiosen ermöglicht.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des klaren Flüssigkeitsstroms nach Abscheidung der Grobteiie der gelösten Feststoffe auf pH 8 -11, vorzugsweise pH 9,0 - 9,5 eingestellt wird. Mit dieser Einstellung wird die Verschmutzung der Filteroberfiächen, insbesondere der Membrane, deutlich reduziert.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung Ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Abscheidung der anorganischen Salze der pH-Wert auf 4,0 - 4,5 eingestellt wird. Eine solche Einstellung des pH-Werts
2674 AT
2/10 verhindert die Bindung von Natriumionen an die Haibzelluiosen, und diese können somit leicht abgetrennt werden.
Eino vorteilhafte Verbesserung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das mit Halbzeliulose angereicherte Endprodukt nach Abtrennung der Asche einen Trockengehalt von 15-30% aufweist. Dies ermöglicht eine kostengünstigere nachfolgende thermische Abtrennungsbehandiung.
Weiters betrifft die Erfindung eine Anlage zur Abtrennung von Halbzellulosen aus BsomasseAufschiussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Aggregaten zur Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentrafion des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit geringem Molekulargewicht. Dies ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leitung zur Zugabe von Chemikalien zur Einstellung des pHWerts vorgesehen ist. Auf diese Weise können hohe Durchsätze und Konzentrationen erzielt werden.
Eine vorteilhafte Verbesserung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einzelnen Trennr'Reinigungsaggregaten eine Leitung zur Zugabe von Chemikalien vorgesehen ist. So kann der optimale pH-Wert für die Abtrennung und die Reinigung eingestellt werden.
Eme vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregate zur Abtrennung der gelösten Feststoffe als mechanische Trennvorrichtungen - wie beispielsweise Zentrifugen, Filier oder ähnliche Vorrichtungen --- ausgeführt sind. Auf diese Weise kann der Hauptanteii der Fasern abgetrennt und auf einfache Weise eventuell wieder verwendet werden.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Membranfilter als Aufkonzentrationsaggregate vorgesehen sind. Diese Filter sind in der Lage, die gelösten Feststorfe in hohem Verhältnis abzutrennen.
Eine vorteilhafte Verbesserung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Membranfilter als Reinigungsaggregate, beispielsweise für die Ascneabscheidung, vorgesehen sind. Die entsprechende Produktreinheit kann mit dem gewünschten Niveau erreicht werden.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung Ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufkonzentrafion des Produkts ein thermisches Trennaggregat vorgesehen ist. de nach Anforderungen kann das Produkt mit einem nur geringen Wasseranteil verkauft und transportiert werden.
Das Blockdiagramm in Fig. 1 zeigt den typischen Aufbau für das vorzugsweise Verfahren,
Dieses Verfahren für die Abtrennung von Haibzelluiosen kann in mechanischen Faserstoffanlagen sowie in Anlagen mit halbchemisehem und chemischem Aufschlussverfahren angewendet werden. Es eignet sich zum Einbau In bestehende Anlagen oder für Umbauprojekte. Das Verfahren ist für Prozesswasser aus Aufschlussanlagen für Biomasse, Hartholz (Xyiane) und Weichholz
2674 AT 2
3/10 (Galactoglucomannane, GGM) und in der Behandlung verbrauchter Laugen, bei denen eine alkaline Behandlung oder Wasserextraktion aus Biomasse bei hoher Temperatur verwendet wird, einsetzbar.
Typische Aufschlussanlagen zur Abtrennung der Halbzelluiose aus dem Prozesswasser, Bieichanlagen und verbrauchte Laugen sind:
Hartholz-Kraftzeilstoffaniagen mit aikaliner Vorhydroiyse
Hartholz-Kraftzeiistoffariiagen mit einer alkaiinen Extraktionsstufe vor oder nach der Bleichung
Hartholz-NSSC-halbchemische Zellstoffaufschlusslinien Harthoiz-Grünlaugen- halbchemische Zelistoffaufschiussiinien Mechanische und halbchemische Zelistoffaufschiussiinien für einjährige Pflanzen (Bagasse, Kenaf, etc.)
Siebwasser aus TMP-Verfai nen
APMP-Hartholziinien
BCTMP-Harthoizaufschlussverfahren
Beim eingehenden Strom A in Fig. 1 kann es sich um ein beliebiges, Halbzelluiose enthaltendes Abwasser aus einer beliebigen mechanischen oder halbchemischen Aufschlussanlage handeln, beispielsweise um Siebwasser oder Pressat oder Filtrat oder auch Schwarzlauge aus Zeilstoffwaschan'agen, normalerweise mit einer Temperatur von beispielsweise 60 - 90°C. Der eingehende, mit einem hohen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) belastete Strom A wird nach dem derzeitigen Stand der Technik als „Abwasser“ üblicherweise in eine Abwasserbehandlung geleitet.
Für das Verfahren nach der Erfindung wird der pH-Wert durch Strom B auf pH 8-11 eingestellt. Nach der ersten Einstellung des pH-Werts - Strom C mit groben gelösten Feststoffen, die bei der Wäsche nicht zurückgehalten werden, wie Fasern und Faserteilchen und Teilchen größer als > 10 pm - werden im ersten Prozessschritt I abgeschieden, wobei einige Trennaggregate auch für die Abscheidung von Teilchen > 5 pm ausgelegt sind.
Prozessschritt I kann mit mechanischen Trennausrüstungen wie Filtrationsaggregaten oder Zentrifugen (beispielsweise einer Dekanterzentrifuge) ausgeführt werden. Die Verwendung beispielsweise einer Dekanierzentrifuge ist für APMP-Anlagen ohne bestehendes Faserrückgewinnungssystem (beispielsweise einen Scheibenfilter zur Faserrückgewinnung), mit dem Faserfragmente, Feinstoffe und andere gelöste Feststoffe aus dem Pressat von Schneckenpressen nach einer alkaiinen Peroxldbtoichsiufe abgeschieden werden können, notwendig. Sn diesem Fall wird die Dekanterzentrifuge zur Entfernung der gelösten Feststoffe eingesetzt. Für APMP-Linien mit bestehendem Faserrückgewinnungssystem (also beispielsweise mit einem Scheibenfilter zur Faserrückgewinnung), mit dem Faserfragmente, Feinstoffe und andere gelöste Feststoffe aus dem Pressat aus Zelistoffwaschvorrichtungen (beispielsweise Schneckenpressen) nach einer alkaiinen Peroxidbleichstufe abgeschieden werden können, ist der Einsatz einer Dekanterzentrifuge optional oder kann entfallen.
2674 AT 3
4/10
Die klare Flüssigkeit (Strom G) der in Prozessschritt I beispielsweise entweder mit einem
Scheibenfilter oder einer Dekanterzentrifuge abgeschiedenen Grobteile der gelösten Feststoffen, das Abwasser, wird In einem Puffertank gespeichert; dort wird durch Strom H auf pH 8-11 (vorteilhafferweise auf pH 9,0-9,5) eingestellt, um die Halbzellulosen mit hohem Molekulargewicht, welche bei pH < 6-r nach der Neufralisierungsstufe, die bei APMP/BCTMP-Prozessen lypischerwesse nach der Bleichstufe zum Koagulieren und/oder Absorbieren auf hochspezifischen OberflächenFeinstoffen/Partikeln neigen, aufzulösen. In manchen Anwendungen kann die Einstellung des pHWerts nur durch Zugabe der basischen Chemikalien in Strom 8 erfolgen, in anderen Anwendungen kann die Zugabe von Chemikalien, um einen pH-Wert von 8-11, vorzugsweise 9,0 - 9.5, zu erhalten, in Strom H erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, je nach den Eigenschaften des Abwassers und der Trennaggregate, in beiden Strömen B und H Chemikalien zuzugeben.
Nachdem die Halbzeiiuiosen mit hohem Molekulargewicht desorbiert und wieder aufgelöst wurden, wird diese Fraktion in die Flüssigphase des Abwassers - Strom I - eingelefet und in Prozessschritt II übergeieltet; In diesem werden kleinere Teilchen im Bereich > 0 5 ---10 um, beispielsweise sehr feine Biomasse und kolloidale gelöste Feststoffe (beispielsweise Silikate, Harze), abgeschieden.
Für Prozessschritt li können Maschinen und Ausrüstungen wie Zentrifugai-Scheibenseparatoren oder andere Separatoren-Typen oder Mikrofiltrationsaggregate mit Membranen eingesetzt werden.
Nach gründlicher Abscheidung der gelösten Feststoffe und kolloidalen Substanzen nach den Prozessschritten I und II wird das Abwasser J zu Prozessschritt lil, in welchem die Halbzeiiuiosen angereicbert werden, geleitet.
Die Rejektströme aus Prozessschritt I ~ Strom D · und aus Prozessschrift II - Strom E, weiche Fasern und andere gelöste Feststoffe mit einer Partikeigrö&e größer ca. 0,5 pm enthalten, werden gesammelt und können in das System (also die mechanische oder halbchemische Aufschlussanlage oder die Zellstoff- und Papierfabrik, zurückgeieitet werden - Strom F.
in Prozessschritt III - werden üblicherweise Uitrafiftrations-Membranaggregate verwendet, und ein Großteil des Wassers, der Salze und der organischen Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht wird abgeschieden und das Abwasser/Produkf mit einem Faktor von 10-20 aufkonzentriert. Das Permeat aus diesem Prozessschritt - Strom K - das einen wesentlichen niedrigeren CSB (chemischen
Sauerstoffbedarf) aufweist als Strom A, kann so im System (der mechanischen oder haibchemischen Aufschlussanlage oder der Zellstoff- und Papierfabrik) wiederverwendet werden.
Nach Prozessschritt III wird der pH-Wert der aufkonzentrierten Lauge / des Abwassers L. mittels Strom M eingestellt und der sich ergebende Strom N durch den nächsten Prozessschritt IV geführt - dieser wird mit einem Membranaggregat, üblicherweise einer Diafiltration, ausgeführt, wobei Strom N mit
Frischwasser oder Prozesskondensat gewaschen wird - Strom P -und die anorganischen Salze (hauptsächlich Natrium) entsprechend der gewünschten Produktquaiität abgeschieden werden und das Produkt auf den für den/die nachfolgende(n) Prozessschritte ausreichenden Gehalt an Feststoffen weiter aufkonzentriert wird. Unter der Berücksichtigung, dass die meisten Halbzellulosen
2674 AT
5/10 (beispielsweise Xyiane) als Seiienketten Uronsäuren enthalten - diese sind relativ sauer und enthalten an COO'-Gruppen gebundene Natrlumionen - wird der pH-Wert des Stroms L mit Säure, beispielsweise mit Schwefelsäure, Salzsäure, etc. - Strom M - auf pH 4,0-4,5 eingestellt, um eine wirksamere Abscheidung der gebundenen Natriumionen (Na+) zu erzielen und dementsprechend den Aschegehalt des Produkts, wenn nötig, noch weiter zu reduzieren,
Prozessschritt SV kann das Produkt (Strom Q) mit einer Feststoffkonzentration von 20-30% liefern. Sn Prozessschritt SV entsteht überschüssiges Wasser / Permeat 0, und dieses kann zur Verdünnung oder jede andere Verwendung im System, also der mechanischen oder haibchemischen Aufschlussanlage oder der Zellstoff- und Papierfabrik, anstelle von Frischwasser oder anderen Brauchwassern der Fabrik eingesetzt werden. Der aus Prozesssehritt IV abgehende Strom Q 'Wird in Prozessschritt V einer Weiterbehandlung unterzogen; dort werden die Halbzeiiulosen bis zu einer Feststoffkonzentration von 50 -- 80% weiter aufkonzentriert. Dieser Prozessschritt (V) kann üblicherweise eine thermische Separation, beispielsweise eine Verdampfung, bei der hochwertiges Uberschusswasser, typischerweise Kondensat, entsteht - Strom R - sein. Dieses Wasser kann in der Diafillrationsstufe (Schritt IV), zur Verdünnung oder für andere Zwecke im System (der mechanischen oder haibchemischen Aufschlussaniage oder der Zellstoff- und Papierfabrik) anstelle von Frischwasser oder anderen Brauchwassern der Fabrik eingesetzt werden. Die Aufheizung des thermischen Trocknungsaggregats kann mittels Abdampf aus dem Werk erfolgen. Der abgehen.de Strem S aus Prozessschritt V kann ais Produkt verwendet werden, oder er wird je nach den Anforderungen betreffend die die Konzentration des Endprodukts (beispielsweise 80-30% Trockensubstanz) In einem weiteren Prozessschritt VI, dies kann ein Trocknungsaggregat, beispielsweise ein Sprühtrockner sein, weiter eingedickt. Das mit Haibzeliuiose angereicherte Endprodukt bat einen Trockengehalt von 50-80% als Schlarom/Suspension, Paste oder Gel - Strom S - oder wenn notwendig, von ca. 80-90% als Pulver - Strom T.
Die Erfindung ist nicht auf die Zeichnung beschränkt, sondern kann das Verfahren auch schon nach Prozessschritt IV enden, wenn der Strom im System weiter verwendet werden kann. Auch überschüssiges Wasser (Strom R) aus Prozessschritt V kann statt Frischwasser für Strom P aus Prozessschritt IV wiederverwendet werden.
2674 AT
6/10
Claims (10)
- Ansprüche1. Verfahren zur Abtrennung von Hemizeliulosen aus BiomasseAufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentration des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit gerngem Molekulargewicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen des Hemizellulose-Abscheidungsprozesses bei einzelnen Trenn-ZReinigungsstufen getrennt eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellung des pH-Werts.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des eingehenden Abwasserstroms (A) auf pH 8 - 11 eingestellt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des klaren Flüssigkeitsstroms (G) nach Abscheidung der Grobtelle der gelösten Feststoffe auf pH 8 -11, vorzugsweise pH 9,0 - 9,5 eingestellt wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass vor Abscheidung der anorganischen Salze der pH-Wert auf 4,0 - 4,5 eingestellt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Hemizellulose angereicherte Endprodukt nach Abtrennung der Asche einen Trockengehalt von 15-30% aufweist.
- 6. Anlage zur Abtrennung von Hemizeliulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen, mit Aggregaten zur Abscheidung der gelösten Feststoffe, Aufkonzentration des Produkts und Reinigung des Produkts durch Abscheidung der anorganischen Salze und Substanzen mit geringem Molekulargewicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leitung zur Zugabe von Chemikalien zur Einstellung des pH-Werts vorgesehen ist.
- 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Trenn/Reinlgungsaggregat eine Leitung zur Zugabe von Chemikalien vorgesehen ist.
- 8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregate zur Abtrennung der gelösten Feststoffe als mechanische Trennvorrichtungen - wie beispielsweise Zentrifugen, Filter oder ähnliche Vorrichtungen -- ausgeführt sind.
- 9. Anlage nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass Membranfilter als Aufkonzentrationsaggregate vorgesehen sind.
- 10. Anlage nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass Membranfilter als Reinigungsaggregate, beispielsweise für die Ascheabscheidung, vorgesehen sind.2574 AT7/102574 AT8/10
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50780/2016A AT519059B1 (de) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen |
| US16/326,769 US10870947B2 (en) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors |
| RU2019106210A RU2713239C1 (ru) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Способ выделения гемицеллюлоз из технологических вод процесса преобразования биомассы в волокнистую массу или отработанных щелоков |
| EP17748707.1A EP3507415B1 (de) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Verfahren zur isolierung von hemicellulosen aus biomasse-aufschlussverfahren oder ablaugen |
| AU2017318207A AU2017318207B2 (en) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors |
| PCT/EP2017/069032 WO2018041488A1 (en) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors |
| CA3035614A CA3035614C (en) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors |
| BR112019001781-0A BR112019001781B1 (pt) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | Processo para isolamento de hemiceluloses de águas de processos de polpação de biomassa ou soluções esgotadas |
| CN201780053705.1A CN109642394B (zh) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | 从生物质制浆工艺水或废液中分离出半纤维素的方法 |
| JP2019512192A JP6752359B2 (ja) | 2016-09-02 | 2017-07-27 | バイオマス・パルプ化のプロセス水または廃液からヘミセルロースを単離する方法 |
| NZ750018A NZ750018B2 (en) | 2017-07-27 | Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors | |
| CL2019000545A CL2019000545A1 (es) | 2016-09-02 | 2019-03-01 | Proceso para el aislamiento de hemicelulosas de aguas de proceso de pulpa de biomasa o de licores agotados. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50780/2016A AT519059B1 (de) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT519059A1 true AT519059A1 (de) | 2018-03-15 |
| AT519059B1 AT519059B1 (de) | 2018-07-15 |
Family
ID=59523096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50780/2016A AT519059B1 (de) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10870947B2 (de) |
| EP (1) | EP3507415B1 (de) |
| JP (1) | JP6752359B2 (de) |
| CN (1) | CN109642394B (de) |
| AT (1) | AT519059B1 (de) |
| AU (1) | AU2017318207B2 (de) |
| BR (1) | BR112019001781B1 (de) |
| CA (1) | CA3035614C (de) |
| CL (1) | CL2019000545A1 (de) |
| RU (1) | RU2713239C1 (de) |
| WO (1) | WO2018041488A1 (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111943994B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-02-01 | 上海昶法新材料有限公司 | 利用溶解浆预蒸煮废液制备木糖的方法 |
| CN111961695B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-07-29 | 上海昶法新材料有限公司 | 利用溶解浆预蒸煮废液制备低聚糖的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050061457A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-03-24 | Roman Skuratowicz | Process for preparing purified fractions of hemicellulose and cellulose-hemicellulose complexes from alkali treated fiber and products made by the process |
| CN103541260A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-01-29 | 宜宾海丝特纤维有限责任公司 | 一种从制浆黑液中回收半纤维素的方法 |
| WO2014193289A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Kiram Ab | A method for the treatment of spent pulping liquor for the removal and production of a lignin containing product |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470876A (en) * | 1982-07-22 | 1984-09-11 | Beaupre Marc F | Kraft overload recovery process |
| FI115978B (fi) * | 2000-11-16 | 2005-08-31 | Ciba Sc Holding Ag | Menetelmä ei-kuitupitoisten ainesten ottamiseksi talteen puumateriaalista |
| AT413697B (de) * | 2001-11-07 | 2006-05-15 | Andritz Ag Maschf | Verfahren zur behandlung säurehältiger abwässer |
| WO2004013409A1 (en) | 2002-07-25 | 2004-02-12 | Coffin World Water Systems | Apparatus and method for treating black liquor |
| FI120045B (fi) * | 2005-12-22 | 2009-06-15 | Roal Oy | Selluloosamateriaalin käsittely ja siinä käyttökelpoiset entsyymit |
| JP2011019489A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Hbi Kk | 水溶性ヘミセルロースの調製方法 |
| US20120196233A1 (en) | 2011-02-01 | 2012-08-02 | Yonghao Ni | Recovery of dissolved organics from lignocellulosic solutions |
| CA2836839A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Liquid Lignin Company, Llc | Process for producing furfural from black liquor |
| CN102838693A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | 北京林业大学 | 从生物质中分离纯化直链半纤维素和支链半纤维素的方法 |
| US20130115653A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | Thesis Chemistry, Llc | Method for producing biobased chemicals from woody biomass |
| WO2016033456A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | University Of Tennessee Research Foundation | Comprehensive process for selectively separating lignocellulosic biomass into purified components with high yield |
| CN104558632B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-01-11 | 山东龙力生物科技股份有限公司 | 一种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的方法 |
| US11154087B2 (en) * | 2016-02-02 | 2021-10-26 | R.J. Reynolds Tobacco Company | Method for preparing flavorful compounds isolated from black liquor and products incorporating the flavorful compounds |
| CN105714590B (zh) * | 2016-04-15 | 2017-10-31 | 广西科学院 | 从造纸黑液中分离木质素和半纤维素并回收碱液的方法 |
| DE102016219719B3 (de) * | 2016-10-11 | 2018-01-25 | Clariant International Ltd. | Verfahren zur Gewinnung von Cellulose, Hemicellulose und Lignin aus Lignocellulose aus pflanzlicher Biomasse |
-
2016
- 2016-09-02 AT ATA50780/2016A patent/AT519059B1/de active
-
2017
- 2017-07-27 WO PCT/EP2017/069032 patent/WO2018041488A1/en not_active Ceased
- 2017-07-27 BR BR112019001781-0A patent/BR112019001781B1/pt active IP Right Grant
- 2017-07-27 JP JP2019512192A patent/JP6752359B2/ja active Active
- 2017-07-27 CA CA3035614A patent/CA3035614C/en active Active
- 2017-07-27 AU AU2017318207A patent/AU2017318207B2/en active Active
- 2017-07-27 EP EP17748707.1A patent/EP3507415B1/de active Active
- 2017-07-27 RU RU2019106210A patent/RU2713239C1/ru active
- 2017-07-27 US US16/326,769 patent/US10870947B2/en active Active
- 2017-07-27 CN CN201780053705.1A patent/CN109642394B/zh active Active
-
2019
- 2019-03-01 CL CL2019000545A patent/CL2019000545A1/es unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050061457A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-03-24 | Roman Skuratowicz | Process for preparing purified fractions of hemicellulose and cellulose-hemicellulose complexes from alkali treated fiber and products made by the process |
| WO2014193289A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Kiram Ab | A method for the treatment of spent pulping liquor for the removal and production of a lignin containing product |
| CN103541260A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-01-29 | 宜宾海丝特纤维有限责任公司 | 一种从制浆黑液中回收半纤维素的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019529612A (ja) | 2019-10-17 |
| CA3035614A1 (en) | 2018-03-08 |
| AU2017318207B2 (en) | 2021-07-08 |
| AT519059B1 (de) | 2018-07-15 |
| JP6752359B2 (ja) | 2020-09-09 |
| US20190203416A1 (en) | 2019-07-04 |
| BR112019001781A2 (pt) | 2019-05-07 |
| US10870947B2 (en) | 2020-12-22 |
| CN109642394A (zh) | 2019-04-16 |
| BR112019001781B1 (pt) | 2023-04-11 |
| NZ750018A (en) | 2024-08-30 |
| EP3507415B1 (de) | 2020-04-01 |
| CL2019000545A1 (es) | 2019-05-31 |
| AU2017318207A1 (en) | 2019-02-07 |
| CN109642394B (zh) | 2021-07-30 |
| RU2713239C1 (ru) | 2020-02-04 |
| CA3035614C (en) | 2023-05-16 |
| WO2018041488A1 (en) | 2018-03-08 |
| EP3507415A1 (de) | 2019-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT503610B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines zellstoffes | |
| AU2011263941B2 (en) | Process for the separation of lignins and sugars from an extraction liquor | |
| DE60027765T2 (de) | Verfahren zur herstellung von mechanischer pulpe | |
| DE2946376C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Holzschliff | |
| DE3545386C2 (de) | ||
| WO2013079280A1 (de) | Verfahren zur aufarbeitung einer wässerigen, lignin-enthaltenden lösung | |
| AT519059B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Hemizellulosen aus Biomasse-Aufschlussprozesswasser oder verbrauchten Laugen | |
| CN105339544B (zh) | 生产再生的纤维素和半纤维素的方法 | |
| DE10351292A1 (de) | Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
| EP1753908A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines chemiezellstoffes | |
| EP1798329B1 (de) | Verfahren zur Entfernung von Störstoffen aus einer wässrigen Faserstoffsuspension | |
| WO2007128024A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines zellstoffes | |
| WO2008060452A1 (en) | Process of purifying wood pulp with caustic-borate solution and recovering the purifying chemical | |
| WO1997023279A1 (de) | Verfahren zur reinigung einer mit fadenmolekülen verschmutzten flüssigkeit | |
| CA3127737A1 (en) | Method for lignin purification | |
| RU2800851C2 (ru) | Способ очищения лигнина | |
| DE19532301A1 (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Trockenausschuß einer Papier-, Karton- oder Streichmaschine | |
| WO2007128027A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines zellstoffes | |
| DE2441440C3 (de) | Verfahren zum Aufschließen von Holz | |
| AT21468B (de) | Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von langen spinnbaren und kurzen zur Papierfabrikation sich eignenden Fasern aus Maiskolbendeckblättern. | |
| DE102008051729A1 (de) | Entgasungsverfahren | |
| DE3010501A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von weitgehend natriumchlorid- freiem natriumsulfit |