本课题要求对黑液干粉进行实验室分析与低温热解实验，根据实验数据设计 一个每小时处理 1 吨黑液干粉的低温炭化热解的工艺流程，并评价所设计的工艺 流程的技术经济性能。

1。2 造纸黑液处理技术现状

1。2。1 碱回收技术

1。2。2 膜分离技术

1。2。3  酸析木质素技术

1。2。4  絮凝沉淀氧化技术

。 1。2。5 水煤浆技术

1。2。6  集成膜技术

1。2。7 脱水改性技术

新疆工学院化工系采用了新的脱水改性方法，其基本原理是：选取一类来源 丰富､价格较低､富含有机酸的天然矿物质作为原料，将其与造纸黑液在 55~65℃ 温度条件下混合反应 6 个小时,充分去除黑液中剩余的碱,再利用太阳能脱除其 中的水分，从而获得黑液干粉，产物 pH=8~9｡所得产品可作为一种阴离子表面活 性剂用于磷肥生产、石油工业等领域[11,12]。

1。2。8 生物处理技术论文网

该技术的基本原理是利用厌氧或好氧微生物氧化分解造纸污水中的大量有 机污染物[3]。

厌氧微生物法是利用水解、产酸、酸性减弱、产甲烷等四个主要过程，将造 纸污水中的大分子有机物分解生成小分子有机物，以及将污水中无机物转化为甲 烷、二氧化碳等产物，最终生成沼气[3]。厌氧微生物法的特点是运行稳定，成本 低，操作简单，无二次污染。但由于造纸黑液中的污染物体系繁多，处理难度大

[3]。

好氧微生物法投资成本低，经济收益好且处理效果理想，但是该法在处理制 浆黑液时，存在系统能耗高，占地面积较大，运行费用高等缺点[3]。

1。2。9 电渗析技术

该技术的基本原理是通过离子交换膜和电解析技术，将造纸黑液中残余的木 质素和碱金属及其化合物分离开来[3]。该技术能够将木质素和残碱最大限度地分 离，但是设备耗电量大，而且设备腐蚀严重，运转成本较高。目前尚未应用于工 业化生产。

1。3 黑液木素炭化研究现状

木质素具有以下突出优点：含有较多苯基丙烷和不饱和双键[13]，芳香化程度、 碳含量和储能量均很高以及与来源丰富、清洁无污染[13]。是以，木质素在活性炭、 催化剂载体、电极材料、碳纤维等方向的应用具有巨大潜力，当前国内外对木质 素的炭化实验研究偏向于活性炭、碳纤维、焦炭和炭黑等领域[13]。而黑液木质素 最普遍最实际的应用仍是通过其制备活性炭[14]，物理活化法和化学活化法应用最 为普遍。

1。3。1 物理活化法

物理活化法的基本原理是：第一步，将原料在无氧或缺氧氛围中、600℃条 件下进行炭化，得到非多孔的焦炭；第二步，在 800~900℃活化温度下通入水蒸 气或二氧化碳进行氧化处理，形成众多微孔结构。这种方法的反应环境温和，不 腐蚀设备，清洁无污染[15][16]。Rodriguez-Mirasol 等[13]将桉树硫酸盐木质素放入 350℃的氮气环境中先进行两小时的炭化反应，再通入二氧化碳气体并升温至

850℃进行 20 个小时的活化反应。最终得到的活性炭产品比表面大且微孔体积较 小[17]，基本能满足实际应用要求，但此方法活化耗时太长，不适于工业化生产。 Kaifang Fu 等[13]通过氮气氛围保护，将木质素炭化后，再通入水蒸汽进行活化反 应。另外，该实验还设定不同炭化条件，研究氮的附着情况。分析得到该木质素 基活性炭的最佳炭化温度为 450℃，最佳炭化时间为 60min；最佳活化温度为 725℃，最佳活化时间为 40min[13]。