Способ получения гранулированного гидролизного лигнина

 

Способ предназначен для получения гидролизного лигнина в гранулированном виде, который может быть использован в качестве топлива, сырья для получения генераторного газа и для получения активированного угля. Исходный гидролизный лигнин перетирают, гранулируют и сушат гранулированный лигнин. Одновременно с перетиранием изменяют водородный показатель исходного гидролизного лигнина до рН 7,1-9,5. Гранулы лигнина получаются необходимой прочности.

Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности способам переработки гидролизного лигнина, и может найти применение для получения гидролизного лигнина в гранулированном виде. Гранулированный гидролизный лигнин может быть использован в качестве топлива, сырья для получения генераторного газа и для получения активированного угля.

Известен способ получения брикетирования гидролизного лигнина, включающий перeтирание исходного гидролизного лигнина для получения однородной массы, сушку до влажности 12-18% и брикетирование в штемпельном прессе (Чудаков М. И. Промышленное использование лигнина.- М.: Лесная промышленность, 1983. - С.123 - 125).

Известен способ получения гранулированного гидролизного лигнина включающий перeтирание исходного гидролизного лигнина для получения однородной массы, сушку до влажности 40%, гранулирование подсушенного лигнина и сушку гранулированного лигнина до влажности 25% (Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. - М.: Лесная промышленность, 1989. -С. 440).

Однако в известных способах формование лигнина осуществляется при высоких давлениях, что обуславливает высокую энергоемкость способа.

Известен также способ получения гранулированного гидролизного лигнина, включающий перетирание исходного гидролизного лигнина для получения однородной массы, гранулирование лигнина и сушку гранулированного лигнина (Чудаков М. И. Промышленное использование лигнина. -М.: Лесная промышленность, 1983. -С. 123).

Однако из-за низких вяжущих свойств исходного гидролизного лигнина известный способ не позволяет получить гранулы лигнина необходимой прочности. Кроме того, при сушке исходного гидролизного лигнина выделяется серная кислота, а при сгорании гранулированного гидролизного лигнина, полученного известными способами, образующиеся в топке оксиды серы и азота не подвергаются обезвреживанию.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения вяжущих свойств исходного гидролизного лигнина за счет достижения растворения части лигнина, исключения выделения при сушке лигнина серной кислоты и обеспечения обезвреживания оксидов серы и азота, образующихся в топке во время горения, в заявляемом способе получения гранулированного гидролизного лигнина, включающем перетирание исходного гидролизного лигнина для получения однородной массы, гранулирование лигнина и сушку гранулированного лигнина, отличием является то, что одновременно с перетиранием исходный гидролизный лигнин обрабатывают щелочью. При этом щелочь используют в количестве, превышающем на 1-21% количество, необходимое для нейтрализации серной кислоты, содержащейся в лигнине.

Количество щелочи меньше 1% количества, необходимого для нейтрализации серной кислоты, не позволит растворить требуемое количество лигнина для повышения вязкости лигниновой массы и обезвреживать топочные оксиды азота. Количество щелочи больше 21% количества, необходимого для нейтрализации серной кислоты, повышает зольность лигнина, что снижает топливные и сорбционные качества лигнина, и ведет к перерасходованию щелочи и удорожанию конечного продукта без существенного возрастания прочности получаемых гранул.

Заявляемый способ получения гранулированного гидролизного лигнина осуществляют следующим образом.

Исходный гидролизный лигнин, содержащий, как правило, 65% влажности и 0,5% серной кислоты, и щелочь подают в загрузочный бункер. Из бункера смесь направляют в гранулятор, в котором одновременно происходят перемешивание исходного лигнина со щелочью, перетирание лигнина и обработка лигнина щелочью. В результате лигнин перетирается до однородной массы и полностью перемешивается со щелочью, а содержащиеся в лигнине кислоты нейтрализуются и pH лигнина повышается до 7 и выше.

Под действием избыточной щелочи происходит растворение части лигнина, что способствует повышению вяжущих свойств лигниновой массы.

Из гранулятора лигнин выходит в гранулированном виде. Гранулированный лигнин подают в сушилку. Сушку осуществляют нагретым воздухом с температурой не более 100^oC при неподвижном слое гранул. Гранулированный лигнин сушат до влажности 15 - 35% в зависимости от последующего применения.

Изобретение поясняется конкретными примерами выполнения.

Пример 1.

Исходный гидролизный лигнин с 65% влаги и 0,5% серной кислоты смешивали с негашеной известью (CaO), которая была взята в количестве, необходимом для изменения водородного показателя исходного гидролизного лигнина до pH 7,1.

Смесь перемешивали и перетирали в шнековом грануляторе с диаметром шнека 150 мм и под давлением 10 кгс/см² выдавливали через отверстия диаметром 30 мм формующей головки гранулятора.

Гранулы диаметром 30 мм сушили в сушилке воздухом с температурой 80^oC до содержания 28% влаги. Высушенные гранулы лигнина разрушались при давлении сжатия 20 - 25 кгс/см².

Пример 2.

Способ осуществляли как и в примере 1, но водородный показатель исходного гидролизного лигнина с помощью негашеной извести доводили до pH 9,5. Высушенные до содержания 28% влаги гранулы лигнина разрушались при давлении сжатия 25 - 30 кгс/см².

Пример 3.

Способ осуществляли как и в примере 1, но водородный показатель исходного гидролизного лигнина доводили до pH 7,1с помощью гашеной извести (Ca(OH)₂).

Гранулы лигнина, высушенные до содержания 28% влаги, разрушались при давлении сжатия 20,5 - 25 кгс/см².

Пример 4.

Способ осуществляли как и в примере 1, но водородный показатель исходного гидролизного лигнина доводили до pH 9,5 с помощью гашеной извести.

Гранулы лигнина, высушенные до содержания 28% влаги, разрушались при давлении сжатия 25,0 - 29,4 кгс/см².

Пример 5.

Способ осуществляли как и в примере 1, но водородный показатель исходного гидролизного лигнина доводили до pH 7,5 с помощью гидроокиси магния (Mg(OH)₂).

Гранулы лигнина, высушенные до содержания 28% влаги, разрушались при давлении сжатия 22 - 27 кгс/см².

Пример 6.

Способ осуществляли как и в примере 1, но водородный показатель исходного гидролизного лигнина доводили до pH 9,0 с помощью оксида магния (MgO).

Гранулы лигнина, высушенные до содержания 28% влаги, разрушались при давлении сжатия 23,5 - 28,5 кгс/см².

Пример 7.

Гранулированный гидролизный лигнин получали по способу-прототипу, т.е. без изменения водородного показателя исходного гидролизного лигнина.

Гранулы лигнина, высушенные до содержания 28% влаги, разрушались при давлении сжатия 10 - 15 кгс/см².

Формула изобретения

Способ получения гранулированного гидролизного лигнина, включающий перетирание гидролизного лигнина, гранулирование лигнина и сушку гранулированного лигнина, отличающийся тем, что одновременно с перетиранием изменяют водородный показатель исходного гидролизного лигнина до pH 7,1 - 9,5.4