[实用新型]用于回收纳米纤维素生产用NMMO溶剂的系统

说明书

本实用新型提出了用于回收纳米纤维素生产用NMMO溶剂的系统，包括：第一过滤装置、第二过滤装置、离子交换设备和单效降膜蒸发装置，单效降膜蒸发装置包括平衡罐、蒸发器、分离器、冷凝器和物料罐，平衡罐具有物料进口和物料出口，物料出口处设置有进料泵；蒸发器由上至下包括进料部、蒸发部和出料部，进料部具有浓缩原液进口，出料部具有浓缩液出口，述蒸发部的下部具有二次蒸汽出口，浓缩原液进口与进料泵相连；分离器的下部具有二次蒸汽进口，顶端具有气体出口、底端具有物料出口，二次蒸汽进口与二次蒸汽出口相连；冷凝器与气体出口相连，冷凝器连接有真空泵；以及物料罐分别与浓缩液出口和物料出口相连。该系统具有蒸发面积大，蒸发效果好，NMMO回收效率高等优点。

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，本实用新型涉及用于回收纳米纤维素生产用NMMO溶剂的系统。

背景技术

纳米纤维素通常采用酸水解、物理或生物等方法从纤维原料中分离出的纳米尺度纤维素晶体。酸水解法是用硫酸、盐酸、磷酸等强酸将纤维素的无定形区破坏，除去木质素和半纤维素等非晶区，制备出结晶度高的纳米纤维素，缺点是制备过程会产生大量的废酸，造成二次污染，对反应设备要求高，尚未实现工业化连续生产；机械脱纤法主要是利用高速剪切、高频超声和高压均质等外力场作用，使植物纤维在腔体内受到剪切、空穴和对流撞击作用，产生切断和解束剥离，机械法不需要强酸强碱等化学试剂，对环境危害小，但缺点是所用设备均为高能量消耗，不利于纳米纤维素的低成本制造。

研究发现，采用NMMO/水溶液在一定温度下可以实现纳米纤维素丝束溶胀，进而通过物理剪切实现纳米纤维素的分离，这为纳米纤维素绿色、环保、规模化制备指明了一个新的方向。因此，不论是在Lyocell纤维规模化生产还是纳米纤维素的制备中，NMMO溶剂回收再利用是影响整个制备工艺规模化的关键。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于回收纳米纤维素生产用NMMO溶剂的系统，该系统具有蒸发温度低、传热温差大、蒸发面积大、效率高、NMMO回收效率高等优点。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于回收纳米纤维素生产用NMMO溶剂的系统，根据本实用新型的实施例，包括：

第一过滤装置，所述过滤装置具有NMMO废液入口和一次NMMO净化溶剂出口；

第二过滤装置，所述第二过滤装置具有一次NMMO净化溶剂入口和二次NMMO净化溶剂出口，所述一次NMMO净化溶剂入口与所述一次NMMO净化溶剂出口相连；

离子交换设备，所述离子交换设备与所述二次NMMO净化溶剂出口相连；

单效降膜蒸发装置，所述单效降膜蒸发装置包括：

平衡罐，所述平衡罐具有物料进口和物料出口，所述物料出口处设置有进料泵，所述物料进口与离子交换设备相连；

蒸发器，所述蒸发器由上至下包括进料部、蒸发部和出料部，所述进料部具有浓缩原液进口，出料部具有浓缩液出口和二次蒸汽出口，所述浓缩原液进口与所述进料泵相连；

分离器，所述分离器的下部具有二次蒸汽进口，顶端具有气体出口、底端具有物料出口，所述二次蒸汽进口与所述二次蒸汽出口相连；

冷凝器，所述冷凝器与所述气体出口相连，所述冷凝器连接有真空泵；以及

物料罐，所述物料罐分别与所述浓缩液出口和所述物料出口相连。

由此，本实用新型实施例的单效降膜蒸发系统具有如下优点：首先，采用真空操作，可大大降低蒸发温度，防止物料因高温而变色变质。同时增大了传热温差，减少了设备传热面积。其次，物料有重力和二次蒸汽的带动，在加热管中受热时间短，有效防止物料因受热时间长而发生变色变质。第三，物料呈薄膜式蒸发，蒸发面积大，蒸发效果好。