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半纤维素沉淀率,同样条件下,可显著减少沉淀剂的用量,大大降低后续处理的能耗。选择乙醇作为沉淀剂,添加量为废碱液体积的三倍,以年处理量6万吨废碱液(含NaOH 15%(wt))为目标,进行了生产装置的初步工艺设计,重点是混合沉淀、固液分离后沉淀剂和碱液的精馏分离流程研究和设计。以能耗最低为目标,比较了单塔精馏、分割式热泵精馏、逆流双效精馏、平流双效精馏、平流三效精馏等工艺路线,同时研究了回流比对综合成本的影响。结果表明,平流三效精馏工艺能耗最低,可作为首选。平流三效精馏工艺完成年处理量6万吨废碱液生产目标,所需设备费用合计约为750万元人民币,处理每吨废碱液的总能耗费用约为850元人民币。