[0001] 本发明涉及碳纤维生产领域，特别涉及的是一种生产聚丙烯腈碳纤维的DMSO水溶液精馏残渣的回收利用方法。

[0002] 碳纤维因其优异的物理、力学和热学等性能，在航空航天、交通运输、体育用品等领域应用广泛。目前市场上的碳纤维主要以聚丙烯腈为原丝制备得到。DMSO是一种优良有机溶剂，大量用于聚丙烯腈原丝的制备过程，并最终形成含20wt％‑30wt％DMSO的废水。如专利CN105731568A中，通过对废水减压脱水后再精馏回收，可有效的降低生产成本和环境污染。然而精馏过程中，废水中溶解的低分子量聚丙烯腈及DMSO分解物等组成的高沸物易产生物料粘度增加，传热降低，清洗周期缩短，同时高沸物的干化及其焚烧处理而产生巨额费用等问题，造成了严重的系统不稳定性、资源浪费和昂贵的生产成本。

[0014] 以下通过不同的聚沉剂实施例对本发明进一步说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不限于下述的实施例。

[0015] 本发明的一种生产聚丙烯腈碳纤维的DMSO水溶液精馏残渣的回收利用方法，其步骤如下：

[0016] 第一步，在生产聚丙烯碳纤维的DMSO废水输送管道中，通过计量泵定量加入NaOH溶液，调节pH，经静态混合器混合后收集在储罐中，通过外置循环泵使储罐内DMSO废水不断循环，保持均一；

[0017] 第二步，通过流量计控制外置循环泵去往脱水塔的流量，废水经过再沸器升至一定温度后，进入脱水塔，塔底液经再沸器升温循环至塔底，控制塔内温度及塔顶压力；

[0018] 第三步，通过塔底采出调节阀开度控制DMSO质量浓度，利用聚沉剂溶液计量泵定量的将聚沉剂加入至DMSO水溶液管道中，聚沉剂溶液计量泵开度与DMSO溶液流量计联动，经静态混合器充分混合，控制混合物料的温度，经管道流入水槽，并在水槽中保温搅拌一段时间；

[0019] 第四步，水槽中混合液经液位差溢流至气浮沉淀池，下层清液经过输送泵进入脱水塔再沸器升温、减压蒸馏后进入精馏塔，精馏残渣量减少了95％以上；上层固体通过刮板收集后经泵送至压滤机；

[0020] 第五步，经压滤后所得固体通过母液润洗，再压滤，粉碎，得淡黄色粗品；

[0021] 第六步，将粗品按一定比例加入甲醇中，升温，恒温搅拌反应一段时间，通过压滤机压滤后，送入烘箱烘干造粒获得成品聚丙烯酸钠固体。

[0022] 第一步中NaOH溶液质量浓度为25‑50％。

[0023] 第一步中pH控制在8‑12之间。

[0024] 第二步中浓缩温度为120‑165℃，浓缩停留时间3‑5h，塔顶压力0.5Mpa。

[0025] 第三步中聚沉剂为FeCl3或AlCl3，质量浓度为10‑50％，添加量为1‑5kg溶液/吨DMSO废液。

[0026] 第三步中DMSO质量浓度为35％‑65％，温度85‑110℃。

[0027] 第四步中气浮沉淀池为电解气浮池。

[0028] 第五步母液为饱和聚丙烯酸钠甲醇溶液。

[0029] 第六步物料与甲醇的质量比为1:10～2:10。

[0030] 聚沉剂为FeCl3实施例

[0031] 第一步，在生产聚丙烯碳纤维浓度为15％的DMSO废水输送管道中，通过计量泵以10kg/h流量加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH至9‑10，经静态混合器混合后收集在储罐中，通过外置循环泵使储罐内DMSO废水不断循环，保持均匀。

[0032] 第二步，控制进入脱水塔的储罐中DMSO溶液流量为20t/h，废水经过再沸器升温至129℃，进入脱水塔，塔底液经再沸器升温循环至塔底，控制釜底温度145℃，塔顶压力
0.45Mpa。

[0033] 第三步，利用聚沉剂质量浓度为20％FeCl3溶液按20kg/h的速度加入至DMSO水溶液管道中，聚沉剂溶液计量泵开度与塔底采出DMSO溶液流量计联动，通过调节阀开度控制DMSO质量浓度为55％，经静态混合器充分混合，控制混合物料的温度为105℃，经管道流入水槽，并在水槽中保温搅拌，停留时间为2h。

[0034] 第四步，水槽中混合液经液位差溢流至立式电解气浮池，停留时间1h，下层清液经过输送泵进入脱水塔再沸器升温、减压蒸馏后进入精馏塔，精馏残渣量减少了97％；上层固体通过刮板收集后经泵送至压滤机。

[0035] 第五步，经压滤后所得固体通过母液多次润洗，再压滤，粉碎，得淡黄色粗品。

[0036] 第六步，将200KG粗品按质量比15％加入甲醇中，升温60℃，恒温搅拌反应一段时间，通过压滤机压滤后，送入烘箱烘干造粒，5h后取出，获得成品聚丙烯酸钠固体。

[0037] 聚沉剂为CaCl2对比例

[0038] 第一步，在生产聚丙烯碳纤维浓度为15％的DMSO废水输送管道中，通过计量泵以10kg/h流量加入30％的NaOH溶液，调节pH至9‑10，经静态混合器混合后收集在储罐中，通过外置循环泵使储罐内DMSO废水不断循环，保持均匀。

[0039] 第二步，控制进入脱水塔的储罐中DMSO溶液流量为20t/h，废水经过再沸器升温至129℃，进入脱水塔，塔底液经再沸器升温循环至塔底，控制釜底温度145℃，塔顶压力
0.45Mpa。

[0040] 第三步，利用聚沉剂20％CaCl2溶液按20kg/h的速度加入至DMSO水溶液管道中，DMSO水溶液仍为红棕色，无固体析出。

[0041] 聚沉剂为NaCl对比例

[0042] 第一步，在生产聚丙烯碳纤维浓度为15％的DMSO废水输送管道中，通过计量泵以10kg/h流量加入30％的NaOH溶液，调节pH至9‑10，经静态混合器混合后收集在储罐中，通过外置循环泵使储罐内DMSO废水不断循环，保持均匀。

[0043] 第二步，控制进入脱水塔的储罐中DMSO溶液流量为20t/h，废水经过再沸器升温至129℃，进入脱水塔，塔底液经再沸器升温循环至塔底，控制釜底温度145℃，塔顶压力
0.45Mpa。

[0044] 第三步，利用聚沉剂20％NaCl溶液按20kg/h的速度加入至DMSO水溶液管道中，DMSO水溶液仍为红棕色，无固体析出。

[0045] 聚沉剂为ZnCl2实施例

[0046] 第一步，在生产聚丙烯碳纤维浓度为15％的DMSO废水输送管道中，通过计量泵以10kg/h流量加入30％的NaOH溶液，调节pH至9‑10，经静态混合器混合后收集在储罐中，通过外置循环泵使储罐内DMSO废水不断循环，保持均匀。

[0047] 第二步，控制进入脱水塔的储罐中DMSO溶液流量为20t/h，废水经过再沸器升温至129℃，进入脱水塔，塔底液经再沸器升温循环至塔底，控制釜底温度145℃，塔顶压力
0.45Mpa。

[0048] 第三步，利用聚沉剂20％ZnCl2溶液按20kg/h的速度加入至DMSO水溶液管道中，DMSO水溶液仍为红棕色，无固体析出。

[0049] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施案例而已，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。