浸漬堿液調配系統改進對生產工藝的影響

摘 要：相同的漿粕、濃堿等原料，相同的壓榨設備生產效果有很大不同的原因，堿站流程改變對生產系統的影響，堿站設計的進一步思考。

關鍵詞：半纖維素維素平衡；堿液自動調配；取消增濃液

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.050

0 引言

半纖維素維素（hemicellulose）：是由幾種不同類型的單糖構成的異質多聚體，這些糖主要是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。在粘膠制備工藝中，半纖維素維素的存在導致壓榨困難黃化副產物增多，粘膠過濾性能下降，導致紡絲成品指標下降，影響生產工藝運行穩定。

1 半纖維素含量對生產的影響

漿粕中薄壁細胞和半纖維素維素在堿液中充分溶脹，或形成粘稠狀的膠狀物，堵塞堿纖維素層的濾液孔道，或使堿液粘度升高，滲透速度下降，致使堿纖維素的壓榨性能變壞.半纖維素升高，壓榨性能越差，壓榨機擠出滲入纖維內部的堿液變得很困難，造成一壓甲纖低，含堿高，二壓實際是用低濃度的堿對一壓的一次漂洗，降低最終堿纖中的含堿，一壓含堿高，洗到二浸堿里的堿就會增多，保持二浸濃度就需要加入更多的軟水，造成系統總堿量增多，有時壓榨困難時人為干預一浸半纖維素含量，調配一浸堿，半纖維素降低對壓榨好轉的影響往往立竿見影，但總體堿量更難平衡，一般難以持續，所以堿站設計時往往增大堿站總容積。

2 不同的設計配置會造成堿總量、半纖含量的差異

生產實踐證明，相同的漿粕、濃堿等原料，相同的壓榨設備生產效果有很大不同的原因，堿站流程改變對生產系統的影響，堿站設計的進一步思考。不同的站配置造成系統堿量及系統半纖維素的差異.

原流程二次浸漬堿濃度170g/l，二壓壓榨液濃度176g/l，循環使用，需要補充軟水降低濃度，由于補充量大于消耗量，所以二次壓榨液長期溢流控制，溢流液調配增濃液，由于罐頂補水，水密度低，要想堿濃合適軟水加入量往往大于計算量。由于這些堿溢流后用于調配一浸增濃液，所以一直一般認為對生產影響不大，一般增濃液罐設三個，一個接納溢流壓液，一個調配備用，一個正在使用，循環往復，一般壓液回流到重新投入系統，一般增濃液每班使用4罐，從壓液回流到使用結束一般需要3.5-4小時。

3 堿系統自動化改造

自動化改造，在二次壓榨液管道上引一條分支管道到一次浸漬堿調配罐，在管道上配置自控閥、流量計，通過自控閥、流量計與二次浸漬堿調配罐的液位進行連鎖，控制二次壓榨液分流的流量，保持二次浸漬堿調配罐的液位恒定，通過軟水調整濃度。改造后一次浸漬堿濃度控制范圍相差不大，一次浸漬堿濃度要求控制范圍230g/L ±2，系統改進后的一次浸漬堿濃度控制符合生產工藝要求。

4 堿系統改造的優點

4.1 降低操作工的勞動強度

堿液調配系統改進后，省去了增濃液調配。操作工每班減少到現場倒換閥門10-15次，減少測定堿液濃度14-6次，減少開停堿泵8-10次。由于一次浸漬堿增加了在線檢測系統，每班減少了檢測一次浸漬堿濃度6次，大大降低了堿站操作工的勞動強度。

4.2 降低能耗

原增濃液調配罐，壓液罐改用做超濾液儲罐，由于不再需要循環，原增濃液循環泵、增濃液輸送泵等可以當做其他在線堿泵的備件，同時我公司堿液調配系統改進后，停用7臺循環泵，每年僅此項節省電費55.07萬元，備件及檢修費用均相應降低約1.5萬元/年。

4.3 提高參數控制精度

由于人工測定堿液濃度時受外因素界影響大，測定數值會有一定的偏差。根據每一小時檢測一次一次浸漬堿濃度，調整增濃液加入量的運行方式調整一次浸漬堿濃度屬于間歇式調整。堿液濃度在線檢測系統能實時調整濃堿的加入量達到調整一次浸漬堿的濃度，同時設備受外界干擾因素少所以效率更高、精度更準。

4.4 堿量更易平衡，

我公司制膠車間采用二次浸漬工藝，使用漿粕按平均甲纖93%，含水10%計算，浸漬浴比1：20，若一壓甲纖25%含堿16.7%，二壓甲纖33%，含堿14%控制，20萬噸/投料每年，一浸堿需要量為322立方米/小時，壓液為291立方米/小時，并且濃度降低7g/l，二浸堿要量為302.9立方米/小時，二壓液量為313立方米/小時，濃度上升6g/l，二浸堿加軟水保證堿濃，一浸堿需要補充堿量和堿濃，用于補充調配的堿被稱為增濃液.老流程，要降313立方米/小時二壓液全部調成170 g/l，軟水加入量遠大于，只調配302.9立方米/小時二浸堿的新方法，堿量更易平衡.

4.5 半纖維素含量更低

實踐證明，木漿的連續浸漬壓榨，當堿液中的半纖維素濃度少于20g/l時，漿粕中的半纖維素約有20%-25%以上溶出來，隨著堿液中半纖含量的增加，漿粕中的半纖溶出量迅速減少，制得粘膠纖維的過濾性能惡化. 浸漬堿中半纖含量控制在粘膠纖維生產中至關重要。

粘膠纖維壓榨過程中必然有的0.5-1.1%的短鏈纖維帶到堿液中，這是由設備決定的，通過數據可以分析，含有纖維素的堿液存儲過程中，半纖含量明顯升高， 當然并不是隨時間越長半纖維素含量越高，隨著時間延長半纖維素也在降解，堿液粘度升高對壓榨影響不利，堿濃越高半纖維素分解越多，由于在粘膠新方法同時由于省去增濃液調配過程使用3.5-4小時，堿液循環加快，這樣短鏈纖維降解成半纖維素的數量減少，同時由于不用調配到270 g/l，只要到230g/l，從中明顯可以找出改造后，半纖更易平衡的原因.

5 堿站設計的進一步思考

隨著自動化水平提升，浸漬堿連續穩定調配成為可能，浸漬堿總浴量可以適當減少，只要滿足堿液濃度穩定，堿液調配罐改成粗管道增加管道混和器，或增加一個小的中間儲罐使用攪拌代替300立方米/小時循環泵，電能消耗還會大幅降低，堿罐體積減小，車間整體布局更容易，降低建筑費用.

作者簡介：周殿朋（1976-），男，河北唐山人，本科，工程師，主要從事：粘膠生產管理。