浸渍碱液调配系统改进对生产工艺的影响

摘 要：相同的浆粕、浓碱等原料，相同的压榨设备生产效果有很大不同的原因，碱站流程改变对生产系统的影响，碱站设计的进一步思考。

关键词：半纤维素维素平衡；碱液自动调配；取消增浓液

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

0 引言

半纤维素维素（hemicellulose）：是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这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。在粘胶制备工艺中，半纤维素维素的存在导致压榨困难黄化副产物增多，粘胶过滤性能下降，导致纺丝成品指标下降，影响生产工艺运行稳定。

1 半纤维素含量对生产的影响

浆粕中薄壁细胞和半纤维素维素在碱液中充分溶胀，或形成粘稠状的胶状物，堵塞碱纤维素层的滤液孔道，或使碱液粘度升高，渗透速度下降，致使碱纤维素的压榨性能变坏.半纤维素升高，压榨性能越差，压榨机挤出渗入纤维内部的碱液变得很困难，造成一压甲纤低，含碱高，二压实际是用低浓度的碱对一压的一次漂洗，降低最终碱纤中的含碱，一压含碱高，洗到二浸碱里的碱就会增多，保持二浸浓度就需要加入更多的软水，造成系统总碱量增多，有时压榨困难时人为干预一浸半纤维素含量，调配一浸碱，半纤维素降低对压榨好转的影响往往立竿见影，但总体碱量更难平衡，一般难以持续，所以碱站设计时往往增大碱站总容积。

2 不同的设计配置会造成碱总量、半纤含量的差异

生产实践证明，相同的浆粕、浓碱等原料，相同的压榨设备生产效果有很大不同的原因，碱站流程改变对生产系统的影响，碱站设计的进一步思考。不同的站配置造成系统碱量及系统半纤维素的差异.

原流程二次浸渍碱浓度170g/l，二压压榨液浓度176g/l，循环使用，需要补充软水降低浓度，由于补充量大于消耗量，所以二次压榨液长期溢流控制，溢流液调配增浓液，由于罐顶补水，水密度低，要想碱浓合适软水加入量往往大于计算量。由于这些碱溢流后用于调配一浸增浓液，所以一直一般认为对生产影响不大，一般增浓液罐设三个，一个接纳溢流压液，一个调配备用，一个正在使用，循环往复，一般压液回流到重新投入系统，一般增浓液每班使用4罐，从压液回流到使用结束一般需要3.5-4小时。

3 碱系统自动化改造

自动化改造，在二次压榨液管道上引一条分支管道到一次浸渍碱调配罐，在管道上配置自控阀、流量计，通过自控阀、流量计与二次浸渍碱调配罐的液位进行连锁，控制二次压榨液分流的流量，保持二次浸渍碱调配罐的液位恒定，通过软水调整浓度。改造后一次浸渍碱浓度控制范围相差不大，一次浸渍碱浓度要求控制范围230g/L ±2，系统改进后的一次浸渍碱浓度控制符合生产工艺要求。

4 碱系统改造的优点

4.1 降低操作工的劳动强度

碱液调配系统改进后，省去了增浓液调配。操作工每班减少到现场倒换阀门10-15次，减少测定碱液浓度14-6次，减少开停碱泵8-10次。由于一次浸渍碱增加了在线检测系统，每班减少了检测一次浸渍碱浓度6次，大大降低了碱站操作工的劳动强度。

4.2 降低能耗

原增浓液调配罐，压液罐改用做超滤液储罐，由于不再需要循环，原增浓液循环泵、增浓液输送泵等可以当做其他在线碱泵的备件，同时我公司碱液调配系统改进后，停用7台循环泵，每年仅此项节省电费55.07万元，备件及检修费用均相应降低约1.5万元/年。

4.3 提高参数控制精度

由于人工测定碱液浓度时受外因素界影响大，测定数值会有一定的偏差。根据每一小时检测一次一次浸渍碱浓度，调整增浓液加入量的运行方式调整一次浸渍碱浓度属于间歇式调整。碱液浓度在线检测系统能实时调整浓碱的加入量达到调整一次浸渍碱的浓度，同时设备受外界干扰因素少所以效率更高、精度更准。

4.4 碱量更易平衡，

我公司制胶车间采用二次浸渍工艺，使用浆粕按平均甲纤93%，含水10%计算，浸渍浴比1：20，若一压甲纤25%含碱16.7%，二压甲纤33%，含碱14%控制，20万吨/投料每年，一浸碱需要量为322立方米/小时，压液为291立方米/小时，并且浓度降低7g/l，二浸碱要量为302.9立方米/小时，二压液量为313立方米/小时，浓度上升6g/l，二浸碱加软水保证碱浓，一浸碱需要补充碱量和碱浓，用于补充调配的碱被称为增浓液.老流程，要降313立方米/小时二压液全部调成170 g/l，软水加入量远大于，只调配302.9立方米/小时二浸碱的新方法，碱量更易平衡.

4.5 半纤维素含量更低

实践证明，木浆的连续浸渍压榨，当碱液中的半纤维素浓度少于20g/l时，浆粕中的半纤维素约有20%-25%以上溶出来，随着碱液中半纤含量的增加，浆粕中的半纤溶出量迅速减少，制得粘胶纤维的过滤性能恶化. 浸渍碱中半纤含量控制在粘胶纤维生产中至关重要。

粘胶纤维压榨过程中必然有的0.5-1.1%的短链纤维带到碱液中，这是由设备决定的，通过数据可以分析，含有纤维素的碱液存储过程中，半纤含量明显升高， 当然并不是随时间越长半纤维素含量越高，随着时间延长半纤维素也在降解，碱液粘度升高对压榨影响不利，碱浓越高半纤维素分解越多，由于在粘胶新方法同时由于省去增浓液调配过程使用3.5-4小时，碱液循环加快，这样短链纤维降解成半纤维素的数量减少，同时由于不用调配到270 g/l，只要到230g/l，从中明显可以找出改造后，半纤更易平衡的原因.

5 碱站设计的进一步思考

随着自动化水平提升，浸渍碱连续稳定调配成为可能，浸渍碱总浴量可以适当减少，只要满足碱液浓度稳定，碱液调配罐改成粗管道增加管道混和器，或增加一个小的中间储罐使用搅拌代替300立方米/小时循环泵，电能消耗还会大幅降低，碱罐体积减小，车间整体布局更容易，降低建筑费用.

作者简介：周殿朋（1976-），男，河北唐山人，本科，工程师，主要从事：粘胶生产管理。