Lyocell纤维降成本须跨三关
2018-08-15钱伯章
Lyocell纤维(溶解性纤维)生产过程绿色环保,并能在较短时间内完全生物降解,被誉为21世纪绿色纤维。但我国对Lyocell纤维的研发起步相对较晚,导致该领域被国外公司垄断近20年。目前采用国内技术建设的Lyocell 纤维万吨生产线投资在3亿元以上,仍然较高。业内专家认为,降能耗、高品质原料供应以及优化工艺是Lyocell纤维降成本的重要途径。
能耗高是Lyocell纤维降成本面临的首要难题。中国纺织科学研究院表示,Lyocell纤维是一个制造很耗能的品种,1.5万吨/年Lyocell纤维生产线,溶剂回收中要蒸出水60吨/时,导致公用工程消耗费用较高。要解决这个难题,除设计合理有效的回收工艺路线外,N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)回收过程中还存在一个溶剂提纯浓缩的过程,目前采用多效蒸发、MVR技术,这需要在生产规模、投资、能耗等多方面平衡选择。此外,在纤维素溶解和纺丝过程中应尽量采用较低的温度缩短物料在高温下的停留时间,减少NMMO和纤维素的分解。同时,使用较低浓度的NMMO 溶液也会降低溶剂回收负荷,达到更加节能的目的。其次,原料价格高也导致了Lyocell纤维的高成本。Lyocell纤维生产需要的桨粕聚合度均一且稳定,有时候需要使用进口特殊浆粕,价格高于常规黏胶纤维的原料。NMMO溶剂价格也比较高,据了解,NMMO市价高达3万元/吨,而每生产1吨Lyocell纤维要消耗64千克的NMMO, 按市价计约1 900元。据了解,Lyocell纤维所用原料浆柏在我国来源其实相对广泛,从棉短绒到阔叶木、竹子、甘蔗渣及秸秆类植物。在一些不适宜生长作物的盐碱地栽种灌木, 既防风固沙又可为Lyocell纤维提供原料。因此,保证高品质原料供应是Lyocell纤维降成本的一个重要路径。
恒天纤维集团有限公司认为,Lyocell纤维降成本还需要优化技术,特别是紡丝液原液制备和纺丝工艺技术。
连续真空薄膜推进溶解技术是纤维纺丝原液制备常用的方法,将含过量水的NMMO混合溶剂、助剂、纤维素浆粕制成浆粥后,在薄膜蒸发器中刮延成膜,在一定温度和真空作用下迅速形成无泡真空溶液。其中,由于纺丝液黏度大,高于传统的胶溶液,一般的抽真空脱泡很难脱彻底,需要采取多种办法来降低溶液黏度,控制溶液温度,这样一来也就提高了纺丝液制备的设计和工艺难度,应对此进行长期深入的研究。在纺丝工艺过程中,纺丝液温度、凝固浴温度、凝固浴中的NMMO含量等参数变化都会对纺丝成形造成不同程度的影响,目前企业和科研院正在对这些因素进行分析研究,以找到最佳的技术方案,从工艺上降低Lyocell纤维的制造成本。