Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮技術

景羅榮

(杰維瑞典公司北京代表處，北京，100020)

Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮技術

景羅榮

(杰維瑞典公司北京代表處，北京，100020)

介紹了Dual CTM雙置換蒸煮溶解漿的生產工藝及其特點。

Dual CTM雙置換蒸煮;溶解漿;節能環保

目前，溶解漿在全球產量還不是很大，但用途十分廣泛。據統計，2008年全球對溶解漿的需求量為420萬t(包括100萬t棉絨纖維)。從最終產品分布來看：纖維膠占63%，醋酸纖維占16%，醚類占14%，硝酸鹽類占4%，其他占3%。從地區分布來看：亞洲占61%，歐洲占25%，北美占11%，其他地區占3%。但隨著世界經濟的發展，對溶解漿的需求量也越來越大，預計到2025年，全球溶解漿需求量將增至620萬t;其中大部分增加量會發生在中國。事實上，自2009年下半年開始，中國國內陸續有不少廠家開始擴建或計劃新建溶解漿項目。本文介紹了Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮技術。

1 國內溶解漿蒸煮現狀

目前，國內溶解漿蒸煮設備大都使用蒸球或小型立鍋，生產規模較小，年生產能力大都在5萬t以下;采用傳統蒸煮工藝：酸煮→抽取酸解液 (糖水)→堿煮。其存在問題主要有：

(1)蒸煮周期長，通常需要10 h以上，產能較低。

(2)抽取的酸解液目前尚無較好的處理方法，只能逐步加入廢水處理，增加了廢水處理負荷和難度，既不環保也不經濟。

(3)蒸煮階段很難控制成漿質量 (如聚合度)。為了滿足最終產品對溶解漿質量的需求，勢必要在漂白階段對成漿質量 (聚合度)進行調整。如果是中濃漂白，調整聚合度就很難了。

2 Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮工藝

Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮工藝過程為：蒸汽預水解→白液中和→熱黑液置換中和液→堿煮。其蒸煮過程如圖1所示。

(1)裝鍋：通過蒸煮裝鍋器低壓蒸汽裝鍋;同時風機抽除蒸煮鍋內氣體 (空氣和蒸汽)。蒸汽裝鍋有利于提高裝鍋密度 (裝鍋量)。

(2)蒸汽水解：先通低壓蒸汽到120～130℃，然后通中壓蒸汽到160～180℃;蒸汽水解后，水解液pH值自動降到2～3。這是因為植物纖維中的酸和半纖維素降解所致。蒸汽水解后，部分半纖維素溶解于水解液 (蒸汽冷凝水)，還有部分降解的半纖維素吸附在纖維表面。

(3)中和：當達到所要求的水解因子 (P因子)時，要及時終止水解反應。這時就從蒸煮鍋底部加入一定量的熱白液進行中和。

(4)熱黑液置換：中和之后，緊接著進行熱黑液置換：先從底部加入熱黑液往上頂，當中和液被頂至鍋口時，從蒸煮鍋頂部和底部同時加入熱黑液，從蒸煮鍋中部置換出中和液。這樣被降解的半纖維素基本溶于中和液中。置換出的中和液貯存于溫黑液槽。

(5)升溫和蒸煮：這時進行蒸煮鍋本身黑液循環。在循環管直接加入少量中壓蒸汽以保持所需的蒸煮溫度。蒸煮是通過蒸煮因子 (H因子)來控制的。

(6)洗滌黑液置換：當達到所需的H因子時，要及時終止蒸煮反應。這時從蒸煮鍋頂部和底部同時加入洗滌黑液進行置換。置換出的黑液，溫度高的部分送入熱黑液槽，以備下一鍋蒸煮過程所用;溫度低些的部分送入溫黑液槽，與置換出的中和液混合送蒸發。

(7)卸料：最后在常壓低溫(低于100℃)下，由洗滌黑液在蒸煮鍋中下部和彎管部稀釋后，通過卸料泵送入噴放鍋。

3 Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮特點

3.1 適應性和靈活性強

Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮系統對原料的適應性強。闊葉木、針葉木、竹等原料都可用于生產溶解漿。

Dual CTM溶解漿雙置換蒸煮系統的靈活性強。該蒸煮系統既可生產溶解漿，也可生產造紙用化學漿，只是工藝參數和操作不同而已。

3.2 節能環保效果好

(1)不凝氣體集中收集處理，Dual CTM蒸煮系統無氣體排放。其蒸煮過程中產生的臭氣集中收集處理。如圖2所示。

低濃臭氣：蒸煮系統中，如裝鍋、洗滌黑液槽、噴放鍋等產生的低濃臭氣集中收集處理。低濃臭氣量一般在3000～4000 m3/h，含硫量約為2 g/m3。

高濃臭氣：在蒸煮過程中產生的高濃臭氣以及熱黑液槽中產生的高濃臭氣，一起存儲于溫黑液槽中;蒸煮系統的高濃臭氣統一由溫黑液槽送出處理。高濃臭氣量一般在50～80 m3/h，含硫量約為120 g/m3。

(2)中和液 (糖水)處理

Dual CTM雙置換蒸煮系統沒有黑液排放到廢水處理系統。中和液被熱黑液置換出并貯存于溫黑液槽中，與洗滌黑液置換時的部分黑液，一道由溫黑液槽送蒸發，進入堿回收系統。

送蒸發黑液黏度與造紙用化學漿送蒸發的黑液黏度相當或稍低。

(3)能耗低

由于Dual CTM雙置換蒸煮系統采用了熱能回用，蒸煮能耗較低。蒸煮溶解漿汽耗約為1000～1100 kg/t(風干)。與傳統溶解漿蒸煮工藝汽耗4000～4500 kg/t(風干)相比，節能非常明顯。

4 Dual CTM雙置換蒸煮系統關鍵技術因素

4.1 水解因子 (P)和蒸煮因子 (H)的控制

P因子和H因子一樣，都與溫度和時間有關。其計算公式如式 (1)和式 (2)所示。在生產過程中，可以通過控制不同的溫度和時間來獲得所需的P因子和H因子。

式中，t0為起始溫度;t為實際溫度;T為絕對溫度。

4.2 成漿質量控制

溶解漿的質量要求與造紙用化學漿不同。針對不同的溶解漿用途，其質量指標要求不盡相同。漿料強度是一個很重要的質量指標，通常通過控制漿料聚合度或黏度來實現。Dual CTM蒸煮工藝是通過控制成漿黏度來控制漿料強度的。據國外研究報道：

(1)P因子與半纖維素降解 (以木聚糖表示)的關系：隨著P因子的增大，木聚糖含量先是急劇下降，到一定P因子后，木聚糖含量下降緩慢。其關系曲線如圖3所示。

圖3 P因子與木聚糖含量的關系

(2)P因子與得率、黏度的關系：隨著P因子的增大，細漿得率和黏度都隨之下降。其關系曲線如圖4所示。

圖4 P因子與得率和黏度的關系

(3)P因子與卡伯值的關系：隨之P因子的不斷增大，漿料卡伯值先是下降，到一定值的P因子后，卡伯值反而上升。其關系曲線如圖5所示。

圖5 P因子與卡伯值的關系

由圖3～圖5的關系曲線，可以了解到：在蒸煮過程中，通過控制不同的P因子和H因子，可以得到相同卡伯值不同黏度的漿料。

5結語

5.1 Dual CTM雙置換蒸煮工藝非常適合生產溶解漿，可以滿足生產不同用途溶解漿的要求。

5.2 節能環保效果明顯。解決了傳統工藝中廢水處理的難題;所有臭氣都得到了有效的收集和處理。

5.3 整個生產過程為全自動控制 (DCS控制)，有效保證了成漿質量的穩定性。

5.4 Dual CTM雙置換蒸煮工藝是目前先進的溶解漿蒸煮工藝。

(責任編輯：常 青)

Dual CTMDual Displacement Cooling Technology for Dissolving Pulp Production

JING Luo-rong
(GL＆V Inc，Beijing office，Beijing，100020)
(E-mail：lawrance_jing@126．com)

Dual CTMdual displacement cooling technology for dissolving pulp production was introduced in the paper．

Dual CTMdual displacement cooling;dissolving pulp;energy saving and environmentally friendly

TS74

B

0254-508X(2011)03-0046-03

景羅榮先生;主要從事制漿造紙工藝技術及工藝設備銷售工作。

2010-11-16