麥草漿洗滌液木質(zhì)素提取探索

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本文作者：周正培作者單位：江蘇五洲(新大)紙業(yè)有限公司技術(shù)研發(fā)中心

工業(yè)木質(zhì)素是地球上唯一能從再生資源中獲得的天然芳香族的有機(jī)原料,具有無毒、價(jià)廉、易被生物分解的獨(dú)特性質(zhì)，受到世界各國(guó)的日益重視。至今國(guó)際上已開發(fā)的木質(zhì)素產(chǎn)品達(dá)200余種，主要用作混凝土減水劑、油田化學(xué)品、染料分散劑、粘合劑、絡(luò)合劑、稀釋劑等，廣泛應(yīng)用于建筑、石油、礦業(yè)、化工、印染等20多個(gè)領(lǐng)域。

江蘇五洲（新大）紙業(yè)有限公司是以麥草為主要原料堿法制漿生產(chǎn)生活用紙的企業(yè)。為低成本解決制漿黑液的污染，同時(shí)由于目前工業(yè)木質(zhì)素市場(chǎng)需求量增強(qiáng)，公司投入2400萬元資金建成年產(chǎn)1.5萬噸木質(zhì)素生產(chǎn)線。其關(guān)鍵設(shè)備采用丹麥Niro公司先進(jìn)的高速離心霧化機(jī)為核心的噴霧干燥塔，將蒸發(fā)后的濃制漿黑液經(jīng)過噴霧、干燥等工藝生產(chǎn)出不同等級(jí)的木質(zhì)素。在提高資源綜合利用率的同時(shí)，削減了環(huán)保末端治理的負(fù)荷。

1生產(chǎn)流程及主要參數(shù)與指標(biāo)

麥草制漿黑液制取木質(zhì)素生產(chǎn)工藝流程如圖1。

1.1廢液蒸發(fā)

(1)由于麥草漿黑液硅含量高、粘度大，采用目前堿回收常用的板式蒸發(fā)器，易結(jié)垢。而采用新型的橫管蒸發(fā)器四體三效逆流濃縮流程：稀黑液經(jīng)計(jì)量預(yù)熱后連續(xù)進(jìn)入Ш效蒸發(fā)器，由循環(huán)泵將物料不斷循環(huán)噴淋，在蒸發(fā)管外形成液膜，從上至下流出進(jìn)入下一效，II效的二次蒸汽作I效的熱源，以此類推。進(jìn)行3次真空蒸發(fā)達(dá)到濃度37％左右送到濃黑液貯槽。(2)Ш效蒸發(fā)的關(guān)鍵操作參數(shù)采用自動(dòng)控制，由4臺(tái)蒸發(fā)器輪流作業(yè)、清洗。蒸發(fā)的溫度、壓力、出口溫度、濃液濃度、蒸發(fā)器液位等自動(dòng)切換操作，以保持蒸發(fā)條件均衡。(3)蒸發(fā)裝置能力及主要消耗指標(biāo)(表1)。

1.2噴霧干燥

(1)經(jīng)蒸發(fā)濃縮至約37%固形物含量的濃液，用螺旋泵送至干燥塔頂部。干燥塔頂部設(shè)有一高速離心式霧化機(jī)，轉(zhuǎn)速為11000r/min，將濃液分散成細(xì)液滴。細(xì)液滴與熱風(fēng)爐供給的800℃左右的煙氣、空氣混合成250℃的熱風(fēng)，在干燥塔內(nèi)充分接觸后迅速成為干粉，隨120℃尾氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器組，空氣、蒸汽從上口排出，干粉下落至氣冷器冷卻至55℃后包裝。(2)旋風(fēng)分離器出來的尾氣還含有少量干粉（約3%）。為充分利用熱能，本設(shè)計(jì)以提取后稀液淋洗尾氣，一方面可使稀液的濃度提高1%～2%，另一方面保證了排放尾氣達(dá)到環(huán)保允許的標(biāo)準(zhǔn)（不超過150mg/Hm3）。系統(tǒng)有一自控回路，即以干燥塔出口尾氣為準(zhǔn)，反饋螺桿泵的轉(zhuǎn)速，以有效地控制產(chǎn)品的含水率。高速霧化機(jī)附有必要的油溫、油壓等報(bào)警系統(tǒng)。(3)噴霧干燥裝置能力及主要消耗指標(biāo)(表2)。

2改性型草漿木質(zhì)素的生產(chǎn)

2.1木質(zhì)素的分類

木質(zhì)素產(chǎn)品分為普通型、改性型兩大類，改性型木質(zhì)素又分為A、B、C三個(gè)等級(jí)。制漿黑液提取、過濾后，直接進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮、噴霧、干燥，即得普通型木質(zhì)素產(chǎn)品,主要用于耐火磚制造行業(yè)等粘合劑領(lǐng)域。

2.2改性型木質(zhì)素

改性型草漿木質(zhì)素生產(chǎn)是依據(jù)產(chǎn)品的性能要求，在蒸發(fā)濃縮工藝前序進(jìn)行必要的磺化、酸化（改性）處理，然后進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮噴霧、干燥制取，可用于粘合劑、分散劑、減水劑等多種領(lǐng)域。改性型木質(zhì)素分為磺化度A級(jí)（甲基位磺化占主導(dǎo)）、磺化度B級(jí)（對(duì)甲基位磺化為主）和磺化度C級(jí)（三甲基位磺化為主）3種級(jí)別。

2.3不同類型改性型木質(zhì)素制漿參數(shù)

為得到3種不同級(jí)別的產(chǎn)品，在制漿蒸煮過程中就須采用不同的蒸煮工藝。其制漿生產(chǎn)工藝參數(shù)如表3。

2.4不同產(chǎn)品要求的黑液處理參數(shù)

為適應(yīng)不同產(chǎn)品要求，須制定不同的生產(chǎn)工藝，其工藝參數(shù)如表4。

2.5產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(表5)

總之，麥草制漿黑液在相應(yīng)的工藝條件下，可以生產(chǎn)出不同等級(jí)、不同用途的改性型木質(zhì)素產(chǎn)品。今后應(yīng)進(jìn)一步研究需求量大、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、有市場(chǎng)前景的木質(zhì)素利用技術(shù)，加快其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，不僅可使豐富的資源得到利用，而且還將促進(jìn)麥草漿黑液的根本治理，減輕中段廢水末端治理的負(fù)擔(dān)。