CN104826349A - 一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器包括一腔室，一设置在腔室内可旋转的柱形转子，一列或多列沿轴线方向设置在转子外周的刮板，所述刮板包括竖直设置的刮板和倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板和与竖直方向成正角度的刮板。与竖直方向成负角度的刮板在溶解过程中对物料提供一种反混合效果，有效提高了薄膜蒸发器单位面积的溶解能力和溶解均匀性。并且由于溶解效率的提高，在工艺条件的选择方面，能一定程度使用更低的溶解温度和真空度，从而降低了物料分解的风险，这对安全生产更为有利。

Description

一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及一种适合产业化的以NMMO为溶剂的Lyocell纤维的生产应用设备，尤其是一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器。

背景技术

将纤维素溶解于溶剂中形成纤维素溶液，再将溶液在纺丝机中纺丝得到纤维，纤维在拉伸作用下在凝固浴中凝固成形，形成纤维素纤维。这种纤维称为“溶液纺纤维素纤维”，其典型代表为粘胶纤维。但粘胶纤维的生产过程对大气环境存在巨大污染，生产能耗高、废气废水排放量大，不利于生态环境的保护，持续大规模发展受到进一步限制。

近年来一种以有机溶剂NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)和水为溶剂的溶液纺纤维素纤维的生产方法受到越来越多的关注，这种方法生产的纤维被称为Lyocell纤维，在美国专利US4246221及中国专利CN94190487.3中都进行了公开。Lyocell纤维的化学结构与粘胶纤维基本相同，除了具有天然纤维的特性如吸湿性、透气性、舒适性、光泽性、可染色性和可生物降解性外，还具有合成纤维的高强度的优点。相比其他溶液纺纤维素纤维，其具有生产流程短、能耗低、环境污染小、溶剂可回收再利用等优点，其有望替换传统的粘胶纤维，被称为21世纪绿色纤维。

Lyocell纤维的产业化中关键步骤之一为纤维素、NMMO、水混合物料的连续均匀溶解和输出，一些公司使用了一种薄膜蒸发处理设备完成该步骤。该设备在专利号为CN101636416、CN101711182、CN1169150等的专利中进行了公开，对设备中所使用的刮板结构，设备形式、功能等做了描述。在大产能的Lyocell纤维溶解过程中，薄膜蒸发器的脱水效率和单位面积内溶解能力决定着生产线的产能，薄膜蒸发器使用的温度条件和物料的停留时间决定着生产线的安全性，这两点取决于刮板的设计、排布方式以及溶解工艺。

CN101711182中对产业化规模的薄膜处理设备进行了改进，尤其是刮板部分。该设备设计了竖直方向和朝向竖直方向角度大于0°的两种刮板，这种设计虽然可增加生产能力，但也存在薄膜表面更新慢、幅度小、更新深度略浅、溶解过程中对物料没有混合效果，可能造成溶解不均匀等问题。为了克服这些缺点就需要使用很高的溶解温度和较为严苛的真空条件，这不但造成了能量的高消耗，而且较高的溶解温度可能会造成NMMO和纤维素的分解，为生产带来安全隐患。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，有效提高薄膜表面更新速度和幅度，增加薄膜表面更新深度，并在溶解过程中对物料提供一种反混合效果，有效提高了薄膜蒸发器单位面积的溶解能力和溶解均匀性。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器包括一腔室，一设置在腔室内可旋转的柱形转子，一列或多列沿轴线方向设置在转子外周的刮板，所述刮板包括竖直设置的刮板和倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板和与竖直方向成正角度的刮板。

所述成正角度的刮板为沿逆时针倾斜设置的刮板，所述成负角度的刮板为沿顺时针倾斜设置的刮板。

所述竖直设置的刮板和倾斜设置的刮板间隔设置，所述相邻两列刮板的倾斜角度不同。

每列刮板包括多个沿轴向间隔设置的刮板，相邻两列刮板交错设置。

所述刮板中的一列或几列刮板由上至下均为负角度的刮板。

所述刮板中的一列或几列刮板由上至下的部分刮板为负角度的刮板，优选所述刮板中的一列或几列刮板的下半部分为负角度的刮板。

所述成负角度的刮板，其列数为2至8列，优选2至4列。

所述成负角度的刮板与竖直方向所成角度为α，所述α为-40°～0°，优选α为-20～-2°，更优选α为-10～-3°。

所述刮板末端为齿型，齿的长度与相邻齿之间间隙之比小于2:1，优选小于1.8:1，更优选小于1.5:1，优选齿的长度小于40mm，优选10～35mm，更优选15～30mm。

所述刮板的末端设有弧形的刮膜段，弧形刮膜段的弧长为5～400mm，优选20～200mm，刮膜段末端距离薄膜蒸发器内壁距离小于10mm，优选2～5mm。

所述腔室底部设置一锥段，所述锥段后再设一直段，所述锥段和直段内设有出料螺旋，锥段部分螺旋螺纹间距大于直段部分螺旋螺纹间距。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明所述与竖直方向成负角度的刮板有效提高了薄膜表面更新速度和幅度，增加了薄膜表面更新深度，并在溶解过程中对物料提供一种反混合效果，有效提高了薄膜蒸发器单位面积的溶解能力和溶解均匀性。并且由于溶解效率的提高，在工艺条件的选择方面，能一定程度使用更低的溶解温度和真空度，从而降低了物料分解的风险，这对安全生产更为有利。

2、本发明所述与竖直方向成负角度的刮板对在内壁向下流动的物料起到一定的向上的阻力，而这种阻力会对物料有一定反混的效果，从而促使物料有更大的翻新幅度，正是这种效果使成膜的物料表面混合并更新，实现快速溶解。在竖直设置的刮板和成正角度的刮板的辅助下，这种成负角度的刮板的设计可以大大提高物料表面更新频率及更新程度，增加更新深度，更易于实现纤维素溶解。而且在进料量一定，刮板与内壁间隙一定的条件下，物料在薄膜蒸发器内的停留时间并不会因为有成负角度的刮板的阻力而增大，所以这种成负角度的刮板的存在，能有效提高单位面积内纤维素的溶解量，从而大大提高薄膜蒸发器在纤维素溶解中的产能。

3、本发明所述与竖直方向成负角度的刮板的设计对溶解过程中的物料起一定反混作用，这种作用能避免纤维素类天然高分子的不均匀性造成的溶解不均匀，从而使形成的溶液溶解彻底均一，这种优点在产业化的生产线上极其重要。这可以减少溶液过滤工序中，由于溶解不均匀或不彻底造成的滤网堵塞等现象，也可以增加滤网使用时间，减少换网过程中造成的物料浪费、溶剂损失等现象，利于提高溶剂回收率。

4、本发明所述出料螺旋连同转子转动时，粘稠难以流动的纤维素溶液能快速顺利地进入螺旋部分而受到向下的推力，使溶解的物料及时、快速、连续的排出薄膜蒸发器。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1：本发明所述薄膜蒸发器结构示意图

图2：本发明所述薄膜蒸发器工作部分结构示意图

图3：本发明所述薄膜蒸发器出料结构示意图

图4：本发明所述薄膜蒸发器刮膜段结构示意图

图5：本发明所述薄膜蒸发器刮膜段末端结构示意图

图6：本发明所述薄膜蒸发器刮膜段末端结构示意图

图7：本发明所述薄膜蒸发器刮膜段末端结构示意图

其中：1、腔室，2、刮板，3、齿，4、转子，5、电机，6、进料口，7、布料段，8、抽真空口，9、抽真空段，10、底部锥段，11、锥段出料螺旋，12、底部直段，13、直段出料螺旋。21、竖直设置的刮板，22、成正角度的刮板，23、成负角度的刮板。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明所述一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器包括一腔室1，一设置在腔室1内可旋转的柱形转子4，一列或多列沿轴线方向设置在转子4外周的刮板2，所述刮板2包括竖直设置的刮板21和倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板23和与竖直方向成正角度的刮板22。所述与竖直方向成负角度的刮板23有效提高了薄膜表面更新速度和幅度，增加了薄膜表面更新深度，并在溶解过程中对物料提供一种反混合效果，有效提高了薄膜蒸发器单位面积的溶解能力和溶解均匀性。并且由于溶解效率的提高，在工艺条件的选择方面，能一定程度使用更低的溶解温度和真空度，从而降低了物料分解的风险，这对安全生产更为有利。

利用转子4上的刮板2将进入薄膜蒸发器内的纤维素混合物刮延成可往下流动的薄膜。随着刮板2的转动，膜的表面不断被刮延，从而表面的物料不断进行更新，而且倾斜设置的刮板对成膜的物料施加一定推力，使其在内壁移动，这个过程配合合适的温度和真空条件，即可实现物料在薄膜蒸发器内连续、快速的溶解。而且在薄膜蒸发器底部出口端再配备一段出料螺旋，可实现溶解的物料连续稳定的出料及输送至后续工段。

刮板2中，有一种竖直设置的刮板21，与竖直方向所成角度等于0°。这种刮板转动后可以快速更新薄膜表面，促使纤维素物料更充分的溶解。这种刮板由于转动方向与物料总体向下的流动方向垂直，且相比倾斜的刮板其刮膜面积更大，所以转动中产生的阻力较大，尤其在高粘度物料及大产能溶解时会增加薄膜蒸发器负荷，所以这种竖直设置的刮板列数占薄膜蒸发器刮板总列数的1/2或以下。

刮板2中，还有倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板23和与竖直方向成正角度的刮板22。与竖直方向成正角度的刮板22除了起刮膜及表面更新作用外，由于其具有一定的正向角度，转动后对物料有向下的推力，使成膜的物料更易于在内壁上向下流动。这种刮板与转子方向的角度α合适范围为0～45°，优选5～25°。

刮板2中，还有倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板23和与竖直方向成正角度的刮板22。与竖直方向成负角度的刮板23除了起刮膜及表面更新作用外，还对在内壁向下流动的物料起到一定的向上的阻力，而这种阻力会对物料有一定反混的效果，从而促使物料有更大的翻新幅度，正是这种效果使成膜的物料表面混合并更新，实现快速溶解。在竖直设置的刮板和成正角度的刮板的辅助下，这种成负角度的刮板的设计可以大大提高物料表面更新频率及更新程度，增加更新深度，更易于实现纤维素溶解。而且在进料量一定，刮板与内壁间隙一定的条件下，物料在薄膜蒸发器内的停留时间并不会因为有成负角度的刮板的阻力而增大，所以这种成负角度的刮板的存在，能有效提高单位面积内纤维素的溶解量，从而大大提高薄膜蒸发器在纤维素溶解中的产能。所述成负角度的刮板与竖直方向所成角度为α，所述α为-40°～0°，优选α为-20～-2°，更优选α为-10～-3°。

对纤维素这类天然高分子而言，本身就存在分子量、分子结构等方面的不均匀性，而这种不均匀性也造成了溶解过程中形成的纤维素溶液的不均匀性。本发明中成负角度的刮板的设计对溶解过程中的物料起一定反混作用，这种作用能避免纤维素类天然高分子的不均匀性造成的溶解不均匀，从而使形成的溶液溶解彻底均一，这种优点在产业化的生产线上极其重要。这可以减少溶液过滤工序中，由于溶解不均匀或不彻底造成的滤网堵塞等现象，也可以增加滤网使用时间，减少换网过程中造成的物料浪费、溶剂损失等现象，利于提高溶剂回收率。

而且这种成负角度的刮板对溶解效率的帮助，可以使薄膜蒸发器在选择溶解条件时降低溶解温度以及真空度要求，这在大产能的生产中将尤其受益。因为溶解温度的降低，可以大大减少纤维素物料的分解风险，保证生产安全。真空条件的降低，可以减少真空机组的工作负荷，降低能耗，节约成本。

这种成负角度的刮板23，因其对向下流动的物料有向上阻力和反混效果，将引起刮板旋转时额外增加一定扭力，这在电机功率的选择及电能消耗方面是不利的，所以这种刮板在所有刮板数量中应该最少，合适的刮板列数为2～6列，优选2至4列。

所述成正角度的刮板22为沿逆时针倾斜设置的刮板，所述成负角度的刮板为沿顺时针倾斜设置的刮板。

所述相邻两列刮板的的倾斜角度不同。为保证物料被有效的刮延成膜以及物料有足够的推力产生流动和表面更新，刮板排布为一列竖直设置的刮板和一列倾斜设置的刮板间隔排布的方式，相邻两列刮板方向不能相同。且为保证各种刮板对物料作用的均匀性，每列刮板包括多个沿轴向间隔设置的刮板，相邻两列刮板交错设置。避免产生有刮板刮不到物料的现象，相邻两列刮板高低错位排布，刮膜面不在同一个面上。

所述刮板中的一列或几列刮板由上至下均为负角度的刮板，或者所述刮板中的一列或几列刮板由上至下的部分刮板为负角度的刮板，优选所述刮板中的一列或几列刮板由上至下的下半部分为负角度的刮板。较为优选的排布方式为，成负角度倾斜的刮板只排布在该列的一部分，并非整列都是成负角度的刮板，该列其他部分刮板为成正角度倾斜的刮板。更为优选的排布方式为成负角度倾斜的刮板只排布在该列的下半部分。因为处于薄膜蒸发器内的纤维素混合物，在较高温度和真空条件下，一旦被铺成均匀的薄膜，会立即实现溶解，再加上刮板刮延使膜表面不断地更新，薄膜蒸发器的上半部分是纤维素快速溶解段。多数纤维素物料会在上半段实现溶解，但部分分子量高、分子量分布窄的纤维素却难以快速溶解，并且这种未完全溶解的纤维素会被包裹在已溶解的纤维素溶液中。下半段若分布有成负角度的刮板，这种刮板的反混及大幅度翻新效果，会促使未溶解完全的纤维素物料混合、更新、移动、脱水溶解。

所述成负角度的刮板，其列数为2至8列，优选2至4列。当纤维素百分含量小于13％，或单台薄膜蒸发器溶解产能小于25万吨/年时，刮板分布形式为成负角度倾斜的刮板只分布于下半部分，且为2～4列。当纤维素百分含量大于13％，或单台薄膜蒸发器溶解产能大于25万吨/年时，为实现纤维素的充分溶解，优选使用整列均为成负角度的刮板排布形式，合适的列数为2～6列。

所述刮板末端为齿型，相比于没有齿的末端较平的刮板，这种齿形刮板可以减少转子转动时物料对刮板的阻力，同时由于刮板是多列分布，且是上下错位的，刮膜面不在同一个面上，不存在有物料刮不到的现象，所以不但保证了刮膜效果，还可以有效降低电机运行时消耗的功率，减小薄膜机运行时产生的震动，并且有效降低了能耗。

如图4所示，齿3的长度与相邻齿之间间隙之比小于2:1，优选小于1.8:1，更优选小于1.5:1，这样的分布增加了每块刮板上齿的数量，使齿和内壁的贴合更密实，可以有效提高刮膜效率，对物料表面更新，提高溶解速率及溶解均匀性都很有帮助。

优选齿的长度小于40mm，优选10～35mm，更优选15～30mm。

如图5、图6、图7所示，所述刮板的末端设有弧形的刮膜段，弧形刮膜段的弧长为5～400mm，优选20～200mm，在刮板转动过程中，为防止物料堆积在刮板边上，未能及时铺膜到薄膜蒸发器内壁上，刮板的刮膜段呈弧形，这种弧形刮板使物料在刮膜时有一个过渡作用，由团状逐步形成薄膜。更为优选的方案为，刮板在刮膜段不是直的，而是呈一定弯角，使刮板的刮膜面形成更大的弧面，这样更利于薄膜的成形。

刮膜段末端距离薄膜蒸发器内壁距离小于10mm，优选2～5mm。刮板的刮膜段末端与薄膜蒸发器内壁的间距不能过大，且必须均匀一致，合适的间距应小于10mm，优选2～5mm。因为过大的间距使形成的薄膜厚度大，流动困难，表面更新慢，溶解不均匀、不彻底；而间距要求过小在加工过程中较难实现一致性，在安装过程中也难以保证精度，尤其是较大蒸发面积的薄膜蒸发器，钢性固定刮板本身就存在一定变形性，间距要求过小会使加工困难、精度难以保证，并带来设备成本增加等问题。

所述腔室底部设置一底部锥段10，所述底部锥段10后再设一底部直段12，所述底部锥段10和底部直段12内设有出料螺旋。溶解后的纤维素溶液在角度α大于0°的倾斜刮板的推力和重力作用下，流至薄膜蒸发器底部。底部呈锥形，并设有一个出料口。但在产业化生产中，由于纤维素溶液中纤维素含量高、产量大，溶液粘度大、流动缓慢，所以到底部锥段的溶液难以及时流出，造成出料困难、溶液堆积、液位上涨等现象。本发明提供一种快速出料的方法，在薄膜蒸发器底部锥段后再设一直段，并且在锥段底部及直段内配一段出料螺旋，其中直段的长度为50～700mm。出料螺旋与薄膜蒸发器内转子相连，在转子转动时，螺旋一同转动，为流入螺旋部分溶液提供极大的推力，使溶解的物料及时快速的排出薄膜蒸发器。为使粘稠的纤维素溶液能快速顺利地进入螺旋部分而受到向下的推力，螺旋从锥段的下半段即开始一直延伸到直段底部出料口。锥段出料螺旋11的螺纹间距较大，物料容易流入，从而使流入锥段螺旋的物料在螺旋转动和向下推力作用下，更快被推入直段部分螺旋。直段出料螺旋13的螺纹间距略小，且直段部分的直径比锥段部分小，所以直段螺旋对物料向下的推力更大，从而使进入直段部分的物料更容易向下排出。在两段螺旋共同向下的推力作用下，粘稠难以流动的物料也可实现快速、连续的出料。

为满足出料需求，同时降低螺旋转动时产生的阻力对能耗的要求，薄膜蒸发器底部出料螺旋总长度H为200～800mm，优选300～600mm。其中锥段的螺旋螺纹间距略大，合适的范围为50～150mm，直段螺旋间距略小，合适的范围为30～100mm。

在产业化生产中，薄膜蒸发器的有效蒸发面积越大，刮板越多，产量越大。但过大的蒸发面积和过多的刮板数都将带来设备加工难度和精度要求高、设备尺寸和重量大、占地大排布困难、能耗大、投资及运行费用高等问题。而本发明提供的刮板排布方法和螺旋设计方法，对薄膜蒸发器的溶解效率和出料效率很有帮助。在生产线产能一定的情况下，这种薄膜蒸发器选择的蒸发面积可适当缩小，薄膜蒸发器的整体体积及重量、尺寸等都将进一步缩小，这在厂房排布、设备成本、基础设施建设等方面都将带来非常有益的影响。

通过以上描述的薄膜蒸发器，纤维素物料进入后可实现连续的铺膜、溶解、出料工艺，形成的纤维素溶液溶解均匀彻底、性能优良，极其适于后续过滤、纺丝等工艺，而且这种薄膜蒸发器除了用于纤维素纤维的生产应用中，还适合于生产纤维素膜、海绵、无纺布等多种产品的纤维素溶解过程。

实施例1.

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为1m²，刮板列数为12列，其中有竖直设置的刮板6列，另外6列倾斜设置的刮板中，有2列角度α为-3°，其余4列角度α为25°。其中每个刮板上有3个齿，齿长度为30mm，齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为3mm，刮板刮膜段弧长为40mm。底部出料螺旋长度为300mm，锥段部分螺旋间距为60mm，直段部分螺旋间距为30mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能可以达到300吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到0.32吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间1.8min，溶解温度低于118℃。

对比例1

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为1m²，刮板列数为12列，其中有竖直设置的刮板6列，另外6列刮板角度α为25°。每个刮板上有3个齿，齿长度为30mm，齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为3mm，刮板刮膜段弧长为40mm。底部出料螺旋长度为300mm，锥段部分螺旋间距为60mm，直段部分螺旋间距为30mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能为190吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到0.2吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间1.5min，溶解温度低于125℃。

实施例2.

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为30m²，刮板列数为24列，其中有竖直设置的刮板12列，另外12列倾斜设置的刮板中，有4列角度α为-5°，且分布在下半部分，其余8列以及角度为-5°刮板列的上半部分，都是角度α为20°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为4mm，刮板刮膜段弧长为100mm。底部出料螺旋长度为450mm，锥段部分螺旋间距为80mm，直段部分螺旋间距为50mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能可以达到8千吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到7吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间只有2.0min，溶解温度低于125℃。

对比例2

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为30m²，刮板列数为24列，其中有竖直设置的刮板12列，另外12列倾斜设置的刮板中，其余12列都是角度α为20°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为4mm，刮板刮膜段弧长为100mm。底部出料螺旋长度为450mm，锥段部分螺旋间距为80mm，直段部分螺旋间距为50mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能可以达到6千吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到5吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间只有1.8min，溶解温度低于135℃。

实施例3.

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为35m²，刮板列数为24列，其中有竖直设置的刮板12列，另外12列倾斜设置的刮板中，有2列角度α为-10°，且分布在下半部分，其余10列以及角度为-10°刮板列的上半部分，都是角度α为15°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.8:1，刮板与内壁间距为5mm，刮板刮膜段弧长为150mm。底部出料螺旋长度为500mm，锥段部分螺旋间距为100mm，直段部分螺旋间距为80mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能为1万吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力为10.5吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间为2.5min，溶解温度低于125℃。

对比例3

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为35m²，刮板列数为24列，其中有竖直设置的刮板12列，另外12列倾斜设置的刮板中都是角度α为15°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.8:1，刮板与内壁间距为5mm，刮板刮膜段弧长为150mm。底部出料螺旋长度为500mm，锥段部分螺旋间距为100mm，直段部分螺旋间距为80mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能为0.75万吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力为6.8吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间为2.5min，溶解温度低于137℃。

实施例4.

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为52m²，刮板列数为36列，其中竖直设置的刮板18列，另外18列倾斜排布的刮板中，有4列角度α为-3°，且分布在下半部分，其余14列以及角度为-3°刮板列的上半部分，都是角度α为25°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为4mm，刮板刮膜段弧长为100mm。底部出料螺旋长度为600mm，锥段部分螺旋间距为100mm，直段部分螺旋间距为70mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能可以达到1.5万吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到16吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间只有2.5min，溶解温度低于130℃。

对比例4

一台薄膜蒸发器，蒸发面积为52m²，刮板列数为36列，其中竖直设置的刮板18列，另外18列倾斜排布的刮板中都是角度α为25°的刮板。刮板上齿长度与间隙比为1.5:1，刮板与内壁间距为4mm，刮板刮膜段弧长为100mm。底部出料螺旋长度为600mm，锥段部分螺旋间距为100mm，直段部分螺旋间距为70mm。

以纤维素百分含量为12％计，在NMMO和水为溶剂的Lyocell纤维的生产线上，使用该薄膜蒸发器，Lyocell纤维的最大产能可以达到1.2万吨/年，而薄膜蒸发器溶解能力达到12.5吨/h，最大产能下物料在薄膜蒸发器内停留时间只有2.3min，溶解温度低于145℃。

根据以上实施例和对比例，可以说明本发明描述的薄膜蒸发器由于采用了角度α小于0°的倾斜设置的刮板，所以溶解能力更大。相同蒸发面积下，溶解温度更低，生产线产能更大。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述薄膜蒸发器包括一腔室，一设置在腔室内可旋转的柱形转子，一列或多列沿轴线方向设置在转子外周的刮板，所述刮板包括竖直设置的刮板和倾斜设置的刮板，所述倾斜设置的刮板包括与竖直方向成负角度的刮板和与竖直方向成正角度的刮板。

2.根据权利要求1所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述成正角度的刮板为沿逆时针倾斜设置的刮板，所述成负角度的刮板为沿顺时针倾斜设置的刮板。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述竖直设置的刮板和倾斜设置的刮板间隔设置，所述相邻两列刮板的倾斜角度不同。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：每列刮板包括多个沿轴向间隔设置的刮板，相邻两列刮板交错设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述刮板中的一列或几列刮板由上至下均为负角度的刮板。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述刮板中的一列或几列刮板由上至下的部分刮板为负角度的刮板，优选所述刮板中一列或几列刮板的下半部分为负角度的刮板。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述成负角度的刮板，其列数为2至8列，优选2至4列。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述成负角度的刮板与竖直方向所成角度为α，所述α为-40°～0°，优选α为-20～-2°，更优选α为-10～-3°。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述刮板末端为齿型，齿的长度与相邻齿之间间隙之比小于2:1，优选小于1.8:1，更优选小于1.5:1，优选齿的长度小于40mm，优选10～35mm，更优选15～30mm。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述刮板的末端设有弧形的刮膜段，弧形刮膜段的弧长为5～400mm，优选20～200mm，刮膜段末端距离薄膜蒸发器内壁距离小于10mm，优选2～5mm。

11.根据权利要求1-10任一所述的一种用于纤维素溶解的薄膜蒸发器，其特征在于：所述腔室底部设置一锥段，所述锥段后再设一直段，所述锥段和直段内设有出料螺旋，优选锥段部分螺旋螺纹间距大于直段部分螺旋螺纹间距。