CN201236223Y - 以植物纤维为原料的碱纤生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以植物纤维原料通过湿发强制降解生产碱纤的装置，该装置包括浸渍桶、反应釜、压榨机，浸渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口；反应釜设有蒸汽进管、压缩空气进管、循环主管道，浆粥出口经循环主管道与反应釜连通，反应釜底部设置输送出口，输送出口与下游的压榨机连接。采用本实用新型生产出的碱纤可直接用于粘胶纤维生产环节，无需再制成浆粕，克服两段式生产粘胶纤维带来的弊端。采用本实用新型不仅大大降低了生产成本，减少了污染，而且可以充分掌握浆粕原材料的采购主动权，极大地缓解了浆粕原材料的采购压力。

Description

以植物纤维为原料的碱纤生产装置

技术领域

本实用新型涉及化学纤维制造业中湿法强制降解植物纤维技术，特别是一种利用植物纤维(如造纸级浆板)生产用于直接制造粘胶长丝/短丝的碱纤的装置。

背景技术

植物纤维原料主要形态有浆扳状、块状、粉末状、颗粒状，其中造纸级浆板(聚合度高的植物纤维浆板)在全世界有非常大的产量，我国每年进口造纸级浆板在800万吨以上，自产造纸级浆板在300万吨以上，所以造纸级的浆板资源是相当丰富的，并且该浆板价格非常低(相对于粘胶长丝/短丝浆粕)。如果这些植物纤维原料能运用到粘胶长丝/短丝生产，不但能大大降低生产成本，还能缓解原材料紧缺的难题。但是由于这种造纸级浆板的聚合度非常高，通常都在1000以上，并且α纤维素的含量低，只能用于造纸工业，不能直接用来进行粘胶长丝/短丝生产。因此必须对造纸级浆板进行一系列的变性处理，使纤维素的平均聚合度大幅降低，α纤维素含量大幅度提高、纤维素反应性能大幅度改善以满足粘胶长丝/短丝的生产要求。

200610021387.4公开了一种木浆粕变性生产工艺，采用造纸级木浆板为生产原料，经过分页、碱浸渍、疏解分散、蒸煮、洗涤、除杂、漂白、二次洗涤、抄粕，最后生产出能用于生产粘胶纤维的溶解级木浆粕。获得溶解级木浆粕后就可以用于粘胶纤维生产。该发明专利申请所公开的技术方案的实质是将不能用于粘胶纤维生产的造纸级浆板，通过系列工序变性为溶解级浆粕。原料经过变性后再经过常规的粘胶纤维生产工艺获得粘胶纤维。常规粘胶纤维生产工艺包括浸渍、压榨、老成、黄化、过滤、脱泡、纺丝、精练、烘干。

200610021387.4专利虽然有效利用了造纸级浆板价格低廉的优势来生产粘胶纤维生产用的溶解级浆粕，但使粘胶纤维生产一段式生产变为两段式生产，先生产溶解浆粕再生产粘胶纤维。200610021387.4工艺仍属于浆粕生产工艺，变性后的浆料需要按照浆粕生产要求进行洗涤、除杂、漂白、二次洗涤、抄粕成为溶解级浆粕，工序复杂、繁琐，且不能直接与粘胶纤维生产工艺衔接。使整个粘胶纤维生产工艺过程变得庞大、耗时、耗能、设备多、占用厂房面积大、而且不便生产管理。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种以植物纤维原料(如造纸级浆板)通过湿发强制降解生产碱纤的装置，该装置生产出的碱纤可直接用于粘胶纤维生产环节，无需再制成浆粕，克服200610021387.4专利存在的两段式生产粘胶纤维带来的弊端。采用本实用新型不仅大大降低了生产成本，减少了污染，而且可以充分掌握浆粕原材料的采购主动权，极大地缓解了浆粕原材料的采购压力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：包括浸渍桶、反应釜、压榨机，浸渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口；反应釜设有蒸汽进管、压缩空气进管、循环主管道，浆粥出口经循环主管道与反应釜连通，反应釜底部设置输送出口，输送出口与下游的压榨机连接。

所述浸渍桶内设有搅拌器。

所述循环主管道在反应釜外部分成多根支管并伸入反应釜底部，蒸汽进管连接在循环主管道上，反应釜外部的每个支管上有一个爆气器，压缩空气进管连接在爆气器处。

所述反应釜下部设有循环出口，并与循环主管道连接。

所述反应釜上部设有溢流管。

所述反应釜与压榨机之间设置有暂存浆粥的辅助桶。

所述压榨机的碱液出口连接碱液过滤设备。

本实用新型的有益效果表现在：

一、目前市场上造纸级浆板的售价仅为纤维级浆粕售价的二分之一左右，因此采用本实用新型制得的溶解级碱纤生产粘胶长丝/短丝与以纤维级浆粕为原料制得的粘胶长丝/短丝相比，生产成本可以大幅度降低。

二、本实用新型解决了低甲纤、高粘度、反应性能差和杂质多的造纸级浆板直接应用于粘胶长丝/短丝的生产的问题。

三、本实用新型极大地丰富了原材料的选择自主权，大大地缓解了原材料紧缺的难题。

四、与200610021387.4专利相比，无需将造纸级浆板经过洗涤、除杂、漂白、二次洗涤、抄粕成为溶解级浆粕，变性获得碱纤后直接进入粘胶生产环节，减少投入、提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图

图2为反应釜结构原理图

图中标记

1 浆粥循环主管道、2 蒸汽进管、3 压缩空气进管、4 爆气器、5 浆粥出口、6 溢流管7 浆粥支管

具体实施方式

本实用新型提出了一种以植物纤维原料(如造纸级浆板)通过湿发强制降解生产碱纤的装置，该装置生产出的碱纤可直接用于粘胶纤维生产环节。

实施例1

本实用新型包括浸渍桶、反应釜、压榨机，浸渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口；喂料设备可采用喂粕机，浸渍桶内设搅拌器对原料边浸渍边搅拌，形成浆粥。反应釜设有蒸汽进管、压缩空气进管、循环主管道，浆粥出口经输送泵、循环主管道与反应釜连通。循环主管道在反应釜外部分支成多根支管并伸入反应釜底部，蒸汽进管连接在循环主管道上，反应釜外部的每个支管上有一个爆气器，压缩空气进管连接在爆气器处。反应釜下部设有与循环主管道连接的循环出口，上部设有溢流管，底部设置输送出口，输送出口与下游的压榨机连接。反应釜上还设置有排气孔。

实施例2

在实施例1基础上，所述反应釜与压榨机之间设置有暂存浆粥的辅助桶，辅助桶设置搅拌器，辅助桶下部出口经输送泵和管道与压榨机连接。

实施例3

在上述实施例基础上，所述循环主管道的支管为四根。

实施例4

在上述实施例基础上，所述反应釜可设置多套，如两套、三套、四套，连续浸渍降聚反应。

实施例5

在上述实施例基础上，所述压榨机的碱液出口连接碱液过滤设备，可回收利用。

实施例6

上述实施例，压榨机出口获得的碱纤接入粘胶纤维生产环节，后续工艺包括浸渍、压榨、老成、黄化，获得粘胶，粘胶经过过滤、脱泡、纺丝获得粘胶纤维，最后精炼。

实施例7

采用本实用新型的工艺步骤如下：

一、将平均聚合度大于1000的植物纤维原料(如造纸级浆板)直接投入浸渍桶进行与碱一起进行碱预浸渍。作用：使纤维原料变成固体和液体的混合物，工艺上称为浆粥，同时反应生成碱纤维素。

二、将碱预浸渍后的浆粥输送到反应釜，同时加入蒸汽和压缩空气进行反应。蒸汽加入到反应釜内循环管道上，压缩空气分成四支分别加入到反应釜四周的四个爆气器中。从而在高温有氧气的情况下，催化加快了对纤维素细胞壁的破坏，从而达到快速降低聚合度，快速溶出半纤的目的。作用：降低纤维的聚合度，同时提高α纤维素含量。

三、将反应后聚合度降低到要求的浆粥输送到辅助浸渍桶进行储存，为压榨做准备。作用：储存浆粥，便于生产控制，同时可以增强生产的稳定性。

四、将反应后的浆粥用压榨机进行压榨，制成符合要求的碱纤。作用：压榨出多余的水份。

五、符合要求的碱纤进行入粘胶纤维生产系统。粘胶纤维包括短丝和长丝，粘胶纤维的生成工序可采用常规工艺，如浸渍、压榨、老成、黄化，获得粘胶，粘胶经过过滤、脱泡、纺丝获得粘胶纤维，最后精炼。

本专利所称植物纤维原料主要形态有浆扳状、块状、粉末状、颗粒状，其中造纸级浆板较为常见，原料丰富。

采用本实用新型的具体工作过程如下：

将平均聚合度为1000-1200的市售造纸级木浆粕放到喂粕机上，设定一定的投料速度(10kg/min)，再加入碱液，通过搅拌的作用把原料打碎与碱液进行充分的混合，配制成固态和液态的混合物，工艺上称为浆粥。

通过输送泵把浆粥输送到反应釜中，同时利用循环泵在反应釜中打外循环，蒸汽从循环主管道中加入，通自动调节阀门来控制蒸汽加入量，从而保证反应温度，压缩空气从反应釜上面四周的爆气器位置加入，从而使反应釜中的气态、液态和固态三相物质充分混合，达到高温氧化降聚的效果。上述反应后，纤维粘度达到12mpa.s左右的浆粥通过输送泵输送到辅助桶，进行暂时的储存也是为下一步工序压榨做好准备。

再通过辅助桶出口的输送泵把浆粥输送到压榨机，压榨出的物质分为两部分，一部分是夹杂着少量纤维的碱液，另一部分是压出了多余水份的固体和液体的混合物，工艺上称为碱纤。碱纤的组成控制要求为：α纤维素含量为40％左右，含碱量为4.0％左右。通过压榨机出口的粉碎机把碱纤进行粉碎后制得符合粘胶长丝/短丝生产要求的纤维。该纤维进入原粘胶长丝/短丝生产系统后可以直接进行粘胶长丝/短丝的生产。

Claims (7)

1、以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：包括浸渍桶、反应釜、压榨机，浸渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口；反应釜设有蒸汽进管、压缩空气进管、循环主管道，浆粥出口经循环主管道与反应釜连通，反应釜底部设置输送出口，输送出口与下游的压榨机连接。

2、根据权利要求1所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述浸渍桶内设有搅拌器。

3、根据权利要求1所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述循环主管道在反应釜外部分成多根支管并伸入反应釜底部，蒸汽进管连接在循环主管道上，反应釜外部的每个支管上有一个爆气器，压缩空气进管连接在爆气器处。

4、根据权利要求1或3所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述反应釜下部设有循环出口，并与循环主管道连接。

5、根据权利要求4所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述反应釜上部设有溢流管。

6、根据权利要求1所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述反应釜与压榨机之间设置有暂存浆粥的辅助桶。

7、根据权利要求1或6所述的以植物纤维为原料生产碱纤的装置，其特征在于：所述压榨机的碱液出口连接碱液过滤设备。

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