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预水解硫酸盐法溶解浆

某厂溶解浆生产项目日产针叶木溶解浆350吨，引进美卓（Metso）公司溶解浆生产技术，蒸煮产能375adt/d。本项目所采用的预水解硫酸盐法蒸煮技术，可解决针叶木树脂含量高的问题，减轻后续工段化学药品的消耗量，成品浆料最终白度可达到90%ISO，α-纤维素含量可达到90%，树脂含量低于0.6%。

塑料压延机生产线的传动控制系统是1个微张力的速度联动控制系统1蒸煮工艺参数

蒸煮工艺参数如表1，其中木材中的水分变化对蒸汽用量、黑液固形物浓度、蒸煮周期等具有较大的影响。

2 生产工序

溶解浆预水解硫酸盐法蒸煮技术的生产步骤依次为木片装锅、木片预热、预水解、中和反应、热黑液填充/白液补充、加热/蒸煮、黑液置换、浆料放锅。在进行主生产的同时，热量在槽区内进行传递，完成热量回收；HVLC和LVHC进行收集处理，完成松节油的回收；清洁冷凝水、热水进行收集再利用；污冷凝水收集进行处理；黑液送往碱回收前进行过滤。

（1）木片蒸汽装锅

合格的木片由料场经输送带送至蒸煮锅顶部的装锅料仓内，装锅阀门开启后，在真空风机的作用下，木片快速送入蒸煮锅内，并除去蒸煮锅内的部分空气。锅口配峰谷值及均值丈量部份置了装锅器，在低压蒸汽的作用下，提高了装锅的均匀性，并增加了木片的装锅量。此段时长约30min。

（2）木片预热

在木片装锅阶段，装锅低压蒸汽的通入已经开始了木片预热，在木片装锅完成后继续向蒸煮锅内通入低压蒸汽进行木片升温，此时装锅阀门已经关闭、真空风机通道亦处于关闭状态，蒸煮锅内的压力开始上升。当锅内温度达到低压蒸汽的饱和温度时，温度不再上升，改由中压蒸汽进行加热，最终使蒸煮锅内的温度达到160——170℃。此段时长约60min。

（3）预水解

预水解过程中，休闲椅由于乙酰化聚糖水解产生的乙酸和糖醛酸基的脱除，锅内液体呈酸性，pH3——4，产生自催化酸性水解反应，使半纤维素从原料中脱除，溶于水解液中，部分半纤维素吸附于纤维表面。而纤维素由于聚合度较高，降解程度远低于半纤维素。锅内水解液在强制循环的同时，被蒸汽加热，随着木片温度的不断升高，原料的水解反应速率随之增大，在最高温度下水解速率达到了最大值。原料中的半纤维素含量不断降低；木素与纤维素之间的结合力也得到了一定程度的削弱，少量木素被脱除掉。此段过程需要保温30min。

（4）中和反应

当预水解达到预期的水解因子后，锅内液体的pH为2——3，呈弱酸性，此时从蒸煮锅的底部通入白液进行酸碱中和，停止水解反应，进行碱性硫酸盐法蒸煮。被中和的水解液由回收管道送入热黑液槽内，残碱量由白液的加入量控制。此段时长约15min。

（5）热黑液填充/白液补充

根据蒸煮锅内蒸煮温度及物料残碱的要求，不同温度的回收黑液和热白液由蒸煮锅底部送入锅内，以进行下一阶段的蒸煮反应。顶部回收管道流出的黑液根据温度送入不同的热黑液回收槽内收集。本阶段为初始脱木素阶段，此段时长约40min。

（6）加热/蒸煮

在热黑液和白液的填充过程中，高温硫酸盐法蒸煮随之开始，此时锅内物料的温度150——160℃，尚未达到蒸煮最高温度的要求，此时需要由中压蒸汽补充热量。蒸煮锅中部的药液循环管路上设有蒸汽喷射器，直接将蒸汽与蒸煮药液混合，经由上、下部的循环管道送入蒸煮锅内，进行物料的二次升温。由于药液循环泵的运行，蒸煮锅内的药液被强制循环，达到均匀蒸煮的目的，蒸煮终点由H因子控制。在本阶段内大量木素被脱除，此段时长约40min。

（7）黑液置换

高温蒸煮结束后，需要将锅内的热液置换出来，进行热量回收。此阶段中，常温黑液由底部送入蒸煮锅内，顶部的热黑液根据温度的不同送至不同的热黑液槽内收集储存。根据稀释因子，置换液的总量由粗浆洗涤液的总量决定，置换结束终点时，蒸煮锅内的温度低于90℃，锅内压力接近常压。本阶段内残余木素被继续脱除，脱除下来的木素经黑液置换作用随着黑液送入热黑液槽内，最终送至碱回收燃烧处理。此段时长约70min。

（8）卸料

置换结束后，开启卸料浆泵，在蒸煮锅底部稀释液的作用下，浆料送至常压卸料塔内。由于卸料温度低于90℃，可以防止恶臭气体的排放。此段时长约30min。

每个蒸煮周期时长315min，闲置时长约20min，整个周期共335min。

3 废气处理及松节油回收

本系统设置了封闭废气回收系统，常压槽罐中和生产过程中产生的浓度低、体积大的不凝气体（HVLC），被强制收集起来，经冷却器冷却回收气体中的热量后，送至臭气处理系统进行处理。

生产过程中产生的不凝浓度高、体积大的不凝气体（LVHC），由蒸煮锅泄放至热黑液槽中，根据槽内的压力设定，将晾晒架气体送至松节油系统进行冷却，回收松节油及气体中的热量。松节油系统由换热器组、气体洗涤器、松节油倾析器、贮存槽和特殊的管道设计组成。合格的松节油送至贮存槽内，不可冷凝的剩余气体强排至臭气处理系统，少量污水根据介质电解度的情况送回系罐头食品统内继续使用或者送至污水处理系统。

送至臭气处理系统的不凝气体中含有还原性的硫化物（TRS），经燃烧后转变成硫化物，可回收利用。

4 冷凝水及热水的收集

冷凝水槽中的中压蒸汽冷凝水部分闪蒸后送入低压蒸汽管道，继续使用；剩余部分则被送往其他车间进行高温热水的再利用。

不凝性LVHC、HVLC气体及送往碱回收的热黑液进行换热所产生的清洁热水，收集后用于洗浆。

5 黑液的过滤

蒸煮过程中所产生的热黑液经换热冷却后，经黑液过滤机预处理，过滤掉其中所含的纤维后送至碱回收工段。

6 系统特点

（1）制浆蒸煮工艺更改灵活，可方便的将预水解硫酸盐法改为常规硫酸盐法，生产工序调整灵活。

（2）材种适用性强，可以根据原料的特家电行业是工程塑料利用的1个重要领域性，灵活调整每一锅的蒸煮工艺条件，适应于目前国内市场木材收购困难、材种繁杂的现状。

（3）多种检测仪表的使用，能够严格的控制成浆的质量。全程自动控制，人工操作量低。

（4）整个蒸煮过程都是在蒸煮锅底部通入药液，顶部送出置换药液，中部抽出药液进行循环，整个锅体内的药液分布均匀，每个部位的蒸煮反应均匀，蒸煮时长一致，压铆件因此蒸煮成浆更均匀。

（5）根据木素脱除和纤维素降解两个动力学反应式，初始脱木素和残余脱木素持续时间长，高温蒸煮持续时间短，这样的工艺条件在满足深度脱木素的要求下，减缓了纤维素的降解。

（6）本系统为封闭废气回收系统，生产过程中产生的臭气集中处理。

（7）国内对智能化/自动化技术的需求也随之放大送碱回收黑液固形物浓度高，减轻了后续黑液蒸发的能量消耗。