棉短絨KOH蒸煮制漿新工藝

薛潤林

(南京義友自控儀表有限公司，江蘇南京，210042)

當前，我國棉短絨都采用NaOH制漿，主要原因是NaOH制漿工藝成熟，且NaOH價格較低。采用NaOH對棉短絨進行蒸煮制漿后，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的黑液對環(huán)境會產(chǎn)生一定的污染;而黑液治理又會給生產(chǎn)企業(yè)增加成本，因此許多造紙廠、精制棉廠、化纖廠因黑液治理不能達標而被迫停產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)。

KOH和NaOH化學性質(zhì)相近，但化學活性要略強于NaOH。盡管在棉短絨制漿時用KOH蒸煮效果也較好，但是KOH價格較高，是NaOH的2倍多，因此在蒸煮時一般不采用KOH。本文介紹了一種采用KOH對棉短絨進行蒸煮制漿的新工藝，該蒸煮工藝可減少KOH用量，蒸煮黑液經(jīng)過酸中和后可轉(zhuǎn)化為氮磷鉀有機復合肥。黑液制成的有機復合肥回到農(nóng)田，變廢為寶，增產(chǎn)增收;用新增復合肥的收入補貼KOH價格增高的部分 (與NaOH比較)，降低KOH蒸煮的成本，從而實現(xiàn)棉短絨的KOH蒸煮。本文以化纖漿為例介紹KOH蒸煮制漿工藝。

1 KOH蒸煮工藝

KOH蒸煮工藝流程如圖1所示。

1.1 選料、開棉、除雜

棉短絨經(jīng)開棉、機械除雜后可去除5%～8%的棉籽殼、沙石塵土等雜質(zhì)。

1.2 KOH堿液配制工藝 (以40 m3蒸球為例)

棉短絨投料絕干量4500 kg，液比1∶3.6，用堿量12.6%(對棉短絨絕干量)，堿濃35 g/L，堿液入球量16.2 t，蒽氫醌用量0.05%(對棉短絨絕干量)，YY-02滲透劑用量0.1%(對棉短絨絕干量)，堿液溫度＞90℃。

1.3 配堿池KOH配堿工藝［1］

堿液溫度為常溫，堿濃35 g/L，配堿液量60 t，用堿量2100 kg，YY-03滲透劑用量0.02%(對配堿液量)，蒽氫醌用量0.01%(對配堿液量)。

2 預浸漬投料

(1)打開開棉機、引風機、除雜機、送風機，向旋風分離器供料。

(2)打開配堿池堿泵向旋風分離器輸送堿液，棉短絨被潤濕后，進入到預浸池，45～60 min后投料結(jié)束。

(3)打開預浸池推進器，對漿料進行潤濕循環(huán)，運行60～120 min后停機備用。

圖1 棉短絨KOH蒸煮工藝流程圖

3 裝球

(1)打開1#螺旋壓榨機、1#螺旋輸送機。

(2)打開預浸池推進器和長纖維泵，向1#螺旋壓榨機供水漿。

(3)1#螺旋壓榨機壓縮比為1∶1.5(1 t棉短絨含1.5 t堿液)［1-2］，45～60 min后裝球結(jié)束，蓋上球蓋空轉(zhuǎn)10 min。

4 升溫、保溫、大放汽

該工藝共升溫3次:一次升溫30 min，升到140℃后，小放汽10 min;溫度降到120℃后二次升溫20 min，升到160℃，小放汽10 min;溫度降到140℃后三次升溫20 min，升到172℃，保溫120 min。

保溫結(jié)束后進行大放汽，此時小液比蒸煮結(jié)束，可以選擇倒料，也可以選擇繼續(xù)進行H2O2蒸漂。

5 H2O2球內(nèi)蒸漂［3-4］

5.1 H2O2配制工藝

H2O2用量5%(對棉短絨絕干量)，MgSO4用量0.2%(對棉短絨絕干量)，配制液比 1∶3.0。

5.2 H2O2蒸漂

當蒸球內(nèi)溫度下降到105℃時，泵入H2O2溶液，在70～100℃工況下蒸漂80 min。此時棉短絨半漿白度 ＞70%，疵點去除;黑液呈微黃色，pH值在9～10。放汽 10 min后開蓋倒料，蒸漂結(jié)束。

6 壓榨提取濃黑液［5］

(1)打開2#螺旋輸送機、2#螺旋壓榨機，提取濃黑液到1#中和池。在1#中和池中加H3PO4調(diào)節(jié)pH值至7，制得有機酸鉀復合肥。

(2)1#中和池中的黑液經(jīng)1#過濾機進入到五效蒸發(fā)器，經(jīng)濃縮后制取有機酸鉀復合葉面肥和顆粒復合肥外售。五效蒸發(fā)器中的蒸餾水用于配堿、洗料、漂白、抄漿等工段。

7 洗滌、漂白、抄漿

經(jīng)2#螺旋壓榨機壓榨后的漿料，被輸送到帶式洗料機進行漿料洗滌，洗后漿料經(jīng)過精漿機、除砂器進入到漂白機。

在漂白機中對漿料白度、聚合度進行微調(diào)，未經(jīng)H2O2蒸漂的黑漿可以采用H2O2催化漂白。

漂白后漿料經(jīng)抄漿機進行抄漿，漂后白水可用于漿料洗滌，漿板外銷。

8 結(jié)語

本文介紹了一種采用KOH對棉短絨進行蒸煮制漿的工藝，蒸煮黑液可轉(zhuǎn)化成有機酸鉀復合葉面肥和顆粒肥。在此過程中，需要注意以下幾點:

8.1 應(yīng)用YY-03滲透劑能加快KOH堿液滲透到棉纖維、棉籽碎片、碎片內(nèi)部的速度，且使堿液滲透均勻徹底，為提高蒸煮均勻性創(chuàng)造了條件。

8.2 采用大液比滲透，滲透結(jié)束后去除多余堿液進行小液比蒸煮 ［1∶(1～2)］，蒸球內(nèi)無多余堿液，提高蒸球內(nèi)溫度分布均一性。

8.3 蒸煮黑液pH值9～10，黑液濃度≤7 g/L，加入少量H3PO4就能使黑液轉(zhuǎn)化為有機酸鉀復合肥。

8.4 H2O2蒸漂后，蒸煮半漿白度≥70%，黑液呈微黃色，漿料易洗易漂。

8.5 漂白采用H2O2催化漂白，無污染。

KOH蒸煮制漿不僅適用于化纖漿，還適用于精制棉漿、證券棉漿、硝化棉、藥棉、草漿等的制漿。KOH蒸煮制漿綜合效益的提高，給企業(yè)帶來新的發(fā)展空間。

［1］ 薛潤林．棉短絨大液比滲透小液比蒸煮制漿系統(tǒng)(先打漿后蒸煮):中國，201420103511．1［P］．2014-07-30．

［2］ LIU Hong-xia，XUE Run-lin．A New Cotton Linter Pulping Process［J］．China Pulp ＆ Paper，2013，32(3):71．劉紅霞，薛潤林．棉短絨先打漿后蒸煮制漿新方法［J］．中國造紙，2013，32(3):71．

［3］ 薛潤林．一種棉短絨制漿方法(先脫脂后蒸漂):中國，ZL2010 10511566．2［P］．2012-04-18．

［4］ XUE Run-lin．The Shortcoming and Solution of Cotton Linter Hydrogen Peroxide One-step Pulping and Bleaching Process［J］．China Pulp ＆ Paper，2014，33(5):72．薛潤林．棉短絨H2O2一步法蒸漂制漿的不足及對策［J］．中國造紙，2014，33(5):72．

［5］ 薛潤林．棉短絨KOH蒸煮制漿系統(tǒng)(黑液制有機酸鉀):中國，201420062005．2［P］．2014-07-09． CPP