麦草浆洗涤液木质素提取探索

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本文作者：周正培作者单位：江苏五洲(新大)纸业有限公司技术研发中心

工业木质素是地球上唯一能从再生资源中获得的天然芳香族的有机原料,具有无毒、价廉、易被生物分解的独特性质，受到世界各国的日益重视。至今国际上已开发的木质素产品达200余种，主要用作混凝土减水剂、油田化学品、染料分散剂、粘合剂、络合剂、稀释剂等，广泛应用于建筑、石油、矿业、化工、印染等20多个领域。

江苏五洲（新大）纸业有限公司是以麦草为主要原料碱法制浆生产生活用纸的企业。为低成本解决制浆黑液的污染，同时由于目前工业木质素市场需求量增强，公司投入2400万元资金建成年产1.5万吨木质素生产线。其关键设备采用丹麦Niro公司先进的高速离心雾化机为核心的喷雾干燥塔，将蒸发后的浓制浆黑液经过喷雾、干燥等工艺生产出不同等级的木质素。在提高资源综合利用率的同时，削减了环保末端治理的负荷。

1生产流程及主要参数与指标

麦草制浆黑液制取木质素生产工艺流程如图1。

1.1废液蒸发

(1)由于麦草浆黑液硅含量高、粘度大，采用目前碱回收常用的板式蒸发器，易结垢。而采用新型的横管蒸发器四体三效逆流浓缩流程：稀黑液经计量预热后连续进入Ш效蒸发器，由循环泵将物料不断循环喷淋，在蒸发管外形成液膜，从上至下流出进入下一效，II效的二次蒸汽作I效的热源，以此类推。进行3次真空蒸发达到浓度37％左右送到浓黑液贮槽。(2)Ш效蒸发的关键操作参数采用自动控制，由4台蒸发器轮流作业、清洗。蒸发的温度、压力、出口温度、浓液浓度、蒸发器液位等自动切换操作，以保持蒸发条件均衡。(3)蒸发装置能力及主要消耗指标(表1)。

1.2喷雾干燥

(1)经蒸发浓缩至约37%固形物含量的浓液，用螺旋泵送至干燥塔顶部。干燥塔顶部设有一高速离心式雾化机，转速为11000r/min，将浓液分散成细液滴。细液滴与热风炉供给的800℃左右的烟气、空气混合成250℃的热风，在干燥塔内充分接触后迅速成为干粉，随120℃尾气进入旋风分离器组，空气、蒸汽从上口排出，干粉下落至气冷器冷却至55℃后包装。(2)旋风分离器出来的尾气还含有少量干粉（约3%）。为充分利用热能，本设计以提取后稀液淋洗尾气，一方面可使稀液的浓度提高1%～2%，另一方面保证了排放尾气达到环保允许的标准（不超过150mg/Hm3）。系统有一自控回路，即以干燥塔出口尾气为准，反馈螺杆泵的转速，以有效地控制产品的含水率。高速雾化机附有必要的油温、油压等报警系统。(3)喷雾干燥装置能力及主要消耗指标(表2)。

2改性型草浆木质素的生产

2.1木质素的分类

木质素产品分为普通型、改性型两大类，改性型木质素又分为A、B、C三个等级。制浆黑液提取、过滤后，直接进行蒸发、浓缩、喷雾、干燥，即得普通型木质素产品,主要用于耐火砖制造行业等粘合剂领域。

2.2改性型木质素

改性型草浆木质素生产是依据产品的性能要求，在蒸发浓缩工艺前序进行必要的磺化、酸化（改性）处理，然后进行蒸发、浓缩喷雾、干燥制取，可用于粘合剂、分散剂、减水剂等多种领域。改性型木质素分为磺化度A级（甲基位磺化占主导）、磺化度B级（对甲基位磺化为主）和磺化度C级（三甲基位磺化为主）3种级别。

2.3不同类型改性型木质素制浆参数

为得到3种不同级别的产品，在制浆蒸煮过程中就须采用不同的蒸煮工艺。其制浆生产工艺参数如表3。

2.4不同产品要求的黑液处理参数

为适应不同产品要求，须制定不同的生产工艺，其工艺参数如表4。

2.5产品质量指标(表5)

总之，麦草制浆黑液在相应的工艺条件下，可以生产出不同等级、不同用途的改性型木质素产品。今后应进一步研究需求量大、技术先进、经济效益好、有市场前景的木质素利用技术，加快其产业化进程，不仅可使丰富的资源得到利用，而且还将促进麦草浆黑液的根本治理，减轻中段废水末端治理的负担。