[发明专利]一种高效节能纤维素溶液的浓缩方法及浓缩系统

说明书

本发明涉及一种高效节能纤维素溶液的浓缩方法及浓缩系统，所述浓缩方法包括以下步骤：(1)初步浓缩：待浓缩的纤维素溶液通入初级浓缩液膜式刮板换热器进行初步加热浓缩，产生的蒸汽进入MVR系统，通过MVR系统升压后引入初级浓缩液膜式刮板换热器作为加热热源；(2)二次浓缩：初步浓缩后的纤维素溶液通入二级浓缩液膜式刮板换热器进行二次加热浓缩，采用新鲜蒸汽作为加热热源。本发明应用MVR系统与新鲜蒸汽加热相结合方案实现纤维素溶液的浓缩，将蒸发浓缩过程中产生的二次蒸汽充分回收再利用，提高蒸汽利用效率，解决行业发展能源制约的问题。

技术领域

本发明涉及一种高效节能纤维素溶液的浓缩方法及浓缩系统，属于溶液浓缩领域，特别涉及莱赛尔纤维生产工艺中NMMO溶液溶解纤维素溶液的浓缩方法及浓缩系统。

背景技术

N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)是一种化学物质，分子式是C₅H₁₁NO₂，对纤维素有极强的溶解性能，常温下为结晶固体或液体，无毒，弱碱性，溶于水、乙醇等，吸湿性强，每分子可结合多个结晶水。

溶剂法生产的纤维被称为莱赛尔纤维，是浆粕直接溶解在NMMO中，并经干喷湿纺得到的再生纤维素纤维。20世纪80年代研究成功，我国俗称“天丝”，由于其优良性能被誉为“21世纪绿色纤维”。奥地利兰精公司是引领者，我国保定、英利、中纺绿纤也掌握了生产诀窍，经过近40年的发展，很多基础专利已经过期，生产技术基本解密，“天丝”必将在我国迎来快速发展。

目前，用NMMO溶解纤维素生产再生纤维素纤维目前已有长足的发展，其中用液膜式刮板换热器蒸发形成胶液的方案普遍被应用，然而通常液膜式刮板换热器的加热介质都采用新鲜蒸汽，加热需控制一定的温度压力，单效蒸发能耗较大，一般气水比为1.1，蒸汽利用率低，能源消耗大，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效节能纤维素溶液的浓缩方法及浓缩系统，应用MVR系统与新鲜蒸汽加热相结合方案实现纤维素溶液的浓缩，将蒸发浓缩过程中产生的二次蒸汽充分回收再利用，提高蒸汽利用效率，解决行业发展能源制约的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高效节能纤维素溶液的浓缩方法，包括以下步骤：

(1)初步浓缩：待浓缩的纤维素溶液通入初级浓缩液膜式刮板换热器进行初步加热浓缩，产生的蒸汽进入MVR系统，通过MVR系统升压后引入初级浓缩液膜式刮板换热器作为加热热源；

(2)二次浓缩：初步浓缩后的纤维素溶液通入二级浓缩液膜式刮板换热器进行二次加热浓缩，采用新鲜蒸汽作为加热热源。

本发明的有益效果是：使用NMMO溶涨浆粕、使用液膜式刮板换热器(也有称作薄膜蒸发器、薄膜处理机)蒸发浓缩生成粘胶的专利很多，但未见使用MVR系统利用二次汽热能减少新鲜蒸汽消耗的技术方案，采用MVR系统可以节约大量冷量，申请人通过大量的摸索试验证明可行，此技术方案有望解决纤维生产工艺中受蒸汽总量制约溶剂法纤维生产规模的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，待浓缩的纤维素溶液中纤维素的质量分数为6％-8％。

进一步，初步浓缩过程中，待浓缩的纤维素溶液的蒸发量为23％-26％，初步浓缩后的纤维素溶液中纤维素的质量分数为8％-12％。

进一步，二次浓缩后的纤维素溶液中纤维素的质量分数为12％-15％。

进一步，步骤(1)中产生的蒸汽通过防爆装置进入MVR系统。