醋酸纤维丝束成型工段疏水系统优化方法

一种应用于醋酸纤维素生产废水的处理工艺发表时间：2020-01-15T15:27:47.713Z 来源：《科学与技术》2019年17期作者：易树军周宏顾泽波[导读] 分析了原污水处理工艺生化处理能力低的原因，采取改造污水站A/O厌氧工艺为A/O缺氧工艺摘要：分析了原污水处理工艺生化处理能力低的原因，采取改造污水站A/O厌氧工艺为A/O缺氧工艺，将生物膜法结合活性污泥法运行，提高生化系统有机物去除率，COD、氨氮大幅度减排，保证了稳定达标排放。

关键词：醋酸纤维素活性污泥法水质指标评价一、前言醋酸纤维素生产过程中，因产品需求，装置生产产品时会加入不同比例硫酸、液氨。

同时，化工装置回收、萃取、洗涤会产生大量废水。

因其工序不同，所产生的废水浓度差异较大，总体而言，废水酸性强，有机物浓度高，主要含有硫酸与醋酸纤维素相关的有机物及其衍生物。

公司污水处理站原设计工艺核心的生化处理部分，包含两个关键工艺步骤：厌氧和好氧生化（A/O工艺），均建立在生物膜的基础之上。

公司建立初期，装置生产负荷较低，进水指标基本符合设计值，污水站排水COD偏高，但尚能实现达标排放。

随公司产品升级，装置生产负荷不断提升，污水站进水CODcr、氨氮浓度远超设计值（见表一），生化池生物膜开始出现周期性脱落，生化出水水质色度异常，整个生化系统抗冲击能力差，成为制约公司产能提升的瓶颈。

主要有三方面的问题，一是系统COD去除率低；二是基本无氨氮去除率；三是曝气池内设备腐蚀速率快，曝气头堵塞频繁，运行、维护成本高；四是系统周期性发生微生物中毒，生物膜脱落。

经对污水硫酸根数据长期跟踪，及气体检测仪检测厌氧池出水进入好氧生化池处气体成分测出高浓度H2S。

分析其原因，主装置在生产过程中，使用了大量的硫酸作催化剂，浓度较高的硫酸盐废水进入厌氧池，在池内的硫酸盐还原菌（SRB）作用下产生以H2S气体为主的硫化物。

硫酸盐还原产物溶解于水中累积后进入好氧生化池，造成水中COD升高，同时，氧量大量被硫化物吸收，溶氧长期低于0.5mg/l。

中、高温乙酰化工艺醋酸纤维素（CA）的制备已有几十年的历史，从20世纪40～60年代的低温法，如美国专利24784258及310974311等，至80～90年代的高温法如美国专利4439605和3767642等。

传统的低温法中起始温度为5℃，反应终点温度38℃，由于纤维素酯化是个放热过程，放热程度与催化剂硫酸加量成正比，低温法硫酸用量般都大于10％（对纤维素质量而言），因此发热量很大。

要防止纤维素降解必须维持系统较低的温度，因而整个系统必须冷却，冷能消耗很大，同时反应周期长，一般需要3h，液比高达1：8，也就是需要大量冰醋酸作溶剂。

另外高温法由于催化剂用量大大减少并且使用组合催化剂和抗氧化剂等使纤维素酯化反应可以在较高温度（70～90℃）下进行，这样可以利用酯化反应的放热使温度上升，减少了能量的消耗，同时液比也可以降至1：（5～6）。

目前，国内外多趋于发展中、高温乙酰化等新工艺。

溶剂法工业醋化（酯化）工艺工业醋化（酯化）工艺主要有溶剂法和非溶剂法两大类。

目前工业上最常用的方法是溶剂法：以无水醋酸和醋酐的混合物为醋化主剂，稀释剂为醋酸，催化剂为硫酸。

醋化反应机理较为复杂，其主要反应如下：溶剂法制造二醋酸纤维素的流程见图8－1。

其主要工艺如下。

①木浆粕（硬木浆或软木浆）经粉碎后在预处理器里用冰醋酸进行活化，使纤维链的基团影化，以利于醋化反应。

②活化后的木浆在催化剂硫酸的作用下和醋酸－醋酐的混合物在夹套式醋化器里发生酯化反应。

由于酯化及醋酐与水的反应都是放热反应，而反应器内温度的上升会降低纤维的聚合度，因此必须在夹套里通冷冻盐水，以及时移走反应放出的热。

③从醋化器出来的浆液里，每个葡萄酐中的乙酰数略小于3。

通过水解器对其进行水解，以使醋化度降到产品要求的范围，不同的产品其醋化程度不同，二醋酸纤维素的乙酰基数平均为2．4。

适时加水使醋片沉析出来。

④沉析出来的醋片经水洗分离后从稀醋酸中物理分离出来进入干燥器，稀醋酸进入稀醋酸回收单元。

并对醋酸纤维的国内外生产情况和市场需求，应用前景醋酸纤维素(Cellulose Acetate，以下简写为 CA，或者称为乙酸纤维素，纤维素乙酸酯)，结构式可表示为： (C6H7O2)(OOCCH3)3n。

首次制备于 1865 年，是纤维素的乙酸酯。

纤维素以醋酸或者醋酐在催化剂作用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，纤维素份子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。

其性能取决于乙酰化程度。

醋酸纤维素是纤维素中的羟基被酯化而生成的。

按乙酰基含量不同，分为三个品种：其中乙酰基含量在 31%-35%时，称为一醋酸纤维素；乙酰基含量在38%-41.5%时，称为二醋酸纤维素；乙酰基含量大于 43%时，称为三醋酸纤维素。

通常醋酯纤维即指二型醋酯纤维，俗称醋片(以下统称醋片)。

它可用于创造纺织品、酸纤维素纺成的醋酸纤维有醋酸丝束、醋酸长丝。

CA 用于照像胶片的片基，是某些黏合剂的组份之一；也用作合成纤维。

醋酯纤维由瑞士人 H.德雷富斯和 C.德雷富斯兄弟开辟。

他们将生产清漆用醋酸纤维素溶于丙酮后经喷丝头压出，在热空气流中溶剂挥发，细流形成纤维。

在 20 世纪 20 年代投入工业生产。

，目前在纤维素纤维中是仅次于粘胶纤维。

占世界化纤总产量的 3%，占纤维素纤维产量的 35%摆布。

二醋酸纤维生产工艺包括醋片单元、稀醋酸回收单元、丝束单元和丙酮回收单元。

生产醋片的主要原料是纤维素。

纤维素和醋酐反应生成三醋酸纤维素，再根据需要进行部份水解得到二醋酸纤维素，其主要反应包括乙酰化反应和部份水解反应。

按照反应使用溶剂与否，分溶剂法和非溶剂法两大类，工业上最常用的是溶剂法：以无水醋酸和醋酐的混合物为醋化剂，醋酸为稀释剂，硫酸为催化剂。

溶剂法又分均相法和非均相法：均相法采用醋酸或者二氯甲烷作溶剂；非均相法在乙酰化时，加有惰性溶剂(四氯化碳、苯、甲苯)，使生成的三醋酸纤维素不溶解，必须再使之溶解后方可进行水解。

目前世界上醋酸纤维生产工艺广泛采用醋酸均相法工艺。

H型省煤器的疏水装置设计与优化疏水装置是H型省煤器中一项非常重要的组成部分，它主要负责将蒸汽中的凝结水及时排出，以保证省煤器的正常运行。

因此，设计和优化疏水装置对于提高煤炭利用率和降低能源消耗具有重要意义。

疏水装置的设计要点：1. 确定疏水口的数量和位置：疏水装置的数量和位置需要根据省煤器的尺寸和结构来确定。

一般情况下，大型的H型省煤器应该设置多个疏水口，并尽可能布置在煤气流通路径的低点位置，以便有效排水。

2. 改进疏水口的形状和尺寸：疏水口的形状和尺寸直接影响着疏水效果。

较大的疏水口能够更好地排出凝结水，但也会增加压力损失；而较小的疏水口则会减小液体排出的速度。

因此，需要在设计中进行合理的折中，根据煤气流速和水量来确定疏水口的尺寸和形状。

3. 采用合适的疏水装置材料：疏水装置需要能够承受高温和高压的工作环境，因此需要选择合适的材料。

常见的材料有不锈钢、铜合金等，这些材料具有较好的耐腐蚀性和耐热性能，能够确保疏水装置的长期稳定运行。

4. 设计疏水装置的控制策略：疏水装置的控制策略对于系统的稳定运行同样至关重要。

一般情况下，可以采用定时排放的方式，即通过设置合适的时间间隔来控制疏水装置的排水操作。

此外，还可以考虑采用液位控制方式，根据疏水装置周围的压力和液位信号来自动控制排水操作，以减少人工干预。

疏水装置的优化方法：1. 流道优化：通过优化疏水装置的流道设计，可以减小流阻，提高疏水效果。

流道的设计主要包括流道形状和流道尺寸。

合理的流道形状能够减小流阻，提高流体的排出速度；而合理的流道尺寸则能够平衡排水速度和压力损失。

2. 疏水口附加装置的优化：疏水口附加装置（如流量计、温度计等）可以提供更多的数据和控制参数，以便更好地监测和控制疏水操作。

通过对疏水口附加装置的优化，可以提高疏水装置的精度和可靠性。

3. 疏水装置清理与维护：定期的清理和维护对于保持疏水装置的正常工作至关重要。

清理疏水装置，可以有效去除疏水口附着的污垢和杂质，以保证其通畅排水；而定期的维护则可以检查疏水装置的各项参数和功能是否正常，及时进行修理和更换。

优化三醋酸纤维素正渗透膜用于酯化废水处理吕铮摘要：通过相转化法制备三醋酸纤维素（CTA）正渗透膜，考察不同试剂、浓度对膜结构和性能的影响。

确定最佳溶剂1，4-二氧六环，CTA浓度15.00%，共混添加剂为3.00%乳酸和1.50%PVP-K30。

在实验室条件下对制备的CTA正渗透膜进行酯化废水应用研究，探索不同操作条件对水通量和汲取液溶质反向扩散通量的影响。

确定设备30℃条件下运行，汲取液浓度为2.0 mol/L葡萄糖+2.0 mol/L氯化钠，酯化废水pH=8，此时处理酯化废水效果最佳。

关键词：三醋酸纤维素；正渗透膜；添加剂；酯化废水应用Optimized cellulose triacetate percolation membrane was used for esterification wastewater treatmentLV ZHENGAbstract：The effect of different reagents and concentrations on the membrane structure and properties was investigated by phase transition preparation ofCTA.Determine the optimal solvent 1，4-dioxane，CTA concentration of 15.00%，blending additives for 3.00% lactic acid and 1.50%PVP- K30.The effects of different operating conditions on the fluxes of water flux and the absorption of reverse diffusion flux were explored in the laboratory.Determine the equipment running under the condition of 30 ℃，absorbing liquid concentration is 2.0 mol/L glucose + 2.0 mol/L sodium chloride，esterification wastewater pH = 8，at this time the esterification wastewater treatment effect is best.Key words：Cellulose triacetate，positive osmosis membrane，additive，esterification wastewater application正渗透具有低能耗、低污染和高回收的优点[1]，在废水处理方面的应用中大多时间起着浓缩污染物的作用，它并不是最终处理过程，但却是一个高效率的前处理过程[2]。

存在问题及改进目的
二沉池排泥负荷波动大，导致污泥浓缩效果不佳
浓缩池出水含泥浓度平均值介于3.0%～3.5%。

系统产泥由二沉池进行初步沉淀后至浓缩池浓缩。

由于上游负荷影响，浓缩池进泥负荷波动较大，浓缩池上清液厌氧上浮情况经常发生，污泥停留时间过长，增加了浓缩处理难度，污泥浓缩效果差，会影响废水生化处理的稳定，导致总磷、COD的升高[3-5]。

污泥脱水设备故障率高，稳定性差
量少，在调配湿污泥时具有滞后性，未预存干化湿污泥用量，导致干化处理负荷不能够得到充分满足。

2.3.2 存在干化装置处理负荷偏低的问题
运行方面，进干化湿污泥含水量不稳定，布泥效果差，造成干化不完全，引起干化频繁故障。

设备方面，污泥干化采用干化腔内空气循环对湿污泥进行蒸发处理，4 kg饱和蒸汽作为热源，32 ℃的冷却水作为冷凝水源，对腔内空气二级加热后冷凝除去湿污泥中水分。

目前污泥干化的干污泥生产能力约为
含水率仅有10%，热值约为12 473.8 kJ/kg，适宜用于
图1 污泥处理系统工艺流程图2 改造后工艺管道
南通醋酸纤维有限公司充分利用2014年实施的实时数据库系统，根据前端进水BOD负荷和除磷剂、助凝剂加药情况，运用Exce和PIdatalink软件制作污泥估测PI应用，估测当日和次日产泥情况，辅助岗位辨识出污泥产生的波动情况，根据系统剩余污泥量合理进行排泥、回流，做好脱水后污泥外运和干
90 ℃左右的空气
，另一部分则是对空150 ℃左右的蒸汽热交换器，换热。

为提高干化处理能力，更换空气换
26 ℃的冷却水源。

醋酸纤维素水解醋酸纤维素是一种重要的纤维素衍生物，具有广泛的应用前景。

然而，其天然形态下的醋酸纤维素结晶度高，溶解度低，限制了其在工业上的应用。

因此，对醋酸纤维素进行水解处理，可以改善其性能，提高其可溶性和可加工性。

醋酸纤维素水解是指通过化学反应将醋酸纤维素分解成较低聚合度的产物，如醋酸和纤维素酶解产物。

水解过程中，纤维素的酯键被断裂，使得纤维素的结晶度降低，溶解度增加，从而提高了其可溶性。

醋酸纤维素水解的方法多种多样，常见的有酸性水解和酶解两种方式。

酸性水解是指利用酸性条件下，通过酸催化将醋酸纤维素水解为醋酸和纤维素酶解产物。

酶解是指利用纤维素酶对醋酸纤维素进行水解，产生醋酸和低聚纤维素。

这两种方法各有优缺点，选择合适的水解方式需要考虑成本、效率和产物纯度等因素。

醋酸纤维素水解后得到的产物具有较低的聚合度和较高的溶解度，因此在应用上有更广泛的选择。

醋酸纤维素水解产物可以用作可溶性食品纤维素，具有调节血糖、降低胆固醇、促进肠道健康等功能。

此外，醋酸纤维素水解产物还可以用作涂料、粘合剂、纸浆增稠剂等领域的原料。

醋酸纤维素水解的工艺条件和操作方法对产物性能有重要影响。

一般来说，水解反应的温度、酸碱度、水解时间等参数都会对水解产物的性质产生影响。

此外，酶解水解的选择也需要考虑酶的活性、酶解时间和酶解底物比例等因素。

醋酸纤维素水解的研究是一个多学科交叉的领域，需要结合化学、生物学、工程等多个学科的知识。

通过对醋酸纤维素水解机理和工艺条件的深入研究，可以进一步优化水解工艺，提高产物的性能和产率。

醋酸纤维素水解是一种重要的纤维素处理方法，可以改善醋酸纤维素的性能，拓宽其应用范围。

通过选择合适的水解方法和优化水解条件，可以获得具有良好性能的醋酸纤维素水解产物，为纤维素材料的开发和应用提供了新的途径。

醋酸纤维素干燥工段的技术改造刘媛媛【摘要】根据醋酸纤维素的物理性质,结合原有生产线上游物料的实际情况,对醋酸纤维生产线干燥工段进行了技术改造.选用广泛用于化工行业的回转圆筒式干燥机代替原生产线的履带式干燥机,同时通过工艺条件的优化设计,确定了回转圆筒式干燥机的关键技术参数.经技术改造后,现有生产线运行平稳,生产能力由原来的7 500 t/a提升至10000 t/a,本技术改造投资少,已取得显著的经济效益.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2018(043)008【总页数】3页(P34-36)【关键词】醋酸纤维素;回转干燥机;改造;干燥【作者】刘媛媛【作者单位】康泰斯(上海)化学工程有限公司上海201210【正文语种】中文【中图分类】TQ352醋酸纤维素可用于生产液晶显示屏偏振膜和感光胶片，其产品的热稳定性、色度、游离酸含量等技术指标共同决定了产品质量的稳定性。

干燥工段作为醋酸纤维素生产的重要环节，直接影响产品的产量、质量及能耗。

某工厂原有一条7 500 t/a醋酸纤维素生产线，干燥单元采用履带式干燥机系统，在生产中暴露出很多问题：（1）物料无法在链板干燥机内部建立堆积层，部分湿物料直接黏堵在链板孔眼上，物料干燥不均匀，产品水分超标，导致无法正常生产；（2）闭式循环风送系统空气温度过高，导致产品干燥后送入料仓时温度超高，引起物料游离酸超高，热稳定性下降；（3）湿物料由风机循环风带入转动中的链板干燥机轴承中，对设备腐蚀严重，同时导致产品中金属含量超标，影响产品色度。

康泰斯（上海）化学工程有限公司受托针对上述问题对醋酸纤维素干燥工段进行了技术改造，实际生产运行表明，技术改造设计合理，生产稳定，经济效益良好。

1 技术改造内容1.1 干燥机设计改履带式干燥机为回转干燥机。

履带式干燥机不适用于干燥颗粒粒径过小的粉料纤维素产品，回转圆筒式干燥机是广泛用于酒精行业酒糟干燥工段的成熟设备，在粉料产品干燥领域应用也很普遍。