[0001] 本发明涉及粘胶短纤维生产技术领域，具体而言，涉及一种粘胶短纤维酸浴结晶系统及方法。

[0002] 酸浴是目前粘胶短纤维生产中最常用的凝固浴液，生产过程主要是粘胶和酸浴反应。粘胶主要成分为纤维素黄酸酯、碱和水，反应过程为纤维素黄酸酯的分解和酸碱中和，
主副反应生成大量的水分，溶解于酸浴中，酸浴通过调配可以循环使用。酸浴在调配过程中
需要除去水分。结晶是在真空状态下通过蒸发除去纺丝过程中带入的水份，析出硫酸钠结
晶的工艺。

[0003] 目前的工艺中，酸浴可循环使用，使酸浴中硫酸钠达到饱和并结晶析出。然而，加热和蒸发的效率较低，结晶工艺蒸汽消耗较高，造成能源的浪费。

[0004] 可进一步优化，进一步降低能耗，提高二次蒸汽利用率，因此，研究开发新的酸浴蒸发过程中降低闪蒸汽水比方法，可以降低能源消耗，保证纺丝成品质量。

[0005] 另外，现有的结晶工艺还存在酸浴组成波动大、系统装置的寿命短等问题。

[0037] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0038] 如图1‑3所示，本发明的粘胶短纤维酸浴结晶系统，包括多级加热组件1、多级蒸发组件2、酸浴蒸发室22、母液罐6和酸浴底槽7；酸浴蒸发室22的酸浴出口与多级加热组件1的
入口连通，多级加热组件1的出口与多级蒸发组件2的入口连通，多级蒸发组件2的落酸出口
与母液罐6连通；母液罐6还与酸浴蒸发室22的反吸入口连通；母液罐6与酸浴底槽7连通，在
母液罐6和酸浴底槽7连通的管道上还设有立式储罐8。

[0039] 本发明的粘胶短纤维酸浴系统，在母液罐6和酸浴底槽7之间设置立式储罐8，并且立式储罐8与母液罐6连通，使落入母液罐6中的酸浴溶液进入立式储罐8后再可控流量下进
入酸浴底槽7，从而减缓酸浴组成的波动，使得供纺练酸浴组成中硫酸钠浓度波动范围在0‑
7g/L。

[0040] 优选的，母液罐6与酸浴蒸发室22的反吸入口连通的管道上设有反吸阀门，可开启或关闭两者的连通，进行结晶转换，该转换是指，母液罐6中的落酸反向的吸入酸浴蒸发室
22内，或者可以使母液罐6中的落酸直接进入立式储罐8中。

[0041] 优选的，立式储罐8内安装有搅拌器9；通过设置搅拌器9，当结晶转换时，浓酸浴进入至立式储罐8内，之后逐渐将此部分酸浴在可控流量的状态下输送至酸浴循环系统中，可
以减少结晶转换时，浓酸酸浴对酸浴循环系统酸浴组成的影响。

[0042] 优选的，立式储罐8的底部设有出液口，与酸浴底槽7连通；将出液口设置在底部，能够进一步增加立式储罐8的缓冲作用。

[0043] 优选的，酸浴蒸发室22的酸浴出口与多级加热组件1的入口之间连通的管道上设有循环泵。

[0044] 本发明的系统中，多级加热组件1包括多个依次连通的预热器11，多级蒸发组件2包括多个依次连通的蒸发室21；每个预热器11分别与一个蒸发室21通过二次蒸汽管4连通；
通过设置多个预热器11和多个蒸发室21，可以有效的提高二次蒸汽利用率，使酸浴的浓缩
和结晶效果更佳，同时有效降低蒸发汽水比，实现降低能耗和成本的目的。

[0045] 优选的，位于上游的若干预热器11用于预加热，温度较低，而位于下游的预加热器11，越接近多级加热组件1的出口，温度越高，最高可达108℃。

[0046] 优选的，根据流动的方向，多个预热器11之间串联连接，多个蒸发室21也串联连接。预热器11与蒸发室21的对应关系为，位于上游的预热器11按顺序依次从位于上游的蒸
发室21向位于下游的蒸发室21依次一一对应连接。蒸发室21的个数一般多于预热器11的个
数，因此，位于下游末端的若干个蒸发室21不与预热器11连通。

[0047] 另外，在多级蒸发组件2中，下游的最后一个蒸发室21为用于落酸的蒸发室，该蒸发室不与任何一个预热器11连通，用于落酸的蒸发室的出口即为多级蒸发组件2的浓缩酸
出口。

[0048] 优选的，相邻的两个蒸发室21之间通过过酸管3连通，过酸管3的入口与一个蒸发室21的底部连接，过酸管3的出口与另一个蒸发室21的侧壁连接；将过酸管3的出口设置在
蒸发室21的侧壁，使蒸发室21内的液面升高形成液封，且有效避免对蒸发室底部进行冲刷
磨损，延长设备使用寿命。

[0049] 优选的，预热器11的个数为10‑13个，蒸发室21的个数分别为10‑15个。

[0050] 具体而言，根据多级加热组件1和多级蒸发组件2中的个数，本发明的系统可以分为14效结晶系统和16效结晶系统，其中，结晶系统是在常规技术中的常规结晶系统的基础
上升级改进，蒸发室21和预热器11均增加了三台，而16效结晶系统是在14效结晶系统的基
础上进行的进一步优化，蒸发室21和预热器11均增加了两个；经过优化，可以有效提高二次
蒸汽利用率，降低新鲜蒸汽消耗，提高硫酸钠产出率。

[0051] 优选的，本发明的系统还包括浓酸槽12，浓酸槽12分别与母液罐6和酸浴底槽7连通。具体而言，母液罐6的一个出口分别与立式储罐8和浓酸槽12连通，连通的管道上均设有
可调节阀门，使得由母液罐6流出的酸浴溶液可进入立式储罐8或浓酸槽12中。浓酸槽12的
出口与酸浴底槽7的一个入口连通，立式储罐8的出口与酸浴底槽7的另一个入口连通，使两
者中的酸浴溶液均可以可控的进入酸浴底槽7中。

[0052] 优选的，母液罐6的具有高位出液口和低位出液口，其中高位溢流的酸浴通过高位出液口流至浓酸槽12，优选的，还包括结晶槽13，结晶槽13与酸浴蒸发室22的酸浴入口连
通，结晶槽13还与闪蒸落酸装置10连通；可以通过调节闪蒸落酸装置10的喂入量和循环量
的差值，控制该闪蒸落酸装置10的落酸比重，喂入组成宜控制在1.38‑1.39之间，将该一次
浓缩后的酸浴作为结晶的原料，降低蒸汽消耗，提高结晶出硝效果。

[0053] 优选的，蒸发室21和酸浴蒸发室22的顶部安装有扑沫器5，扑沫器5包括三层衬胶折流板56和可拆卸清理口。

[0054] 如图3所示，扑沫器5为中空的柱形结构，其侧壁上包括第一清理口51、第二清理口52、蒸发室接口53、上端口54和二次汽接口55；清理装置包括清理管、冲洗管及两个管道上
的阀门。第一清理口51与清理管连接、第二清理口52与清理管连接、蒸发室接口53与一个蒸
发室21或酸浴蒸发室22的顶部连接、上端口54是检查口、二次汽接口55与二次蒸汽管连接。
扑沫器5内部设有三层间隔布置的折流板56，并且左右错向布置，折流板56均为钢衬胶结
构；将扑沫器5中原来的波纹板更换为三层钢衬胶折流板，能够减少结晶挂垢。

[0055] 当折流板56发生堵塞时，可以通过第一清理口51、第二清理口52进行清理。具体为，打开阀门，用来自车间的高温冷凝水通过第二清理口52或第一清理口51进入扑沫器5
中，清洗后的水进入蒸发室21和酸浴蒸发室22酸浴内，实现及时清理，保证扑沫器5的正常
运行。

[0056] 优选的，本发明的系统中还包括至少一个分级减压罐，每个分级减压罐与一个预热器11连接。分级减压罐是一种常规的设置，本发明的方法中，对于分级减压罐的改进主要
是针对原11效结晶系统进行的。如前所述，将11效结晶系统改进为14效结晶系统后，增加了
三个蒸发室和预热器11，而原本的11效结晶系统中仅设置一个分级减压罐，因此，当增加了
蒸发室和预热器11后，同时也增加分级减压罐，使预热器11的冷凝水经过原有减压罐后的
再经过分级减压罐降温，分级减压罐的二次蒸汽供给预热器11使用，提高冷凝水热焓的利
用率。

[0057] 而对于14效结晶系统改造为16效结晶系统时，由于原本的14效结晶系统中即含有3个分级减压罐，因此，无需再增加。

[0058] 本发明的粘胶短纤维酸浴结晶方法，采用上述系统进行。

[0059] 以下通过实施例对本发明进行具体说明。

[0060] 实施例1

[0061] 本实施例将原装置升级为14效结晶系统。将蒸发室21和酸浴蒸发室22记为V，预热器11记为A，对于14效结晶系统，其多级加热组件1和多级蒸发组件2的具体结构为：

[0062] 包括13个蒸发室21和1个酸浴蒸发室22，蒸发室21分别记为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13，酸浴蒸发室22记为V14其中，V3、V4、V5是在原11效结晶系统上
增加的蒸发室21，增加后，酸浴蒸发室22由V10变为V13。相应的，由于蒸发室21增加了三级，
在此基础上增加三个预热器11，使得14效结晶系统具体包括11个预热器11，分别记为A1、
A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11。

[0063] 另外，在A8上设置一个分级减压罐，使位于A8后的预热器11中的冷凝水经过原有减压罐后的再经过分级减压罐降温，分级减压罐的二次蒸汽供给A8使用，提高冷凝水热焓
的利用率。

[0064] 通过11效结晶系统改为14效结晶系统，提高二次蒸汽利用率，提升预热温度，有效降低了汽耗，提高硫酸钠产出率。

[0065] 实施例2

[0066] 本实施例将原装置升级为14效结晶系统，并分别对14效结晶系统和16效结晶系统进行对比。

[0067] 如图2所示，将蒸发室21和酸浴蒸发室22记为V，预热器11记为A，包括15个蒸发室21和1个酸浴蒸发室22，蒸发室21分别记为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、
V13、V14、V15，酸浴蒸发室22记为V16，在图2中，V1和V2未示出。其中，V7、V8是在原14效结晶
系统上增加的蒸发室21，增加后，落酸的蒸发室由V13转换为V15。相应的，由于蒸发室21增
加了两个，在此基础上增加两个预热器11，使得16效结晶系统具体包括13个预热器11，分别
记为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13，实际使用中，这些预热器11的温度
相对而言较低，可认为其功能是预加热，在图2中，A1‑A5未示出。

[0068] 另外，本实施例的16效结晶系统中还设有加热器A0和加热器H(图2中未示出)，两者位于A1的下游，并与蒸发室V1连接，加热器A0和加热器H的加热温度可达最高温度108℃。

[0069] 改造为16效结晶系统后，在相同喂入量和循环量的情况下，落酸温度由53℃降到50℃，A1温度由84℃上升至87℃。落酸经立式储罐8缓冲调配酸浴，酸浴组成中硫酸钠浓度
范围在344‑351g/L之间。最终将结晶转换时供纺酸浴组成中硫酸钠波动幅度由20g/l降低
至7g/L以内。经计算汽水比由0.29t蒸汽/t水降至0.265蒸汽/t水，满足汽水比可降低0.02‑
0.08吨/吨水要求。年共计节约蒸汽：(0.29‑0.265)*25*8000＝5000吨，年创效5000*200＝
100万元。

[0070] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0071] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0072] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0073] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0074] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0075] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。