CN100585067C - 禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置。其主要是在禾草纤维原料水洗连续蒸煮流程中利用计量挤压脱水机来有效脱除水洗后禾草片中的水分，因而可保证其后装置的进料可靠、连续及稳定，而不易出现浆料打滑、反喷等问题，因而特别适用于滤水性差、料软且堆积容重小的稻草、麦草、红麻、蔗渣等禾草纤维原料。另外，本发明提供的装置具有设置合理、运行稳定、节水效果及成浆质量好且黑液易于回收等优点。

Description

禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种造纸工业中禾草纤维原料的蒸煮方法及其装置，特别是涉及一种禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置。

背景技术

由于我国的木材纤维原料十分缺短，因此过去国内的许多纸厂都使用稻草、麦草、红麻、蔗渣等禾草纤维原料，并且采用蒸球等间歇式方法进行蒸煮，因而禾草纤维原料的制浆大大受到限制。禾草纤维原料横管连续蒸煮技术始于20世纪40年代，该方法可分为水洗法和干法两种，其采用锥形料塞式螺旋进料器将水洗后的草片或干法备料的草片提供给横管连续蒸煮器，同时密封住蒸煮管，以保证禾草纤维原料在蒸煮管内以给定的压力、温度和时间与蒸煮液进行反应而制成纸浆。由于禾草纤维原料具有灰分及杂细胞含量高、滤水性差、质软且内磨擦系数低等诸多缺点，因而采用水洗法连续蒸煮时很难用锥形料塞式螺旋进料器给横管连续蒸煮器进行喂料，即容易出现反喷、打滑等问题而不能正常生产，故多采用干法进行生产。但由于干法备料无法除净草片中夹杂的铁块、石块等杂质，因此制成的纸浆颜色深、质量差且黑液含硅量高，所以给纸浆的应用及废液的回收带来了严重的影响。虽然Sunds公司曾在麦草湿法连续蒸煮上使用过斜盘脱水机，但终因结构庞杂、易堵塞而未能推广应用。因而到目前为止尚未见到一种运行稳定且成浆质量好的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种设备配置合理、运行稳定、节水效果及成浆质量好且黑液易于回收的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述方法生产禾草纤维浆的装置。

为了达到上述目的，本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法包括下列步骤：

(1)将来自备料工序的禾草片运至活底料仓暂存并经过初步计量；

(2)将来自活底料仓的禾草片通过带有皮带秤的皮带输送机输送的同时进行称量，并利用设置在皮带输送机上方的除铁器除去部分铁类杂质；

(3)将皮带输送机输送的禾草片运至杂物分离器中，同时加入回用水或清水进行初步洗涤以分离出铁块、砖、石类杂质；

(4)将从杂物分离器排出的水洗后的禾草片送至水力碎解机而将其碎解，并进一步分离出杂物；

(5)用泵将水洗并碎解的禾草片送至斜螺旋脱水机，使禾草片内夹杂的杂物及碎叶与水一起通过斜螺旋脱水机内的滤网进入洗涤水循环系统以重复使用，同时提高禾草片的干度；

(6)使来自斜螺旋脱水机的洗净后禾草片通过回料螺旋，并将回料螺旋内的多余禾草片送回水力碎解机以对禾草片进行定量；

(7)使来自回料螺旋的禾草片进入计量挤压脱水机以将其干度进一步提高，同时将脱出的水送回水力碎解机；

(8)使从计量挤压脱水机排出的禾草片进入预蒸管，同时在预蒸管内通入蒸汽以将禾草片的温度提高；

(9)使经过预蒸的禾草片连续进入螺旋进料器以将其进一步挤压，使其体积减小而形成料塞，挤压出的水送回水力碎解机；

(10)使已形成料塞状的禾草片进入T型管上部后产生破碎，同时在T型管的上部加入蒸煮液和蒸汽而使其与禾草片混合，并通入压缩空气，使防反喷装置顶住或离开料塞，以便造塞或防止反喷发生；

(11)使从T型管底部排出的原料在高温高压下连续经过一段和二段蒸煮管进行蒸煮；

(12)使从一段和二段蒸煮管中蒸煮后的成浆通过卸料器后利用喷放阀冷喷放或热喷放至喷放仓，最后泵送至下一工序。

用于实现上述禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法的装置包括：

一个活底料仓，内部设有计量装置；

一台皮带输送机，其上装有皮带秤，而皮带上方则设有除铁器；

一台杂物分离器，内部装有搅拌器，顶部设有进料口及与洗涤水循环系统相连的管路和清水管路，而底部和侧面则分别设有排渣口和排料口；

一台水力碎解机，其顶部设有进料口，缸体底部中心部位安装有搅拌叶片，且底部设有排渣口和排料口；

一台斜螺旋脱水机，向上倾斜设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋和滤网，其前端上部和底部分别设有进料口和排水口，而末端底部则设有直接与回料螺旋前端上部的进料口相连的出料口；

一个洗涤水循环系统，由多个常用回收装置组成，系统入口通过管路与斜螺旋脱水机的排水口相连，而系统出口则通过管路与杂物分离器和水力碎解机相接；

一台回料螺旋，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，其后端底部的出料口直接与计量挤压脱水机前端上部的进料口相连，而其末端底部的回料口则通过管路与水力碎解机相连；

一台计量挤压脱水机，水平或向上倾斜方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，其末端底部的出料口直接与预蒸管前端上部的进料口相连，而其底部的脱水排出口则通过管路与水力碎解机相连；

一个预蒸管，水平方向设置，其上装有蒸汽管路和排气管路，而其末端底部的出料口则直接与螺旋进料器前部的进料口相连；

一台螺旋进料器，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，顶部设有清水管路和排气管路，中部设有排水口，而其末端的出料口直接与T型管上部的进料口相连；

一个T型管，垂直方向设置，其顶部设有分别来自蒸汽系统和蒸煮液系统的管路，进料口的对面设有气动防反喷装置，而底部的出料口则直接与一段蒸煮管前端上部的进料口相接；

一个一段蒸煮管，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，且其上装有蒸汽管路，而位于另一端下部的出料口则直接与二段蒸煮管的进料口相连接，可根据需要设置多根蒸煮管；

一个二段蒸煮管，也是水平方向设置，结构与一段蒸煮管相同，其出料口与卸料器顶部的入口相连；

一台卸料器，垂直方向设置，底部设有通过管路与喷放仓相连的出料口；

一个喷放阀，设置在连接卸料器出料口至喷放仓上部进料口的管路上；

一个喷放仓，其底部出口通过管路与下一工序装置相连。

所述的计量挤压脱水机主要由带有进料口、出料口和脱水排出口的圆筒形密封壳体；一个封装在壳体内且具有等外径叶片的螺旋；和位于壳体内周面和螺旋叶片外周面之间，可滤除禾草片中水分的滤网组成。

所述的螺旋可采用变轴径结构，或变轴径、变螺距结构，其压缩比为1.5～2.5。

所述的螺旋与滤网之间的间隙小于0.5mm。

本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法主要是在禾草纤维原料水洗连续蒸煮流程中利用计量挤压脱水机来有效脱除水洗后禾草片中的水分，因而可保证其后装置的进料可靠、连续及稳定，而不易出现浆料打滑、反喷等问题，因而特别适用于滤水性差、料软且堆积容重小的稻草、麦草、红麻、蔗渣等禾草纤维原料。另外，本发明提供的装置具有设置合理、运行稳定、节水效果及成浆质量好且黑液易于回收等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法及其装置进行详细说明。

图1为本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法流程图。

图2为本发明提供的禾草纤维原料连续蒸煮装置中计量挤压脱水机结构剖视图。

附图中标号说明：

1：活底料仓       2：皮带输送机         3：除铁器

4：杂物分离器     5：水力碎解机         6：斜螺旋脱水机

7：洗涤水循环系统 8：回料螺旋           9：计量挤压脱水机

10：预蒸管        11：螺旋进料器        12：T型管

13：一段蒸煮管    14：二段蒸煮管        15：卸料器

16：喷放阀        17：喷放仓            21：密封壳体

22：螺旋          23：滤网              24：进料口

25：出料口        26：脱水排水口

具体实施方式

如上所述，由于稻草、麦草、红麻、蔗渣等禾草纤维原料具有灰分及杂细胞含量高、滤水性差、质软、保水性高且内磨擦系数低等特点，所以水洗后的禾草片如果不进行脱水就很难给横管连续蒸煮器进料，即容易出现反喷、打滑等问题，因而无法正常进行蒸煮。所以本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法的特点是在连续蒸煮流程中采用了带有滤网，从而能有效脱除禾草片中水分的计量挤压脱水机来保持恒定且较高的原料干度和容量，这样就能更稳定地进行禾草片的连续蒸煮。如图1所示，在本发明提供的禾草纤维原料水洗连续蒸煮流程中，来自备料工序的禾草片首先在活底料仓1中经过初步计量，然后在由皮带输送机2输送的同时进行称量，随后经过回料螺旋8将多余的禾草片送回水力碎解机5，最后利用调节计量挤压脱水机9转速的方法来计量，所以能够保证进入连续蒸煮器的进料量稳定。另外，经杂物分离器4和水力碎解机5洗涤后的禾草片可在斜螺旋脱水机6中将干度由2％～3％提高到8％～15％，而在计量挤压脱水机9内将干度提高到15％～30％，并且其容重亦有所提高，因而可提高其后的螺旋进料器11的进料量，另外还可提高禾草片的内摩擦系数，使浆料不易出现打滑，从而在螺旋进料过程中能够形成结实的料塞而密封住蒸煮管内的高压蒸汽以防出现反喷，因而操作更稳定。此外，由斜螺旋脱水机6脱除的水经普通的洗涤水循环系统7处理后可以作为洗草水重复使用，而由计量挤压脱水机9挤压出的水可直接作为洗草水重复使用，因而系统运行过程中只需补充少量的水，而且补充的水可利用造纸白水或经处理后的中段水而不需要用清水，所以能够节省大量的水资源。另外，利用设置在皮带输送机2上方的除铁器3可除去部分铁类杂质，而杂物分离器4和水力碎解机5在对禾草片进行水洗及碎解的同时又可分离出铁块、砖、石类杂质，因而可使原料中的硅、杂细胞等杂质的含量减少，成浆质量好，而且黑液易于提取、回收。如图2所示，在本发明提供的禾草纤维原料连续蒸煮装置中，计量挤压脱水机9的滤网23可采用缝筛网，由于这种滤网的切向摩擦系数大而轴向摩擦系数小，因而有利于禾草片的螺旋输送与挤压脱水。另外，由于螺旋22与滤网23之间的间隙小于0.5mm，所以有利于滤网的自清理。此外，可采用调节螺旋22转速的方法来计量，在保证自清理和不打滑的情况下，也可采用孔网或带防滑条的滤网。

Claims (5)

1、一种禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法，其特征在于：所述的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法包括下列步骤：

(1)将来自备料工序的禾草片运至活底料仓(1)暂存并经过初步计量；

(2)将来自活底料仓(1)的禾草片通过带有皮带秤的皮带输送机(2)输送的同时进行称量，并利用设置在皮带输送机(2)上方的除铁器(3)除去部分铁类杂质；

(3)将皮带输送机(2)输送的禾草片运至杂物分离器(4)中，同时加入回用水或清水进行初步洗涤以分离出铁块、砖、石类杂质；

(4)将从杂物分离器(4)排出的水洗后的禾草片送至水力碎解机(5)而将其碎解，并进一步分离出杂物；

(5)用泵将水洗并碎解的禾草片送至斜螺旋脱水机(6)，使禾草片内夹杂的杂物及碎叶与水一起通过斜螺旋脱水机(6)内的滤网进入洗涤水循环系统(7)以重复使用，同时提高禾草片的干度；

(6)使来自斜螺旋脱水机(6)的洗净后禾草片通过回料螺旋(8)，并将回料螺旋(8)内的多余禾草片送回水力碎解机(5)以对禾草片进行定量；

(7)使来自回料螺旋(8)的禾草片进入计量挤压脱水机(9)以将其干度进一步提高，同时将脱出的水送回水力碎解机(5)；

(8)使从计量挤压脱水机(9)排出的禾草片进入预蒸管(10)，同时在预蒸管(10)内通入蒸汽以将禾草片的温度提高；

(9)使经过预蒸的禾草片连续进入螺旋进料器(11)以将其进一步挤压，使其体积减小而形成料塞，挤压出的水送回水力碎解机(5)；

(10)使已形成料塞状的禾草片进入T型管(12)上部后产生破碎，同时在T型管(12)的上部加入蒸煮液和蒸汽而使其与禾草片混合，并通入压缩空气，使防反喷装置顶住或离开料塞，以便造塞或防止反喷发生；

(11)使从T型管(12)底部排出的原料在高温高压下连续经过一段和二段蒸煮管(13，14)进行蒸煮；

(12)使从一段和二段蒸煮管(13，14)中蒸煮后的成浆通过卸料器(15)后利用喷放阀(16)冷喷放或热喷放至喷放仓(17)，最后泵送至下一工序。

2、一种用于实现权利要求1所述的禾草纤维原料水洗连续蒸煮方法的装置，其特征在于：所述的装置包括：

一个活底料仓(1)，内部设有计量装置；

一台皮带输送机(2)，其上装有皮带秤，而皮带上方则设有除铁器(3)；

一台杂物分离器(4)，内部装有搅拌器，顶部设有进料口及与洗涤水循环系统(7)相连的管路和清水管路，而底部和侧面则分别设有排渣口和排料口；

一台水力碎解机(5)，其顶部设有进料口，缸体底部中心部位安装有搅拌叶片，且底部设有排渣口和排料口；

一台斜螺旋脱水机(6)，向上倾斜设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋和滤网，其前端上部和底部分别设有进料口和排水口，而末端底部则设有直接与回料螺旋(8)前端上部的进料口相连的出料口；

一个洗涤水循环系统(7)，由多个常用回收装置组成，系统入口通过管路与斜螺旋脱水机(6)的排水口相连，而系统出口则通过管路与杂物分离器(4)和水力碎解机(5)相接；

一台回料螺旋(8)，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，其后端底部的出料口直接与计量挤压脱水机(9)前端上部的进料口相连，而其末端底部的回料口则通过管路与水力碎解机(5)相连；

一台计量挤压脱水机(9)，水平或向上倾斜方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，其末端底部的出料口直接与预蒸管(10)前端上部的进料口相连，而其底部的脱水排出口则通过管路与水力碎解机(5)相连；

一个预蒸管(10)，水平方向设置，其上装有蒸汽管路和排气管路，而其末端底部的出料口则直接与螺旋进料器(11)前部的进料口相连；

一台螺旋进料器(11)，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，顶部设有清水管路和排气管路，中部设有排水口，而其末端的出料口直接与T型管(12)上部的进料口相连；

一个T型管(12)，垂直方向设置，其顶部设有分别来自蒸汽系统和蒸煮液系统的管路，进料口的对面设有气动防反喷装置，而底部的出料口则直接与一段蒸煮管(13)前端上部的进料口相接；

一个一段蒸煮管(13)，水平方向设置，内部设有一个由圆筒形外壳封装的推进螺旋，且其上装有蒸汽管路，而位于另一端下部的出料口则直接与二段蒸煮管(14)的进料口相连接；

一个二段蒸煮管(14)，也是水平方向设置，结构与一段蒸煮管(13)相同，其出料口与卸料器(15)顶部的入口相连，可根据需要设置多根蒸煮管；

一台卸料器(15)，垂直方向设置，底部设有通过管路与喷放仓(17)相连的出料口；

一个喷放阀(16)，设置在连接卸料器(15)出料口至喷放仓(17)上部进料口的管路上；

一个喷放仓(17)，其底部出口通过管路与下一工序的装置相连。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的计量挤压脱水机(9)主要由带有进料口(24)、出料口(25)和脱水排出口(26)的圆筒形密封壳体(21)；一个封装在壳体(21)内且具有等外径叶片的螺旋(22)；和位于壳体(21)内周面和螺旋(22)叶片外周面之间，可滤除禾草片中水分的滤网(23)组成。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的螺旋(22)可采用变轴径结构，或变轴径、变螺距结构，其压缩比为1.5～2.5。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的螺旋(22)与滤网(23)之间的间隙小于0.5mm。

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