CN102245830A - 从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法和实施该方法的生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到纸浆造纸工业。本发明的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法包括装填初始原料、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量蒸煮液、将用蒸煮液饱和的原料移到蒸煮罐和在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理。在将初始原料装到输送器-饱和器-脱水器形式的输送装置之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和。当输送饱和原料经过位于所述输送器-饱和器-脱水器底部上的带有孔的部分时,过量蒸煮液从饱和原料自由排出。在带有孔的部分下面,存在具有开顶的混合的蒸煮液用罐。不含过量蒸煮液的饱和原料输送到所述蒸煮罐,进一步热处理。所述混合的蒸煮液用罐同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐。供给二级蒸煮液用管道是供给混合的蒸煮液的管道并与混合的蒸煮液用罐连接。所述供给混合的蒸煮液用管道的出口导向所述输送器-饱和器-脱水器的进口。
Description
技术领域
本发明涉及到纸浆造纸工业,更具体地说,涉及统一于共同创意构思的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法和实施该方法的生产线。所提出的方法和实施该方法的生产线可以用在纸浆造纸工业中,即,从含纤维素的材料制造纤维状半成品。后来,使用这种方法在所提出的生产线上制造的纤维状半成品可用于造纸和其他含纤维素产品。
背景技术
从含纤维素的材料制造纤维状半成品存在众多生产方法。这些生产方法中的大多数都涉及原料的机械挤压,以用蒸煮液使原料达到可能的最大饱和,或在蒸煮过程之前在浸渍后排出过量蒸煮液。这样的解决方案相当复杂,需要大量消耗热力、电力和化学品。
从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法是已知的;这些方法中的每一种都涉及到将初始原料装到用于蒸煮、用蒸煮液使初始原料饱和以及制造半成品的其他操作的设备中(乌克兰发明专利No.36732 A,IPC D21H11/12,D21C″3/02,2001年4月16日公布,Bulletin No.3[1];乌克兰外观设计专利No.29443,IPC D21C 3/00,2008年1月10日公布[2])。这些方法改善了制造半成品的技术,同时提高了成品率,但是它们未解决减少热力、电力和化学品消耗的问题,因此未解决减少最终产品成本的问题。
从含纤维素的材料制造用作制造纸张、纸板或纤维板原料的纤维状半成品的方法也是已知的;涉及到将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液、用蒸煮液使初始原料饱和以及制造半成品的其他操作的生产线(俄罗斯联邦发明专利No.2099456,IPC D21C 9/18,D21C 3/00,D21C 5/02,1997年12月20日公布[3])。这种方法使得可以处理效率有所提高,但它涉及到增大压力的复杂多级系统的使用,并且不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该方法不能减少能源、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
在匈牙利厂(多瑙河市)从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法是已知的-蒸煮稻草形式的含纤维素的材料,制造纤维状半成品。该方法涉及到将初始原料装到用于进一步加工、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量(二级)溶液、脱水、蒸煮饱和原料以及卸载蒸煮过的原料的生产线(Osipov,P.S.Технология целлюлозно-бумажного производства[纸浆和造纸技术],St.Petersburg,″Politekhnika″出版社,2003[4])。根据该方法,其过程使用已知的Pandia型双管设备排列,并且为脱水,使用″饱和式螺旋压力机″作为脱水部件,因而饱和的蒸煮液初始原料以挤压形式供应到蒸煮罐。因此,在该生产方法中在挤压原料和蒸煮挤压的原料时无法避免大量的热力、电力和化学品的消耗,使得不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该方法不能减少热能、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
涉及到将初始原料连续装到用于加工、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量溶液、脱水、蒸煮饱和原料以及卸载蒸煮过的原料的生产线的方法是已知的(Nepenin,N.N.,“Технология целлюлозы.B 3-хт.Производство сулъфитной целлюлозы”[“纸浆生产技术.Vol.3.亚硫酸盐纸浆生产”],Vol.1,Moscow,“Lesnaya promyshlennost”出版社,1976)[5],(Nepenin,N.N.,“Технология целлюлозы.B 3-хт.Производствосулъфитной целлюлозы”[“纸浆生产技术.Vol.3.亚硫酸盐纸浆生产”],Vol.2,Moscow,“Lesnaya promyshlennost”出版社,1990[6])。该方法在带有垂直锅(蒸煮罐)的连续处理设备中实施-热磨机型设备。当在热磨机型设备上实施该方法时,在从用蒸煮液使原料饱和的罐中卸载原料之后在蒸煮前在螺杆给料机中机械挤压初始原料,直到初始原料达到结皮状态;此外,在蒸煮过程中,还必须挤压原料,以分离过量蒸煮液。这导致热力和化学品的显著消耗,因为原料被挤压了两次(蒸煮前后),从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
与所提出的解决方案最接近的是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法,包括将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量蒸煮液、使用输送装置移动用蒸煮液饱和的原料到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆的生产线。该方法由“Petrozavodsk Papermaking Machinery Plant″的技术建议书中提出的从每年收割的稻草生产化学机械浆的工艺流程图说明(Technical Proposal:Letter No.84E-243 от 03.27.2008,ZAO“Petrozavodsk PapermakingMachinery Plant″,俄罗斯联邦,卡累利阿共和国,Petrozavodsk市,Zaitsev St.,65[7];该证书的副本附于2008年1月14日提交的在先申请No.2008 12163中)。该方法是新的发展,但它是相当复杂的设备并且昂贵;它包括在用蒸煮液饱和期间和在原料蒸汽处理(蒸煮)之前对原料反复机械挤压和脱水的阶段。因此,该方法的使用需要热力、电力和化学品的大量消耗,不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用没有来自原料的过量蒸煮液的更高效过程代替机械挤压,不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
从含纤维素的材料制造用作制造纸张、纸板或纤维板原料的纤维状半成品的装置是已知的,包括用于装填原料、用蒸煮液饱和、热处理和输送处理流体的结构部件(俄罗斯联邦发明专利No.2099456,IPC D21C 9/18,D21C 3/0O5 D21C 5/02,1997年12月30日出版[3])。这种解决方案使得能够提高处理效率,但它包括用于增大压力的复杂多级系统,不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压。此外,该方法不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
在多瑙河市的匈牙利厂,使用已知的Pandia型双管设备排列进行蒸煮稻草形式的含纤维素的材料来生产纤维状半成品(Osipov,P.S.Технологияцеллюлозно-бумажного производства[纸浆和造纸技术],St.Petersburg,″Politekhnika″出版社,2003[4])。这种设备包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、用蒸煮液饱和原料用罐、脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。在该设备中,“饱和式螺旋压力机”用作脱水结构部件,从而使得用蒸煮液饱和的初始原料以挤压(压实)的形式供给到蒸煮罐。因此,使用这种生产方法无法避免在挤压原料和蒸煮挤压形式的原料过程中热力、电力的额外消耗以及化学品的大量消耗,从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该设备不能减少热能、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
带有垂直锅(蒸煮罐)的连续处理设备也是已知的。这些是Kamyur设备、Impko和Esher Wyss型热磨机(Nepenin,N.N.,“Технологияцеллюлозы.B 3-хт.Производство сулъфитной целлюлозы”[“纸浆生产技术.Vol.3.亚硫酸盐纸浆生产”],Vol.1,Moscow,“Lesnayapromyshlennost”出版社,1976)[5],(Nepenin,N.N.,“Технологияцеллюлозы.B 3-хт.Производство сулъфитной целлюлозы”[“纸浆生产技术.Vol.3.亚硫酸盐纸浆生产”],Vol.2,Moscow,“Lesnayapromyshlennost”出版社,1990[6])。热磨机型连续蒸煮设备包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、用蒸煮液饱和原料用罐、脱水单元、初始蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。该设备使得可以在从用蒸煮液饱和原料的罐中卸载原料之后并在蒸煮前在螺杆给料机中机械挤压原料,直到原料达到结皮状态。此外,在该设备中蒸煮原料之后,还必须挤压原料,以分离过量蒸煮液。这导致热力、电力和化学品的显著消耗,因为原料被挤压了两次(蒸煮前后),从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
与要求保护的解决方案最接近的是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用输送器(输送器出口与蒸煮罐连接)、至少一个用蒸煮液饱和原料用罐、至少一个脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。该生产线作为从每年收割的稻草生产化学机械浆的基本生产线说明(Technical Proposal:Letter No.84E-243 от 03.27.2008,ZAO“Petrozavodsk Papermaking Machinery Plant″,俄罗斯联邦,卡累利阿共和国,Petrozavodsk市,Zaitsev St.,65[7];该证书的副本附于2008年1月14日提交的在先申请No.2008 12163中)。该方法是新的发展,但它是相当复杂的设备并且昂贵;此外,它包括在用蒸煮液饱和期间和在原料蒸汽处理(蒸煮)之前对饱和原料进行机械挤压和脱水的至少两阶段过程。因此,该生产线的使用需要电力和化学品的大量消耗,它的设计不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用没有来自原料的过量蒸煮液的更高效过程代替原料的机械挤压和脱水,不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
发明内容
本发明的目的在于开发一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法,由于新的处理操作、顺序和相互关系以及工艺的定量参数,该方法可以避免原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低最终产品的成本,并且扩展了从含纤维素的材料制造纤维状半成品的技术范围。
本发明的目的还在于一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,该生产线可以避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的饱和原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低最终产品的成本,并且扩展了从含纤维素的材料制造纤维状半成品的技术范围。这可以通过以下实现:制造了供给原料到蒸煮罐用输送器、用蒸煮液饱和用罐和脱水单元作为输送器-饱和器-脱水器形式的生产线的集成结构部件,在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上具有至少一个带有孔的部分并且其出口与蒸煮罐连接;在带有孔的部分下面放置混合的蒸煮液用罐,其具有开顶并且同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐;制造作为供给混合的蒸煮液用管道的供给二级蒸煮液用管道,其与混合的蒸煮液用罐连接;和定位所述供给混合的蒸煮液用管道的出口,使其导向所述输送器-饱和器-脱水器进口。
由于统一于共同创意构思的所提出的解决方案的实施而实现了所述目的。
所述目的通过以下实现:含纤维素的材料所述从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法涉及将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从原料分离过量蒸煮液、使用输送装置将用蒸煮液饱和的原料转移到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆的生产线。在所述方法中的新特征在于,在将初始原料装到输送器-饱和器-脱水器形式的输送装置之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到已被装到并位于所述输送器-饱和器-脱水器中的初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和,其中,在使原料饱和的同时,饱和的原料从装载点由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,通过将饱和原料输送经过位于所述输送器-饱和器-脱水器底部的带有孔的部分而从饱和原料分离过量蒸煮液,并且在将饱和原料输送经过带有孔的部分过程中,过量蒸煮液从饱和原料自由排放到位于带有孔的部分下面的开顶的具有混合的蒸煮液的罐中,由此将不含过量蒸煮液的饱和原料由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,进一步热处理。
在具体实施方案中,所提出的方法其特征在于以下附加特征。
用初始蒸煮液和混合的蒸煮液使初始原料饱和在1℃~90℃的温度下进行至少5秒。
用蒸煮液饱和的原料的热处理在由所述蒸煮罐和卸载装置的封闭罐彼此连接形成的蒸汽处理原料用集成罐中进行。
在从所述蒸煮罐输送纤维状半成品浆期间,通过将浆输送经过位于所述蒸煮罐的卸载装置的底部的至少一个带有孔的附加部分,进行过量蒸煮液与纤维状半成品浆的附加分离,并且在所述部分下面,存在开顶的且上边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,其中在将纤维状半成品浆输送经过位于所述过量二级蒸煮液用附加罐上面的至少一个带有孔的附加部分期间,过量二级蒸煮液从纤维状半成品浆自由排出。
输送蒸煮液到初始原料从位于输送器-饱和器-脱水器的带有孔部分下方的混合的蒸煮液用罐开始进行,其中首先,初始蒸煮液输送到所述混合的蒸煮液用罐并在所述罐中与从饱和原料自由排出的过量蒸煮液混合。
此外,过量二级蒸煮液从过量二级蒸煮液用附加罐输送到混合的蒸煮液用罐。
所述目的通过以下实现:从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、至少一个用蒸煮液饱和原料用罐,至少一个脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐的卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。在所述生产线中的新特征在于,所述供给原料到蒸煮罐用输送器、所述用蒸煮液饱和原料用罐和所述脱水单元制造成输送器-饱和器-脱水器形式的生产线的集成结构部件,所述输送器-饱和器-脱水器的出口与所述蒸煮罐连接,在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上,存在至少一个带有孔的部分,在带有孔的部分下面,存在混合的蒸煮液用的开顶的罐,其同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐,其中所述供给二级蒸煮液用管道也是供给混合的蒸煮液的管道并与所述混合的蒸煮液用罐连接,并且所述供给混合的蒸煮液用管道的出口导向所述输送器-饱和器-脱水器的进口。
在具体实施方案中,所提出的生产线其特征在于以下特征。
所述输送器-饱和器-脱水器制成倾斜的,使得所述输送器-饱和器-脱水器的进口低于其与所述蒸煮罐连接的出口。
在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上,存在1~10个带有孔的部分。
输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分制造成格子状。
输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分制造成网孔状。
所述蒸煮罐具有包含向大气敞开的管子的封闭垂直罐的形状。
所述蒸煮罐具有敞开垂直罐的形状。
所述蒸煮罐的卸载装置位于与所述蒸煮罐连接的封闭罐中,并且所述卸载装置的封闭罐和所述蒸煮罐一起形成原料的蒸汽处理用集成罐。
在所述蒸煮罐的卸载装置的底部上,存在至少一个带有孔的附加部分,在所述部分下面,存在开顶的且上边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,其中所述生产线包括供给过量二级蒸煮液用管道和供给过量二级蒸煮液用泵,并且供给过量二级蒸煮液用管道与过量二级蒸煮液用附加罐和混合的蒸煮液用罐连接。
统一于共同创意构思的所提出的解决方案的所有必要特征和其新特征的组合,即,从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法仅能使用所提出的生产线来实施,并且所提出的生产线仅被设计成实施所提出的方法,使得能够获得技术效果(积极效果)。
所提出的方法的所有必要特征和其新特征的组合使得能够获得所述技术效果(积极效果),即,可以避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低成品的成本,并且还扩展了从含纤维素的材料制造半成品的技术范围。
所提出的方法的新特征,即:在将初始原料装到输送器-饱和器-脱水器形式的输送装置(生产线的结构部件)之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到已被装到并位于所述输送器-饱和器-脱水器中的初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和;在使原料饱和的同时,饱和原料从装载点由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐;通过将饱和原料输送经过位于所述输送器-饱和器-脱水器底部的带有孔的部分而从饱和原料分离过量蒸煮液;在输送饱和原料经过带有孔的部分的过程中,过量蒸煮液从饱和原料自由排出到位于带有孔的部分下面的开顶的混合的蒸煮液用罐中;和不含过量蒸煮液的饱和原料由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,进一步热处理,使得可以避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低成品的成本,并且还扩展了从含纤维素的材料制造半成品的技术范围。
说明所提出的方法的具体实施方案的以下特征增强了所述技术效果(积极效果)的实现。
用初始蒸煮液和混合的蒸煮液使初始原料饱和在1℃~90℃的温度下进行至少5秒。
用蒸煮液饱和的原料的热处理在由所述蒸煮罐和卸载装置的封闭罐彼此连接形成的蒸汽处理原料用集成罐中进行。
在从所述蒸煮罐输送纤维状材料浆时,通过在位于所述蒸煮罐的卸载装置的底部且在过量二级蒸煮液用附加罐上方的带有孔的附加部分输送浆,进行过量蒸煮液与纤维状半成品浆的附加分离,其中将纤维状半成品浆输送经过在位于所述过量二级蒸煮液用附加罐上面的带有孔的附加部分期间,过量二级蒸煮液从纤维状半成品浆自由(利用重力)排出。
输送蒸煮液到初始原料从位于输送器-饱和器-脱水器的带有孔的部分下方的混合蒸煮液用罐开始进行,其中首先,初始蒸煮液输送到所述混合的蒸煮液用罐并在所述罐中与从饱和原料自然(利用重力)排出的过量蒸煮液混合。
过量二级蒸煮液从过量二级蒸煮液用附加罐附加输送到混合的蒸煮液用罐。
所提出的方法的实施使得能借助过量蒸煮液从饱和原料自然排出和流出的更高效过程代替饱和原料的机械挤压和脱水。换句话说,蒸煮液饱和原料的蒸煮,例如,粮食作物的稻草不需要机械挤压和脱水。不可预见的是,输送到输送器-饱和器-脱水器的初始原料用蒸煮液自然饱和到进行原料蒸煮的后续生产过程所需的饱和状态(程度)。在这种情况下,饱和原料免除了机械挤压和后续解压过程,从而可以进一步蒸汽处理(蒸煮)。因此,相对于液体,原料浓度增大,而不需强迫改变原料体积。当在短期(至少5秒)和宽温度范围内饱和的原料通过输送器-饱和器-脱水器移动时,自然地“还给”过量蒸煮液,通过输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分排出和流到混合的蒸煮液用罐。因此,完全没有必要为了饱和而强制机械挤压(压实)原料和为了进一步蒸汽处理而强制机械解压原料,从而能够大幅降低电力消耗。此外,自然地(利用重力)排出到蒸煮液用罐的过量蒸煮液也与供给到混合的蒸煮液用罐的初始蒸煮液混合,并反复多次使用,这样能够减少饱和原料用的化学品的消耗。
未被挤压并用蒸煮液饱和的原料到达蒸汽处理用蒸煮罐,并且这种原料完全准备好蒸汽处理。不可预见的是,饱和原料与环境空气混合,并以过量蒸煮液的形式从过量液体自然排出;这使得用热流体仅加热饱和原料和其中的气泡,而不象其他制造方法(在已知的类似物解决方案和已知的最接近技术解决方案-原型)中那样加热过量蒸煮液。仅加热饱和原料和其中的气泡而未加热过量蒸煮液使得可以大幅降低供给到蒸煮罐的热流体(蒸汽和空气)的消耗,还降低了这些热流体的温度,由此可以节省热能。所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法可以使用相对简化的设计生产高品质的最终产品,无需使用复杂的高成本设备,并且使化学品、热力和电力的消耗最低。
因此,所述方法的所有必要特征和其新特征使得能够避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能借助过量蒸煮液从饱和原料自然排出和流出而用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此能大幅降低成品的成本,并且还扩展了从含纤维素的材料制造半成品的方法范围。
所提出的生产线的所有必要特征的组合能够获得所述技术效果(积极效果)。所述新特性,尤其是诸如供给原料到蒸煮罐用输送器、用蒸煮液饱和原料用罐和脱水结构部件等部件组合成一个结构部件(″输送器-饱和器-脱水器″)的设计方案,在同时是二级和过量蒸煮液用罐的混合的蒸煮液用罐上,在输送器-饱和器-脱水器的底部存在至少一个带有孔的部分,所述混合的蒸煮液用罐具有开顶并且位于输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分下面,使得能够避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能借助过量蒸煮液从饱和原料自然排出和流出而用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水。换句话说,当使用所提出的解决方案时,蒸煮液饱和原料的蒸煮,例如,粮食作物的切碎稻草不需要机械挤压和脱水。用蒸煮液使原料饱和可以通过新特征实现-存在与混合的蒸煮液用罐连接的混合的蒸煮液用管道,其中供给混合的蒸煮液用管道的出口导向输送器-饱和器-脱水器进口:蒸煮液供给到输送器-饱和器-脱水器进口,并且用蒸煮液饱和原料的过程在那里发生。不可预见的是,输送到输送器-饱和器-脱水器的原料用蒸煮液自然饱和到进行原料蒸汽处理(蒸煮)的后续生产方法所需的饱和状态(程度)。在这种情况下,饱和原料免除了机械挤压和后续机械解压过程,从而可以进一步蒸汽处理(蒸煮)。因此,相对于液体,原料浓度增大,不需强迫改变原料体积。当在短期(至少5秒)和在相对较低温度(1℃~90℃)下饱和的原料通过输送器-饱和器-脱水器移动时,自然地“还给”过量蒸煮液,过量蒸煮液通过输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分排出和流到混合的蒸煮液用罐。因此,完全没有必要为了饱和而强制地机械挤压(压实)原料和为了进一步蒸汽处理而强制地机械解压原料,从而能够大幅降低电力消耗。此外,自然地排出到蒸煮液用罐的过量蒸煮液也与供给到混合的蒸煮液用罐的初始蒸煮液混合,并反复多次使用,这样能够降低使原料饱和用的化学品的成本(消耗)。
未被挤压并用蒸煮液饱和的原料到达蒸汽处理用蒸煮罐,并且这种原料完全准备好蒸汽处理。不可预见的是,饱和原料与环境空气混合,并且该原料从过量液体(过量蒸煮液)自然排出,这使得可以用热流体仅加热饱和原料和其中的气泡,而不象其他制造方法(在已知的类似解决方案和已知的最接近技术解决方案-原型)中那样加热过量蒸煮液。仅加热饱和原料和其中的气泡而不加热过量蒸煮液使得可以大幅降低供给到蒸煮罐的热流体(蒸汽和空气)的消耗,还降低了这些热流体的温度,由此可以节省热能。所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线可以使用相对简化的设计生产高品质的成品,无需使用复杂的高成本设备,并且使化学品、热力和电力的消耗最低。
因此,所述生产线的所有必要特征和其部件的相对位置和不同的相互关系使得能够避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能借助过量蒸煮液从饱和原料自然排出和流出而用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此能大幅降低成品的成本,并且还扩展了从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线范围。
说明所提出的生产线的具体实施方案的以下特征增强了所述技术效果(积极效果)的实现。
所述输送器-饱和器-脱水器制成倾斜的,使得所述输送器-饱和器-脱水器的进口低于其与所述蒸煮罐连接的出口。
在其底部上,所述输送器-饱和器-脱水器具有1~10个带有孔的部分。
输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分制造成格子状。
输送器-饱和器-脱水器带有孔的部分制造成网孔状。
所述蒸煮罐具有包含向大气敞开的管子的封闭垂直罐的形状。
所述蒸煮罐具有敞开垂直罐的形状。
所述蒸煮罐的卸载装置位于与所述蒸煮罐连接的封闭罐中,并且所述卸载装置的封闭罐和所述蒸煮罐一起形成原料的蒸汽处理用集成罐。
在所述蒸煮罐的卸载装置的底部上,存在至少一个带有孔的附加部分,在所述部分下面,存在开顶的且上边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,其中所述生产线包括供给过量二级蒸煮液用管道和供给过量二级蒸煮液用泵,并且供给过量二级蒸煮液用管道与过量二级蒸煮液用附加罐和混合的蒸煮液用罐连接。
附图说明
结合附图说明本发明:
图1是所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线的示意图,显示其设备;还示出根据以下实施例1的所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法的工业实施方案。
图2是所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线和其设备的示意图;还示出根据以下实施例2的所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法的工业实施方案(具有过量和二级蒸煮液用附加罐的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线的示意图-具体实施方案)。
具体实施方式
所提出的方法和实施该方法的生产线的实用实施通过工业生产中的实施方案举例说明。
实施例1.利用实施方法用的生产线中的结构部件(设备,单元)的以下相互作用实施所提出的方法。
根据本发明的制造方法过程,所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法包括将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量蒸煮液、使用输送装置将用蒸煮液饱和的原料转移到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆的生产线。
根据本发明的新特征,在将初始原料装到输送器-饱和器-脱水器2形式的输送单元之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到已被装到并位于输送器-饱和器-脱水器2中的初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和(图1)。其中,在使原料饱和的同时,饱和原料从装载点由输送器-饱和器-脱水器2输送到蒸煮罐7。通过将饱和原料输送经过位于输送器-饱和器-脱水器2底部的带有孔的部分8而从饱和原料分离过量蒸煮液,并且将饱和原料输送经过带有孔的部分8的过程中,过量蒸煮液从饱和原料自然地(利用重力)排到位于带有孔的部分8下面的开顶的罐9中。接下来,不含过量蒸煮液的饱和原料由输送器-饱和器-脱水器2输送到蒸煮罐7,进一步热处理。
为说明所提出的方法的工业实施,图1显示用于实施例1的所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线和其设备的示意图,其中项1-17是:装填初始原料用进料斗1;输送器-饱和器-脱水器2(将供给原料到蒸煮罐用输送器、用蒸煮液饱和原料用罐和脱水单元功能组合的集成结构单元);导向输送器-饱和器-脱水器2的进口4的进料斗1的出口3;与蒸煮罐7的进口6连接的输送器-饱和器-脱水器2的出口5;在输送器-饱和器-脱水器2的底部上在蒸煮罐7的进口6之前,存在带有孔的部分8;在带有孔的部分8下面,存在混合的蒸煮液用的开顶的罐9,其同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐;初始蒸煮液用罐10借助供给初始蒸煮液用管道11与混合的蒸煮液用罐9连接;初始蒸煮液通过供给初始蒸煮液用泵12供给,其与供给初始蒸煮液用管道11连接;供给混合的蒸煮液用管道13与混合的蒸煮液用罐9连接,供给混合的蒸煮液用管道13的出口导向输送器-饱和器-脱水器2的进口4;混合的蒸煮液通过供给混合的蒸煮液用泵14供给,其与供给混合的蒸煮液用管道13连接;供给热流体例如蒸汽用管道15,与蒸煮罐7连接。在蒸煮罐7的底部上,存在卸载装置16,例如,螺杆输送器的形式。卸载装置16的出口导向生成的纤维状半成品用罐17。含纤维素的材料浆,例如,粮食作物的切碎稻草浆,从仓库供给到装填原料用进料斗1。从装填原料用进料斗1的出口3,稻草浆到达输送器-饱和器-脱水器2的进口4。从初始蒸煮液用罐10,基于碱性化学品制备的初始蒸煮液,例如,NaOH溶液通过泵12经由供给初始蒸煮液用管道11供给到混合的蒸煮液用罐9。从混合的蒸煮液用罐9,初始蒸煮液通过泵14经由供给混合的蒸煮液用管道13供给到输送器-饱和器-脱水器2的进口4,在那里进行用初始蒸煮液使装填的原料例如粮食作物的切碎稻草饱和。在原料在输送器-饱和器-脱水器2中在30℃的温度下至少5秒的同时,发生用初始蒸煮液使原料饱和的自然过程,不需要额外机械因素或手段(装置)的特殊作用。接下来,用初始蒸煮液浸渍的原料在输送器-饱和器-脱水器2的内部空间内沿着从进口4到出口5的方向移动。在初始蒸煮液饱和并初始蒸煮液浸渍的粮食作物的切碎稻草形式的原料沿着输送器-饱和器-脱水器2经过位于输送器-饱和器-脱水器2的底部上的带有孔的部分8的移动过程中,未被原料吸收的蒸煮液发生自然排出和流出,即,过量(二级)蒸煮液的排出和流出;在没有任何技术和/或加工因素例如压力下,发生所述排出和流出。在输送器-饱和器-脱水器2中,在位于混合的蒸煮液用罐9上方的带有孔的部分8发生上述过量(二级)蒸煮液的自然排出和流出到罐9。因此,在过量(二级)蒸煮液开始出现时,在混合的蒸煮液用罐9中,两种蒸煮液混合-部分用过的,即,获得的过量(二级)蒸煮液和来自罐10的初始蒸煮液-以这些蒸煮液的所需的技术规定比例,即,在罐9中形成过量(二级)蒸煮液和初始蒸煮液的混合物,即,混合的蒸煮液。接下来,来自混合的蒸煮液用罐9的得到的混合的蒸煮液由供给混合的蒸煮液用泵14经由供给混合的蒸煮液用管道13供给到输送器-饱和器-脱水器2的进口4,在那里存在初始原料并且在30℃的温度下下一批初始原料饱和的自然过程发生至少5秒。因此,在从含纤维素的材料制造半成品的生产线的操作过程中,连续进行首先用初始蒸煮液的原料饱和、然后在进一步制造循环中用混合的蒸煮液饱和以及过量蒸煮液的自然排出和流出的上述过程。
从输送器-饱和器-脱水器2的出口5,用初始蒸煮液或混合的蒸煮液饱和且没有过量蒸煮液的原料到达蒸煮罐7。用蒸煮液饱和的原料的蒸汽处理(蒸煮)过程可以在40℃以上的温度下进行,温度影响蒸汽处理(蒸煮)时间,因此取决于温度在蒸煮罐7中要求不同水平的压力。在该实施例中,温度为90℃~100℃的热流体,例如,新鲜蒸汽或热空气经由管道15供给到蒸煮罐7。热流体(蒸汽或空气)压力是提供所述温度参数要求的标准压力。在蒸煮罐7中,进行蒸汽处理(蒸煮)用蒸煮液饱和的原料的过程,即,在蒸煮罐7中加热饱和原料和空气。蒸煮罐7中的蒸煮过程持续40~60分钟。
在完成蒸煮过程后,得到纤维状半成品浆形式的最终产品;最终产品从蒸煮罐7的底部到达卸载装置16,例如,到达螺杆输送器;然后,借助卸载装置16纤维状半成品浆到达生成的纤维状半成品用罐17。
实施例2.为说明实施例2所提出的方法的工业实施,图2显示所提出的具有过量和二级蒸煮液用附加罐的从含纤维素的材料制造纤维状材料的生产线的示意图,其中项1-17如上述实施例1的图1中相同,图2中的项18-22是:放置蒸煮罐7的卸载装置16的封闭罐18;封闭罐18与蒸煮罐7连接,其中封闭罐18和蒸煮罐7一起形成饱和原料的蒸汽处理用集成罐;在蒸煮罐7的卸载装置16的底部上,存在至少一个带有孔的附加部分22;在带有孔的附加部分22下面,存在开顶的且上边缘与蒸煮罐7的卸载装置16的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐19;该生产线还包括供给过量二级蒸煮液用管道20和供给过量二级蒸煮液用泵21,其中供给过量二级蒸煮液用管道20与过量二级蒸煮液用附加罐19和混合的蒸煮液用罐9连接。按上述实施例1中那样进行实施例2的过程,但具有下面的一些差异。当原料在输送器-饱和器-脱水器2中时,在20℃的温度下进行用初始蒸煮液或混合的蒸煮液使初始原料饱和的自然过程180秒,不需要额外机械因素的特殊作用。用蒸煮液饱和的原料的热处理在由蒸煮罐7和放置蒸煮罐7的卸载装置16的封闭罐18彼此连接形成的蒸汽处理原料用集成罐中进行(图2)。当从蒸煮罐7输送纤维状材料浆时,通过输送浆经过位于过量二级蒸煮液用附加罐19上方、上边缘与卸载装置16的底部密封连接并且位于蒸煮罐7的卸载装置16的底部的带有孔的附加部分22,从而进行过量蒸煮液与纤维状半成品浆的附加分离;并且在输送纤维状半成品浆经过位于过量二级蒸煮液用附加罐19上面的带有孔的附加部分22期间,过量二级蒸煮液从纤维状半成品浆通过部分22的孔经由开顶自由流出到附加罐19。
蒸煮液从位于输送器-饱和器-脱水器2的带有孔的部分8下方的混合的蒸煮液用罐9输送到初始原料,其中首先,初始蒸煮液输送到混合的蒸煮液用罐9并在罐9中与从大量饱和原料自由流出的过量蒸煮液混合。
此外,过量二级蒸煮液通过泵21经由管道20从过量二级蒸煮液用附加罐19输送到混合的蒸煮液用罐9。
根据上述实施例1和2从含纤维素的材料获得的纤维状半成品形式的最终成品以后可以用于制造纸张、蛋箱、建筑纸板、日用容器(例如,园艺容器)和其他产品。此外,从含纤维素的材料获得的纤维状半成品形式的最终产品以后例如可以压制板的形式用在制造含纤维素产品中。表1显示与类似物和原型相比在实施所提出的方法过程中用蒸煮液饱和原料和蒸汽处理饱和原料的参数。
所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线以及为实施该生产线而开发的方法示于图1和图2的图示中:
图1是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线的示意图。
图2是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的具有过量和二级蒸煮液用附加罐的生产线的示意图(具体实施方案).
所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线(图1)包括装填初始原料用进料斗1。根据本发明,供给原料到蒸煮罐用输送器、用蒸煮液饱和原料用罐和脱水单元被制造成输送器-饱和器-脱水器2形式的集成结构部件。装填原料用进料斗1的出口3导向输送器-饱和器-脱水器2的进口4。输送器-饱和器-脱水器2的出口5与蒸煮罐7的进口6连接。在较低部分,即,在输送器-饱和器-脱水器2的底部上在蒸煮罐7的进口6之前,存在带有孔的部分8,其中在本发明的具体实施方案中,该部分的孔可以制造成格子状或网孔状,或者可以具有任何其他形状,构成附加的保护。
表1与类似物和原型相比在实施所提出的方法过程中用蒸煮液饱和原料和蒸汽处理饱和原料的参数特性
在带有孔的部分8下方,存在混合的蒸煮液用罐9,其也是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐。混合的蒸煮液用罐9具有开顶,即,罐9的顶部位于输送器-饱和器-脱水器2的带有孔的部分8下方。部分8中的孔设计为用于从输送器-饱和器-脱水器2的饱和原料将过量蒸煮液分离和自然排出到混合的蒸煮液用罐9。
所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线包括初始蒸煮液用罐10。初始蒸煮液用罐10通过供给初始蒸煮液用管道11与混合的蒸煮液用罐9连接,其中初始蒸煮液使用常规方法通过与供给初始蒸煮液用管道11连接的供给初始蒸煮液用泵12供给。混合的蒸煮液用罐9与供给混合的蒸煮液用管道13连接,供给混合的蒸煮液用管道13的出口导向输送器-饱和器-脱水器2的进口4。混合的蒸煮液通过与供给混合的蒸煮液用管道13连接的供给混合的蒸煮液用泵14供给。
在本发明的具体实施方案(实施)中,输送器-饱和器-脱水器2制成倾斜的,即,输送器-饱和器-脱水器2的进口4低于其与蒸煮罐7连接的出口5。
在本发明的具体实施方案(实施)中,输送器-饱和器-脱水器2具有1~10个带有孔的部分8,可以制造成格子状或网孔状或具有其他形状。带有孔的部分8的数量取决于输送器-饱和器-脱水器2的长度,即,取决于从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线的所需生产能力。在本发明的具体实施方案(实施)中,罐7可以具有垂直形状,可是敞开或封闭型的。当蒸煮罐7是封闭型时,为了在蒸煮罐7中维持正常压力并且遵守安全规则,蒸煮罐具有朝大气开放的管子。
蒸煮罐7与供给热流体例如蒸汽用管道15连接。在蒸煮罐7的底部上,存在卸载装置16,例如,螺杆输送器的形式。卸载装置16的出口导向生成的纤维状半成品用罐17。在生产线的具体实施方案中(图2),蒸煮罐7的卸载装置16位于与蒸煮罐7连接的封闭罐18内,封闭罐18和蒸煮罐7一起形成蒸汽处理用集成罐。
在具体实施方案(图2)中,蒸煮罐7的卸载装置16的底部具有至少一个带有孔的附加部分22,开顶的过量二级蒸煮液用附加罐19位于部分22下面。过量二级蒸煮液用附加罐19的顶部分的边缘与蒸煮罐7的卸载装置16的底部密封连接。在该实施方案中,生产线包括供给过量二级蒸煮液用管道20和供给过量二级蒸煮液用泵21,并且供给过量二级蒸煮液用管道20与过量二级蒸煮液用附加罐19和混合的蒸煮液用罐9连接。
所提出的生产线被设计成与所提出的方法组合解决所述技术问题,并在上面在本发明的工业实施的实施例中描述了操作-实施例1和实施例2.
为了关于所提出的解决方案的工业实施的更好信息,下面是对工业操作手册中的所提出的生产线的操作说明。所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线工作如下(图1)。
含纤维素的材料浆,例如,粮食作物的切碎稻草浆,从仓库供给到装填原料用进料斗1。从装填原料用进料斗1,稻草浆通过出口3到达输送器-饱和器-脱水器2的进口4。从初始蒸煮液用罐10,基于碱性化学品制备的初始蒸煮液,例如,NaOH溶液通过泵12经由供给初始蒸煮液用管道11供给到混合的蒸煮液用罐9。从混合的蒸煮液用罐9,初始蒸煮液通过泵14经由供给混合的蒸煮液用管道13供给到输送器-饱和器-脱水器2的进口4,在那里进行用初始蒸煮液使装填的原料例如粮食作物的切碎稻草浆饱和。
在原料在输送器-饱和器-脱水器2中在1℃~90℃的温度下至少5秒时,发生用初始蒸煮液使原料饱和的自然过程,不需要额外机械因素(装置)的特殊作用。
接下来,用初始蒸煮液饱和的原料在输送器-饱和器-脱水器2的内部空间内沿着从进口4到出口5的方向移动。在用初始蒸煮液饱和并初始蒸煮液浸渍的粮食作物的切碎稻草浆形式的原料沿着输送器-饱和器-脱水器2经过位于输送器-饱和器-脱水器2的底部上的带有孔的部分8的移动过程中,未被原料吸收的蒸煮液发生自然排出和流出,即,过量(二级)蒸煮液的排出和流出;在没有任何技术和/或加工因素例如压力下,发生过量(二级)蒸煮液的排出和流出。在输送器-饱和器-脱水器2中,在位于混合的蒸煮液用罐9上方的带有孔的部分8发生上述过量(二级)蒸煮液的自然排出和流出到罐9。因此,在过量(二级)蒸煮液开始形成后,在混合的蒸煮液用罐9中,两种蒸煮液混合-部分用过的,即,获得的过量(二级)蒸煮液和来自罐10的初始蒸煮液-以这些蒸煮液的所需的技术规定比例,即,在罐9中形成过量(二级)蒸煮液和初始蒸煮液的混合物,即,混合的蒸煮液。接下来,形成的混合的蒸煮液从混合的蒸煮液用罐9由供给混合的蒸煮液用泵14经由供给混合的蒸煮液用管道13供给到输送器-饱和器-脱水器2的进口4,在那里存在初始原料并且发生下一批初始原料浸渍和饱和的自然过程。因此,在从含纤维素的材料制造半成品的生产线的操作过程中连续进行首先用初始蒸煮液的原料浸渍和饱和、然后用混合的蒸煮液浸渍和饱和以及过量蒸煮液的自然排出和流出的上述过程。
从输送器-饱和器-脱水器2的出口5,用初始蒸煮液或混合的蒸煮液饱和且没有过量蒸煮液的原料到达蒸煮罐7。用蒸煮液饱和的原料的蒸汽处理(蒸煮)过程可以在40℃以上的温度下进行,温度影响蒸汽处理(蒸煮)时间,因此取决于温度在蒸煮罐7中要求不同水平的压力。在该实施例中,温度为90℃~100℃的热流体,例如,新鲜蒸汽或热空气经由管道15供给到蒸煮罐7。热流体(蒸汽或空气)压力是提供所述温度参数要求的标准压力。在蒸煮罐7中,对用蒸煮液饱和的原料进行蒸汽处理(蒸煮)的过程,即,在蒸煮罐7中加热饱和原料和空气。蒸煮罐7中的蒸煮过程持续40~60分钟。
在完成蒸煮过程后,得到纤维状半成品浆形式的最终产品;最终产品从蒸煮罐7的底部,到达卸载装置16,例如,到达螺杆输送器;然后,借助卸载装置16纤维状半成品浆到达接收纤维状半成品用罐17。
在生产线的具体实施方案中(图2),在沿着卸载装置16输送蒸汽处理过的原料期间,由于存在放置卸载装置16的罐18,对原料的蒸汽处理准确地持续达到将原料卸载到生成的纤维状半成品用罐17中的时刻。
此外,在本发明的具体实施方案(实施)中(图2),在沿着蒸煮罐7的卸载装置16移动期间,蒸汽处理过的原料输送经过至少一个带有孔的部分22,它位于蒸煮罐7的卸载装置16的底部。在蒸汽处理过的原料流过附加部分22期间,未被蒸汽处理过的原料吸收的蒸煮液发生自然排出和流出,即,过量二级蒸煮液的排出和流出;在没有任何技术和/或加工因素或装置下,例如压力,发生过量二级蒸煮液的排出和流出。过量二级蒸煮液自由排出进入过量二级蒸煮液用附加罐19,它具有开顶且边缘与在带有孔的附加部分22正下面的蒸煮罐7的卸载装置16的底部密封连接。得到的过量二级蒸煮液由供给过量二级蒸煮液用泵21经由连接过量二级蒸煮液用附加罐19和混合的蒸煮液用罐9的供给过量二级蒸煮液用管道20从过量二级蒸煮液用附加罐19输送到混合的蒸煮液用罐9。接下来,在混合的蒸煮液用罐9中,从通过输送到蒸煮罐7期间的原料饱和后的自由排出和通过自蒸煮罐7输送期间的对原料蒸汽处理后的排出得到的初始蒸煮液和过量二级蒸煮液制备混合的蒸煮液。
在出口或从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,得到纤维状半成品浆。
生成的纤维状半成品用罐17可以是正规的敞口罐或封闭罐,或水力打浆机,或研磨高浓度物质的研磨机,其中接收纤维状半成品用罐17的形式不是本发明的本质特征,可以以制造过程所要求的形式使用生成的纤维状半成品用罐17。
来自含纤维素的材料的纤维状半成品形式的最终成品以后可以用于制造纸张、蛋箱、建筑纸板、日用容器(例如,园艺容器)和其他产品。此外,从含纤维素的材料获得的纤维状半成品形式的最终产品以后例如可以压制板的形式用在制造含纤维素产品中。
因此,所提出的方法仅能使用所提出的生产线来实施,并且所提出的生产线仅被设计成实施所提出的方法。表2,象表1那样,显示在实施所提出的方法过程中用蒸煮液饱和原料和蒸汽处理饱和原料的参数,但将所提出的生产线与类似物和原型作比较。
表2与类似物和原型相比在使用所提出的生产线时用蒸煮液使原料饱和和对饱和原料蒸汽处理的参数特性
工业适用性
本发明-所提出的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法和实施该方法的生产线-可以在纸浆造纸工业中实施并且可以广泛用于预定用途。具体工业实施的实施例如上所述-实施例1和实施例2。
所提出的方法和实施该方法的生产线在生产环境中进行了测试。在测试过程中,粮食作物的稻草用作含有纤维素的主要原料;此外,本发明可以使用其他材料作为含有纤维素的主要原料,例如,一年生植物、甘蔗、芦苇、稻草和其他含纤维素的材料。在真实操作条件下测试本发明的过程中,已经证实,所提出的技术方案的所有特征和其新特征的组合使得能够获得积极效果。
从表1和2中的对比数据可以看出,制造过程的时间大致相等并且成品占初始原料原体积的产率为48%~80%,由于所提出的方法的所有特征和新特征以及实施该方法的生产线的组合,使得可以避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,当从含纤维素的材料制造纤维状半成品时能减少能量、电力和化学品的消耗至少33-67%,并因此能大幅降低成品的成本,并且还扩展了从含纤维素的材料制造半成品的技术和设备范围。
Claims (15)
1.一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法,包括将初始原料装载到用于进一步加工的生产线上、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量蒸煮液、使用输送装置将用蒸煮液饱和的原料转移到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料进行热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆,其特征在于,在将初始原料装载到输送器-饱和器-脱水器形式的输送装置之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到已被装到并位于所述输送器-饱和器-脱水器中的初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和,其中,在使原料饱和的同时,饱和原料从装载点由所述输送器-饱和器-脱水器输送到蒸煮罐,通过输送饱和原料经过位于所述输送器-饱和器-脱水器底部的带有孔的部分而从饱和原料分离过量蒸煮液,并且在这种输送饱和原料经过带有孔的部分的过程中,过量蒸煮液从饱和原料自由排出到位于所述带有孔的部分的下面的开顶的用于混合的蒸煮液的罐中,由此不含过量蒸煮液的饱和原料由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,进一步热处理。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,用初始蒸煮液和混合的蒸煮液使初始原料饱和是在1℃~90℃的温度下进行至少5秒。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对用蒸煮液饱和的原料进行的热处理在由所述蒸煮罐和卸载装置的封闭罐彼此连接形成的用于蒸汽处理原料的集成罐中进行。
4.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在从所述蒸煮罐输送纤维状半成品浆期间,通过输送浆经过位于所述蒸煮罐的卸载装置的底部的至少一个带有孔的附加部分,进行过量蒸煮液与纤维状半成品浆的附加分离,并且在所述部分下面,存在开顶的且边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,并且在输送纤维状半成品浆经过位于所述过量二级蒸煮液用附加罐上面的至少一个带有孔的附加部分期间,过量二级蒸煮液从纤维状半成品浆自由排出。
5.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,输送蒸煮液到初始原料从位于输送器-饱和器-脱水器的带有孔的部分下方的混合的蒸煮液用罐开始进行,其中首先,初始蒸煮液输送到所述混合的蒸煮液用罐并在所述罐中与从饱和原料浆自由排出的过量蒸煮液混合。
6.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,过量二级蒸煮液从过量二级蒸煮液用附加罐输送到混合的蒸煮液用罐。
7.一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,包括装载原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用输送器、所述输送器的出口与蒸煮罐连接,至少一个用于用蒸煮液饱和原料的罐、至少一个脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐的卸载装置、和生成的纤维状半成品用罐,其特征在于,所述供给原料到蒸煮罐用输送器、所述用于用蒸煮液饱和原料的罐和所述脱水单元制造成输送器-饱和器-脱水器形式的生产线的集成结构部件,所述输送器-饱和器-脱水器的出口与所述蒸煮罐连接,在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上存在至少一个带有孔的部分,并且在所述部分下面存在混合的蒸煮液用的开顶的罐,其同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐,其中所述供给二级蒸煮液用管道也是供给混合的蒸煮液的管道并与所述混合的蒸煮液用罐连接,并且所述供给混合的蒸煮液用管道的出口导向所述输送器-饱和器-脱水器的进口。
8.如权利要求7所述的生产线,其特征在于,所述输送器-饱和器-脱水器制成倾斜的,使得所述输送器-饱和器-脱水器的进口低于其与所述蒸煮罐连接的出口。
9.如权利要求7所述的生产线,其特征在于,在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上,存在1~10个带有孔的部分。
10.如权利要求7或9所述的生产线,其特征在于,所述输送器-饱和器-脱水器的带有孔的部分制造成格子状。
11.如权利要求7或9所述的生产线,其特征在于,所述输送器-饱和器-脱水器的带有孔的部分制造成网孔状。
12.如权利要求7所述的生产线,其特征在于,所述蒸煮罐具有包含与大气连接的管子的封闭垂直罐的形状。
13.如权利要求7所述的生产线,其特征在于,所述蒸煮罐具有敞开垂直罐的形状。
14.如权利要求7所述的生产线,其特征在于,所述蒸煮罐的卸载装置位于与所述蒸煮罐连接的封闭罐中,并且所述卸载装置的封闭罐和所述蒸煮罐一起形成用于蒸汽处理原料的集成罐。
15.如权利要求7或14所述的生产线,其特征在于,在所述蒸煮罐的卸载装置的底部上存在至少一个带有孔的附加部分,并且在所述部分下面,存在开顶的且边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,其中所述生产线包括供给过量二级蒸煮液用管道和供给过量二级蒸煮液用泵,并且供给过量二级蒸煮液用管道与过量二级蒸煮液用附加罐和混合的蒸煮液用罐连接。
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