CN102978985A - 一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：⑴、料片装锅，料片由装锅皮带经过浸渍螺旋送入蒸煮锅；⑵、温黑液填充，将温黑液与药液混合后送蒸煮锅；⑶、热黑液置换，1#热黑液收集槽内的热黑液置换蒸煮锅内的已填充的温黑液；⑷升温保温，置换循环隔离阀打开，蒸煮锅内的液体进行循环升温；⑸冷黑液置换，置换黑液槽的置换液体由冷黑液置换泵经过冷黑液置换分配管送入蒸煮锅；⑹卸料放锅，置换黑液槽的冷黑液由稀释泵经过稀释黑液分配管送至蒸煮锅中，打开放锅泵放锅。本发明具有流程简化，操作简便，高效快捷，能耗低的优点，是一种具有较高创新性的纸浆生产工艺。

Description

一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法。

背景技术

目前，造纸工艺主要包括制浆、洗筛、漂白、抄造等步骤。其中，制浆是造纸工艺的第一步，也是至关重要的一步。在制造化学纸浆的常规间歇蒸煮过程中，在蒸煮锅中加入纤维原料，随后加入蒸煮所需的化学药品，在麦草、芦苇、甘蔗渣等草类纤维原料蒸煮时的化学药品是一种氢氧化钠溶液，在木片竹片蒸煮时的化学药品是一种含有硫化钠的氢氧化钠溶液。蒸煮药液根据加入的原料量按照一定的比例并稀释到一定的浓度。然后关闭蒸煮锅锅盖阀，通入蒸汽或将蒸煮锅内药液抽出锅外用蒸汽进行间接加热并送回蒸煮锅内。蒸煮锅升温到所需要的温度并保温一段时间。蒸煮结束的放锅是利用蒸煮锅内压力将浆料喷放到喷放锅中。现有的常规蒸煮生产纸浆工艺方法存在耗能高、污染严重、纸浆强度低等不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流程简化、操作简便、耗能低的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴、料片装锅

料片由装锅皮带经过浸渍螺旋送入蒸煮锅，在浸渍螺旋内加入浸渍黑液与料片混合，浸渍黑液的温度为70~85℃，浸渍黑液填充量为蒸煮锅体积的20~30%，装料同时在装锅器中通入低压蒸汽，使料片均匀分布；

⑵、温黑液填充

将温黑液与药液混合后送蒸煮锅，温黑液经过蒸煮锅循环泵吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器后，分别由蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管及蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，混合后温黑液填充量为蒸煮锅体积的30~50%，温黑液填充后料片温度上升至85~90℃；

⑶、热黑液置换

1#热黑液置换槽内的热黑液置换蒸煮锅内的已填充的温黑液，将总蒸煮药液用量85~90%的药液与1#热黑液收集槽内的热黑液混合，混合后总的热黑液填充量为蒸煮锅体积的100~130%，并经蒸煮锅循环泵的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器升温至155~160℃后，分别自蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管及蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，被置换出的温黑液通过蒸煮锅中部筛板滤出送至2#热黑液收集槽；置换完成后，系统开始计算H因子；

⑷、升温保温

置换循环隔离阀打开，蒸煮锅内的液体由蒸煮锅中部筛板滤出由蒸煮锅循环泵至直接经蒸汽加热器加热后送到蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管和蒸煮锅下部循环管进行循环，蒸煮锅升温至164~172℃，蒸煮压力0.6~0.8MPa，达到蒸煮温度后，停止加热，继续循环；

⑸、冷黑液置换

计算的H因子目标值达到后，将置换黑液槽的置换液体由冷黑液置换泵经过冷黑液置换分配管送入蒸煮锅，总的冷黑液填充量为蒸煮锅体积的120~150%，冷黑液经过蒸煮锅循环泵的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器分别到蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管、蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，被置换出的热黑液通过蒸煮锅中部筛板滤出，从蒸煮锅出来的回流黑顺序送至1#热黑液收集槽和2#热黑液收集槽，蒸煮锅内温度下降到90~95℃，终止了蒸煮反应；

⑹、卸料放锅

置换黑液槽的冷黑液由稀释泵经过稀释黑液分配管送至蒸煮锅中，稀释液送到蒸煮锅底部、弯管入口处，稀释液流量满足放锅泵操作浓度，稀释液量为蒸煮锅体积的110~130%，放锅结束后快开锅盖打开进入下一个蒸煮周期。

而且，步骤⑵及步骤⑶中的药液为连续操作，即在热黑液置换结束后关闭热黑液置换切换阀打开热黑液切换阀，药液由热黑液置换泵送至1#热黑液槽。

而且，所述的蒸煮锅中部筛板设置有四层，且各层筛板都均分成四部分，分别对应一个出液口。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，采用浸渍黑液与料片在送料装置内预混的方式，并采用装锅器产生旋转蒸汽，可使料片最大程度在蒸煮锅内均匀分布和最大装料密度，确保药液有效置换和生产效率提高。

2、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，将各个置换步骤与循环步骤之间通过在系统中所设置的置换循环隔离阀实现快速切换，大大降低了系统的复杂程度，流程更加简化，操作简便，高效快捷。

3、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，省去了以往系统中必须的热药液槽及热黑液加热器，药液在蒸煮期间为连续操作，即在热黑液置换期间药液由热黑液置换分配管进入蒸煮锅内，在热黑液置换结束后关闭热黑液置换切换阀打开热黑液切换阀，药液由热黑液置换泵送至1#热黑液槽，进行自循环。

4、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其蒸煮锅设置有蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管及蒸煮锅下部循环管，在置换及循环步骤中，采用上、中、下三部位同时进液，中部滤出的液体循环方式，保证液体在蒸煮锅内的均匀性，从而保证加热及反应的均匀性。由于草类原料滤水性差，置换需要比木竹类原料更大面积的筛板，传统的单向置换受蒸煮锅顶部结构的影响，不能够布置大面积筛板，本发明采用上、中、下多向置换方式，由于在锅中部（直筒段）出液，可根据要求布置所需要足够面积的筛板。

5、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，蒸煮锅中部所设置的筛板为多层筛板，以保证过滤面积，而且各层筛板还均分成四个过滤区域，使循环蒸煮液由各层环形过滤筛板对应的出液口滤除，防止发生短路情况，保证蒸煮液的流动均匀性。

6、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，可通过蒸煮锅各层筛板所对应的滤液出口的蒸煮液温度细致的判断出蒸煮和循环不均匀的地方，当置换液体产生偏流时通过该调节阀及时调整每个隔离区的流量，保证锅内温度均匀一致，实现蒸煮均匀化，克服置换不均的问题。

7、本发明的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，具有流程简化，操作简便，高效快捷，能耗低的突出优点，是一种具有较高创新性的纸浆生产工艺。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的蒸煮锅的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视图。

附图标记说明：

装锅皮带（1）、浸渍螺旋（2）、快开锅盖（3）、装锅器（4）、蒸煮锅（5）、放锅泵（6）、蒸煮锅循环泵（7）、蒸煮锅蒸汽加热器（8）、1#热黑液收集槽（9）、2#热黑液收集槽（10）、温黑液槽（11）、置换黑液槽（12）、排气分离装置（13）、药液加热器（14）、黑液换热器（15）、热黑液置换泵（16）、温黑液填充泵（17）、冷黑液置换泵（18）、冷黑液稀释泵（19）、温黑液泵（20）、黑液送出泵（21）、药液泵（22）。

置换循环隔离阀（30）、压力控制阀（31）、温度调节阀（32）、热黑液置换切换阀（33）、温黑液填充切换阀（34）、第一冷黑液置换切换阀（35）、热黑液切换阀（36）、第二冷黑液置换切换阀（37）及第三冷黑液置换切换阀（38）、蒸煮药液浓度测量装置（39）。

排气口（41）、上部筛板（42）、中部筛板（43）、出液口（44）、中部进液管（45）。

蒸煮锅上部循环管（50）、蒸煮锅中部循环管（51）、蒸煮锅下部循环管（52）、热黑液置换分配管（53）、温黑液填充分配管（54）、冷黑液置换分配管（55）、稀释黑液分配管（56）、热黑液置换回流管（57）、冷黑液置换回流管（58）、浸渍黑液加入管（59）、外来蒸汽（60）、纸浆送出管（61）、外来药液管（62）、热水送出管（63）及外来冷水管（64）、黑液送出管（65）、外来置换液管（66）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴、料片装锅

蒸煮周期从料片装锅开始，料片由装锅皮带（1）经过浸渍螺旋（2）送入蒸煮锅（5）。在浸渍螺旋内加入浸渍黑液与料片混合，浸渍黑液为洗浆工段来的洗浆黑液，由浸渍黑液加入管（59）通入浸渍螺旋，浸渍黑液的温度为70~85℃。装料同时在装锅器（4）中通入低压蒸汽。浸渍黑液和装锅器通入的蒸汽可使料片最大程度在蒸煮锅内均匀分布和最大装料密度，确保药液有效置换和生产效率提高，浸渍黑液填充量为蒸煮锅体积的20~30%。装锅时蒸煮锅内的空气从上部筛板（42）经排气口（41）排气分离装置（13）排出。

本发明所采用的装锅器，在内壁及外壁的底部安装有一组向下聚拢状的蒸汽/液体喷嘴，且在圆周方向呈一定角度安装，由此形成旋转气流，带动料片旋转向下运动，从而使原料均匀下降至蒸煮锅内，以保证原料的均匀性，从而保证原料与反应药液的充分均匀接触，保证化学反应的均匀性。

⑵、温黑液填充

温黑液收集槽（11）的温黑液填充到蒸煮锅，温黑液收集槽内温度为90~95℃。打开温黑液填充切换阀（34），温黑液由温黑液填充泵（17）输送至蒸煮锅循环泵吸入口。为了中和料片中的酸性物质，保证在后面蒸煮过程脱木素所需的药液用量，将总蒸煮药液用量10~15%的药液由药液泵（22）经过药液加热器（14）加热后送到温黑液填充分配管（54），药液由外来药液管（62）输入。与温黑液混合后送到蒸煮锅泵，总的温黑液填充量为蒸煮锅体积的30~50%。温黑液经过蒸煮锅循环泵（7）的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器（8）分别由蒸煮锅上部循环管（50）、蒸煮锅中部循环管（51）、蒸煮锅下部循环管（52）进入蒸煮锅内。蒸煮锅中部循环管（51）连接伸入至蒸煮锅内部的中部进液管（45）。温黑液填充后料片温度上升到85~90℃，料片中的酸性物质被碱性药液中和。

⑶、热黑液置换

1#热黑液收集槽（9）的热黑液置换蒸煮锅内的已填充的温黑液。热黑液置换由热黑液置换泵（16）完成，为了保证在后面升温保温所需的药液量，总蒸煮药液用量85~90%的药液由药液泵（22）经过药液加热器（14）加热后送到热黑液置换泵吸入端，与热黑液混合后经过热黑液置换分配管送到蒸煮锅。总的热黑液填充量为蒸煮锅体积的100~130%。热黑液经过蒸煮锅循环泵（7）的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器（8）分别到蒸煮锅上部循环管（50）、蒸煮锅中部循环管（51）及蒸煮锅下部循环管（52）进入蒸煮锅内，被置换出的温黑液通过蒸煮锅中部筛板出来，从蒸煮锅出来的回流黑液由压力控制阀（31）控制经热黑液置换回流管（57）送至2#热黑液收集槽（10）。2#热黑液收集槽经温黑液泵（20）对药液加热器加热后经黑液换热器（15）输送至温黑液收集槽。温黑液收集槽的黑液送出管（65）上安装黑液送出泵（21）。黑液换热器上设置热水送出管（63）及外来冷水管（64）。

药液与热黑液在热黑液置换分配管混合后的温度为135~145℃，为了提高进入蒸煮锅液体的温度，在热黑液置换时外来蒸汽（60）加入到蒸煮锅蒸汽加热器（8）中，在热黑液置换同时加热置换液体，使进入蒸煮锅的置换液温度提高到155~160℃。

热黑液置换温黑液流量是通过热黑液置换分配管（53）上安装的蒸煮药液浓度测量装置（39）测量计算确定。虽然整个蒸煮过程为间歇操作，本工艺其中一个特点为蒸煮药液在蒸煮期间为连续操作，即在热黑液置换期间药液由热黑液置换分配管（53）进入蒸煮锅内，在热黑液置换结束后关闭热黑液置换切换阀（33）打开热黑液切换阀（36），药液由热黑液置换泵（16）送至1#热黑液槽。

在热黑液置换完成后，系统开始计算H因子。

⑷升温保温

在升温保温阶段，蒸煮锅升温到所需的蒸煮温度和压力，蒸煮温度为164~172℃，蒸煮压力0.6~0.8MPa，直到达到的H因子目标值。加热是通过循环加热完成的，置换循环隔离阀（30）在温黑液填充、热黑液置换以及冷黑液置换阶段关闭，在升温保温阶段打开。蒸煮锅内的液体由蒸煮锅中部筛板滤出由循环泵（7）通过直接蒸汽加热器（8）加热后送到蒸煮锅上部循环管（50）、蒸煮锅中部循环管（51）和蒸煮锅下部循环管（52）来完成。外来蒸汽（60）加入到蒸煮锅蒸汽加热器（8）。在加热过程中，为了计算蒸煮锅内平均温度，在加热器前有一个温度测量，加热器后有三个温度测量，分设在蒸煮锅上部、中部以及下部循环管线上，最终的蒸煮温度取四个温度的加权平均值。当计算的蒸煮温度达到目标值时，停止外来蒸汽（60）加热，蒸煮锅循环泵（7）继续工作，循环继续进行，这是为了保证在保温阶段料片与蒸煮药液充分接触反应。

蒸煮锅中部筛板（43）设置有四层，且各层筛板都均分成四部分，分别对应一个出液口（44）。每一个出液口均设置有温度调节阀（32）。

⑸冷黑液置换

当计算的H因子达到目标值（600~1000）时，终止蒸煮反应。打开第一冷黑液置换切换阀（35），将置换黑液槽（12）的置换液体由冷黑液置换泵（18）经过冷黑液置换分配管（55）送入蒸煮锅，置换液为洗浆工段洗浆黑液由外来置换液管（66）送入置换液槽。总的冷黑液填充量为蒸煮锅体积的120~150%。冷黑液经过蒸煮锅循环泵（7）的吸入端经过蒸煮锅加热器（8）分别到蒸煮锅上部循环管（50）、蒸煮锅中部循环管（51）、蒸煮锅下部循环管（52）进入蒸煮锅内，被置换出的热黑液通过蒸煮锅中部筛板出来，从蒸煮锅出来的回流黑液由压力控制阀（31）控制经冷黑液置换回流管（58）经第二冷黑液置换切换阀（37）及第三冷黑液置换切换阀（38）顺序送至1#热黑液收集槽和2#热黑液收集槽，送至1#热黑液收集槽的黑液量和热黑液置换时从1#热黑液收集槽流出的黑液量相当，其余回流黑液送至2#热黑液收集槽。

冷黑液置换结束后，蒸煮锅内温度下降到100℃以下（90~95℃），这样就终止了蒸煮反应。1#热黑液收集槽的黑液用于蒸煮周期中的热黑液填充，通过冷黑液置换回收了蒸煮过程的热量，同时冷黑液在蒸煮锅内的置换过程对蒸煮锅内浆料也进行了的一次洗涤。

⑹卸料放锅

冷黑液置换结束后，蒸煮锅的压力降到常压，蒸煮锅卸料是在常压下由放锅泵（6）经纸浆送出管（61）送喷放锅。卸料过程中，置换黑液槽（12）的冷黑液由稀释泵（19）经过稀释黑液分配管（56）送至蒸煮锅（5）中，稀释液送到蒸煮锅底部、弯管入口处。稀释液流量为满足放锅泵操作浓度（3~5%），稀释液量为蒸煮锅体积的110~130%。放锅结束后快开锅盖（3）打开进入下一个蒸煮周期。

尽管为说明目的公开的本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴、料片装锅

料片由装锅皮带经过浸渍螺旋送入蒸煮锅，在浸渍螺旋内加入浸渍黑液与料片混合，浸渍黑液的温度为70~85℃，浸渍黑液填充量为蒸煮锅体积的20~30%，装料同时在装锅器中通入低压蒸汽，使料片均匀分布；

⑵、温黑液填充

将温黑液与药液混合后送蒸煮锅：温黑液经过蒸煮锅循环泵吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器后，分别由蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管及蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，混合后温黑液填充量为蒸煮锅体积的30~50%，温黑液填充后料片温度上升至85~90℃；

⑶、热黑液置换

1#热黑液收集槽内的热黑液置换蒸煮锅内的已填充的温黑液：将总蒸煮药液用量85~90%的药液与1#热黑液收集槽内的热黑液混合，混合后总的热黑液填充量为蒸煮锅体积的100~130%，并经蒸煮锅循环泵的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器升温至155~160℃后，分别自蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管及蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，被置换出的温黑液通过蒸煮锅中部筛板滤出送至2#热黑液收集槽；置换完成后，系统开始计算H因子；

⑷、升温保温

置换循环隔离阀打开，蒸煮锅内的液体由蒸煮锅中部筛板滤出由蒸煮锅循环泵至直接经蒸汽加热器加热后送到蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管和蒸煮锅下部循环管进行循环，蒸煮锅升温至164~172℃，蒸煮压力0.6~0.8MPa，达到蒸煮温度后，停止加热，继续循环；

⑸、冷黑液置换

计算的H因子目标值达到，将置换黑液槽的置换液体由冷黑液置换泵经过冷黑液置换分配管送入蒸煮锅，总的冷黑液填充量为蒸煮锅体积的120~150%，冷黑液经过蒸煮锅循环泵的吸入端经过蒸煮锅蒸汽加热器分别到蒸煮锅上部循环管、蒸煮锅中部循环管、蒸煮锅下部循环管进入蒸煮锅内，被置换出的热黑液通过蒸煮锅中部筛板滤出，从蒸煮锅出来的回流黑顺序送至1#热黑液收集槽和2#热黑液收集槽，蒸煮锅内温度下降到90~95℃，终止了蒸煮反应；

⑹、卸料放锅

置换黑液槽的冷黑液由稀释泵经过稀释黑液分配管送至蒸煮锅中，稀释液送到蒸煮锅底部、弯管入口处，稀释液流量满足放锅泵操作浓度，稀释液量为蒸煮锅体积的110~130%，打开放锅泵进行放锅，放锅结束后快开锅盖打开进入下一个蒸煮周期。

2.根据权利要求1所述的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：步骤⑵及步骤⑶中的药液为连续操作，即在热黑液置换结束后关闭热黑液置换切换阀打开热黑液切换阀，药液由热黑液置换泵送至1#热黑液收集槽。

3.根据权利要求1所述的间歇置换蒸煮生产纸浆的工艺方法，其特征在于：所述的蒸煮锅中部筛板设置有四层，且各层筛板都均分成四部分，分别对应一个出液口。

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