CN107109788A - 连续蒸煮和进给系统 - Google Patents
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Abstract
一个实施方案提供了用于蒸煮木质纤维素材料的设备，该设备包括可加压的倾斜顶部分离器，该可加压的倾斜顶部分离器包括用于接收包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物的冲洗液入口、热黑液入口、多余液体出口以及浸渍木质纤维素材料出口；连续蒸煮器容器，该连续蒸煮器容器包括与所述浸渍木质纤维素材料出口连通的浸渍木质纤维素材料入口和暖黑液出口；以及黑液循环和加热回路，该黑液循环和加热回路包括与所述暖黑液出口连通的暖黑液入口、用于加热暖黑液以生产热黑液的加热器以及与所述热黑液入口连通的热黑液出口。还提供了制造和使用该设备的方法。
Description
技术领域
本发明涉及造纸业以及用在其中的设备和方法，并且尤其涉及用于蒸煮纸浆的设备和方法。
背景技术
为了满足针对纸制品的日益增长的要求和日益降低的利润，纸浆制造商一直寻找增大纸浆生产的方法。一种结果是纸浆蒸煮器变得过载，即它们超出了其生产极限。在这些限制条件下，蒸煮器通常以较低的保持时间在非常高的温度下蒸煮纸浆。将冷却的白色液体加入到该过程降低了蒸煮温度，并且对生产水平产生不利影响。
例如，在单容器蒸气相蒸煮器尤其是在缺乏内部液体浸渍或其它没有进给内部浸渍木屑的生产线中的那些蒸煮器中，缺乏浸渍导致不理想的高废品率，例如在卡帕值为17的情况下以重量计高达10％的废品率。即使在具有内部液体浸渍的生产线中，如上面所指出的一样，将由浸渍得到的冷却白液加入到蒸煮器中会降低蒸煮温度，并且对生产水平产生不利影响。但是，提前加热浸渍木屑使得能量成本较高。
通过本发明的实施方案解决了这些和其它问题，其中一个实施方案提供了将浸渍木质纤维素材料输送到蒸煮器同时将该供料保持在较高温度下的系统和方法。
附图说明
图1显示出一个实施方案的示意图。
图2显示出另一个实施方案的示意图。
图3显示出另一个实施方案的示意图。
图4显示出另一个实施方案的示意图。
图5显示出另一个实施方案的示意图。
图6显示出另一个实施方案的示意图。
图7显示出另一个实施方案的示意图。
图8显示出另一个实施方案的示意图。
图9显示出另一个实施方案的示意图。
图10显示出标准的倾斜顶部分离器的示意图。
图11显示出另一个实施方案的示意图。
具体实施方式
一个实施方案提供了用于将用蒸煮液体浸渍的木质纤维素材料(例如，木屑)输送到蒸煮器中同时将供料保持在较高的温度下的系统。在一个实施方案中，可以在较低的温度下用蒸煮液体浸渍木屑，然后在更高的温度下输送给蒸煮器。一个优点在于，蒸煮器生产水平以及纸浆质量按照节能的方式以及以相对较低的生产成本保持。
发明人已经发现，由于在蒸煮器中的加热和保持时间限制，在较低的温度下给蒸煮器供料的普通方法会严重限制蒸煮器生产。如果木屑浸渍在大气条件下进行，则在浸渍系统中的蒸煮液体的温度在该步骤期间通常保持低于100℃。发明人已经发现，难以在不过度使用冷却媒介的情况下在允许供料到蒸煮器的浸渍木屑保持在较高的温度的同时将浸渍系统保持冷却，并且仍然保持较好的能量效率。一个实施方案至少部分克服了这些和其它问题，从而使得在保持在较高温度下将木屑进给至蒸煮器的能力的同时操作人员能够在较低温度下操作该浸渍系统。通过借助在这里给出的一个或多个实施方案，能够在废品率更低的情况下获得蒸煮更加均匀的纸浆，能够提高漂白性，能够降低漂白化学品的消耗，并且能够实现更低的操作成本。
一个实施方案提供了蒸煮木质纤维素材料的设备，该设备包括：
可挤压倾斜顶部分离器，该可挤压倾斜顶部分离器包括用于接收包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物的冲洗液入口、热黑液入口、多余液体出口以及浸渍木质纤维素材料出口；
连续蒸煮器容器，该连续蒸煮器容器包括与浸渍木质纤维素材料出口连通的浸渍木质纤维素材料入口和暖黑液出口；以及
黑液循环和加热回路，该黑液循环和加热回路包括与所述暖黑液出口连通的暖黑液入口、用于将暖黑液加热以生产热黑液的加热器、以及与所述热黑液入口连通的热黑液出口。
另一个实施方案提供了一种方法，该方法包括采用所述设备生产蒸煮纸浆。
另一个实施方案提供了用于蒸煮纸浆的方法，该方法包括：
在压力下将包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物加入到加压倾斜顶部分离器中；
从至少部分所述冲洗液中在压力下在倾斜顶部分离器中加热并且分离所述浸渍木质纤维素材料以生产加热的浸渍纤维素材料；并且
在压力下将加热的浸渍纤维素材料输送至连续加压蒸煮器容器，并且进行蒸煮以生产出蒸煮纸浆，
其中在加入、加热、分离和输送中的所述压力足以防止所述冲洗液沸腾。
另一个实施方案提供了用于制造纸制品的方法，该方法包括根据上述方法生产出蒸煮纸浆，并且之后将全部或部分所述蒸煮纸浆转变成纸制品。
另一个实施方案提供了用于制造纸浆的方法，该方法包括根据上述方法生产蒸煮纸浆。
在另一个实施方案，提供了外部倾斜顶部分离器的新用途。
在图1中示意性地显示了一个实施方案。显示了连续蒸煮器容器，该连续蒸煮器容器具有安装在其上端的可加压的倾斜顶部分离器。该分离器具有包括用于接收冲洗混合物的冲洗液入口的下端。冲洗混合物理想地包括浸渍木质纤维素材料和冲洗液。多余液体出口也设置在分离器的下端处，多余液体通过该出口能够离开分离器。分离器包括热黑液入口，热黑液通过该入口能够进入分离器。在分离器的上端处，设有浸渍木质纤维素材料出口，浸渍木质纤维素材料通过该出口经由在蒸煮器的上端处的相应的浸渍木质纤维素材料入口可以进入到蒸煮器中。
倾斜顶部分离器可以包括筛网和螺旋推进器中的一种或多种，适用于将浸渍木质纤维素材料与至少部分冲洗液分离，并且将这样分离的浸渍木质纤维素材料输送至浸渍木质纤维素材料出口。这些分离器是已知的，并且是可购得的，例如可以从Valmet Curitiba，巴西，Karlstad瑞典或Andritz购得。图10显示出标准的倾斜顶部分离器。图11显示出改进的倾斜顶部分离器，该改进的倾斜顶部分离器被改进成包含热黑液入口，通过该入口热黑液能够从黑液循环和加热回路的热黑液出口进入分离器。
如图1所示，分离器的浸渍木质纤维素材料入口与蒸煮器的浸渍木质纤维素材料出口连通。蒸煮器容器包括设置在其上下端部之间的暖黑液出口，通过该出口可以将暖黑液收回。暖黑液一旦离开蒸煮器就通过与蒸煮器的暖黑液出口连通的暖黑液入口进入黑液循环和加热回路的上游部分。在黑液循环和加热回路中可以存在一个或多个任选的泵，用于循环黑液。通过加热器对暖黑液加热，由此生产热黑液。在黑液加热和循环回路中可以存在一个或多个加热器。加热器可以为热交换器，其中来自蒸汽或其它热源的热能直接或间接地加热暖黑液以生产热黑液。加热器和泵可以按照任意顺序存在—沿着黑液加热和循环回路的长度位于彼此的上游和/或下游。
热黑液通过热黑液出口离开循环回路的下游端，并且通过在分离器中的相应的热黑液入口进入分离器。热黑液在分离器中接触浸渍木质纤维素材料，由此至少对浸渍木质纤维素材料进行加热。在一个实施方案中，倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料与热黑液结合并且进行加热。在一个实施方案中，分离器及其内容物经历或具有从下端向上端增大的热梯度，即分离器的上端比下端更热。
蒸煮器还包括位于其下端处的蒸煮纸浆出口，通过该出口可以将蒸煮纸浆收回。只要蒸煮器容器适用于从浸渍木质纤维素材料生产蒸煮纸浆，则没有特别的限制。例如，蒸煮器容器为气相蒸煮器、液压蒸煮器、单容器蒸煮器或双容器蒸煮器、间歇蒸煮器、连续蒸煮器或者其适当的组合。在一个实施方案中，蒸煮器容器为连续单容器气相蒸煮器。蒸煮器在本领域是公知的，并且可以获得，并且例如从Valmet、Voith、Andritz以及其它制造商获得。
图2显示出另一个实施方案的示意图。显示了环境压力浸渍容器，该环境压力浸渍容器适用于生产浸渍木质纤维素材料。未蒸煮的木屑在其上端处进入浸渍容器。显示了通气孔，该通气孔使得浸渍容器能够在环境压力下运行。如在这里所使用的一样，环境压力为通常在海平面处经受的气压，或者大约为1巴。在浸渍容器内部，木屑首先暴露于蒸汽，该蒸汽如所示一样通过适当的入口进入。正如所知，该蒸汽对木屑进行加热和水化，从而将气体从木屑中驱除并且用蒸汽代替。这样“预浸渍”的木屑进入蒸煮液，该蒸煮液通过所示的入口进入浸渍容器。蒸煮液温度低于蒸汽的温度。在热蒸汽浸渍的木屑接触更冷的蒸煮液时，在木屑中的蒸汽由蒸煮液代替，由此用蒸煮液浸渍木屑。浸渍的木屑或浸渍的木质纤维素材料与多余的或废的冷却液一起作为冲洗混合物通过木屑进给/泵送系统离开浸渍容器的下端。
只要浸渍容器适用于生产浸渍木质纤维素材料，则该浸渍容器没有特别的限制。在一个实施方案中，浸渍容器为白液浸渍容器。在一个实施方案中，浸渍容器为大气蒸汽和浸渍设备。这些浸渍容器以及木屑进给和泵送系统是已知的，例如可从Johansson购得的DiamondbackTM木屑仓、来自Andritz Glens Falls,NY的TurboFeedTM系统以及来自Valmet,Curitiba巴西或Karlstad瑞典的IMPBINTM进给系统。
在一个实施方案中，如在图3中所示一样，将冲洗混合物泵送至位于顶部分离器处的冲洗混合物入口。
图4显示了顶部分离器和蒸煮器容器的另一个实施方案的示意图。显示了第一多余液体回路的一个实施方案。多余液体，例如通过在分离器中将浸渍木质纤维素材料从冲洗混合物分离而得到的液体，通过多余液体出口离开分离器。在该实施方案中，多余液体进入多余液体回路的上游部分。任选通过泵将多余液体泵送至在多余液体回流处的多余液体与黑液加热和循环回路结合的位置，在多余液体回流处多余液体与黑液组合。多余液体回流可以沿着黑液加热和循环回路的长度位于任意地方，但是优选位于上游端处，如所示的与暖黑液在此结合。任选的，如所示的也可以将新鲜的白液加入到黑液加热和循环回路中。同样，可以在沿着黑液加热和循环回路的长度的任意位置加入白液。可选的，多余液体和白液在加入到黑液加热和循环回路中之前可以首先相互混合。
图5显示出另一个实施方案的示意图。显示了多余液体回路的另一个实施方案。多余液体离开分离器，一部分可以进入到上述第一多余液体回路，并且第二部分可以作为蒸煮液或蒸煮液的一部分送至浸渍容器。在该第二多余液体回路中，任选可以将白液加入至多余液体中，并且组合的多余液体和白液作为蒸煮液进入浸渍容器。显示了任选的冷却器用于进行温度控制。任选的，在分离器的多余液体出口和浸渍容器的蒸煮液入口之间沿着第二多余液体回路的任意位置可以存在一个或多个加热器(未示出)、循环泵(未示出)或两者。
在图5中还显示出在浸渍容器和蒸煮器中的液位的示意图。
在图5中还显示出用于将蒸汽加入到蒸煮器中的任选蒸汽入口。
图6显示出另一个实施方案的示意图。显示了在浸渍容器和蒸煮器的上部中的蒸汽和气体圆顶部分的下部中的蒸煮液的示意图，其各自交界对应于在图5中所示的液位。
在硫酸盐纸浆(Kraft)工艺中，给进至浸渍容器的木屑没有特别限制。它们可以包括通常在造纸中所采用的任意类型的木材。可以从硬木树、软木树或硬木和软木树的组合获得木屑。硬木树包括落叶树(被子植物)例如桦树、橡树、山毛榉、枫树和桉树。软木树包括针叶树(裸子植物)例如各种枞树、杉树和松树，例如火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、胶冷杉和道格拉斯冷杉。
在采用硬木和软木木屑两者时，给进至浸渍容器的硬木/软木木屑重量比任选可以为0.001至1000。在一个实施方案中，硬木/软木木屑重量比可以为90/10至30/60。这些范围独立地包括在该范围之间的所有数值和子范围，包括0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400、500、600、700、800、900和1000。
木屑可以具有任意适合在纸浆生产中所采用的尺寸。例如，木屑可以具有10-40毫米长和1-15毫米厚的尺寸。这些范围独立地包括在该范围之间的所有数值和子范围，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、27、30、33、35和40mm。
用于浸渍的蒸煮液没有特别限制，但是浸渍优选为白液浸渍。通常的蒸煮化学试剂包括水和氧化钠、氢氧化钠、硫化钠、氢硫化钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、绿液、稀黑液、具有大约20％固体的稀黑液或者其中两种或更多种的组合中的一种或多种。在一个实施方案中，蒸煮液包括氢氧化钠、亚硫酸钠和水。通常，如已知的，蒸煮液的pH值为12-14。
冲洗混合物为浸渍木质纤维素材料和由浸渍得到的冲洗液的混合物。在一个实施方案中，除了浸渍木质纤维素材料之外，冲洗混合物包括冲洗液、白液、水、黑液、稀黑液、废蒸煮液或其中两种或更多种的组合。
在一个实施方案中，冲洗液包括白液、废蒸煮液、黑液、稀黑液、水或其中两种或更多种的组合中的一种或多种。
在一个实施方案中，多余液体为从在分离器中的从浸渍木质纤维素材料分离出的或者在分离之后以其它方式离开分离器的液体。在一个实施方案中，多余液体包括冲洗液和黑液中的一种或多种。在一个实施方案中，多余液体包括冲洗液。当然可能的是，多余液体也包括一些浸渍木质纤维素材料。
包括预汽蒸和蒸煮在内，木屑在浸渍容器中的时间没有特别限制，并且合适的时间可以为大约20分钟至5小时。该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，包括20、30、40、50、60、70、80、90分钟、2、3、4或5小时，或者其任意组合。
在一个实施方案中，浸渍容器适用于在环境压力下以及在低于冲洗液、蒸煮液、白液、多余液体、黑液、稀黑液或其中两种或更多种的组合的中的一种或多种的沸点的温度下浸渍木质纤维素材料。在一个实施方案中，浸渍容器向大气开放。
在一个实施方案中，浸渍容器适用于在环境压力下以及在低于所有的冲洗液、蒸煮液、白液、多余液体、绿液、黑液和稀黑液沸点的温度下浸渍木质纤维素材料。
在一个实施方案中，分离器适用于接收在第一温度下的冲洗混合物，从冲洗混合物中分离出浸渍木质纤维素材料，并且将浸渍木质纤维素材料加热至高于第一温度的第二温度。在一个实施方案中，第一温度大约为100-130℃，并且第二温度更高。在一个实施方案中，第一温度大约为100℃，并且第二温度高于大约100℃。
在一个实施方案中，倾斜顶部分离器是可加压的。例如，分离器适用于在高于环境压力的压力下工作。在一个实施方案中，分离器在冲洗混合物入口、多余液体出口、热黑液入口和浸渍木质纤维素材料出口处中的一个或多个所提供的最低压力下工作。在一个实施方案中，分离器在低于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合的沸点的压力和温度条件下工作。
在一个实施方案中，倾斜顶部分离器适用于在高于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合中的一种或多种在环境压力下的沸点的温度下但是在足以防止一种或多种冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合沸腾的压力下将浸渍木质纤维素材料输送至浸渍木质纤维素材料出口。
在一个实施方案中，倾斜顶部分离器适用于在高于所有冲洗液、白液、多余液体和热黑液的在环境压力下的沸点的温度下但是在足以防止所有冲洗液、白液、多余液体和热黑液沸腾的压力下将浸渍木质纤维素材料输送至浸渍木质纤维素材料出口。
浸渍木质纤维素材料在蒸煮器中的时间没有特别限制，并且可以适合地为大约20分钟至3小时。该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，包括20、30、40、50、60、70、80、90分钟、2、3小时或其任意组合。
所生产出的蒸煮纸浆的量没有特别限制，可以适合地为大约100至5000admt/天。该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，包括大约100、200、300、500、700、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1700、1900、2000、2200、2400、2500、2600、2800、3000、4000和5000admt/天纸浆。
蒸煮纸浆可以适合地从蒸煮器容器收回或排出。在一个实施方案中，根据已知的方法可以将蒸煮纸浆适合地转变成纸制品，例如喷吹、筛选、清洗、漂白、纤维化、筛分、挤压、压光、干燥、打包、滚压等中的一个或多个步骤。
图7显示了一个实施方案的示意图，其中各个阶段标为“A”、“B”、“C”等。在下面的段落中单独介绍这些阶段。
在一个实施方案中，参照阶段A，进给木屑的温度和压力没有特别限制。在一个实施方案中，温度可以为大约20至大约50℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45和50℃。在一个实施方案中，压力可以为大约0.5巴至大约3巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.2和3巴。在一个实施方案中，在阶段A中的木屑的温度和压力大约为25℃和大约1巴。
在一个实施方案中，参照阶段B，浸渍容器可以自由地或受控地与大气、吹风箱、气体收集系统、气体处理系统等连通。在一个实施方案中，在通气孔处的温度可以大约为-50至+150℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约-50、-40、-30、-20、-10、0、10、20、25、30、40、50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110、120、130、140和150℃。在一个实施方案中，压力可以为大约0.5巴至大约2巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1和2巴。在一个实施方案中，通气孔压力为环境压力。在一个实施方案中，在阶段B的通气孔温度和压力为大约100℃和大约1巴。
在一个实施方案中，参照阶段C，蒸煮液体的温度可以适合地为50-130℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110、120和130℃。在一个实施方案中，该温度为大约100-110℃。
在一个实施方案中，参照阶段D，白液的温度可以适合地为40-120℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如为40、50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110和120℃。在一个实施方案中，该温度为大约50-90℃。
在一个实施方案中，参照阶段E，在浸渍容器的下端处的冲洗混合物的温度可以适合地为50-130℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110、120和130℃。在一个实施方案中，该温度为大约100-115℃。
在一个实施方案中，参照阶段F，在浸渍容器的下端处的冲洗混合物和在一个或多个任选冲洗混合物泵的上游的压力可以适合地为大约1至4巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约1、2、3和4巴。在一个实施方案中，该压力为大约环境压力加静压力。
在一个实施方案中，参照阶段G，一个或多个冲洗混合物泵的冲洗混合物下游的温度可以适合地为50-130℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如50、60、70、80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110、120和130℃。在一个实施方案中，该温度为大约100-115℃。
在一个实施方案中，参照阶段G，一个或多个冲洗混合物泵的冲洗混合物下游的压力可以适合地为大约4至15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力大约为6-9巴加静压头。
在一个实施方案中，参照阶段H，多余液体的温度可以适合地为80-140℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如为80、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、103、105、107、109、110、120、130和140℃。在一个实施方案中，该温度为大约100-130℃。
在一个实施方案中，参照阶段I，多余液体的压力可以适合地为大约4至15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力为大约6-9巴。
在一个实施方案中，参照阶段J，浸渍木质纤维素材料在分离器的浸渍木质纤维素材料出口处的温度可以适合地为60-185℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如为60、70、80、90、100、105、110、115、120、125、130、140、145、150、155、160、165、170、175、180和185℃。在一个实施方案中，该温度为大约140-165℃。
在一个实施方案中，参照阶段J，浸渍木质纤维素材料在分离器的浸渍木质纤维素材料出口处的压力可以适合地为大约4至15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力为大约6-9巴。
在一个实施方案中，参照阶段K，在加热和循环回路中的热黑液的温度可以适合地为140-185℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如140、145、150、155、160、165、170、175、180和185℃。在一个实施方案中，该温度为大约140-170℃。
在一个实施方案中，参照阶段K，在加热和循环回路中的热黑液的压力可以适合地为大约4至15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力为大约6-9巴。
在一个实施方案中，按照阶段L，蒸煮器的温度可以适合地为大约140-185℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如140、145、150、155、160、165、170、175、180和185℃。在一个实施方案中，该温度为大约140-165℃。
在一个实施方案中，参照阶段L，蒸煮器的压力可以适合地为大约4-15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力为大约6-9巴。
在一个实施方案中，参照阶段M，在加热和循环回路中的暖黑液的温度可以适合地为大约130-180℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如130、140、145、150、155、160、165、170、175和180℃。在一个实施方案中，该温度为大约140-170℃。
在一个实施方案中，参照阶段M，在加热和循环回路中的暖黑液的压力可以适合地为大约4-15巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15巴。在一个实施方案中，该压力为大约6-9巴。
在一个实施方案中，参照阶段N，加入到黑液加热和循环回路中的白液的温度可以适合地为40-130℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如40、50、60、70、80、90、100、110、120和130℃。在一个实施方案中，该温度为大约50-90℃。
在一个实施方案中，参照阶段N，白液在加入到黑液加热和循环回路中之前在单独加热器中单独加热。
在一个实施方案中，参照阶段O，蒸煮纸浆的温度可以适合地为80-135℃，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如80、90、100、105、110、115、120、125、130和140℃。在一个实施方案中，该温度为大约90-99℃。
在一个实施方案中，参照阶段P，任选的吹气阀或类似装置下游的蒸煮纸浆的压力可以适合地为大约1至3巴，该范围包括在该范围之间的所有数值和子范围，例如大约1、2和3巴。在一个实施方案中，该压力为大约环境压力加静压力。
图8显示出另一个实施方案的示意图，其中单独显示出各种温度和压力条件。
在一个实施方案中，浸渍容器木屑桶足够大，从而能够对位于木屑浸泡在蒸煮液中的部分上方的木屑进行汽蒸处理。虽然可采用任意大气汽蒸和浸渍容器，但是在一个实施方案中在浸渍容器中采用了DiamondbackTM木屑桶。在蒸煮液上方的木屑保持时间适用于进行适当的木屑汽蒸，并且一旦没入，则适用于进行适当的木屑液体浸渍。蒸汽加入到干燥的木屑团中以在用蒸煮液浸渍之前汽蒸木屑。浸渍容器在大气条件下工作，因此在木屑桶中的液体不高于沸点。通过旋转排出装置将冲洗混合物从DiamondbackTM木屑桶排出，该旋转排出装置还用作冲洗混合物的计量器，以便控制该单元的生产速度。冲洗混合物从那里开始流经TurboFeedTM系统，从而泵送给蒸煮器容器。在蒸煮器顶部，利用外部倾斜顶部分离器装置将浸渍木屑传送到蒸煮器容器中。顶部分离器配备有筛网和螺旋推进器系统，用来使得浸渍木屑与冲洗液体分离。从冲洗系统给低温冲洗液增加新鲜的蒸煮液(白液)和/或稀黑液，压力将降低并且液体回流到DiamondbackTM木屑桶。随着浸渍木屑沿着倾斜顶部分离器的螺旋推进器向上输送，将已经从蒸煮器容器去除并且添加了额外的蒸煮液而且加热至适当的蒸煮温度的多余液体加入到该系统中。当在加热浸渍木屑时并且将去到蒸煮器的液体保持在更高的蒸煮温度下时，倾斜螺旋推进器用来保持冲洗液冷却。在木屑输送回路中安装有冷热交换器，用来在失常情况过程中能够进行温度调节。包含多余液体回路以将多余液体从木屑进给系统泵送至蒸煮器回路以保持在木屑桶中的液体操作位置。这样，木屑用蒸煮液在较低的温度下浸渍，同时在较高的温度下将木屑加入到蒸煮器容器中，从而保持该系统的生产能力。外部倾斜顶部分离器通过较少混合能够使得这两个回路在完全不同的温度下工作，由此保持该系统的能量效率。
在图8中所示的实施方案中，显示出大气木屑汽蒸/浸渍系统例如DiamondbackTM木屑桶。
在图9中所示的实施方案中，显示出大气木屑汽蒸/浸渍系统例如IMPBIN。
下面显示出各种其它实施方案。
一个实施方案提供了一种用于蒸煮木质纤维素材料的设备，包括：
可加压的倾斜顶部分离器，该可加压的倾斜顶部分离器包括用于接收包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物的冲洗液入口、热黑液入口、多余液体出口以及浸渍木质纤维素材料出口；
连续蒸煮器容器，该连续蒸煮器容器包括与所述浸渍木质纤维素材料出口连通的浸渍木质纤维素材料入口和暖黑液出口；以及
黑液循环和加热回路，该黑液循环和加热回路包括与所述暖黑液出口连通的暖黑液入口、用于加热暖黑液以生产热黑液的加热器以及与所述热黑液入口连通的热黑液出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器还包括筛网和螺旋推进器中的一种或多种，并且适用于从至少部分冲洗液中分离出浸渍木质纤维素材料。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器包括上端和下端，所述浸渍木质纤维素材料出口设置在所述上端处，并且所述冲洗液入口设置在所述下端处。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在4-15巴的压力下工作。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器、冲洗液入口或两者适用于在50-130℃的温度下接收冲洗混合物。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述冲洗混合物还包括白液、废蒸煮液、水或其组合中的一种或多种。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料加热至60-185℃的温度。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将白液、多余液体或两者冷却至60-130℃的温度或者保持在60-130℃的温度。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器、热黑液入口或两者适用于在140-185℃的温度下接收热黑液。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在低于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合的沸点的压力和温度条件下工作。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在高于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合的在环境压力下的沸点的温度下但是在足以防止冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合沸腾的压力下将浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在60-185℃的温度下将所述浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料和至少部分白液输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料、热黑液和至少部分白液输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料、热黑液和冲洗液、白液或其组合中的一种或多种输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料与热黑液组合。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器为气相蒸煮器或液压蒸煮器。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器为单容器蒸煮器或双容器蒸煮器。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器适用于从浸渍木质纤维素材料生产蒸煮纸浆。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器适用于在140-185℃的温度下工作。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器适用于在4-15巴的压力下工作。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器还包括蒸汽入口、蒸煮纸浆出口或两者。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述蒸煮器容器包括上端和下端，所述浸渍木质纤维素材料入口设置在所述上端处，蒸煮纸浆出口设置在所述下端处，并且所述暖黑液出口设置在所述上端和下端之间。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述黑液循环和加热回路包括白液入口、与所述多余液体出口连通的多余液体入口、循环泵或者其中两种或更多种的组合。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述黑液循环和加热回路适用于在4-15巴的压力下工作。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述加热器适用于接收和加热温度为130-180℃的暖黑液以生产温度为140-185℃的热黑液。
另一个实施方案提供了一种设备，包括与所述冲洗液入口连通并且用于生产浸渍木质纤维素材料的环境压力浸渍容器。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述浸渍容器适用于在环境压力下并且在低于白液、多余液体、稀黑液或其中两种或更多种的组合的沸点的温度下浸渍木质纤维素材料。
另一个实施方案提供了一种设备，其中所述环境压力浸渍容器包括与所述倾斜顶部分离器的所述冲洗液入口连通的冲洗混合物出口。
另一个实施方案提供了一种方法，该方法包括使用所述设备生产蒸煮纸浆。
另一个实施方案提供了一种用于蒸煮纸浆的方法，该方法包括：
在压力下将包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物加入到加压倾斜顶部分离器中；
在压力下在所述倾斜顶部分离器中加热所述浸渍木质纤维素材料并且将所述浸渍木质纤维素材料与所述至少部分冲洗液分离以生产加热的浸渍木质纤维素材料；以及
在压力下将所述加热的浸渍木质纤维素材料输送至连续加压蒸煮器容器，并且进行蒸煮以生产蒸煮纸浆；
其中在所述加入、加热、分离以及输送中的所述压力足以防止所述冲洗液沸腾。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述冲洗混合物包括白液、废蒸煮液、水或其组合中的一种或多种。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述加热包括将所述浸渍木质纤维素材料与热黑液接触。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述蒸煮包括在黑液中蒸煮所述加热的浸渍木质纤维素材料。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将暖黑液从所述蒸煮器容器收回，加热所述暖黑液以生产热黑液，将所述热黑液送至所述分离器，并且在所述分离器中在压力下将所述热黑液与所述浸渍木质纤维素材料接触以加热所述浸渍木质纤维素材料。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将蒸汽加入到所述蒸煮器容器中。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将部分所述冲洗液作为多余液体从所述分离器去除，并且将全部或部分所述多余液体与暖黑液接触，所述暖黑液已经从所述蒸煮器容器收回。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将暖黑液从所述蒸煮器容器收回，并且任选地将所述暖黑液与白液接触。
另一个实施方案提供了一种方法，包括在环境压力浸渍容器中将所述木质纤维素木屑与蒸汽接触，并且之后与蒸煮液接触，以用蒸煮液浸渍所述木质纤维素木屑，并且生产所述浸渍木质纤维素材料。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述蒸煮液包括白液以及任选的多余液体、稀黑液或其组合中的一种或多种。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述浸渍在环境压力下以及在低于所述蒸煮液的沸点的温度下进行。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将部分所述冲洗液作为多余液体从所述分离器去除，并且将全部或部分所述多余液体作为蒸煮液发送至所述浸渍容器。
另一个实施方案提供了一种方法，包括在去除之后并且在所述发送之前的将全部或部分所述多余液体与白液接触、冷却全部或部分所述多余液体或者其组合的步骤中的一个或多个步骤。
另一个实施方案提供了一种方法，其中所述浸渍在50-130℃的温度下进行。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将蒸煮纸浆从所述蒸煮器容器收回。
另一个实施方案提供了一种方法，包括将全部或部分所述蒸煮纸浆转变成纸制品。
通过参照在这里给出的一个或多个实施方案，对于单容器气相蒸煮器系统可以实现容易变型成本相对廉价的改进。可以提高蒸煮的均匀性和所制得纸浆的后续漂白率，并且更加均匀的蒸煮纸浆也可以具有基本上更少的残次品。
Claims (47)
1.一种用于蒸煮木质纤维素材料的设备，该设备包括：
可加压的倾斜顶部分离器，该可加压的倾斜顶部分离器包括用于接收包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物的冲洗液入口、热黑液入口、多余液体出口以及浸渍木质纤维素材料出口；
连续蒸煮器容器，该连续蒸煮器容器包括与所述浸渍木质纤维素材料出口连通的浸渍木质纤维素材料入口和暖黑液出口；以及
黑液循环和加热回路，该黑液循环和加热回路包括与所述暖黑液出口连通的暖黑液入口、用于加热暖黑液以生产热黑液的加热器以及与所述热黑液入口连通的热黑液出口。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器还包括筛网和螺旋推进器中的一种或多种，并且适用于从至少部分冲洗液中分离出浸渍木质纤维素材料。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器包括上端和下端，所述浸渍木质纤维素材料出口设置在所述上端处，并且所述冲洗液入口设置在所述下端处。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在4-15巴的压力下工作。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器、冲洗液入口或两者适用于在50-130℃的温度下接收冲洗混合物。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述冲洗混合物还包括白液、废蒸煮液、水或其组合中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料加热至60-185℃的温度。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将白液、多余液体或两者冷却至60-130℃的温度或者保持在60-130℃的温度。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器、热黑液入口或两者适用于在140-185℃的温度下接收热黑液。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在低于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合的沸点的压力和温度条件下工作。
11.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在高于冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合在环境压力下的沸点的温度下但是在足以防止冲洗液、白液、多余液体、热黑液或其中两种或更多种的组合沸腾的压力下将浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
12.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于在60-185℃的温度下将所述浸渍木质纤维素材料输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
14.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素和至少部分白液输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
15.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料、热黑液以及至少部分白液输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
16.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料、热黑液以及冲洗液、白液或其组合中的一种或多种输送至所述浸渍木质纤维素材料出口。
17.如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜顶部分离器适用于将浸渍木质纤维素材料与热黑液组合。
18.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器为气相蒸煮器或液压蒸煮器。
19.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器为单容器蒸煮器或双容器蒸煮器。
20.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器适用于从浸渍木质纤维素材料生产蒸煮纸浆。
21.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器适用于在140-185℃的温度下工作。
22.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器适用于在4-15巴的压力下工作。
23.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器还包括蒸汽入口、蒸煮纸浆出口或两者。
24.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸煮器容器包括上端和下端，所述浸渍木质纤维素材料入口设置在所述上端处，蒸煮纸浆出口设置在所述下端处，所述暖黑液出口设置在所述上端和下端之间。
25.如权利要求1所述的设备，其中所述黑液循环和加热回路还包括白液入口、与所述多余液体出口连通的多余液体入口、循环泵或者其中两种或更多种的组合。
26.如权利要求1所述的设备，其中所述黑液循环和加热回路适用于在4-15巴的压力下工作。
27.如权利要求1所述的设备，其中所述加热器适用于接收和加热温度为130-180℃的暖黑液以生产温度为140-185℃的热黑液。
28.如权利要求1所述的设备，还包括与所述冲洗液入口连通并且适用于生产浸渍木质纤维素材料的环境压力浸渍容器。
29.如权利要求28所述的设备，其中所述浸渍容器适用于在环境压力下和低于白液、多余液体、稀黑液或其中两种或更多种的组合的沸点的温度下浸渍木质纤维素材料。
30.如权利要求1所述的设备，其中所述环境压力浸渍容器包括与所述倾斜顶部分离器的所述冲洗液入口连通的冲洗混合物出口。
31.一种方法，该方法包括使用如权利要求1所述的设备生产蒸煮纸浆。
32.一种蒸煮纸浆的方法，该方法包括：
在压力下将包含浸渍木质纤维素材料和冲洗液的冲洗混合物加入到加压倾斜顶部分离器中；
在压力下在所述倾斜顶部分离器中加热所述浸渍木质纤维素材料并且将所述浸渍木质纤维素材料与所述至少部分冲洗液分离以生产加热的浸渍木质纤维素材料；以及
在压力下将所述加热的浸渍木质纤维素材料输送至连续加压蒸煮器容器，并且进行蒸煮以生产蒸煮纸浆；
其中在所述加入、加热、分离以及输送中的所述压力足以防止所述冲洗液沸腾。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述冲洗混合物还包括白液、废蒸煮液、水或其组合中的一种或多种。
34.如权利要求32所述的方法，其中所述加热包括将所述浸渍木质纤维素材料与热黑液接触。
35.如权利要求32所述的方法，其中所述蒸煮包括在黑液中蒸煮所述加热的浸渍木质纤维素材料。
36.如权利要求32所述的方法，还包括将暖黑液从所述蒸煮器容器收回，加热所述暖黑液以生产热黑液，将所述热黑液送至所述分离器，并且在所述分离器中在压力下将所述热黑液与所述浸渍木质纤维素材料接触以加热所述浸渍木质纤维素材料。
37.如权利要求32所述的方法，还包括将蒸汽加入到所述蒸煮器容器中。
38.如权利要求32所述的方法，还包括将所述冲洗液部分作为多余液体从所述分离器去除，并且将全部或部分所述多余液体与暖黑液接触，所述暖黑液已经从所述蒸煮器容器收回。
39.如权利要求32所述的方法，还包括将暖黑液从所述蒸煮器容器收回，并且任选地将所述暖黑液与白液接触。
40.如权利要求32所述的方法，还包括在环境压力浸渍容器中将所述木质纤维素木屑与蒸汽接触，并且之后与蒸煮液接触，以用蒸煮液浸渍所述木质纤维素木屑，并且生产所述浸渍木质纤维素材料。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述蒸煮液包括白液以及任选的多余液体、稀黑液或其组合中的一种或多种。
42.如权利要求40所述的方法，其中所述浸渍在环境压力下以及在低于所述蒸煮液的沸点的温度下进行。
43.如权利要求40所述的方法，还包括将部分所述冲洗液作为多余液体从所述分离器中去除，并且将全部或部分所述多余液体作为蒸煮液送至所述浸渍容器。
44.如权利要求43所述的方法，还包括在所述去除之后并且在所述送之前的一个或多个将全部或部分所述多余液体与白液接触、冷却全部或部分所述多余液体或者其组合的步骤。
45.如权利要求40所述的方法，其中所述浸渍在50-130℃的温度下进行。
46.如权利要求32所述的方法，还包括将所述蒸煮纸浆从所述蒸煮器容器收回。
47.如权利要求46所述的方法，还包括将全部或部分所述蒸煮纸浆转变成纸制品。
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