CN113287775B - 造纸法再造烟叶打浆温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，本发明的设计构思在于从提取挤干后干物料的稀释水温度以及磨机打浆过程中浆料温度两方面入手，在稀释水的管路中设计换热器及配套的温控装置，并在原始串联的磨机之间串接附带有换热器的浆料缓存箱及配套的温控装置、相应的中间浆池及其泵，由此可以实现造纸法再造烟叶生产过程中打浆前物料和打浆过程中物料温度的有效控制，解决了因季节性温差变化和打浆过程摩擦热、压升等变化引起的浆料温度不稳定性变化的问题，有效降低了打浆质量波动和浆料性能波动，进而提高了纸机运行稳定性和造纸法再造烟叶产品质量稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统。
背景技术
打浆工序是造纸法再造烟叶生产的重要工序，是基片抄造的基础，该工序得到的浆料性能优劣直接影响生产过程稳定性和造纸法再造烟叶产品质量。就打浆工艺任务而言，打浆是指通过物理方法，对一定浓度的烟草物料进行机械或流体处理，使纤维受到剪切作用，纤维束分离成单根纤维，纤维变得柔软可塑，最终得到质量合格和性能稳定的浆料。目前，造纸法再造烟叶行业工业化打浆设备以圆柱磨浆机和圆盘磨浆机居多。
打浆温度是影响打浆效果、能耗以及成浆质量的重要因素，浆料温度越高，纤维越易润涨，但若浆料温度过高，会引起浆料脱水，纤维润涨作用下降，影响纤维之间的氢键结合，进而影响基片强度及纸机运行稳定性。造纸法再造烟叶生产过程中，一方面，烟草原料经55～65℃水提取和固液分离后，干物料经稀释后去往打浆，而稀释水中约85％为洗浆水，洗浆水温度与打浆工序最后一台磨机的温度仅相差5℃以内，稀释后物料温度在夏季可达60℃左右，而冬季为45℃左右，季节性温差较大；另一方面，打浆过程中由于纤维与磨片、磨片与磨片彼此之间等作用产生摩擦热，还会引起浆料温度的进一步变化，当物料流量65m3/h、浓度3.5％左右时，经3台磨机串联打浆，打浆度提升18°SR左右时，物料温度由第1台磨机入口至第3台磨机出口可提升5～7℃，与此同时，连续化打浆过程中稀释水温度也随之持续上升，若不采取措施，将形成恶性循环。打浆过程中温度的不稳定性变化带来了纸机运行稳定性及产品质量波动，前期生产数据跟踪、分析发现，同一牌号产品，5、6月份成品抗张强度相比1月份降低20％左右，同时纸机运行稳定性也有明显的下降。
可见，造纸法再造烟叶生产过程中打浆温度稳定控制及其对浆料和产品质量的影响不容忽视。目前，国内大多造纸法再造烟叶生产企业并未采取打浆温度控制措施，也有少数企业将原打浆工序中的几台串联磨机分为两段，在两段之间增加浆池或高位箱来降温，但因磨机运行流量较大，这种自然控温方式的效果和浆料温度稳定性难以保障。
发明内容
由此，本发明旨在提供一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，以确保进入打浆时物料温度的稳定和打浆过程中物料温升的及时消除，从而有效保障了打浆质量和浆料性能稳定。
本发明采用的技术方案如下：
一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，包括：与干物料管路连接的稀释水管路、多台由管路串联的磨机以及制浆控制器，其中还包括：设置于所述稀释水管路中的第一换热器、设置于所述稀释水管路中且位于所述第一换热器之后的第一温度传感器，以及串接于磨机之间的浆料缓存箱、中间浆池及中间浆池泵；其中，在所述第一换热器的冷却水入口管路上设有第一调节阀；
所述浆料缓存箱设有水平布局的第一浆室、第二浆室以及第三浆室；所述第一浆室与所述第二浆室通过上挡板分隔，且所述第一浆室与所述第二浆室通过位于所述上挡板下方的开口连通；所述第二浆室与所述第三浆室通过下挡板分隔，且所述第二浆室与所述第三浆室通过位于所述下挡板上方的开口连通；
所述第一浆室的上方为敞口结构，且位于所述浆料缓存箱之前的一台磨机的出料管路由所述敞口结构伸入至所述第一浆室；所述第二浆室内设有第二换热器，且在所述第二换热器的冷却水入口管路上设有第二调节阀；
所述第三浆室的出口与所述中间浆池的进口通过管路连通，且在所述第三浆室的出口管路中设有第二温度传感器；
所述中间浆池设有用于混合搅拌浆料的第一卧式搅拌装置，且所述中间浆池的出口通过管路与所述中间浆池泵连接，所述中间浆池泵的出口与位于所述中间浆池泵之后的一台磨机的进料管路连接；
所述第一温度传感器、所述第一调节阀、所述第二温度传感器、所述第二调节阀以及所述中间浆池泵分别与所述制浆控制器电信号连接。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第三浆室设有第二卧式搅拌装置。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第三浆室的上方设有用于排放空气的通气孔。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一换热器包括板式换热器。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二换热器包括盘管式换热器。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述浆料缓存箱采用高位设置且所述第三浆室的出口位于所述第三浆室的下方。
本发明的设计构思在于从提取挤干后干物料的稀释水温度以及磨机打浆过程中浆料温度两方面入手，在稀释水的管路中设计换热器及配套的温控装置，并在原始串联的磨机之间串接附带有换热器的浆料缓存箱及配套的温控装置、相应的中间浆池及其泵，由此可以实现造纸法再造烟叶生产过程中打浆前物料和打浆过程中物料温度的有效控制，解决了因季节性温差变化和打浆过程摩擦热、压升等变化引起的浆料温度不稳定性变化的问题，有效降低了打浆质量波动和浆料性能波动，进而提高了纸机运行稳定性和造纸法再造烟叶产品质量稳定性。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供了一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，结合图1所示，可以包括：与干物料管路连接的稀释水管路、多台由管路串联的磨机100(可不限定磨机数量，图中仅为示意)以及制浆控制器(图中未示)，其中还包括：设置于所述稀释水管路中的第一换热器1(例如但不限于选用板式换热器)、设置于所述稀释水管路中且位于所述第一换热器之后的第一温度传感器2，在所述第一换热器1的冷却水入口管路上还设有第一调节阀3，以及串接于磨机100之间的浆料缓存箱4、中间浆池5及中间浆池泵6。这里可以说明的是，浆料缓存箱4、中间浆池5及中间浆池泵6的串接位置也不限定图中的第二台磨机后、第三台磨机前，而可以根据实际所需进行布局；此外，由浆料缓存箱4、中间浆池5及中间浆池泵6组成的此套中间装置也不限定数量，例如可以在串联了较多磨机的场景中，布设两套以上的上述中间装置，对此本发明不作限定。
具体来说，所述浆料缓存箱4设有水平布局的第一浆室41、第二浆室42以及第三浆室43(图示长方体仅为示意)；所述第一浆室41与所述第二浆室42通过上挡板400分隔，且所述第一浆室41与所述第二浆室42通过位于所述上挡板400下方的开口连通；所述第二浆室42与所述第三浆室43通过下挡板401分隔，且所述第二浆室42与所述第三浆室43通过位于所述下挡板401上方的开口连通。
如图所示，所述第一浆室41的上方为敞口结构，且位于所述浆料缓存箱4之前的一台磨机100的出料管路由所述敞口结构伸入至所述第一浆室41；所述第二浆室42内设有第二换热器7(例如但不限于选用盘管式换热器)，且在所述第二换热器7的冷却水入口管路上设有第二调节阀8；所述第三浆室43的出口与所述中间浆池5的进口通过管路连通，且在所述第三浆室43的出口管路中设有第二温度传感器9；所述中间浆池5设有用于混合搅拌浆料的第一卧式搅拌装置10(当然，还可以借鉴现有浆池设备，设置液位计等，此处不作限定)，且所述中间浆池5的出口通过管路与所述中间浆池泵6连接，所述中间浆池泵6的出口则与位于所述中间浆池泵6之后的一台磨机的进料管路连接(图示中简略标注为后续磨机)。
如图所示，在上述系统架构基础上，更为优选地，所述第三浆室43可以设有第二卧式搅拌装置11，而在所述第三浆室43的上方还可以设有用于排放空气的通气孔12。
关于电连接关系，这里给出一种参考示例：所述第一温度传感器2、所述第一调节阀3、所述第二温度传感器9、所述第二调节阀8以及所述中间浆池泵6分别与所述制浆控制器电信号连接。当然，本领域技术人员可以理解地，前述第一卧式搅拌装置10、第二卧式搅拌装置11皆可以与所述制浆控制器电信号连接，并且相应的驱动控制方式、温控调节方式皆可以参考现有的成熟技术，此非本发明的侧重点因而不作赘述。而可以补充说明的是，前述浆料缓存箱4可以考虑采用高位设置(相对磨机等工艺设备的高度)且所述第三浆室43的出口位于所述第三浆室43的下方，使得浆料可以通过自身重力流入中间浆池5。
为便于理解前文各个实施例及其优选方案，结合图示，这里做出如下示意性工作方式介绍：
在实际操作中，可以将造纸法再造烟叶稀释水输送至图中的板式换热器中，稀释水经板式换热器后温度可由55～65℃降至37～40℃。当然，在稀释水进入板式换热器前的管路上设有采用PID连锁控制的调节阀和流量计，用于精确控制进入板式换热器的稀释水的流量符合设定值，如40～45m3/h。板式换热器的冷却水入口管路上第一调节阀与板式换热器的稀释水出口管路上的第一温度传感器相关联，通过诸如PID连锁控制方式，可以精准控制稀释水的出口温度。
降温后的稀释水与提取挤干后的干物料一起进入叩前浆池并经过混合均匀后，经叩前浆池泵，依次输送至磨机，物料经升温、升压后由2#磨浆机出口进入浆料缓存箱，该浆料缓存箱可以采用长方形箱体，箱体内部设有上挡板、下挡板，将箱体分隔为第一浆室、第二浆室、第三浆室，其中第一浆室为敞口设计，第一浆室正上方设有物料入口，物料进入第一浆室经自然降温、降压后，由上挡板下方进入第二浆室；第二浆室中设有盘管式换热装置(冷却管成S型分布于第二浆室中)，第二浆室的下方设有冷却水入口，冷却水入口管路上设有第二调节阀，第二浆室上方设有冷却水出口，在该第二浆室中，物料经降温处理，然后由下挡板上方进入第三浆室；第三浆室上方可以设有用于排放空气的通气孔，以确保箱体内部压力稳定和使用安全，第三浆室下方设有物料出口，物料出口管路上设有第二温度传感器，第二温度传感器与第二调节阀相关联，通过诸如PID连锁控制方式，控制冷却水量使浆料缓存箱出口物料温度再次降温至预设工艺参数。同时，可以在第三浆室箱体的侧下方靠近出料口设有第二卧式搅拌装置，确保出口物料温度均匀、稳定。物料在浆料缓存箱中消除打浆过程温升之后，进入中间浆池，物料在中间浆池经缓存和均匀混合后，由中间浆池泵输送至后续磨机，进而得到性能满足要求的成品浆料。
综上所述，本发明的设计构思在于从提取挤干后干物料的稀释水温度以及磨机打浆过程中浆料温度两方面入手，在稀释水的管路中设计换热器及配套的温控装置，并在原始串联的磨机之间串接附带有换热器的浆料缓存箱及配套的温控装置、相应的中间浆池及其泵，由此可以实现造纸法再造烟叶生产过程中打浆前物料和打浆过程中物料温度的有效控制，解决了因季节性温差变化和打浆过程摩擦热、压升等变化引起的浆料温度不稳定性变化的问题，有效降低了打浆质量波动和浆料性能波动，进而提高了纸机运行稳定性和造纸法再造烟叶产品质量稳定性。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，包括与干物料管路连接的稀释水管路、多台由管路串联的磨机以及制浆控制器，其特征在于，还包括：设置于所述稀释水管路中的第一换热器、设置于所述稀释水管路中且位于所述第一换热器之后的第一温度传感器，以及串接于磨机之间的浆料缓存箱、中间浆池及中间浆池泵；其中，在所述第一换热器的冷却水入口管路上设有第一调节阀；
所述浆料缓存箱设有水平布局的第一浆室、第二浆室以及第三浆室；所述第一浆室与所述第二浆室通过上挡板分隔，且所述第一浆室与所述第二浆室通过位于所述上挡板下方的开口连通；所述第二浆室与所述第三浆室通过下挡板分隔，且所述第二浆室与所述第三浆室通过位于所述下挡板上方的开口连通；
所述第一浆室的上方为敞口结构，且位于所述浆料缓存箱之前的一台磨机的出料管路由所述敞口结构伸入至所述第一浆室；所述第二浆室内设有第二换热器，且在所述第二换热器的冷却水入口管路上设有第二调节阀；
所述第三浆室的出口与所述中间浆池的进口通过管路连通，且在所述第三浆室的出口管路中设有第二温度传感器；
所述中间浆池设有用于混合搅拌浆料的第一卧式搅拌装置，且所述中间浆池的出口通过管路与所述中间浆池泵连接，所述中间浆池泵的出口与位于所述中间浆池泵之后的一台磨机的进料管路连接；
所述第一温度传感器、所述第一调节阀、所述第二温度传感器、所述第二调节阀以及所述中间浆池泵分别与所述制浆控制器电信号连接；
其中，所述第一调节阀与所述第一温度传感器通过PID连锁控制，用于控制稀释水的出口温度；所述第二温度传感器与所述第二调节阀通过PID连锁控制，用于控制冷却水量使浆料缓存箱出口物料温度降温至预设工艺参数。
2.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，其特征在于，所述第三浆室设有第二卧式搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，其特征在于，所述第三浆室的上方设有用于排放空气的通气孔。
4.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，其特征在于，所述第一换热器包括板式换热器。
5.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，其特征在于，所述第二换热器包括盘管式换热器。
6.根据权利要求1~5任一项所述的造纸法再造烟叶打浆温度控制系统，其特征在于，所述浆料缓存箱采用高位设置且所述第三浆室的出口位于所述第三浆室的下方。
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