CN113455694B - 造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，本发明的设计构思在于将浓缩蒸发冷凝水回用于提取和提取挤干后干物料的稀释及调浓，也即是将浓缩蒸发冷凝水中的有效烟草成分回收至提取液中，同时为打浆工段提供了性能稳定的浆料。具体是由两组储液罐、设于两组储液罐之间的换热器、净化装置以及液位控制装置予以实现。使造纸法再造烟叶生产过程中产生的浓缩蒸发冷凝水得到全部回收、利用，且进一步使得产品香气量、烟气浓度、润度、舒适度等感官质量均有不同程度提升，有效提高了烟草有效成分的利用率，且节约了生产用水、降低了污水处理负荷。

Description

造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统

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浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统。

背景技术

造纸法再造烟叶生产过程中，烟梗、烟末、碎烟叶等烟草原料经过三级逆流水提取，提取后干物料制成浆料经抄造形成基片；提取液经净化、浓缩加香后形成涂布液，反涂在基片上形成再造烟叶成品。

通常提取液经浓缩工序由固含量13％左右浓缩至42％左右，按日产量50t的造纸法再造烟叶生产线计算，浓缩工序每小时可产生浓缩蒸发冷凝水5吨左右；且在提取液浓缩过程中，大量烟草香味成分和美拉德反应产物也进入浓缩蒸发冷凝液中。

然而，目前国内大多造纸法再造烟叶企业将该浓缩蒸发冷凝水直接排放至污水处理工序，增加了污水处理负荷的同时，造成了浓缩蒸发冷凝水的严重浪费。尽管目前已有部分造纸法再造烟叶企业将浓缩蒸发冷凝水用于浓缩蒸发设备的清洗，但浓缩蒸发设备一般为12h或24h一个清洗周期，在浓缩蒸发设备正常运行时，仍有大量的浓缩蒸发冷凝水溢流而外排至污水处理工序。

发明内容

由此，本发明旨在提供一种造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，将浓缩蒸发冷凝水全部回收、利用，避免了浓缩蒸发冷凝水的外排浪费，节约了生产用水量，减轻了污水处理负荷，同时提升了产品感官质量。

本发明采用的技术方案如下：

一种造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其中包括：

浓缩蒸发冷凝水管路、提取工序的补液罐、打浆前稀释管路、打浆前调浓高位箱、带有第一搅拌装置的第一储液罐、第一净化装置、第一水泵、换热器、带有第二搅拌装置的第二储液罐、第二水泵以及控制器；

所述第一储液罐的入口连接所述浓缩蒸发冷凝水管路，所述第一储液罐的出口经由所述第一净化装置连接所述第一水泵的入口；且在所述第一储液罐上设有第一液位传感器；

所述第一水泵的出口连接所述换热器的入口，所述换热器的出口连接所述第二储液罐的第一入口，且在所述换热器的出口管路中设有温度传感器，并在所述换热器的冷却水入口管路中设有调节阀；

所述第二储液罐的出口连接所述第二水泵的入口，所述第二水泵的出口分为三路，分别连接所述提取工序的补液罐、所述打浆前稀释管路以及所述打浆前调浓高位箱；且在所述第二储液罐上设有第二液位传感器；

所述第一水泵、所述第一液位传感器、所述温度传感器、所述调节阀、所述第二水泵以及所述第二液位传感器分别与所述控制器电信号连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二储液罐还设有第二入口，所述第二入口用于连接非浓缩蒸发冷凝水的其他生产用水管路中的至少一个管路。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述回收再利用系统还包括第二净化装置，所述第二储液罐的出口经由所述第二净化装置连接所述第二水泵的入口。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一净化装置、所述第二净化装置均为用于除杂的液体过滤器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二水泵的数量为两个；

所述第二储液罐的出口分别连接两个所述第二水泵的入口，其中一个所述第二水泵的出口连接所述提取工序的补液罐，另一个所述第二水泵的出口分别连接所述打浆前稀释管路以及所述打浆前调浓高位箱。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述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，所述第一液位传感器、所述第二液位传感器均为压差式液位传感器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一搅拌装置、所述第二搅拌装置均为立式搅拌装置。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一水泵、所述第二水泵均为离心泵。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述控制器采用造纸法再造烟叶分布式控制系统中的原控制单元。

本发明的设计构思在于将浓缩蒸发冷凝水回用于提取和提取挤干后干物料的稀释及调浓，也即是将浓缩蒸发冷凝水中的有效烟草成分回收至提取液中，同时为打浆工段提供了性能稳定的浆料。具体是由两组储液罐、设于两组储液罐之间的换热器、净化装置以及液位控制装置予以实现。使造纸法再造烟叶生产过程中产生的浓缩蒸发冷凝水得到全部回收、利用，且进一步使得产品香气量、烟气浓度、润度、舒适度等感官质量均有不同程度提升，有效提高了烟草有效成分的利用率，且节约了生产用水、降低了污水处理负荷。

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浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统的示意图。

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浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，结合图1所示，可以包括：浓缩蒸发冷凝水管路100、提取工序的补液罐200、打浆前稀释管路300、打浆前调浓高位箱400、带有第一搅拌装置10(图示为由罐定设置的立式搅拌装置，但在其他实施例中也可以采用卧式或设于罐底的搅拌装置)的第一储液罐1、第一净化装置2(在实际操作中，可以采用用于除杂的液体过滤器，且滤芯目数可以按需选型)、第一水泵3(优选但不限于离心泵)、换热器4(例如板式换热器)、带有第二搅拌装置20(同上)的第二储液罐5、第二水泵6(同上)以及控制器(图中未示出，可以采用造纸法再造烟叶分布式控制系统DCS中的原控制单元，也可以专门设置用于本回收再利用系统的独立控制单元，对此本发明不作限定)。

具体来说，所述第一储液罐1的入口连接所述浓缩蒸发冷凝水管路100，所述第一储液罐1的出口经由所述第一净化装置2连接所述第一水泵3的入口，结合图示，在所述第一储液罐1上还设有第一液位传感器11(液位传感器在本发明的一些较佳实施例中可以用来触发水泵的启停，例如高液位停止、低液位启动，因而可以考虑设为高低两个液位计，当然，本领域技术人员可以理解的是还可以采用设于罐体下部的压差式液位传感器，即通过液柱产生的压力及相应换算来监测液位高低)。

接着，所述第一水泵3的出口连接所述换热器4的入口，所述换热器4的出口连接所述第二储液罐5的第一入口51，且在所述换热器4的出口管路中设有温度传感器41，并在所述换热器4的冷却水入口管路中设有调节阀42，以此使现场产生的冷凝水在注入第二储液罐5前进行降温处理，以便后续工序再利用。

所述第二储液罐5的出口连接所述第二水泵6的入口，且在所述第二储液罐5上设有第二液位传感器52(同上)；所述第二水泵6的出口分为三路，分别连接前述提取工序的补液罐200、所述打浆前稀释管路300以及所述打浆前调浓高位箱400，以此实现充分利用回收后的全部冷凝水。

如图所示，在一些较佳的实施方式中，结合后续工序用水的实际所需，可以考虑将所述第二水泵6的数量设为两个；所述第二储液罐5的出口则分别可以连接两个所述第二水泵6的入口，其中一个所述第二水泵6的出口连接所述提取工序的补液罐200，另一个所述第二水泵6的出口则可以分别连接所述打浆前稀释管路300以及所述打浆前调浓高位箱400。当然，本领域技术员可以理解的是，还可以分别设置三台第二水泵，实现三道后续工序环节的独立供水，对此本发明不作限定。

接续前文，关于电连接关系，这里给出一种示例供实施参考：所述第一水泵3、所述第一液位传感器11、所述温度传感器41、所述调节阀42、所述第二水泵6以及所述第二液位传感器52分别与所述控制器电信号连接。当然，还可以考虑将第一搅拌装置10、第二搅拌装置20与所述控制器电信号连接，对此本发明不作赘述。而可以补充说明的是，考虑到后续工序用水量的问题，还可以在所述第二储液罐5上设置第二入口53，所述第二入口53用于连接其他生产用水管路(一个或多个除了冷凝水外的其他生产用水)。基于此，由于引入了其他水源，为了保证后续工序用水的洁净度，还可以如前文所述，设置第二净化装置(图中未示)，所述第二储液罐5的出口则可以经由所述第二净化装置连接所述第二水泵6的入口。

结合前文各个实施例及其优选方案，这里提供一种示意性的工作方式介绍供参考：将造纸法再造烟叶提取液浓缩过程中产生的浓缩蒸发冷凝水，收集至带有立式搅拌装置的密闭冷凝水储罐中，搅拌装置可避免浓缩蒸发冷凝水所含的有机物变质腐败，确保产品质量安全。并在罐体靠下部位可设有液位计，罐体出口则可经由过滤净化后再由离心泵将浓缩蒸发冷凝水泵送至板式换热器中(板式换热器可将浓缩蒸发冷凝水由55～60℃降至30～35℃，以防止冷凝水稀释后温度过高，影响后续打浆效果和浆料性能)。接着，离心泵出口管路上可以调节阀和流量计，并采用PID连锁控制，用于精确控制浓缩蒸发冷凝水的流量。

在降温过程中，板式换热器的冷却水由20～25℃升至30～35℃，冷却水输送管路上也可以设有冷却水调节阀，同时板式换热器的出口管路上设有温度传感器，该温度传感器与冷却水调节阀采用PID连锁控制，从而可以精确控制板式换热器出口浓缩蒸发冷凝水温度。

降温后的浓缩蒸发冷凝水进入带有立式搅拌装置的另一个密闭水罐中进行混合(图示中两个罐体一大一小，前罐主要起到来水缓冲作用，后罐主要起到混合暂存作用，因此在实际操作中可以不限定二者的尺寸和大小关系)；同样地，在该水罐筒体靠下部位设有液位计，且该水罐出口同样采用离心泵将罐内液体泵送至后续的提取工序补液罐、提取挤干后物料稀释点以及调浓高位箱，这里所述的提取工序补液罐指一、二、三级提取的第三级提取补液罐；所述的提取挤干后物料稀释点指一、二、三级提取挤干后的第三级提取挤干后(即打浆前)物料的稀释，该物料稀释后干度由35％～38％降至浓度3.6％～4.0％，以满足下一道打浆工序的浓度要求；所述的调浓高位箱用于打浆前物料的调浓。

当然，可以考虑在离心泵至三道后续工序环节的液体输送管路中设置流量计、调节阀等，对此本发明不作赘述和限定。

在一些具体的应用场景中，例如日产量50t造纸法再造烟叶生产线，各工序用水点平均每小时总需求量为42～45m³/h，故图中后罐还可以设有其它生产用水的入口，用于在浓缩蒸发冷凝水量不足或浓缩工序设备故障时补充水量，以确保之后的生产环节连续、稳定。所述其它生产用水可以但不限于是制浆工序洗浆水、生产线蒸汽使用点蒸汽换热产生的蒸汽冷凝水、清水等。

为了确保浓缩蒸发冷凝水全部回收再利用，本发明优选考虑结合两组储水罐的液位进行输送调节，举例来说，当后罐液位≤40％时，前一个离心泵启动，将浓缩蒸发冷凝水泵送至后罐，当且仅当后罐液位≥90％或前罐液位低于10％满足其中一个条件时，前泵停止运行；当前罐液位≥80％时，前泵启动，将浓缩蒸发冷凝水泵送至后罐，当且仅当后罐液位≥90％或前罐液位低于10％满足其中一个条件时，前泵停止运行；而后泵的启停则可以基于后续三路工序用水需求以及后罐液位来综合调控(为确保尽可能多地将浓缩蒸发冷凝水中的烟草香味成分和美拉德反应产物回收利用至提取工序，进而转化成提取液，当后续三路工序用水需求冲突时，后泵可以优先往提取工序的补液罐200供水)。

综上所述，本发明的设计构思在于将浓缩蒸发冷凝水回用于提取和提取挤干后干物料的稀释及调浓，也即是将浓缩蒸发冷凝水中的有效烟草成分回收至提取液中，同时为打浆工段提供了性能稳定的浆料。具体是由两组储液罐、设于两组储液罐之间的换热器、净化装置以及液位控制装置予以实现。使造纸法再造烟叶生产过程中产生的浓缩蒸发冷凝水得到全部回收、利用，且进一步使得产品香气量、烟气浓度、润度、舒适度等感官质量均有不同程度提升，有效提高了烟草有效成分的利用率，且节约了生产用水、降低了污水处理负荷。

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 (9)

1.一种造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，浓缩蒸发冷凝水管路、提取工序的补液罐、打浆前稀释管路、打浆前调浓高位箱、带有第一搅拌装置的第一储液罐、第一净化装置、第一水泵、换热器、带有第二搅拌装置的第二储液罐、第二水泵以及控制器，其中所述第一搅拌装置、所述第二搅拌装置均为立式搅拌装置；

所述第一储液罐的入口连接所述浓缩蒸发冷凝水管路，所述第一储液罐的出口经由所述第一净化装置连接所述第一水泵的入口；且在所述第一储液罐上设有第一液位传感器；

所述第一水泵的出口连接所述换热器的入口，所述换热器的出口连接所述第二储液罐的第一入口，且在所述换热器的出口管路中设有温度传感器，并在所述换热器的冷却水入口管路中设有调节阀；

所述第二储液罐的出口连接所述第二水泵的入口，所述第二水泵的出口分为三路，分别连接所述提取工序的补液罐、所述打浆前稀释管路以及所述打浆前调浓高位箱；且在所述第二储液罐上设有第二液位传感器；

所述第一水泵、所述第一液位传感器、所述温度传感器、所述调节阀、所述第二水泵以及所述第二液位传感器分别与所述控制器电信号连接。

2.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述第二储液罐还设有第二入口，所述第二入口用于连接非浓缩蒸发冷凝水的其他生产用水管路中的至少一个管路。

3.根据权利要求2所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述回收再利用系统还包括第二净化装置，所述第二储液罐的出口经由所述第二净化装置连接所述第二水泵的入口。

4.根据权利要求3所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述第一净化装置、所述第二净化装置均为用于除杂的液体过滤器。

5.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述第二水泵的数量为两个；

所述第二储液罐的出口分别连接两个所述第二水泵的入口，其中一个所述第二水泵的出口连接所述提取工序的补液罐，另一个所述第二水泵的出口分别连接所述打浆前稀释管路以及所述打浆前调浓高位箱。

6.根据权利要求1～5任一项所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述换热器包括板式换热器。

7.根据权利要求1～5任一项所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述第一液位传感器、所述第二液位传感器均为压差式液位传感器。

8.根据权利要求1～5任一项所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述第一水泵、所述第二水泵均为离心泵。

9.根据权利要求1～5任一项所述的造纸法再造烟叶浓缩蒸发冷凝水回收再利用系统，其特征在于，所述控制器采用造纸法再造烟叶分布式控制系统中的原控制单元。

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