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1、化学浆连续蒸煮 马乐凡 2007年11月 l一、连续蒸煮概述 l20世纪50年代实现大规模工业化 l全世界化学浆总产量约1.5亿吨，约70%由连续 蒸煮系统生产 l我国上世纪80年代末引进横管式连续蒸煮系统 ，逐渐国产化，有约50套横管连续蒸煮系统用 于生产化学草浆或竹浆，规模1.710万吨/年 l上世纪90年代我国引进立罐式连续蒸煮系统用于 生产化学木浆和竹浆 l四川宜宾4万吨/年漂白竹浆（1992，CC） l福建青山15万吨/年本色木浆（1994，CC-EMCC ） l佳木斯15万吨/年本色木浆（1997） l云南思茅10万吨/年漂白木浆（1999，LSC） l南宁凤凰12万吨/年漂白木浆
2、（1999，ITC） l近年建成或在建设大型和特大型浆厂 l日照森博22万吨/年漂白化木浆（2002，LSC） l金海100万吨/年漂白化木浆（2004，CoC） l赤天化30万吨/年漂白化学竹浆（2006，CoC） l骏泰40万吨/年漂白化木浆（2008，LSC） l金桂180万吨/年漂白化木浆（2009， CoC） l有近10套立罐式连续蒸煮系统用于生产化学木浆 和竹浆 l另有几套斜管式连续蒸煮系统用于生产化机浆 l工业化连续蒸煮系统 l立罐式（Kamyr、ESCO、Impco） l横管式（Pandia、Tampella） l斜管式（Bauer MD） l斜管式主要用于化机浆、半化学浆和锯
3、末化学浆 l介绍Kamyr和Pandia lKamyr，化学木浆或竹浆 lPandia，化学草浆或竹浆 l蒸煮过程与间歇蒸煮基本相同，但其过 程连续进行（图2） l连蒸与间歇蒸煮特点比较（表1） 连续蒸煮间歇蒸煮 1、电力及蒸汽消耗均衡稳定， 无高峰负荷 1、运行灵活性好（制浆方法、 原料种类） 2、单位锅容产量高，占地少2、开停机容易，木片质量不敏 感 3、自动化程度高，实现了现代 化和规模化，操作人员少 3、维护简单，人员素质要求较 低 4、能耗低，质量好、稳定4、生产可靠性高，投资省 5、系统维护要求高，人员素质 要求高 5、用汽负荷波动 6、投资大6、自动化程度低，质量不稳定 l二、K
4、amyr连蒸系统 l（一）Kamyr应用情况 l第一套Kamyr连蒸1950年投产 l世界上主要供应商 lKvaerner （Kamyr，metso） lAndritz（Ahlstrom） l目前采用主要技术 lAndritz，Lo solids cooking lKvaerner，Compact cooking l19852004，新、改建Kamyr连蒸情况（表2） 19852004年新、改建Kamyr连蒸生产线 世界上各种深度脱木素技术纸浆量比例（图3） l（二）Kamyr连蒸优点 l设备生产能力大，单条线规模达3000t/d以上 l新Kamyr连蒸采用了 l冷喷放 l锅内逆流洗涤 l闪蒸
5、蒸汽回用 l蒸煮药液多点加入 l黑液预浸 l低固形物蒸煮 l低温蒸煮 l实现了深度脱木素，纸浆得率高、筛渣率低、强 度好、能耗低 l（三）Kamyr连蒸基本流程 l带高压预浸的汽-液相Kamyr连蒸基本流程（图4） lKamyr连蒸锅内热扩散洗涤及锅外连续置换洗 涤（图5） l（四）Kamyr续蒸主要设备和工艺参数 l1、电磁分离器 l安装在往木片仓送料的输送皮带上方，用于捕集 木片中金属杂物 l2、木片仓 l呈园锥形或园柱形，贮存30min左右料片 l为避免木片“搭桥”，料仓上装设振动器，且仓内 最大充满系数不超过容积的2/3 l现代系统，省略了气蒸管，汽蒸在木片仓中完成 3、木片计量器（图
6、6） l有转子式和螺旋式 l作用：对木片进行计量，控制蒸煮系统产量 l特定条件下（木片松紧程度不变），螺旋（或 转子）每旋转一周所送木片量（体积）恒定， 记录螺旋（或转子）转动次数就能计算出所送 木片量 l由此可算出每天产量 l蒸煮时加药量也是从这里得到依据 l改变转子转数调节控制输送木片量 l4、低压喂料器 l是安装在计量器与汽蒸管之间的一个喂料阀门 l喂料器内腔是一个锥型腔体，腔体内部有一个锥 型转子，转子上有5个料斗（图7） l5、汽蒸室 l木片在汽蒸室中汽蒸 ，100-120，2-3min l加热木片、排除空气 、均匀木片水分 l所用蒸汽为闪蒸罐产 生二次蒸汽，是 Kamyr节能主要手
7、段 l汽蒸管排气送入冷凝 器，回收松节油，不 凝气体送燃烧炉处理 l6、杂物分离器 l作用：将夹杂在木片 中的比较重的杂质（ 金属和石块）除去 l分离器是一个可以自 由转动的转子（图8 ），部分浸没在液体 中 l分离器通过转子转动 不停地将木片送往下 部溜槽，木片中比较 重的杂质下沉到“小 仓室”而去除 l7、高压喂料器（图9） l作用：将木片和蒸煮液从木片溜槽送到“顶部循环 ”中，进而送上预浸管顶部 lKamyr连蒸系统重要设备之一 lAndritz新LSC连蒸系统，已被多台串联木片泵取代 l8、预浸管 l正向式顶部分离器（图10） l蒸煮器抽吸滤网送来的黑液 从预浸管顶部锥形部分四个 喷口
8、加入，与顶部分离器下 来的木片混合 l预浸管中充满了液体，木片 被浸泡在黑液和白液的混合 药液中（以黑液为主，BLI） l液体和木片在管中呈“塞流 ” 向下运动 l温度110130 l时间30120min l9、蒸煮塔 l汽-液相蒸煮塔安装反向式顶部分离器（图11） l塔顶部有一汽相段，木片被迅速加热进行蒸煮，然后进 入液相蒸煮段、逆流洗涤段、冷喷放 l木片和液体在塔内呈“塞流” l塔中部有抽吸带，向外抽黑液，经闪蒸后送碱回收 l10、蒸煮主要工艺参数 l用碱量（以NaOH计）18%30%（竹子和阔 叶木取低值） l硫化度30%40% l蒸煮温度140170 l液比123.5 l蒸煮时间150
9、300min l蒸煮压力0.71.1MPa l（五）Kamyr连蒸系统基本类型 l根据原料的物理、化学特性，Kamyr连蒸开发 了四种基本类型蒸煮系统 l1、单体液相蒸煮系统 l只有1个蒸煮器（图12），其中充满木片和液 体，依次经历预浸区（105-130，45min）、 加热区、蒸煮区、洗涤区后冷喷放成浆 l加热由液体循环回路间接进行，液体循环加热 所需加热器和筛网较大 l好处是没有蒸汽冷凝水对蒸煮液稀释，但大流 量循环带来麻烦的可能性也较大 l蒸煮器压力由顶部蒸煮液注入高压泵和底部洗 涤液高压泵维持 l2、单体汽-液相蒸煮系统 l顶部有一汽相段（图13），用反向式顶部分离 器，分离木片通过
10、汽相，能被蒸汽迅速加热到 蒸煮温度，蒸煮器内没有专门浸渍区 l常用于硬木硫酸盐浆蒸煮，木片在喂料过程中 容易得到预浸渍 l特点：所需蒸煮设备少、易于操作 l主要靠其顶部直接蒸汽加热，辅以循环回路间 接加热调节作用。所需外部加热器面积小，避 免了大流量循环带来的麻烦 l直接蒸汽冷凝水会部分稀释蒸煮液 l汽-液相蒸煮器特别适合于生产溶解浆 l3、双体液相蒸煮系统 l预浸渍在单独预浸渍器中进行（图14）加热在 循环回路中间接进行 l适合于蒸煮高密度、分离性能好的软木 l青山纸业股份有限公司日产500t连续蒸煮器即 采用该类型蒸煮系统 l4、双体汽-液相蒸煮系统 l良好的蒸煮结果需要木片充分预浸渍，因
11、此在 单体汽-液相蒸煮系统基础上产生了双体汽-液相 蒸煮系统（图15）。 l木片首先进入单独的预浸渍器，利用白液或黑 液进行预浸渍，然后通过转送循环回路进入蒸 煮器顶部分离器。液体在循环回路中进行间接 加热，蒸煮温度最后通过直接蒸汽调节。 l主要采用直接加热，辅以间接加热，热效率高 ，所需筛网和循环流量也较小，具有较强的适 应性、操作可靠性以及良好的成浆性能。 表3 四种类型的Kamyr连续蒸煮系统技术特点比较 类型适用范围主要设备加热方式优缺点 单体液 相 低密度木 材 1台蒸煮器，蒸煮器 顶部有正向分离器， 加热器面积大 间接加热 蒸煮器循环液量 大，无冷凝水稀 释作用 单体汽- 液相 低密度木 材 1台蒸煮器，蒸煮器 顶部有反向分离器， 加热器面积小 直接加热 为主，间 接加热为 辅 蒸煮器循环液量 小，冷凝水稀释 蒸煮液 双体液 相 高密度木 材 1台蒸煮器，1台浸渍 器，蒸煮器顶部无分 离器，加热器面积大 间接加热 最适合于高密度 软木 双体汽- 液相 高密度木 材 1台蒸煮器，1台浸渍 器，蒸煮器顶部有反 向分离器，加热器面 积大 直接加热 为主，间 接加热为 辅 适应性强，操作 可靠，成浆性能 好
