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1、立式连续蒸煮工艺低固形物连续蒸煮工艺。一 蒸煮主体设备图3-33立式连蒸流程示意图立式连续蒸煮系统中的设备可分为：木片喂料系统、蒸煮器系统、蒸煮器热回收系统、黑液过滤系统、蒸煮器冷凝水系统和木片仓排出气体冷凝器系统。（如图3-33所示）1、木片喂料系统木片喂料系统，是指将木片送入蒸煮器的系统，虽然整个系统的功能看似简单，但在整个蒸煮过程中，喂料系统运行的好坏将直接影响到蒸煮系统的运行情况。在蒸煮系统中，木片喂料系统包含了大部分蒸煮设备以及工艺流程，是整个蒸煮过程中的重要系统。（1）气锁螺旋喂料器：木片堆场来的木片通过皮带输送机输送到木片仓顶部的气锁螺旋喂料器，经过气锁螺旋喂料器送至木片仓中。1
2、1气锁螺旋喂料器取消了出料端螺旋的叶片，取而代之的是活动挡板，这样在正常生产时螺旋出料端就形成了一个料塞。料塞在木片仓顶部和大气之间形成密封，密封减少了木片仓中蒸汽和其它气体排放到大气中的量，同样也限制了在低真空度下空气从大气进入到木片仓顶部。为防止从木片仓中泄露的蒸汽和非冷凝气体（NCG）进入到大气中，木片仓顶部与气锁螺旋喂料器之间的真空度须控制在2550mmH2O。（2）菱形木片仓：木片仓的主要作用有两个：其一，在进入木片仓内的木片量有小幅度波动时，提供连蒸器稳定运行的缓冲体积量；其二，为木片的常压预汽蒸提供了足够的停留时间。为生产出合格的浆料，蒸煮液应均匀扩散并完全进入到木片中心，蒸煮液
3、将通过毛细管作用扩散到纤维中充满气体的细胞腔内，由于木片的两端都渗透之后，两端形成了毛细管压力，把残余空气进行压缩，会产生抑制渗透的现象，因此在将木片与蒸煮液进行混合前要尽可能多的把空气从木片中除去。除去空气最常见的办法就是汽蒸（或预汽蒸）。汽蒸的主要功能是除去木片中的空气，提升木片温度，使之达到均一的含水量，汽蒸导致木片中的空气受热膨胀，木片中的水蒸气压力也因为汽蒸作用而增加，使得空气容易被除去。木片的充分汽蒸可以改善木片在蒸煮器内的流动性和浆料卡伯值的控制，减少渣浆量，提高蒸煮液的使用率。因此，为保证木片的充分汽蒸，木片仓的料位必须尽可能保持稳定并且控制在一个合理的高度，以保证木片在木片仓
4、内有足够的停留时间来进行汽蒸。木片仓的下部是一个菱锥形结构，这样的结构可以有效保证木片均匀的进入木片计量螺旋，并且菱形部分的几何结构，形成了使木片定向稳定的从各个方向中心汇聚的速率侧面，消除了水平方向的架桥作用，有效的防止木片在木片仓内架桥。（3）木片计量螺旋：木片计量螺旋是一个双螺旋喂料器，可以计量每转的木片体积量。这个体积测量装置用来决定蒸煮锅的产量，通过调节计量螺旋的转速来维持蒸煮锅内的木片料位，从计量螺旋出来的木片依靠自身重力作用掉入到木片溜槽，在这里木片初次接触到蒸煮药液。木片计量螺旋的输送体积为0.41m3/r。（4）木片溜槽和缓冲槽：直立的木片溜槽把木片计量螺旋连接到1#木片泵上
5、,木片溜槽的液位通过维持与白液缓冲槽相等的液位来控制。白液缓冲槽的直径比木片溜槽大得多,对短暂的液位波动敏感度低。药液从两个位置添加到木片溜槽,主要的药液在木片溜槽的液位恒定点加入，帮助木片向下流到1#木片泵，该药液流量由蒸煮锅的再循环液，筛选工段的节子和黑液过滤机的渣浆组成。第二个液体加入点是在木片溜槽底部，液体把木片冲进1#木片泵的抽吸侧。白液缓冲槽（木片溜槽）的液位受喂料循环液回木片溜槽流量的影响。正常的液位设定值约为82%，在木片溜槽的上部测量仪，料位或者液位达到测量仪高位报警，则关掉木片计量螺旋，起到保护木片计量螺旋叶片的作用。（5）木片泵：三台串联的木片泵，将木片从常压的木片溜槽，
6、输送到蒸煮压力下的顶部分离器。每台泵都有设计成螺纹型的螺旋，允许泵送木片悬浮液。螺旋设计成螺纹型，能够使一般的离心泵会发生堵塞的问题减到最少。喂到木片泵的木片必须在菱形木片仓中适当地汽蒸。如果喂到木片泵的木片没有适当去除空气，木片泵会产生气蚀，而蒸煮锅里的木片柱也不能较好地移动。木片泵抽空会导致和泵相连的管道产生振动，木片泵能够泵送近乎沸腾的木片和黑液，而不会有流量和压力损失。三台木片泵都是变频驱动的，为了控制泵的出料稳定，2#和3#木片泵的速度是可调的。喂料循环回路里的液体温度保持在大约9899。这个温度可以通过喂料循环冷却器来控制，喂料循环液应该尽量冷却，使木片喂料温度保持在9899左右，
7、木片溜槽和木片泵中潜在闪蒸的可能性减少到最小。（6）顶部分离器：通过喂料线，3#木片泵泵出的木片和药液被输送到蒸煮锅反向顶部分离器，顶部分离器由一个圆柱的缝型筛框和一个螺旋输送机组成。木片在上升液流及筛框内的螺旋输送机向上输送的作用下，通过反向顶部分离器进入蒸煮锅，同时螺旋输送机擦试筛框以防止筛缝堵塞；多余的药液则通过顶部分离器筛板回流到木片溜槽。（7）除砂器：除砂器的作用是把喂料循环回流液中的沙子除掉，液体从切线方向进入除砂器，产生的离心力把沙子带到除砂器的内壁，使沙子能够沿着管壁沉到底部。口袋阀用来排走除砂器中的沙子，并保证除砂器系统安全，提供了更有效的操作。口袋阀由一个时序器控制，以一定
8、的频率旋转阀门倒掉沙子。旋转阀门最初在装料位置停留10分钟，然后转到排渣位置停留20秒，如此循环动作。在排沙的时候，球体的外面和腔内通过冷喷放液冲洗。口袋阀的回转频率应调到排沙时球体腔内不会装满，以便保护口袋阀。2、蒸煮器系统蒸煮器系统所包含的设备很少，只有蒸煮器和卸料器两个设备，其中蒸煮器是整个蒸煮系统的核心，是将木片转变成粗浆的主体设备。蒸煮器分为气相加热区、浸渍区、上抽提区、上蒸煮区、下蒸煮区和洗涤区6个区域。另一种分区方式是将蒸煮器分为顶部预浸区、上抽提区，中循环区和洗涤区4个区域。下面对蒸煮器的6个区域和蒸煮器稀料分别进行相关介绍。（1）蒸汽气相加热和浸渍区：从顶部分离器出来的木片经
9、气相加热区后，掉落到蒸煮锅内木片料柱的上部，同时被浸渍到药液中。蒸煮锅顶部温度（约130）由中压蒸汽直接控制。蒸煮锅顶部压力保持在6-6.5bar左右。当压力超过设定值时，蒸煮锅通过泄压阀门排汽到喷放锅。当压力低于设定值时，从蒸煮锅顶部通入压缩空气调节压力。木片在蒸煮锅的浸渍区内被蒸煮液预浸渍，达到均衡的蒸煮条件，减少蒸煮过程中产生的渣浆量，获得质量较高的浆料。在预浸渍之前，蒸煮锅的温度接近约130。木片在蒸煮锅顶部停留时间约为30分钟，以确保木片在温度增加到最高蒸煮温度之前，在蒸煮液中有足够的预浸。为了确保充分和恒定的预浸渍时间，三个机械式料位测量仪布置在蒸煮锅顶部锅壁的不同位置来测量锅内的
10、料位。三个传感器独立工作，提供给操作者三个不同的料位显示。当木片经过传感器时，撞击到延伸至蒸煮锅内部的叶片上时，传感器输出为“动作”。最佳的蒸煮锅木片料位，通过保持底部和中间两个料位测量仪输出“动作”和最上方的料位测量仪输出“停止”来实现。蒸煮锅木片料位显示值由三个料位测量仪计算得到，如前面所述，它可以控制木片计量螺旋的速度。料位传感器安装在蒸煮锅一侧的管道里，驱动臂伸到锅内以使移动的木片料柱能够对叶片施加压力。传感器的张力桥检测到压力后输出为“动作”。如木片施加了过大的压力在叶片上，剪切针将释放叶片并允许它向下回转避免损坏。叶片能够复位，剪切针能在蒸煮锅的压力和叶片个下面料位的作用下复位。蒸
11、煮锅顶部蒸煮液液位是通过控制上抽提流量来控制。对一定锅容的低固形物连续蒸煮锅，浸渍区从蒸汽区的顶部延伸到上抽提篦子中间位置。上蒸煮区从上抽提篦子中间位置延伸到蒸煮循环篦子的中间位置，大量脱木素在这个区域完成。下蒸煮区从蒸煮循环篦子的中间，延伸到洗涤区篦子的顶部，残余脱木素在这个区域完成。为了确保木片在蒸煮循环区域停留一定时间，木片料位控制是很重要的。料位传感器显示的是蒸煮锅顶部木片的堆积情况。维持木片的堆积高度并且底部两个传感器仍然“动作”， 蒸煮区域的长度和压缩的木片柱保持一定，蒸煮区域的停留时间就能稳定。蒸煮锅的喷放流量一定，保持蒸煮区的高度一定，木片通过的时间则会相同。短时间的木片料位波
12、动可以通过微调木片计量螺旋的转速来控制。为了提高产量而增加木片喂料率时，喷放流量也必须增大以保持蒸煮锅内料位一定。这将导致木片更快地通过蒸煮区，所以停留时间会缩短。为了达到相同的蒸煮效果，应该提高蒸煮温度来补偿减少的停留时间。（2）上抽提和上蒸煮区：木片通过浸渍区后进入上部蒸煮区，预浸液从蒸煮锅上部的篦子抽出，温度为144，上抽提流量为3.53.9T/ADMT。在上部抽提有两组篦子，药液流经篦子到各自的内置联箱，每组联箱有两个抽提口和两个开关阀，且相隔180度。定时开关控制器使它们中的两个关闭、两个打开，以致于篦子内的药液流动方向每80秒发生改变。上抽提阀门的开关顺序连续不断重复进行，封闭内置
13、联箱一侧的管线80秒，冲洗干净沉淀在联箱底部的木屑和木针，沉淀发生在开关阀反面180度的地方，因为在这个点上流量很小或没有流量，通过改变抽提液的流向，可以冲洗干净篦子内部的木屑和浆料。篦子的堵塞可以通过篦子内外的压差进行监控，在高压差的情况下，上部抽提流量控制器的输出将维持不变，当上抽提流量控制阀门打开超过10%的开度时，时序控制器就开始自动控制开关阀，上部抽提液与从蒸汽节省器来的洗涤抽提液混合后送再沸器。上部抽提液的残碱量由专门的残检测量仪测量，这个信息可以用来调节蒸煮循环中白液用量。如果液相中残碱浓度降得太低，木素将发生絮凝。木片与来自蒸煮循环（蒸煮器的第二套篦子）向上流动的蒸煮液接触，该
14、液体把木片加热到所需的蒸煮温度（阔叶木为160，针叶木为164），木片在这里达到了最高的蒸煮温度。蒸煮液中的活性成分是NaOH和Na2S，这些化学品与木片中木素反应，使木素降解为可溶于碱的成分。木素是把单根纤维粘合到一起的物质，在蒸煮过程中木素的溶解使得浆团从蒸煮器喷放出来的纤维分离开来。蒸煮液中的化学品同样会与纤维素反应，并使之降解，纤维素的溶解会降低纤维的得率和强度。因此，选择蒸煮条件应该最适宜脱除木素而对纤维素的影响程度最小。H因子是一个常用术语，它表示木片的蒸煮程度，是基于时间和蒸煮温度的相对值。为了维持从蒸煮器出来浆的产量（蒸煮到预期的卡伯值），在一定产量下H因子都应为常数。因为在连
15、续蒸煮器中改变产量会改变停留时间，因此应调节蒸煮温度来稳定H因子。（3）下蒸煮区：下蒸煮区是从蒸煮区篦子中部向下延伸到洗涤区篦子的上部。大部分溶解固形物，已经在大量脱木素的蒸煮区尾部，通过从上抽提篦子抽提蒸煮液而除去，新鲜的白液和滤液被加到蒸煮循环中，以置换上抽提篦子处除去的固形物含量较高的液体。蒸煮区篦子的液体温度，维持在蒸煮区加热器温度设定值的15范围之内。保证了适当的径向热分布和液体流动，也将为向下移动到洗涤区抽提篦子的木片提供最好的蒸煮条件。蒸煮循环流量应尽可能保持与物料柱移动高度相平衡，保持热量和碱的最佳分布。蒸煮循环的目的： 使蒸煮液达到最终希望的蒸煮温度； 通过添加新鲜白液到循环
16、中来维持蒸煮器中碱的浓度，并为残留脱木素段的木片提供新鲜药品； 为蒸煮建立起能提供有效平衡的液体循环流量； 通过中心分配管把白液和热量循环分配到木片柱中心蒸煮。蒸煮液温度越高，需要越多的残碱来保持木素呈溶解状态。如果残碱量太低，木素将沉淀在木片上，这些沉淀的木素很难漂白，并且增加化学品消耗量。（4）洗涤区：最后的抽提是在洗涤筛板，蒸煮废液和剩余的溶解固形物抽出后，在蒸煮器蒸汽节省器预热白液和黑液，抽提量由洗涤抽提流量调节阀门控制，洗涤抽提量大约5.35.7T/ADMT。洗涤抽提残碱量由专门的在线残碱测量仪检测，用于调整加入到蒸煮循环的白液量。在液相中，残碱浓度太低也会引起木素沉淀。在洗涤筛板以下，用于成浆的洗涤和冷却的区域叫做蒸煮器洗涤区。在蒸煮器的洗涤区，稀释因子表示的是通过
