立式連續(xù)蒸煮工藝

1、立式連續(xù)蒸煮工藝低固形物連續(xù)蒸煮工藝。一 蒸煮主體設備圖3-33立式連蒸流程示意圖立式連續(xù)蒸煮系統(tǒng)中的設備可分為：木片喂料系統(tǒng)、蒸煮器系統(tǒng)、蒸煮器熱回收系統(tǒng)、黑液過濾系統(tǒng)、蒸煮器冷凝水系統(tǒng)和木片倉排出氣體冷凝器系統(tǒng)。（如圖3-33所示）1、木片喂料系統(tǒng)木片喂料系統(tǒng)，是指將木片送入蒸煮器的系統(tǒng)，雖然整個系統(tǒng)的功能看似簡單，但在整個蒸煮過程中，喂料系統(tǒng)運行的好壞將直接影響到蒸煮系統(tǒng)的運行情況。在蒸煮系統(tǒng)中，木片喂料系統(tǒng)包含了大部分蒸煮設備以及工藝流程，是整個蒸煮過程中的重要系統(tǒng)。（1）氣鎖螺旋喂料器：木片堆場來的木片通過皮帶輸送機輸送到木片倉頂部的氣鎖螺旋喂料器，經過氣鎖螺旋喂料器送至木片倉中。氣

2、鎖螺旋喂料器取消了出料端螺旋的葉片，取而代之的是活動擋板，這樣在正常生產時螺旋出料端就形成了一個料塞。料塞在木片倉頂部和大氣之間形成密封，密封減少了木片倉中蒸汽和其它氣體排放到大氣中的量，同樣也限制了在低真空度下空氣從大氣進入到木片倉頂部。推薦精選為防止從木片倉中泄露的蒸汽和非冷凝氣體（NCG）進入到大氣中，木片倉頂部與氣鎖螺旋喂料器之間的真空度須控制在2550mmH2O。（2）菱形木片倉：木片倉的主要作用有兩個：其一，在進入木片倉內的木片量有小幅度波動時，提供連蒸器穩(wěn)定運行的緩沖體積量；其二，為木片的常壓預汽蒸提供了足夠的停留時間。為生產出合格的漿料，蒸煮液應均勻擴散并完全進入到木片中心，蒸

3、煮液將通過毛細管作用擴散到纖維中充滿氣體的細胞腔內，由于木片的兩端都滲透之后，兩端形成了毛細管壓力，把殘余空氣進行壓縮，會產生抑制滲透的現(xiàn)象，因此在將木片與蒸煮液進行混合前要盡可能多的把空氣從木片中除去。除去空氣最常見的辦法就是汽蒸（或預汽蒸）。汽蒸的主要功能是除去木片中的空氣，提升木片溫度，使之達到均一的含水量，汽蒸導致木片中的空氣受熱膨脹，木片中的水蒸氣壓力也因為汽蒸作用而增加，使得空氣容易被除去。木片的充分汽蒸可以改善木片在蒸煮器內的流動性和漿料卡伯值的控制，減少渣漿量，提高蒸煮液的使用率。因此，為保證木片的充分汽蒸，木片倉的料位必須盡可能保持穩(wěn)定并且控制在一個合理的高度，以保證木片在木

4、片倉內有足夠的停留時間來進行汽蒸。木片倉的下部是一個菱錐形結構，這樣的結構可以有效保證木片均勻的進入木片計量螺旋，并且菱形部分的幾何結構，形成了使木片定向穩(wěn)定的從各個方向中心匯聚的速率側面，消除了水平方向的架橋作用，有效的防止木片在木片倉內架橋。（3）木片計量螺旋：木片計量螺旋是一個雙螺旋喂料器，可以計量每轉的木片體積量。這個體積測量裝置用來決定蒸煮鍋的產量，通過調節(jié)計量螺旋的轉速來維持蒸煮鍋內的木片料位，從計量螺旋出來的木片依靠自身重力作用掉入到木片溜槽，在這里木片初次接觸到蒸煮藥液。木片計量螺旋的輸送體積為0.41m3/r。推薦精選（4）木片溜槽和緩沖槽：直立的木片溜槽把木片計量螺旋連接到

5、1#木片泵上,木片溜槽的液位通過維持與白液緩沖槽相等的液位來控制。白液緩沖槽的直徑比木片溜槽大得多,對短暫的液位波動敏感度低。藥液從兩個位置添加到木片溜槽,主要的藥液在木片溜槽的液位恒定點加入，幫助木片向下流到1#木片泵，該藥液流量由蒸煮鍋的再循環(huán)液，篩選工段的節(jié)子和黑液過濾機的渣漿組成。第二個液體加入點是在木片溜槽底部，液體把木片沖進1#木片泵的抽吸側。白液緩沖槽（木片溜槽）的液位受喂料循環(huán)液回木片溜槽流量的影響。正常的液位設定值約為82%，在木片溜槽的上部測量儀，料位或者液位達到測量儀高位報警，則關掉木片計量螺旋，起到保護木片計量螺旋葉片的作用。（5）木片泵：三臺串聯(lián)的木片泵，將木片從常壓

6、的木片溜槽，輸送到蒸煮壓力下的頂部分離器。每臺泵都有設計成螺紋型的螺旋，允許泵送木片懸浮液。螺旋設計成螺紋型，能夠使一般的離心泵會發(fā)生堵塞的問題減到最少。喂到木片泵的木片必須在菱形木片倉中適當地汽蒸。如果喂到木片泵的木片沒有適當去除空氣，木片泵會產生氣蝕，而蒸煮鍋里的木片柱也不能較好地移動。木片泵抽空會導致和泵相連的管道產生振動，木片泵能夠泵送近乎沸騰的木片和黑液，而不會有流量和壓力損失。三臺木片泵都是變頻驅動的，為了控制泵的出料穩(wěn)定，2#和3#木片泵的速度是可調的。喂料循環(huán)回路里的液體溫度保持在大約9899。這個溫度可以通過喂料循環(huán)冷卻器來控制，喂料循環(huán)液應該盡量冷卻，使木片喂料溫度保持在9

7、899左右，木片溜槽和木片泵中潛在閃蒸的可能性減少到最小。（6）頂部分離器：通過喂料線，3#木片泵泵出的木片和藥液被輸送到蒸煮鍋反向頂部分離器，頂部分離器由一個圓柱的縫型篩框和一個螺旋輸送機組成。木片在上升液流及篩框內的螺旋輸送機向上輸送的作用下，通過反向頂部分離器進入蒸煮鍋，同時螺旋輸送機擦試篩框以防止篩縫堵塞；多余的藥液則通過頂部分離器篩板回流到木片溜槽。推薦精選（7）除砂器：除砂器的作用是把喂料循環(huán)回流液中的沙子除掉，液體從切線方向進入除砂器，產生的離心力把沙子帶到除砂器的內壁，使沙子能夠沿著管壁沉到底部?？诖y用來排走除砂器中的沙子，并保證除砂器系統(tǒng)安全，提供了更有效的操作。口袋閥由一

8、個時序器控制，以一定的頻率旋轉閥門倒掉沙子。旋轉閥門最初在裝料位置停留10分鐘，然后轉到排渣位置停留20秒，如此循環(huán)動作。在排沙的時候，球體的外面和腔內通過冷噴放液沖洗。口袋閥的回轉頻率應調到排沙時球體腔內不會裝滿，以便保護口袋閥。2、蒸煮器系統(tǒng)蒸煮器系統(tǒng)所包含的設備很少，只有蒸煮器和卸料器兩個設備，其中蒸煮器是整個蒸煮系統(tǒng)的核心，是將木片轉變成粗漿的主體設備。蒸煮器分為氣相加熱區(qū)、浸漬區(qū)、上抽提區(qū)、上蒸煮區(qū)、下蒸煮區(qū)和洗滌區(qū)6個區(qū)域。另一種分區(qū)方式是將蒸煮器分為頂部預浸區(qū)、上抽提區(qū)，中循環(huán)區(qū)和洗滌區(qū)4個區(qū)域。下面對蒸煮器的6個區(qū)域和蒸煮器稀料分別進行相關介紹。（1）蒸汽氣相加熱和浸漬區(qū)：從頂

9、部分離器出來的木片經氣相加熱區(qū)后，掉落到蒸煮鍋內木片料柱的上部，同時被浸漬到藥液中。蒸煮鍋頂部溫度（約130）由中壓蒸汽直接控制。蒸煮鍋頂部壓力保持在6-6.5bar左右。當壓力超過設定值時，蒸煮鍋通過泄壓閥門排汽到噴放鍋。當壓力低于設定值時，從蒸煮鍋頂部通入壓縮空氣調節(jié)壓力。木片在蒸煮鍋的浸漬區(qū)內被蒸煮液預浸漬，達到均衡的蒸煮條件，減少蒸煮過程中產生的渣漿量，獲得質量較高的漿料。在預浸漬之前，蒸煮鍋的溫度接近約130。木片在蒸煮鍋頂部停留時間約為30分鐘，以確保木片在溫度增加到最高蒸煮溫度之前，在蒸煮液中有足夠的預浸。為了確保充分和恒定的預浸漬時間，三個機械式料位測量儀布置在蒸煮鍋頂部鍋壁的

10、不同位置來測量鍋內的料位。三個傳感器獨立工作，提供給操作者三個不同的料位顯示。當木片經過傳感器時，撞擊到延伸至蒸煮鍋內部的葉片上時，傳感器輸出為推薦精選“動作”。最佳的蒸煮鍋木片料位，通過保持底部和中間兩個料位測量儀輸出“動作”和最上方的料位測量儀輸出“停止”來實現(xiàn)。蒸煮鍋木片料位顯示值由三個料位測量儀計算得到，如前面所述，它可以控制木片計量螺旋的速度。料位傳感器安裝在蒸煮鍋一側的管道里，驅動臂伸到鍋內以使移動的木片料柱能夠對葉片施加壓力。傳感器的張力橋檢測到壓力后輸出為“動作”。如木片施加了過大的壓力在葉片上，剪切針將釋放葉片并允許它向下回轉避免損壞。葉片能夠復位，剪切針能在蒸煮鍋的壓力和葉

11、片個下面料位的作用下復位。蒸煮鍋頂部蒸煮液液位是通過控制上抽提流量來控制。對一定鍋容的低固形物連續(xù)蒸煮鍋，浸漬區(qū)從蒸汽區(qū)的頂部延伸到上抽提篦子中間位置。上蒸煮區(qū)從上抽提篦子中間位置延伸到蒸煮循環(huán)篦子的中間位置，大量脫木素在這個區(qū)域完成。下蒸煮區(qū)從蒸煮循環(huán)篦子的中間，延伸到洗滌區(qū)篦子的頂部，殘余脫木素在這個區(qū)域完成。為了確保木片在蒸煮循環(huán)區(qū)域停留一定時間，木片料位控制是很重要的。料位傳感器顯示的是蒸煮鍋頂部木片的堆積情況。維持木片的堆積高度并且底部兩個傳感器仍然“動作”， 蒸煮區(qū)域的長度和壓縮的木片柱保持一定，蒸煮區(qū)域的停留時間就能穩(wěn)定。蒸煮鍋的噴放流量一定，保持蒸煮區(qū)的高度一定，木片通過的時間

12、則會相同。短時間的木片料位波動可以通過微調木片計量螺旋的轉速來控制。為了提高產量而增加木片喂料率時，噴放流量也必須增大以保持蒸煮鍋內料位一定。這將導致木片更快地通過蒸煮區(qū)，所以停留時間會縮短。為了達到相同的蒸煮效果，應該提高蒸煮溫度來補償減少的停留時間。（2）上抽提和上蒸煮區(qū)：木片通過浸漬區(qū)后進入上部蒸煮區(qū)，預浸液從蒸煮鍋上部的篦子抽出，溫度為144，上抽提流量為3.53.9T/ADMT。在上部抽提有兩組篦子，藥液流經篦子到各自的內置聯(lián)箱，每組聯(lián)箱有兩個抽提口和兩個開關閥，且相隔180度。定時開關控制器使它們中的兩個關閉、兩個打開，以致于篦子內的藥液流動方向每80秒發(fā)生改變。上抽提閥門的開關順

13、序連續(xù)不斷重復進行，封閉內置聯(lián)箱一側的管線80秒，沖洗干凈沉淀在聯(lián)箱底部的木屑和木針，沉淀發(fā)生在開關閥反面180度的地方，因為在這個點上流量很小或沒有流量，通過改變抽提液的流向，可以沖洗干凈篦子內部的木屑和漿料。推薦精選篦子的堵塞可以通過篦子內外的壓差進行監(jiān)控，在高壓差的情況下，上部抽提流量控制器的輸出將維持不變，當上抽提流量控制閥門打開超過10%的開度時，時序控制器就開始自動控制開關閥，上部抽提液與從蒸汽節(jié)省器來的洗滌抽提液混合后送再沸器。上部抽提液的殘堿量由專門的殘檢測量儀測量，這個信息可以用來調節(jié)蒸煮循環(huán)中白液用量。如果液相中殘堿濃度降得太低，木素將發(fā)生絮凝。木片與來自蒸煮循環(huán)（蒸煮器的

14、第二套篦子）向上流動的蒸煮液接觸，該液體把木片加熱到所需的蒸煮溫度（闊葉木為160，針葉木為164），木片在這里達到了最高的蒸煮溫度。蒸煮液中的活性成分是NaOH和Na2S，這些化學品與木片中木素反應，使木素降解為可溶于堿的成分。木素是把單根纖維粘合到一起的物質，在蒸煮過程中木素的溶解使得漿團從蒸煮器噴放出來的纖維分離開來。蒸煮液中的化學品同樣會與纖維素反應，并使之降解，纖維素的溶解會降低纖維的得率和強度。因此，選擇蒸煮條件應該最適宜脫除木素而對纖維素的影響程度最小。H因子是一個常用術語，它表示木片的蒸煮程度，是基于時間和蒸煮溫度的相對值。為了維持從蒸煮器出來漿的產量（蒸煮到預期的卡伯值），在

15、一定產量下H因子都應為常數。因為在連續(xù)蒸煮器中改變產量會改變停留時間，因此應調節(jié)蒸煮溫度來穩(wěn)定H因子。（3）下蒸煮區(qū)：下蒸煮區(qū)是從蒸煮區(qū)篦子中部向下延伸到洗滌區(qū)篦子的上部。大部分溶解固形物，已經在大量脫木素的蒸煮區(qū)尾部，通過從上抽提篦子抽提蒸煮液而除去，新鮮的白液和濾液被加到蒸煮循環(huán)中，以置換上抽提篦子處除去的固形物含量較高的液體。蒸煮區(qū)篦子的液體溫度，維持在蒸煮區(qū)加熱器溫度設定值的15范圍之內。保證了適當的徑向熱分布和液體流動，也將為向下移動到洗滌區(qū)抽提篦子的木片提供最好的蒸煮條件。蒸煮循環(huán)流量應盡可能保持與物料柱移動高度相平衡，推薦精選保持熱量和堿的最佳分布。蒸煮循環(huán)的目的： 使蒸煮液達到

16、最終希望的蒸煮溫度； 通過添加新鮮白液到循環(huán)中來維持蒸煮器中堿的濃度，并為殘留脫木素段的木片提供新鮮藥品； 為蒸煮建立起能提供有效平衡的液體循環(huán)流量； 通過中心分配管把白液和熱量循環(huán)分配到木片柱中心蒸煮。蒸煮液溫度越高，需要越多的殘堿來保持木素呈溶解狀態(tài)。如果殘堿量太低，木素將沉淀在木片上，這些沉淀的木素很難漂白，并且增加化學品消耗量。（4）洗滌區(qū)：最后的抽提是在洗滌篩板，蒸煮廢液和剩余的溶解固形物抽出后，在蒸煮器蒸汽節(jié)省器預熱白液和黑液，抽提量由洗滌抽提流量調節(jié)閥門控制，洗滌抽提量大約5.35.7T/ADMT。洗滌抽提殘堿量由專門的在線殘堿測量儀檢測，用于調整加入到蒸煮循環(huán)的白液量。在液相中

17、，殘堿濃度太低也會引起木素沉淀。在洗滌篩板以下，用于成漿的洗滌和冷卻的區(qū)域叫做蒸煮器洗滌區(qū)。在蒸煮器的洗滌區(qū)，稀釋因子表示的是通過洗滌區(qū)向上流動的洗滌液和向下流動的漿料中蒸煮液之間的差值。向上流動的洗滌液由洗滌篩板的抽提量和加入蒸煮器底部的冷噴放液量來調節(jié)。在恒定的產量下，增加底部冷噴放液量和洗滌抽提量將增加升流液量，因此稀釋因子增大。通常稀釋因子為每噸風干漿1.02.0噸洗滌液。稀釋因子太低會導致洗滌不完全，太低的稀釋因子不能把所有從下部蒸煮區(qū)來的熱蒸煮液置換到蒸氣節(jié)省器而造成噴放溫度升高。低的稀釋因子也會造成固形物含量升高，因為一部分抽提液要加入到蒸煮循環(huán)。但是太高的稀釋因子會使蒸煮器中的

18、木片柱移動困難。除了在鍋底加入冷噴放液外，還將冷噴放液加入到洗滌中心管，這樣可以加入更多的洗滌液，增加洗滌區(qū)的稀釋因子和洗滌效率。（5）蒸煮器卸料：推薦精選未漂漿濾液槽洗滌濾液通過濾液泵送到冷噴放液泵的抽吸端，冷噴放泵將濾液進一步增壓，然后將它送到蒸煮器稀釋集管，并通過水平洗滌噴嘴和逆流洗滌噴嘴加入到蒸煮器內，濾液還通過卸料器臂上的噴嘴加入，同時還通過洗滌中心管加入蒸煮器內進行洗滌，進入蒸煮鍋的濾液功能通過這幾點來實現(xiàn)。冷噴放濾液通過12個水平的稀釋噴嘴進入蒸煮器。首先，冷噴放液用來洗滌和稀釋蒸煮器底部的漿料，泵送至蒸煮器的冷噴放濾液是置換蒸煮液升流液體的主要來源，并且能確定洗滌區(qū)域的稀釋因子

19、。如每噸風干漿需要更多的冷噴放濾液（更大的稀釋因子），那么洗滌抽提流量就會增加，加入蒸煮器底部的濾液也會相應增加。當蒸煮器中木片柱通過洗滌抽提篩板時，濃度太高就很難噴放出去（一般在3035%）。由于這個原因，洗滌區(qū)另一個功能是稀釋漿料至所要求的濃度。從蒸煮器出來的漿料濃度約10%。卸料器的電機負荷和內外壓差，能夠很好地顯示噴放濃度。這兩個數據中任何一個增加都能表示噴放濃度升高。卸料器洗滌和逆流洗滌增加蒸煮器底部稀釋水流量，將會降低木片柱向下移動速率和降低噴放濃度。因此，噴放濃度是通過改變卸料器洗滌或逆流洗滌的流量來控制的。最好的操作控制是將水平、逆流和卸料器洗滌結合起來控制。依據常規(guī)，將總洗滌

20、流量的1/2至2/3從逆流洗滌加入蒸煮器底部。所有冷噴放濾液稀釋手動閥和逆流洗滌稀釋手動閥都始終保持開度4045%，這是為了保證液體均勻地分配到各下噴嘴。因此，為了疏通噴嘴每天都要按時檢查，如果發(fā)現(xiàn)有噴嘴堵塞（通過手提式測量器測量溫度），把閥門全開，然后以手動模式脈沖打開控制閥至100%以疏通。噴嘴疏通之后，將這個手動閥門關回至與其他閥門相同的位置，然后又以手動模式脈沖打開其它控制閥至100%，直到所有的噴嘴被疏通。盡早發(fā)現(xiàn)是成功疏通噴嘴的關鍵。進入蒸煮器之前，冷噴放液在冷噴放冷卻器中被冷卻。隨著冷的濾液與蒸煮器里的木片和蒸煮液混合，使得蒸煮器底部混合物溫度下降。冷噴放冷卻器的濾液溫度的設定是

21、為了保持噴放溫度，并為下一段設備運行提供良好的條件。蒸煮后的木片被卸料器的刮板刮下來。隨著蒸煮后柔軟的木片被噴放出來，通過卸料器和噴放閥兩端的壓力差把木片分散成纖維，最后形成漿進入蒸煮噴放鍋。推薦精選3、蒸煮器熱回收系統(tǒng)從洗滌篦子抽出的蒸煮液比上抽提液的溫度高。所以，洗滌抽提液首先要通過蒸煮器蒸汽節(jié)省器，用于冷白液加熱，加熱后的白液再進入蒸煮循環(huán)。這兩條線是通過工藝控制的，所以在DCS上沒有溫度控制。從蒸汽節(jié)省器來的洗滌抽提液和上抽提液混合后一起送到再沸器的管程。再沸器中黑液固形物的濃度不會增大。再沸器是臥式的，有專門的液位控制器來保持再沸器殼程的液位恒定。冷凝水由清潔冷凝水泵送到再沸器殼程，若沒有足夠的冷凝水，補充熱水到殼程。污液體從再沸器底部排出，由專門的流量控制器來控制流量。正常情況下，流量為進再沸器流量的5，如果是到再沸器殼程則流量為35。再沸器殼程的壓力由壓力控制器控制，再沸器壓力通常為0.2bar。再沸器中產生的蒸汽用于木片倉加熱