專利名稱：對纖維材料進行汽蒸、制漿、浸漬、蒸煮的單體豎向常壓容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)蒸煮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在粉碎的纖維素纖維材料(優(yōu)選但不局限于木片)的制漿過程中，在連續(xù)蒸煮器中，首先對材料進行處理，以去除被約束在纖維素纖維材料中的空氣。通常，對纖維素纖維材料進行汽蒸，以去除空氣物質(zhì)，同時將溫度升高到大約80至100°C。汽蒸工藝通常會釋放出木材的自然酸，并且使所排出的任何蒸汽冷凝物的PH值很容易地達到4至5。汽蒸過的纖維素纖維材料隨后被制成漿或被浸漬于具有足夠量的化學(xué)劑(即，在制造牛皮紙漿的情況下為堿和硫化物)的浸漬液或漿液中。利用高壓泵或高壓間式供給裝置將制成漿的纖維素纖維材料作為漿液輸送到加壓的蒸煮器或浸漬容器，而且頂部分離器被安置在加壓的浸漬容器的頂部或者蒸煮器的頂部。蒸煮壓力通常大于5巴(> 0. 5MPa)。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，這些汽蒸和制漿系統(tǒng)作為加壓的浸漬容器或加壓的蒸煮容器之前的系統(tǒng)已經(jīng)被安裝好。在加壓的容器之前的系統(tǒng)包括多種昂貴且耗能的機器。對于典型的蒸煮系統(tǒng)而言，會采用以下的系統(tǒng)和機器·木片料倉·汽蒸容器·制漿斜槽·高壓閘式供給裝置和/或高壓泵·浸漬容器僅僅為了將制漿木片輸送到加壓的浸漬容器或蒸煮容器中，生產(chǎn)每ADT紙漿就需要約400kW。因此，在蒸煮器中，需要生產(chǎn)能力為每天約5000ADT的話，則抽吸系統(tǒng)的可用裝機功率為大約2MW。這些系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)施以及建筑結(jié)構(gòu)占據(jù)了連續(xù)蒸煮系統(tǒng)的總投資成本的一大部分。而且，這些系統(tǒng)和機器的運轉(zhuǎn)成本占據(jù)了生產(chǎn)紙漿的生產(chǎn)成本的一大部分。在19世紀(jì)60年代中期，US 3，303，088已經(jīng)披露了使用單體液壓蒸煮器的工藝， 但在單體液壓蒸煮器之前，具有獨立的木片料倉、汽蒸容器、制漿罐和高壓泵。US 5，635，025披露了一項專利成果，其理念是用單體容器對木片進行完全的預(yù)處理，其包括使用木片料倉、汽蒸容器和木片斜槽。這種單體的預(yù)處理容器被定位在包括高壓閘式供給裝置的輸送系統(tǒng)之前。由于US 3，532，594從19世紀(jì)60年代中期就想到使用常見的木片料倉、汽蒸容器以及木片斜槽的理念，所以相應(yīng)的瑞典申請被放棄。US 7，381，302披露了在單體浸漬容器中的預(yù)處理系統(tǒng)的進一步改進方案，其中， 在浸漬容器中形成的液體體積(liquid volume)的深度連續(xù)增長的情況下，浸漬容器基本上保持在常壓，浸漬液體保持持續(xù)的較高溫度。而且，傳統(tǒng)的高壓間式供給裝置被定位在該浸漬容器之后，用以將浸漬過的木片供給到加壓的蒸煮器。這種常壓浸漬容器(稱
4作IMPBIN )系統(tǒng)確保了在低溫下對木片進行汽蒸和浸漬，從而在低次品體積(reject volume)和高紙漿質(zhì)量的情況下，很容易進行蒸煮。IMPBIN理念已經(jīng)在全世界的每天大約 3000至6000ADT的生產(chǎn)能力的工廠中被應(yīng)用于許多新的蒸煮系統(tǒng)中，并被證明獲得成功。 IMPBIN 系統(tǒng)的另一優(yōu)點在于，這種系統(tǒng)可在“冷頂部”控制下運轉(zhuǎn)，S卩，避免蒸汽的流失 (blow trough)，由此減少氣體處理系統(tǒng)中從木片驅(qū)散熱氣量所需的能量損失，并且所需的冷凝物大幅減少。IMPBIN 系統(tǒng)的方案已經(jīng)受到挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)的方式在木片料倉和汽蒸容器中使用額外的汽蒸系統(tǒng)，并且為了從木片清除全部空氣并使木片能夠在蒸煮器中沿正確的縱列方向運動，這種額外的汽蒸系統(tǒng)被認(rèn)為是必要的。然而，在預(yù)處理中，額外的汽蒸系統(tǒng)形成較高的木片溫度，并在隨后的浸漬步驟中，因蒸煮化學(xué)劑滲入木片中而使蒸煮化學(xué)劑有所消耗，從而阻止蒸煮化學(xué)劑滲入到木片的芯部，結(jié)果造成較高的次品量。盡管如此，IMPBIN 系統(tǒng)被證明非常成功地實現(xiàn)了木片的必要浸漬以及在蒸煮器內(nèi)順暢地沿縱列方向運動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及對蒸煮系統(tǒng)的進一步的改進和簡化，其中，安裝成本(即，投資成本) 和運轉(zhuǎn)成本均大幅降低。由于IMPBIN 系統(tǒng)的成功，所以，這種常規(guī)的浸漬理念可與實際的蒸煮器相結(jié)合， 從而獲得真實的“單體容器”蒸煮系統(tǒng)。通過這種結(jié)合，可實現(xiàn)多種主要優(yōu)點，例如·無需將蒸煮容器歸類為壓力容器；和 確保低壓浸漬，和·將木片輸送到加壓的蒸煮器的過程中無功率損失；和 非高壓輸送系統(tǒng)，和·不用在蒸煮器的頂部上安裝昂貴的頂部分離器；和·無需木片料倉、汽蒸容器以及木片斜槽等。以下部分所涉及的是常壓容器，這表示該容器不會被視作壓力容器，并且不涉及壓力容器所需的測試和證明。根據(jù)歐洲法律，如果該容器中所施加的壓力超過0.5巴，則該容器必須被歸類為壓力容器。因此，常壓容器的頂部中形成的壓力大體為常壓(即，0巴 (g))，或者高達0.5巴(g)的微小正壓或低至-0.5巴(g)的微小負壓。由于空氣會與原料(即，木片)一起進入容器中，并且從下層的木片體積中會漏出少量難聞的氣體，所以對于容器頂部中常壓狀態(tài)的受控通風(fēng)而言，通常最想要的情況是略微偏離標(biāo)準(zhǔn)常壓。優(yōu)選地， 所施行的正壓或負壓的增值僅為大約0. 1至0. 2巴，但是仍然可以將該容器視為常壓容器。 所形成的實際壓力由通風(fēng)系統(tǒng)和采取可靠的水封形式的并聯(lián)安全閥來控制。通過形成單體的豎直取向的常壓容器，使得整個蒸煮器的較熱處理區(qū)都能夠連續(xù)作業(yè)，并且無需準(zhǔn)備加壓蒸煮容器，也無需任何單獨的預(yù)處理系統(tǒng)以及任何高壓輸送裝置。 所應(yīng)用的原理與US 7，381，302中所示的浸漬容器IMPBIN 示出的原理類似，只是此時將該原理應(yīng)用于整個蒸煮工藝。整個容器的可能的溫度曲線由下面的圖表給出；
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)的蒸煮系統(tǒng)，包括單體的大體豎直取向的常壓容器，所述常壓容器具有用于容納粉碎的纖維素纖維原料的頂部和底部，在從所述容器的底部輸出蒸煮過的纖維材料之前，在所述容器內(nèi)對纖維材料進行汽蒸、制漿、浸漬以及蒸煮；計量裝置，其用以將纖維原料從所述容器的頂部連續(xù)地供給到所述容器中； 用于在所述容器中形成纖維原料的第一高度(CH LEV)的裝置； 用于在所述容器的頂部中形成壓力在+0.5到-0.5巴(g)范圍內(nèi)、大體為常壓的裝置； 用于在所述容器中形成液體的第二高度(LIQ LEV)的裝置，所述第二高度低于所述第一高度，因此，在所述容器中的總液體體積KLmm的上方形成成堆的纖維原料體積；用于將浸漬液體供給到所述總液體體積中的第一上部液體體積(Zl)的第一端的裝置；和用于將蒸煮液體供給到所述總液體體積中的第二下部液體體積m的第一端的裝置；和用于對所述總液體體積的第二下部液體體積中的蒸煮液體進行加熱的裝置(HE)；和用于從所述第二下部液體體積的另一端回收耗費的蒸煮液體的裝置；以及用于從所述容器的底部附近連續(xù)地回收蒸煮過的纖維原料漿并將所述纖維原料漿供給到隨后的后蒸煮系統(tǒng)(BW)的裝置，而且所述常壓容器是唯一的加工容器，在所述常壓容器中，纖維原料被浸漬和蒸煮到使得蒸煮過的纖維原料達到卡伯值低于100的程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，用于對蒸煮液體進行加熱的裝置包括第一液體環(huán)路管道，所述第一液體環(huán)路管道具有位于所述第一液體環(huán)路管道的第一端的、在所述容器的壁中的濾網(wǎng)( , ”)，位于所述第一液體環(huán)路管道的第二端的、在所述容器的中央的輸出管(CP2，CP2”)，以及位于所述第一液體環(huán)路管道中的泵(P2，P2”)，其中，使所述第一液體環(huán)路管道中的液體經(jīng)過加熱器(HE)，所述加熱器用于加熱在所述第一液體環(huán)路管道中循環(huán)的液體，而且，所述第一液體環(huán)路管道的第一端和第二端被定位在所述第二下部液體體積(Z2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，用于供給蒸煮液體(WLm)的裝置包括第二液體環(huán)路管道，所述第二液體環(huán)路管道具有位于所述第二液體環(huán)路管道的第一端的、在所述容器的壁中的濾網(wǎng)( , ’)，位于所述第二液體環(huán)路管道的第二端的、在所述容器的中央的輸出管(CP2，CP2’)，以及位于所述第二液體環(huán)路管道中的泵(P2，P2’)，其中，使所述第二液體環(huán)路管道中的液體經(jīng)過混和器，所述混和器用于將新的蒸煮化學(xué)劑(WLm)添加到在所述第二液體環(huán)路管道中循環(huán)的液體，而且，所述第二液體環(huán)路管道的第一端和第二端被定位在所述第二下部液體體積KL1、中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，用于對蒸煮液體進行加熱的裝置包括采取間接熱交換器形式的加熱器(HE)，在所述加熱器中，所使用的加熱介質(zhì)是蒸汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，用于供給浸漬液體的裝置至少部分用作從所述第二下部液體體積KL1、中的蒸煮區(qū)域回收的液體的液體源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，用于供給浸漬液體的裝置至少部分用作新的蒸煮化學(xué)劑(WLs)的液體源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，所述容器包括用于從所述第一上部液體體積(ZI)的另一端回收耗費的浸漬液體的裝置(SpP1)15
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，所述容器包括用于在所述容器中、所形成的液體高度附近的位置回收液體的裝置(S5，P5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，包含浸漬區(qū)域的所述第一上部液體體積 (Zl)具有至少17米的高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，包含蒸煮區(qū)域的所述第二下部液體體積 (Z2)具有至少30米的高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蒸煮系統(tǒng)，其中，包含浸漬區(qū)域和蒸煮區(qū)域的所述容器的總高度為至少70米高。
全文摘要
在一種連續(xù)的蒸煮系統(tǒng)中，通過使用單體的豎向常壓容器替代傳統(tǒng)的木片料倉、汽蒸容器、木片斜槽、高壓泵或者閘式供給裝置、浸漬容器和頂部分離器，而極大地簡化蒸煮系統(tǒng)。木片被很容易地供給到常壓容器的頂部，在容器中形成木片高度。處理液被添加到容器中，使得在木片高度(CH LEV)的下方形成具有液體高度(LIQ LEV)的總液體體積(Z1+Z2)。在常壓容器中，以連續(xù)增長的溫度和深度在總液體體積中實施浸漬步驟和隨后的蒸煮步驟，由此防止在這些步驟中發(fā)生煮沸，并優(yōu)選地減少在容器的頂部中木片表面的蒸汽流失。
文檔編號D21C7/00GK102203342SQ200980142887
公開日2011年9月28日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者安德烈·蒂爾克蒂 申請人:美卓造紙機械(瑞典)公司