專利名稱:溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,是采用傳統(tǒng)立鍋蒸煮設(shè)備,結(jié)合連續(xù)蒸煮技術(shù),使纖維原料制成溶解漿(化纖漿),并達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、降低消耗的目的。屬于紡織行業(yè)制漿技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
生產(chǎn)粘膠纖維的主要原材料是棉絨漿和溶解木漿,近年來由于棉花種植面積減少等因素,棉絨漿增量很少,因此溶解木漿成為增加粘膠纖維的唯一原料來源。溶解漿是經(jīng)過漂白、抽出有機(jī)溶劑等后的較純凈木漿、草漿。它經(jīng)過酸解去除了木質(zhì)素、半纖維素,保留α 纖維素。國內(nèi)目前90%以上的溶解漿生產(chǎn)企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)單鍋方式蒸煮,先在低溫環(huán)境下進(jìn)行裝鍋,利用熱源將蒸煮鍋加熱到170°C時(shí)進(jìn)行保溫,當(dāng)H因子(蒸煮過程中溫度與時(shí)間相對反應(yīng)速率)達(dá)到要求后,即可以將蒸煮鍋內(nèi)的漿液排出,完成一鍋紙漿的蒸煮。由于該方式在蒸煮液達(dá)到170°C時(shí)需要將蒸煮液排除才能進(jìn)行下一鍋的生產(chǎn),導(dǎo)致了熱能的巨大浪費(fèi)。傳統(tǒng)立鍋蒸煮的耗汽量大約0 4.5丨汽八漿);蒸煮溶解漿全程周期長(18-20 小時(shí)/鍋)。在上世紀(jì)八十年代,瑞典的Radar公司和美國Beloit公司合作開發(fā)了一種蒸煮方法,將蒸煮鍋內(nèi)的熱黑液收集貯存,然后在下一個(gè)蒸煮周期中回用其熱能。目前類似的蒸煮主要有下述三種方法1、RDH快速置換蒸煮法。2、SuperBatch超級間歇蒸煮法。3、DDS置換蒸煮法。RDH的專利屬于美國GLV公司,SuperBatch的專利屬于芬蘭Metso公司,DDS的專利屬于美國CPL公司。在中國同類的技術(shù)尚處于空白。這些方法的基本原理相同,其中以DDS蒸煮效果最佳,一般是將多個(gè)蒸煮鍋通過管道循環(huán)連接在一起,在相鄰兩個(gè)蒸煮鍋之間的管道上設(shè)置有儲(chǔ)液槽,1個(gè)儲(chǔ)液槽的容積需要蒸煮鍋容積的3倍。儲(chǔ)液槽內(nèi)槽儲(chǔ)存溫度較低的蒸煮液,外槽儲(chǔ)存溫度較高的蒸煮液。但是使用套槽,當(dāng)內(nèi)外壓力不均衡或內(nèi)外儲(chǔ)液量差異大造成壓力會(huì)導(dǎo)致槽被壓壞或壓扁。該工藝降低了能耗,循環(huán)的液體中含有殘余的化學(xué)藥品,增加了蒸煮反應(yīng)的選擇性,能夠把原料中更多的木質(zhì)素去除(蒸煮到較低的卡價(jià))并增加纖維的強(qiáng)度,減少了在漂白工段木質(zhì)素的去除量,易于漂白。該方式雖然有效節(jié)約了熱能,但是,在每個(gè)蒸煮鍋之間均設(shè)置大容積儲(chǔ)液槽,會(huì)導(dǎo)致廠房占地面積較大,設(shè)備投資較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,節(jié)能并能消除放鍋時(shí)廢氣對環(huán)境的污染。本發(fā)明的解決方案其特征在于,所述的方法為多個(gè)蒸煮鍋分別處于不同的工序, 工作時(shí),設(shè)定所有蒸煮鍋的酸置換時(shí)間t2,中和置換時(shí)間t5和堿回收置換時(shí)間t9都相同, 調(diào)整各蒸煮鍋之間的起始時(shí)間,使得各置換時(shí)間重合;當(dāng)?shù)秸糁蠊に嚵藭r(shí)間重合點(diǎn)開始置換時(shí),同時(shí)打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口,以及與蒸煮液儲(chǔ)液槽的啟閉裝置,使得每個(gè)置換的蒸煮鍋同時(shí)送入需要的液體并置換出的總量相等的蒸煮液,達(dá)到連續(xù)置換;置換完成后,同時(shí)關(guān)閉各啟閉裝置,進(jìn)入后續(xù)工序,等待下一次置換時(shí)間。具體地,采用多個(gè)具有蒸煮液進(jìn)口、蒸煮液出口的蒸煮鍋,每個(gè)鍋有一套獨(dú)立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng),每個(gè)蒸煮鍋獨(dú)立地通過啟閉結(jié)構(gòu)控制蒸煮液儲(chǔ)液輸入或輸出至儲(chǔ)液灌,每個(gè)蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置,每個(gè)蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口,其特征在于每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液出口均通過管路與其它各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口直接相通,任意兩個(gè)或多個(gè)蒸煮鍋都形成封閉循環(huán)連接;所述儲(chǔ)液槽為熱酸液槽;熱黑液;熱水槽;冷白液槽;熱白液槽和稀釋液槽。各儲(chǔ)液槽的容積為蒸煮鍋的1.5-2倍。每個(gè)蒸煮鍋連接有加熱裝置,每個(gè)蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口。每個(gè)鍋有一套獨(dú)立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng),在正常蒸煮的時(shí)候使用。為了節(jié)約能源消耗,所述蒸煮液儲(chǔ)液(高溫高壓的黑液)通過換熱器加熱白液或自來水,換熱后的蒸煮液儲(chǔ)液進(jìn)入儲(chǔ)液灌,熱水則通過熱水管送至其它需要用熱水的場所使用,如可將其送至蒸煮工藝后的洗漿工序中進(jìn)行洗漿操作,以充分利用能源。一個(gè)蒸煮周期的工藝如下(1)鍋裝填裝鍋的同時(shí)送入95°C以上熱水,邊裝料,邊送液,直至把鍋裝滿,此時(shí)鍋內(nèi)溫度為Tl ;(2)酸置換將熱水V1和熱酸液V2從裝填好的蒸煮鍋底部輸入,從頂部置換出水解液V3送至儲(chǔ)液槽;本蒸煮鍋內(nèi)溫度從Tl升溫至T2 ;置換時(shí)間t2 ;(3)水解升溫通入蒸汽升溫至T3,升溫耗時(shí)t3 ;(4)水解保溫溫度T4 = T3,保溫時(shí)間t4 ;(5)中和置換先從熱白液槽送來的熱白液V4迅速中和酸液;隨后分別將熱黑液 V5與需要補(bǔ)充的熱白液V6從蒸煮鍋底部輸入,從頂部置換出熱酸液V7,使得蒸煮鍋內(nèi)溫度降至T5,置換時(shí)間t5 ;置換出的熱酸液V7送入另一需要熱酸液的蒸煮鍋或熱酸液槽;置換出的中和液V8送蒸發(fā)工段,回收鹽;置換出的pH彡7的熱黑液V9進(jìn)入熱黑液槽;(6)中和保溫保溫溫度T6 = T5,保溫時(shí)間t6 ;(7)堿煮升溫經(jīng)過加熱器用蒸汽直接加熱到T7,加熱時(shí)間t7 ;(8)堿煮保溫溫度T8 = T7,堿煮時(shí)間偽;(9)堿回收置換當(dāng)蒸煮反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后,洗漿濾液Vltl送入蒸煮鍋底部,頂部置換出160°C以上的熱黑液V11,溫黑液V12到綜合槽;置換到最后鍋內(nèi)溫度由T8降至100°C以下 T9 ;置換時(shí)間時(shí)t9 ;(10)放鍋稀釋液泵送80°C稀黑液用紙漿泵抽出送進(jìn)噴放鍋,放鍋時(shí)的溫度tlO 低于95°C,放鍋完成后低于80°C,可進(jìn)行裝填鍋,運(yùn)行下一次循環(huán)蒸煮,放鍋時(shí)間tlO ;
工作時(shí),設(shè)定每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮工藝從裝填完成到放鍋前設(shè)定相同的工藝條件, 并且設(shè)定所有蒸煮鍋的3個(gè)置換時(shí)間都相同t2 = t5 = t9 ;調(diào)整各蒸煮鍋之間的時(shí)間間隔,使得置換時(shí)間重合,即在置換時(shí)間至少有兩個(gè)鍋處于工序2酸置換、工序5中和置換或工序9堿回收置換,且置換時(shí)間重合;當(dāng)?shù)搅藭r(shí)間重合點(diǎn)開始置換時(shí),同時(shí)打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口,以及與蒸煮液儲(chǔ)液槽的啟閉裝置,使得每個(gè)置換的蒸煮鍋同時(shí)送入需要的液體并置換出的總量相等的蒸煮液,達(dá)到連續(xù)置換;置換完成后,同時(shí)關(guān)閉各啟閉裝置,進(jìn)入后續(xù)工序,等待下一次置換時(shí)間。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是Tl = 60°C -70°C ;tl = 30_90min ;T2 = 150-155°C ;t2 = 25_40min ;T4 = T3 = 170-175°C, t3 = 20_30min ;t4 = 120_240min ;T6 = T5 = 150-160°C, t5 = 20_40min,t6 = 2_30min ;T8 = T7 = 165°C _175°C,t7 = 20_40min ;t8 = 30_90min ;T9 = IOO0C 以下,t9 = 20-40min ;tlO 低于 95°C,tl5_20min。進(jìn)一步地,置換時(shí)V^V2-鍋內(nèi)剩余空間=V3 ;V4+V5+V6 = VVV9 ;V10 = Vn+V12o其中,工序9置換出的V11即作為V5送入工序5的鍋中,剩余的部分送入熱黑液槽; 工序5中置換出的V7即作為V2送入工序2的鍋中,剩余的部分送入熱酸液槽,各輸送管道通過流量計(jì)自動(dòng)控制閥門。作為優(yōu)選的是各蒸煮鍋中,同時(shí)有3個(gè)鍋于工序2、5、9時(shí)間重合,實(shí)現(xiàn)一對二置換。比如,采用4個(gè)蒸煮鍋A、B、C、D,其中每次置換有三個(gè)鍋連續(xù)置換,另一個(gè)鍋處于保溫階段當(dāng)A鍋處于工序2酸置換的起始,B鍋處于工序5中和置換的起始,C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點(diǎn),工序9堿回收置換的起始,D鍋處于其它工序;同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得C鍋底部輸入洗漿濾液Vltl,頂部置換出的160°C以上的熱黑液V11作為V5直接送入B鍋底部,剩余的部分送入熱黑液槽,溫黑液V12送到綜合槽;B鍋頂部置換出的160°C _170°C熱酸液V6,其中的V2WA鍋底部輸入A鍋,A鍋頂部置換出的水解液V3進(jìn)入儲(chǔ)液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序5、C鍋工序9的置換, 直到下一次置換A鍋達(dá)到工序5,B鍋達(dá)到工序9,D鍋達(dá)到工序2,進(jìn)行上述類似的同時(shí)置換……依此類推。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式各蒸煮鍋中,同時(shí)有2個(gè)鍋于工序2、5重合,實(shí)現(xiàn)一對一置換。比如采用4個(gè)蒸煮鍋A、B、C、D,當(dāng)A鍋處于工序2酸置換的起始,B鍋處于工序5中和置換的起始,C鍋D鍋處于其它工序;同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得熱黑液槽來的熱黑液從B鍋底部送入進(jìn)行B鍋的工序 5中和置換,B鍋頂部置換出的熱酸液V6從A鍋底部輸入進(jìn)行A鍋的工序2酸置換,A鍋頂部置換出的水解液V3進(jìn)入儲(chǔ)液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序5,直到下一次置換。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式各蒸煮鍋中,同時(shí)有2個(gè)鍋于工序5、9重合,實(shí)現(xiàn)一對一置換。比如采用4個(gè)蒸煮鍋A、B、C、D,當(dāng)A鍋處于工序5的起始,B鍋處于工序9的起始, C鍋D鍋處于其它工序;則同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得B鍋底部輸入洗漿濾液,頂部置換出的熱黑液V11直接送入A鍋底部,進(jìn)行A鍋的工序5中和置換,A鍋頂部置換出的熱酸液V7 進(jìn)入熱酸液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋的工序5中和置換、B鍋工序9堿回收置換,直到下一次置換。上述實(shí)施方式中,若有某一鍋出現(xiàn)故障,則連續(xù)置換工藝中應(yīng)該由該出現(xiàn)故障的鍋接收的蒸煮液送入相應(yīng)的儲(chǔ)槽。本發(fā)明適用于各種木材、竹子原料,對原料沒有特殊要求;可隨時(shí)改變原料品種; 可以混合蒸煮不同的原料;可以同時(shí)分別蒸煮不同原料到同一硬度或不同硬度后再混合。 只需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整具體工藝參數(shù),使得復(fù)合上述置換條件即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、有效利用蒸煮熱能,節(jié)約蒸汽蒸煮系統(tǒng)是一個(gè)利用蒸煮液所含的熱能進(jìn)行置換加熱和熱交換的過程,蒸汽直接通入循環(huán)液中以升溫至最高溫度,效率高,升溫時(shí)間短, 因此有效的節(jié)約了蒸汽的用量,噸漿汽耗可達(dá)1. 5-2噸,比傳統(tǒng)間歇蒸煮節(jié)約蒸汽65%以上;2、放鍋溫度在100°C以下,沒有傳統(tǒng)蒸煮放鍋過程的臭氣和廢氣,消除大氣污染;3、提高溶解漿得率1_3%,增加產(chǎn)量,由于水解使用了回收的酸性水解液,使水解酸化時(shí)間縮短;4、蒸煮過程產(chǎn)生的熱能通過連續(xù)置換充分利用,反應(yīng)條件溫和均勻,蒸煮最高溫度只需160 170°C,因此可多保留a纖維素,充分除去半纖維素木質(zhì)素,使溶解漿的得率提高,產(chǎn)量增加;5、降低卡伯值,由于液體裝填階段用了酸液,有利于酸性水解過程中半纖維素的溶出;堿煮使用過量堿,不給木質(zhì)素縮合機(jī)會(huì),卡伯值得到降低,提高溶解漿品質(zhì)6、漂白化學(xué)品用量減少,降低了廢水排放負(fù)荷和廢水量由于卡伯值降低,使漂白所需的有效氯量減少,漂白藥品的消耗減少,同時(shí)也降低了漂白廢水量和污染負(fù)荷,節(jié)約了廢水處理費(fèi)用;7、溶解漿質(zhì)量均勻從下至上充滿液體置換,進(jìn)行大液比蒸煮,堿液和溫度分布均勻,使蒸煮出來的溶解漿質(zhì)量均勻;8、連續(xù)置換蒸煮工藝,兼有間歇和連續(xù)蒸煮的特點(diǎn),使連續(xù)置換蒸煮的流程簡單, 操作步驟簡化,因此新建項(xiàng)目的投資低;由于充分利用傳統(tǒng)間歇蒸煮的設(shè)備,新增設(shè)備少, 對現(xiàn)有的化纖廠進(jìn)行技術(shù)改造時(shí),投資成本比較低;9、對各種纖維原料適應(yīng)性強(qiáng),也可用于造紙用漿蒸煮和玉米芯水解生產(chǎn)糠醛。
圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中標(biāo)記為蒸煮液進(jìn)口 1、蒸煮液出口 2、蒸煮液裝鍋入口 3、漿料排出口 4、熱白液槽5、蒸煮液儲(chǔ)液槽6、熱蒸煮液儲(chǔ)液槽7、白液換熱器8、冷白液管9、熱白液管10、自來水換熱器11、自來水管12、熱水管13、高壓氣體管道14、稀釋液儲(chǔ)液槽15、洗漿段稀釋液輸入管路16、噴放鍋17、冷白液槽18、熱水槽19、蒸煮液加熱裝置20。圖2代表1個(gè)鍋的工藝條件曲線。圖3代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線0鍋),多條處于不同時(shí)間(橫坐標(biāo)),相同工藝條件的曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。圖4代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線,多條處于不同時(shí)間曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。圖5代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線,多條處于不同時(shí)間曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。圖6代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線,多條處于不同時(shí)間曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。圖7代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線,多條處于不同時(shí)間曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。圖8代表竹漿蒸煮得率與H因子的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法包括多個(gè)具有蒸煮液置換進(jìn)口 1、蒸煮液置換出口 2與蒸煮液裝鍋入口 3的蒸煮鍋,所述每個(gè)蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置20,每個(gè)蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口 4,所述每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路與其它各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口 1直接相通,且每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路連接有同一個(gè)蒸煮液儲(chǔ)液槽6,蒸煮液儲(chǔ)液槽6通過管路與每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液裝鍋入口 3相通。圖1中,蒸煮鍋為圖中的A、B、C、D四個(gè)鍋,當(dāng)然,也可以設(shè)置更多;另外,本實(shí)施方式中所述的每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路與其它各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口 1直接相通,是指蒸煮鍋之間直接連通,而不需要在每兩個(gè)蒸煮鍋之間設(shè)置儲(chǔ)液的槽。工作時(shí),設(shè)定各個(gè)蒸煮鍋相同的工藝條件和程序。10個(gè)工序如下(一個(gè)蒸煮周期)1、鍋裝填裝鍋的同時(shí)送入95°C以上熱水,邊裝料(竹片或其它待蒸煮物料),邊送液,直至把鍋裝滿,此時(shí)鍋內(nèi)溫度為Tl = 60°C-7(TC。本發(fā)明裝鍋也可以采用來自其它鍋的置換出的溫度較低的酸液或儲(chǔ)液槽中的溫酸液,裝鍋時(shí)間tl = 30-90min。2、酸置換將力熱水(135°C )和160°C _170°C的熱酸液V2從裝填好的蒸煮鍋底部輸入(為預(yù)水解提供酸性條件,使預(yù)水解快速進(jìn)行),從頂部置換出水解液V3送至儲(chǔ)液槽,可以用來裝填別的鍋。本蒸煮鍋內(nèi)溫度從Tl = 600C -70°c升溫至T2 = 150-155°c。置換時(shí)間t2 = 25-40min ;其中,V^V2 = V3在預(yù)水解過程中,由乙酰化聚糖釋放出的乙酸使水解液的PH值降到3 4,從而引
(橫坐標(biāo)),相同工藝條件的 (橫坐標(biāo)),相同工藝條件的 (橫坐標(biāo)),相同工藝條件的 (橫坐標(biāo)),相同工藝條件的起半纖維素的水解,使半纖維素從原料中分離出來。3、水解升溫置換完成后繼續(xù)升溫(通入蒸汽升溫)至T3 = 170-175 °C,升溫耗時(shí)t3 = 20-30min。4、水解(循環(huán))保溫溫度 T4 = T3 = 170_175°C,保溫時(shí)間 t4 = 120_240min ;升溫保溫時(shí),循環(huán)泵將蒸煮鍋內(nèi)的預(yù)水解液抽出來,經(jīng)過加熱器用蒸汽直接加熱后由蒸煮鍋的上下部進(jìn)入鍋內(nèi),進(jìn)行循環(huán)。5、中和置換當(dāng)預(yù)水解反應(yīng)達(dá)到預(yù)期的P因子控制(終)點(diǎn)時(shí),先從熱白液槽送來的V4熱白液(150-155°C )迅速中和酸液;隨后分別將160-170°C的熱黑液^與需要補(bǔ)充的熱白液 V6(145°C -150°C )從蒸煮鍋底部輸入,從頂部置換出V7熱酸液160°C _170°C,使得蒸煮鍋內(nèi)溫度降至T5 = 150-160°C,置換時(shí)間t5 = 20_40min,置換出的熱酸液V7可送入另一需要熱酸液的蒸煮鍋或熱酸液槽。V7送入另一需要熱酸液的蒸煮鍋多余的部分送入熱酸液槽。置換出的中和液V8 (處于酸堿臨界pH = 7)送蒸發(fā)工段,回收鹽。置換出的pH彡7的熱黑液V9進(jìn)入熱黑液槽。6、中和保溫(進(jìn)一步中和反應(yīng),并使得堿液滲透入料片中)酸液用堿中和置換完成后溫度T6 = T5 = 150-160°C,保溫時(shí)間t6 = 20-30min ;7、堿煮升溫循環(huán)泵將蒸煮鍋內(nèi)的蒸煮液抽出來,經(jīng)過加熱器用蒸汽直接加熱后由蒸煮鍋的上下部進(jìn)入鍋內(nèi),進(jìn)行循環(huán),達(dá)到T7 = 1650C _175°C,加熱時(shí)間t7 = 20-40min。8、堿煮保溫T8 = Τ7 = 165°C _175°C,堿煮時(shí)間 t8 = 30_90min ;由循環(huán)泵從蒸煮鍋內(nèi)的蒸煮液抽出來,經(jīng)過加熱器用蒸汽直接加熱蒸煮液體,加熱后由蒸煮鍋的上下部進(jìn)入鍋內(nèi)循環(huán)堿煮。堿煮重點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的H因子控制。H因子是制漿蒸煮過程中蒸煮溫度與蒸煮時(shí)間結(jié)合成德一個(gè)變數(shù)。InK= B - -γ-式中A和B味常數(shù),常數(shù)A = E/R,E是脫木素反應(yīng)活化能,R是氣體常數(shù)。在大量測定活化能的基礎(chǔ)上,取E = 32000卡/克分子,則A = 16113. T為絕對溫度,假定 IOO0C (373Κ)時(shí)反應(yīng)速率K為1,可以計(jì)算出不同溫度對應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)K。根據(jù)H因子=平均相對反應(yīng)速率*時(shí)間間隔,計(jì)算H因子。在一定條件下利用H 因子控制蒸煮終點(diǎn),從而穩(wěn)定成漿品質(zhì)與得率。本發(fā)明中,竹漿H因子控制在600-800 ;若采用針葉木漿,H因子控制在800-1200。 因?yàn)?,在用堿量一定的情況下,H因子過高會(huì)使得率急劇下降,成漿品質(zhì)受到影響;而H因子過低會(huì)造成生煮現(xiàn)象,渣率高,細(xì)漿得率下降。9、堿回收置換當(dāng)蒸煮反應(yīng)達(dá)到預(yù)期的控制(終)點(diǎn)時(shí),把來自洗漿的80°C左右的洗漿濾液Vltl
送入蒸煮鍋底部,頂部置換出160°C以上的熱黑液Vn,135°C左右的溫黑液V12到綜合槽,
一部分作為下一個(gè)蒸煮周期補(bǔ)充液,另一部分進(jìn)行堿回收;置換到最后鍋內(nèi)溫度由T8 =165-175°C降至T9 (100°C以下),等待放鍋。置換時(shí)間時(shí)t9 = 20_40min。置換量按蒸煮鍋容量的100-110%。Vltl = vn+v12。10、放鍋經(jīng)過洗漿濾液降溫的紙漿用紙漿泵抽出送進(jìn)噴放鍋,放鍋時(shí)的溫度tlO低于 95°C,放鍋完成后低于80°C,可進(jìn)行裝填鍋,運(yùn)行下一次循環(huán)蒸煮,放鍋時(shí)間tl5-20min。工作時(shí),多個(gè)蒸煮鍋分別處于不同的工序。比如以A、B、C、D四個(gè)蒸煮鍋為例,當(dāng)然,也可以設(shè)置更多蒸煮鍋。A、B、C、D四鍋分別間隔固定的時(shí)間(150min),每個(gè)鍋從裝填完成到放鍋前設(shè)定相同的工藝條件,如圖2。當(dāng)然,為了進(jìn)一步簡化操作,裝填工序和放鍋工序的工藝條件也可以相同。圖2代表1個(gè)鍋的工藝條件曲線。圖3代表多個(gè)鍋的工藝條件曲線G鍋,一對二置換工藝),4條處于不同時(shí)間(橫坐標(biāo)),相同工藝條件的曲線,(曲線形狀相同,位置不同)。從圖3可以看出,每個(gè)鍋的酸置換工序2、中和置換工序5、堿回收置換工序9相同的置換時(shí)間,即t2 = t5 = t9。有3個(gè)鍋同時(shí)處于工序2、5、9。當(dāng)?shù)搅藭r(shí)間重合點(diǎn),需要置換時(shí),同時(shí)打開需要置換的各鍋的蒸煮液置換進(jìn)口和蒸煮液置換出口,以及與蒸煮液儲(chǔ)液槽(熱酸液槽;熱黑液;熱水槽;冷白液槽;熱白液槽或稀釋液槽)的啟閉裝置,使得每個(gè)鍋送入蒸煮鍋的總量與置換出的總量相等VfV2-鍋內(nèi)剩余空間=V3 ;V4+V5+V6 = V7+V8+V9 ;V10 = Vn+V120其中,工序9的V11即作為V5送入工序5的鍋中,剩余的部分送入熱黑液槽;工序 5中的V7即作為V2送入工序2的鍋中,剩余的部分送入熱酸液槽。各輸送管道通過流量計(jì)自動(dòng)控制閥門。置換完成后,關(guān)閉個(gè)啟閉裝置,進(jìn)入后續(xù)工序,等待下一次置換時(shí)間。一對二置換(四個(gè)鍋中有三個(gè)鍋可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)置換,一個(gè)鍋連續(xù)地置換給另外兩個(gè)鍋)當(dāng)A鍋處于工序2的起始,B鍋處于工序5的起始,C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點(diǎn),工序 9的起始,D鍋處于其它工序(比如酸水解保溫工序)。則同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得C鍋底部輸入洗漿濾液Vltl,頂部置換出的160°C以上的熱黑液V11 = V5直接送入B鍋底部,進(jìn)行 B鍋的工序5 ; 135°C左右的溫黑液V12到綜合槽;B鍋頂部置換出的160°C-170°C熱酸液V6,其中的%部分從A鍋底部輸入A鍋,進(jìn)行A鍋的工序2,A鍋頂部置換出的水解液V3進(jìn)入儲(chǔ)液槽。置換時(shí)間達(dá)到(t2 = t5 = t9)后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序5、C 鍋工序9的置換,直到下一次置換A鍋達(dá)到工序5,B鍋達(dá)到工序9,D鍋達(dá)到工序2,進(jìn)行上述類似的同時(shí)置換?!来祟愅七M(jìn)行一對二置換。當(dāng)然,若某個(gè)鍋出現(xiàn)故障,不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán),也可以有兩個(gè)鍋之間進(jìn)行連續(xù)循環(huán)置換。兩個(gè)鍋在工序2、5、9的時(shí)間重合,比如一個(gè)鍋處于工序2起始時(shí)有另一鍋處于工序5起始,或一個(gè)鍋處于工序5起始時(shí)有另一鍋處于工序9起始。應(yīng)該由出現(xiàn)故障的鍋接收的蒸煮液送入相應(yīng)的儲(chǔ)槽即可。一對一置換比如當(dāng)A鍋處于工序2的起始,B鍋處于工序5的起始,C鍋D鍋處于其它工序。則同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,熱黑液送入B鍋底部,B鍋頂部置換出的熱酸液從A 鍋底部輸入,進(jìn)行A過的工序2,A鍋頂部置換出的裝填液進(jìn)入儲(chǔ)液槽。另一次連續(xù)置換時(shí) C鍋、D鍋進(jìn)行置換。或一對一置換比如當(dāng)A鍋處于工序5的起始,B鍋處于工序9的起始,C鍋D鍋處于其它工序。則同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得B鍋底部輸入洗漿濾液,頂部置換出的熱黑液直接送入A鍋底部,進(jìn)行A鍋的工序5,A鍋頂部置換出的熱酸液進(jìn)入熱酸液槽。另一次連續(xù)置換時(shí)C鍋、D鍋進(jìn)行置換。在上述實(shí)施方式中,所述熱白液槽5內(nèi)的白液可通過專設(shè)的加熱裝置進(jìn)行加熱, 但為了節(jié)約能源消耗,各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2與蒸煮液儲(chǔ)液槽6之間的管路上設(shè)置有白液換熱器8,所述白液換熱器8還連接有冷白液管9與熱白液管10,熱白液管10連接在白液換熱器8與熱白液槽5之間。前面實(shí)施方式中提到,在進(jìn)行蒸煮液置換時(shí),其中一個(gè)蒸煮鍋需要將蒸煮液放至蒸煮液儲(chǔ)液槽6內(nèi),這時(shí),該蒸煮液流經(jīng)白液換熱器8,冷白液從冷白液槽18經(jīng)冷白液管9也流經(jīng)白液換熱器8進(jìn)行換熱,換熱后,蒸煮液仍然流至蒸煮液儲(chǔ)液槽6內(nèi),而換熱后的熱白液則通過熱白液管10流至熱白液槽5內(nèi),很好地利用了蒸煮液的熱能對白液進(jìn)行加熱,節(jié)約了能源。在上述實(shí)施方式中,由于對冷白液的換熱僅需用很少一部分蒸煮液的熱量,而為了能充分利用該熱量,各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2與蒸煮液儲(chǔ)液槽6之間的管路上還設(shè)置有自來水換熱器11,所述自來水換熱器11與白液換熱器8并聯(lián)布置,自來水換熱器11 還連接有自來水管12與熱水管13。冷水從自來水管12流經(jīng)自來水換熱器11換熱,換熱后的蒸煮液流至蒸煮液儲(chǔ)液槽6內(nèi),熱水則通過熱水管13送至熱水槽19進(jìn)行儲(chǔ)存,再送至其它需要用熱水的場所使用,如可將其送至蒸煮工藝后的洗漿工序中進(jìn)行洗漿操作。為便于放鍋操作,在每個(gè)蒸煮鍋頂部連接有高壓氣體管道14。當(dāng)需要放鍋時(shí),通過高壓氣體管道14往蒸煮鍋內(nèi)通入高壓氣體,從而也能很好地將蒸煮鍋內(nèi)的漿液排出。實(shí)施例1四個(gè)蒸煮鍋一對二置換整個(gè)蒸煮周期有10個(gè)工序
工序1 裝鍋2 酸置換3 水解升溫4 水解(循環(huán))保溫5 中和置換6 中和保溫7 堿煮升溫8 堿煮保溫9 堿回收置換10 放鍋時(shí)間 (min)9025202402520201202515溫度 (°C)701501701701501501651659580 置換量工序2酸置換5中和置換9堿回收置換輸入液體(m3)熱水V1 (82)熱白液 20洗漿濾液 Vio (180)熱酸液V2 (82)熱黑液V5 112 熱白液W 48置換出的液體(m3)水解液V3 (111.5)熱酸液V7 (130)160°C以上的熱黑液W1 (112)中和液V8 (34) PH彡7的熱黑液(26)溫黑液V12 (68)具體步驟如下1、B鍋裝鍋啟動(dòng)裝鍋風(fēng)機(jī),裝鍋同時(shí)從熱水槽送入52. 5m3熱水(95°C )或酸液(固液體積比 1 2.5),直至把鍋裝滿。關(guān)閉鍋蓋閥,啟動(dòng)藥液循環(huán)泵,開始循環(huán),鍋內(nèi)溫度為65-70°C等待升溫。說明1.絕干料片35t ;2.料片水分50% .帶水35m3 ;3.補(bǔ)充熱水 52. 5m3 ;4.鍋內(nèi)剩余空間52. 5m3 ;2、B鍋酸液置換裝鍋完成,B鍋?zhàn)陨泶蜓h(huán)(如圖1),然后從熱水槽先送入135°C熱水82m3,然后從熱酸液槽或來自C鍋的熱酸液(160°C -170°C )送入82m3,同時(shí)從鍋頂部置換出111.5m3 水解液(裝填液、溫酸液、熱酸液的混合液)去水處理(或送到A鍋進(jìn)行裝填)。置換完成后B鍋?zhàn)陨泶蜓h(huán),這時(shí)鍋內(nèi)溫度為145°C -150°C。等待繼續(xù)升溫。說明1、加入置換熱水量82m3 ;2、加入置換酸液量82m3 ;3、排出水解液量為82+82-52. 5 (鍋內(nèi)剩余空間)=111. 5m33、B鍋水解升溫保溫通過蒸煮鍋蒸汽加熱器先把鍋內(nèi)溫度加到170°C。4、B鍋水解循環(huán)保溫保溫240分鐘。5、酸中和置換水解反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)(保溫240分鐘)后,從熱白液槽送來145°C _150°C的20m3熱白液迅速中和酸液。分別從來自C鍋的160-165°C熱黑液112m3和48m3熱白液送入B鍋,從B鍋頂部置換出鍋內(nèi)130m3(含IOm3冷凝水)的160°C _170°C熱酸液(設(shè)定量,以PH < 7為界)。熱酸液中的82 (m3)進(jìn)入A鍋進(jìn)行酸置換,剩余的自動(dòng)切換至熱酸液槽。處于酸堿臨界的中和液34m3進(jìn)入綜合槽后經(jīng)熱交換送蒸發(fā)工段。其余PH彡7的熱黑液^m3進(jìn)入熱黑液槽。置換完成后鍋內(nèi)溫度為145°C _150°C。6、中和保溫保溫20min。7、堿煮升溫在堿煮升溫中,送入145°C-150°C熱白液32m3,置換出145°C _150°C熱黑液32m3送入熱黑液槽。說明送入總的白液量為IOOm3 工序5中和置換時(shí)加入熱白液V4 QOm3),熱白液 V6 (48m3),堿煮升溫加入32 (m3)。8、堿煮保溫保溫120min。等待堿煮終點(diǎn)后做回收。9、堿回收置換當(dāng)蒸煮反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí),從回收槽(來自洗漿的稀黑液)送80°C稀黑液180m3送到蒸煮鍋。置換出160°C以上的112m3 (含IOm3冷凝水)(設(shè)定值)熱黑液送到A鍋進(jìn)行堿置換或送到熱黑液槽,135°C以下的溫黑液68m3到綜合槽,最后鍋內(nèi)溫度降到100°C以下,等待放鍋。10、放鍋通過稀釋液泵送80°C稀黑液116. 2m3到B鍋,啟動(dòng)放鍋泵抽漿送入噴放鍋。送入鍋內(nèi)的稀黑液為116. 2m3。
權(quán)利要求
1.溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,采用多個(gè)蒸煮鍋,其特征在于多個(gè)蒸煮鍋分別處于不同的工序,工作時(shí),設(shè)定所有蒸煮鍋的酸置換時(shí)間t2,中和置換時(shí)間t5和堿回收置換時(shí)間 t9都相同,調(diào)整各蒸煮鍋之間的起始時(shí)間,使得各置換時(shí)間重合;當(dāng)?shù)秸糁蠊に嚵藭r(shí)間重合點(diǎn)開始置換時(shí),同時(shí)打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口,以及與蒸煮液儲(chǔ)液槽的啟閉裝置,使得每個(gè)置換的蒸煮鍋同時(shí)送入需要的液體并置換出的總量相等的蒸煮液,達(dá)到連續(xù)置換;置換完成后,同時(shí)關(guān)閉各啟閉裝置,進(jìn)入后續(xù)工序,等待下一次置換時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于采用多個(gè)具有蒸煮液進(jìn)口、蒸煮液出口的蒸煮鍋,每個(gè)鍋有一套獨(dú)立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng),每個(gè)蒸煮鍋獨(dú)立地通過啟閉結(jié)構(gòu)控制蒸煮液儲(chǔ)液輸入或輸出至儲(chǔ)液灌,每個(gè)蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置,每個(gè)蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口,其特征在于每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液出口均通過管路與其它各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液換進(jìn)口直接相通,任意兩個(gè)或多個(gè)蒸煮鍋都形成封閉循環(huán)連接;一個(gè)蒸煮周期的工藝如下(1)鍋裝填裝鍋的同時(shí)送入95°C以上熱水,邊裝料,邊送液,直至把鍋裝滿,此時(shí)鍋內(nèi)溫度為Tl ;(2)酸置換將熱水V1和熱酸液V2從裝填好的蒸煮鍋底部輸入,從頂部置換出水解液 V3送至儲(chǔ)液槽;本蒸煮鍋內(nèi)溫度從Tl升溫至T2 ;置換時(shí)間t2 ;(3)水解升溫通入蒸汽升溫至T3,升溫耗時(shí)t3;(4)水解保溫溫度T4= T3,保溫時(shí)間t4 ;(5)中和置換先從熱白液槽送來的熱白液V4迅速中和酸液;隨后分別將熱黑液^與需要補(bǔ)充的熱白液V6從蒸煮鍋底部輸入,從頂部置換出熱酸液V7,使得蒸煮鍋內(nèi)溫度降至 T5,置換時(shí)間t5 ;置換出的熱酸液V7送入另一需要熱酸液的蒸煮鍋或熱酸液槽;置換出的中和液V8送蒸發(fā)工段,回收鹽;置換出的PH彡7的熱黑液V9進(jìn)入熱黑液槽;(6)中和保溫保溫溫度T6= T5,保溫時(shí)間t6 ;(7)堿煮升溫經(jīng)過加熱器用蒸汽直接加熱到T7,加熱時(shí)間t7;(8)堿煮保溫溫度T8= T7,堿煮時(shí)間偽;(9)堿回收置換當(dāng)蒸煮反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后,洗漿濾液Vltl送入蒸煮鍋底部,頂部置換出 160°C以上的熱黑液V11,溫黑液V12到綜合槽;置換到最后鍋內(nèi)溫度由T8降至100°C以下T9 ; 置換時(shí)間時(shí)t9 ;(10)放鍋稀釋液泵送80°C稀黑液用紙漿泵抽出送進(jìn)噴放鍋,放鍋時(shí)的溫度tlO低于 95°C,放鍋完成后低于80°C,可進(jìn)行裝填鍋,運(yùn)行下一次循環(huán)蒸煮,放鍋時(shí)間tlO ;工作時(shí),設(shè)定每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮工藝從裝填完成到放鍋前設(shè)定相同的工藝條件,并且設(shè)定所有蒸煮鍋的3個(gè)置換時(shí)間都相同t2 = t5 = t9 ;調(diào)整各蒸煮鍋之間的時(shí)間間隔,使得置換時(shí)間重合,即在置換時(shí)間至少有兩個(gè)鍋處于工序2酸置換、工序5中和置換或工序9 堿回收置換,且置換時(shí)間重合;當(dāng)?shù)搅藭r(shí)間重合點(diǎn)開始置換時(shí),同時(shí)打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口,以及與蒸煮液儲(chǔ)液槽的啟閉裝置,使得每個(gè)置換的蒸煮鍋同時(shí)送入需要的液體并置換出的總量相等的蒸煮液,達(dá)到連續(xù)置換;置換完成后,同時(shí)關(guān)閉各啟閉裝置,進(jìn)入后續(xù)工序, 等待下一次置換時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于 Tl = 60°C -70°C ;tl = 30-90min ;T2 = 150-155°C ;t2 = 25_40min ;T4 = T3 = 170-175°C, t3 = 20-30min ;t4 = 120-240min ;T6 = T5 = 150-160°C, t5 = 20-40min, t6 = 2_30min ;T8 = T7 = 165°C -175°C, t7 = 20-40min ;t8 = 30-90min ;T9 = 100°C 以下,t9 = 20-40min ;tlO 低于 95°C, tl5-20min ;置換時(shí),各蒸煮鍋內(nèi)置換量如下Vi+V2-鍋內(nèi)剩余空間=V3 ;VVV6 = VVv9 ; V10 = vn+v12 ;其中,工序9置換出的V11即作為V5送入工序5的鍋中,剩余的部分送入熱黑液槽;工序5中置換出的V7即作為V2送入工序2的鍋中,剩余的部分送入熱酸液槽,各輸送管道通過流量計(jì)自動(dòng)控制閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于各蒸煮鍋中,同時(shí)有 3個(gè)鍋于工序2、5、9時(shí)間重合,實(shí)現(xiàn)一對二置換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于采用4個(gè)蒸煮鍋A、 B、C、D,其中每次置換有三個(gè)鍋連續(xù)置換,另一個(gè)鍋處于保溫階段當(dāng)A鍋處于工序2酸置換的起始,B鍋處于工序5中和置換的起始,C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點(diǎn),工序9堿回收置換的起始,D鍋處于其它工序;同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得C鍋底部輸入洗漿濾液Vltl,頂部置換出的160°C以上的熱黑液V11作為V5直接送入B鍋底部,剩余的部分送入熱黑液槽,溫黑液V12送到綜合槽;B鍋頂部置換出的160°C -170°C熱酸液V6,其中的V2從A鍋底部輸入A鍋,A鍋頂部置換出的水解液V3進(jìn)入儲(chǔ)液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序5、C鍋工序9的置換,直到下一次置換A鍋達(dá)到工序5,B鍋達(dá)到工序9,D鍋達(dá)到工序2,進(jìn)行上述類似的同時(shí)置換…… 依此類推。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于各蒸煮鍋中,同時(shí)有 2個(gè)鍋于工序2、5重合,實(shí)現(xiàn)一對一置換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于采用4個(gè)蒸煮鍋A、 B、C、D,當(dāng)A鍋處于工序2酸置換的起始,B鍋處于工序5中和置換的起始,C鍋D鍋處于其它工序;同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得熱黑液槽來的熱黑液從B鍋底部送入進(jìn)行B鍋的工序5中和置換,B鍋頂部置換出的熱酸液V6從A鍋底部輸入進(jìn)行A鍋的工序2酸置換,A鍋頂部置換出的水解液V3進(jìn)入儲(chǔ)液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序5, 直到下一次置換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于各蒸煮鍋中,同時(shí)有 2個(gè)鍋于工序5、9重合,實(shí)現(xiàn)一對一置換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于采用4個(gè)蒸煮鍋A、 B、C、D,當(dāng)A鍋處于工序5的起始,B鍋處于工序9的起始,C鍋D鍋處于其它工序;則同時(shí)打開相應(yīng)的閥門,使得B鍋底部輸入洗漿濾液,頂部置換出的熱黑液V11直接送入A鍋底部,進(jìn)行A鍋的工序5中和置換,A鍋頂部置換出的熱酸液V7進(jìn)入熱酸液槽;置換時(shí)間達(dá)到后,同時(shí)關(guān)閉閥門,結(jié)束A鍋的工序5中和置換、B鍋工序9堿回收置換,直到下一次置換。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,其特征在于若有某一鍋出現(xiàn)故障,則連續(xù)置換工藝中應(yīng)該由該出現(xiàn)故障的鍋接收的蒸煮液送入相應(yīng)的儲(chǔ)槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶解漿連續(xù)置換蒸煮工藝,是采用傳統(tǒng)立鍋蒸煮設(shè)備,結(jié)合連續(xù)蒸煮技術(shù),使纖維原料制成溶解漿(化纖漿),并達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、降低消耗的目的。本發(fā)明溶解漿蒸煮工藝,采用多個(gè)蒸煮鍋,每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液出口均通過管路與其它各個(gè)蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口直接相通,任意兩個(gè)或多個(gè)蒸煮鍋都形成封閉循環(huán)連接;工作時(shí),設(shè)定每個(gè)蒸煮鍋的蒸煮工藝從裝填完成到放鍋前設(shè)定相同的工藝條件,并且設(shè)定所有蒸煮鍋的3個(gè)置換時(shí)間都相同;調(diào)整各蒸煮鍋之間的時(shí)間間隔,使得置換時(shí)間重合,即在置換時(shí)間至少有兩個(gè)鍋處于工序酸置換、工序中和置換或工序9堿回收置換,且置換時(shí)間重合,于時(shí)間重合點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行連續(xù)置換。
文檔編號D21C3/24GK102251423SQ20111021371
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者曲傳武 申請人:曲傳武