專利名稱：紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙漿連續(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)，使纖維原料制成紙漿，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。屬于造紙行業(yè)制漿技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在紙漿生產(chǎn)中，90 %以上生產(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時進(jìn)行保溫，當(dāng)H因子(蒸煮過程中溫度與時間相對反應(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。傳統(tǒng)立鍋蒸煮的耗汽量大約(2. 2 2. 5t汽/t漿)；蒸煮全程周期長(5-6小時/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，然后在下一個蒸煮周期中回用其熱能。目前類似的蒸煮主要有以下述三種方法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。這些方法的基本原理相同，其中以DDS蒸煮效果最佳，一般是將多個蒸煮鍋通過管道循環(huán)連接在一起，在相鄰兩個蒸煮鍋之間的管道上設(shè)置有儲液槽，同時，各蒸煮鍋連接有加熱設(shè)備。1個儲液槽的容積需要蒸煮鍋容積的3倍。儲液槽內(nèi)槽儲存溫度較高的蒸煮液，外槽儲存溫度較低的蒸煮液，以減少溫?fù)p。但是使用套槽，當(dāng)內(nèi)外壓力不均勻或內(nèi)外儲液量造成壓力容易導(dǎo)致內(nèi)槽受壓損壞。該方式雖然有效節(jié)約了熱能，但是，在每個蒸煮鍋之間均設(shè)置大容積儲液槽，會導(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紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，節(jié)能并能消除放鍋時廢氣對環(huán)境的污染。本發(fā)明的解決方案其特征在于，所述的方法為多個蒸煮鍋具有溫度梯度，處于蒸煮周期不同的工序，當(dāng)其中一個蒸煮鍋達(dá)到蒸煮終點后需要進(jìn)行放鍋處理，則將該鍋內(nèi)的高溫蒸煮液排到下一鍋，而下一鍋的蒸煮液則排至再下一鍋中，即各鍋內(nèi)的蒸煮液進(jìn)行循環(huán)置換；置換完成后，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序，等待下一次置換時間。作為優(yōu)選的，多個蒸煮鍋具有溫度梯度，處于蒸煮周期不同的工序，工作時，設(shè)定所有蒸煮鍋的初級蒸煮時間t2、中級蒸煮時間t3和堿回收置換時間t6相同，調(diào)整各蒸煮鍋之間的起始時間，使得各置換時間重合；當(dāng)?shù)搅苏糁蠊に嚂r間重合點開始置換時，同時打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口，以及與蒸煮液儲液槽的啟閉裝置，使得每個置換的蒸煮鍋同時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，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序，等待下一次置換時間。具體地，采用多個具有蒸煮液進(jìn)口、蒸煮液出口的蒸煮鍋，每個鍋有一套獨立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng)，每個蒸煮鍋獨立地通過啟閉結(jié)構(gòu)控制蒸煮液儲液輸入或輸出至儲液灌，每個蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置，每個蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口，其特征在于每個蒸煮鍋的蒸煮液出口均通過管路與其它各個蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口直接相通，任意兩個或多個蒸煮鍋都形成封閉循環(huán)連接；所述儲液槽為熱黑液；熱水槽；冷白液槽；熱白液槽和稀釋液槽。各儲液槽的容積為蒸煮鍋的1. 5-2倍。每個蒸煮鍋連接有加熱裝置，每個蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口。每個鍋有一套獨立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng)，在正常蒸煮的時候使用。為了節(jié)約能源消耗，所述蒸煮液儲液(高溫高壓的黑液)通過換熱器加熱白液或自來水，換熱后的蒸煮液進(jìn)入儲液灌，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序后的洗漿工序中進(jìn)行洗漿使用，以充分利用能源。一個蒸煮周期的工藝如下1、鍋裝填裝鍋的同時送入冷黑液槽的冷黑液(80°C左右)，邊裝待蒸煮材料(竹片)，邊送液，直至把鍋裝滿，此時鍋內(nèi)溫度為Tl。裝鍋時間tl = 20_40min。2、初級蒸煮從蒸煮鍋的底部通入T2’的熱黑液V21，同時補(bǔ)充白液V22，從蒸煮鍋頂部置換出 100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。 升溫時間t2，本蒸煮鍋的溫度從Tl升至T2。3、中級蒸煮；從蒸煮鍋的底部通入T6’的熱黑液V31，從蒸煮鍋頂部置換出T2’的熱黑液V33到初級蒸煮鍋，135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。升溫時間t3，本蒸煮鍋的溫度從T2升至 T3。4、蒸汽升溫升溫時間t4，本蒸煮鍋的溫度從T3升至T4。5、保溫蒸煮保溫時間t5，溫度T5 = T4。6、堿回收置換當(dāng)蒸煮到達(dá)終點后(H因子達(dá)到終點)，從回收槽送80°C的稀黑液V61到蒸煮鍋， 置換出T6’的熱黑液V63到中級蒸煮鍋，T6”的熱黑液V62到初級蒸煮鍋，T6”以下的溫黑液V64到溫黑液槽，最后蒸煮鍋內(nèi)溫度為100°C以下，置換時間t6。7、放鍋降溫后的紙漿啟動放鍋泵把漿送入噴放鍋，放鍋時間t7。工作時，設(shè)定每個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個置換時間都相同t2 = t3 = t6 ；調(diào)整各蒸煮鍋之間的時間間隔，使得置換時間重合，即在置換時間至少有兩個鍋處于工序2初級蒸煮、工序3中級蒸煮或工序6堿回收置換，且置換時間重合；當(dāng)?shù)搅藭r間重合點開始置換時，同時打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口，以及與蒸煮液儲液槽的啟閉裝置，使得每個置換的蒸煮鍋同時送入需要的液體并置換出總量相等的蒸煮液，達(dá)到連續(xù)置換；置換完成后，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序， 等待下一次置換時間。工作時，多個蒸煮鍋分別處于不同的工序。蒸煮鍋的個數(shù)越多，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)置換的鍋也越多。比如設(shè)置5個蒸煮鍋，可以實現(xiàn)一對一置換，一對二置換或一對三置換，一對四置換等等。本發(fā)明的一個實施方式是Tl = 60-70"C ；tl = 20_40min ；T2 = 130-135°C ；t2 = 20_40min ；T2，= 135_150°C ；T2” = 110_135°C ；T3 = 140-150°C ；t3 = 20_40min ；T2，= 135_150°C ；Τ6，= 150_170°C ；T4 = 165-170°C ；t4 = 20_40min ；T5 = T4 = 165-170°C ；t5 = 30_90min ；T6，= 150-170°C，T6” = 135_150°C，T6”，= 135°C 以下；t6 = 20_40min ；t7 = 15-20min ；進(jìn)一步地，置換時V21+V22-鍋內(nèi)剩余空間=V23+V24V31+V32 = V33+V34V61 = V63+V62+V64V63 = V31，中級蒸煮鍋輸入的熱黑液V31來自堿回收置換時置換出的熱黑液V63 或來自熱黑液槽。V33 = V21或V62 = V21，初級蒸煮鍋輸入的熱黑液V21來自中級蒸煮鍋置換出的熱黑液V33，或來自堿回收置換時置換出的熱黑液V62或來自熱黑液槽。具體地，本發(fā)明的一個實施方式1、鍋裝填裝鍋的同時送入冷黑液槽的冷黑液(80°C左右)，邊裝待蒸煮材料(竹片)，邊送液，直至把鍋裝滿，此時鍋內(nèi)溫度為Tl = 60-70°C，裝鍋時間tl = 20-40min。2、初級蒸煮從蒸煮鍋的底部通入T2，= 135-150°C的熱黑液V21，同時補(bǔ)充白液V22(150-155°C )，從蒸煮鍋頂部置換出100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。升溫時間t2 = 20-40min，本蒸煮鍋的溫度升至T2 = 130-i;35°C。3、中級蒸煮；從蒸煮鍋的底部通入150-170°C的熱黑液V31，同時補(bǔ)充白液V32 (150_155°C )，從蒸煮鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33到初級蒸煮鍋，135°C以下的溫黑液V34 到黑液槽。本蒸煮鍋的溫度升至T3 = 140-150°C，升溫時間t3 = 20-40min。4、蒸汽升溫升溫時間t4 = 20-40min，溫度升至"Γ4 = 165_170°C，補(bǔ)充白液V42(150-155°C )。其中，可以根據(jù)實際工藝，設(shè)置V12+V32 = V42*50%, V12 = V32。比如，總的熱白液用量為料片的18%，則V12 = V32 = 3%, V42 = 12%。5、保溫蒸煮保溫時間 t5 = 30-90min，溫度 T5 = T4 = 165_170°C。6、堿回收置換當(dāng)蒸煮到達(dá)終點后(H因子達(dá)到終點)，從回收槽送80°C的稀黑液V61到蒸煮鍋底部，頂部置換出T6，= 150-170°C的熱黑液V63到中級蒸煮鍋，T6” = 135_150°C的熱黑液 V62到初級蒸煮鍋，T6”’=135°C以下的溫黑液V64到溫黑液槽，最后蒸煮鍋內(nèi)溫度為100°C 以下。置換時間t6 = 20-40min。7、放鍋:t7 = 15_20min。 降溫后的紙漿啟動放鍋泵把漿送入噴放鍋。工作時，多個蒸煮鍋分別處于不同的工序。比如以A、B、C、D四個蒸煮鍋為例，當(dāng)然，也可以設(shè)置更多。蒸煮鍋的個數(shù)越多，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)置換的鍋也越多。比如設(shè)置5個蒸煮鍋，可以實現(xiàn)一對一置換，一對二置換或一對三置換，一對四置換等等。其中，工序6置換出的V31即作為V63送入工序3的蒸煮鍋中，V62作為V21送入工序2的蒸煮鍋中，剩余的部分送入溫黑液槽；工序3中置換出的^3即作為V21送入工序2的鍋中，剩余的部分送入溫黑液槽，各輸送管道通過流量計自動控制閥門。比如A、B、C、D四鍋分別間隔固定的時間，每個鍋從裝填完成到放鍋前設(shè)定相同的工藝條件。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。當(dāng) A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始；同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = 135_150°C的熱黑液V62作為 V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2，= 135-150°C的熱黑液V33輸送至初級蒸煮鍋D鍋；135°C以下的黑液V34到黑液槽；A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110_i;35°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110_i;35°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。作為優(yōu)選的是各蒸煮鍋中，同時有3個鍋分別于工序2、3、6時間重合，實現(xiàn)一對
三置換或一對二置換。比如，1、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于初級蒸煮置換的起始。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i:35-150°C的熱黑液V62作為 V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33輸送至初級蒸煮鍋D鍋。135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液 V23到冷黑液槽，T2”= 110-135°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。2、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i:35-150°C的熱黑液V62作為 V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33輸送至熱黑液槽，或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， 直到下一次置換……依此類推。3、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于初級蒸煮置換的起始。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i;35-150°C的熱黑液V62輸送至初級蒸煮鍋D鍋。B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液 V23到冷黑液槽，T2”= 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。4、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6”= 135_150°C的熱黑液V62輸送至至熱黑液槽，或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。B鍋頂部置換出T2’= 135-150°C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， 直到下一次置換……依此類推。上述實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)的儲槽，進(jìn)行一對一置換。
本發(fā)明適用于各種木材、竹子原料，對原料沒有特殊要求；可隨時改變原料品種； 可以混合蒸煮不同的原料；可以同時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)實際情況調(diào)整具體工藝參數(shù)，使得符合上述置換條件即可。本發(fā)明的優(yōu)點是1、有效利用蒸煮熱能，節(jié)約蒸汽蒸煮系統(tǒng)是一個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，升溫時間短， 因此有效的節(jié)約了蒸汽的用量，噸漿汽耗可達(dá)0. 8噸以下，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、提高紙漿得率1_3%，增加產(chǎn)量，由于蒸煮溫度通過置換逐步提高，反應(yīng)條件溫和均勻，蒸煮最高溫度只需160 170°C，因此可多保留纖維素和半纖維素，使紙漿的得率提高，產(chǎn)量增加；4、降低卡伯值，提高紙漿強(qiáng)度由于液體裝填階段用了黑液和白液，有利于蒸煮過程中木質(zhì)素的溶出，使卡伯值得到降低，再者溫液置換過程已大量脫木質(zhì)素，故在熱液置換時用堿量減少，因此對纖維素的破壞減少，故有效的維持了紙漿的物理強(qiáng)度，和傳統(tǒng)蒸煮比較，相同卡伯值時原漿強(qiáng)度提高2 4% ；5、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，同時也降低了漂白廢水量和污染負(fù)荷，節(jié)約了廢水處理費用；6、紙漿質(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，使蒸煮出來的紙漿質(zhì)量均勻；7、連續(xù)置換蒸煮工藝，兼有間歇和連續(xù)蒸煮的特點，使連續(xù)置換蒸煮的流程簡單， 操作步驟簡化，因此新建項目的投資低；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)有的紙漿廠進(jìn)行技術(shù)改造時，投資成本比較低；8、對各種纖維原料適應(yīng)性強(qiáng)，也可用于人纖漿蒸煮。


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、蒸煮液儲液槽6、熱黑液槽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個鍋的工藝條件曲線。橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是溫度。圖3代表多個鍋的工藝條件曲線(A、B、C、D共4個鍋)，4條處于不同時間(橫坐標(biāo))，相同工藝條件的曲線，(曲線形狀相同，位置不同)。橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是溫度。
具體實施例方式本發(fā)明方法包括多個具有蒸煮液置換進(jìn)口 1、蒸煮液置換出口 2與蒸煮液裝鍋入口 3的蒸煮鍋，所述每個蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置20，每個蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口 4，所述每個蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路與其它各個蒸煮鍋的蒸煮液置換進(jìn)口 1直接相通，且每個蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路連接有同一個蒸煮液儲液槽6，蒸煮液儲液槽6通過管路與每個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四個鍋，當(dāng)然，也可以設(shè)置更多；另外，本實施方式中所述的每個蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2均通過管路與其它各個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，而不需要在每兩個蒸煮鍋之間設(shè)置儲液的槽。工作時，設(shè)定各個蒸煮鍋相同的工藝條件和程序。1、鍋裝填裝鍋的同時送入冷黑液槽的冷黑液(80°C左右)，邊裝待蒸煮材料(竹片)，邊送液，直至把鍋裝滿，此時鍋內(nèi)溫度為Tl = 60-70°C，裝鍋時間tl = 20-40min。2、初級蒸煮從蒸煮鍋的底部通入T2，= 135-150°c的熱黑液V21，同時補(bǔ)充白液V22(150-155°C )，從蒸煮鍋頂部置換出100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。升溫時間t2 = 20-40min，本蒸煮鍋的溫度升至T2 = 130-i;35°C。3、中級蒸煮；從蒸煮鍋的底部通入150-170°C的熱黑液V31，同時補(bǔ)充白液V32 (150_155°C )，從蒸煮鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33到初級蒸煮鍋，135°C以下的溫黑液V34 到黑液槽。本蒸煮鍋的溫度升至T3 = 140-150°C，升溫時間t3 = 20-40min。4、蒸汽升溫升溫時間t4 = 20-40min，溫度升至"Γ4 = 165_170°C，補(bǔ)充白液 V42(150-155°C )。其中，可以根據(jù)實際工藝，設(shè)置V12+V32 = V42*50%, V12 = V32。比如，總的熱白液用量為料片的18%，則V12 = V32 = 3%, V42 = 12%。5、保溫蒸煮保溫時間 t5 = 30-90min，溫度 T5 = T4 = 165_170°C。6、堿回收置換當(dāng)蒸煮到達(dá)終點后(H因子達(dá)到終點)，從回收槽送80°C的稀黑液V61到蒸煮鍋底部，頂部置換出T6’= 150-170°C的熱黑液V63到中級蒸煮鍋，其余溫黑液V64到溫黑液槽， 最后蒸煮鍋內(nèi)溫度為100°C以下。置換時間t6 = 20-40min。堿煮終點根據(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間結(jié)合成德一個變數(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 (373K)時反應(yīng)速率K為1，可以計算出不同溫度對應(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*時間間隔，計算H因子。在一定條件下利用H 因子控制蒸煮終點，從而穩(wěn)定成漿品質(zhì)與得率。7、放鍋:t7 = 15_20min。降溫后的紙漿啟動放鍋泵把漿送入噴放鍋。其中，工序6置換出的V31即作為V63送入工序3的蒸煮鍋中，V62作為V21送入工序 2的蒸煮鍋中，剩余的部分送入溫黑液槽；工序3中置換出的V33即作為V21送入工序2的鍋中，剩余的部分送入溫黑液槽，各輸送管道通過流量計自動控制閥門。作為優(yōu)選的是各蒸煮鍋中，同時有3個鍋分別于工序2、3、6時間重合，實現(xiàn)一對
三置換或一對二置換。比如，1、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于初級蒸煮置換的起始。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i:35-150°C的熱黑液V62作為 V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33輸送至初級蒸煮鍋D鍋。135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液 V23到冷黑液槽，T2”= 110-135°C的溫黑液V24到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。2、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i:35-150°C的熱黑液V62作為 V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33輸送至熱黑液槽，或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， 直到下一次置換……依此類推。3、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于初級蒸煮置換的起始。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = i;35-150°C的熱黑液V62輸送至初級蒸煮鍋D鍋。B鍋頂部置換出T2，= 135-150°C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液 V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， D鍋工序2，直到下一次置……依此類推。4、當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序。同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6”= 135_150°C的熱黑液V62輸送至至熱黑液槽，或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。B鍋頂部置換出T2’= 135-150°C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；135°C以下的溫黑液V34到黑液槽。A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2” = 110-135°C的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， 直到下一次置……依此類推。置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換， 直到下一次置換……依此類推。上述實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)的儲槽，實現(xiàn)一對一置換。在上述實施方式中，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，各個蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2與蒸煮液儲液槽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。前面實施方式中提到，在進(jìn)行蒸煮液置換時，其中一個蒸煮鍋需要將蒸煮液放至蒸煮液儲儲液槽6內(nèi)，這時，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，各個蒸煮鍋的蒸煮液置換出口 2與蒸煮液儲液槽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液槽6內(nèi)，熱水則通過熱水管13送至熱水槽19進(jìn)行儲存，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，在每個蒸煮鍋頂部連接有高壓氣體管道14。當(dāng)需要放鍋時，通過高壓氣體管道14往蒸煮鍋內(nèi)通入高壓氣體，從而能很好地將蒸煮鍋內(nèi)的漿液排出。各公司可以根據(jù)自己的實際工藝，調(diào)整工藝參數(shù)，實現(xiàn)上述發(fā)明，只需滿足置換時間t2 = t3 = t6，重合并且相同即可。以下是具體實施例。實施例1整個蒸煮周期有七個工藝操作步驟
一二四五六七周期裝鍋初級蒸煮中級蒸煮蒸汽升溫保溫堿回收置換放鍋總時間25min40m in40min2060min40m in15min240min 置換量如下
權(quán)利要求
1.紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，采用多個蒸煮鍋，其特征在于多個蒸煮鍋具有溫度梯度， 處于蒸煮周期不同的工序，當(dāng)其中一個蒸煮鍋達(dá)到蒸煮終點后需要進(jìn)行放鍋處理，則將該鍋內(nèi)的高溫蒸煮液排到下一鍋，而下一鍋的蒸煮液則排至再下一鍋中，即各鍋內(nèi)的蒸煮液進(jìn)行循環(huán)置換；置換完成后，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序，等待下一次置換時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于工作時，設(shè)定所有蒸煮鍋的初級蒸煮時間t2、中級蒸煮時間t3和堿回收置換時間t6相同，調(diào)整各蒸煮鍋之間的起始時間，使得各置換時間重合；當(dāng)?shù)搅苏糁蠊に嚂r間重合點開始置換時，同時打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口，以及與蒸煮液儲液槽的啟閉裝置，使得每個置換的蒸煮鍋同時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，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序，等待下一次置換時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于采用多個具有蒸煮液進(jìn)口、蒸煮液出口的蒸煮鍋，每個鍋有一套獨立的蒸煮液循環(huán)系統(tǒng)，每個蒸煮鍋獨立地通過啟閉結(jié)構(gòu)控制蒸煮液儲液輸入或輸出至儲液灌，每個蒸煮鍋連接有蒸煮液加熱裝置，每個蒸煮鍋底部設(shè)置有漿料排出口，其特征在于每個蒸煮鍋的蒸煮液出口均通過管路與其它各個蒸煮鍋的蒸煮液進(jìn)口直接相通，任意兩個或多個蒸煮鍋都形成封閉循環(huán)連接；一個蒸煮周期的工藝如下(1)鍋裝填裝鍋的同時送入冷黑液槽的冷黑液，邊裝待蒸煮材料，邊送液，直至把鍋裝滿，此時鍋內(nèi)溫度為Tl，裝鍋時間tl ；(2)初級蒸煮從蒸煮鍋的底部通入T2’的熱黑液V21，同時補(bǔ)充白液V22，從蒸煮鍋頂部置換出100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”的溫黑液VM到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；升溫時間t2，本蒸煮鍋的溫度從Tl升至T2 ；(3)中級蒸煮從蒸煮鍋的底部通入T6’的熱黑液V31，同時補(bǔ)充白液V32，從蒸煮鍋頂部置換出T2’的熱黑液V33到初級蒸煮鍋或熱黑液槽，135°C以下的溫黑液V34到冷黑液槽； 升溫時間t3，本蒸煮鍋的溫度從T2升至T3 ；(4)蒸汽升溫升溫時間t4，本蒸煮鍋的溫度從T3升至T4，補(bǔ)充白液V42；(5)保溫蒸煮保溫時間t5，溫度T5= T4 ；(6)堿回收置換當(dāng)蒸煮到達(dá)終點后，從回收槽送80°C的稀黑液V61到蒸煮鍋，置換出 T6’的熱黑液V63到中級蒸煮鍋或熱黑液槽，T6”的熱黑液V62到初級蒸煮鍋或熱黑液槽， T6”以下的黑液V64到冷黑液槽，最后蒸煮鍋內(nèi)溫度為100°C以下，置換時間t6 ；(7)放鍋降溫后的紙漿送入噴放鍋；多個蒸煮鍋具有溫度梯度，處于蒸煮周期不同的工序，工作時，設(shè)定所有蒸煮鍋的t2 =t3 = t6 ；并且設(shè)定調(diào)整各蒸煮鍋之間的起始時間，使得置換時間重合，即在置換時間至少有兩個鍋分別處于工序2初級蒸煮、工序3中級蒸煮或工序6堿回收置換，且置換時間重合；當(dāng)?shù)搅藭r間重合點開始置換時，同時打開需要置換的各鍋的蒸煮液進(jìn)口和蒸煮液出口，以及與蒸煮液儲液槽的啟閉裝置，使得每個置換的蒸煮鍋同時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，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序， 等待下一次置換時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于Tl = 60-700C ；tl = 20-40min ；T2 = 130-135°C ；t2 = 20_40min ；T2，= 135_150°C ；T2” = 110_135°C ；T3 = 140-150°C ；t3 = 20_40min ；T2，= 135_150°C ；Τ6，= 150_170°C ；T5 = T4 = 165-170°C ；t4 = 20_40min ；t5 = 30_90min ；T6，= 150-170°C，T6” = 135_150°C，T6”，= 135°C 以下；t6 = 20_40min ;置換時個蒸煮鍋輸入和輸出的量如下V21+V22-鍋內(nèi)剩余空間=V23+V24V31+V32 = V33+V34V61 = V63+V62+V64V63 = V31V33 = V21 或 V62 = V21其中，處于工序6的蒸煮鍋中置換出的V63即作為V31送入處于工序3的蒸煮鍋中；置換出的V62即作為V21送入處于工序2的蒸煮鍋中或熱黑液槽；剩余的部分送入熱黑液槽； 工序3中置換出的V33即作為V21送入處于工序2的蒸煮鍋中，剩余的部分送入熱黑液槽， 各輸送管道通過流量計自動控制閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于各蒸煮鍋中，同時有多個鍋分別處于工序2、3、6且置換時間重合，實現(xiàn)一對三置換或一對二置換或一對一直換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于采用4個蒸煮鍋A、B、 C、D，當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始；同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’= 150-170°C 的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6”= 135_150°C的熱黑液V62作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’ = 135-150°C的熱黑液V33輸送至初級蒸煮鍋D鍋；135°C以下的黑液VM到黑液槽；A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換，D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于采用4個蒸煮鍋A、B、C、D，當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始； 同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C 的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6” = 135-150°C的熱黑液V62輸送至初級蒸煮鍋D鍋；B鍋頂部置換出T2’ = 135-1500C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；1350C以下的溫黑液V34到黑液槽；A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；D鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換，D鍋工序2，直到下一次置換……依此類推。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于采用4個蒸煮鍋A、B、C、D，當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序；同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C 的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6”= 135_150°C的熱黑液V62作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部；B鍋頂部置換出T2’= 135-150°C的熱黑液V33輸送至熱黑液槽，或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；135°C以下的溫黑液V34到黑液槽；A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換，直到下一次置換……依此類推。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝，其特征在于采用4個蒸煮鍋A、B、 C、D，當(dāng)A鍋處于工序2初級蒸煮的置換的起始，B鍋處于工序3中級蒸煮置換的起始，C鍋處于蒸煮反應(yīng)達(dá)終點，工序6堿回收置換的起始，D鍋處于其它工序；同時打開相應(yīng)的閥門，使得C鍋底部輸入洗漿濾液V61，頂部置換出的T6’ = 150-170°C 的熱黑液V63作為V31直接送入B鍋底部，T6”= 135-150°C的熱黑液V62輸送至熱黑液槽， 或到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；B鍋頂部置換出T2，= 135-1500C的熱黑液V33作為V21送到初級蒸煮鍋A鍋底部； 1350C以下的溫黑液V34到黑液槽；A鍋頂部置換出的100°C以下的冷黑液V23到冷黑液槽，T2”= 110_135°C的溫黑液VM 到換熱器與溫水換熱后到冷黑液槽；置換時間達(dá)到后，同時關(guān)閉閥門，結(jié)束A鍋工序2、B鍋工序3、C鍋工序6的置換，直到下一次置換……依此類推。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項所述的紙漿連續(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)的儲液槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙漿連續(xù)置換蒸煮工藝。本發(fā)明的目的是節(jié)能并能消除放鍋時廢氣對環(huán)境的污染。本發(fā)明的方案為多個蒸煮鍋具有溫度梯度，處于蒸煮周期不同的工序，當(dāng)其中一個蒸煮鍋達(dá)到蒸煮終點后需要進(jìn)行放鍋處理，則將該鍋內(nèi)的高溫蒸煮液排到下一鍋，而下一鍋的蒸煮液則排至再下一鍋中，即各鍋內(nèi)的蒸煮液進(jìn)行循環(huán)置換；置換完成后，同時關(guān)閉各啟閉裝置，進(jìn)入后續(xù)工序，等待下一次置換時間。本發(fā)明工藝有效利用蒸煮熱能，兼有間歇和連續(xù)蒸煮的特點，使連續(xù)置換蒸煮的流程簡單，操作步驟簡化。
文檔編號D21C7/00GK102251425SQ20111021371
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