立式连续蒸煮工艺

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

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）

图3-33立式连蒸流程示意图

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。

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25～50mmH2O。

（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,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，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98～99℃。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98～99℃左右，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