公开/公告号CN102713054A
专利类型发明专利
公开/公告日2012-10-03
原文格式PDF
申请/专利权人 美卓造纸机械(瑞典)公司;
申请/专利号CN201080059172.6
发明设计人 乔纳斯·赛特艾森;
申请日2010-12-20
分类号D21C9/02;D21C7/08;D21C3/24;
代理机构隆天国际知识产权代理有限公司;
代理人聂慧荃
地址 瑞典松兹瓦尔
入库时间 2023-12-18 06:52:28
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2014-07-23
授权
授权
2014-05-07
著录事项变更 IPC(主分类):D21C9/02 变更前: 变更后: 申请日:20101220
著录事项变更
2012-11-28
实质审查的生效 IPC(主分类):D21C9/02 申请日:20101220
实质审查的生效
2012-10-03
公开
公开
技术领域
本发明涉及对生产纤维素纸浆的连续蒸煮器中的蒸煮完成之后的洗涤 进行改进的方法和装置。尚未受到纤维分离的蒸煮过的软化木片在穿过蒸煮 器的底部的最后过滤器段之后从蒸煮器的底部表面排出。未纤维分离的木片 在设置于蒸煮器的底部的底部刮板的作用下排出，随后通过蒸煮器底部的呈 桶形的桶状出口龙头，然后向前到达与出口龙头连接的出口管路。这发生在 软化的木片穿过设置于出口管路中的通风阀之前，横跨通风阀会发生至少0.5 巴且至多3巴的压降。
附图说明
参照以下附图描述本发明和现有技术，其中：
图1A至图1E示出连续蒸煮器的底部的洗涤区域的各种公知设计，
图2示出本发明的实施例，
图3示出从图2的上方看到的出口龙头的剖视图，
图4示出了出口龙头的可选实施例。
背景技术
产量增长到原有设计产量以上（主要对于较老的连续蒸煮器而言），使 得基本上消除了蒸煮器底部的传统蒸煮器洗涤。常常在这些过载的蒸煮器的 情况下，蒸煮器底部的稀释因数为0，在某些极限情况下可能为负。稀释因 数是说明在蒸煮器的底部添加的洗涤液或稀释液的量相对于蒸煮器中蒸煮 流体的当前量的因数。对于稀释因数为2.0（这是常常期望的）的情况，每 吨纸浆，在蒸煮器的底部添加2.0m3的洗涤液或蒸煮液（2.0m3/ADT）。
同时，新的蒸煮车间被设计成使得蒸煮器的更大部分用作蒸煮区，从而 在蒸煮过程中获得更长的停留时间，这样允许降低达到H因数（减少去木质 素作用所要求的）所要求的蒸煮温度。更长的停留时间和更低的蒸煮温度对 纸浆的强度和产量有益，因为纤维素被破坏的程度较小，并且它们还赋予蒸 煮过程更好地控制。
日产量超过4000吨纸浆的大型蒸煮器在蒸煮器的底部具有非常大的直 径（大于12m），这意味着通过经由蒸煮器的壁和具有中心管的装置来添加 和回收洗涤液或稀释液而在软化的木片之间形成良好的自由流体置换变得 非常困难。
通过蒸煮器的底部表面的壁上的竖向喷嘴和水平喷嘴来添加洗涤液或 稀释液的传统技术常常导致沿蒸煮器壳的内壁向下朝向出口形成液体流或 液体膜。这些低温流与相对较低温度的洗涤液或稀释液常常在通向随后的储 藏塔或洗涤设备的传送管路的壁上被检测到，并在某些情况下，这些冷流保 持未受扰动，直到储藏塔或洗涤设备的入口。
图1A示出老式的传统蒸煮器，其中在蒸煮器的底部建立直到过滤器9 的逆流洗涤区W，用以最终回收到回收过程Rec。在此情况下，多个水平喷 嘴NH以及多个添加稀释流体或洗涤流体的竖向喷嘴NV位于蒸煮器的外夹 套。通过蒸煮流11能够形成径向置换，该置换在横截面上的状态相同。洗 涤流体有时也被添加到该流11。被蒸煮过程软化的木片在纸浆离开蒸煮器之 后穿过通风阀4发生纤维分离。更多的被锁住在软化的木片碎片中的木质素 通过该纤维分离而释放，最后的洗涤在合适的洗涤设备中进行，这里显示为 压力扩散器5。
图1B示出的系统与图1A中所示在本质上相同，但是这里更大的蒸煮 器部分被用作蒸煮区，而且蒸煮器的底部的洗涤被显著减少。后一情况常常 见于被改造以提供比原始期望更大的产量的过载蒸煮器。
图1C示出图1B的进一步变型，其中通过底部刮板的臂上的多个喷嘴 NS添加稀释流体和洗涤流体。为了在直到过滤器2的短空间内实现充分洗涤， 需要大流量的洗涤流体，这样引起对木片柱的动作产生反作用的提升力，这 直接阻碍了增大产量的目的，这要求木片柱向下朝向出口更迅速地运动。
在图1D示出在蒸煮器的底部的公知的洗涤，通过设置于底部刮板的正 上方的中心管添加洗涤液，并从蒸煮器的周围壁回收置换的蒸煮流体。该技 术对应例如US345271所示。在US4213822示出具有若干个置换阶段的变型。 这里的一个缺陷是蒸煮器的底部段的大部分用于蒸煮器洗涤。
图1E示出在蒸煮器的底部的公知稀释技术，其中，在蒸煮器的底部（通 常通过喷嘴从源NH/NV）添加稀释液，而且在出口管路12的后续脱水装置8 中对纸浆脱水。该技术对应例如SE204236所示。这里一个缺陷是稀释给出 的洗涤有限，因为从脱水获得的滤液被作为稀释液而再循环。
US3807202显示了在塔的底部对充分纤维分离的纸浆进行洗涤的变型。 在此情况下，在出口龙头设置静止的内部分配空间（具有周围静止过滤器）。 通过中心分配空间添加洗涤液，通过周围过滤器回收置换液。这里的一个缺 陷是过滤器和分配空间是静止的，纸浆必须穿过它们之间的窄间隙。过滤器 容易变得被纤维材料阻塞，洗涤过程的效果变差。
在我方专利SE528571（等同于WO2006101449）中示出帮助从浸渍容 器送出向前到蒸煮器的另一方案。该方案意味着回收过滤器被设置在出口龙 头中，以便有助于送出，过滤器有助于将木片流向下抽吸到出口龙头中。该 方案被证明工作良好，并是本发明的背景技术的一部分，本发明使该方案更 为深入，并成为对蒸煮器的底部的置换洗涤进行改进的全新实施方案。
发明内容
本发明的目的
横跨通风阀而发生的压降对蒸煮过的软化的木片有纤维分离的效果，使 得纤维被更大程度地释放，在后续的洗涤过程中（优选在设置成紧接于蒸煮 器之后的压力扩散器中）能够更好地洗涤纸浆。
期望在通风阀之前的有关过程位置、在软化的木片碎片之间施行置换洗 涤，使得木片碎片之间的自由液体能够从溶解的有机物（主要但不排他地为 木质素）含量高的自由液体（通常为消耗的蒸煮流体或黑液）交换成溶解的 有机物含量较低的更干净的液体。
在交换过的更干净液体中进行纤维分离之后，被束缚在软化的木片中的 有机物质能够更容易进入溶液，后续洗涤的总洗涤效率能够显著改善。
本发明的第一目的是实现对蒸煮过及软化过的木片在穿过通风阀发生 纤维分离之前的置换洗涤进行改进。
第二目的是能够在蒸煮车间的设备的已有部分上安装该置换洗涤，使得 无需其它的设备或部件。当将本发明安装在新的蒸煮车间时，只需要极低的 额外成本就能够实现置换洗涤。
第三目的是，通过改造现有设备，能够在过载的蒸煮器中提供增大的稀 释因数，产量在原有设计产量的基础上有所增大，使得稀释因数显著减小， 在一些情况下甚至被消除。
本发明的总体描述
根据本发明的方法涉及对生产纤维素纸浆的连续蒸煮器中的蒸煮完成 之后的洗涤进行改进的方法。在该方法中，软化的木片在穿过蒸煮器的底部 的最终过滤器段之后从蒸煮器的底部表面排出。软化的木片在设置于蒸煮器 的底部的底部刮板的作用下排放，随后通过蒸煮器的底部的桶状出口龙头， 然后向前到达与出口龙头连接的出口管路。最后，软化的木片穿过设置于出 口管路的通风阀，横跨通风阀会发生至少0.5巴且至多3巴的压降。根据本 发明的方法的特征在于，软化的木片在经过底部刮板之后受到径向指向的置 换洗涤，在软化的木片因横跨通风阀的压降而被纤维分离之前，在蒸煮过的 软化木片通过出口龙头的流动中发生置换洗涤，还优选在通过出口管路的流 动中发生置换洗涤。
优选地，置换洗涤发生在底部刮板的轴上的多个洗涤喷嘴与出口龙头的 壁的多个过滤器段之间。
优选地，置换洗涤还发生在出口管路的两个相对壁之间，一个壁具有用 于添加洗涤流体的喷嘴，而相对的第二壁具有用于回收液体的过滤器表面。
通过经由底部刮板的轴添加洗涤流体以及经由出口龙头的壁上的过滤 器段进行回收，出口龙头中的置换洗涤优选使每吨纸浆（ADT“气干吨”） 交换0.1m3与2m3之间的液体。
通过在相对的壁中进行添加和回收，出口管路中的置换洗涤优选对于每 2m的出口管路使每吨纸浆（ADT）交换0.1m3与2m3之间的液体。
本发明还涉及对生产纤维素纸浆的连续蒸煮器中的蒸煮完成之后的洗 涤进行改进的装置，所述装置安装在蒸煮过的软化木片经过蒸煮器的底部的 最终过滤器段之后从蒸煮器的底部表面排出的位置。软化的木片在设置于蒸 煮器的底部的底部刮板的作用下排放，随后通过蒸煮器的底部的桶状出口龙 头，然后在软化的木片穿过设置于出口管路中的通风阀之前，向前到达与出 口龙头连接的出口管路，横跨通风阀会发生至少0.5巴且至多3巴的压降。 该装置的特征在于，在底部刮板的轴上的出口龙头的高度设有用以添加来自 洗涤流体源的洗涤流体的多个喷嘴，出口龙头的内表面设有用于回收置换过 的蒸煮流体的过滤器表面。这些喷嘴因此设置成与过滤器表面相对，以便通 过经过出口龙头的纸浆流形成径向指向的置换。
为了使回收过滤器保持干净，该装置具有至少一个基本上竖向设置的刮 板，所述刮板被固定设置在底部刮板的轴上并在该轴上共同旋转，所述刮板 以预定距离扫过过滤器表面。
优选地，该装置设有用于添加来自洗涤流体源的洗涤流体的多个喷嘴， 所述多个喷嘴设置在底部刮板的臂上，位于出口龙头的开口的正上方。
具体实施方式
在以下详细描述中将使用“喷嘴”的概念，这个概念在此被用来表示一 个或若干个单独的管口，或者有孔的分配板，这些分配板添加流体。
图2中示出本发明的第一实施例，其中一部分在图4中以更大的形式示 出。该配置结构位于连续蒸煮器1的底部，并位于蒸煮器的外罩的最后过滤 器段2之下和通风阀4之前。蒸煮过的软化木片在由设置在蒸煮器底部的轴 3驱动的底部刮板的作用下排出，随后通过位于蒸煮器底部的桶状出口龙头 10，并在软化的木片经过出口管路12上设置的通风阀4之前向前到达连接 到出口龙头的出口管路12。通过压降而被纤维分离的纸浆在通风阀4之后被 供给到洗涤设备，这里洗涤设备被示出为传统的压力扩散器5，在该处，洗 涤流体6从外部被引到纸浆层（bed of pulp），并从压力扩散器的中心回收 滤液7。
横跨通风阀4会发生至少0.5巴且至多3巴的压降。该配置结构的特征 在于，用于添加来自洗涤流体源ND1的洗涤流体的多个喷嘴31（见图4）在 出口龙头10的高度处设置在底部刮板的轴上；以及特征在于，出口龙头的 内表面设有过滤器表面13，用于回收被引出的置换的蒸煮流体FD1。滤液FD1被收集在过滤器表面13与出口龙头10的外罩之间的滤液室中。
如图3所示，优选地，该配置结构具有至少一个基本上竖向设置的刮板 14（在图中示出为四个刮板），所述刮板被固定设置并在底部刮板的轴3上 共同旋转，该刮板以预定距离扫过过滤器表面。刮板以这种方式能够保持回 收过滤器不被阻塞。
如图4详细所示，应理解，该配置结构还具有多个喷嘴32，这些喷嘴 32设置在底部刮板的臂36上、位于出口龙头10的开口的正上方，用于添加 来自洗涤流体源ND1的洗涤流体。
为了实现通过过滤器表面13与底部刮板的轴之间的纸浆层的有效置换 洗涤，轴上的这些喷嘴31设置在相似高度并与过滤器表面13相对（沿水平 方向观察）。
底部刮板的臂扫过蒸煮器的整个底部，但是喷嘴32本身设置在出口龙 头的开口的正上方，它们位于扫过该开口的底部刮板的臂36上的径向位置。
喷嘴31、32因此位于从出口龙头的底壁10b到定位在包含过滤器表面 13的竖向平面中的底部刮板的一部分臂的区域内的旋转底部刮板上。
实施方式
对于日产量超过4000吨（ADT）纸浆的连续蒸煮器而言，蒸煮器的底 部直径为12.5m。这种尺寸的蒸煮器的出口龙头通常具有2.1m的直径和1.1m 的高度。
在通常过滤器负载（即，过滤器表面的回收容量）为5-10m3/h/㎡的情 况下，这种尺寸的蒸煮器可以使离开出口龙头的回收体积达到36-72m3/h。 通过在喷嘴31和32中添加对应体积的洗涤流体，可以形成通过软化木片的 沿径向建立的置换洗涤，其不会对蒸煮器中的木片柱路径产生不利影响。通 过竖向喷嘴或水平喷嘴（例如NV和NH）添加的洗涤流体具有改为沿蒸煮器 的底壁形成流体膜的趋势，并且不会产生相同的置换效果。同样，包括通过 底部刮板（例如喷嘴NS）添加洗涤液或稀释液的其它现有技术方案具有改为 在底部刮板下方的纸浆中形成洗涤流的趋势。
机译： 在连续蒸煮器中完成蒸煮后改善洗涤步骤的方法和装置
机译： 在连续蒸煮器中完成蒸煮后改善洗涤步骤的方法和装置
机译： 连续蒸煮器完成蒸煮后改善洗涤步骤的方法和装置
