制浆造纸机械与设备－蒸煮器

制浆造纸机械与设备制浆造纸厂生产流程制浆：备料→蒸煮→洗涤→筛选→漂白碱回收：蒸发→燃烧→苛化→白泥回收抄纸：打浆→净化→精选→抄造→完成制浆造纸流程总图第二章蒸煮设备第一节概述一、化学制浆工艺流程与设备分类蒸煮设备依照操作过程分为间歇式和连续式。间歇式蒸煮主体设备：蒸球、蒸锅。连续式蒸煮设备：卡米尔式（立式、液相或汽相蒸煮；主要用于硫酸盐木浆）潘迪亚式（横管式、汽相蒸煮；多用于硫酸盐草类蒸煮）二、化学制浆设备的选型化学制浆设备型式的选择依据：投资、生产规模、纤维原料种类等。蒸煮器的容积和个数取决因素：生产规模、蒸煮器的型式、设备费用、全厂生产的综合平衡情况。木浆生产：规模在300t/d以下，最好选用大、中型间歇式蒸煮器。(在300t/d以下，间歇蒸煮器的投资费用比连续蒸煮器低13％～20％。）木浆产量在300t／d以上，一般应选拌连续蒸煮器。非木材纤维原料纸浆的生产：一般选用连续蒸煮器。（连续蒸煮的纸浆质量稳定，且产量系数[t／(m3.d)]远大于间歇蒸煮。第二节间歇式蒸煮锅一、蒸球（一）结构：由球体、机座和传动装置等部分组成。1、球体2、机座3、传动装置4、保温层5、有关阀门：为了便于操作和安全起见，在外接轴头的进汽管上依次安装有截止阀、安全阀和压力表及止逆阀。止逆阀用于防止突然停汽事故时球内药液倒灌。（二）工作过程工作原理（三）特点1、由于采用回转式，故原料与药液能比较充分的混合，药液浓度与温度比较均匀，浆的质量较均匀；2、可以采用较低的液比，提高药液的浓度，可以使蒸煮时间缩短；3、从结构上来说，在相同容积的情况下，球体的表面积最小，故材料较省，热损失也较小；4、相对来说，体积小，投资费较少，生产管理、操作技术都比较方便，易于上马，安装、维修也简单，比较适合于中小型厂；5、但是，容积小，产量有限，与蒸锅相比占地面积稍大些；采用直接通汽，当汽压不够时，药液浓度产生波动，影响浆的质量。（四）用途：在中小型工厂中仍多采用蒸球作为蒸煮设备，并且也多用来处理棉麻纤维和草类纤维的原料。其所用蒸煮方法为：碱法硫酸盐法中性盐法常用蒸球规格：25、40、70立方米。二、立式蒸煮锅（一）硫酸盐蒸煮锅简介硫酸盐蒸锅多用于大中型厂，以木材、芦苇、竹为原料的硫酸盐法或中性盐法纸浆；立式蒸煮锅按其加热方式不同，可分为直接加热和间接加热强制循环两种。我国硫酸盐浆厂多采用间接加热强制循环，并辅以直接加热的方法。我国常用的锅容：50、75、110m3。国外：125、160m3。（二）结构固定立式蒸锅的结构主要包括三大部分:1、锅体2、循环系统3、支承(三)工作过程（四）特点主要优点：锅的容积大，产浆量大；劳动生产率高；与同容积的蒸球相比，占地面积小。缺点：附属设备较多；构造复杂，制造要求高，设备投资费用大。三、亚硫酸盐衬砖蒸锅（一）亚硫酸盐蒸煮锅结构（二）酸液循环装置（一）亚硫酸盐蒸煮锅结构：主要由锅体、衬里、加热器等构成。1.锅体2.衬里3.加热器亚硫酸盐蒸锅所用的锅颈可用耐酸钢制造，也可用碳钢铸造而内衬耐酸砖。锅盖与硫酸盐锅的结构一样，只是与药液或蒸汽接触的零部件均需要用耐酸钢制造。放料阀同样也要用耐酸钢制造。通常容积：我国：110-220m3；国外:300-400。（二）酸液循环装置:酸液的加热及循环：直接加热自然循环，直接加热强制循环及间接加热强制循环(目前广泛应用)。间接加热强制循环系统:以由锅体圆筒体下部抽液，经加热后再送回顶部及底部的循环系统应用最广。通常多将药液从锅下部抽出，加热后再分别送回顶部及底部。其中约80％左右的药液从上部注入，另外部分从底部送入。特点：锅内物料在各个截面上的温度均匀，锅下部物料温度较上部温度较低，但由于下部液体静压力较高，药液中SO2的浓度稍高，故能保证上、下部浆料质量均匀。循环泵采用双汲式离心泵，输液能力要求每小时使锅内药液循环5-8次。耐酸砖衬里蒸煮锅不足：对锅壳结构设计、制造、衬里材料、衬里施工、运行条件等要求严格，以保证锅壳与瓷砖衬里协调受力；砖衬使锅容有效容积减少10％～18％；砖的剥离造成纸浆污染；维修工作量大；不能适应高温、高压及高浓酸的强力蒸煮。四、不锈钢做保护层的蒸煮锅结构形式：冷拉法不锈钢蒸煮锅普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅复合钢板蒸煮锅冷拉法不锈钢蒸煮锅：制造方法：不锈钢蒸煮锅整体用较厚的不锈钢板焊接制成。蒸煮锅焊成后，锅内充水加压，使锅壳在超压下经一定时间（如工作压力为1000kPa蒸煮锅，升压至2200～2400kPa，保持约4h），因而使锅壳产生永久变形，金属组织强化，锅容增加约10％，壁厚减薄约10％左右。特点：该种蒸煮锅壁厚约为同样参数下使用的复合钢板蒸煮锅壁厚的75％。但价格较高。普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅：用厚为3～5mm不锈钢以焊接方式衬于碳素钢锅壳内表面上。复合钢板蒸煮锅：复合钢板是由复层(不锈钢)与基层(碳素钢或低合金钢)用热轧法制成的。复层厚度为3～5mm，基层厚度由设计压力确定。目前国内制造的复合钢板蒸煮锅锅容：170、200及220m3几种。国外最大锅容达：330m3。复合钢板蒸煮锅结构特点:为全焊接结构，外轮廓形状与传统的蒸煮锅相似，但下锥角一般较小，约在55°～60°之间；高与直径之比通常为2.4～2.8。从节省材料考虑，直径较小的复合钢板蒸煮锅上部多采用半球形封头。1、装锅器（1）机械装锅器五、间歇式蒸煮器的附属设备图2－11机械装锅器（2）蒸汽装锅器图2－12蒸汽装锅器其在上锅颈中的装置1－进汽管2－蒸汽分配室3－蒸汽喷嘴4－放汽滤网5－上锅颈蒸汽装锅器：移动式固定式两种。为减少装卸移动的麻烦，现都使用固定式。（3）简易装锅器1－斜形方口装料斗2－手轮3－齿轮4－升降装置平板牙5－叶轮传动轴6－伞形盖7－叶片8－电动机9－滑轮10－滑轨2、放料阀放料阀在蒸煮过程中。用于密封蒸煮锅的下锅口；而在蒸煮结束时，用于控制排放锅中的浆料。现蒸锅多采用球型喷放阀。1－阀体2－密封环（阀座）3－球体4－阀盖5－支架6－阀杆7－碟形弹簧8－压紧螺套9－齿条活塞杆10－扇形齿轮3、喷放装置（1）锥底喷放锅：容积：一般为蒸煮锅容积的2.5～3.0倍，为蒸煮器总容积的1.5～1.8倍。用途：多用于木浆厂。图2－14锥底喷放锅贮浆浓度：11％～14％，送浆浓度：2.5％～3％。国产锥底喷放锅规格：150、225、330m3（2）平底喷放锅规格：80米3、150米3、225米3、330米3、500米3。特点：制造简单，搅抨装置传动简单，维修方便。造价低廉。安装容易，所占空间高度较低。送出的浆料浓度较均匀。图2－15平底喷放锅稀释区的容积：应可容3～5min的浆料排放通过量．推进器的循环量：应为浆料排放量的5～10倍。（3）喷放仓规格：30米3、50米3和80米3。主要用于蒸球浆料的喷放。多为中小型草浆厂选用。4、废气余热回收装置1－旋浆分离器2－喷射式冷凝器3－污水槽4－后位冷凝器5－过滤机6－放锅泵7－热污水泵8－温水泵9－冷污水泵10－温水槽11－板式换热器图2－16喷射式冷凝器热回收系统五、间歇式蒸煮锅控制自动化如果间歇式蒸锅采用蒸煮过程自动控制及自动锅盖和自动放料阀，并配备木片装料自动计量系统，在制备优质纸浆时其生产能力可与相应的连蒸设备相比拟。要达到蒸煮过程自动化，必须有完善的测量仪表及自动调节仪表。主要有以下几个要素：木片装锅量计量、药液浓度及量的计量；温度测量、蒸气压力、蒸气量的测量及其相应的调节系统；蒸煮终点（H因子控制）的判别手段。六、间歇式蒸煮器的选择选择内容：型式、大小、数量。选择依据：生产规模、条件、原料种类、蒸煮方法等。蒸球：中、小型厂；棉、麻等长纤维原料，蔗渣、稻草等。立式蒸煮锅：大型厂；木材、芦苇、荻、竹、芒杆等。第三节连续蒸煮设备类型：卡米尔（Kamyr)、潘迪亚式（Pandia)、艾斯柯式（ESCO）等。在我国主要有横管式与立锅式。卡米尔式：主要用于木片硫酸盐蒸煮；潘迪亚式：对草类原料适应性较好；还用于阔叶木中性盐半化浆连续蒸煮优点：1）蒸汽、电力消耗均衡，无高峰负荷。2）单位锅容生产能力大，相对占地面积小。3）单位耗汽量和化学药品单位耗用量较低。4）蒸煮过程连续化，便于自动控制，劳动强度低。5）无突然放汽，大气污染小，也易控制。6）设备腐蚀较轻。7）纸浆得率高，质量均匀、稳定。缺点：1）需要仪表多，维修费用大。2）设备加工精度要求高。3）动力消耗大。4）生产的灵活性较差。一、立式连续蒸煮器三种基本型式：水力型、汽相一液相型及汽相一液相与高压预浸相结合。（一）结构：（二）工作过程（动画）（三）药液循环系统（四）黑液提取及浆的洗涤系统卡米尔式连蒸设备适用范围：可生产蒸煮浆：高级可漂浆、高得率浆、半化学浆和人造丝浆；制浆方法：硫酸盐法、中性盐法及预水解盐法、亚硫酸盐法；原料：针叶木、阔叶木、锯末及草类原料。二、横管式连续蒸煮器潘迪亚式连蒸设备（一）结构1、转子计量器2、双辊混合器3、螺旋进料器4、气动止逆阀5、蒸煮器6、排料装置（二）工作过程料片通过计量器送至双辊混合器，使料片和碱液充分混合，通过预压螺旋输送器的螺旋预压后至螺旋给料器（螺旋进料器），经控制阀（汽动止逆阀）进入蒸煮管。管内设有螺旋推进器，转速约为3转/分，由变速电机驱动。最后蒸煮出来的浆料通过翼式出料器（若为半料浆则为热磨机）、弯管喷放阀送至喷放锅。横管式连续蒸煮器1－计量器2－双辊混合器3－预压螺旋输送机4－螺旋给料器5－进料控制阀6－蒸煮管7－翼式出料器8－弯管排料阀（三）特点优点：对原料蒸煮的均匀性及蒸煮时间的控制较好，且可制成二级蒸煮。缺点：物料填充系数较低，为70％左右；钢材耗量较多且加工较困难，长度太大时，轴头同心度难以找正；动力消耗较大。用途：主要用于中性亚硫酸盐半浆，也可生产本色或漂白硫酸盐木浆。原料：以阔叶木为主，也适用于制造稻草、麦草、蔗渣、芦苇漂白浆。四、M&D蒸煮器特点：整个斜管内部都是带压的，在任何点的温度都可通蒸汽或利用强制循环升温；这样在达到最高温度前可以有一个完整的预浸阶段。停留时间可借输送机的速度精确地控制。主要的商业化应用：锯末硫酸盐制浆、木片半化学制浆和木片预汽蒸。