第二章化学制浆设备.ppt

制浆造纸机械设备 第二章 化学制浆设备 第一节 概述 一、化学制浆工艺流程与设备分类 化学制浆是指纤维原料在蒸煮设备中，同适量的化学药品，使纤维原料中的木素大部分溶于药液中，纤维素得以离解成所需纸浆的全过程。 由于化学制浆的方法很多，纤维原料品种各异，生产规模不一，所以化学制浆设备的结构与形式有多种多样。一般将化学制浆设备依照操作过程分为间歇式和连续式两大类。 间歇式化学制浆设备的主体设备为蒸球和蒸煮锅。蒸球为回转式，多用作中小纸厂碱法、硫酸盐法或中性盐法制浆的设备。蒸煮锅为立式固定设备，由于蒸煮药液腐蚀性及工艺特点不同，结构、形式及容积也各异，因而蒸煮锅又分为硫酸盐蒸煮锅和亚硫酸盐蒸煮锅。蒸煮锅容积一般较大，多用于大中型纸厂。 间歇式化学制浆设备除主体设备外，还需配备必要的附属设备，如循环泵、药液循环加热器、废热回收设备、喷放锅。 连续式化学制浆设备按主体蒸煮设备可分为塔式（或立式） 连续蒸煮器，也称卡米尔(kamyr）连续蒸煮器；潘地亚（pandia）横管式及斜管式连续蒸煮器。塔式连续蒸煮器适用于大、中型木浆厂，在全球范围内使用最为普遍。我国制浆造纸工业所应用的化学制浆设备，除大型的塔式连续蒸煮器外，其他都有使用。 二、化学制浆设备的选型 主要根据投资、生产规模、纤维原料种类等。蒸煮器的容积和个数决定于生产规模、蒸煮器的型式、设备费用、全厂生产的综合平衡情况。 规模在300t/d以下的木浆生产最好选用大、中型间歇式蒸煮器，因为在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，一般应选择连续蒸煮器。非木材纤维原料纸浆的生产一般选用连续蒸煮器。这主要是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 立式蒸煮锅 一、硫酸盐蒸煮锅 我国大、中型硫酸盐厂多采用固定立式蒸煮锅蒸煮木材、竹子、荻、苇等原料。 立式蒸煮锅的主要优点是：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。 缺点是：附属设备较多；构造复杂，制造要求高，设备投资费用大。 硫酸盐纸浆蒸煮循环周期较短，一般为4～5h，如采用自动锅盖，全压喷放和蒸煮过程的自动控制，循环周期可缩短至 3～4h。 要使锅内迅速均匀升温，硫酸盐蒸煮锅锅容不宜过大。 我国常用的锅容有50、70、110m3三种规格，国外也有采用较大锅容的，如125、160m3。 硫酸盐蒸煮锅是用20g锅炉钢板压力成形后焊接而成的薄壁压力容器。 它主要由锅体、锅盖、装锅器、喷放阀、药液循环加热装置及支座等组成。 而比值过小，则容易造成循环药液在整个锅截面上分布不匀，甚至形成串流，因而使锅内物料升温不均匀，最终使成浆质量不均匀，降低得率。 通常硫酸盐蒸煮锅高度与直径之比在3.3～4之间。 蒸煮锅的上锥角一般取90°左右，下锥角为60°左右。 上、下锥角大小对蒸煮锅装料、放浆、送液和通汽等操作均有一定的影响。 如上锥角过大，则锅顶物料难以压实，降低装锅量； 下锥角太大则容易使放料不完全，且直接通汽时，加热不均匀。 反之，如上、下锥角过小，同样使锅高增大。 上、下锥体同中部圆筒壳体之间的连接采用圆弧过渡，以减小或消除边缘应力。 过渡部分母线曲率半径一般取等于或大于圆筒部分半径。 为将蒸煮药液从锅中抽出进行循环加热，在锅圆筒部或圆筒与下锥体之间过渡部分的直径两端设有对称的两个抽出药液接管，并在对应的内壁上装设环形滤网，用以抽液时阻止料片或浆料抽出。 滤网在锅壳上的固定结构如图2-2所示。 锅壳内壁上焊有滤网架，滤网上下两端用两个短圆锥形圆孔罩板焊在锅壳上。 滤网用螺钉或焊接方法固定在滤网架和罩板上。 一般锅壳与滤网之间的距离取120～150mm。滤网用4～6mm钢板制造，开孔为Φ3～8mm,最好为锥形孔，防止碎木屑或杂物堵塞网孔。 为保证药液有充分的循环量，滤网的有效过滤面积应为循环管入口截面的10倍以上。 锅壳上锥部内壁面装有两组锥形滤网，上面一组用于排汽（气）时防止锅内纤维物料被带出。 下面一组滤网用于把循环加热系统送来的药液分布到蒸煮锅整个截面上。两组滤网也是用螺钉固定在焊接于壳壁上的滤网架上，如图2-3所示。 下锅颈也是整体铸钢件，其内表面有固定于滤网架上的滤网。 下锅颈侧面有两根接管，其中一根较粗的接管用于送入循环加热系统加热后的药液，另一根用于送入蒸汽，升温时作为辅助加热之用。 下锅颈下口连接放料弯管、放料阀及放料管路。下锅颈下口直径随放料弯管结构不同而异，但放料阀及放料管直径应根据浆料在10～20min排空来决定。 通常放料管直径在200～350mm之间，视锅容而定。 （二）药液循环及加热系统 蒸煮锅按加热方式不同，可分为直接加热强制循环和间接加热强制循环两种。 国内浆厂多采用间接加热强制循环，并