[发明专利]流动循环中高温液体与木材碎屑直接接触的方法与系统

说明书

技术领域

[1]总的来说，本发明涉及被粉碎的纤维素纤维材料(本文通称“碎屑”)的化学处理领域。具体地，本发明涉及包括浸渍容器和化学蒸煮器的制浆系统中对碎屑的加热和对黑液的处理工艺。

背景技术

[2]化学制浆工艺中纸浆的制备，是将木屑(或其他纤维素纤维材料)和蒸煮液置于蒸煮器内蒸煮，使纤维素纤维间的木质素键断裂而制得。白液在被加到碎屑浆中之前，一般称为原液(virgin liquid)和蒸煮化学液。通常在蒸煮工艺中产生的黑液，是木质素残渣、水和制浆时蒸煮碎屑用的化学药品三者的混合体。黑液是从制浆系统，例如从蒸煮器中提取出来，能引入到蒸煮工艺中，并在该工艺过程中被排放出去。

[3]图1是加工木材碎屑时常用的化学蒸煮系统100的示意图。木材碎屑从碎屑进料系统(图中未示)连续进料，通过管道101输送到浸渍容器102中，用蒸煮液对碎屑进行预处理。含碎屑和蒸煮液的浆从浸渍容器102经管道106流入化学蒸煮器104的顶部入口103，即顶部分离器。位于蒸煮器104内部上方区域的顶部分离器103往蒸煮器内室中供应碎屑。

[4]碎屑和蒸煮液流经顶部分离器103时，一部分黑液经由液体循环管道108，从蒸煮器中提取出来。从顶部分离器中提取出的液体流过直列式排放管110，该排放管通过管道112将提取液引向热回收单元114，或者引向液体循环管道116。

[5]传统使用的液体循环管116将流经直列式排放管110的一部分液体，即90％，输送到碎屑浸渍容器102底部的碎屑排放处，或者输送到碎屑浆管道106中。可以利用液体泵118，推动液体流过管道116，进入从浸渍容器流往蒸煮器的碎屑浆内。管道116中的提取液被加到从浸渍容器排放出的预处理完的碎屑中，然后通过管道106，输送至蒸煮器。

[6]提取液被引入浸渍容器底部或底部附近的管道106内的碎屑浆中，使管道中输送的浆液含量增加。管道116中的液体流入碎屑浆中，使浆中的碎屑浓度降低，有助于碎屑在碎屑浆管道106中流动。浆通过管道106，从浸渍容器流至蒸煮器104顶部。

[7]传统工艺中，只有一少部分提取液，例如10％，流经管道112至热回收系统114，如热交换器。流过直列式排放管110和热交换器的提取液的温度例如约110℃。可以利用热交换器中提取液的热能，产生例如低压蒸汽(如1巴)，用于制浆机中。

[8]浸渍容器中的液体浓度L/W(液体与碎屑的重量比)可以是2.5。液体(管道116)加到浸渍容器底部的碎屑中，或者加到碎屑浆管道106的前端部位后，碎屑浆管道106中的液体浓度(L/W)升高。通过碎屑浆管道106运输碎屑时，额外加入的液体使L/W增加。碎屑浆进入蒸煮器104，例如在顶部分离器中进行液体提取后，液体与碎屑的重量比(L/W)降低。

[9]蒸煮器内的碎屑经常被加热处理，蒸煮器内的操作温度通常比浸渍容器高。例如，浸渍容器内的操作温度可以为110℃，而蒸煮器内的操作温度可以为140℃。碎屑浆流入顶部分离器时的温度低于蒸煮器内的温度。通过管道136，向蒸煮器通入热量如中压蒸汽，使容器内碎屑温度升高。通常中压蒸汽146的压力为10-12巴，温度为108-190℃。蒸煮器顶部入口的温度往往最低，越往下温度越高。

[10]蒸煮器104一般包括多个标高筛，其中包括位于蒸煮器上标高处的筛(上是指筛120、121，它们在下标高筛122的上方)。蒸煮器下标高处的筛122(一般称洗涤筛)可以设置在容器底部附近，如容器下部三分之一(1/3)至四分之一(1/4)的位置。液体通过上标高筛120提取出来后，经液体管道124进入热回收系统114。欲通过蒸煮器再循环的液体被上标高筛121排放出来，进入液体再循环管道126中。

[11]其他进入蒸煮器内循环的液体源可以包括洗液(W.L.)140和冷喷液系统142。洗液140、冷喷液142和从筛121提取出的液体在管道126中汇合，经泵121泵入加热器144中。再循环液在加热器144中被用作热能的蒸汽热源146加热。通常，循环液会通过管道126再次导入容器的另一个提取液体的例如更高一些的标高部位。