[发明专利]蒸煮纸浆及排空蒸煮器的方法和设备

说明书

本发明涉及对纤维素材料，例如木屑的蒸煮技术的改进，尤其涉及一种在蒸煮过程结束时，从蒸煮器中排出脱除木质素的碎屑的方法和设备。

在常规的蒸煮木屑的批量加工中，在蒸煮器内填充碎木屑并加入蒸煮剂。然后，将蒸煮器密封，其内的温度和压力提高到要求的蒸煮状态。在整个蒸煮时间周期内，保持提高的温度和压力，以获得要求的脱除木质素作用。在蒸煮期间，蒸煮液可以通过蒸煮器进行循环。当蒸煮结束时，将蒸煮器底部的排放阀打开，蒸煮器内的物质被排入一个泄料筒中。

常规批量生产的蒸煮器排放其内物质的一般方法是，首先从蒸煮器的底部打开排放阀，并使其处于开启状态，由此，使蒸煮器内处于升高温度和压力状态的蒸煮液在蒸煮器的顶部闪蒸成蒸汽，并将蒸煮器内的物质压出。

在常规批量蒸煮方法的一些变更型中，可以不使用蒸煮液闪蒸将蒸煮器内的物质压出的常规排放方法，例如，在一种变更的批量蒸煮方法中，将某种置换流体在蒸煮器被排空之前用来从蒸煮器内取代煮液，这种置换流体可以是来自随后的洗涤或其它处理阶段的流体。在这种变更的方法中，在蒸煮温度和压力下，蒸煮液实际上从底部到顶部被排出，以便蒸煮液中含的热能可以继续被利用。置换流体的温度低于蒸煮液的温度，使置换完成之后，蒸煮器内包括脱除木质素的碎屑和置换液的物质温度大大地低于蒸煮温度。在这样一些变更方法中，可能不会出现闪蒸，或者可能不足以排空蒸煮器。

在这种变更的批量蒸煮方法中，通常利用一种泵入蒸煮器顶部的流体将蒸煮器内的物质压过蒸煮器底部的排放阀。泵入顶部的流体可以是液体、加压蒸汽或空气。在另一变更的方法中，用泵将蒸煮器内的物质由排放阀排出。在所有的这些变更方法中，习惯作法是打开排放阀，并在蒸煮器排空之前，使它处于开启状态。

利用已建立的使排放阀处于开启状态的习惯作法在排空蒸煮器方面已遇到一些后果，这些后果虽然是不希望存在的，但被认为是由于使用排放方法引起的固有的和不可避免的结果。例如，当以空气作为实现排空目的的介质使用时，起泡沫的趋势增加，并且，含硫气体排放物可能会高于允许的标准。这些“副作用”中的每一种目前都认为是在蒸煮器内物质中夹杂空气，由于空气排放引起的固有结果。用来补偿这些不希望有的结果的方法和设备以及排放控制系统在一些情况下是非常昂贵的，例如，使用防泡沫剂。一些补偿的方法或设备也常常带来不希望有的副作用，这些副作用被认为是不可避免的必然结果。

当其它的流体用于排空蒸煮器时，也会对纸浆产生影响，例如，使原料的浓度发生变化。常用的排放过程仅数分钟之后，由于夹杂流体，使离开蒸煮器的原料变成稀浆并带泡沫。发现后来的原料体积较原先的原料体积稀释了许多。由于排放介质引起的蒸煮器物质的稀释需要使用更大体积的流体介质，以便排空蒸煮器，虽然这是不希望有的，但是，这种现象也被认为是使用排放方法所引起的固有的和必然的结果。

在排空蒸煮器的过程中，尤其是变更型批量生产的过程中，出现的另一现象是蒸煮器不协调地进行排空。在有些排空过程中，大量的蒸煮器内物质保留在蒸煮器中。这就需要在蒸煮器的底部用喷淋机构配合，从蒸煮器底部侧边洗涤蒸煮物质，从而进一步稀释了原料。此外，对这种不希望有的结果的补校已经有一种补偿，而不是对此结果本身的校正。不完全的排放被认为是由于这种排放方法所引起的固有的不可避免的问题，并且，这种补偿是在有损耗的情况下完成。

对各种排放方法包括上述方法中碰到的一些问题的分析引出一种假设，即，在排放过程中，蒸煮器和排放管中产生了涡流。这种从蒸煮器物质的顶部遍及蒸煮器到排放管的涡流被认为能够使排放流体介质与蒸煮器内物质相混合，并从蒸煮器中排出。实验结果似乎确认，需要用1.5到2倍于蒸煮器体积的流动介质将蒸煮器内物质压出。显然，排放流体介质与蒸煮物质一起通过蒸煮器，因为，对于这种排放来说，一种理想的排放方式仅需要1.0倍于蒸煮器体积的流动介质即可。这种假设也解释了已观察到的泡沫和原料稀释现象。