制浆造纸机械与设备－蒸煮器.ppt

制浆造纸机械与设备制浆造纸机械与设备l制浆造纸厂生产流程制浆造纸厂生产流程l制浆：制浆：备料备料→→ 蒸煮蒸煮→→ 洗涤洗涤→→ 筛选筛选→→ 漂白漂白l碱回收：碱回收：蒸发蒸发→→ 燃烧燃烧→→ 苛化苛化→→ 白泥回收白泥回收l抄纸：抄纸：打浆打浆→→净化净化→→精选精选→→抄造抄造→→完成完成 制制浆浆造造纸纸流流程程总总图图第二章第二章 蒸煮设备蒸煮设备l第一第一节 概述概述l一、化学制浆工艺流程与设备分类一、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蒸煮设备依照操作过程分为间歇式间歇式和和连续式连续式l l 间歇式蒸煮主体设备：间歇式蒸煮主体设备：蒸球蒸球、、蒸锅蒸锅l 连续式蒸煮设备：连续式蒸煮设备：l 卡米尔式卡米尔式（立式、液相或汽相蒸煮；主要用于（立式、液相或汽相蒸煮；主要用于 硫酸盐木浆）硫酸盐木浆） 潘迪亚式潘迪亚式（横管式、汽相蒸煮；多用于硫酸盐（横管式、汽相蒸煮；多用于硫酸盐草类蒸煮）草类蒸煮）二、化学制浆设备的选型二、化学制浆设备的选型 l 化学制浆设备型式的选择依据化学制浆设备型式的选择依据：：投资、生产规模、投资、生产规模、纤维原料种类等。

纤维原料种类等l蒸煮器的容积和个数取决因素：蒸煮器的容积和个数取决因素：生产规模、蒸煮器生产规模、蒸煮器的型式、设备费用、全厂生产的综合平衡情况的型式、设备费用、全厂生产的综合平衡情况l木浆生产：木浆生产：l 规模在规模在300t/d以下以下，最好选用大、中型间歇式蒸煮，最好选用大、中型间歇式蒸煮器在在300t/d 以下，间歇蒸煮器的投资费用比连续蒸以下，间歇蒸煮器的投资费用比连续蒸煮器低煮器低13％％～～ 20％l 木浆产量在木浆产量在300t／／d以上以上，一般应选拌连续蒸煮器一般应选拌连续蒸煮器l非木材纤维原料纸浆的生产：非木材纤维原料纸浆的生产：一般选用连续蒸煮器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（连续蒸煮的纸浆质量稳定，且产量系数[t／／(m3.d)]远大于间歇蒸煮远大于间歇蒸煮第二节第二节 间歇式蒸煮锅间歇式蒸煮锅l一、蒸球一、蒸球 （一）结构：（一）结构：由球体、机座和传动装置等部分组成由球体、机座和传动装置等部分组成 1、、球体球体 2、机座、机座 3、、传动装置传动装置 4、保温层、保温层 5、、有关阀门有关阀门：：为了便于操作和安全起见，在外接轴头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的进汽管上依次安装有截止阀、安全阀和压力表及止逆阀。

阀 止逆阀用于防止突然停汽事故时球内药液倒灌止逆阀用于防止突然停汽事故时球内药液倒灌l（（二）二）工作过程工作过程l工作原理工作原理（三）（三）特点特点 1、由于采用回转式，故原料与药液能比较充分的混合，、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；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、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；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、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；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、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；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、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。

动，影响浆的质量（四）用途：（四）用途：在中小型工厂中仍多采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处理棉麻纤维和草类纤维的原料 其所用蒸煮方法为：其所用蒸煮方法为： 碱法碱法 硫酸盐法硫酸盐法 中性盐法中性盐法 常用蒸球规格：常用蒸球规格：25、、40、、70立方米二、立式蒸煮锅二、立式蒸煮锅（一）（一）硫酸盐蒸煮锅硫酸盐蒸煮锅简介简介 硫酸盐蒸锅多用于大中型厂，以木材、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；芦苇、竹为原料的硫酸盐法或中性盐法纸浆；立式蒸煮锅按其立式蒸煮锅按其加热方式加热方式不同，可分为不同，可分为直接直接加热加热和和间接加热强制循环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。

环，并辅以直接加热的方法 我国我国常用的常用的锅容锅容：： 50、、75、、110m3 国外国外：：125、、160m3（二）结构（二）结构 固定立式蒸锅的结构主要包括三大部分固定立式蒸锅的结构主要包括三大部分: 1、锅体、锅体 2、循环系统、循环系统 3、支承、支承(三三)工作过程工作过程l（（四）特点四）特点l主要优点：主要优点：锅的容积大，产浆量大；劳锅的容积大，产浆量大；劳动生产率高；与同容积的蒸球相比，占动生产率高；与同容积的蒸球相比，占地面积小地面积小l缺点：缺点：附属设备较多；构造复杂，制造附属设备较多；构造复杂，制造要求高，设备投资费用大要求高，设备投资费用大三、亚硫酸盐衬砖蒸锅三、亚硫酸盐衬砖蒸锅 （一）亚硫酸盐蒸煮锅结构（一）亚硫酸盐蒸煮锅结构 （二）（二）酸液循环装置酸液循环装置l（一）亚硫酸盐蒸煮锅结构：（一）亚硫酸盐蒸煮锅结构：l主要由主要由锅体、衬里、加热器锅体、衬里、加热器等构成l1.锅体锅体l2.衬里衬里l3.加热器加热器l 亚硫酸盐蒸锅所用的锅颈可用耐酸钢制造，也可用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。

碳钢铸造而内衬耐酸砖l 锅盖与硫酸盐锅的结构一样，只是与药液或蒸汽接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触的零部件均需要用耐酸钢制造l 放料阀同样也要用耐酸钢制造放料阀同样也要用耐酸钢制造l通常容积：我国：通常容积：我国：110-220m3；； 国外国外:300-400l（二）（二）酸液循环装置酸液循环装置:l 酸液的加热及循环：酸液的加热及循环：直接加热自然循环，直接加热强制直接加热自然循环，直接加热强制循环及间接加热强制循环循环及间接加热强制循环(目前广泛应用目前广泛应用)l间接加热强制循环系统间接加热强制循环系统:以由锅体圆筒体下部抽液，经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其中约80％左右的药液从上部注入，另外部分从底部送％左右的药液从上部注入，另外部分从底部送入l特点：特点：锅内物料在各个截面上的温度均匀，锅下部物料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，药温度较上部温度较低，但由于下部液体静压力较高，药液中液中SO2的浓度稍高，故能保证上、下部浆料质量均匀。

的浓度稍高，故能保证上、下部浆料质量均匀l循环泵循环泵采用双汲式离心泵，输液能力要求每小时使锅内采用双汲式离心泵，输液能力要求每小时使锅内药液循环药液循环5-8次l耐酸砖衬里蒸煮锅不足：耐酸砖衬里蒸煮锅不足：l l 对锅壳结构设计、制造、衬里材料、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；证锅壳与瓷砖衬里协调受力；l 砖衬使锅容有效容积减少砖衬使锅容有效容积减少10％％～～ 18％；％；l 砖的剥离造成纸浆污染；砖的剥离造成纸浆污染；l 维修工作量大；维修工作量大；l 不能适应高温、高压及高浓酸的强不能适应高温、高压及高浓酸的强力蒸煮l四、不锈钢做保护层的蒸煮锅四、不锈钢做保护层的蒸煮锅l结构形式：冷拉法不锈钢蒸煮锅结构形式：冷拉法不锈钢蒸煮锅 普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅 复合钢板蒸煮锅复合钢板蒸煮锅l冷拉法不锈钢蒸煮锅：冷拉法不锈钢蒸煮锅：l制造方法：制造方法：不锈钢蒸煮锅整体用较厚的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内充水加压，使锅壳在超压下经一定时间（如工作压力为间（如工作压力为1000kPa蒸煮锅，升压蒸煮锅，升压至至2200～～ 2400kPa，，保持约保持约4h），），因而因而使锅壳产生永久变形，金属组织强化，使锅壳产生永久变形，金属组织强化，锅容增加约锅容增加约10％，壁厚减薄约％，壁厚减薄约10％左右l特点：特点：该种蒸煮锅壁厚约为同样参数下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使用的复合钢板蒸煮锅壁厚的75％但价格较高价格较高普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅：普通碳素钢内衬不锈钢薄板蒸煮锅： 用厚为用厚为3～～ 5mm不锈钢以焊接方式不锈钢以焊接方式衬于碳素钢锅壳内表面上衬于碳素钢锅壳内表面上 复合钢板蒸煮锅：复合钢板蒸煮锅： l 复合钢板是由复层复合钢板是由复层(不锈钢不锈钢)与基层与基层(碳碳素钢或低合金钢素钢或低合金钢)用热轧法制成的复层厚用热轧法制成的复层厚度为度为3～～ 5mm，，基层厚度由设计压力确定基层厚度由设计压力确定。

l 目前国内制造的复合钢板蒸煮锅锅容：目前国内制造的复合钢板蒸煮锅锅容：170、、200及及220m3几种l 国外最大锅容达：国外最大锅容达：330m3复合钢板蒸煮锅结构特复合钢板蒸煮锅结构特点点: 为全焊接结构，外轮廓形为全焊接结构，外轮廓形状与传统的蒸煮锅相似，状与传统的蒸煮锅相似， 但下锥角一般较小，约但下锥角一般较小，约在在55 °° ～～ 60°°之间；之间； 高与直径之比通常为高与直径之比通常为2.4～～ 2.8 从节省材料考虑，直径从节省材料考虑，直径较小的复合钢板蒸煮锅上部较小的复合钢板蒸煮锅上部多采用半球形封头多采用半球形封头1、装锅器、装锅器（（1）机械装锅器）机械装锅器五、间歇式蒸煮器的附属设备五、间歇式蒸煮器的附属设备图2－11 机械装锅器l（（2））蒸汽装锅器蒸汽装锅器图图2－－12 蒸汽装锅器其在上锅颈中蒸汽装锅器其在上锅颈中的装置的装置1－进汽管－进汽管 2－蒸汽分配室－蒸汽分配室3－蒸汽喷嘴－蒸汽喷嘴 4－放汽滤网－放汽滤网5－上锅颈－上锅颈蒸汽装锅器蒸汽装锅器：：移动式移动式固定式固定式 两种。

两种 为减少装为减少装卸移动的麻烦卸移动的麻烦，现都使用固定现都使用固定式式l（（3））简易装锅器简易装锅器1－斜形方口装料斗－斜形方口装料斗2－－手轮手轮3－齿轮－齿轮4－升降装置平板牙－升降装置平板牙5－叶轮传动轴－叶轮传动轴6－伞形盖－伞形盖7－叶片－叶片8－电动机－电动机9－滑轮－滑轮10－滑轨－滑轨2、、放料阀放料阀 放料阀在蒸煮过程中用于密封蒸煮锅的下锅口；而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l3、喷放装置、喷放装置l（（1）锥底喷放锅：）锥底喷放锅：l容积：容积：一般为蒸一般为蒸 煮锅容煮锅容 积的积的2.5～～3.0倍，为蒸煮倍，为蒸煮 器总容积的器总容积的1.5～～1.8倍l用途：多用于木浆厂用途：多用于木浆厂图图2－－14 锥底喷放锅锥底喷放锅贮浆浓度：贮浆浓度：11％％～～ 14％，％，送浆浓度：送浆浓度：2.5 ％％～～ 3％。

％国产锥底喷放锅国产锥底喷放锅规格规格：：150、、225、、330m3l（（2））平底喷放锅平底喷放锅l规格：规格：80米米3、、150米米3 、、l225米米3、、330米米3 、、500米米3l特点：特点：制造简单，制造简单，l搅抨装置传动简单搅抨装置传动简单，，l维修方便造价低廉维修方便造价低廉l安装容易，所占空间安装容易，所占空间l高度较低高度较低l送出的浆料浓度较均匀送出的浆料浓度较均匀图图2－－15 平底喷放锅平底喷放锅稀释区的容积：稀释区的容积：应可容应可容3～～ 5min的浆料排放通的浆料排放通过量．过量．推进器的循环量：推进器的循环量：应为应为浆料排放量的浆料排放量的5～～ 10倍倍（（3）喷放仓）喷放仓l规格：规格： 30 米米3、、50米米3和和80米米3l主要用于蒸球浆料的喷放主要用于蒸球浆料的喷放l多为中小型草浆厂选用多为中小型草浆厂选用l4、废气余热回收装置、废气余热回收装置1－旋浆分离器－旋浆分离器2－喷射式冷凝器－喷射式冷凝器3－污水槽－污水槽4－后位冷凝器－后位冷凝器5－过滤机－过滤机6－放锅泵－放锅泵7－热污水泵－热污水泵8－温水泵－温水泵9－冷污水泵－冷污水泵10－温水槽－温水槽11－板式换热器－板式换热器图图2－－16 喷射式冷凝器热回收系统喷射式冷凝器热回收系统五、间歇式蒸煮锅控制自动化五、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制备优质纸浆时其生产能力可与相应的连蒸设备相比拟。

拟 要达到蒸煮过程自动化，必须有完善的测量仪表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：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、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；蒸蒸气压力、蒸气量的测量及其相应的调节系统；蒸煮终点（煮终点（H因子控制）的判别手段因子控制）的判别手段l六、间歇式蒸煮器的选择六、间歇式蒸煮器的选择l选择内容：选择内容：型式、大小、数量型式、大小、数量l选择依据：选择依据：生产规模、条件、原料种类、蒸煮方生产规模、条件、原料种类、蒸煮方 法等l蒸球：蒸球：中、小型厂；棉、麻等长纤维原料，蔗渣、中、小型厂；棉、麻等长纤维原料，蔗渣、稻草等l立式蒸煮锅：立式蒸煮锅：大型厂；木材、芦苇、荻、竹、芒大型厂；木材、芦苇、荻、竹、芒杆等第三节连续蒸煮设备第三节连续蒸煮设备l类类型型：：卡卡米米尔尔（（Kamyr)、、潘潘迪迪亚亚式式（（Pandia)、、艾斯柯式（艾斯柯式（ESCO））等l 在我国主要有在我国主要有横管式横管式与与立锅式立锅式。

l 卡米尔式卡米尔式：：主要用于木片硫酸盐蒸煮；主要用于木片硫酸盐蒸煮；l潘潘迪迪亚亚式式：：对对草草类类原原料料适适应应性性较较好好；；还还用用于于阔叶木中性盐半化浆阔叶木中性盐半化浆 l连续蒸煮优点：连续蒸煮优点：l1）蒸汽、电力消耗均衡，无高峰负荷蒸汽、电力消耗均衡，无高峰负荷l2））单位锅容生产能力大，相对占地面积小单位锅容生产能力大，相对占地面积小l3））单位耗汽量和化学药品单位耗用量较低单位耗汽量和化学药品单位耗用量较低l4））蒸煮过程连续化，便于自动控制，劳动强度低蒸煮过程连续化，便于自动控制，劳动强度低l5）无突然放汽，大气污染小，也易控制无突然放汽，大气污染小，也易控制l6）设备腐蚀较轻设备腐蚀较轻l7））纸浆得率高，质量均匀、稳定纸浆得率高，质量均匀、稳定l缺点：缺点： l1）需要仪表多，维修费用大需要仪表多，维修费用大l2））设备加工精度要求高设备加工精度要求高l3）动力消耗大动力消耗大l4））生产的灵活性较差生产的灵活性较差一、立式连续蒸煮器一、立式连续蒸煮器l三种基本型式：水力型、汽相一液相型三种基本型式：水力型、汽相一液相型及汽相一液相与高压预浸相结合及汽相一液相与高压预浸相结合。

l（一）（一）结构结构：：l（二）（二）工作过程工作过程（动画）（动画）l（三）（三）药液循环系统药液循环系统l（四）（四）黑液提取及浆的洗涤系统黑液提取及浆的洗涤系统l卡米尔式连蒸设备适用范围：卡米尔式连蒸设备适用范围：l可可生生产产蒸蒸煮煮浆浆：：高高级级可可漂漂浆浆、、高高得得率率浆浆、、半化学浆和人造丝浆；半化学浆和人造丝浆；l制制浆浆方方法法：：硫硫酸酸盐盐法法、、中中性性盐盐法法及及预预水水解解盐法、亚硫酸盐法；盐法、亚硫酸盐法；l原料：原料：针叶木、阔叶木、锯末及草类原料针叶木、阔叶木、锯末及草类原料二、横管式连续蒸煮器二、横管式连续蒸煮器l潘迪亚式连蒸设备潘迪亚式连蒸设备l（一）（一）结构结构l1、、转子计量器转子计量器 l2、、双辊混合器双辊混合器 l3、、螺旋进料器螺旋进料器 l4、、气动止逆阀气动止逆阀 l5、、蒸煮器蒸煮器 l6、、排料装置排料装置 l（二）工作过程（二）工作过程l 料料片片通通过过计计量量器器送送至至双双辊辊混混合合器器，，使使料料片片和和碱碱液液充充分分混混合合，，通通过过预预压压螺螺旋旋输输送送器器的的螺螺旋旋预预压压后后至至螺螺旋旋给给料料器器（（螺螺旋旋进进料料器器）），，经经控控制制阀阀（（汽汽动动止止逆逆阀阀））进进入入蒸蒸煮煮管管。

管管内内设设有有螺螺旋旋推推进进器器，，转转速速约约为为3转转/分分，，由由变变速速电电机机驱驱动动最最后后蒸蒸煮煮出出来来的的浆浆料料通通过过翼翼式式出出料料器器（（若若为为半半料料浆浆则则为为热热磨磨机机））、、弯弯管管喷喷放放阀送至喷放锅阀送至喷放锅l 横横管管式式连连续续蒸蒸煮煮器器1－计量器－计量器2－双辊混合器－双辊混合器3－预压螺旋输－预压螺旋输送机送机4－螺旋给料器－螺旋给料器5－进料控制阀－进料控制阀6－蒸煮管－蒸煮管7－翼式出料器－翼式出料器8－弯管排料阀－弯管排料阀l（三）（三）特点特点l优优点点：：对对原原料料蒸蒸煮煮的的均均匀匀性性及及蒸蒸煮煮时时间间的的控控制制较好，且可制成二级蒸煮较好，且可制成二级蒸煮l缺缺点点：：物物料料填填充充系系数数较较低低，，为为70％％左左右右；；钢钢材材耗耗量量较较多多且且加加工工较较困困难难，，长长度度太太大大时时，，轴轴头头同同心度难以找正；动力消耗较大心度难以找正；动力消耗较大l用用途途：：主主要要用用于于中中性性亚亚硫硫酸酸盐盐半半浆浆，，也也可可生生产产本色或漂白硫酸盐木浆本色或漂白硫酸盐木浆l原原料料：：以以阔阔叶叶木木为为主主，，也也适适用用于于制制造造稻稻草草、、麦麦草、蔗渣、芦苇漂白浆。

草、蔗渣、芦苇漂白浆四、M&D蒸煮器l特点：特点：整个斜管内整个斜管内部都是带压的，在任部都是带压的，在任何点的温度都可通蒸何点的温度都可通蒸汽或利用强制循环升汽或利用强制循环升温；这样在达到最高温；这样在达到最高温度前可以有一个完温度前可以有一个完整的预浸阶段停留整的预浸阶段停留时间可借输送机的速时间可借输送机的速度精确地控制度精确地控制主要的商业化应用：主要的商业化应用：锯末硫酸盐制浆、木锯末硫酸盐制浆、木片半化学制浆和木片片半化学制浆和木片预汽蒸。