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专利名称:从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法和实施该方法的生产线的制作方法
技术领域:
本发明涉及到纸浆造纸工业,更具体地说,涉及统一于共同创意构思的从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法和实施该方法的生产线。所提出的方法和实施该方法的生产线可以用在纸浆造纸工业中,即,从含纤维素的材料制造纤维状半成品。后来,使用这种方法在所提出的生产线上制造的纤维状半成品可用于造纸和其他含纤维素产品。
背景技术:
从含纤维素的材料制造纤维状半成品存在众多生产方法。这些生产方法中的大多数都涉及原料的机械挤压,以用蒸煮液使原料达到可能的最大饱和,或在蒸煮过程之前在浸渍后排出过量蒸煮液。这样的解决方案相当复杂,需要大量消耗热力、电力和化学品。从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法是已知的;这些方法中的每一种都涉及到将初始原料装到用于蒸煮、用蒸煮液使初始原料饱和以及制造半成品的其他操作的设备中(,IPCD21H11/12,D21C"3/02,2001年4月16日公布,[1];,IPCD21C3/00,
2008年1月10日公布[2])。这些方法改善了制造半成品的技术,同时提高了成品率,但是它们未解决减少热力、电力和化学品消耗的问题,因此未解决减少最终产品成本的问题。从含纤维素的材料制造用作制造纸张、纸板或纤维板原料的纤维状半成品的方法也是已知的;涉及到将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液、用蒸煮液使初始原料饱和以及制造半成品的其他操作的生产线(,IPCD21C9/18,D21C3/00,D21C5/02,1997年12月20日公布[3])。这种方法使得可以处理效率有所提高,但它涉及到增大压力的复杂多级系统的使用,并且不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该方法不能减少能源、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。在匈牙利厂(多瑙河市)从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法是已知的-蒸煮稻草形式的含纤维素的材料,制造纤维状半成品。该方法涉及到将初始原料装到用于进一步加工、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量(二级)溶液、脱水、蒸煮饱和原料以及卸载蒸煮过的原料的生产线(Osipov,-6yMa>KH0r0np0H3B0ACTBa[氏菜禾口造氏技术],,‘‘Politekhnika"出版社,2003[4])。根据该方法,其过程使用已知的Pandia型双管设备排列,并且为脱水,使用
"饱和式螺旋压力机"作为脱水部件,因而饱和的蒸煮液初始原料以挤压形式供应到蒸煮罐。因此,在该生产方法中在挤压原料和蒸煮挤压的原料时无法避免大量的热力、电力和化学品的消耗,使得不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该方法不能减少热能、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。涉及到将初始原料连续装到用于加工、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量溶液、脱水、蒸煮饱和原料以及卸载蒸煮过的原料的生产线的方法是已知的(Nepenin,.,"TexHOJiorHHυ;θ·Π·πιο·πο3ω·Β3-,φΗΤΗΟΗUeJTJTI0JT03ω,,[‘‘*氏菜生产技术·”],,Moscow,“Lesnayapromyshlennost"出版社,1976)[5],(Nepenin,.,"-"[‘‘”],,Moscow,"Lesnayapromyshlennost”出版社,1990W])。该方法在带有垂直锅(蒸煮罐)的连续处理设备中实施-热磨机型设备。当在热磨机型设备上实施该方法时,在从用蒸煮液使原料饱和的罐中卸载原料之后在蒸煮前在螺杆给料机中机械挤压初始原料,直到初始原料达到结皮状态;此外,在蒸煮过程中,还必须挤压原料,以分离过量蒸煮液。这导致热力和化学品的显著消耗,因为原料被挤压了两次
(蒸煮前后),从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。与所提出的解决方案最接近的是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法,包括将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从饱和原料分离过量蒸煮液、使用输送装置移动用蒸煮液饱和的原料到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆的
i亥力夕去由“PetrozavodskPapermakingMachineryPlant"白勺巾出的从每年收割的稻草生产化学机械浆的工艺流程图说明(TechnicalProposal=-,ZAtfiPetrozavodskPapermakingMachineryPlant"斯联邦,卡累利阿共和国,Petrozavodsk市,ZaitsevSt.,65[7];)。该方法是新的发展,但它是相当复杂的设备并且昂贵;它包括在用蒸煮液饱和期间和在原料蒸汽处理(蒸煮)之前对原料反复机械挤压和脱水的阶段。因此,该方法的使用需要热力、电力和化学品的大量消耗,不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用没有来自原料的过量蒸煮液的更高效过程代替机械挤压,不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。从含纤维素的材料制造用作制造纸张、纸板或纤维板原料的纤维状半成品的装置是已知的,包括用于装填原料、用蒸煮液饱和、热处理和输送处理流体的结构部件
(,IPCD21C9/18,D21C3/005D21C5/02,1997年12月30日出版[3])。这种解决方案使得能够提高处理效率,但它包括用于增大压力的复杂多级系统,不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压。此外,该方法不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。在多瑙河市的匈牙利厂,使用已知的Pandia型双管设备排列进行蒸煮稻草形式的含纤维素的材料来生产纤维状半成品(Osipov,
LieJTJTiOJTO3H0-6yMa>KH0r0np0H3B0ACTBa[氏菜禾口造氏技术],,‘‘Politekhnika"出版社,2003[4])。这种设备包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、用蒸煮液饱和原料用罐、脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。在该设备中,
“饱和式螺旋压力机”用作脱水结构部件,从而使得用蒸煮液饱和的初始原料以挤压(压实)的形式供给到蒸煮罐。因此,使用这种生产方法无法避免在挤压原料和蒸煮挤压形式的原料过程中热力、电力的额外消耗以及化学品的大量消耗,从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用更高效过程代替机械挤压和脱水。此外,该设备不能减少热能、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。带有垂直锅(蒸煮罐)的连续处理设备也是已知的。这些是Kamyur设备、Impko禾口EsherWyss型热磨机(Nepenin,.,"-(J)hthohi;θjtjtiojto3hi"["
”],,Moscow,"Lesnayapromyshlennost”出版社,1976)[5],(Nepenin,.,"-"[“”],,Moscow,"Lesnayapromyshlennost”出版社,1990])。热磨机型连续蒸煮设备包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、用蒸煮液饱和原料用罐、脱水单元、初始蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。该设备使得可以在从用蒸煮液饱和原料的罐中卸载原料之后并在蒸煮前在螺杆给料机中机械挤压原料,直到原料达到结皮状态。此外,在该设备中
蒸煮原料之后,还必须挤压原料,以分离过量蒸煮液。这导致热力、电力和化学品的显著消耗,因为原料被挤压了两次(蒸煮前后),从而不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。与要求保护的解决方案最接近的是从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用输送器(输送器出口与蒸煮罐连接)、至少一个用蒸煮液饱和原料用罐、至少一个脱水单元、初始蒸煮液用罐、二级蒸煮液用罐、供给初始蒸煮液用管道、供给初始蒸煮液用泵、供给二级蒸煮液用管道、供给二级蒸煮液用泵、供给热流体到蒸煮罐用管道、蒸煮罐卸载装置和生成的纤维状半成品用罐。该生产线作为从每年收割的稻草生产化学机械浆的基本生产线说明(-,ZAO"PetrozavodskPapermakingMachineryPlant",俄罗斯联邦,卡累利阿共和国,Petrozavodsk市,ZaitsevSt.,65[7];)。该方法是新的发展,但它是相当复杂的设备并且昂贵;此外,它包括在用蒸煮液饱和期间和在原料蒸汽处理
(蒸煮)之前对饱和原料进行机械挤压和脱水的至少两阶段过程。因此,该生产线的使用需要电力和化学品的大量消耗,它的设计不能避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且不能用没有来自原料的过量蒸煮液的更高效过程代替原料的机械挤压和脱水,不能减少热力、电力和化学品的消耗,并因此不能大幅降低最终产品的成本。
发明内容
本发明的目的在于开发一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法,由于新的处理操作、顺序和相互关系以及工艺的定量参数,该方法可以避免原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低最终产品的成本,并且扩展了从含纤维素的材料制造纤维状半成品的技术范围。本发明的目的还在于一种从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线,该生产线可以避免饱和原料的机械挤压和脱水的过程,并且能用没有过量蒸煮液的饱和原料的更高效过程代替机械挤压和脱水,能减少能量、电力和化学品的消耗,并因此能降低最终产品的成本,并且扩展了从含纤维素的材料制造纤维状半成品的技术范围。这可以通过以下实现制造了供给原料到蒸煮罐用输送器、用蒸煮液饱和用罐和脱水单元作为输送器
-饱和器-脱水器形式的生产线的集成结构部件,在所述输送器-饱和器-脱水器的底部上具有至少一个带有孔的部分并且其出口与蒸煮罐连接;在带有孔的部分下面放置混合的蒸煮液用罐,其具有开顶并且同时是二级蒸煮液用罐和过量蒸煮液用罐;制造作为供给混合的蒸煮液用管道的供给二级蒸煮液用管道,其与混合的蒸煮液用罐连接;和定位所述供给混合的蒸煮液用管道的出口,使其导向所述输送器-饱和器-脱水器进口。由于统一于共同创意构思的所提出的解决方案的实施而实现了所述目的。所述目的通过以下实现含纤维素的材料所述从含纤维素的材料制造纤维状半成品的方法涉及将初始原料装到用于进一步加工、输送蒸煮液到初始原料、用蒸煮液使初始原料饱和、从原料分离过量蒸煮液、使用输送装置将用蒸煮液饱和的原料转移到蒸煮罐、输送热流体到蒸煮罐、在蒸煮罐中对用蒸煮液饱和的原料热处理和从蒸煮罐输送纤维状半成品浆的生产线。在所述方法中的新特征在于,在将初始原料装到输送器-饱和器-脱水器形式的输送装置之后,通过将初始蒸煮液或混合的蒸煮液输送到已被装到并位于所述输送器-饱和器-脱水器中的初始原料,立即用蒸煮液使初始原料饱和,其中,在使原料饱和的同时,饱和的原料从装载点由所述输送器-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,通过将饱和原料输送经过位于所述输送器-饱和器-脱水器底部的带有孔的部分而从饱和原料分离过量蒸煮液,并且在将饱和原料输送经过带有孔的部分过程中,过量蒸煮液从饱和原料自由排放到位于带有孔的部分下面的开顶的具有混合的蒸煮液的罐中,由此将不含过量蒸煮液的饱和原料由所述输送器
-饱和器-脱水器输送到所述蒸煮罐,进一步热处理。在具体实施方案中,所提出的方法其特征在于以下附加特征。用初始蒸煮液和混合的蒸煮液使初始原料饱和在1°C90°C的温度下进行至少5秒。用蒸煮液饱和的原料的热处理在由所述蒸煮罐和卸载装置的封闭罐彼此连接形成的蒸汽处理原料用集成罐中进行。在从所述蒸煮罐输送纤维状半成品浆期间,通过将浆输送经过位于所述蒸煮罐的卸载装置的底部的至少一个带有孔的附加部分,进行过量蒸煮液与纤维状半成品浆的附加分离,并且在所述部分下面,存在开顶的且上边缘与所述蒸煮罐的卸载装置的底部密封连接的过量二级蒸煮液用附加罐,其中在将纤维状半成品浆输送经过位于所述过量二级蒸煮液用附加罐上面的至少一个带有孔的附加部分期间,过量二级蒸煮液从纤维状半成品浆自由排出。输送蒸煮液到初始原料从位于输送器-饱和器-脱水器的带有孔部分下方的混合的蒸煮液用罐开始进行,其中首先,初始蒸煮液输送到所述混合的蒸煮液用罐并在所述罐中与从饱和原料自由排出的过量蒸煮液混合。此外,过量二级蒸煮液从过量二级蒸煮液用附加罐输送到混合的蒸煮液用罐。所述目的通过以下实现从含纤维素的材料制造纤维状半成品的生产线包括装填原料用进料斗、蒸煮罐、供给原料到蒸煮罐用的其出口与蒸煮罐连接的输送器、至少一个用蒸煮液饱和原料用罐,至少一个脱水