在连续蒸煮器中蒸煮纤维素纤维材料的方法

摘要

本发明公开了在蒸煮器中连续蒸煮纤维素纤维材料的方法，所述蒸煮器具有顶部和底部。本发明的方法包括步骤：将包括纤维素质的纤维材料的浆料和蒸煮液供应至蒸煮器的顶部，将第一清洗液供应至蒸煮器的底部部分，其中第一清洗液逆流向上运动通过蒸煮器的至少一部分，将纸浆从蒸煮器的底部移除，至少在第一筛网区域(screen section)的高度将第二清洗液供应至蒸煮器的中心(center)，在第二筛网区域的高度将第三清洗液供应至蒸煮器的中心，和从第一筛网区域和第二筛网区域取出蒸煮液和清洗液，其中第一筛网区域置于在蒸煮器的下部且其中第二筛网区域置于所述第一筛网区域的下方。因此，根据本发明，在置于蒸煮器下部的额外的、第二提取筛网区域的高度将第三清洗液添加至蒸煮器的中心。所述方法不但使得提高蒸煮器中的生产率成为可能，而且仍然维持或甚至提高清洗效率。

说明书

技术领域

本发明涉及在连续蒸煮器(digester)中蒸煮(digest)纤维素纤维材料以生产纸浆(pulp)的改进方法。

背景技术

通常通过在蒸煮液(cooking liquor)(或白液)中蒸煮木材料(例如碎屑)来生产纤维素质纤维化学纸浆，所述蒸煮液包括将纤维从木质素中释放出来的化学物质。现今最常见的蒸煮工艺为克拉夫特(kraft)工艺(也称为硫酸盐蒸煮)，其中蒸煮液中的活性化学物质为氢氧化钠和硫化钠。所述蒸煮在加压容器中进行，所述加压容器通常被设计作为大型立式圆柱，称作蒸煮器(digester)。在连续蒸煮工艺中，在连续的流(stream)中将木屑和蒸煮液供应至蒸煮器的顶部同时从蒸煮器的底部将蒸煮过的纸浆吹出(blown out)。因此，在蒸煮器中碎屑/纸浆向下连续地运动。通过引入较冷的清洗液体将蒸煮中断，以至于纸浆被清洗。典型地，连续蒸煮与经蒸煮的纸浆的逆流清洗在相同容器中相结合。在这样的布置中，蒸煮容器的上部形成蒸煮区，其中纸浆和溶液(liquor)从顶部向下运动。蒸煮容器的下部形成清洗区，其中纸浆进一步向下运动且用清洗液替代蒸煮液并因此向上运动，逆流向上通过碎屑柱。通过在蒸煮区末端的筛网(screen)将残留液(废蒸煮液和清洗液)脱除并且在蒸发器工厂(evaporator plant)中进一步处理。

涉及连续蒸煮工艺的一个挑战是在提高生产容量(volume)的时候维持清洗效率。通常，当生产率提高时，在所述蒸煮器中保持高的稀释系数是困难的。EP1764441描述了纸浆的连续蒸煮工艺，据说该工艺提高在连续蒸煮器底部的清洗效率。为解决该问题，将一个额外的筛网区域置于最下方筛网区域之上并且围绕蒸煮器的周长(circumference)在最下方的筛网区域的最上方部分和额外筛网区域的最下方部分之间散布用于清洗液体的多个加入位置。然而，在这样的布置中，额外的清洗液体在两个筛网区域之间沿外围被添加至所述蒸煮器中，据此置换效率将会非常低。因此，通过该布置的清洗效率方面的效果将是非常有限的。

因此，仍然有需要提供一种方法和布置以在提高的生产率下增强连续蒸煮器的清洗容量。

发明内容

本发明的一个目标因此是在提高生产容量时维持或提高连续纸浆蒸煮器中的清洗效率。

本发明公开在蒸煮器中连续蒸煮纤维素纤维材料的方法，所述蒸煮器具有顶部和底部。本发明的所述方法包括步骤如下：

-将包括纤维素质的(cellulosic)纤维材料的浆料和蒸煮液供应至蒸煮器的顶部，

-将第一清洗液供应至蒸煮器的底部部分，其中第一清洗液逆流向上运动通过蒸煮器的至少一部分，

-将纸浆从蒸煮器的底部移除，

-至少在第一筛网区域的高度将第二清洗液供应至蒸煮器的中心(center)，

-在第二筛网区域的高度将第三清洗液供应至蒸煮器的中心，和

-从第一筛网区域和第二筛网区域取出蒸煮液和清洗液，其中第一筛网区域置于蒸煮器的下部且其中第二筛网区域置于所述第一筛网区域的下方。

因此，根据本发明，在置于蒸煮器下部额外的、第二提取筛网区域的高度将第三清洗液添加至蒸煮器的中心。本发明的方法确保脱木素反应以尽可能大的容量在所述蒸煮器中发生。该方法不仅进一步使得提高蒸煮器中的生产率成为可能，而且仍然维持或甚至提高清洗效率。清洗液向蒸煮器中心添加所述第三，清洗液确保高的置换效率，其进一步增强清洗效率。

在本申请的文中，表述：将清洗液供应“至”蒸煮器的“中心”的是指从位于蒸煮器中的一点或若干个点将所述清洗液供应至纸浆/溶液的流。因此，不在分布于围绕蒸煮器的周长的位置添加清洗液。优选地，在纸浆/溶液的竖直的流的中间或基本上在中间的位置供应或加入清洗液。

表述“提取筛网区域的高度”是指由提取筛网区域和所述筛网区域的上边缘上方1米所限定的范围内的高度。

术语“筛网区域”包括在蒸煮器中在纤维素纤维材料浆料的主要的流量(main flow)方向上的一个筛网排或彼此之间顺序地布置的若干筛网排。

术语“蒸煮器的顶部”是指包括蒸煮器的顶部部分且“蒸煮器的底部”是指包括蒸煮器的底部部分。

术语“蒸煮器的下部”是指蒸煮器进行纸浆清洗的部分。

本发明进一步涉及用于在蒸煮液中通过蒸煮木屑生产化学纸浆的具有顶部和底部的连续蒸煮器，其中蒸煮器包括：

-用于将木屑和蒸煮液供应至蒸煮器的置于蒸煮器的顶部的入口，

-用于移除所述纸浆的置于蒸煮器的底部出口，

-至少第一和第二筛网区域，其中第一筛网区域置于蒸煮器的下部且所述第二筛网区域置于第一筛网区域之下，

-用于将第一清洗液供应至蒸煮器的底部的装置，其中第一清洗液逆流向上运动通过蒸煮器的至少一部分，

-用于至少在第一筛网区域的高度将第二清洗液供应至蒸煮器的中心的装置，和

-用于在第二筛网区域的高度将第三清洗液供应至蒸煮器的中心的装置，

-用于将蒸煮液和清洗液从至少第一筛网区域和第二筛网区域取出的装置。

所述用于供应所述第一、第二和第三清洗液的“装置”可为例如入口管或类似装置。

实施例

通过实施例进一步描述本发明。

图1显示根据本发明的蒸煮器的示意图。

图1中所示的连续蒸煮器为加压的、基本上圆柱形的、包括顶部和底部的容器(1)的形式。通过入口(2)将纤维素纤维材料(例如木屑)和蒸煮液连续地供应至蒸煮器。在该容器中，碎屑在蒸煮器中形成向下下降的多孔的碎屑柱。蒸煮液可以是例如包括氢氧化钠和硫化钠的kraft蒸煮液。通过出口(3)将经蒸煮的纸浆连续地从所述蒸煮器的底部移除或吹出。沿着容器(1)的竖直中心线布置中心管(5a，5c)，单独的(分开的，separate)溶液输入流(entry flow)可通过所述管被传送至容器的不同高度。如图1中所示，所述中心管(5)可包括上部管(5a)和下部管(5c)。然而，所属领域技术人员认识到这些管可以若干不同模式布置，例如，在第一高度上具有出口的第一管可同心地布置于第二管中，所述第二管具有在所述第一高度之上的第二高度的出口。

一种或多种提取筛网结构(4)可置于容器的上部或中间部分的容器壁上，从这些筛网结构蒸煮液可从蒸煮器被移除(4a)以在其他地方再加工。

根据本发明，将第一和第二提取筛网区域(6和7)置于蒸煮器的下部中，其中第一提取筛网区域(6)置于蒸煮器的下部且所述第二筛网区域(7)置于第一提取筛网区域(6)之下但离第一提取筛网区域相对小的距离处。第一提取筛网区域(6)的最低部分和第二提取筛网区域(7)的最高部分之间的竖直距离可以是例如0.1-15m、优选0.5-5m。第一提取筛网区域(6)可置于所述第二筛网区域之上对应0-30分钟、优选0.1-20分钟和甚至更优选5-15分钟的保留时间(retention time)的距离处。

将第一清洗液(8a，8b)泵入容器(1)的底部部分。可通过单一入口或通过置于容器的底部部分的若干入口加入所述第一清洗液。向上流动的清洗液体置换朝着(toward)提取筛网(6和7)的蒸煮液。通过在第一提取筛网区域(6)的高度具有出口(5b)的上部管(5a)将第二清洗液(9)供应至蒸煮器的中心，和下行的碎屑柱的中间。通过在第二提取筛网区域(7)的高度具有出口(5d)的下部中心管(5c)将第三清洗液(10)供应至蒸煮器的中心，和下行的碎屑柱的中间。第一、第二和第三清洗液可源自从较早的清洗阶段(13)供应的一个、单一、溶液。

从所述第一提取筛网去(6)和所述第二提取筛网区域(7)取出蒸煮液和清洗液(11，12)并且在闪蒸(flash)和蒸发厂(evaporation plant)(未示出)中进一步处理。可将部分溶液(12a)循环返回至蒸煮器以增强蒸煮器中的分布和混合。

优选地，对于每吨生产出来的纸浆，在各提取筛网区域高度加入的清洗液的流量(m3/ADT)、或体积等于或小于从所述提取筛网区域取出的溶液流量。以这样的方式，实现有效的置换并且在提取筛网区域维持稳定的碎屑柱的运动是可能的。更进一步的，在蒸煮器中间部分的溶液的同向(cocurrent)流量得到了维持。因此，所加入的第二清洗液(9)的流量等于或小于从第一提取筛网区域(6)取出的溶液(11)的流量。所加入的第三清洗液(10)的流量等于或小于从第二提取筛网区域(7)取出的溶液(12)的流量。

应理解本发明不限于本文中所描述的特定工艺步骤和布置。另外的提取筛网和清洗液添加点可例如在彼此之上依次顺序地布置。本发明的所述方法例如可包括在第三和/或第四提取筛网区域脱除蒸煮液和在所述第三和/或第四提取筛网区域的高度加入清洗液。