[科普中國]-立式蒸煮器

立式蒸煮器 又稱立式蒸鍋。一種固定直立式的大型間歇生產(chǎn)紙漿的蒸煮器，頂部和底部是半圓球形或錐形，中部是圓柱形，具有產(chǎn)漿量大，占地面積小，紙漿質(zhì)量均勻等優(yōu)點；適用于硫酸鹽法和亞硫酸鹽法生產(chǎn)木漿、葦漿、草漿等。1

簡介立式蒸煮器又可分為回轉(zhuǎn)立式蒸煮器及固定立式蒸煮器。

回轉(zhuǎn)立式蒸煮器回轉(zhuǎn)立式蒸煮器的容積、傳動方式及蒸煮操作方式都類似于蒸球。這種回轉(zhuǎn)立式蒸煮器過去在歐洲用于硫酸鹽木漿的蒸煮，容積較小，只有20~50m。，直徑一般為2.5~3m，高6~7.5m，高與直徑之比為2.0~2.5，上下錐體角均為90度。蒸煮器內(nèi)有蒸汽管D，延長到上口處，末端接一O形管，用于蒸汽裝料和通汽用。蒸煮器的下部有閥門E，用于抽出空氣和松節(jié)油放氣，液量為蒸煮器容積的25~30%。這種回轉(zhuǎn)立式蒸煮器，目前偶然在國外的老廠可見到，新建廠及擴廠已不再采用。國內(nèi)沒有這種設(shè)備。

固定立式蒸煮器固定立式蒸煮器，按加熱方式的不同，可分為直接加熱及間接加熱強制循環(huán)兩種。這兩種蒸煮器我國均有生產(chǎn)，如佳木斯造紙廠蒸煮器是屬于間接加熱強制循環(huán)并輔以直接加熱的方式，而吉林造紙廠部分蒸煮器是直接加熱強制循環(huán)方式。由于固定立式蒸煮器的容積大，生產(chǎn)能力大，為大中型工廠所采用。容積一般為50~170m3，目前世界上最大的立式蒸煮器是260m3。1985年在芬蘭勞瑪—利波拉廠投產(chǎn)4臺200m3的蒸煮器。世界上最小的立式間歇蒸煮器為45m3，在日本。

國產(chǎn)立式蒸煮器技術(shù)特征見下圖。

我國大中型工廠一般使用75m3及110m3兩種，只有某廠將亞硫酸鎂法改硫酸鹽法后，硫酸鹽法蒸煮最大的蒸煮器是170m3。

硫酸鹽蒸煮鍋目前硫酸鹽蒸煮鍋主要應(yīng)用于大中型制漿造紙廠，其蒸煮的主要原料為木材、蘆葦、荻竹等。蒸煮鍋是用209鍋爐鋼板經(jīng)焊接而成的薄壁壓力容器。硫酸鹽蒸煮鍋豐要由鍋體、循環(huán)系統(tǒng)及支座座等組成。

1、鍋體

鍋體分上錐部、圓筒部和下錐部等三部分，如下圖所示。

蒸煮鍋的高度、直徑及上、下錐角的大小是蒸煮鍋外形尺寸的中要指標(biāo)。高度與直徑的比值過大，會使一定鍋容的蒸煮鍋過高，增大廠房基建投資。而比值過小，則容易造成循環(huán)藥液在整個鍋截面上分布不勻，甚至形成串流。通常高度與直徑的比值取3.3~4.0。

蒸煮鍋的上錐角一般取90°左右，下錐角為60°左右。上、下錐角對裝料、放漿、送液和通汽等有一定的影響。如上錐角過大，則鍋頂原料難以壓緊，降低裝鍋量；下錐角太大則容易造成漿料“搭橋”，使放料困難，且直接通汽時，加熱不均勻；如上、下錐角太小，同樣使鍋高增大。上、下錐體同中部圓筒殼體之間的連接應(yīng)采用圓弧過渡，以減小或消除邊緣應(yīng)力。過渡部分母線曲率半徑一般取等于或大于圓筒部分半徑。

2、藥液循環(huán)系統(tǒng)

硫酸鹽蒸煮器一般采用間接加熱強制循環(huán)系統(tǒng)，間接加熱能保持穩(wěn)定的液比，提高藥液濃度，縮短蒸煮時間，并能使所得漿料質(zhì)量均勻等。循環(huán)系統(tǒng)由加熱器、循環(huán)泵及循環(huán)管道組成。硫酸鹽蒸煮鍋有兩種常用的間接加熱循環(huán)系統(tǒng)：底部抽液循環(huán)系統(tǒng)和中部抽液循環(huán)系統(tǒng)。2

下圖為底部抽液系統(tǒng)示意圖。藥液由循環(huán)泵從鍋體下錐部抽出，經(jīng)加熱器加熱后，大部分藥液由鍋上部注入鍋內(nèi)，小部分由鍋底注入。

這種循環(huán)系統(tǒng)上部溫度較高而下部壓力較大，彼此配合能使蒸煮均勻。但因抽液濾網(wǎng)裝在鍋下部，蒸煮濾水性差的漿料時，造成蒸煮后期藥液循環(huán)量減少。同時，在蒸煮后期，漿料由于抽液而逐漸緊密，易造成堵塞濾網(wǎng)和放料困難。中部抽液循環(huán)系統(tǒng)如下圖所示。

3、支座

蒸煮鍋連同鍋內(nèi)藥液、原料的全部重量，完全由蒸煮器的托身支座支承在4~6個支柱上。由于蒸煮是間歇操作，升溫、降溫頻繁，鍋體熱脹冷縮，為適應(yīng)其變化，不致產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，故托身支座不能完全與支柱固定，如蒸煮鍋有四個托身支座，其中一個支座通過螺栓與支柱固定，其他三個則放在特制的滾動式托身支柱上，螺栓不必擰緊，使托身支座能在支柱上移動。我國目前應(yīng)用的硫酸鹽蒸煮鍋主要特征見下圖。

水蒸汽在蒸煮中的作用因為木片（或草片）與蒸煮藥液的化學(xué)反應(yīng)，必須在高溫高壓條件下，經(jīng)過一定時間才能進(jìn)行。而高溫高壓蒸汽則是提高化學(xué)反應(yīng)溫度的熱頒。蒸球蒸煮一般是把蒸汽直接通入球內(nèi)加熱內(nèi)容物；帶有加熱器的立式蒸煮器是間接加熱內(nèi)容物，無加熱器的立式蒸煮器則直接通入蒸汽，有的蒸煮器采用二者結(jié)合的加熱方式。

蒸球蒸煮使用的蒸汽，壓力為686kPa，溫度為220℃左右的飽和蒸汽。大型立式蒸煮器應(yīng)用的直接或間接加熱的蒸汽壓力不應(yīng)低于980~1176kPa，溫度為250~270℃的過熱蒸汽。

無加熱器的立式蒸煮器，將蒸汽直接通入蒸煮器內(nèi)，使器內(nèi)的凝結(jié)水量增加，因此要考慮適當(dāng)縮小蒸煮液比。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

蒲富永 - 教授 - 西南大學(xué)