第2章 洗涤工段生产流程
2.1洗涤目的
纸浆的洗涤是制浆过程的一个重要环节，基本上是使浆料与黑液分离的过程，洗涤的目的在于充分洗净纸浆的同时，还要提取具有较高的浓度和温度的黑夜，以供碱回收生产。如果纸浆洗涤不干净，不仅造成化学药品的直接损失，影响提取率；并且由于过量残碱的存在，筛洗时易于引起泡沫，导致筛选与漂泊操作的困难，如在漂泊是增加氯耗，又会降低纸浆的白度和提高纸浆的灰分含量。为此，纸浆的洗涤应根据原料品种和生产要求尽量设法控制，以必要的最低耗水量保证洗净浆料，并且得到黑液浓度也高。一般要求木浆黑液浓度应达到10-12。波美，而草浆黑液浓度也要到达8-10。 波美左右。
2.2洗涤原理
黑液的分布主要在于纤维与纤维之间，其含量约占总液量的70-80%。 其次，在细胞腔内孔道里的黑液约占15-20%，在纤维细胞壁内的黑夜约占5%左右。为此，根据这种情况，若要分离出纸浆中的黑液而达到洗净的目的，必须采用挤压和扩散的方法进行洗涤。在纤维与纤维之间的黑液一般可以依靠挤压作用可以洗净，但其他部分的黑液则大多依靠扩散原理才能洗出。挤压作用实际上是借助于外表压力迫使纸浆的黑液通过一层过滤介质而排出，即所谓过滤过程；扩散是某种物质克服了阻力而转移到其他介质中的过程，而且推动物质扩散的因素主要是浓度差。这样纸浆的洗涤实质上也是一个稀释扩散过滤的过程，并且影响过滤速度和扩散数的的因素也是洗涤过程中的主要影响因素。
洗涤过程的影响因素很多的，一般包括如下几个方面：
温度：在洗涤过程中提高温度相应地降低了过滤液的粘度，从而增加过滤速度和扩散速度。这样利用热水洗涤可以加速洗涤过程，所以目前采用高温洗涤方法，如连续蒸煮则在器内利用高温高压进行洗涤，其温度有达到100℃以上。喷放后洗涤温度一般较低一些，约80℃左右。
压力：在洗涤过程中增加压力差，可以提高过滤速度，从而加速洗涤并
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得到浓度较高的黑液。但是，过分增加压力则又看可能压紧浆层，使毛细管直径变小，过滤阻力增加，反而降低洗涤的速度。
浆层阻力：浆层阻力取决于纸浆的性质和浆层厚度。浆层厚度有直接与过滤和扩散的速度有关。显然，增加浆层厚度会提高过滤和扩散的阻力，势必延长洗涤时间或降低洗涤质量，亦即残留在浆料中的黑液含量或残碱量会增加。
纸浆硬度：在洗涤过程中纸浆硬度愈大，一般有利于过滤但却不利于扩散。因此要将硬浆洗净比较困难，这是由于细胞腔内和细胞壁间的黑液扩散出来遇到的阻力较大，洗涤速度下降，所以增加洗涤时间。
2.3洗涤的方法和设备
目前多采用多段逆流洗涤方便，以控制加入洗涤水量，这样既可以洗净纸浆，又可以提取较浓黑液。多段逆流洗涤一般多采用三段或者四段逆流洗涤流程，如图2-1所示，通常是以多台设备串联使用。纸浆顺次进入各段设备，洗涤热水则从最后一段设备加入，而出稀黑液逆转至前一段设备作为洗液之用。这样逆流的黑液逐渐增浓，自第一段设备滤出浓黑液可送至碱回收工序，加以回收综合利用。
图2-1
普通国产四段真空洗浆机采用逆流原，工艺流程如图2-2所示。来自蒸煮车间的粗浆在喷放锅内经稀释后由上浆泵打出，经加黑液稀释后进入第一段真空洗浆机，由第二段黑液桶来是黑液进行喷淋洗涤。产生的黑液进入一段黑液桶，洗后浆有压料辊送入二段真空洗浆机。由三段黑液桶来的黑液进行喷淋洗涤。如此进行下去。当浆进入四段真空洗浆机时，用清水或浆料浓缩段黑液进行喷淋洗涤，然后黑液进入本段黑液桶，洗后浆被送到洗后浆塔，等待筛选工段筛选。在整个过程中，浆与洗涤液的流向都是反向的。浆有一
段进入四段，残碱越来越小；洗涤液由四段逆流到一段，波美度越来越高。
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图2-2
洗涤的设备最主要是真空洗涤机，洗涤池。洗涤池它是长方形敞口槽，池底用长方木分成若干格，上盖条板并铺设棕毯或铁丝网，构成过滤面的假底，其过滤面积应能保持浆层厚度不超过0.8-1.5m为宜，每吨浆所需过滤面积约为15-18m2。真空洗涤机是由一个圆筒转鼓在浆槽中回转而构成的。转鼓表面是具有孔径为8-10mm的多孔不锈钢过滤板，外再覆盖80-100目的不锈钢网或者40目的塑料网，并用铅丝缠紧。转鼓内部分为若干互不相通的隔室，而与洗鼓两端轴颈相应分格连通。在洗鼓轴颈两端均有固定于轴颈的多孔分配圈，随轴颈旋转。分配圈则与固定的分配头紧密接触，而分配头又与真空系统相连，并通过分配头的分配阀分为五个区域起不同的作用。在转鼓旋转时，与轴颈分配圈相连的各个隔室则仙湖轮流与分配阀五个区域接通。真空洗涤机的特点是占地面积小，生产效率高，但操作复杂而投资大。对于处理滤水性较好的浆料较为成熟，对于滤水性较差的浆料尚存在一定的困难，较易糊网，生产能力也低。真空洗浆机的技术特征如下表2-1所示：
表2-1 真空机技术特征
项目 号 型 ZNK-11 ZNK-12 10 2600×1300 8
ZNK-13 15 2600×2000 过滤面积 5 （m2） 洗鼓规格1750×1020 （mm）
洗鼓型式 洗鼓转速（转/分） 单吸、袋式、20单吸、袋式、24双吸、袋式、格 1.5~4.5 格 0.8~2.4 0.8~1.5 12~16 24格 0.27~2.7 0.8~1.5 12~14 JZT41-4,4千瓦 进浆浓度0.8~1.5 （%） 出浆浓度10~13 （%） 配用电机 JO241-6,3千瓦 JO251-8,4千瓦 JCH562,2.6千瓦 JO3112M-8,3千瓦 JO251-8，4千JO3112M-6,4千瓦 瓦 JO3132M-6,7.5千JO261-8，7.5瓦 千瓦 PD3型 无几变速机 A-3型 PD3型
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第3章 洗涤工段控制方案
3.1洗涤工艺对自动控制提出的要求
洗涤的目的有两个：一个是把纸浆中的黑液洗涤干净以利于后续序的顺利进行；第二个是尽可能获得高浓度的黑液，以利于蒸发。这两个要求是相互矛盾的。从影响洗涤效果的因素可知，为了达到稳定纸浆的洗净度，又稳定黑液浓度和提前滤，需要对串联真空洗浆过程进行下列参数进行检测或者调节。（1）喷放锅纸浆浆位的检测；（2）从喷放锅送往真空洗浆机的纸浆浓度和流量的自动调节；（3）用于洗浆的热水的流量和温度自动调节；（4）洗浆机浆槽中浆位的自动调节；（5）送碱回收的黑液浓度的自动调节和流量的检测；（6）各段黑液槽液位的自动调节和温度的自动检测。
3.2控制方案
纸浆洗涤主要是将纸浆中的可溶有机物和无机物洗净，同时能获得高浓度黑液。附件的管道仪表流程图为国内常用的洗涤工段控制流程示意图，相应的测控点见下表3-1。国外对制浆洗涤过程的控制已经有20余年的历史，积累了丰富的经验，并产生了几种经典的控制方案。国内在这方面的研究起步比较晚，控制水平与国外还存在一定的距离。 表3-1 洗涤过程检测控点一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工位号 LIA-201 LIC-202 LIC-203 LIC-204 LIC-205 LIC-206 LIC-207 LIC-208 LIC-209 LIA-210 用途 浆池液位指示、报警 1号黑液槽液位控制 2号黑液槽液位控制 3号黑液槽液位控制 4号黑液槽液位控制 1号洗浆机液位控制 2号洗浆机液位控制 3号洗浆机液位控制 4号洗浆机液位控制 贮浆塔液位指示、报警 10
测量范围 5m 6m 6m 6m 6m 2.5m 2.5m 2.5m 2.5m 13m