专利名称:蒸煮废汽回收设备的制作方法
蒸煮废汽回收设备涉及制浆废汽的处理和废气热量的回收。
我国中、小型纸厂碱法制浆采用的蒸煮设备一般为蒸球，蒸煮终了则采用朝天放汽的方法降低球内压力以保证安全放锅(启盖卸料)。蒸煮结束时球内压力一般为6～6.5kg／cm2，温度为160～170℃，蒸煮废汽中还含有一定数量的CH3SH、H2S等恶臭的有毒气体，因此采用朝天放汽的方法，不仅因排空所需的时间长，直接影响蒸球产量，而且浪费了能源，更严重的是污染了环境。目前国内某些纸厂对这种朝天放汽方法所作的改进主要是将蒸煮废汽导入碱液中预热蒸煮药液，如新疆某厂采用无声加热器回收蒸煮废汽，加热器垂直地安装于配碱罐中央并全部浸入药液中，废汽中的热能不断地释放到药液中，直至药液达到所需温度为止。湖南某厂将蒸煮废汽导入设有多孔喷管或喷射器并储有清水的回收桶中，利用废汽的热量使桶内水温升高，再用此热水溶解固体烧碱或配液碱等。但都存在排汽时间长，废汽不能排尽，由于预热蒸煮所需的热量小于蒸煮废汽内含的热能，因此蒸煮废汽的热能没有全部利用，当两台以上的蒸球同时或连续排汽时，在同一受汽源里还会发生“汽堵”，仍需将一部分废汽排空，这样，既影响了回收效果，有毒气体的污染问题也没有根本解决。
本实用新型旨在解决蒸煮废汽的全部回收，热能的完全利用和有毒气体的彻底消除问题。
实现上述目的的技术方案为蒸煮废汽回收设备由蒸球(16)、热交换器(10)、黑液反应器(12)、与热交换器并联和交替运行的泛能回收器(7)，自动控制泛能回收器的气动执行器(6)，将一台蒸球的蒸煮废汽导入另一台蒸球作二次蒸煮利用的汽相转注(4)和容纳热交换器、泛能回收器及配汽室(11)的热能回收槽(9)等几个主要部分组成。蒸球球体内有轴向喷射管(13)、与轴向喷射管互不沟通的径向喷射管(3)、盘向弯管(14)、滤罩(15)、排空装置(1)和设在盘向弯管与径向喷射管连结处的单向阀(2)，球内脐部的滤罩为椭园形，它与盘向弯管之间为浮动联接，滤罩底部设有底板，滤罩上滤孔的总面积为盘向弯管横截面积的5倍以上；热交换器由加速管(31)、整流管(30)、和扩散管(29)组成，加速管大端部设一定位圈(26)，此定位圈与加速管法兰(25)结合为一体，加速管长度是回流室(32)长度的1倍以上，回流孔(27)总面积为加速管大、小端平均截面积的2.5～3.5倍，定位圈与回流室上法兰(33)的内管壁间采用过渡配合的形式装配，热能回收槽的配汽室内有将废汽分别导入热交换器和泛能回收器的配汽管组(36)、输汽管接头(35)和控制阀(37)，热交换器水平置于热能回收槽中，近扩散管出口端一侧的槽壁上设置一弧形导流屏(8)，黑液反应器中的加速管(18)深入喉管(24)的管腔中，深入部分约为加速管小端直径的0.5～1倍，喉管以采用既耐酸碱又是热膨胀系数较大的材料为宜，泛能回收器的结构与黑液反应器基本相同，供吸入碱液用的支管(34)即相当于黑液反应器中的配风管(20)结构，汽相转注(4)为四通旋塞，或增设一个导入锅炉蒸汽的三通旋塞，汽相转注的完成由四通旋塞、盘向弯管、单向阀和径向喷射管等几部分承担，气动执行器中的凸轮须翻转使用。
下面进一步详述蒸煮废汽回收设备的具体结构和使用方法。
本实用新型的蒸球球体内增设了径向喷射管，它由Ω形接头固定在轴向喷射管上，但与轴向喷射管互不沟通，径向喷射管通过单向阀与弯管相连，在蒸球向外排汽时，由于盘向弯管与蒸球球体内的压力差所产生的空吸力使单向阀关闭，径向管截止；当另一台蒸球的高压废汽通过喷放轴头向该蒸球供汽时，高压汽流经盘向弯管冲开单向阀，废汽通过径向喷射管和滤罩喷入球体内，以加热料片和蒸煮药液。蒸煮废汽中夹带的一些悬浮物质和细小纤维素，因径向喷射管是随球体绕轴迥转，汽相中的固体物质上、下翻滚运动，很难固定附着在某一部位，从而能有效地防止堵塞，万一径向喷射管出现堵塞，由于它与轴向喷射管互不相通，因此不会影响锅炉蒸汽从轴向喷射管导入，不致影响生产。如果在四通旋塞之汽相转注(4)处再接一个三通旋塞，将锅炉蒸汽导入，使径向喷射管参与蒸煮升温，对缩短时间和提高浆料质量有利，滤罩底部设有底板，形成一封闭的过滤区，滤罩为椭园形，以实现滤罩与盘向弯管之间的浮动联结，浮动联结不仅拆卸方便，并可减少振动和防止浆料外跑；球体上原有的排空装置与其它结构各自成体系，当其它结构发生故障时，原排空装置仍能正常工作而不影响生产。
由于本设备将蒸煮废汽导入碱液中，这样，向液相排汽受到的阻力大于向大气排汽受到的阻力，因此把热交换器中原先的手轮状法兰取消，改用普遍法兰，可减少液体的流动阻力，加速管大端加设了一相当厚度的定位圈(26)，此定位圈与加速管法兰(25)结合为一体，并与回流室上法兰(33)的内管壁采用过渡配合的形式装配，既可补偿加速管的强度，又可消除热交换器内部的流体阻力，热交换器水平置于热能回收槽中，其各部位承受的液体压力较均匀，液体回流能耗小，并可缩短排汽时间和使低压废汽顺利外排。与热交换器并联和交替运行的泛能回收器，其主要作用是回收泛汽，补偿热交换器回收低压废汽的功能，以缩短排汽时间；其结构与黑液反应器基本相同，由于进入泛能回收器的泛汽压力低，为了提高负压，应缩短从进液管至扩散管的距离，必要时可提高液位，但最高液位仍应低于进液管，以防止工作液体发生虹吸现象而失控；泛能回收器投入运行是由气动执行器(6)调节的，气动执行器中的凸轮须翻转使用，当废汽压力高于核定压力时，阀门(37)关闭，废汽通过换热器释放，当废汽压力低于核定压力时，阀门(37)开启，泛能回收器投入运行。
黑液反应器是在85202201专利技术基础上作了适当改进，其中加速管小端深入喉管管腔内，深入部分约为加速管小端直径的0.5～1倍，从进液管靠负压吸入的黑液，可随废汽压力变化自动调节汽液比例，汽小液少，汽终液止，喉管采用既耐酸碱又是热膨胀系数较大的材料如聚四氟乙烯，以补偿密封；蒸煮废汽压力大，黑液反应器可采用二次进风式或三次进风式，以增大烟道气的进入量，其中加速管大端直径等于盘向弯管直径，小端直径等于排空装置(1)的出口直径。
热能回收槽分为配汽室(11)和回收槽(9)两部分，配汽室内有将蒸煮废汽分别导入换热器和泛能回收器的配汽管组(36)、输汽管接头(35)和控制阀(37)，回收槽部分容纳热交换器和泛能回收器，在热交换器整流管(30)下部的槽底上设一弹簧结构的减振缓冲座(38)，以承托热交换器的径向压力和稳定工况，近扩散管出口端的槽壁上设置的导流屏(8)用以引导和加速液体回流及减轻高速流体对槽壁的冲击。
本设备适用于单球运行或多球运行，当单球蒸煮结束放汽时，废汽经过盘向弯管，控制阀、缓冲器(5)，从配汽管组(36)进入热交换器，废汽经过热交换器的加速管，以较高的流速喷出，在导流屏的作用下产生回流，回流的混合流体因热交换器内高速流体的喷射作用产生负压，将其从回流孔(27)吸入，经高速流体补充部分能量后又从扩散管喷出，如此往复循环，汽液混合流体的多次回流，使汽液混合均匀，热交换迅速，当废汽经热交换器在液体中释放至一定压力时(一般为0.5～2kg／cm2)，气动执行器启开控制阀(37)，使泛能回收器投入运行，把热能回收槽中的碱液经支管(34)吸入，经泛汽加热后又回到槽中，以提高碱液温度。
使用本实用新型提出的设备实现多台蒸球联球运行时，如二台以上蒸球同时或接连放汽，第一台蒸球在向热交换器排放废汽尚未结束时，可将第二台蒸球的废汽导入黑液反应器，既可与黑液反应，中和有毒气体，又可处理黑液，还可防止汽路“汽堵”，如果同时有一台蒸球排汽，另一台蒸球需要升温时，可开启汽相转注(4)旋塞，把蒸煮废汽通过盘向弯管、单向阀、径向喷射管和滤罩导入另一台蒸球内，以加热原料和药液，经汽相转注后，球内压力一般尚有2～3kg／cm2，仍可通过换热器，泛能回收器或黑液反应器继续排放，直到达到安全放锅的要求。如果在汽相转注旋塞处再接一个三通旋塞，将锅炉蒸汽导入，从轴向和径向喷射管同时进汽，对缩短升温时间和提高浆料质量十分有利。
使用本实用新型提出的设备，既使两台以上蒸球同时运行，均可使废汽全部回收，不需要朝天放汽，而且排汽时间比朝天放汽缩短 1/3 ～ 1/2 左右，热能完全利用，恶臭的有毒气体污染基本消除，但尚有少量的难以与碱液反应的臭味物质的彻底治理有待进一步研究。
图1，蒸煮废汽回收设备整体图1、排空装置； 2、单向阀；3、径向喷射管； 4、汽相转注；5、缓冲器； 6、汽动执行器；7、泛能回收器； 8、导流屏；9、热能回收槽； 10、热交换器；
11、配汽室； 12、黑液反应器；13、轴向喷射管； 14、盘向弯管；15、滤罩； 16、蒸球；17、蒸汽管；图2，蒸球主要结构图图3，黑液反应器结构图18、加速管； 19、进液管；20、配风管； 21、扩散管；22、整流管； 23、配风室；24、喉管；图4，热交换器结构图25、加速管法兰； 26、定位圈；27、回流孔； 28、紊流室；29、扩散管； 30、整流室；31、加速管； 32、回流室；33、回流室上法兰；图5，泛能回收器结构图34、支管；图6，热能回收槽结构图35、输汽管接头； 36、配汽管组；37、控制阀； 38、缓冲座；
实施例按图1实施的蒸煮废汽回收设备，一台8m3的蒸球，平均回收的废汽热能为177.38千大卡／球次，按每m3蒸球容积计，废汽回收的热能折合标煤4.525kg，平均废汽排放时间18.9分钟／球次，比朝天放汽平均时间30分钟缩短11.1分钟。
以一台14m3蒸球向一台8m3蒸球实施汽相转注，接受汽相转注的蒸球(8m3球)的球内压力从0kg／cm2升高到2～2.5kg／cm2(表压)，转注时间平均20分钟。
权利要求
1.一种蒸煮废汽回收设备，主要包括蒸球和热交换器，蒸球球体内有蒸汽喷射管(轴向喷射管)(13)、滤罩(15)和排空装置(1)，热交换器(10)由加速管(31)、整流管(30)和扩散管(29)组成，本实用新型的特征在于回收设备还包括了黑液反应器(12)，与热交换器并联和交替运行的泛能回收器(7)，自动控制泛能回收器的气动执行器(6)，将一台蒸球的蒸煮废汽导入另一台蒸球作二次蒸煮利用的汽相转注装置(4)，容纳热交换器和泛能回收器及配汽室(11)的热能回收槽(9)，蒸球球体内有盘向弯管(14)，与轴向喷射管互不沟通的径向喷射管(3)和设在盘向弯管和径向喷射管连接处的单向阀(2)，球内脐部的滤罩(15)为椭园形，它与盘向弯管(14)之间为浮动联结，热交换器中加速管(31)的大端部设一定位圈(26)，此定位圈与加速管法兰(25)结合为一体，热交换器水平置于热能回收槽中，近热交换器扩散管(29)出口端一侧的槽壁上设一弧形导流屏(8)，黑液反应器中的加速管(18)深入喉管(24)的管腔中，泛能回收器的结构与黑液反应器基本相同，供吸入碱液用的支管(34)即相当于黑液反应器的配风管结构。
2.由权利要求
1所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于蒸球球体内滤罩底部设有底板，滤罩上的滤孔总面积为盘向弯管横截面积的5倍以上。
3.由权利要求
1所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于热交换器中加速管长度是回流室长度的一倍以上。
4.由权利要求
3所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于回流孔(27)的总面积约等于加速管大、小端平均截面积的2.5～3.5倍。
5.由权利要求
1所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于热交换器中的加速管大端的定位圈(26)与回流室上法兰(33)的内管壁间采用过渡配合的形式装配。
6.由权利要求
1所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于黑液反应器中的加速管深入喉管管腔部分约为加速管小端直径的0.5～1倍。
7.由权利要求
1或6所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于黑液反应器中的喉管以采用既耐酸碱又是热膨胀系数较大的材料如聚四氟乙烯为宜。
8.由权利要求
1所述的蒸煮废汽回收设备，其特征在于汽相转注(4)为一个四通旋塞，或增设一个导入锅炉蒸汽的三通旋塞。
专利摘要
蒸煮废汽回收设备涉及制浆废汽的处理和废气热量的回收，它由蒸球、热交换器、黑液反应器、泛能回收器、气动执行器、能使废汽作二次蒸煮利用的汽相转注和带配汽室的热能回收槽等几部分组成，蒸球内设径向喷射管和单向阀，热交换器的加速管大端部设一定位圈，并水平置于热能回收槽中，使用本设备回收蒸煮废汽，既使是两台以上蒸球同时运行，也可使废汽全部回收，并能缩短排气时间1/3～1/2左右，热能完全利用，恶臭污染基本消除。
文档编号B01D53/34GK87204055SQ87204055
公开日1988年3月2日 申请日期1987年3月25日
发明者徐建华 申请人:湖南省南县造纸厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan