化学机械木浆生产中，在压力高浓磨浆过程要产生大量的蒸汽热能，均需配套经济适用的热回收系统。热回收有两种基本工艺：盘磨机产生的污蒸汽与加入喷射冷凝器的水热交换产生热水；利用再沸器将污蒸汽与热冷凝水进行热交换产生新鲜蒸汽，同时利用污冷凝水热量生产热水。热回收方式的选择主要取决于浆的生产规模和磨浆负荷等因素。年产10万t及以上的化机浆项目适宜采用生产新鲜蒸汽的热回收方式。
1、磨浆过程蒸汽的产生和分离装置
高浓磨浆过程，在高速旋转的盘磨内，由于木片之间或纤维之间、木片或纤维与磨片之间的剧烈摩擦作用约有85%-90%的电机主轴动力变成热能，蒸发稀释水、水封水、木片或纤维中的水分而产生大量的蒸汽，以回流汽（与木片喂料成逆流方向）和喷放汽（随盘磨浆喷放出来）两种形式排放出来。一部分回流汽去汽蒸通过降压后的木片，剩余部分去喷射冷凝器或与喷放汽合并去再沸炉生产新鲜蒸汽；喷放汽通过压力旋浆分离器分离后进入热回收系统的再沸炉（见图1）。
热回收的设计可根据生产中对新鲜蒸汽和热水的需要情况进行自动控制而流向相应的热回收设备。磨浆过程产生的蒸汽量决定于电能的输入、盘磨的压力、木片的温度和含水量、稀释水流动和温度、水封水的流动和温度等。净化新鲜蒸汽产量决定于锅炉给水温度，可溶固体物排出的量和盘磨废汽中非冷凝物数量等。
根据BCTMP生产的经验估算，盘磨配置的每兆瓦功率每小时约产生0.8t污蒸汽。污蒸汽压力为：P-RC制浆约0.20-0.25MPa；CTMP/BCTMP制浆约0.30-0.35MPa。
2、热回收流程
生产新鲜蒸汽的热回收生产工艺主要包括供水加热、蒸汽产生和热水产生等几个单
。系统流程见图2。
由化机浆高浓磨浆系统旋浆分离器分离出的污蒸汽借压力进入再沸器（亦称再生锅炉或闪蒸器），同时通入经换热后约100℃的锅炉供水，污蒸汽与热水进行间接换热，污蒸汽被冷却直至冷凝为冷凝水，通入的清洁热水转化为蒸汽，并通过内嵌的微滴分离器产生干度约99.5%的饱和蒸汽。将清洁的蒸汽送入蒸汽压缩机增压到约0.5MPa的压力而送往用汽点，或将新鲜蒸汽不经过加压而直接送往用汽点。再沸器蒸汽的排空率约1.3%，其中含有约0.1%的不凝气体（NCG），NCG的量将影响到热回收单的传热系数和排空率，新鲜蒸汽的产量也取决于这个值。
再沸器中冷凝的污冷凝水从喷射冷凝器的底部进入并产生闪蒸蒸汽，同时从冷凝器顶部加入清洁白水与上升的蒸汽逆向流动交换热量，产生清洁热水和污冷凝水。清洁热水的温度约70℃，被热水泵送往制浆系统或其它热水点；冷凝的污冷凝水温度约100℃，被送往木片洗涤系统或漂前洗涤浆料。
生产中为防止纤维在再沸器内沉淀，将污冷凝水用循环泵连续循环使用，未冷凝的蒸汽和一些不可凝气体流经再沸器顶部被引向供水预热器。热交换过程的冷凝水从预热器底部流出进入再沸器污蒸汽闪蒸区，未冷凝的蒸汽（这些蒸汽包括松节油、一些空气和蒸汽等）进入喷射冷凝器。锅炉供清洁温水由液位控制器控制，首先经过供热交换器，继而又通过再沸器前供水预热器进行再次加热后进入再沸器。
3、设备结构
热回收系统的生产工艺主要由水热交换器、再沸器、喷射冷凝器和蒸汽压缩机等主要设备组成。
3.1 再沸器
再沸器是热回收系统的关键设备，一般是与国外化机浆主要工艺设备配套引进。作用是将化机浆污蒸汽的大部分转化为冷凝水，并将清洁冷凝水转化为饱和蒸汽而回收利用。设备结构有多种形式，名称也不尽相同，但基本原理相同，其中R-二次闪蒸器的再沸器设备结构和运行原理见图3。
该设备是一个立式圆柱形的壳体管式换热设备，热回收单为管状降膜式，主要由壳体、降膜管、缓冲喷嘴池、洗涤喷嘴、微滴分离器和供水预热器等组成。污蒸汽在管内流动，给水在降膜管之间通过，整个系统可分为清洁冷凝水闪蒸区、污蒸汽闪蒸区、热交换区和供水预热等几个区域，结构较为复杂。根据再沸器设备热交换的功能与原理，可将设备热交换系统分为管侧（污蒸汽侧）、壳侧（清洁蒸汽侧）和供水预热器三大部分。
3.2 热交换器
热交换器是热回收系统的辅助加热设备，作用是利用冷凝水的残余热量来加热供水而保证再沸器的高效运行，设备结构和运行原理见图4。
该设备是一个水平的壳体列管卧式结构，里边是水平排列的热交换管。管板与管壳间嵌有热膨胀补偿膜。换热器有两个支撑腿，一个是固定的，另一个可以滑动。
污污凝水在管内流动，锅炉供水在管外流动，利用两介质温差完成热交换任务。被加热的热水进入再沸器单，污冷凝水则进入喷射冷凝器生产热水。
3.3 喷射冷凝器
喷射冷凝器（亦称洗涤器）的主要作用是在再沸器部分或者全部旁路时，洗涤蒸汽以除去其中的纤维和利用污冷凝水热量生产热水。它能够在连续运行中闪蒸出一部分污蒸汽，蒸汽的热量被传递到白水而产生热水。另外，该设备还具有污蒸汽直接排入时的消音作用。喷射冷凝器的结构和运行原理见图5。
该设备是一个立式的常压容器，上下均为圆锥体。一个内部的锥形隔板把该容器分成上下两部分，上部的锥形体上有一个喷嘴，顶部是一个出口排气囱。污冷凝水沿底部的切线方向入口经过文丘里管而进入器内，下部为污冷凝水闪蒸冷凝区。设备由一个裙式支架支撑。下端有一个人孔以供观察和维修。
一般情况下，从供水预热器出来的蒸汽、不凝气和从再沸器出来的污冷凝水被送到常压冷凝器，还有一小部分污蒸汽也被送到冷凝器。另外，如果经过供水预热器的污蒸汽排放口被阻塞或关闭，那么冷凝水就会通过一个备用的排放管道送到喷射冷凝器。污冷凝水进入冷凝器后约8% 的热污冷凝水被闪蒸成蒸汽。
来自再沸器的污冷凝水沿切向方向进入冷凝器，或在盘磨中产生的蒸汽直接排放到冷凝器的时候（污蒸汽沿切向进入较大直径的冷凝器后，会在低速旋转时将大部分纤维分离出来），产生的闪蒸蒸汽自下往上流动，同时，从设备顶部加入的白水通过喷嘴的喷射流作用，起到了良好的冷凝效果而被加热成热水。加热后的清洁热水通过液位自动控制用热水泵送往用水点。没有冷凝的蒸汽和不凝气体则通过上端的气囱排放到大气中。下端锥部的冷凝水/白水混合液体通过底部的循环泵用液位控制而被排放出去，但大部分的水又重新循环到冷凝器进口流经文丘里管而进入器内，并通过冷凝水循环起到搅动作用而防止洗涤器中的纤维沉降。洗涤器设有的溢流管是防止液位自动控制失灵或过载现象。
3.4 蒸汽压缩机
蒸汽压缩机是热回收系统对产生的新鲜蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽压力的关键设备，目前均是从国外配套引进。作用是将从再沸器出来的清洁蒸汽加压，以达到工艺所需的汽压要求。该设备总体构成较为复杂，主要由压缩系统、蒸汽降温器和润滑系统三个单组成。
再沸器内产生的蒸汽经过内嵌式微滴分离器除去蒸汽中的部分液体，然后再进入蒸汽压缩机或相应的用汽点。在工艺设计时可留有不经压缩的蒸汽旁路，以自动控制而满足生产对不同蒸汽压力的要求或防止压缩机出现故障时维修余地。
责任编辑：葛鸿燕
校对：葛鸿燕
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