纸浆和造纸

MC（中等浓度）泵通常用于输送较粘稠的流体，非常适合在造纸厂中输送纸浆。 纸浆通常由立管输送（一个连接泵的垂直输送管道）。 带有立管的泵常常用于洗涤器和增稠器，O2和CLO2混合器，萃取塔，漂白塔和高密度纸浆储存塔等设备之间的物料抽送。   挑战 在立管中保持适当的纸浆液位是很重要的，通过调节在泵下游管道上阀门的开度可以控制立管中的液位高度。 液位控制失灵可能导致立管溢流，或泵在无流量状态下过热及密封损坏。

出于二恶英和呋喃类物质对健康、安全和环境方面造成的担忧，曾经被普遍用作纸浆漂白剂的氯元素已经让位于替代的新技术。如今，大约95%的漂白纸浆生产用到了无氯元素漂白(ECF)技术。发生器产生的二氧化氯与水混合以进行漂白。 挑战 气态的二氧化氯被传送到一个吸收塔中，它在那里被溶解在冷水中，以得到二氧化氯漂白水溶液。在发生器中保持连续液位测量至关重要，因为发生器的化学物质平衡是必不可少的。故障的控制可能产生一种“乳白现象”，漂白剂停止生产并停机。

余热回收锅炉中产生的蒸汽用于运行工厂中的许多部分。使用蒸汽最多的是浓缩溶液和干燥纸张，其次是消解、漂白和木片蒸煮。(如果工厂有条件的话，蒸汽还可以驱动涡轮发电机组) 。在造纸机干燥部分中的蒸汽冷凝系统用于收集冷凝水，再重复利用。 挑战 从干燥机桶里的蒸汽冷凝物进入到冷凝水回收系统的六个接收罐。这些罐的液位控制确保水返回工厂以供重复使用，也可以转移到储存罐或者排放到下水道。当控制器检测到水箱的液位较高时，它就会启动排水阀来排出累积的冷凝水。

由于纸浆造纸的加工过程是在含水量高达99.5%的水载体中完成的，所以对水的管理对工厂的运行至关重要。液位控制仪表用于监测冷、暖和热水、饮用水、锅炉给水、溶液水、工艺废水和开放式出水堰，污水坑和雨水池的存储。 挑战 处理、回收和服务的储水可以从小型的储罐到高度40英尺(12.2米)的大型储罐。根据储存容器的尺寸和几何形状来选定控制方法。 开放式水库的液位控制必须能够承受恶劣的天气条件。 消防用水储存必须符合NFPA标准。

混合池是造纸机中一个大型搅拌池，用于将各种纸浆，填料和添加剂按照造纸机的指定配方混合在一起。 将混合后的原料送入成浆池，泵入流浆箱，并让纸浆浆料均匀分布于造纸机移动的成形网上。 当纸浆脱水干燥后，就成纸张了。 挑战 液位控制确保成浆池内介质永远不会溢出，也不低于搅拌区的安全液位。 液位测量需要考虑纸浆厚度，高湿度和比重变化等因素。 由于成浆池卸料操作是由液位控制的，必须保持一致的流量以确保连续的造纸。

来自沼气池的蒸气中含有松节油，其中85％在循环过程中释放。 这种挥发性有机化合物（VOC）的回收是出于环境原因，为了减少冷凝的废液处理，利用松节油作为燃料来源，或作为副产品出售给化学处理厂。 挑战:  典型的回收系统中，有两个容器需要控制松节油/水的界面，即蒸发器或分离器，和储罐。 美国国家消防协会（NFPA）将松节油评定为“严重的火灾危险品”。 由于这个原因，蒸发器安装在有色区域，储罐有时位于地下，控制装置的防爆等级必须是隔爆。

作为工业用水的最大用户，纸浆和造纸厂通常位于天然水源附近。 铁栅筛放置在进水通道或湿井，以消除可能损害工厂设备的碎片。 当碎屑堆积时，用自动耙清洁筛网, 自动耙通常由安装在上游通道中的液位控制器启动。 挑战 需要监测进水通道和水井的水位。 虽然通常是常规应用，但是冰冻天气可能会导致液位控制的复杂性，尤其是那些启动筛网清洁的操作。 尽管结冰, 在寒冷的户外条件下运行的液位控制必须准确可靠。

纸浆以不同的密度储存在卧式或立式的容器中，容器内配有了一个搅拌器使浆料保持悬浮状态。塔是一个更大的容器，能提供停留时间和使纸浆上/下流动。纸浆中含有残余的氧化剂，会对储存容器造成腐蚀，因此容器内壁要衬有耐腐蚀的材料。 挑战 纸浆储罐的液位测量是保持纸浆供应的必要条件。 由于介质粘稠，高温，含有蒸汽，搅动以及浆料的轻微腐蚀和磨损作用，纸浆储罐的液位测量极具挑战。

在化学制浆过程中，纸浆在两个节点被洗涤。 棕色原料（含有木质素残余物的纸浆）在蒸煮器之后被洗涤; 漂白浆在多级漂白装置中被洗涤。 在每一种情况中，纸浆通过一系列洗涤器和筛网移除残留的化学物质和碎片。 液位控制器通常监测洗涤单元中的大容量罐和滤液罐。 挑战 对两种纸浆洗涤线进行精确的液位控制，确保洗涤水的持续供应; 保持液位稳定以确保清洗线的稀释程度正确; 保持滤液流动平衡; 并将减少未洗纸浆引起的下游处理单元的化学负荷和可能出现的问题。

纸浆离开蒸煮器清洗单元时，由于含有必须漂白的残留木质素，所以仍保留着深棕色。在漂白工段，需要对纸浆进行三到五次的漂白和水洗。一般来说，两对二氧化氯和碱抽提塔之后就是纸浆洗涤阶段。 挑战 漂白操作需要液位控制，在保持漂白塔液位恒定的同时调节塔出口阀门来管理进入后续工段的纸浆流量。该应用的难点包括变化的纸浆密度，温度超过+95°C (+200°F)，刺激性的化学物质，以及接液部件需要便于清洁。一个点式液位开关可以确保防溢出的保护。

牛皮纸工艺是最普遍的制浆方法。在这里，加热和化学品添加(氢氧化钠和硫化钠，或者白液)是在一个大型加压炊具或蒸煮器中同时进行的，通过溶解木头中的木质素粘合剂将木片转化为纸浆。残余的木质素和化学物质，或黑液被收集到一个回收锅炉。 挑战 蒸煮器液位监控可以维持操作的稳定性、增加吞吐量和降低kappa变化(纸浆中剩余的木质素的含量)。工艺条件高达+180°C(+355°F)，蒸汽、高压和刺激性化学物质可能对许多液位传感器带来挑战。连续监测和监测液位溢出点是用于蒸煮器的常见方案。

在批量蒸煮过程中，完成蒸煮循环后的浆液和黑液被机械地输送或“吹”进一个大气吹干池。该池是一种大型的圆柱形容器，它可以作为熟纸浆的中间储罐，由此将纸浆(由于它的颜色而被称为“棕色浆”) 以均匀的流量输送去洗涤工艺。 挑战 吹干池的液位控制有助于保持蒸煮和洗涤过程之间的平衡。液位控制可确保蒸煮器定时吹送，以保持持续清洗过程的生产效率来提高产品质量。池中搅拌器的存在会影响液位控制方式的选择，通常选用高报警液位开关。

黑色液体是从木片中提取出化学物质和木质素蒸煮后的废弃混合物。当它们在回收锅炉中燃烧时，黑液产生的热以蒸汽形式回收。大部分无机物在燃烧过程中变为熔融状态，溶解于水后即成绿液(green liquor)。绿液经石灰乳苛化，澄清后成为白液(white liquor)，可用于配制蒸煮液制成纸浆。 挑战 以各种浓度存储的液体是具有高含量有机化合物的腐蚀性溶液。如果被吸入人体，会引起化学烧伤或肺部损害。液位传感器与化学物质的严苛性、可变密度，介电常数、搅拌、发泡和介质粘性有关。...