專利名稱：處理紙漿的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理紙漿的方法和裝置。按照本發(fā)明的所述方法和裝置特別適用于在氣體必須被從紙漿中去除及紙漿必須稀釋的情況下生產(chǎn)化學(xué)紙漿。當(dāng)然本發(fā)明也適用于化學(xué)和機械的木材加工業(yè)中的其他相應(yīng)的應(yīng)用。
以下化學(xué)木材處理和和特殊的特殊的工藝裝置僅用作按照本發(fā)明的方法和裝置如何用于工業(yè)工藝的例子。由此可理解的是本發(fā)明本發(fā)明也可用于其他化學(xué)制紙漿生產(chǎn)線和完全不同的木材處理業(yè)的工藝地方。
現(xiàn)有技術(shù)公開了化學(xué)木材處理可認(rèn)為始于蒸提器，其中處理以碎片形式送入蒸提器的木材材料，使在蒸提器之后紙漿基本上處于纖維的狀態(tài)或至少可容易地分級成纖維狀態(tài)。所謂的從蒸提器中排出的棕色物料被清洗并進(jìn)入去木質(zhì)階段，在該階段中氧經(jīng)常用作去木質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。去木質(zhì)階段結(jié)束于清洗，清洗可借助絲網(wǎng)或圓輥擠壓、增壓圓輥擠壓或部分圓輥積壓實現(xiàn)。近幾年來較普遍的所謂的DrumDisplacerTM清洗器在其工作原理上是增壓圓輥清洗器，但其典型特征是其中設(shè)有多個清洗階段。通常清洗器排出中等濃度的紙漿，例如約10％的濃度。但壓力可排除濃度為約20％的紙漿。
清洗經(jīng)常用需要供應(yīng)的紙漿濃度相對低的設(shè)備進(jìn)行。供應(yīng)濃度的需求根據(jù)所用的設(shè)備從百分之幾到近百分之十。
換言之棕色物料或更普遍地紙漿在輸入清洗設(shè)備之前必須被稀釋。因此，要記住棕色物料或紙漿應(yīng)當(dāng)盡可能無氣，紙漿中氣體的百分含量對清洗/過濾操作和后面的慮出液的處理都有不利影響。例如當(dāng)慮出液抽出時，具有高氣體含量的慮出液也與產(chǎn)生泡沫，體現(xiàn)出從慮出液中溢出的氣體引起的問題。
所謂的去木質(zhì)過程在篩選紙漿的過程后，其目的是分離不希望的材料以便繼續(xù)處理特別是用于紙漿制成的最終產(chǎn)品。但是篩選是需要根據(jù)所用設(shè)備的一些指標(biāo)將紙漿濃度的操作稀釋至約1-3％。為把紙漿從排出的清洗設(shè)備的超過20％的排出濃度稀釋到篩選設(shè)備需要的百分之幾的濃度，在清洗過程后為抽出必要量的稀釋液體設(shè)置中間水箱。在大多數(shù)情況下從清洗設(shè)備來的紙漿通過中間水箱頂排出到中間水箱，由此紙漿直接排出到位于水箱底部的稀釋混合器附近，并迅速與優(yōu)選通過混合器引入的稀釋液體混合從而相對均勻的濃度的紙漿從水箱抽出至后續(xù)處理階段即篩選設(shè)備中。
但在上述過程成中有一些問題。
首先，特別特是在氧階段有相對多的氣態(tài)的紙漿的在即使在清洗時紙未從紙中分離的物質(zhì)，但它們經(jīng)過清洗器流到中間水箱。在中間水箱的氣氛條件下氣體提升一部分稀釋的紙漿中的纖維到水箱中液面上，由此氣體從紙漿到篩選設(shè)備，并從那里繼續(xù)流向處理。此外當(dāng)紙漿中氣體含量達(dá)到百分之幾的值時，在紙漿中存在的氣體總是對抽出有害。
其次，纖維覆蓋層隨著時間使保持在紙漿表面上的纖維被空氣的影響破壞。當(dāng)槽也用作表面有事排干很慢的緩沖槽時，該破壞的纖維材料與剩余的稀釋的紙漿在低表面情況下混合，為此破壞的纖維材料可傳送至最終產(chǎn)品并引起暫時的質(zhì)量的不良影響。
再次，纖維覆蓋與剩余的紙漿在的表面的情況下混合，稀釋紙漿的濃度暫時下降，因為飄浮在槽上的纖維覆蓋的濃度比槽中的剩余紙漿濃度高很多。接著僅與槽的稀釋調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)不論濃度的變化是否在整個過程中可見或調(diào)整系統(tǒng)是否正確及足夠快速反應(yīng)以緩和濃度至希望的水平。
中間槽的大小可看作與先前問題完全分離的第五問題，大小從幾十立方米到幾百立方米槽的大小另一方面主要由過程的緩沖需求確定，例如在過程的消化器側(cè)的生產(chǎn)波動的情況下存儲紙漿的需要。另一方面，可是存儲的紙漿的濃度也重要，因為翻翻的濃度將減少槽所需的大小的一半。相應(yīng)地，三倍的濃度濃度將減少槽所需的大小至原來的三分之一。高濃度槽和低濃度槽之間有這么大的差異，能通過改變到高濃度節(jié)省成本和空間。
提出通過Sulzer Pumps Finland Oy生產(chǎn)的AirSepTM泵解決這個氣體問題，泵設(shè)在中間槽之后作為篩選器具的供給泵。盡管泵能去除大量的氣體在篩選器具中提出功能問題，篩選器具對紙漿所含的氣體更敏感。這些問題可以例如自身表現(xiàn)出來，從而氣體緩慢積累在到篩選器具，接著氣體大量排出到后面的過程，導(dǎo)致那里多種不希望的現(xiàn)象。
上述問題可用多種方法解決。如果纖維覆蓋或纖維浮塊(也有如此叫的)作為問題考慮，通過使用Sulzer Pumps Finland的專利申請F(tuán)I 971330或Sulzer Pumps Finland的專利申請F(tuán)I 98836和FI100011中公開的內(nèi)容容易視圖和避免其形成。這些公開內(nèi)容披露了將紙漿供應(yīng)到已經(jīng)存在于槽中的紙漿中或其中的至少表面層中或不同的辦法或者公開統(tǒng)一稀釋槽中的紙漿。
然而這些方案解決了去除紙漿中的氣體，雖然它們通過至少部分防止形成纖維浮塊改進(jìn)從紙漿中分離氣體。
然而如果目標(biāo)是更有效地從紙漿中去除氣體，那么按照我們的理解必須以高于篩選濃度的濃度進(jìn)行。即當(dāng)紙漿濃度更高時，實際上氣體從紙漿中更容易地分離。這條規(guī)則至少在濃度至12-15％時正確。
此外，為緩解氣體問題提高濃度也將有助于解決槽的大小的問題。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點例如有-紙漿的氣體含量明顯低于先前，由此后面的部件和過程功能更好，-較小的中間槽就足夠了，由此即節(jié)省空間又節(jié)省構(gòu)造費用。
按照紙漿從第一較高的濃度移為處理變化到第二較低濃度的本發(fā)明的處理紙漿的方法的特征在于，a)以高于所述第二濃度的濃度從紙漿中分離氣體，b)紙漿被低濃度處理地泵送，和c)紙漿被稀釋到所述第二濃度，之后以所述濃度進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的處理紙漿的裝置，該裝置包括至少一個紙漿從中以第一濃度排出的第一紙漿處理器具，一個第二紙漿處理器具和一個用于傳送紙漿到第二紙漿處理器具的泵，紙漿從第二紙漿處理器具以第一濃度排出。第二紙漿處理器具需要低于第一紙漿處理器具的排出濃度的第二的濃度，其特征在于，以高于所述第二濃度的濃度從紙漿中分離氣體的裝置和用于將紙漿稀釋到第二紙漿處理器具所需的濃度的器具都設(shè)在第一和第二紙漿處理器具之間。
本發(fā)明的方法和裝置的其他特征在從屬權(quán)利要求中披露。
以下借助附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的方法和裝置，其中，


圖1現(xiàn)有技術(shù)的工藝裝置；圖2本發(fā)明優(yōu)選實施例的工藝裝置；圖3本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的工藝裝置；圖4本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的工藝裝置；以及圖5本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的工藝裝置。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的工藝裝置開始于清洗器5，其如上所述可是增壓鼓式清洗器、抽吸鼓式清洗器、網(wǎng)擠壓器或輥擠壓器以命名一些例子。清洗器后面的是中間槽10，其也可被稱為緩沖槽或存儲槽。在任何情況下該槽優(yōu)選設(shè)有如FI專利90732所述的混合器12，用于將稀釋液混合到引入槽10中的紙漿中。紙漿可從清洗器5經(jīng)過通常位于槽蓋14上的管道引入到槽10中。稀釋的紙漿從槽中排出，即從槽底借助泵16進(jìn)行，泵例如為氣體分離的所謂的AirSepTM泵。紙漿的壓力通過泵16被增加，用于該工藝的接下來的篩選階段50。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的工藝裝置未以最優(yōu)方式工作。首先已經(jīng)注意到特別是在氧氣階段、氧氣脫木質(zhì)化后，在紙漿中有相當(dāng)多的氣態(tài)物質(zhì)，該物質(zhì)經(jīng)過清洗器5進(jìn)入中間槽10。在中間槽10氣氛條件下氣體引起在紙漿液面上相當(dāng)快地形成濃的纖維浮塊，纖維浮塊阻止幾乎所有氣體從稀釋的紙漿中分離，其中氣體被俘獲到被稀釋的紙漿并隨紙漿繼續(xù)被轉(zhuǎn)移到所述工藝中。
其次，纖維浮塊緩慢地被空氣和其他氣體破壞。當(dāng)槽10也用于緩沖槽時，其液面有時被排地很低，損壞的纖維材料與剩余的被稀釋紙漿在低液面的情況下混合，其中破壞的纖維材料繼續(xù)傳遞至最終產(chǎn)品并引起其質(zhì)量的暫時的變壞。
再次，在纖維浮塊與剩余紙漿混合時，稀釋紙漿的濃度暫時增加，因為浮于槽10液面上的纖維表面的濃度比槽10中的剩余紙漿的濃度高得多。
中間槽10的大小可看作第四問題，該大小為幾十立方米到幾百立方米。槽10的大小主要由該工藝的緩沖需要確定，例如在該工藝的消化器側(cè)的生產(chǎn)波動的情況下存儲紙漿的需要，大槽10可看作由于其空間需求和生產(chǎn)成本的問題。
作為所述問題的方案提出在槽后稀釋紙漿，其中紙漿將以更高的濃度被存儲在緩沖槽中。同時提出在稀釋紙漿之前從更高濃度的紙漿中去除氣體。
圖2至4示出本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例的工藝裝置，所述裝置如現(xiàn)有技術(shù)一樣始于清洗器5。但其后，改變工藝裝置以允許以更高濃度在中間槽中存儲紙漿。工藝裝置顯示在篩選階段50結(jié)束，該階段實際上因此優(yōu)選保持不變，就像清洗器一樣，盡管其間的處理部分有改變。
圖2示出本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的工藝裝置，其中紙漿從如現(xiàn)有技術(shù)的清洗器5排出到中間槽20中，對于清洗器的排出濃度，濃度當(dāng)然高于篩選階段50的濃度。但在該實施例中，紙漿未在中間槽中稀釋，至少未稀釋到篩選階段所需要的濃度，但紙漿的濃度優(yōu)選保持等于清洗器的排出濃度。然而，在有些情況下當(dāng)排出濃度很高(經(jīng)常高于14％)，紙漿在槽20中必須被稀釋，但甚至在該情況下僅僅稀釋至約10-20％范圍內(nèi)的中間濃度。在圖示的該實施例中底刮刀22與槽底部相連，通過該刮刀紙漿從槽20排出到下降段24。如果需要稀釋，優(yōu)選可借助所述底刮刀22進(jìn)行。具有氣體分離器的所謂的MC pumpTM26能泵出中間濃度紙漿，公開了其多種可選的例子，例如芬蘭SulzerPumps的專利US 4,921,400，US 5,058,615，US 5,019,136，US 5,167,678，US 4,971,519，US 4,877,424，US 4,877,368，US 4,981,413，US 5,152,663，US 5,538,597，US 5,114,310，US 5,078,573，US 5,116,198，US 5,151,010，US5,842,833，US 6,120,252，US 6,551,054，其在此包括在本發(fā)明中，泵被設(shè)置在下降段24的底端。所述MCTM的典型特征是在紙漿中產(chǎn)生有力的渦流的轉(zhuǎn)子至少部分設(shè)在泵的入口區(qū)域內(nèi)側(cè)。在大多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)子與所述泵的葉輪成一體。MCTM泵26用于從下降段排出紙漿及分離氣體。紙漿借助泵供給到混合器28中，混合器用于將紙漿稀釋至后面的處理階段的濃度，例如這里是篩選階段50。
與現(xiàn)有技術(shù)的工藝裝置相比，該按照本發(fā)明的該工藝?yán)迷谥虚g槽中存儲紙漿及以高于現(xiàn)有技術(shù)的濃度主要是MCTM濃度從槽中排出紙漿，這將防止與稀釋有關(guān)的形成的纖維浮塊的有害的效果。同時隨著存儲濃度的增加可降低槽的大小。
從AirSepTM到pumps MCTM的轉(zhuǎn)變引起明顯更有效的氣體分離，其中在后面的工藝中由于減少氣體含量進(jìn)一步處理紙漿更容易。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例的一個工藝裝置。其可被用于以下應(yīng)用中，其中不需要大的緩沖槽，但該工藝相對穩(wěn)定，從而保證均勻地紙漿流動足夠從清洗器5直接將紙漿排到下降段30中，下降段的下端連到上述類型的所謂的MCTM泵，接著連有稀釋混合器28和篩選階段50。
在詳細(xì)的細(xì)節(jié)中，至少有三個不同的基本類型的下降段方案。第一種基本類型可視為最類似于圖2的實施例的方案，即其中上述MCTM泵連到下降段的底部，從而其可無任何輔助措施地直接排空下降段。
在另一基本類型中，如圖3所示，基本垂直的轉(zhuǎn)子32設(shè)在下降段30的內(nèi)側(cè)，以幫助紙漿在下降段30中向下流動直到MCTM泵的入口。轉(zhuǎn)子32可認(rèn)為僅僅形成有效的渦流的轉(zhuǎn)子或該轉(zhuǎn)子附加地以現(xiàn)有技術(shù)已知的方式將氣體分離。
在第三種基本類型中，帶有轉(zhuǎn)子32的下降段30類似于其他基本類型，但泵不是MCTM泵，而是簡單的離心泵，該泵在其進(jìn)口處沒有設(shè)置形成有效渦流的轉(zhuǎn)子。就是說，在紙漿的濃度不很高的情況下，在下降段中設(shè)置的轉(zhuǎn)子，可以進(jìn)行氣體分離或不進(jìn)行氣體分離，可保證紙漿將流到下降段的下端并從那里通過進(jìn)口流入離心泵的葉輪。
還要說明的是，對于所有這些與圖3示出相關(guān)的選擇方案來說氣體先于稀釋紙漿從紙漿中分離以省去后面的工藝是共同的。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的工藝裝置。其可使用以下方案，來自清洗器的紙漿流明顯連續(xù)。在該位置上的纖維線中不需要顯著地緩沖容量。事實上，被參考的美國專利5,851,350更詳細(xì)地公開了泵結(jié)構(gòu)，典型的結(jié)構(gòu)特點為，清洗器5的排出螺桿(大多數(shù)清洗器都有一個)將紙漿基本上直接供應(yīng)到泵26的進(jìn)口通道42。因此泵26不必設(shè)有特別與更高濃度相關(guān)的形成渦流的轉(zhuǎn)子，即使最好設(shè)有。美國專利5,851,350所述的其它的方案可用于該結(jié)構(gòu)方案，其中的特別是圖6a、6b、7a和7b所示但不排除其他方案。典型的是小的中間槽設(shè)在清洗器和泵之間，清洗器的螺桿將紙漿供應(yīng)到所述槽中。優(yōu)選地中間槽被加壓，但也可處于大氣壓，其中此方案很類似于圖3所示的下降段方案，例外的是清洗器可設(shè)在與篩選階段相同的高度上。
結(jié)合上述實例可以注意到即使稀釋混合器28在圖中為具有轉(zhuǎn)子的器具，但稀釋混合也可用靜態(tài)混合器或在流體中自轉(zhuǎn)的混合器進(jìn)行實施。原理上，通常的離心泵或MCTM泵也可被用作混合器，需要稀釋的液體引入到進(jìn)口通道或進(jìn)口管或為稀釋液體專門設(shè)計的進(jìn)口管中。當(dāng)然也可使用為此目的設(shè)計的離心泵，其中葉輪通過組合進(jìn)行設(shè)計。因為同樣的器具可選擇地用于從紙漿或漿料中分離氣體及稀釋紙漿，可以設(shè)想從紙漿中分離氣體并沒有精確地發(fā)生在上游儲存塔，處理器具或類似物的排出濃度中而是發(fā)生在略微低的濃度中。然而，在任何情況下，按照本發(fā)明，分離氣體在高于所述工藝中隨后的處理器具的輸送濃度的濃度處進(jìn)行。
圖5示出本發(fā)明的另一實施例。以與圖2至4所述的實施例類似的方式，氣體的存在對操作各種紙漿清洗設(shè)備和脫水設(shè)備是有害的。清洗和/或脫水或過濾設(shè)備也經(jīng)常需要稀釋紙漿到正好低于10％的濃度。因此，圖5示出一個工藝裝置，其中紙漿或粗漿以至少中間濃度引入到存儲塔或流槽(粗漿從消化器吹到流槽中)或其他容器20，從這里，紙漿引入到泵26中，其能泵出至少中間濃度的紙漿。泵26最好能在泵紙漿時從紙漿中分離氣體。泵26傳送紙漿到清洗單元、過濾單元或脫水單元55。該單元55的共同特征，不管是真空鼓式清洗器、增壓鼓式清洗器、清洗擠壓器還是絲網(wǎng)擠壓器，僅命名幾個選項而不是要限制可使用的清洗/過濾裝置的范圍，但總要接收低濃度紙漿。圖5提出就像前述實施例那樣也使用泵26和清洗/過濾單元55之間的稀釋混合器28。然而，如上所述，泵26也可用于稀釋紙漿，而用于稀釋紙漿的單獨混合器不是必須的。
因此應(yīng)當(dāng)提到，除上述所謂MCTM泵被提出用于泵紙漿和從中分離氣體外，也可用其他合適的為此目的的器具，所述器具能從紙漿中分離氣體并以希望的濃度泵紙漿。
以上公開內(nèi)容，本發(fā)明僅參考幾個示例性方案描述。這些方案并不將本發(fā)明限制于上述細(xì)節(jié)，本發(fā)明進(jìn)先于后面的權(quán)利要求和其說明。
權(quán)利要求
1.一種處理紙漿的方法，該法中，紙漿從第一較高濃度轉(zhuǎn)換到第二較低濃度的處理，其特征在于，a)以高于所述第二濃度的濃度從所述紙漿中分離氣體，b)紙漿被泵送到在第二較低濃度情況下實施的處理中，和c)紙漿被稀釋到所述第二濃度，之后以所述濃度進(jìn)行處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟a)中紙漿從所述第一濃度稀釋到高于第二濃度的濃度。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，紙漿從擠壓排出濃度稀釋到中間濃度。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一濃度是清洗器的排出濃度。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高于第二濃度的濃度是中間濃度。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以低濃度進(jìn)行的處理為篩選(50)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，紙漿稀釋到約1至3％的濃度。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)借助形成渦流的轉(zhuǎn)子(32)進(jìn)行。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)和b)借助所謂的MCTM泵進(jìn)行。
10.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀釋借助底刮刀(22)進(jìn)行。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)生在低濃度情況下的處理是清洗、擠壓、脫水或過濾(55)。
12.一種處理紙漿的裝置，該裝置包括至少一個紙漿從中以第一濃度排出的第一紙漿處理器具，一個第二紙漿處理器具和一個用于傳送紙漿到第二紙漿處理器具的泵，操作第二紙漿處理器具需要低于第一紙漿處理器具的排出濃度的第二的濃度，其特征在于，以高于所述第二濃度的濃度從紙漿中分離氣體的裝置和用于將紙漿稀釋到第二紙漿處理器具(50)所需的濃度的器具(28)設(shè)在泵(26)和第二紙漿處理器具(50)之間。
13.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，用于以高于第二紙漿處理器具(50)的處理濃度的濃度從紙漿中分離氣體的器具(26；32)設(shè)在第一紙漿處理器具(5)和第二紙漿處理器具(50)之間。
14.按照權(quán)利要求12和13所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述泵(26)是氣體分離泵。
15.按照權(quán)利要求13所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述氣體分離器具是設(shè)置在在泵(26)前面的下降段(30)中的渦流形成轉(zhuǎn)子(32)。
16.按照權(quán)利要求12或15所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述泵(26)是所謂的MCTM泵。
17.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述第一紙漿處理器具(5)是清洗器，例如增壓鼓式清洗器、抽吸鼓式清洗器、絲網(wǎng)擠壓器或清洗擠壓器。
18.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，第二紙漿處理器具(50)是篩選器。
19.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述稀釋器具是轉(zhuǎn)動或靜止的混合器(28)。
20.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，所述稀釋器具是離心泵。
21.按照權(quán)利要求12所述的處理紙漿的裝置，其特征在于，第二紙漿處理器具(55)是增壓鼓式清洗器、抽吸鼓式清洗器、絲網(wǎng)擠壓器或清洗擠壓器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由于處理紙漿的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置適用于在氣體必須從紙漿中分離紙漿必須被稀釋的情況下生產(chǎn)化學(xué)紙漿。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的特征在于氣體在高于所述第二濃度情況下從紙漿中分離，紙漿借助泵(26)泵到以低濃度進(jìn)行的第二處理，在以所述濃度進(jìn)行的處理之前紙漿用泵(26)后面的器具(28)稀釋到所述第二濃度，所述方法中紙漿從以較高濃度處理紙漿的第一紙漿處理器具(5)輸送到以較底濃度處理紙漿的第二紙漿處理器具(50)。
文檔編號D21D5/26GK1820107SQ200480019696
公開日2006年8月16日 申請日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者A·科索 申請人:蘇舍泵有限公司