專利名稱:用于壓力泡沫分離的壓力漂浮組件和方法
本發(fā)明一般地涉及泡沫漂浮分離，并具體地用于廢紙重制中的去除油墨工序中。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明是涉及從紙漿中將充滿油墨的泡沫分離出來(lái)的方法和設(shè)備。
泡沫漂浮是總的分離技術(shù)的一個(gè)分支，被稱為泡沫吸附分離。在泡沫漂浮法中，各種顆粒通過(guò)不同顆粒的區(qū)分能力粘附在大容積液體中升起的氣泡上，并保持在泡沫表面有選擇地分離出來(lái)。
漂浮分離方法經(jīng)常應(yīng)用于不同目的各種處理過(guò)程中。例如，選擇漂浮法可以用于礦物分離，而全部漂浮法用于除去所有固體的凈化處理中。近來(lái)漂浮分離法發(fā)展到應(yīng)用于在廢紙重制中去除油墨。
在廢紙重制技術(shù)中，已從各方面努力發(fā)展二次漿化造紙的方法。廢紙重制利用容易得到的材料，即廢紙或棄紙，這些東西不利用就會(huì)遇到如何處理問(wèn)題。一般地說(shuō)，這樣會(huì)呈現(xiàn)一種非常廉價(jià)的和容易得到的材料來(lái)源，從而對(duì)廢紙重制的造紙商提供一種經(jīng)濟(jì)刺激。不斷增加的生態(tài)意識(shí)導(dǎo)致各種居民要求廢紙重制，以此來(lái)消除廢紙?zhí)幚韱?wèn)題和最終的生態(tài)影響。因此，存在著刺激使造紙商鼓勵(lì)消費(fèi)者回收廢紙張以及使造紙商本身采用廢紙纖維。采用廢紙纖維比新的纖維時(shí)?？梢蕴峁┹^便宜的紙張產(chǎn)品，因此在消費(fèi)者方面存在著經(jīng)濟(jì)刺激鼓勵(lì)造紙商采用廢紙纖維，同時(shí)消費(fèi)者本身也存在經(jīng)濟(jì)刺激使廢紙投入重制。
廢紙重制的過(guò)程基本上就是一種從可用的纖維中將污染物去除掉的過(guò)程。在整個(gè)廢紙重制的重要的部分-去除油墨的處理中，關(guān)鍵的工序之一就是從紙漿纖維中去除油墨。典型地，待重制的紙張以某種方式進(jìn)行二次漿化，而形成一種重制的纖維漿液。放入化學(xué)制以便從纖維中將油墨顆粒分離出來(lái)，并將紙漿中的油墨顆粒自由地分散開(kāi)?？梢圆捎酶鞣N不同的方法和化學(xué)劑進(jìn)行這項(xiàng)工作，這些不屬于本發(fā)明的組成部分，因此不打算進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
當(dāng)油墨從纖維中分離出來(lái)以后，必須由紙漿中將油墨去除掉。由紙漿中將油墨除去有兩種方法被絕大多數(shù)的廢紙重制商采用過(guò)，這兩種方法的選擇常常是取決于重制纖維和待去除的油墨的各種特性。去除油墨顆粒的第一種方法常常被稱為稀釋沖洗法，該方法基本上是由紙漿中將油墨顆粒漂洗出去。
第二種型式的油墨分離方法一般稱為泡沫漂浮法。在泡沫漂浮分離法中，低稠度的紙漿流經(jīng)一系列的漂浮容器?？諝膺B同漂浮化學(xué)劑如脂肪酸或者表面活性劑一起混入紙漿。油墨顆粒比紙纖維對(duì)于空氣泡沫具有更大的親和力，而油墨顆粒就附著在氣泡上。氣泡在漂浮容器中上升到表面上，形成一個(gè)充滿油墨的泡沫，這種可以連續(xù)地從紙漿表面上被除去。泡沫的去除可以通過(guò)重力，通過(guò)真空或者在表面上用漿葉或其它撇沫裝置來(lái)完成。泡沫漂浮方法也可以用來(lái)從紙漿中將稱為膠粘物的各種粘性污染物除去。
一般地說(shuō)，在一個(gè)單級(jí)泡沫漂浮容器中只可去除掉紙漿中所存在的油墨總量的不到30%。因此，過(guò)去通常采用4至6個(gè)漂浮容器串聯(lián)起來(lái)將二次漿化的紙漿中原來(lái)存在的油墨去除到可接受的程度。每個(gè)去除油墨容器需要用各種閥，泵和與其相聯(lián)結(jié)的設(shè)施，包括用于向容器供應(yīng)紙漿的管路，空氣噴射和混合裝置，化學(xué)添加劑，泡沫的去除和紙漿的排出設(shè)備。因此，用于由重制纖維中將所需去除的部分油墨去除的系統(tǒng)所必需的投資是相當(dāng)高的。
所有已知的泡沫漂浮容器都是大氣壓力下工作的型式。也就是，容器中的紙漿是在大氣壓力條件下。噴射到紙漿中用以漂浮油墨顆粒的空氣可以溢出至大氣中。在此以前所知道的泡沫漂浮去除油墨的容器的典型例子可以從美國(guó)專利4，548，673號(hào)文件中找到。雖然在去除油墨的容器上常常設(shè)有一個(gè)蓋子，該容器一直是在大氣壓力下進(jìn)行工作。例如，在美國(guó)專利4，328，095號(hào)文件中公開(kāi)了許多種帶蓋子的容器;但是，該容器是在大氣壓力下進(jìn)行工作。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種壓力漂浮組件用于高效率地由紙漿中去除泡沫，而該組件可以取消在此以前的泡沫漂浮方法中所需要的許多管路，泵和閥。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于泡沫漂浮去除油墨處理方法的壓力漂浮組件，該組件可用單個(gè)的設(shè)備達(dá)到適當(dāng)?shù)奈廴疚锶コ恍枰嘣O(shè)泡沫去除設(shè)備。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于去除紙漿中的油墨的壓力漂浮組件，該組件可以在高于大氣壓的壓力下進(jìn)行工作，而其中由紙漿中逸出的空氣可以用來(lái)完成有用的工作。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的就是提供一種用于去除紙漿中的油墨的壓力漂浮組件，該組件與已知的各種型式的泡沫漂浮容器相比，可以減小泡沫廢棄物體積和減小回收損失，并適合于各種尺寸小的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括帶有最小空間要求的大容積系統(tǒng)。
本發(fā)明這些和其他目的的達(dá)到是通過(guò)提供一種漂浮分離方法和一種可以在非大氣壓力下進(jìn)行工作的漂浮組件，以取代迄今已知的各種大氣壓力條件下工作的漂浮方法和組件。本發(fā)明的漂浮組件可以包含許多不同的形狀并包括一個(gè)由一個(gè)混合區(qū)域接受紙漿的進(jìn)口，在該混合區(qū)域內(nèi)空氣和/或發(fā)泡劑都加在紙漿內(nèi)。為紙漿的接受部分設(shè)置有了一個(gè)出口，并且為從紙漿中除去充滿油墨的泡沫設(shè)置了一個(gè)出口。在該組件的各種最佳實(shí)施例中，在泡沫和紙漿的兩個(gè)出口之間設(shè)置有一個(gè)擋板，以便引導(dǎo)紙漿朝著紙漿出口，引導(dǎo)泡沫朝著泡沫出口流出。各種閥控制著紙漿出口和泡沫出口處的流量。為了模擬連續(xù)去除油墨容器的工作過(guò)程，可以將各種份量的已接受的紙漿再循環(huán)至進(jìn)口端。該方法和組件可以在正的和負(fù)的壓力下進(jìn)行工作。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行以下描述，將一目了然。
圖1是按照本發(fā)明采用壓力漂浮組件的去除油墨系統(tǒng)示意圖;
圖2是按照本發(fā)明的壓力漂浮組件的縱向截面圖剖視圖，用以顯示在該組件中的漿液;
圖3是圖2沿3-3線的壓力漂浮組件的剖面放大圖;
圖4是壓力漂浮組件的出口錐體的縱向剖面放大圖;
圖5是壓力漂浮組件的進(jìn)口錐體的縱向剖面放大圖;
圖6是壓力漂浮組件的中央主體部分的縱向剖面放大圖;
圖7是壓力漂浮組件另一實(shí)施例的垂直剖面視圖;
圖8是圖7所示組件的俯視圖;
圖9是本發(fā)明的壓力漂浮組件又一實(shí)施例的垂直剖面視圖;
圖10是圖9所示組件的俯視圖;
圖11是壓力漂浮組件的其他一個(gè)實(shí)施例的垂直剖面視圖。
現(xiàn)在具體地參看各附圖，特別是圖1，標(biāo)號(hào)10表示一個(gè)泡沫漂浮系統(tǒng)，它可以采用按照本發(fā)明的壓力漂浮組件12。系統(tǒng)10是一種用于去除重制廢紙油墨的系統(tǒng);但是，組件12也可以用于其它目的，如礦物分離，液體澄清之類。在去除油墨系統(tǒng)10中，廢紙坯13由一個(gè)碎漿機(jī)或其他類似設(shè)施供入至紙漿罐14，該紙漿罐帶有一個(gè)攪拌器或其類似裝置以便使紙漿中的纖維始終保持懸浮狀態(tài)。一個(gè)由泵17供給的供應(yīng)管路16伸展在紙漿罐14和壓力漂浮組件的進(jìn)口端部18之間。對(duì)本專業(yè)技術(shù)熟悉的人員懂得，向組件的進(jìn)口供給紙漿也可以不用泵。例如，可采用重力法供應(yīng)。在壓力漂浮組件的進(jìn)口端18的對(duì)面的一端設(shè)置有一個(gè)出口端19，帶有一個(gè)已除油墨紙漿出口20和含油墨的泡沫廢棄物出口22。一個(gè)再循環(huán)回路24伸展在向已除油墨的紙漿出口管路26和紙漿罐14之間。該再循環(huán)回路24允許已除油墨的紙漿的可控制部分進(jìn)行再循環(huán)，由此可以保持油墨的去除達(dá)到所要求的水平而不用設(shè)置一系列除油墨設(shè)備。設(shè)置廢棄物管路27用于將充滿油墨的泡沫由漂浮組件中運(yùn)走。采用本發(fā)明的壓力漂浮組件12的系統(tǒng)的工作過(guò)程，特別是已除油墨的紙漿的一部分的再循環(huán)將在下面進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
各種系統(tǒng)的控制件如閥28，30和32分別設(shè)置在泡沫廢棄物管路27，已除油墨紙漿管路26和再循環(huán)回路24中。各種其它流量控制閥，泵和與其相結(jié)合的設(shè)備可能也是需要的，所有這些，對(duì)于一個(gè)熟悉除油墨技術(shù)的人員都是早已熟知的，因而此處將不再詳述。
現(xiàn)在更具體地參看圖2，特別是參看放大圖3，4，5和6，對(duì)壓力漂浮組件12的一個(gè)實(shí)施例將進(jìn)行更具體地描述。在圖2至圖6中，該漂浮組件包括一個(gè)大致為圓筒形的主體40，一個(gè)進(jìn)口錐體42和一個(gè)出口錐體44。但是，應(yīng)當(dāng)可以理解，按照本發(fā)明的漂浮組件可以設(shè)計(jì)成各種不同形狀，如橢圓形或圓錐形以及如圖所示的大致圓筒形，本說(shuō)明書和權(quán)利要求
書打算包括其它的這類形狀。此外，雖然該組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大致為水平的如圖所示，應(yīng)當(dāng)理解，經(jīng)過(guò)細(xì)小的改變，成為一個(gè)大致為立式的結(jié)構(gòu)也是可用的。稍后將對(duì)壓力漂浮組件的幾種替換型實(shí)施例進(jìn)行描述。
組件12的進(jìn)口錐體42連接在一個(gè)通氣混合段50上，該混合段由紙漿罐接受紙漿，并帶有一個(gè)空氣噴射裝置52和一個(gè)擾動(dòng)混合段54。用于本發(fā)明的壓力漂浮組件的一種合適型式的通氣混合段如在同時(shí)待批的美國(guó)專利申請(qǐng)898.475號(hào)中所述。應(yīng)當(dāng)可以理解，各種其它型式的通氣和混合段也是可以使用的。
進(jìn)口錐體42包括一個(gè)帶許多螺栓孔62的第一法蘭60或其它合適的用以將進(jìn)口錐體連接在供給管路16上的裝置。一個(gè)帶許多螺栓孔66的第二法蘭64設(shè)置在該錐體的對(duì)面端部，用于將該錐體連接在壓力漂浮組件的主體40上。在法蘭60和法蘭64之間伸展有一個(gè)進(jìn)口錐體的發(fā)散型壁68。壁68的擴(kuò)展角是很重要的，其中假如角度太大則由供給管路流入壓力漂浮組件中的紙漿會(huì)產(chǎn)生不希望有的渦流和破壞漂浮組件工作的流型。希望經(jīng)過(guò)該組件的主流道呈線型的，這樣紙漿內(nèi)充滿油墨的泡沫可以經(jīng)過(guò)漂浮組件的流道可以上升到紙漿的頂部而不被淹沒(méi)在紙漿內(nèi)或被渦流所破壞。因此，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)進(jìn)口錐體的擴(kuò)展角以40°或小一點(diǎn)較合適，而擴(kuò)展角最好是小于30°。該漸擴(kuò)展壁68減緩了紙漿在流入該組件時(shí)的流速，由此可以使紙漿中的泡沫從紙漿浮上來(lái)。也可以采用一個(gè)擴(kuò)散段來(lái)減緩流體速度。
主體40包括法蘭70和72，每個(gè)法蘭具有許多個(gè)螺栓孔74，用于將該主體分別連接在進(jìn)口和出口錐體上。如前面所述，主體40可以做成由壁76構(gòu)成的許多不同的形狀，例如采用如圖所示的圓筒形，橢圓形或大致為發(fā)散的錐體形。該主體還包括用于支持住該組件的兩個(gè)腿78和79。一般地說(shuō)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)由進(jìn)口端至出口端呈逐漸升起是比較理想的，至少沿著主體40的上部是這樣的為宜。因此，一般腿79比腿78長(zhǎng)一些。在本發(fā)明的一個(gè)模式中，在主體40的全長(zhǎng)上由15厘米(6英寸)升至2米(7英尺)是合適的。
出口錐體44包括一個(gè)帶許多螺栓孔82的法蘭80，用于將出口錐體連接在主體40上。對(duì)于那些熟悉本專業(yè)技術(shù)的人員應(yīng)當(dāng)可以理解，緊固進(jìn)口和出口錐與主體40以及將這兩個(gè)錐體緊固該系統(tǒng)中的各種紙漿管道都可以采用螺栓連接以外的其它方式。對(duì)于法蘭和螺栓型連接，一般將一個(gè)墊片(未示出)置于兩相鄰法蘭之間以便保證可靠的密封。
出口錐體44還包括一個(gè)大致水平伸出的出口壁90，該壁具有一個(gè)帶許多螺栓94的法蘭92，用于將出口錐體連接在已除油墨紙漿管路26上。在壁的進(jìn)口端部90和法蘭80之間伸展有錐形壁96。設(shè)置在壁96的上部，在靠近出口壁90處的是一個(gè)法蘭殼體98，用于將出口錐體連接在油墨廢棄物管路27上。
為了將接受紙漿出口和廢棄物出口分隔開(kāi)，在壓力漂浮組件內(nèi)設(shè)置有一個(gè)擋板組裝件100，該組裝件還包括一個(gè)以一定角度向上伸出的阻擋板102由壁90向內(nèi)伸出，在其末端上具有一個(gè)堰板104。對(duì)于進(jìn)口錐體42的帶角度的壁，該阻擋板102應(yīng)與水平面形成一個(gè)約為40°或小一些的角度，最好是小于30°。假如由阻擋板102的與水平面的夾角太大時(shí)，則在靠近出口端部所產(chǎn)生的流型是不理想的，該流型可以導(dǎo)致空氣和/或泡沫廢棄物會(huì)與可接受紙漿一道通過(guò)接受紙漿出口被抽出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與水平方向形成的角度小于30°時(shí)，實(shí)際上可以減小湍流和渦流的形成，并促進(jìn)通過(guò)出口時(shí)形成理想的線型流動(dòng)。
堰板104由阻擋板基本上垂直向上伸出，并沿著其長(zhǎng)度上提供一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域容納和衰減在組件中的表面波開(kāi)能適應(yīng)紙漿水位的升降。對(duì)于壁96的上部，該擋板組裝件100形成一個(gè)基本上封閉的廢棄物出口室110，該室的唯一的開(kāi)口是一個(gè)位于堰板104上方的喉道112。
在本發(fā)明的方法中，將氣體混入到至少含有一個(gè)需要去除的組分的紙漿中。帶有該氣體散發(fā)和溶解在其中的紙漿被送入一個(gè)封閉的容器，在其中該氣體可以攜帶看該組分上升到紙漿的表面，并在紙漿的表面上產(chǎn)生泡沫。由紙漿和泡沫中逸出的氣體被保留在容器內(nèi)，并將泡沫通過(guò)一個(gè)廢棄物出口壓出，而漿液則通過(guò)一個(gè)接受物出口流出。至少要在一個(gè)紙漿進(jìn)口或在廢棄物出口保持流量控制，以便對(duì)該組件內(nèi)的流量和壓力進(jìn)行控制。作為該方法的變型，本發(fā)明期望在廢棄物出口形成一個(gè)真空，以便在該組件內(nèi)保持一個(gè)負(fù)壓力。
在使用和操縱本發(fā)明的壓力漂浮組件的過(guò)程中，特別是采用圖2至圖6所示的組件12，并應(yīng)用于如圖1所公開(kāi)的除油墨系統(tǒng)中時(shí)，紙漿由紙漿罐14通過(guò)通氣混合段50泵入漂浮組件中?？諝獗粐娚涞郊垵{中，并在湍流混合段54中與紙漿湍流混合?；烊肟諝獾募垵{通過(guò)進(jìn)口錐體42進(jìn)入漂浮組件。在進(jìn)口錐體具有一個(gè)較小的擴(kuò)展角度以便使紙漿逐漸擴(kuò)散地以一個(gè)相應(yīng)地降低的流速進(jìn)入漂浮組件。當(dāng)紙漿在壓力下通過(guò)組件時(shí)，充滿油墨的泡沫就上升到紙漿的表面。對(duì)在進(jìn)口和出口管路上的各種閥和泵進(jìn)行控制以保持在漂浮組件中的流體水平高于堰板104的底部而低于堰板的頂部。當(dāng)紙漿表面以上的部位上變成充滿泡沫時(shí)，泡沫在紙漿中逸出的空氣所產(chǎn)生的空氣壓力作用下通過(guò)喉道112被壓入進(jìn)口室110中。該壓力迫使泡沫通過(guò)廢棄物出口而不需要泵，漿葉，真空或其類似裝置。希望將紙漿的水平保持在堰板104的高度的大致范圍內(nèi)。假如紙漿水位上升到超過(guò)堰板的頂部，則可接受的纖維將會(huì)從泡沫廢棄物出口流出。最好是紙漿水位足夠地低于堰板以便使表面波浪將不會(huì)越過(guò)堰板的頂部。假如紙漿水位下降到低于堰板104的底部，則充滿油墨的泡沫就會(huì)與可接受的紙漿一道通過(guò)出口20被吸出。
如上面剛剛描述過(guò)的一種壓力漂浮組件可以用以處理含有0.1%至5%的固體雜質(zhì)的紙漿，并可用于帶有任何除油墨化學(xué)劑的原材料。壓力式組件能夠有效地處理高泡沫紙漿。本發(fā)明的漂浮組件一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是，充滿泡沫的廢棄物是處在壓力下并通過(guò)一個(gè)控制閥28壓出。泡沫在控制閥中所遭受的高剪切作用將泡沫在閥處破壞，這樣由閥排出的呈液體，它比大氣漂浮組件所形成的泡沫易于處理得多。
如前面所述，本發(fā)明的其它一些明顯的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)應(yīng)用再循環(huán)回路，就可以用最小體積的壓力漂浮組件去除所要求數(shù)量的污染物。這是壓力式組件表現(xiàn)的幾何條件的結(jié)果，即通過(guò)該組件的速度等于流率÷πr2。這樣，半徑增大容量就增加，而且因?yàn)槿萘康淖兓桥c半徑的平方成比例的，所以組件的半徑增加少許就會(huì)導(dǎo)致容量相當(dāng)大的增加。
舉例說(shuō)，一個(gè)每天流過(guò)100噸的組件的直徑才3英尺多一點(diǎn)。計(jì)算一下這種組件增加到每天為500噸的容量，其直徑將只增加到4至5英尺。如前所知，用其它型式的泡沫漂浮容器時(shí)，，當(dāng)紙漿的深度增加時(shí)，需要在組件內(nèi)加長(zhǎng)流動(dòng)長(zhǎng)度，以提供給紙漿以足夠的保留時(shí)間以便讓泡沫由紙漿的底部上升到紙漿的頂部。因此，除了適當(dāng)?shù)卦黾颖景l(fā)明的組件的半徑外，當(dāng)組件設(shè)計(jì)成用于更大的容量時(shí)，則主體40的長(zhǎng)度也要增加，以便增加紙漿的保留時(shí)間。
由于組件可以擴(kuò)大以取得較大容量，例如，可以不采用通常用的大氣漂浮容器將5個(gè)每天處理100噸的組件串聯(lián)起來(lái)，而采用一個(gè)每天處理500噸的組件，其80%的再循環(huán)流量從出口20流出?；蛘呖蓪⒁粋€(gè)小的組件的接受物出口直接與設(shè)置在第二漂浮組件前面的第二湍流混合段連通。甚至當(dāng)采用許多個(gè)壓力式組件時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)資金的節(jié)約，因?yàn)樵诮M件中保持有壓力，在各級(jí)之間不需象大氣漂浮容器那樣采用泵，在該種容器中由于壓力已損失掉需用泵打入。但是，一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行紙漿的再循環(huán)和采用較大的組件可使其效率更高一些。按照本發(fā)明的壓力漂浮組件可以用于除油墨過(guò)程，以代替11級(jí)常規(guī)的大氣容器，例如，一個(gè)每天處理1100噸容量的組件，可以取得90%以上的凈化率，每天可以明循環(huán)1000噸并每天生產(chǎn)100噸凈化的紙漿。
如前面所述，存在有許多種壓力漂浮組件的幾何形狀方面的改型。改型的實(shí)施例如圖7和圖8所示，其中組件100總的來(lái)說(shuō)與圖2至圖6所示的組件相比是立式結(jié)構(gòu)。組件100包括一個(gè)外殼或外壁102，在該壁的下部設(shè)置有一個(gè)紙漿進(jìn)口104和一個(gè)紙漿出口106。一般地說(shuō)，最好是將紙漿進(jìn)口設(shè)置在略高于紙漿出口的部位，以防止污染物的短路，即直接由進(jìn)口進(jìn)來(lái)由出口出去。一個(gè)泡沫廢棄物管路108設(shè)置在組件100的上部，并帶有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的節(jié)流管沿著管路的底部安置著，該節(jié)流管由管路在組件內(nèi)的端部伸出一直伸到靠近壁102的內(nèi)表面。在廢棄物管路中設(shè)置有一個(gè)適當(dāng)?shù)目刂茩C(jī)構(gòu)如一個(gè)閥112。在此實(shí)施例中，充滿污染物的泡沫上升到紙漿的表面，該表面保持在廢棄物管路108的水平下面。組件中的壓力漿泡沫由表面壓入廢棄物管路中并排出組件以外進(jìn)行處理。
另外一個(gè)壓力式組件實(shí)施例120如圖9和圖10所示。該實(shí)施例與其組件100相似，具有一個(gè)外壁102，一個(gè)紙漿進(jìn)口104和一個(gè)紙漿出口106。在組件120中對(duì)廢棄物的處理有某些不同之處，其中有一個(gè)擋板組裝件122設(shè)置在漂浮組件的上部，并含有一個(gè)以一定角度向上伸出的板段124，它由壁102上向內(nèi)突出，并有一個(gè)由板124的內(nèi)端部向上伸出的基本垂直的堰板126。擋板組裝件與組件殼體一起形成一個(gè)廢棄物出口室以標(biāo)號(hào)128表示。泡沫通過(guò)流過(guò)堰板126的頂部進(jìn)入大致錐形的出口室128。組件中的壓力將泡沫由組件內(nèi)通過(guò)出口130壓出。
還有另外一種立式組件的改進(jìn)型如圖11所示。此實(shí)施例的壓力漂浮組件150帶有一個(gè)下部錐形殼體152，朝著一個(gè)紙漿出口154呈錐形。在錐形殼體的上部是一個(gè)大致圓筒形的殼體156，該殼體上帶有一個(gè)紙漿進(jìn)口158。一個(gè)帶有玻璃觀察口162的圓蓋160設(shè)置在組件的頂部。一個(gè)中央廢棄物管路164設(shè)置在靠近組件頂部的組件中，并伸向下部錐形殼體底部的外面。在此實(shí)施例中，顯示了一個(gè)具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的擋板組裝件166，該組裝件帶有一個(gè)柔性阻擋隔膜168和一個(gè)浮動(dòng)阻擋環(huán)170。該環(huán)170漂浮在紙漿的表面上，以其一部分上升到紙漿的上面以防止紙漿流入廢棄物管路中。由紙漿表面上產(chǎn)生的泡沫流過(guò)阻擋環(huán)的頂部并由廢棄物管路流出。該柔性隔膜168其本身可以進(jìn)行折疊，而此處顯示的擋板組裝件可以自動(dòng)補(bǔ)償紙漿水平面的升降。該實(shí)施例的工作情況與前面所述各種實(shí)施相似，紙漿進(jìn)入組件，泡沫升起到紙漿的表面，并流過(guò)擋板組裝件進(jìn)入廢棄物管路?？山邮艿募垵{流至組件的底部并由出口154流出。該組件是封閉的而且由紙漿中逸出的空氣收集在組件中并將泡沫壓入廢棄物管路中。
此處所公開(kāi)的方法和壓力式組件可用于去除油墨以外的其它分離處理。例如，采用本發(fā)明的漂浮分離技術(shù)可以用于分離其它污染物，如由各種漿狀物中分離出塑料，以及可以用于礦物的分離等等。用全部漂浮過(guò)程可以取得澄清，由于本發(fā)明的壓力漂浮組件實(shí)現(xiàn)了再循環(huán)，此過(guò)程已大為簡(jiǎn)化。
此外，雖然已描述的本發(fā)明是采用正壓力進(jìn)行工作，但也可以操縱漂浮組件時(shí)在負(fù)壓力下運(yùn)行。在這種改型中，廢棄物管路將連接至一個(gè)真空源上，而在組件中高于液面的部位要保持負(fù)壓。在這方面本發(fā)明由前述的漂浮設(shè)備改變成用真空將紙漿表面的泡沫撇掉。本發(fā)明的組件整個(gè)是封閉的。本漂浮組件顯示出其多方面適應(yīng)性，它可以在絕對(duì)壓力為-7.7巴至+7.1巴(-10至+100磅/平方英寸)壓力范圍內(nèi)工作。
雖然此處對(duì)壓力漂浮組件的各種實(shí)施例，和在壓力下由紙漿中分離出泡沫的方法已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，然而在不違背本發(fā)明的范圍情況下，可以作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于由漿狀物中分離出至少一種組分的泡沫漂浮方法，其中氣體彌散并溶解于漿狀物中以生成氣泡，該氣泡形成一個(gè)含有上述組分的高濃度表面泡沫，其特征在于，包括提供一個(gè)帶有漿狀物進(jìn)口，漿狀物出口和廢棄物出口的封閉容器；通過(guò)該封閉的容器送進(jìn)漿狀物；控制上述送進(jìn)步驟中的至少一個(gè)步驟和通過(guò)廢棄物出口的流量以保持容器中的液位；在漿狀物的表面產(chǎn)生一個(gè)泡沫層；并在容器中的漿狀物的上方的部位內(nèi)保持非大氣壓的壓力。
2.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，還包括將流體的一部分由上述接受物出口至上述容器的進(jìn)口進(jìn)行再循環(huán)的步驟。
3.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，還包括將流體由上述接受物出口引導(dǎo)向第二容器的步驟，該第二容器的工作過(guò)程與上述第一容器相似。
4.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，其中所述保持非大氣壓的壓力的步驟包括控制在容器內(nèi)逸出的氣體的流量以便在漿狀物的上方的部位上形成一個(gè)正壓力。
5.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，其中所述保持非大氣壓的壓力的步驟包括在廢棄物出口產(chǎn)生一個(gè)真空，并在漿狀物上方部位上形成一個(gè)負(fù)壓力。
6.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，還包括在上述兩個(gè)出口之間提供擋板裝置并環(huán)繞著廢棄物出口形成一個(gè)有限制的進(jìn)入室的步驟。
7.一種用于由一個(gè)通氣的紙漿中分離充滿油墨的氣泡的漂浮組件，其特征在于，該組件包括一個(gè)形成紙漿處理區(qū)的主體，它容許由上述區(qū)內(nèi)的紙漿中的氣泡上升到表面;一個(gè)連接在該主體上并由紙漿供應(yīng)源接受紙漿的進(jìn)口;一個(gè)連接在該主體上用于引導(dǎo)紙漿由所述區(qū)內(nèi)流出的紙漿出口;一個(gè)連接在該主體上用于引導(dǎo)所述氣泡由上述區(qū)內(nèi)進(jìn)入一個(gè)流道的廢棄物出口;上述進(jìn)口，出口和主體確定一個(gè)基本上封閉的壓力容器;流量控制裝置，它用于控制紙漿供給的流量，接受物的流量和廢棄物的流量以便控制組件內(nèi)的紙漿表面水平和內(nèi)部壓力。
8.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述進(jìn)口包括一個(gè)帶有在上述供給器接頭和上述主體接頭之間伸展的逐漸擴(kuò)展的壁的殼體。
9.如權(quán)利要求
8的漂浮組件，其特征在于，其中所述逐漸擴(kuò)展的壁設(shè)置成與水平面呈一個(gè)小于40°的角度。
10.如權(quán)利要求
9的漂浮組件，其特征在于，其中所述接受物出口設(shè)置在所述紙漿進(jìn)口的下面。
11.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中擋板組件設(shè)置在上述容器內(nèi)，位于上述接受物出口和上述廢棄物出口之間，并形成一個(gè)帶有有限制的進(jìn)入該室的廢棄物室。
12.如權(quán)利要求
11的漂浮組件，其特征在于，其中所述擋板組裝件包括一個(gè)從上述組件的壁以一定角度向上和向內(nèi)伸出的一個(gè)板，該板的末端部分由其末端基本上垂直向上伸出。
13.能權(quán)利要求
12的漂浮組件，其特征在于，其中所述板是在一個(gè)與水平面小于40°的角度上向內(nèi)伸出。
14.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述主體其直徑方向截面基本為圓筒形。
15.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述主體其直徑方向截面為橢圓形。
16.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述主體由其進(jìn)口端到其出口端形成一個(gè)發(fā)散形錐體。
17.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述流量控制裝置包括一個(gè)限制由紙漿中逸出的空氣流通過(guò)上述廢棄物出口的閥，以便為紙漿位的上方提供正壓力。
18.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述流量控制裝置包括一個(gè)可運(yùn)轉(zhuǎn)地連接在上述廢棄物出口的，為上述紙漿水位上方提供負(fù)壓力的真空裝置。
19.如權(quán)利要求
7的漂浮組件，其特征在于，其中所述主體形成一個(gè)由進(jìn)口到出口的收斂形錐體，該錐體是立式結(jié)構(gòu)，各出口向下設(shè)置，而上述廢棄物出口包括一個(gè)在上述錐體內(nèi)伸向靠近紙漿液面的管子。
20.如權(quán)利要求
19的漂浮組件，其特征在于，其中一個(gè)浮動(dòng)擋板組裝件連接于上述管子，并限制紙漿進(jìn)入該管子的流量。
21.一種泡沫漂浮分離的方法，其中漿液被處理使之產(chǎn)生泡沫以便捕捉住漿液中的一種組分，該泡沫在一個(gè)分離組件中分離出來(lái)，在該組件中泡沫能夠由漿液中上升至其頂部，漿液和泡沫分別由該組件中排除出去，其特征在于，包括提供一個(gè)具有被控流量的封閉容器作為組件;和在該容器中保持大氣壓的壓力。
22.如權(quán)利要求
21的方法，其中特征在于，還包括在容器中保持正壓力。
23.如權(quán)利要求
21的方法，其特征在于，還包括在該容器內(nèi)提供一個(gè)負(fù)壓力。
24.一種用于由供入該組件的漿液中通過(guò)將一種氣體混入漿液中以產(chǎn)生泡沫進(jìn)行分離的泡沫漂浮組件，其特征在于，該組件包括一個(gè)密封的主體，它帶有漿液進(jìn)口，漿液出口和泡沫出口設(shè)置在其內(nèi)，它們相互離開(kāi)越短間隔;和用以在該主體內(nèi)提供和保持一個(gè)非大氣壓的壓力的壓力控制裝置。
25.如權(quán)利要求
24的泡沫漂浮組件，其特征在于，其中所述壓力控制裝置包括一個(gè)位于上述泡沫出口處的流量控制裝置，用以限制通過(guò)該出口的氣體流量和限制一部分由漿液中逸出至主體內(nèi)的氣體，以便在該組件內(nèi)提供正壓力。
26.如權(quán)利要求
24的泡沫漂浮組件，其特征在于，其中所述壓力控制裝置包括一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)地連接在上述泡沫出口處用于在該組件內(nèi)提供負(fù)壓力的產(chǎn)生真空的裝置。
專利摘要
公開(kāi)了一種用于泡沫漂浮分離的方法和幾種使用該法的設(shè)備實(shí)施例。該方法公開(kāi)了在分離組件12中在非大氣壓的壓力下實(shí)行分離的過(guò)程，而所公開(kāi)的設(shè)備適于作為該方法的分離組件12使用。該方法和設(shè)備都可在正壓力或負(fù)壓力下進(jìn)行工作。
文檔編號(hào)B03D1/14GK87107426SQ87107426
公開(kāi)日1988年6月22日 申請(qǐng)日期1987年12月10日
發(fā)明者杰弗里·洛埃爾·錢伯林, 邁克爾·安東尼·麥庫(kù)爾 申請(qǐng)人:美商貝洛特公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan