Способ и устройство для подачи химикатов в технологический поток

Способ и устройство для подачи химикатов в технологический поток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Это изобретение относится к способам и устройствам для подачи химикатов в технологический поток бумагоделательного производства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При производстве бумаги добавляют различные по типу и количеству химикаты. В частности, химикаты добавляют в технологический поток бумагоделательного производства. Оптимальная подача этих химикатов - это вопрос качества и цены, поскольку оптимальная подача химикатов в технологический поток приводит к следующему: а) лучшая работоспособность бумагоделательной машины; б) количество готовой продукции более предсказуемо и однородно; в) меньшее количество обрывов полотна и простоев бумагоделательной машины; г) снижение количества химикатов, необходимых для подачи в бумагоделательную машину; д) меньшее потребление свежей воды; и е) меньшее количество энергии необходимо для нагрева свежей воды.

Оптимальной подачей химикатов в технологический поток можно считать такую, при которой происходит быстрое смешивание химикатов в технологическом потоке, присутствуют локальные стехиометрические условия, снижено использование воды в подающем устройстве, и оптимально время пребывания/контакта химикатов. Конкретнее, локальные стехиометрические условия означают оптимальное соотношение в технологическом потоке химикатов, необходимых для реакции, а оптимальное время пребывания химикатов означает, что химикаты должны быть добавлены в технологический поток так, чтобы все добавленные химикаты имели достаточно времени, чтобы оказать воздействие, но не слишком долго, чтобы сохранить желаемый эффект.

Множество предшествующих способов и устройств для подачи химикатов в технологический поток производства бумаги не обеспечивали оптимальной подачи химикатов в технологический поток производства бумаги. Поэтому в бумагоделательной промышленности существует необходимость в устройствах и способах, обеспечивающих возможность оптимальной подачи химикатов в технологический поток.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложено устройство для подачи одного или более химикатов в технологический поток производства бумаги, включающее: первый канал, имеющий одно или более впускное и выпускное отверстия; второй канал, имеющий одно или более впускное и выпускное отверстия, где указанный первый канал соединяется с указанным вторым каналом и пересекает указанный второй канал; смесительную камеру, которая имеет одно или более впускное и выпускное отверстия, где указанный второй канал соединен с указанной смесительной камерой и где указанные выпускные отверстия указанного первого канала и указанные выпускные отверстия указанного второго канала связаны с указанной смесительной камерой; и, возможно, переходник, который связан с указанными выпускными отверстиями указанной смесительной камеры и соединен с указанной смесительной камерой.

В настоящем изобретении также предложен способ подачи одного или более химикатов в технологический поток бумагоделательного процесса, включающего: использование одного или более смесительных устройств, включающих первый канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие; второй канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, где указанный первый канал крепится к указанному второму каналу и пересекает второй канал; смесительную камеру, имеющую одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, где указанный второй канал крепится к указанной смесительной камере и где указанные выпускные отверстия указанного первого канала и указанные выпускные отверстия указанного второго канала связаны с указанной смесительной камерой; установку переходника над отверстием в линии разбавленной массы указанного бумагоделательного производства, где указанный переходник связан с указанными выпускными отверстиями указанной смесительной камеры и прикреплен к указанной смесительной камере; осуществление указанного бумагоделательного процесса таким образом, чтобы технологический поток протекал через указанную линию разбавленной массы; ввод указанных химикатов и питающей жидкости в указанную смесительную камеру посредством введения указанных химикатов или питающей жидкости в указанные впускные отверстия указанного первого или указанного второго каналов; смешивание указанных химикатов и питающей жидкости в указанной смесительной камере для образования смеси указанных химикатов и указанной питающей жидкости; и распределение указанной смеси в указанном технологическом потоке линии разбавленной массы через указанный переходник.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - аксонометрическая проекция смесительного устройства согласно одному варианту исполнения настоящего изобретения.

Фиг.2 - поперечный разрез смесительного устройства, изображенного на фиг.1.

Фиг.3 - аксонометрическая проекция первого канала смесительного устройства, изображенного на фиг.1.

Фиг.4 - аксонометрическая проекция переходника смесительного устройства, изображенного на фиг.1.

Фиг.5 - покомпонентная аксонометрическая проекция первого канала, второго канала, смесительной камеры и переходника согласно одному варианту исполнения данного изобретения.

Фиг.6 - схематическое изображение способа подачи химикатов в технологический поток в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения.

Фиг.7 - схематическое изображение устройства настоящего изобретения.

Фиг.8 - схематическое изображение подводящей системы напорного ящика/линии разбавленной массы.

Фиг.9 - аксонометрическая проекция устройства в соответствии с одним исполнением настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«Бумагоделательный процесс» означает способ производства бумажной продукции из волокнистых полуфабрикатов, включающий формирование водно-целлюлозной композиции бумажной массы, обезвоживание бумажной массы для формирования листа и сушку листа. Этапы формирования композиции бумажной массы, обезвоживания и сушки могут быть реализованы любым известным в отрасли способом.

«Линия разбавленной массы» обозначает трубопровод между машинным бассейном и напорным ящиком бумагоделательной машины.

Устройство настоящего изобретения, по существу, представляет собой реактор, где либо: а) химические реакции могут происходить для активации химикатов, быстро добавленных в устройство при контролируемых параметрах, либо б) можно не допустить к смешиванию химикатов друг с другом или другими компонентами посредством приемлемого выбора времени смешивания в зависимости от химической кинетики и величин сдвига. Например, скорость протекания реакции химикатов, добавляемых в технологический поток, может быть замедлена или вообще сведена к нулю обеспечением того, что химическая кинетика является более медленной, чем время пребывания в устройстве.

Как указано выше, устройство согласно настоящему изобретению включает 4 основных компонента: первый канал (1); второй канал (4); смесительную камеру (7); и, возможно, переходник (8). Размеры и геометрическая форма каждого элемента устройства зависят от того, как много химикатов необходимо добавить в бумагоделательное производство, а также от других факторов, таких как конструкция линии разбавленной массы (9). Устройство согласно настоящему изобретению может быть изготовлено из любого материала, пригодного для работы с любыми типами химикатов бумагоделательного производства, например из нержавеющей стали.

Первый канал (1) имеет одно или более впускное отверстие (2) и выпускное отверстие (3). Желательно, чтобы канал имел основную часть (10) и часть (11) конической формы.

Второй канал (4) имеет одно или более впускное отверстие (5) и выпускное отверстие (6). Второй канал (4) прикреплен к основной части первого канала (10) любого рода крепежными средствами, известными специалисту, например, головная часть (10) первого канала и второй канал (4) могут иметь одно или более отверстие, чтобы с помощью болтового соединения можно было соединить один канал с другим.

Смесительная камера (7) имеет одно или более впускное отверстие (17) и выпускное отверстие (18), которые соединены с выходными отверстиями первого канала (1) и второго канала (4). Смесительная камера (7) соединена со вторым каналом (4). Смесительная камера (7) может соединяться со вторым каналом (4) любого рода крепежными средствами, известными специалисту, например, и второй канал (4), и смесительная камера (7) могут иметь одно или более отверстие, чтобы с помощью болтового соединения можно было прикрепить второй канал к смесительной камере, или внешняя поверхность смесительной камеры (7) может быть приварена к внешней поверхности второго канала (4).

Переходник (8) прикреплен к смесительной камере (7) и связан с выходным отверстием смесительной камеры (7). Переходник (8) может быть прикреплен к смесительной камере (7) любыми крепежными средствами, которые распространены в этой отрасли, например часть смесительной камеры может быть вставлена в переходник.

В другом исполнении входные отверстия (5) указанного второго канала (4) перпендикулярны указанным выходным отверстиям указанного второго канала (4).

В следующем исполнении первый канал (1) пересекает второй канал (4) перпендикулярно входным отверстиям (5) указанного второго канала (4).

Еще в одном исполнении первый канал (1) имеет основную часть (10), которая не пересекает указанный второй канал (4), и часть, которая пересекает указанный второй канал (4), причем часть, пересекающая указанный второй канал (4), имеет коническую форму, и вершина конуса указанного первого канала (1) связана с указанной смесительной камерой (7).

Как было указанно выше, в настоящем изобретении предложен способ подачи одного или более химикатов в технологический поток. В одном исполнении переходник (8), отдельно или как часть устройства для подачи, установлен над отверстием (16) в линии (9) разбавленной массы и переходник (8) крепится к линии разбавленной массы (9) любыми доступными в этой отрасли средствами. Подающее устройство настоящего изобретения соединяют с переходником, если этого еще не сделано. Для подачи химикатов и питающей жидкости в устройство можно использовать различные способы, например, через трубопровод или сеть трубопроводов, которые соединены с устройством. После того как эта установка закреплена, один или более химикатов и питающую жидкость вводят в устройство (12), смешивают в смесительной камере (7) и подают в линию разбавленной массы (9).

В другом исполнении совместная подача различных химикатов в технологический поток (13) может быть достигнута путем следующих операций: подвод нескольких различных химикатов в устройство (12), обеспечение формирования смеси различных химикатов и подача смеси в технологический поток (13); или путем установки в ряд группы устройств (12) и подачи химикатов. Химикаты могут быть добавлены в композицию бумажной массы любым способом, доступным в этой отрасли. Например, химикаты могут быть добавлены последовательно, одновременно или в запрограммированной последовательности.

В следующем исполнении, как показано на фиг.8, один или более устройств (12) для подачи химикатов в технологический поток расположены прямо перед напорным ящиком (14) вышеуказанного бумагоделательного производства. Такое расположение снижает возможность дезактивации химикатов, добавленных в технологический поток и передержанных там, и тем самым снижает необходимое количество химикатов и обеспечивает лучший контроль как добавления химикатов в технологический поток, так и конечных свойств готовой продукции.

Еще в одном исполнении смешивание представляет собой ступенчатое смешивание, то есть смешивание химикатов перед их вводом в технологический поток. Ступенчатое смешивание длится столько времени, чтобы соответствовать требуемой скорости реакции химикатов, подаваемых в смесительное устройство. Еще в одном исполнении ступенчатое смешивание длится от 5 до 500 миллисекунд.

В другом исполнении активность указанных химикатов регулируют путем установления расхода указанных химикатов и указанной питающей жидкости, которые подают в указанные устройства. Один или более насос, который связан с указанными устройствами, может регулировать расход химикатов и питающей жидкости, которые подают в устройство согласно настоящему изобретению. Ступенчатое смешивание может быть осуществлено в смесительной камере посредством контроля расхода как химикатов, так и питающей жидкости в смесительной камере.

В следующем исполнении активность указанных химикатов перед их подачей в указанный технологический поток регулируют путем установления расхода указанных химикатов и питающей жидкости, подаваемых в указанную смесительную камеру.

Еще в одном исполнении химикаты выбирают из группы, состоящей из: биоцидов, упрочняющих веществ, осветляющих веществ, окрашивающих веществ, наполнителей, проклеивающих веществ, удерживающих добавок, дренажных добавок, флокулянтов, промывных добавок, пеногасителей, диспергирующих добавкок, наночастиц, микрочастиц, фиксаторов, коагулянтов и их комбинаций. Различные программы химической обработки, использующие один или более химикат, могут быть разработаны специалистом в этой отрасли, и использоваться устройствами (12) заявленного изобретения.

В другом исполнении питающую жидкость выбирают из группы, состоящей из свежей воды, очищенного фильтрата, осветленной воды, разбавленной массы и их комбинации.

В следующем исполнении химикаты разбавляют разбавительной жидкостью, перед подачей в указанный первый канал (1) или указанный второй канал (4). В еще одном исполнении разбавительная жидкость содержит воду.

Еще в одном исполнении технологический поток (13) содержит композицию бумажной массы бумагоделательного производства.

В другом исполнении технологический поток (13) включает разбавленную массу бумагоделательного производства.

Со ссылкой на фиг.6 и 7, в одном исполнении химикаты (19) подводят к входному отверстию (2) первого канала (1). Далее химикаты проходят через канал и выходят через указанные выпускные отверстия (3) первого канала (1) и во впускные отверстия (17) смесительной камеры (7). Питающую жидкость (15) также подают через второй канал (4). Жидкость во втором канале (4) закручивается вокруг первого канала (1) и выходит через выпускные отверстия (6) второго канала и в смесительную камеру (7) через впускные отверстия (17) смесительной камеры (7). Две жидкости из первого канала (1) и второго канала (4) смешиваются в смесительной камере (7), и затем смесь проходит через выпускное отверстие (18) смесительной камеры (7), которое, в свою очередь, переходит в переходник (8), расположенный над отверстием (16) в технологическом потоке (13), и этот раствор далее поступает в технологический поток (13).

1. Устройство для подачи одного или более химикатов в технологический поток бумагоделательного производства, включающее:a) первый канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие;b) второй канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, причем указанный первый канал прикреплен к указанному второму каналу и пересекает второй канал;c) смесительную камеру, имеющую одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, причем указанный второй канал соединен с указанной смесительной камерой, и выходы первого канала и выходы второго канала связаны со смесительной камерой; иd) переходник, который связан с указанными выпускными отверстиями смесительной камеры и прикреплен к указанной смесительной камере.

2. Устройство по п.1, где указанные входные отверстия указанного второго канала перпендикулярны указанным выходным отверстиям указанного второго канала.

3. Устройство по п.1, где указанный первый канал имеет основную часть, которая не пересекает указанный второй канал, и часть, пересекающую второй канал, где часть, пересекающая указанный второй канал, имеет коническую форму, и где вершина конуса указанного первого канала соединена с указанной смесительной камерой.

4. Устройство по п.1, где указанный первый канал прикреплен к указанному второму каналу крепежными средствами.

5. Устройство по п.1, где указанный второй канал прикреплен к указанной смесительной камере крепежными средствами.

6. Устройство по п.1, где указанная смесительная камера прикреплена к указанному переходнику крепежными средствами.

7. Устройство по п.1, где указанный первый канал пересекает указанный второй канал перпендикулярно входным отверстиям указанного второго канала.

8. Способ подачи одного или более химикатов в технологический поток бумагоделательного процесса, включающий:a) использование одного или более смесительных устройств, включающих первый канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие; второй канал, имеющий одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, где указанный первый канал прикреплен к указанному второму каналу и пересекает указанный второй канал; смесительную камеру, имеющую одно или более впускное отверстие и выпускное отверстие, где указанный второй канал прикреплен к указанной смесительной камере, и где указанные выпускные отверстия указанного первого канала и указанные выпускные отверстия указанного второго канала соединены с указанной смесительной камерой; переходник, который связан с указанным выпускным отверстием смесительной камеры и соединен с смесительной камерой;b) установку указанного переходника над отверстием линии разбавленной массы указанного бумагоделательного процесса, где указанный переходник связан с указанными выходными отверстиями указанной смесительной камеры и соединен с указанной смесительной камерой;c) осуществление указанного бумагоделательного процесса таким образом, чтобы указанный технологический поток протекал через указанную линию разбавленной массы;d) подачу указанных химикатов и питающей жидкости в указанную смесительную камеру посредством подачи указанных химикатов или питающей жидкости в указанные входные отверстия указанного первого канала и указанного второго канала;e) смешивание указанных химикатов и указанной питающей жидкости в указанной смесительной камере с образованием смеси указанных химикатов и указанной питающей жидкости; иf) распределение указанной смеси в указанном технологическом потоке указанной линии разбавленной массы через указанный переходник, который связан с указанным технологическим потоком.

9. Способ по п.8, где указанные химикаты разбавляют разбавительной жидкостью перед подачей в первый канал и второй канал.

10. Способ по п.8, где химикаты и питающую жидкость подают последовательно, одновременно или в заранее запрограммированном порядке.

11. Способ по п.8, где разбавительной жидкостью предпочтительно является свежая вода.

12. Способ по п.8, где указанная питающая жидкость выбрана из группы, состоящей из свежей воды, чистого фильтрата, осветленной воды и разбавленной массы или их комбинации.

13. Способ по п.8, где указанный технологический поток включает разбавленную массу бумагоделательного процесса.

14. Способ по п.8, где указанные химикаты выбирают из группы, состоящей из: биоцидов, упрочняющих веществ, осветляющих веществ, окрашивающих веществ, наполнителей, проклеивающих веществ, удерживающих добавок, дренажных добавок, флокулянтов, промывных добавок, пеногасителей, диспергирующих добавок, наночастиц, микрочастиц, фиксаторов, коагулянтов и их комбинаций.

15. Способ по п.8, где указанное смешивание представляет собой ступенчатое смешивание.

16. Способ по п.15, где указанное ступенчатое смешивание длится примерно от 5 до 500 мс.

17. Способ по п.8, где указанный технологический поток включает композицию бумажной массы бумагоделательного процесса.

18. Способ по п.8, где указанные смесительные устройства расположены вблизи напорного ящика указанного бумагоделательного процесса.

19. Способ по п.8, где указанные устройства размещены последовательно перед напорным ящиком указанного бумагоделательного процесса.

20. Способ по п.8, где активность указанных химикатов регулируют путем установления расхода указанных химикатов и указанной питающей жидкости, которые подают в указанную смесительную камеру.

21. Способ по п.20, дополнительно включающий использование одного или более насосов, которые связаны с указанными устройствами, причем указанные насосы регулируют расход указанных химикатов и указанной разбавительной жидкости.

22. Способ по п.8, где активность указанных химикатов перед их подачей в указанный технологический поток регулируют путем установления расхода указанных химикатов и указанной питающей жидкости, которые подают в смесительную камеру.