Способ и устройство для подачи химикатов в процесс изготовления бумаги

Способ и устройство для подачи химикатов в процесс изготовления бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылки на родственные заявки

Данная патентная заявка является частичным продолжением заявки США серийный №11/339169, включенной в текст настоящего описания посредством ссылки.

Область техники

Данное описание относится к способу введения химикатов в технологический поток процесса изготовления бумаги.

Уровень техники

В процесс изготовления бумаги добавляют различные типы и количества химикатов. В частности, химикаты добавляют в технологический поток процесса изготовления бумаги. Оптимальная подача этих химикатов является вопросом как качества, так и стоимости, поскольку оптимальная подача химикатов в технологический поток приводит к следующему: а) к лучшей работоспособности бумагоделательную установки; b) количество конечного продукта является более предсказуемым и однородным; с) уменьшается количество разрывов полотна и снижается время простоя бумагоделательной установки; d) снижается количество химикатов, которое необходимо подавать в бумагоделательную установку; е) снижается потребление пресной воды; и f) уменьшаются затраты энергии на нагревание пресной воды.

Оптимальная подача химикатов в технологический поток происходит при осуществлении быстрого смешивания химикатов с технологическим потоком, при наличии локально стехиометрических условий, минимизированном потреблении воды в устройстве для подачи и оптимальном времени пребывания/контакта химикатов. Более конкретно, наличие локально стехиометрических условий означает наличие оптимального соотношения химикатов в технологическом потоке по отношению к химикатам, которые должны вступать в реакцию, а оптимальное время пребывания химикатов означает, что химикаты следует подавать в технологический поток таким образом, чтобы все химикаты, которые были введены в систему, имели достаточно времени, чтобы произвести воздействие, но желаемый эффект поддерживался не слишком долго.

Многие способы и установки существующего уровня техники, предназначенные для подачи химикатов в технологический поток процесса изготовления бумаги, не приводят к оптимальному введению химикатов в технологический поток процесса изготовления бумаги. Таким образом, в бумагоделательной промышленности существует необходимость в устройстве и способе, которые позволяли бы оптимально подавать один или более химикатов в технологический поток.

Краткое описание изобретения

Данное описание относится к способу подачи одного или более химикатов в технологический поток процесса изготовления бумаги, который включает: обеспечение одного или более устройств, включающих первый трубопровод, имеющий один или более входов и выходов; второй трубопровод, имеющий один или более входов и выходов, при этом указанный первый трубопровод присоединен к указанному второму трубопроводу и пересекает указанный второй трубопровод; камеру смешивания, которая имеет один или более входов и выходов, при этом указанный второй трубопровод присоединен к указанной камере смешивания, и указанные выходы указанного первого трубопровода и указанные выходы указанного второго трубопровода находятся в соединении с указанной камерой смешивания; установку адаптера на отверстиях, по меньшей мере в одном из следующих местоположений процесса изготовления бумаги: на трубопроводе густой массы, между рафинером и выходом машинного бассейна; вблизи основного клапана, срабатывающего под действием груза; и между машинным бассейном и основным клапаном, срабатывающим под действием груза, при этом указанный адаптер находится в соединении с указанными выходами указанной камеры смешивания и присоединен к указанной камере смешивания; запуск указанного процесса изготовления бумаги, так что указанный технологический поток протекает через указанный процесс изготовления бумаги; введение указанных химикатов и загружаемой жидкости в указанную камеру смешивания путем введения указанных химикатов или загружаемой жидкости в указанные входы указанного первого трубопровода и указанного второго трубопровода; перемешивание указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости в указанной камере смешивания с образованием смеси указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости; и дозирование указанной смеси в указанный технологический поток, в по меньшей мере одном из указанных местоположений, через указанный адаптер, который находится в соединении с указанным технологическим потоком.

Краткое описание чертежей

Далее способ и устройство по данному изобретению описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 представляет собой вертикальный вид сбоку устройства по одному из примеров реализации данного изобретения.

Фиг.2 представляет собой поперечное сечение устройства Фиг.1.

Фиг.3 представляет собой вертикальный вид сбоку первого трубопровода устройства Фиг.1.

Фиг.4 представляет собой вид сбоку адаптера устройства Фиг.1.

Фиг.5 представляет собой покомпонентное представление вертикального вида сбоку первого трубопровода, второго трубопровода, камеры смешивания и адаптера по одному из примеров реализации данного изобретения.

Фиг.6 иллюстрирует способ подачи химиката в технологический поток по одному из примеров реализации данного изобретения.

Фиг.7 представляет собой схематическое изображение устройства по данному изобретению.

Фиг.8 изображает схематический чертеж устройства подачи, расположенного перед основным клапаном, срабатывающим под действием груза.

Фиг.9 представляет собой вертикальный вид сбоку устройства по одному из примеров реализации данного изобретения.

Подробное описание изобретения

«Процесс изготовления бумаги» означает способ получения бумажных продуктов из волокнистой массы, включающий составление водной целлюлозной композиции для изготовления бумаги, обезвоживание этой композиции с получением листа и сушку листа. Стадии составления композиции для изготовления бумаги, обезвоживания и сушки можно осуществить любым обычным способом, в целом известным специалистам.

«Трубопровод для густой массы» означает трубопровод между разбивателем или сборным бассейном для массы высокой плотности и машинным бассейном.

Устройство по данному изобретению по существу представляет собой реактор, в котором химические реакции могут или а) активировать химикаты, быстро добавленные в аппарат при контролируемых условиях, или b) можно предотвращать смешивание химикатов друг с другом или с другими веществами, выбирая соответствующие времена смешивания в зависимости от химической кинетики и уровней усилия сдвига. Например, скорость реагирования химикатов, которые добавляют в технологический поток, можно замедлить, или даже предотвратить их реагирование, обеспечивая значительно более медленную химическую кинетику, чем это обеспечивает время пребывания внутри устройства.

Устройство, применяемое в данном изобретении, включает четыре основных компонента: первый трубопровод (1), второй трубопровод (4), камеру (7) смешивания, и, возможно, адаптер (8). Размеры и геометрия каждого элемента устройства зависят от того, сколько химикатов необходимо добавить в процесс изготовления бумаги, а также от других факторов, таких как конструкция трубопровода (9) для густой массы. Устройство по данному изобретению может быть изготовлено из любого материала, подходящего для обработки различных типов применяемых при изготовлении бумаги химикатов, например из нержавеющей стали.

Первый трубопровод (1) имеет один или более входов (2) и выходов (3). Предпочтительно трубопровод имеет как головную часть (10), так и часть (11), которая является конической по форме.

Второй трубопровод (4) имеет один или более входов (5) и выходов (6). Второй трубопровод (4) присоединен к головной части (10) первого трубопровода посредством любых крепежных средств, известных специалистам; например, головная часть (10) первого трубопровода и второй трубопровод (4) могут иметь одно или более отверстий, так что можно соединить один трубопровод с другим посредством винтов.

Камера (7) смешивания имеет один или более входов (17) и выходов (18), которые находятся в соединении с выходами как первого трубопровода (1), так и второго трубопровода (4). Камера (7) смешивания присоединена ко второму трубопроводу (4). Камера (7) смешивания может быть присоединена ко второму трубопроводу (4) любым крепежным средством, известным специалистам, например, как второй трубопровод (4), так и камера (7) смешивания могут иметь одно или более отверстий, так что можно посредством винтов соединить второй трубопровод с камерой смешивания, или же внешнюю поверхность камеры (7) смешивания можно объединить с внешней поверхностью второго трубопровода (4).

Адаптер (8) соединен с камерой (7) смешивания и находится в соединении с выходами камеры (7) смешивания. Адаптер (8) может быть соединен с камерой (7) смешивания посредством любых крепежных средств, известных специалистам, например часть камеры (7) смешивания может быть вставлена в адаптер.

В другом примере реализации входы (5) указанного второго трубопровода (4) расположены перпендикулярно по отношению к указанным выходам указанного второго трубопровода (4).

В другом примере реализации первый трубопровод (1) пересекает указанный второй трубопровод (4) перпендикулярно по отношению к входам (5) указанного второго трубопровода (4).

В другом примере реализации первый трубопровод (1) имеет головную часть (10), которая не пересекает указанный второй трубопровод (4), и часть, которая пересекает указанный второй трубопровод (4), при этом часть (11), которая пересекает указанный второй трубопровод (4), является конической по форме, и заостренная часть указанного первого трубопровода (1) находится в соединении с указанной камерой (7) смешивания.

Как указано выше, данное изобретение обеспечивает способ подачи одного или более химикатов в технологический поток. В одном из примеров реализации относящийся к устройству (12) адаптер (8), сам по себе или как часть устройства для подачи, установлен на отверстии (16) в трубопроводе (9) для густой массы, и этот адаптер (8) прикреплен к трубопроводу (9) для густой массы путем любого средства, известного специалистам. Устройство для подачи по данному изобретению соединяют с адаптером, если это уже не сделано. После такой установки один или более химикатов и загружаемую жидкость вводят в устройство (12), перемешивают в камере (7) смешивания и подают в трубопровод (9) для густой массы. Специалистам известны многие средства введения химикатов и загружаемой жидкости в технологический поток трубопровода для густой массы.

В другом примере реализации совместную подачу различных химикатов в технологический поток (13) можно осуществить посредством следующих стадий: введение нескольких различных химикатов в устройство (12) с предоставлением возможности образования смеси различных химикатов и дозирование этой смеси в технологический поток (13); или выстраивание в ряд серии устройств (12) и дозирование химикатов. Химикаты можно добавлять в систему в любом порядке, предписанном специалистами. Например, химикаты можно добавлять последовательно, одновременно или же в соответствии с установленной программой.

В другом примере реализации, проиллюстрированном на Фиг.8, одно или более устройств (12) для подачи химикатов в технологический поток расположены вблизи основного клапана (14), срабатывающего под действием груза, указанного процесса изготовления бумаги. В другом примере реализации смешивание является поэтапным - химикаты смешивают перед введением их в технологический поток. Поэтапное смешивание продолжается в течение периода времени, который согласован с желаемой скоростью реагирования химикатов, подаваемых в устройство смешивания. Еще в одном примере реализации поэтапное смешивание длится приблизительно от 5 микросекунд до 500 миллисекунд.

В еще одном примере реализации активность указанных химикатов контролируют, регулируя расход указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости, которые вводят в указанные устройства. Расход можно регулировать одним или более насосов, которые соединены с указанным устройством. Поэтапное смешивание можно проводить в камере смешивания, регулируя расходы как химикатов, так и загружаемой жидкости, поступающих в камеру смешивания.

В другом примере реализации активность указанных химикатов перед их введением в указанный технологический поток контролируют путем регулирования расхода указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости, которые вводят в указанную камеру смешивания.

В другом примере реализации химикаты выбирают из группы, состоящей из биоцидов, упрочняющих веществ, повышающих белизну веществ, пигментов, наполнителей, проклеивающих веществ, веществ для повышения удерживаемости наполнителя, добавок, способствующих обезвоживанию массы, флокулянтов, добавок, способствующих промывке массы, пеногасителей, диспергаторов, наночастиц, микрочастиц, фиксативов, коагулянтов, разрыхлителей, веществ, увеличивающих объем, пластификаторов, моющих составов, мягчительных средств, противоосмоляющих добавок, добавок, предотвращающих слипание, добавок, способствующих поглощению, и их сочетаний. Различные программы химической обработки, применяющие один или более химикатов, могут быть разработаны специалистами и использованы в устройствах (12) по данному изобретению.

В другом примере реализации загружаемую жидкость выбирают из группы, состоящей из пресной воды; прозрачного фильтрата; оборотной воды; разбавленной массы и их сочетаний.

В другом примере реализации химикаты разбавляют жидкостью-разбавителем перед их введением в указанный первый трубопровод (1) или указанный второй трубопровод (4). В еще одном дополнительном примере реализации жидкость-разбавитель содержит воду.

В другом примере реализации технологический поток (13) содержит композицию из процесса изготовления бумаги.

В другом примере реализации технологический поток (13) содержит густую массу из процесса изготовления бумаги.

В другом примере реализации процесс изготовления бумаги представляет собой процесс изготовления санитарно-гигиенической бумаги.

Со ссылкой на Фиг.6 и 7, в одном из примеров реализации химикаты (19) вводят во вход (2) первого трубопровода (1). Затем эти химикаты протекают по трубопроводу и из указанных выходов (3) первого трубопровода (1) во входы (17) камеры (7) смешивания. Загружаемую жидкость (15) также вводят во второй трубопровод (4). Жидкость во втором трубопроводе (4) образует водовороты или вихри вокруг первого трубопровода (1) и выходит из выходов (6) второго трубопровода в камеру (7) смешивания через входы (17) камеры (7) смешивания. Две текучие среды из первого трубопровода (1) и из второго трубопровода (4) смешиваются в камере (7) смешивания, а затем эта смесь протекает через выход (18) камеры (7) смешивания, а затем, в свою очередь, протекает через адаптер (8), который установлен на отверстии (16) в технологический поток (13), и эта жидкость втекает в технологический поток (13).

1. Способ подачи одного или более химикатов в технологический поток процесса изготовления бумаги, включающий:а. обеспечение одного или более устройств, включающих первый трубопровод, имеющий один или более входов и выходов, второй трубопровод, имеющий один или более входов и выходов, при этом указанный первый трубопровод присоединен к указанному второму трубопроводу и пересекает указанный второй трубопровод, камеру смешивания, которая имеет один или более входов и выходов, при этом указанный второй трубопровод присоединен к указанной камере смешивания, и указанные выходы указанного первого трубопровода и указанные выходы указанного второго трубопровода находятся в соединении с указанной камерой смешивания;b. установку адаптера на отверстии в по меньшей мере одном из следующих местоположений процесса изготовления бумаги: на трубопроводе густой массы, между рафинером и выпуском машинного бассейна, вблизи основного клапана, срабатывающего под действием груза, и между машинным бассейном и основным клапаном, срабатывающим под действием груза, при этом указанный адаптер находится в соединении с указанными выходами указанной камеры смешивания и присоединен к указанной камере смешивания;с. запуск указанного процесса изготовления бумаги, так что указанный технологический поток протекает через указанный процесс изготовления бумаги;d. введение указанных химикатов и загружаемой жидкости в указанную камеру смешивания путем введения указанных химикатов или загружаемой жидкости в указанные входы указанного первого трубопровода и указанного второго трубопровода;е. перемешивание указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости в указанной камере смешивания с образованием смеси указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости иf. дозирование указанной смеси в указанный технологический поток по меньшей мере в одном из указанных местоположений через указанный адаптер, который находится в соединении с указанным технологическим потоком.

2. Способ по п.1, в котором указанные химикаты разбавляют жидкостью-разбавителем перед тем, как ввести их в указанный первый трубопровод или указанный второй трубопровод.

3. Способ по п.1, в котором указанные химикаты и указанную загружаемую жидкость вводят последовательно, одновременно или в предварительно запрограммированном порядке.

4. Способ по п.1, в котором указанной жидкостью-разбавителем является вода.

5. Способ по п.1, в котором указанную загружаемую жидкость выбирают из группы, состоящей из пресной воды, прозрачного фильтрата, оборотной воды, разбавленной массы и их сочетаний.

6. Способ по п.1, в котором указанный технологический поток содержит густую массу из процесса изготовления бумаги.

7. Способ по п.1, в котором указанные химикаты выбирают из группы, состоящей из биоцидов, упрочняющих веществ, повышающих белизну веществ, пигментов, наполнителей, проклеивающих веществ, веществ для повышения удерживаемости наполнителя, добавок, способствующих обезвоживанию массы, флокулянтов, добавок, способствующих промывке массы, пеногасителей, диспергаторов, наночастиц, микрочастиц, фиксативов, коагулянтов, разрыхлителей, веществ, увеличивающих объем, пластификаторов, моющих составов, мягчительных средств, противоосмоляющих добавок, добавок, предотвращающих слипание, добавок, способствующих поглощению, и их сочетаний.

8. Способ по п.1, в котором указанное смешивание представляет собой поэтапное смешивание.

9. Способ по п.8, в котором указанное поэтапное смешивание продолжается приблизительно от 5 мкс до 500 мс.

10. Способ по п.1, в котором указанный технологический поток содержит композицию для процесса изготовления бумаги.

11. Способ по п.1, в котором активность указанных химикатов контролируют путем регулирования расхода указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости, которые вводят в указанную камеру смешивания.

12. Способ по п.1, дополнительно включающий обеспечение одного или более насосов, которые находятся в соединении с указанными устройствами и контролируют расход указанных химикатов и указанной жидкости-разбавителя.

13. Способ по п.1, в котором активность указанных химикатов перед их введением в указанный технологический поток контролируют путем регулирования расхода указанных химикатов и указанной загружаемой жидкости, которые вводят в указанную камеру смешивания.

14. Способ по п.1, в котором указанный процесс изготовления бумаги представляет собой процесс изготовления санитарно-гигиенической бумаги.