專利名稱：用于將化學品進料至制漿工藝流的新方法和配置的制作方法
技術領域：
本發明涉及將化學品進樣至造紙工藝的制漿工藝流的方法和裝置。
背景技術：
將不同類型和量的化學品加入紙漿廠工藝中。特別地，將化學品加入紙漿廠工藝的工藝流(process stream)中。這些化學品的最優進料是實現以下結果的工藝流的最優化學品進料的質量和成本的問題a)造紙機較好的運行情況；b)終產品的質量更可預測且一致；c)造紙機的卷筒斷裂和故障時間較少；d)進料至造紙機所需的化學品的量減少；e) 淡水消耗減少；以及f)加熱淡水所需的能量較少。當化學品快速混入工藝流、存在局部化學計量條件、進料配置中最少的水消耗以及化學品最優的停留/接觸時間時，實現化學品最優進料至工藝流中。更具體地，存在局部化學計量條件表示工藝流中對于要反應的化學品存在最優的化學品比例，而化學品的最優停留時間表示化學品應當以這樣的方式進料至工藝流，使得所有進料至系統的化學品具有足夠的時間來發揮作用，但該時間并不是太長而難以維持期望的效果。用于將化學品進料至紙漿廠工藝的制漿工藝流的許多現有技術方法未能實現將化學品最優進料至制漿工藝流。因此，造紙工業中亟需能最優地將一種或多種化學品進料至制漿工藝流的裝置和方法。
發明內容
本發明提供了一種用于將一種或多種化學品進料至制漿工藝的工藝流的方法，包括(a)提供一個或多個混合裝置，所述混合裝置包括具有一個或多個入口和出口的第一管道；具有一個或多個入口和出口的第二管道，其中所述第一管道扣緊所述第二管道并貫穿所述第二管道；具有一個或多個入口和出口的混合室，其中所述第二管道扣緊所述混合室，并且其中所述第一管道的所述出口和所述第二管道的所述出口與所述混合室連接；以及與所述混合室的所述出口連接并扣緊所述混合室的轉接器；(b)將所述包括轉接器的裝置安裝在制漿工藝的開口上方；(c)運行所述制漿工藝，使得所述工藝流流經所述制漿工藝；(d)將一種或多種化學品和進料液引入所述裝置的所述混合室中，這通過將所述化學品或所述進料液引入所述裝置的所述第一管道和所述第二管道的所述入口完成；(e)在所述裝置的所述混合室中混合所述化學品和所述進料液以形成所述化學品和所述進料液的混合物；以及(f)通過與所述工藝流連接的所述裝置的所述轉接器將所述混合物分配至所述制漿工藝的所述工藝流。本發明還提供了一種用于將一種或多種化學品進料至工藝的工藝流的方法(a) 提供一個或多個混合裝置，其包括具有一個或多個入口和出口的第一管道；具有一個或多個入口和出口的第二管道，其中所述第一管道扣緊所述第二管道并貫穿所述第二管道；具有一個或多個入口和出口的混合室，其中所述第二管道扣緊所述混合室，并且其中所述第一管道的所述出口和所述第二管道的所述出口與所述混合室連接；以及與所述混合室的所述出口連接并扣緊所述混合室的轉接器；(b)將所述包括轉接器的裝置安裝在工藝流的開口上方；(C)運行所述工藝的所述工藝流；(d)將一種或多種化學品引入所述混合裝置以形成包含所述化學品的混合物，這通過將所述化學品引入所述裝置完成；以及(e)將所述混合物分配至所述工藝流。
圖1為本發明的一個實施方案的裝置的側視圖。圖2為圖1的裝置的截面圖。圖3為圖1的裝置的第一管道的側視圖。圖4為圖1的裝置的轉接器側視圖。圖5為本發明的一個實施方案的第一管道、第二管道、混合室和轉接器的分解側視圖。圖6表示根據本發明的一個實施方案將化學品進料至制漿工藝流的方法的示意圖。圖7表示本發明的裝置的示意圖。圖8為制備紙產品如紙巾、紙板、紙張、紙漿產品中所用的制漿和漂白工藝的示意圖。圖9為本發明的一個實施方案的裝置的側視圖。
具體實施例方式“制漿工藝”表示紙漿廠運行和/或漂白操作中進行的工藝，其包括但不限于圖8 中所示的一個或多個不同階段。制漿和漂白操作屬于造紙工藝的常規范圍，例如造紙工可以是操作制漿機的人員。本發明的裝置本質上是可以發生化學反應的反應器a)在受控條件下迅速活化加入所述裝置的化學品，或者b)通過選擇相對于化學動力學的合適混合時間和剪切水平可以防止化學品互相混合或者與其他物質混合。例如，可以降低加入工藝流的化學品的反應速率，或者甚至通過確保比該裝置中的停留時間慢得多的化學動力學來防止反應。整個發明詳述部分所指的數字標識如圖1-9中的一張或多張所示；該數字標識在所有附圖中是一致的，因此當閱讀發明詳述部分時，可以參見9張附圖中的一張或多張。如上文所述，本發明所用的裝置包括4個基本組件第一管道(1)；第二管道； 混合室(7)；以及可選地存在的轉接器(8)。所述裝置中每個元件的大小和幾何結構取決于需要加入紙漿廠工藝的化學品的量，以及其他因素，例如將流體從一個點轉移至另一個點的制漿工藝流管道(9)的結構。本發明的裝置可以由適合于處理各種類型的造紙化學品的任何材料制成，例如不銹鋼。第一管道(1)具有一個或多個入口( 和出口(3)。優選地，所述管道具有頭部 (10)和圓錐形部分(11)。第二管道(4)具有一個或多個入口( 和出口(6)。第二管道(4)通過本領域技術人員應當理解的任何固定方式扣緊第一管道的頭部(10)，例如，第一管道的頭部(10)和第二管道(4)可以具有一個或多個開口，從而螺釘可以將一個管道扣緊另一個管道。混合室(7)具有一個或多個入口(17)和出口(18)，它們與第一管道⑴和第二管道⑷的出口連接。混合室(7)扣緊第二管道0)。混合室(7)可以通過本領域技術人員應當理解的任何固定方式扣緊第二管道，例如第二管道(4)和混合室(7)可以具有一個或多個開口，從而螺釘可以將第二管道扣緊混合室，或者混合室(7)的外表面可以與第二管道的外表面合并在一起。轉接器(8)扣緊混合室(7)并與混合室(7)的出口連接。轉接器(8)可以通過本領域技術人員應當理解的任何固定方式扣緊混合室(7)，例如可以將混合室(7)的一部分插入轉接器(8)。在另一實施方案中，所述第二管道的入口(5)與所述第二管道的所述出
口垂直。在另一實施方案中，第一管道⑴貫穿與所述第二管道⑷的入口(5)垂直的所述第二管道(4)。在另一實施方案中，第一管道(1)具有不貫穿所述第二管道(4)的頭部(10)和貫穿所述第二管道的部分，其中貫穿所述第二管道的所述部分(11)為圓錐形，并且其中所述第一管道(1)的尖端與所述混合室(7)連接。如上文所述，本發明提供將一種或多種化學品進料至制漿工藝流的方法。在一實施方案中，(12)轉接器(8)，單獨或作為進料裝置的一部分安裝在制漿工藝流管道(9)的開口(16)上方，并且轉接器(8)通過本領域技術人員應當理解的任何方式扣緊制漿工藝流管道(9)。本發明的進料裝置當未進料時與轉接器連接。當這樣的設定建立時，將一種或多種化學品和進料液引入裝置(12)，在混合室(7)中混合，并進料至制漿工藝流管道(9)。在另一實施方案中，不同化學品的共進料至制漿工藝流(13)可以通過以下步驟實現將幾種不同的化學品引入裝置(12)，允許形成不同化學品的混合物，并將該混合物分配至制漿工藝流(1 ；或者通過排列一系列裝置(1 并分配化學品來實現。可以通過本領域技術人員指定的任何順序將化學品加入系統。例如，化學品可以先后、同時或以預定的順序加入。在另一實施方案中，混合為階段混合，化學品的混合在它們引入制漿工藝流之前。 階段混合持續的時間段與進料至混合裝置的化學品的期望的反應速率一致。在另一實施方案中，階段混合持續約5微秒至約500毫秒。在另一實施方案中，所述化學品的活性通過調節引入所述裝置的所述化學品和所述進料液的流速來控制。與所述裝置連接的一個或多個泵可以調節引入本發明的裝置的化學品和進料液的流速。階段混合可以通過在混合室中控制化學品和進料液進入混合室的流速來實現。在另一實施方案中，所述化學品的活性在它們引入所述工藝流之前通過調節引入所述混合室的所述化學品和所述進料液的流速來控制。在另一實施方案中，化學品選自由粘性和/或浙青控制產品、表面活性劑、聚合物、脫水助劑、消泡劑、漂白助劑及其組合組成的組。使用一種或多種化學品的各種化學處理程序可以由本領域技術人員開發，并且可以由本發明所要求保護的裝置(12)實施。
在另一實施方案中，進料液選自淡水、澄清濾液、白水、薄坯(thin stock)及其組
口 O在另一實施方案中，化學品在引入所述第一管道(1)或所述第二管道(4)之前用稀釋液稀釋。在另一實施方案中，稀釋液含有水。在另一實施方案中，工藝流(1 含有造紙工藝的配料。在另一實施方案中，分配所述混合物在所述制漿工藝的至少一個或多個以下位置進行蒸煮、再制漿、解離、洗滌、氧脫木素、化學品回收、澄清、漂白、解膠和脫墨。在另一實施方案中，所述制漿工藝包括以下紙漿中的至少一種原漿、回收紙漿、 化學紙漿、機械紙漿和化學-機械紙漿。在另一實施方案中，所述化學品包含表面活性劑或聚合物，并且所述進料液可選地為白水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的蒸煮器之前分配。在另一實施方案中，所述化學品包含脫水助劑或消泡劑，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的洗滌階段中加入。在另一實施方案中，所述化學品包含消泡劑，并且所述進料液可選地為白水和/ 或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的氧脫木素作用階段中加入。在另一實施方案中，所述化學品為聚合物，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物被進一步澄清。在另一實施方案中，所述化學品為漂白助劑，并且所述進料液可選地為白水和/ 或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的漂白階段中加入。在另一實施方案中，所述化學品為用于墨分離的聚合物或表面活性劑，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在浮選槽之前加入所述制漿工藝以改進墨分離。在另一實施方案中，所述化學品為粘性和粘附控制產品，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中將所述混合物加入循環制漿工藝。參見圖6和圖7，在一實施方案中，將化學品(19)引入第一管道(1)的入口 O)。 然后，化學品通過管道流過該管道，流出第一管道(1)的所述出口(3)，并流入混合室(7)的入口 (17)。還將進料液(1 引入第二管道G)。第二管道中的液體繞第一管道(1) 渦流或渦旋，流出第二管道的出口(6)，并經由混合室(7)的入口(17)進入混合室(7)。來自第一管道(1)和第二管道(4)的兩種流體在混合室(7)中混合，然后該混合物流過混合室(7)出口(18)，其又流過安裝在制漿工藝流(13)中的開口(16)的轉接器(8)，并且該液體流入制漿工藝流(13)。
權利要求
1.一種用于將一種或多種化學品進料至制漿工藝的工藝流的方法，所述方法包括a.提供一個或多個混合裝置，所述混合裝置包括具有一個或多個入口和出口的第一管道；具有一個或多個入口和出口的第二管道，其中所述第一管道扣緊所述第二管道并貫穿所述第二管道；具有一個或多個入口和出口的混合室，其中所述第二管道扣緊所述混合室， 并且其中所述第一管道的所述出口和所述第二管道的所述出口與所述混合室連接；以及與所述混合室的所述出口連接并扣緊所述混合室的轉接器；b.將所述包括轉接器的裝置安裝在制漿工藝的入口上游；c.運行所述制漿工藝從而所述工藝流流經所述制漿工藝；d.將一種或多種化學品和進料液引入所述裝置的所述混合室中，這通過將所述化學品或所述進料液引入所述裝置的所述第一管道和所述第二管道的所述入口完成；e.在所述裝置的所述混合室中混合所述化學品和所述進料液以形成所述化學品和所述進料液的混合物；以及f.通過所述裝置的所述轉接器將所述混合物分配至所述制漿工藝的所述工藝流，所述轉接器與所述工藝流連接。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品選自由粘性和/或浙青控制產品、表面活性劑、聚合物、脫水助劑、消泡劑、漂白助劑及其組合組成的組。
3.如權利要求1所述的方法，其中分配所述混合物在所述制漿工藝的以下位置的至少一處或多處進行蒸煮、再制漿、解離、洗滌、氧脫木素、化學品回收、澄清、漂白、解膠和脫m蠻O
4.如權利要求1所述的方法，其中所述制漿工藝包括以下紙漿中的至少一種原漿、回收紙漿、化學紙漿、機械紙漿和化學-機械紙漿。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品包含表面活性劑或聚合物，并且所述進料液可選地為白水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的蒸煮器之前分配。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品包含脫水助劑或消泡劑，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的洗滌階段中加入。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品包含消泡劑，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的氧脫木素階段中加入。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品為聚合物，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物被進一步澄清。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品為漂白助劑，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在所述制漿工藝的漂白階段中加入。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品為用于墨分離的聚合物或表面活性劑， 并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中所述混合物在浮選槽之前加入所述制漿工藝以改進墨分離。
11.如權利要求1所述的方法，其中所述化學品為粘性和粘著控制產品，并且所述進料液可選地為白水和/或清水，并且其中將所述混合物加入循環制漿工藝。
12.一種用于將一種或多種化學品進料至工藝的工藝流的方法a.提供一個或多個混合裝置，所述混合裝置包括具有一個或多個入口和出口的第一管道；具有一個或多個入口和出口的第二管道，其中所述第一管道扣緊所述第二管道并貫穿所述第二管道；具有一個或多個入口和出口的混合室，其中所述第二管道扣緊所述混合室， 并且其中所述第一管道的所述出口和所述第二管道的所述出口與所述混合室連接；以及與所述混合室的所述出口連接并扣緊所述混合室的轉接器；b.將所述包括轉接器的裝置安裝在工藝流的開口上方；c.運行所述工藝的所述工藝流；d.將一種或多種化學品引入所述混合裝置以形成包含所述化學品的混合物，這通過將所述化學品引入所述裝置完成；以及e.將所述混合物分配至所述工藝流。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述一種或多種化學品為兩種不同的化學品。
14.如權利要求12所述的方法，其中除了加入所述混合裝置的所述化學品以外，所述方法還包括將進料液加入所述混合裝置。
15.如權利要求12所述的方法，其中分配所述混合物在所述制漿工藝的以下位置的至少一處或多處進行蒸煮、再制漿、解離、洗滌、氧脫木素、化學品回收、澄清、漂白、解膠和脫
全文摘要
本發明提供了用于將一種或多種化學品進料至制漿工藝的工藝流的裝置，并公開了利用所述裝置將一種或多種化學品進料至制漿工藝的方法。
文檔編號B01F5/00GK102421964SQ201080021126
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月19日 優先權日2009年5月29日
發明者普拉薩德·達吉拉拉, 邁克爾·J·穆爾西亞 申請人:納爾科公司