一种用于向纤维幅材机的流送系统添加化学品的方法及设施与流程

本发明涉及一种用于向纤维幅材机的流送系统(approachflowsystem，浆料流送系统)添加化学品的方法及设施(arrangement，布置)。更具体地，本发明涉及将助留化学品(retentionchemical)混合到在纤维幅材机的流送系统中流动的纤维原料(fibrousstock)中。

背景技术：

在造纸机、或者更广义地说纤维幅材机之前(precededby)是流送系统，在该流送系统中制备纤维悬浮液(通常称为原料)，该纤维悬浮液用于在纤维幅材机处制造纤维幅材。在流送系统处，将各种原料组分(即原始的和/或回收的浆和/或损纸)与从纤维幅材机中回收的白液混合在一起，将填料和其他所需的添加剂与原料混合，并且如果认为必要，将原料或其一种或多种组分脱气(deaerated)。此外，在流送系统处，通过流浆箱进料泵(通常是专门设计的离心泵)将原料引入到流浆箱筛子，原料在此最终被用于幅材生产。流送系统还设置有用于向原料添加一种或多种助留化学品以及可能的其他化学品的一个或多个混合器。

长期以来，在造纸过程中助留化学品一直被用来使细小固体(例如在造纸过程中使用的填料和其他添加剂)保留在纤维幅材中，同时将水(所谓的白液)从纤维幅材机的成形部和干燥部处的纤维幅材中排出。助留化学品在被引入到纤维和固体的混合物中之后，很快就会将固体彼此结合并将固体结合到原料的纤维上。在流浆箱筛子之前或之后可发生一种或多种助留化学品的引入。然而，通常在这样的阶段进行引入：由一种或多种助留化学品形成的凝聚体(agglomerations)仅在流浆箱筛子之后形成，因为，一方面，筛子可以容易地从稍后被制成幅材的原料中分离出这种凝聚体，或者另一方面，通过产生湍流筛子可以破坏凝聚体，从而减少固体在幅材中的留存(retention)。因此，常常将一种或多种助留化学品添加到流浆箱筛子的出口导管中，在此处剩下的这种弱湍流不能破坏待形成的凝聚体，但仍能有助于一种或多种助留化学品的混合。可以通过如在专利文献wo-a1-9964666和wo-a1-02072250中所讨论的静态混合器，或者如在专利文献us-a1-2014369156中所讨论的旋转混合器，或者注入混合器来进行一种或多种助留化学品的混合。在过去的二十年中，一种注入式化学品混合器trumpjet^tm已经在向纤维悬浮液混合助留化学品和其他化学品的领域中获得了广泛的认可。例如，在专利文献ep-b1-1219344中讨论了上面提到的trumpjet^tm混合器及其用途。trumpjet^tm混合器既可用作单一混合单元，又可用作由多个混合器或混合单元组成的混合站，这些混合器或混合单元布置在流管的圆周上，应与化学品混合的介质在该流管中流动。

通过纤维幅材机从纤维悬浮液生产片状产品要求纤维悬浮液(即所谓的原料)向纤维幅材机的流浆箱的流动以及从流浆箱向纤维幅材机的网的流动尽可能没有任何类型的脉动(pulsation)。对最终产品的质量要求越高，允许的脉动就越小。

纤维悬浮液流中可检测到的大多数脉动(pulse)源自流浆箱进料泵和流浆箱筛子。流浆箱筛子位于流浆箱进料泵与流浆箱之间，以最终确定纤维悬浮液的质量。通过精心设计使进料泵和流浆箱筛子的脉动趋势最小化以产生尽可能少和尽可能小的脉动。然而，脉动不能被完全去除，因此在流浆箱筛子之后要采取其他措施来处理浆。

在生产高质量产品的过程中，纤维幅材机(在这种情况下最常见的是造纸机)的流浆箱可以设置有例如在专利文献us-4166759中讨论的用于抑制浆料(pulpstock)压力波动的设备。该文献讨论了一种造纸机的流浆箱，该流浆箱包括用于接收浆料的进浆总管室、用于接收来自进浆总管室的浆料的分配管系统、用于接收来自分配管系统的浆料的流量均衡室、用于接收来自流量均衡室的浆料的湍流通道系统、以及用于接收来自湍流通道系统的浆料并从流浆箱排出浆料的唇板(lipslice)。上述室中的至少一个部分地由可移动的壁结构限定，该可移动的壁结构具有内表面，该内表面接触浆料使得该可移动的壁结构能够响应于浆料中的压力波动而移动。该壁结构具有外表面，该外表面限定了有受压空气的封闭空间的中空内部的一部分，使得受压空气能够通过可移动的壁结构作用在浆料上，以抑制浆料的压力波动。

然而，如上所述，与流浆箱建立关联的设备是相当复杂的设备，因此需要相当大的投入，所以考虑、设计并最终使用了用于对抗脉动和压力波动的其他装置。

这些装置的其中一种是位于流浆箱筛子的下游和流浆箱的上游的所谓的衰减器或衰减器箱。衰减器的目的是抑制纤维悬浮液流(即流浆箱筛子之后的原料)中的脉动。结合图2，对衰减器的结构和操作进行更详细的讨论。

至此，用于向纤维悬浮液中添加一种或多种助留化学品的混合器被定位在衰减器的上游，与流浆箱筛子的出口导管紧密连通，如上文所述。有时，如果助留化学品是一种缓慢反应的化学品以及因此凝聚体仅在流浆箱筛子之后形成，那么一个或多个混合器甚至设置在流浆箱筛子的上游。然而，通常认为纤维悬浮液经由衰减器缓慢地流向流浆箱。衰减器仅应抑制脉动。例如，trumpjet^tm注入混合器总是布置在流浆箱筛子的出口导管中，因为已知在出口导管中剩下一些湍流，并且这种湍流总是有助于将一种或多种化学品混合到原料中。因此，无论何时流送系统具有化学品混合器和衰减器两者时，助留化学品混合器位于衰减器的上游，通常位于流浆箱筛子与衰减器之间。

当考虑到固体(所谓的细小纤维(fine))留存在许多纤维幅材机或造纸机器(其中trumpjet^tm化学品混合器被用于将助留化学品供给到流浆箱筛子之后的纤维原料中)中时，令人惊讶地发现，与在trumpjet^tm化学品混合器之后跟着衰减器的情况相比，在流送系统中根本没有衰减器的情况下，细小固体的留存要好得多。换句话说，看起来衰减器对细小固体的留存有某种负面影响。

技术实现要素：

上述假设给出了研究trumpjet^tm化学品混合器相对于衰减器的定位的理由。当trumpjet^tm化学品混合器位于衰减器与流浆箱之间时，发现通过显著降低助留化学品消耗可以实现相同的留存水平。由于留存(即纤维幅材中保留的细小固体相对于原料被引入网上时存在其中的细小固体总量的份额)取决于助留化学品形成的结合强度，即取决于所使用的一种或多种助留化学品的类型和质量，因此根据助留化学品的类型，化学品消耗的减少在10％到40％之间变化。

因此，本发明的目的是解决上述问题中的至少一个。

本发明的另一个目的是降低生产幅材类制品的成本。

本发明的又一个目的是相对于一种或多种助留化学品的使用量来提高细小固体的留存。

本发明的再一个目的是相对于已经实现的留存来减少一种或多种助留化学品的使用。

本发明的至少一部分目的是通过一种向纤维幅材机的流送系统中添加助留化学品的方法来实现的，该方法包括以下步骤：借助流浆箱进料泵经由衰减器将纤维原料引入到纤维幅材机的流浆箱中，以及将助留化学品添加到衰减器与流浆箱之间的纤维原料中。

本发明的至少一部分目的是通过一种用于向纤维幅材机的流送系统添加助留化学品的设施来实现的，该设施包括流送系统，该流送系统具有衰减器、流浆箱和化学品混合器，使得化学品混合器被布置在衰减器的下游，并位于衰减器与流浆箱之间。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地讨论了现有技术和本发明，其中

图1示出了现有技术中纤维幅材机的流送系统的局部视图；

图2示出了现有技术的衰减器的局部剖切侧视图(partialcutsideview)；以及

图3示出了根据本发明的优选实施例的纤维幅材机的流送系统的局部视图。

具体实施方式

图1示出了现有技术中纤维幅材机的流送系统的局部视图。根据该图，纤维幅材机的流送系统10，除了未示出的部件外，包括流浆箱进料泵12、流浆箱筛子14、衰减器16和流浆箱18，经由流浆箱，纤维原料被输送到纤维幅材机的成形部，通常位于纤维幅材机的网或成形部上。此外，流送系统10包括助留化学品混合器20，根据流浆箱筛子的出口导管的直径或从流浆箱筛子14通向衰减器16的流管22的直径，该助留化学品混合器20，优选地但非必须地，是一trumpjet^tm化学品混合器或一组trumpjet^tm化学品混合器，即trumpjet^tm混合站。化学品混合器20位于衰减器16的上游，可能位于流浆箱筛子14的出口导管中。

图2示出了现有技术中衰减器16的局部剖切侧视图。衰减器16通常由柱形直立部分24形成，纤维原料从流浆箱筛子与衰减器16之间设置的流管22经由锥形扩大管部分26从下方被引入到该柱形直立部分。在第一种可选的衰减器结构中，柱形直立部分24的柱形壁28设有用于单个流浆箱进料管的连接件30。在第二种可选的衰减器结构中，柱形直立部分的壁设有几十个径向出口，这些径向出口与若干进料软管连接，该进料软管将纤维原料输送到流浆箱。在这两种结构中，在柱形直立部分24的下端处设置有水平板32，该水平板设置有竖直开口34。在某种程度上，水平板形成了柱形部分的底部。在一些衰减器(例如kadantoctopus^tm系统)中，开口由两部分形成，一小直径入口或下部，以及一大直径出口或上部。多个开口34的预期功能是抑制压力波动和其他脉动，使得在水平板的上游以及在一个或多个衰减器出口中的从衰减器到流浆箱的纤维原料的流动是无脉冲的。

然而，当对开口34的功能进行更加详细地研究时，发现当纤维原料被迫通过开口34时，在原料中产生了相对较强的剪切力，破坏了助留化学品与细小固体之间的结合。这种结合的破坏被视为在造纸机或纤维幅材机处的留存减少。当在衰减器16的下游对trumpjet^tm化学品混合器200或一组trumpjet^tm化学品混合器(即混合站)进行测试时，如图3所示，发现细小固体的留存远比当一个或多个trumpjet^tm化学品混合器位于衰减器16的上游时好得多。发现当使用本发明的混合设施时，通过减少10％-40％的助留化学品，还能达到在纤维幅材机处相同的留存水平。自然，这一发现意味着，与现有技术的设施相比，利用本发明的设施，在一定限度内，可以同时改善留存和减少助留化学品的使用。

优选地，化学品混合器200是一注入混合器或一组注入混合器。注入混合器通过使用注入液体将化学品注入到原料中，以迫使相对少量的化学品深入渗透到原料流中。优选地但非必须地，注入液体是与化学品将要混合的原料相同的原料。优选但非必须地，这种注入液体被带到混合器的上游，以通过混合器与化学品一起被注入到原料流中。注入液体还有其他选择：新鲜浆、回收浆、白液、清水等，仅列举几个选项，而非旨在将适用的液体仅局限于所列出的选择。

还应当理解的是，本发明涵盖将单一助留化学品或者两种或多种助留化学品混合到衰减器下游的原料中。换句话说，在使用不止一种助留化学品的情况下(除了在衰减器下游混合的助留化学品之外)，可以将一种助留化学品混合到流浆箱筛子和衰减器之间的原料中，和/或将一种助留化学品混合到流浆箱筛子的上游的原料中。当然，在后两种选择中，助留化学品优选地是仅在衰减器之后才形成凝聚体的缓慢反应的化学品。

此外，应当理解的是，可以用任何能够使助留化学品在原料中形成均匀分配的混合器进行一种或多种助留化学品的混合。换句话说，混合器可以是静态混合器、旋转混合器或注入混合器。

最后，还应当理解的是，其他一种或多种湿部化学品和/或添加剂可以与跟一种或多种助留化学品在一起的原料混合，这些化学品或添加剂例如是施胶剂(诸如烯基琥珀酸酐(asa)或烷基烯酮二聚体(akd))、淀粉、填料、纸染料或颜料、微纤维(mfc)或纳米纤维(nfc)以及其他合成纤维，以上仅列举几项。这种化学品或添加剂既可以在与原料混合之前就与一种或多种助留化学品预混合，还可以仅仅引入并和一种或多种助留化学品一起与原料混合。

尽管已经参照具体示例性实施例对本发明进行了描述，但是需要强调的是，本发明还涵盖了所公开特征的等同物，以及对于本领域技术人员来说显而易见的变化和变型，并且本发明的范围仅由所附权利要求限定。

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