将化学制品进给到造纸工艺中的方法和设备

摘要

揭露了一种用于将一种或多种化学制品进给到造纸工艺中的设备。尤其地，揭露了一种将化学制品进给到造纸工艺的浓浆中的方法。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是美国系列号11/339,169申请的部分继续申请，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及一种用于将化学制品进给到造纸工艺的工艺流中的方法。

背景

各种类型和数量的化学制品被加入到造纸工艺中。尤其地，化学制品被加入到造纸工艺的工艺流中。这些化学制品的最佳进给既涉及品质问题，又涉及成本问题，因为，工艺流中的化学制品的最佳进给将导致下面的结果：a)造纸机器的更好的运转性能；b)最终产品的数量是更可预见的和更均匀的；c)较少的断头(web break)和造纸机器的故障时间；d)需要进给到造纸机器的化学制品的数量减少了；e)淡水的消耗减少了；以及f)需要用来加热淡水的能源减少了。

当快速地混合进入到工艺流中的化学制品时，当存在局部的化学计算条件时，当在进给装置中用水量最少时，以及当存在化学制品的最佳驻留时间/接触时间时，出现化学制品到工艺流的最佳进给。更具体地说，具有局部的化学计算条件的意思是，在化学制品进行反应的工艺流中，具有化学制品的最佳比率，而化学制品的最佳驻留时间的意思是，化学制品应该被进给到工艺流中，以便所有已经被进给到系统中的化学制品具有足够的时间来起作用，但时间不能太久以致不能维持想要的效果。

用于将化学制品进给到造纸工艺的工艺流中的许多现有技术方法和设备，不能导致将化学制品最佳地进给到造纸工艺中的工艺流中。因此，需要一种能将一种或多种化学制品最佳地进给到存在于造纸工业中的工艺流中的设备和方法。

发明概述

本发明涉及一种用于将一种或多种化学制品进给到造纸工艺的工艺流中的方法，其包括：

提供一个或多个设备，所述一个或多个设备包括：第一导管，所述第一导管具有一个或多个进口和出口；第二导管，所述第二导管具有一个或多个进口和出口，其中，所述第一导管固定到所述第二导管并横贯(traverse)所述第二导管；混合室，所述混合室具有一个或多个进口和出口，其中，所述第二导管固定到所述混合室，并且其中，所述第一导管的所述出口与所述第二导管的所述出口都与所述混合室联通；

将适配器(adaptor)安装到造纸工艺的下述位置中的至少一个位置中的开口的上面：浓浆线，在磨浆机(refiner)和成浆池出口(machine chestoutlet)之间，接近自重阀，以及在成浆池和自重阀之间，其中，所述适配器与所述混合室的所述出口联通，并且所述适配器固定到所述混合室；

运行所述造纸工艺，以便所述工艺流流经所述造纸工艺；

通过将所述化学制品或进给液传入到所述第一导管的所述进口和所述第二导管的所述进口中，将所述化学制品和进给液传入到所述混合室中；

将所述化学制品和所述进给液在所述混合室中混合来形成所述化学制品和所述进给液的混合物；以及

通过与所述工艺流联通的所述适配器，在所述位置中的至少一个位置上，将所述混合物分配到所述工艺流中。

附图说明

在下面，参考附图更详细地揭露根据本发明的方法和设备。

图1是根据本发明的一实施方式的设备的侧视图。

图2是图1中的设备的截面图。

图3是图1中的设备的第一导管的侧视图。

图4是图1中的设备的适配器的侧视图。

图5是本发明的一实施方式的第一导管、第二导管、混合室和适配器的侧视分解图。

图6阐述了根据发明的一实施方式的进给化学制品到工艺流中的方法。

图7呈现了本发明的设备的示意图。

图8阐述了在自重阀之前的进给布置的示意图。

图9是根据本发明的一实施方式的设备的侧视图。

本发明的详细描述

“造纸工艺”意指由纸浆制造纸产品的方法，其包括：形成含水纤维素的造纸配料(aqueous cellulosic papermaking furnish)、排出配料来形成纸张并且干燥纸张。形成造纸配料、排干和干燥的步骤可以由任何传统的通常为本领域技术人员所知道的方式来实现。

“浓浆线”意指在碎浆机或高稠度贮浆池(storage chest)之间并在成浆池之前的管线。

本发明的设备实质上是一种反应器，在这种反应器中，化学反应可以：a)在受控制的条件下，快速地激活添加到设备中的化学制品，或者b)通过选择与化学动力学和剪力水平相对的恰当的混合时间，阻止化学制品之间的相互混合或者阻止化学制品与其它物种之间的混合。例如，通过保证比在装置内的驻留时间更慢的化学动力学，可以减慢或者甚至阻止添加到工艺流的化学制品的反应速率。

本发明中应用的设备包括四个主要部件：第一导管(1)；第二导管(4)；混合室(7)；以及可选地，适配器(8)。设备的每一元件的尺寸和几何形状取决于需要添加到造纸工艺中的化学制品的多少，以及其它因素，例如浓浆线(9)的构造。本发明的设备可以由任何适合用于处理各种类型的造纸化学制品的材料制成，例如，不锈钢。

第一导管(1)具有一个或多个进口(2)和出口(3)。优选地，导管既具有头部(10)又具有圆锥形状的部分(11)。

第二导管(4)具有一个或多个进口(5)和出口(6)。通过本领域的普通技术人员所能了解的任何紧固方法，将第二导管(4)固定到第一导管的头部(10)，例如，第一导管的头部(10)和第二导管(4)可以具有一个或多个孔，以便螺丝钉能将一个导管固定到另一个导管上。

混合室(7)具有与第一导管(1)和第二导管(4)的出口都联通的一个或多个进口(17)和出口(18)。混合室(7)固定到第二导管(4)。可以通过本领域的普通技术人员所能了解的任何紧固方法，将混合室(7)固定到第二导管(4)，例如，第二导管(4)和混合室(7)都可以具有一个或多个孔，以便螺丝钉能将第二导管固定到混合室，或者混合室(7)的外表面可以熔合到第二导管(4)的外表面上。

适配器(8)固定到混合室(7)，并且与混合室(7)的出口联通。可以通过本领域的普通技术人员所能了解的任何紧固方法，将适配器(8)固定到混合室(7)，例如，混合室(7)的一部分可以插入到适配器(8)中。

在另一实施方式中，所述第二导管(4)的进口(5)与所述第二导管(4)的所述出口是垂直的。

在另一实施方式中，所述第一导管(1)横贯所述第二导管(4)，垂直于所述第二导管(4)的进口(5)。

在另一实施方式中，第一导管(1)具有不横贯所述第二导管(4)的头部(10)和横贯所述第二导管(4)的部分，其中，横贯所述第二导管(4)的部分(11)是圆锥形状，并且其中，所述第一导管(1)的尖端(point)与所述混合室(7)是联通的。

正如上面所述，本发明提供了一种用于将一种或多种化学制品进给到工艺流中的方法。在一实施方式中，适配器(8)，单独或作为进给设备(12)的一部分，被安装到浓浆线(9)中的开口(16)的上面，并且，通过本领域的普通技术人员所能了解的任何方法，适配器(8)被固定到浓浆线(9)。本发明的进给设备，如果还没有连接适配器，则与适配器连接。这个装备被建立后，一种或多种化学制品和进给液被传入到设备(12)中，在混合室(7)中混合，并且进给到浓浆线(9)中。那些本领域的普通技术人员了解许多将化学制品和进给液传入到浓浆线的工艺流中的手段。

在另一实施方式中，将不同化学制品加入到工艺流(13)中的共同进给可以通过下面的步骤实现：将几种不同的化学制品传入到设备(12)中，允许形成不同化学制品的混合物，以及将这些混合物分配到工艺流(13)中；或者通过布置一系列设备(12)并分配化学制品。可以按照本领域的普通技术人员所规定的任何次序，将化学制品加入到系统中。例如，化学制品可以被顺序地、同时地或以预先设定的次序被加入。

在另一实施方式中，如图8所示，用于将化学制品进给到工艺流中的一个或多个设备(12)被放置在与所述造纸工艺的自重阀(14)最接近的位置上。在另一实施方式中，混合是分阶段混合(staged mixing)，即在化学制品被传入到工艺流中之前混合化学制品。分阶段混合持续的时间段与进给到混合设备中的化学制品的想要的反应率是相适合的。在又一实施方式中，分阶段混合持续时间为从大约5微妙到大约500毫妙。

在另一实施方式中，所述化学制品的活性通过调整传入到所述设备中的所述化学制品和所述进给液的流量来控制。与所述设备联通的一个或多个泵可以调整流量。可以通过控制进入到混合室中的化学制品和进给液二者的流量，来在混合室中完成分阶段混合。

在另一实施方式中，在所述化学制品被传入到所述工艺流之前，所述化学制品的活性通过调整传入到所述混合室中的所述化学制品和所述进给液的流量来控制。

在另一实施方式中，化学制品从由下面的物质组成的组中选择：生物杀伤剂、增强剂(strength agent)、增亮剂(brightening agent)、着色剂、填充剂、上浆剂、助留剂、助泄剂、絮凝剂、清洁剂、消泡剂、分散剂、纳米粒子、微粒、固定剂、凝结剂、剥离剂(debonder)、膨胀剂、软化剂、洗剂、润肤剂、抗沥青剂(anti-pitch agent)、抗粘剂、吸收剂，以及其组合。使用一种或多种化学制品的各种化学制品处理程序可以由本领域的普通技术人员来制定，并由本发明的设备(12)来使用。

在另一个实施方式中，进给液从由下面的物质组成的组中选择：淡水；清滤液；白水；稀浆；以及它们的组合。

在另一个实施方式中，化学制品在它们被传入所述第一导管(1)或所述第二导管(4)之前，用稀释液稀释了。在又一实施方式中，稀释液包括水。

在另一实施方式中，工艺流(13)包含造纸工艺的配料。

在另一个实施方式中，工艺流(13)包含造纸工艺的浓浆。

在另一个实施方式中，造纸工艺是薄纸制造工艺(tissue makingprocess)。

参阅图6和图7，在一实施方式中，化学制品(19)被传入到第一导管(1)的入口(2)中。接着，化学制品流过导管并且流出所述第一导管(1)的出口(3)，并且流入混合室(7)的入口(17)。进给液(15)也被传入到第二导管(4)。第二导管(4)中的液体围绕着第一导管(1)旋转或涡流，并且离开第二导管的出口(6)，并经由混合室(7)的入口(17)进入到混合室(7)中。来自第一导管(1)和第二导管(4)的两种流体在混合室(7)中混合，然后混合物流经混合室(7)的出口(18)，其又流经安装到工艺流(13)中的开口(16)上面的适配器(8)，并且这种液体流进工艺流(13)中。