СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ХИМИКАТОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТОК
METHODS AND DEVICE FOR CHEMICALS FEED IN PROCESS FLOW

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).