СПОСОБ СУШКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ОТСАСЫВАЮЩИЙ БАРАБАН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ СУШКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
METHOD FOR DRYING PULP AND SUCTION DRUM, USED FOR DRYING PULP

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу сушки целлюлозы и отсасывающему барабану для сушки целлюлозы.
Предшествующий уровень техники
Целлюлоза, содержащая целлюлозное волокно, используется для изготовления бумаги или картона. Целлюлоза может быть изготовлена множеством различных способов, и может быть использовано множество разных целлюлозных волокон.
Полученная целлюлоза направляется к проволочной сетке для формирования волокнистого полотна, которое впоследствии будет формировать бумагу или картон. Когда целлюлоза и бумага или картон производятся в одном месте, целлюлозу транспортировать легко, в сыром состоянии, на машину для изготовления бумаги или картона. Однако производство целлюлозы и производство бумаги или картона может также осуществляться в разных местах, и в таких случаях требуется перевезти целлюлозу к месту производства бумаги или картона. Таким образом, желательно высушить целлюлозу до транспортировки для того, чтобы избежать дорогостоящей транспортировки из-за ненужной транспортировки воды.
Существует два основных разных типа машин для сушки целлюлозы, т.е. плоскосеточные и цилиндрические машины. Как правило, используется плоскосеточная машина, и целлюлоза откладывается из напорного ящика на непрерывную проволочную сетку. Вода, содержащаяся в целлюлозе, вытекает через проволочную сетку, формируя целлюлозный мат. После первоначального свободного дренажа через проволочную сетку целлюлозный мат дополнительно обезвоживается, находясь на проволочной сетке, путем применения повышенного вакуума. Вакуум подается к нижней стороне целлюлозного мата при помощи вакуумных коробов и/или гауч-вала, расположенного до удаления мата с сетки. Затем целлюлозный мат переводится к прессующему отделению и сушильному отделению, в которых вода дополнительно удаляется.
Необходимо максимально обезводить целлюлозу для того, чтобы снизить затраты на транспортировку целлюлозы. Также предпочтительно было бы удалить как можно больше воды на ранней стадии процесса обезвоживания или сушки целлюлозы, поскольку удалить воду в сушильном отделении дороже, так как этот процесс является более энергозатратным по сравнению со свободным дренажом или вакуумом.
Обезвоживание может быть максимально увеличено множеством различных способов. Путем оптимизации работы вакуумного отделения, прессующего отделения и сушильного отделения машины для сушки целлюлозы можно увеличить обезвоживание как можно более эффективным способом. Также предпочтительно поддерживать температуру целлюлозы как можно более высокой для улучшения удаления воды, поскольку вязкость воды снижается при больших температурах. Кроме того, предпочтительно поддерживать уровень pH у целлюлозы низким, предпочтительно от 4 до 5, поскольку волокна не так набухают при более низком pH, таким образом способствуя дренажу воды.
Другая возможность заключается в добавлении к целлюлозе химикатов, которые улучшают дренаж. Один из примеров описан в WO 0218704.
Тем не менее, все еще существует необходимость в улучшении процесса сушки целлюлозы эффективным образом.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа сушки целлюлозы улучшенным и энергоэффективным образом.
Другой задачей изобретения является обеспечение отсасывающего барабана для улучшенной сушки целлюлозы.
Эти задачи и прочие преимущества достигаются при помощи способа по п.1. Настоящее изобретение относится к способу сушки целлюлозы, содержащему этапы обеспечения целлюлозы, содержащей целлюлозные волокна, подведения целлюлозы к проволочной сетке, обезвоживания целлюлозы при помощи отсасывающего барабана, при этом отсасывающий барабан имеет открытую площадь поверхности около 60%. Путем увеличения открытой площади поверхности отсасывающего барабана обезвоживание целлюлозы усиливается.
Отсасывающий барабан имеет толщину оболочки около 50 мм. Предпочтительно увеличить толщину оболочки отсасывающего барабана, поскольку открытая площадь поверхности увеличивается. Таким образом, прочность барабана остается удовлетворительной, и все еще возможно обеспечить большое давление разрежения (вакуум) или всасывание барабана.
Отсасывающий барабан предпочтительно содержит ракельный нож. Предпочтительно, чтобы ракельный нож представлял собой воздушный ракель. Ракельный нож используется для очистки открытой площади поверхности отсасывающего барабана.
Сухое содержимое целлюлозы предпочтительно составляет примерно от 15 до 30% от веса после прохождения через отсасывающий барабан. Таким образом, можно повысить сухое содержимое целлюлозы при помощи использования отсасывающего барабана с увеличенной открытой площадью поверхности.
Настоящее изобретение дополнительно относится к отсасывающему барабану для сушки целлюлозы, при этом отсасывающий барабан имеет открытую площадь поверхности около 60%. Путем увеличения открытой площади поверхности отсасывающего барабана можно усилить обезвоживание целлюлозы.
Оболочка отсасывающего барабана имеет толщину выше 50 мм. Увеличенная толщина оболочки будет увеличивать прочность барабана и, таким образом, обеспечивать возможность дополнительного увеличения открытой площади поверхности барабана и/или давления разрежения барабана, т.е. увеличение всасывания.
Всасывающий барабан предпочтительно содержит ракельный нож. Предпочтительно, чтобы ракельный нож представлял собой воздушный ракель. Ракельный нож используется для очистки и удаления воды с открытых площадей поверхности барабана.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схематичный вид отсасывающего барабана;
фиг.2 изображает схематичный вид открытых участков поверхности отсасывающего барабана;
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу сушки целлюлозы и отсасывающему барабану, используемому для сушки целлюлозы.
Было продемонстрировано, что путем увеличения открытых участков поверхности барабана, т.е. увеличения количества и/или размера отверстий в оболочке барабана, можно увеличить обезвоживание целлюлозы очень энергоэффективным образом. Количество воды, отведенной из целлюлозы, может, таким образом, быть увеличено без увеличения требуемой энергии, т.е. при помощи того же давления разрежения, т.е. всасывания, барабана. Увеличенное количество открытой площади поверхности также будет обеспечивать большее давление разрежения и, таким образом, обеспечивать возможность увеличения давления разрежения и увеличения количества воды, отводимой из целлюлозы.
Количество открытой площади поверхности оболочки отсасывающего барабана составляет более 60% от общей площади оболочки барабана, предпочтительно более 70%. Открытая площадь поверхности предпочтительно имеет форму нескольких отверстий, равномерно распределенных по всей поверхности оболочки барабана. Возможно, чтобы открытая площадь поверхности была больше на наружной части оболочки и меньше на внутренней части оболочки, т.е. чтобы отверстия, формирующие открытую площадь поверхности, имели усеченную форму. Количество открытой площади поверхности отсасывающего барабана в соответствии с изобретением должно предпочтительно составлять более 60% от общей площади поверхности барабана как с внутренней, так и с наружной стороны барабана.
Путем увеличения размера отверстий, формирующих открытую площадь поверхности оболочки барабана, в целлюлозном мате может возникнуть разметка. Такая разметка, полученная из-за вакуумного воздействия отсасывающего барабана, может представить преимущества при последующих этапах высушивания целлюлозного мата. Использование воздушного высушивания является наиболее распространенной технологией высушивания в машинах для сушки целлюлозы, и в таком случае предпочтительно обеспечить как можно большую площадь поверхности, и отметки вакуумного барабана увеличат площадь поверхности целлюлозного мата, таким образом улучшая высушивание.
Толщина оболочки барабана увеличивается по сравнению с сушильными барабанами предшествующего уровня техники. Благодаря увеличенному количеству открытой площади поверхности барабана может быть необходимо, или по меньшей мере предпочтительно увеличить толщину оболочки барабана для того, чтобы обеспечить барабан достаточной прочностью. Также можно увеличить давление разрежения отсасывающего барабана, поскольку толщина оболочки барабана увеличивается. Толщина оболочки барабана предпочтительно составляет свыше 50 мм, еще более предпочтительно - свыше 60 мм. Существует оптимальное соотношение между количеством открытой площади поверхности и толщиной оболочки. Если количество открытой площади поверхности высокое, толщина оболочки барабана увеличивается для того, чтобы отсасывающий барабан мог работать наилучшим, т.е. наиболее эффективным образом.
Отрицательное давление (вакуум) внутри барабана предпочтительно составляет от 10 до 100 кПа.
Отсасывающий барабан предпочтительно оборудован по меньшей мере одним ракельным ножом. Основное назначение ракельного ножа заключается в удалении воды с открытой площади поверхности, т.е. из отверстий. Поскольку центробежная сила барабана маленькая, невозможно удалить отводимую воду с барабана. Ракельный нож, таким образом, будет удалять воду из отверстий, обеспечивая, что эффективность отсасывающего барабана не снизится. Ракельный нож может также удалять примеси, такие как отложения, с отсасывающего барабана.
Ракельный нож предпочтительно представляет собой воздушный ракель. Воздушный ракель содержит воздушную форсунку, направляющую сжатый воздух на поверхность барабана. Воздушный ракель может содержать более чем одну воздушную форсунку. Предпочтительно, чтобы ширина воздушного ракеля покрывала всю ширину поверхности оболочки. Ширина по меньшей мере одной форсунки является предпочтительно достаточно большой для того, чтобы обеспечить образование воздушного ножа, способного удалить воду с открытой площади поверхности барабана, и при этом достаточно малой для того, чтобы минимизировать количество требуемого воздуха. По меньшей мере одна воздушная форсунка предпочтительно расположена достаточно далеко от поверхности оболочки барабана для избегания отложения удаленной воды и/или отложений на самой форсунке, но достаточно близко для удаления воды и/или отложений с открытой площади поверхности барабана. Воздух воздушного ракеля предпочтительно сжат до такой степени, чтобы воздушный ракель мог удалять воду и/или отложения.
При помощи процесса в соответствии с изобретением можно повысить сухое содержимое целлюлозы уже на мокром конце машины для сушки целлюлозы. Предпочтительно, чтобы сухое содержимое целлюлозы после прохождения через отсасывающий барабан в соответствии с изобретением составляло примерно 15-30% от веса. Путем увеличения сухого содержимого целлюлозы на раннем этапе в машине для сушки целлюлозы можно использовать более высокое давление в последующем отделении прессования.
Отсасывающий барабан в соответствии с изобретением может представлять собой барабан любого традиционного типа, используемого для сушки целлюлозы и/или изготовления бумаги или картона, с тем отличием, что количество открытой площади поверхности увеличено. Другие компоненты, такие как тип оболочки, вакуумная система или система удаления воды и т.д. могут относиться к любому традиционному типу.
Отсасывающий барабан в соответствии с изобретением может быть использован в любой традиционной машине для сушки целлюлозы или при любом процессе. Предпочтительно использовать его вместо гауч-вала в плоскосеточной машине.
Также может быть предпочтительно использовать валик для разбивания комков в комбинации с отсасывающим барабаном. Валик для разбивания комков предпочтительно содержит фетр, т.е. фетровый валик для разбивания комков. Валик для разбивания комков предпочтительно формирует зажим вместе с отсасывающим барабаном. Давление отжима между валиком для разбивания комков и отсасывающим барабаном предпочтительно составляет от 25 до 40 кН/м. Предпочтительно использовать валик для разбивания комков, поскольку он может увеличить высушивание целлюлозы, поскольку отводимая вода стремится проникнуть к открытой площади поверхности отсасывающего барабана в большей степени.
На фиг.1 и 2 показан отсасывающий барабан (1) в соответствии с изобретением. Проволочная сетка (2) подводит целлюлозный мат или полотно. Проволочная сетка (2) частично наматывается вокруг отсасывающего барабана (1). Отсасывающий барабан (1) содержит оболочку (3) барабана, которая вращается вокруг невращающейся центральной сердцевины барабана. Оболочка (3) барабана содержит ряд отверстий, формирующий открытую площадь поверхности. Как можно видеть на фиг.2, открытая площадь (9) поверхности имеет форму отверстий, образованных путем сверления оболочки (3) барабана. Открытая площадь (9) поверхности составляет по меньшей мере 60% от общей поверхности оболочки (3) барабана. Отверстия обеспечивают, что целлюлозный мат на проволочной сетке (2) будет подвергаться низкому давлению (вакууму) внутри барабана (1). Оболочка (3) барабана изготовлена из металла, и толщина оболочки (3) барабана составляет более 50 мм.
Барабан (1) дополнительно содержит вакуумные уплотнения (4), обеспечивающие возможность создать отрицательное давление внутри барабана. Барабан (1) дополнительно содержит невращающийся всасывающий сектор (5). Сектор (5) создает отрицательное давление или вакуум внутри барабана. Вода, отведенная из целлюлозы, удаляется при помощи системы (6) удаления сточной воды, которая удаляет воду изнутри барабана (1). Отведенная вода также удаляется с помощью воздушного ракеля (7). Воздушный ракель (7) удаляет воду с открытых площадей (9) поверхности оболочки (3) барабана. Барабан (1) также содержит торцевую пластину (8).
Целлюлоза может быть любого традиционного типа. Она может быть механической, химико-механической, химико-термомеханической и/или химической целлюлозой. Целлюлозные волокна целлюлозы могут быть древесными целлюлозными волокнами любого традиционного типа, например волокнами из твердой древесины, волокнами из мягкой древесины, либо сельскохозяйственным сырьем или отходами.
Ввиду вышеприведенного подробного описания настоящего изобретения другие модификации и варианты станут очевидны специалистам в данной области техники. Однако очевидно, что такие другие модификации и варианты могут быть осуществлены без отклонения от сущности и объема изобретения.