[发明专利]用于控制混合效率的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制混合器的混合效率的方法和装置，该混合 器用于混合两种流体，特别是将一种化学品混入一种处理液中。根据本 发明的方法和装置特别适合与一种在化学和机械木材加工工业中用于 将一种气态或液态化学品混入一种中浓处理液中的混合器一起使用，不 过本发明当然也适合于在其他的相关应用中使用。

背景技术

很多工业过程，例如在纸浆工业和造纸工业中，都会使用多种化学 品与浆料例如纸浆混合。为了避免化学浪费，很多加工厂例如纸浆厂都 从浆料中去除水分使其变得更为粘稠，例如所谓的中浓度纸浆，其定义 是干性固体含量在8％至18％之间的纤维/气/水悬浮液，从而可以阻止继 续混入化学品的尝试。可以和纸浆混合的化学品包括，例如，氧气，水 蒸汽，过氧化氢，过氧乙酸，二氧化氯和臭氧。为了促进化学品和浆料 的混合，经常使用机械式混合器或静态混合器来分散化学品。

化学品和浆料的混合效率是非常重要的，因为良好的混合可以使化 学品和浆料之间的接触面积最大化并由此减少了过多使用化学品的需 求。化学品的优化使用改善了过程控制和产品质量并降低了环境负荷。 加工和购买化学品经常会显著增加生产成本，因此化学品消耗量的减少 可以带来明显的成本节约。

另一方面，混合器要消耗能量，或者是机械式混合器的电机消耗能 量，或者在静态混合器的情况下是流体的流动要消耗能量。消耗的能量 就代表了能耗，这会降低生产过程的整体能效。因此，避免过于强力的 混合，也就是避免已经不能再增加末端流体的均匀性或者只能不明显地 改善均匀性的混合也是很重要的。

混合效率可以用不同的数量指标来量化，例如混合指数M，其定义 为测量值的标准差除以测量值的平均值，或者混合效果E，其定义为：

E＝100*(1-M)％

为了将混合调节到最适宜的水平，应该在混合器的下游在线测量混 合效率。混合指数的测试可以在实验室中通过各种方法进行，例如通过 使用紫外线追踪材料并在混合器出口处通过光纤探测器进行测量，从而 能够在混合器出口处测量并显示分布和标准差。但是，实验室中的测试 方法，例如通过紫外线追踪材料进行的测试，通常在加工厂是难以进行 的，因此对于加工厂的操作员来说其价值有限。

一种用于度量低温化学品和温度较高的中浓度纸浆流体混合情况 的方法是基于通过设置在出料管表面上的热电偶阵列得到的混合器出 口处的温度分布情况。不恰当混合的化学品会在一个测量点处显示为低 温点而同时另一个没有混入任何冷化学品的测量点则会显示为过热。该 方法仅在管道表面的附近区域监测各部分的混合情况。因为基于例如系 统各部分的热力时间常数的误差，这种方法的可用性也是有限的。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种用于测量混合器的混合效率的方法 和装置，以用来控制混合器的混合效率。

本发明的另一个目标是提供一种用于控制混合器的混合效率的方 法和装置以同时确保混合效率的充分和避免过于强力的混合。

为了实现本发明上述以及其他的目标，如所附权利要求所述提出了 一种方法。特别地，根据本发明，提出了一种控制混合器混合效率的方 法，该方法包括以下步骤：将化学品注入管道内流动的处理液中；用在 第一运行速率下运行的混合器将化学品和处理液混合；在混合器下游的 管道内测量化学品和处理液的混合效率；将测得的混合效率和混合效率 的预定范围相比较并控制混合器的运行速率以将混合效率调整到混合 效率的预定范围内。

另外，根据本发明，提出了一种用于将化学品混入处理液并具有可 控的混合效率的装置，该装置包括例如用于将化学品注入管道内流动的 处理液中的注射器，用于将化学品和处理液混合的混合器，用于测量化 学品和处理液在混合器下游管道内的混合效率的测量装置，和用于在测 得的混合效率的基础上控制混合器的运行速率的控制器等装置。

化学品和处理液在混合器下游管道内的混合效率有利地通过使用 设置在管道周围的一组电极进行测量。电极优选地在管道周围规则地分 布。根据本发明的优选实施例，流体的混合效率通过一种公知的，能够 提供管道整个横截面上的流体图像的电阻抗层析成像(EIT)感测技术 进行测量。