[发明专利]用于将一种或多种化学制品混合到工艺液体流中的方法及反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将一种或多种化学制品混合到工艺液体流中的方法及反应器。作为优选，根据本发明的方法和反应器适合将一种或多种化学制品引入和混合入工艺液体流中，化学制品单独地或与一种或多种工艺流中携带的材料一起趋于在流管的壁上形成有机层或无机层、累积物或沉淀。本发明尤其优选为适合在将生产纸张和浆料的一种或多种化学制品引入生产过程中时使用，例如，在木材处理行业中使用。

背景技术

例如，在造纸中，如许多其它领域的行业中那样，存在需要，用于将至少一种此类物质(下文以最广的词语意义称为化学制品)以其自身引入和在线混合到流管中，或其可化学地、电化学地或机械地在它们间或与流管中的材料在流管或通道的壁上形成固体的累积物、沉淀等。因此，应当理解的是，在本发明的上下文中，词语化学制品涵盖气态物质、液态物质以及固体材料。换言之，例如，所述化学制品可为与先前或同时引入到工艺流中的化学制品或最初就存在于其中的化学制品化学地反应的物质，或例如为助留材料或粘合材料，其附接到存在于流中或与化学制品一起引入流中或在流附近的其它固体材料或颗粒上。因此，该构想还在于，词语反应涵盖化学反应、电化学反应以及颗粒借助于助留材料和粘合材料与彼此的附接。换言之，其中由工艺流携带的材料和/或引入工艺流中形成的材料趋于紧固到过程管的表面或紧固到位于过程管中的结构上的所有此类情形为了清楚起见都称为反应。在该应用中，词语在线混合意思是发生在过程管中直接进行的混合，例如，在造纸中，在将化学制品直接地加入在过程管中朝造纸机的压头箱流动的浆料中时。在线混合还涵盖其中混合发生在主过程或部分过程的液体流或悬浮液流中的应用，不包括所述部分过程中生产的产物单独地或与另一种产物一起储存在最接近的储存器中的应用。

在现有技术中论述的一些情况中，使所期望的量的化学制品流入管流中，以便化学制品通过实际管流中的湍流与流动的材料(液体或气体)相混合就足够了。有时，所期望的量的化学制品排入管流中的这样的一点，其中略微在化学制品加入点之后，存在产生湍流的机械设备，或静流障碍物、旋转混合器或例如离心泵。在一些情况下，直接地或例如用引送入槽中的物质来将化学制品引入工艺中布置的相对较大的槽中，由此将所需的混合器布置在槽中。

在所有这些上下文中，有可能的是影响工艺的有机沉淀或无机沉淀累积在流管或特殊反应器的壁上或一些其它固定结构上，例如，如化学制品引入器件或各种结构的混合器。例如，有机物开始腐烂且将微生物传播到流中，在最坏的情况下引起整个最终产物的损坏时，或在作为较大颗粒释放时，该层例如通过在产生的纸张中引起孔(在将造纸行业用作实例时)而损坏最终产物时或不利地改变压头箱中的流而引起最终产物的品质的变差时，可看到此类缺点。沉淀还可完全地或部分地阻塞一些工艺设备或其管线，增加了泵送成本、降低了化学制品的效果，减少热回收等。此外，某一类的层可形成另一种沉淀的基底，如碳酸钙层极大地提高了碳酸钠在黑液蒸发器中的沉淀。

由于涉及各种沉淀的所述问题已经是已知的，故只要已经存在工业过程，就还要存在多种尝试以许多方式来解决该问题。

自然，一种方法在于避免使用形成沉淀的材料和用非沉淀材料将它们替换，然而，这仅可缓解少量问题情况。在一些情况下，不可能避免使用沉淀材料，且在一些情况下，替换材料很昂贵，使得它们的使用在经济上不可能的。

另一个备选方案在于从纸浆厂的去皮厂开始就使用高品质的原材料。换言之，可通过最大限度地减少木材的树皮层接近到进一步的工艺来减少沉淀问题。还有可能的是通过将引起沉淀问题的化学制品考虑到化学制品循环中来减少引起沉淀的化学制品返回使用。换言之，通过在工厂的各个部分工艺中考虑沉淀问题，在使用纤维素时，该纸浆和造纸行业作为实例，除化学制品回收外这还包括消化过程、清洗和漂白褐色浆料，有可能较大地降低沉淀的风险。

第三备选方案在于将此类流动条件布置成使得不允许沉淀例如累积在流管系统中。换言之，目的在于将流管系统安排成以便存在尽可能少的这样的地点，其中流动如此平缓使得由流携带的固体可倚靠管系统的表面下沉。该方法也仅为有限的，因为实际上不可能将流管系统安排成以便不可形成沉淀。然而，良好的安排允许延长清洗间隔时间，且由于清洗工厂需要停机时间。

第四备选方案在于在安排阶段就已经考虑管系统的清洁要求，这允许缩短所需的停机时间，例如，工艺设备的酸洗等或甚至手动除去层/沉淀需要停机时间。