[发明专利]用于分离纸浆悬浮液中颗粒的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离纸浆悬浮液中颗粒的设备。

背景技术

造纸中的筛选意思是将异物或不同颗粒与纸浆悬浮液分离并可在纤维生产线中不同的工艺步骤中进行。

纸浆不可避免地含有不想要的固体材料。某些木屑可能未被适当蒸煮，而有些纤维材料可能未完全成为单独纤维的形式。木材缺陷可能显示为无纤维固体。除木材外的污染物也可能随木屑进入系统。筛选的目的是从主纸浆流去除这些杂质以尽可能高效地进行丢弃处理并洗出良好纤维，将这些良好纤维返回到主纸浆流并准备丢弃处理。

筛选设备(参见例如EP0 444 051)可包括封围称为筛选件或筛框的圆筒形屏障的筛选壳体，具有例如孔洞或狭槽形式的孔用于实际筛选。筛选设备可还包括：通向筛选件的用于纸浆悬浮液的入口；用于良浆、即具有已从内侧穿过筛选件并出去的小颗粒的材料的良浆出口；以及用于浆渣、即具有未穿过筛选件的大颗粒的材料的浆渣出口。

为了改进筛选过程，筛选设备可例如设有具有例如叶片或突起的某种转子，在筛选件中转动或者筛选件可转动。此外，筛选件可在其内表面上设有突起的不同变型。

例如移动转子叶片的端部从筛选件的内表面移动较短距离，从而防止在筛选件的表面上形成纸浆层并防止各孔堵塞。筛选件的各移动转子叶片与各突起之间的相互作用导致可将纸浆液化的压力脉冲和/或剪切力和紊流。这使得某些液化纸浆穿过筛选件作为良浆到达良浆出口，而这使得较重的颗粒、污物和类似浆渣材料径向向外穿到浆渣出口。

称为结筛(knotting)的现有粗筛方案基于约3-4％的纸浆浓度水平。由于筛选设备之前的浓度通常为筛选设备之前的10-12％，从而在实践中能够进行筛选，现在通常需要在筛选之前通过稀释来降低纸浆浓度并通过在筛选之后和洗涤之前通过脱水或增稠来增加纸浆浓度。

纸浆浓度的增加意味着流体化所需的能量强度的增加。浓度因此限定用于有效利用筛选的极限。太高的浓度导致纤维悬浮液中的结块不会破裂，这暗示着筛选过程不能继续进行。

在用于纸浆的常规筛选设备中，沿筛选区域的长度从未筛选纸浆的入口到排出浓缩杂质的出口的增稠是实际问题，这限制筛选效率，关系到生产能力和效率。增稠实际上意味着纤维悬浮液的浓度沿筛选件的表面从入口向丢弃出口增加，即脱水。杂质还从入口向丢弃出口浓缩。增加的浓度暗示着纤维网的强度显著增加。

随着筛选设备的转子沿筛选区域的整个长度等速转动，能量供给从筛选件的馈送或注入侧至丢弃侧是大致恒定的。这暗示着筛选必须在筛选区域开始处以过低浓度开始，从而防止纸浆浓度快速变高，以致筛选区域的大部分用作增稠器。相对于纸浆浓度过高的能量强度暗示着筛选区域开始处纸浆悬浮液具有不必要的高紊流值，且因此具有变差的分离选择性。在具有理想条件的短区域之后，纸浆浓度太高，能量不再足以打破纤维网，且筛选区域的最终部分并未起作用。高程度的增稠还会由于筛选件与转动装置之间机械传递的力而产生制动效应。换言之，增稠暗示着筛选件丧失效率和生产能力，且可能受损。

在纤维生产线的不同步骤中，还必须在脱水设备或增稠器内浓缩，即脱水或增稠纸浆悬浮液。有不同的方法且还可使用屏障件以不同方式完成，例如用在以上筛选设备中的对应方式完成。与筛选的不同在于在脱水设备或增稠器中，增稠效应是期望的，且想要保留的是具有尚未穿过屏障件的大颗粒的材料，且不想保留的是已经穿过屏障件的具有小颗粒的材料(液体，称为滤出液)。

脱水设备或增稠器内的屏障件因此用作过滤器。脱水可通过简单使用重力来实现或通过使在屏障件下受压将滤出液抽过屏障件或替代地在纸浆悬浮液上加压并将滤出液挤压穿过屏障件来更高效地实现。

除了使用筛选类方案，另一替代方式是使用辊式压榨，其包括两个协配且相反转动的压榨辊，每个压榨辊具有屏障件，屏障件具有对于挤出纸浆的滤出液可渗透的外表面的形式。纸浆沉积在可渗透外表面上，并在压榨辊之间的辊隙或压隙中压榨，由此将滤出液从纸浆中压榨出来。通常，压榨辊还包括在压隙之前的一个或多个洗涤区域。在US 3,980,518中披露了这种辊式压榨机的一个例子，其中，压榨辊的旋转轴线位于基本相同的水平面上，纸浆沿着垂直方向从下到上地穿过压榨辊之间的压隙。

另一已知的洗涤设备是筒式洗涤机，其中，纸浆在单个转动过滤筒上沉积并进行脱水，该转动过滤筒具有可渗透的外表面形式的屏障件，在添加洗涤液之后，该转动过滤筒移置在前述处理步骤之后残留在纸幅上的液体。静压致使滤出液通过可渗透液体的外表面。原始筒式洗涤机的另一发展形式是加压置换式洗涤机，其中，在过压下迫使滤出液通过可渗透的外表面。