具有改進脫水效率的、用於對纖維素紙漿進行脫水的設備和方法

2023-05-30 21:57:26 1

專利名稱：具有改進脫水效率的、用於對纖維素紙漿進行脫水的設備和方法
技術領域：
本發明涉及纖維素紙漿的洗滌和脫水，特別是涉及帶有一個或較佳的是兩個協配的圓筒形壓榨輥的洗滌/脫水設備。
背景技術：
紙漿洗滌是化學製漿生產線中的一個關鍵操作。有許多不同種類的洗滌和脫水設備可用，這些設備中的一些基於通過壓榨紙漿以將流體去除的洗滌方式。一種已知類型的洗滌擠漿機設有兩個協配的圓筒形壓榨輥，它們彼此相鄰地布置在同一水平面內且具有平行的轉動軸線。每個壓榨輥的外表面是多孔的，從而液體可通過所述多孔表面從纖維素紙漿中提取出來，該纖維素紙漿在壓榨輥和周圍槽之間的受限空間中被輸送。在工作過程中，當壓榨輥轉動時，漿幅形成在每個輥的多孔表面上。輥隙或壓隙形成在壓榨輥之間的距離最小之處，壓榨輥設置成沿相反方向轉動以朝所述壓隙輸送相應漿幅，從而漿幅在壓隙的緊鄰前方合併，接著在壓隙中被共同壓榨。因此，在整個紙漿通道中對漿幅連續脫水，其中，在壓隙中實現最後脫水，在壓隙處將漿幅壓榨至所需程度。從紙漿中去除的流體(即濾液)沿徑向向內的方向穿過多孔輥表面，並例如可藉助於軸向濾液通道輸送到壓榨輥的軸向端部。通常設有一濾液池，其布置成與洗滌擠漿機連接以收集來自擠漿機中的洗滌操作所去除的濾液。洗滌液體被供給至洗滌擠漿機以對紙漿進行洗滌並對紙漿中的流體進行置換。洗滌原理因此是置換、脫水和壓榨的組合。傳統上，槽已設置成朝向壓隙會聚以建立某個增大的壓力。然而，在FI 102 977 B 中披露了一種具有非會聚槽幾何形狀的洗滌擠漿機。該洗滌擠漿機的目的是在相對較低的壓力下朝壓隙輸送紙漿，從而避免堵塞和與高壓相關的其它問題。這可通過使用如下的槽來實現與傳統設備相反，該槽設置成朝向壓隙而離開壓榨輥恆定距離。在FI 102 977 B 中，沒有考慮形成在紙漿通道內的壓力分布。

發明內容
本發明的目的是提高洗滌或脫水設備中的脫水效率。這在第一方面通過如權利要求1所述的用於對纖維素紙漿進行脫水的設備來實現，在第二方面通過一種用於對纖維素紙漿進行脫水的方法來實現。在最近的試驗中已經發現，朝向壓隙的增大壓力幾乎獨立於槽的幾何形狀，從而無論槽的幾何形狀如何都可建立壓力梯度。因此，尤其在具有非會聚幾何形狀的槽中，該壓力梯度基於從壓隙排出的濾液產生濾液的對流。本發明正是基於這一發現，在本發明中，與每個壓榨輥的轉動方向相反的對流的存在用來提高設備的脫水效率。根據第一方面，本發明涉及一種用於對纖維素紙漿進行脫水的設備，所述設備包括設置成彼此相鄰的兩個壓榨輥，每個壓榨輥設置在引導表面之內，以使紙漿通道形成在每個壓榨輥和相應引導表面之間，其中，用於將紙漿或類似物輸送至所述紙漿通道的入口設置在每個壓榨輥的第一位置處，兩個壓榨輥設置成沿相反方向轉動，從而沿著第一工作方向朝向形成在兩個壓榨輥之間的第二位置的壓隙輸送紙漿，所述壓隙緊鄰兩個引導表面彼此面向之處，每個壓榨輥具有用於從所述紙漿或類似物抽出濾液的多孔外表面。在兩個引導表面彼此面向之處，兩個引導表面包括用於抽出從壓隙排出的濾液的出口，所述出口設置成與所述壓隙基本相對，並定向成使通過所述出口去除的濾液從所述紙漿通道通過形成在兩個弓I導表面之間的空間中的間隙而被輸送。該設備的一優點是，它具有以下可能性沿著與紙漿通道中主紙漿流相反的方向， 抽出通常在壓隙附近形成的濾液對流。因此，提高了脫水效率。在第一實施例中，出口包括設置在兩個引導表面之間的出口開口。還有，出口可包括帶有出口開口的板，這些出口開口以均勻的間隔設置在所述板中，從而帶子形成在所述開口之間。出口的這種定位是有利的，這是因為只有從壓隙排出的流體被導向成流過所述出口，其中，流向壓隙的主紙漿流不受影響。在另一實施例中，出口包括在末梢兩側穿過引導表面、呈穿孔形式的出口開口，該末梢在兩個引導表面相交處由這兩個引導表面形成。因為它允許對現有設備作出最小改變而改進脫水，所以這是有利的。較佳的是，出口開口設置成穿過引導表面，以使出口開口與紙漿工作方向基本相反地指向離開壓隙。這種布置是有利的，因為出口開口開向從壓隙排出的流體，從而流向壓隙的主紙漿流不受影響。該設備可包括管路，該管路用於從出口輸送已去除的濾液並使已去除的濾液再循環至紙漿通道。由於這種布置，濾液可再循環且濾液損失最小。較佳的是，管路連接至紙漿通道的入口以使已去除的濾液再循環至所述入口。根據設備的一實施例，出口開口的尺寸設計成從紙漿通道抽出液體，從而抽出最小量的纖維。較佳的是，出口開口具有IOmm的最大直徑。在設備的另一實施例中，出口開口的尺寸設計成放出帶有從紙漿通道抽出的濾液的一些自由紙漿纖維。因為它減少了堵塞出口開口的風險，所以這會是有利的。較佳的是， 出口開口具有10-200mm的直徑。根據第二方面，本發明涉及一種對紙漿或類似物進行脫水的方法，包括以下步驟 將紙漿或類似物饋送至形成在第一壓榨輥和周圍的第一引導表面之間的紙漿通道的入口； 通過使所述壓榨輥轉動而使紙漿朝向形成在所述壓榨輥和第二類似壓榨輥之間的壓隙輸送穿過紙漿通道，所述第二類似壓榨輥被第二類似引導表面包圍，所述第二類似引導表面在緊鄰壓隙之處面向所述第一引導表面；通過每個壓榨輥的外表面中的穿孔來對紙漿進行脫水；在兩個壓榨輥之間的壓隙處壓榨紙漿。在兩個引導表面鄰近壓隙的相交處附近，通過貫穿引導表面設置的出口來抽出濾液。在該方法的一實施例中，已抽出的濾液返回到紙漿通道，可能的是，在紙漿入口處插入濾液。為了對紙漿通道中的紙漿進行洗滌，可在沿紙漿通道的至少一個位置處插入洗滌液體。


下文將參照附圖描述本發明的具體實施例，其中圖1示意地示出用於對纖維素紙漿進行脫水的傳統設備；圖2示出根據本發明所基於的發現、紙漿和濾液的流動；圖3示意地示出本發明的用於對纖維素紙漿進行脫水的設備的第一實施例；圖4示意地示出從上方觀察的圖3中的設備；圖5示意地示出本發明設備的第二實施例；以及圖6示意地示出本發明設備的第三實施例。
具體實施例方式圖1示意地示出用於對纖維素紙漿進行脫水的傳統設備。該設備包括設置成彼此相鄰的兩個壓榨輥2。每個壓榨輥設置在引導表面3之內，從而在每個壓榨輥2和對應弓I導表面3之間形成紙漿通道4。用於將紙漿或類似物輸送至所述紙漿通道4的入口 5設置在與每個壓榨輥2相關的第一位置。兩壓榨輥2設置成分別沿相反方向Dl和D2轉動，從而沿著工作方向Fl朝形成在兩壓榨輥之間的第二位置處的壓隙6輸送紙漿，該壓隙緊鄰兩引導表面3相交之處。術語 「工作方向」是指工作過程中輸送紙漿的方向，即只要在紙漿通道中有紙漿且只要兩壓榨輥沿其預期方向Dl和D2轉動即可。為了對紙漿通道4中的紙漿進行脫水，每個壓榨輥2具有多孔外表面7，濾液從所述紙漿或類似物通過該多孔外表面被抽出。最近已經發現，與每個壓榨輥的轉動方向Dl和D2相反並因此與紙漿通道中的紙漿工作方向Fl相反的對流F2，通過從壓隙6中排出的濾液而產生。這些箭頭Fl和F2在圖 2中示出。在圖3-6中，示出了本發明的三個不同實施例。為了便於與現有技術比較，用在圖 1和2中的附圖標記在圖3-6中被再次使用以標示相同或相似的細節。在圖3中，示出了本發明設備1的第一實施例，除了圖1所示傳統設備的細節之外，該第一實施例還包括一些附加細節。首先，用於抽出來自壓隙6的排出濾液流F2的出口 8設置成與壓隙6基本相對。因此，在所示的實施例中，因為紙漿朝著壓隙6向上輸送且穿過壓隙6，所以出口 8設置成允許濾液向下排出。出口 8形成為經過引導表面3或位於引導表面3之間，在該出口處，兩引導表面面向彼此且可能相交，該出口定向成經過所述出口 8去除的濾液經由形成在引導表面3之間的間隙9被輸送離開紙漿通道4。管路10設置成將濾液從出口 8、通過間隙9引導到後續處理步驟。可能的是，濾液可引導至濾液池，或者如下文參見圖5所述，濾液可再循環至紙漿通道4。較佳的是，管路10包括至少一個閥11以控制出流。還有，管路可包括泵(未示出)用以將濾液泵送至後續處理步驟。然而，由於在紙漿通道4中壓隙6附近的相對較高壓力，泵可省略，這是因為排出濾液的壓力自身足以將濾液引導至所需位置。圖4示出了從上方觀察圖3所示出口而得到的圖。從該圖中顯而易見的是，該實施例中的出口 8包括呈橢圓形孔的出口開口 12。這些橢圓形孔均勻地形成在連接兩個引導表面3的板13中，這是因為通常形成在這些引導表面相交處的末梢已被切掉。在板13上，出口開口 12通過將兩個引導表面3結合起來的連接帶14或凸緣而彼此分開。在圖4中，開口是橢圓形的，帶14之間的間隔是約100mm，通常直徑可為10-200mm。然而同樣可行的是， 將開口設置成貫穿引導表面的部分寬度或整個寬度延伸的一個中央狹縫或若干個狹縫。由於機械原因，這樣的狹縫可包括將引導表面3橋接起來以加強結構的帶子。在圖5中，示出了本發明設備1的第二實施例。在該實施例中，管路10設置成將已通過出口 8去除的濾液引回紙漿通道4，引導到壓隙6的上遊，引導到入口 5或進一步向下引導到紙漿通道，在該入口處，濾液可與饋送至紙漿通道的紙漿混合。然而較佳的是，濾液再循環至紙漿通道4的第一部分，從而不負面影響紙漿的可選的進行中洗滌。第二實施例可與圖3和4所示的第一實施例組合，或與下文所述的第三實施例組合在圖6中，示出了第三實施例。相同的附圖標記用來在圖6中標示與先前實施例的細節相似的細節。然而，對於該第三實施例，撇號(『)用來標示與第一實施例的細節在設計和/或功能上稍稍不同的細節。例如，在第三實施例中有出口，然而，該出口 8'與第一實施例的出口 8不同。第三實施例的出口 8'不包括水平多孔板，取而代之的是，引導表面3的部分沒有穿孔。因此，兩引導表面在壓隙6正下方的位置相交，以形成指向壓隙6的末梢15。第三實施例相對於第一實施例的主要差異在於，第三實施例中的出口開口 12'的尺寸設計成從紙漿通道中主要放出液體以抽出最小量的纖維。相反，在圖3-4所示的第一實施例中，出口開口 12的尺寸設計成還允許一定量的纖維從紙漿通道穿過其排出。因此，更為重要的是，在第一實施例中，使濾液再循環至紙漿通道的第一部分，從而不丟失有價值的纖維。第三實施例中的出口開口 12'較佳地可定位成與壓隙相對，而有方向的開口與向上的主紙漿流方向Fl相反。因此，出口開口 12'可由垂直孔或狹縫構成，排出濾液的對流 F2的至少一部分可通過該垂直孔或狹縫向下排出紙漿通道。當然，設計出口開口 12'的較簡單的方式是，設置穿過引導表面3的徑向鑽孔，其垂直於相應引導表面3的表面。然而， 垂直狹縫是有利的，這是因為(A)它們允許來自壓隙6的排出流通過引導表面直接向下流動，以及⑶它們使放出上行流Fl的風險最小化，該上行流可能包括高密度的紙漿。較佳的是，該第三實施例的出口開口 12'具有IOmm的最大直徑，從而允許最小量的紙漿纖維從紙漿通道隨濾液一起排出。出口 8'包括引導表面3之間的間隙9'，該間隙形成連接至用於去除抽出濾液的管路10的腔室。為了增加濾液抽出，可在管路10中提供負壓。本發明目的主要是增加脫水設備的脫水。然而，脫水是洗滌設備中的洗滌過程中的一個重要步驟。因此，設備較佳地可包括用於將洗滌液體添加至紙漿通道4的一個或多個入口，其中，該設備將構成具有增大脫水能力的洗滌設備。以上已經描述了本發明的三個實施例。這些實施例可以所有可行的組合形式進行組合，從而例如，出口開口的尺寸可設計成無論出口的總體設計如何，放出帶有一些紙漿纖維的濾液，或者僅僅放出帶有儘可能少紙漿纖維的濾液。因此，第一實施例可設有相對小的孔，第三實施例可設有相對大的孔。
然而，本發明並不局限於這些實施例。本發明的範圍由隨附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種用於對纖維素紙漿進行脫水的設備(1)，所述設備包括設置成彼此相鄰的兩個壓榨輥O)，每個壓榨輥( 設置在引導表面C3)之內，以使紙漿通道(4)形成在每個壓榨輥(2)和相應引導表面( 之間，其中，用於將紙漿或類似物輸送至所述紙漿通道(4)的入口(5)設置在每個壓榨輥的第一位置處，兩個壓榨輥( 設置成沿相反方向(D1、D》轉動， 從而沿著第一工作方向(Fl)朝向形成在兩個壓榨輥之間的第二位置的壓隙(6)輸送紙漿， 所述壓隙緊鄰兩個引導表面C3)彼此面向之處，每個壓榨輥( 具有用於從所述紙漿或類似物抽出濾液的多孔外表面(7)；在兩個引導表面彼此面向之處，兩個引導表面C3)包括用於抽出從壓隙(6)排出的濾液的出口(8')，所述出口(8')設置成與所述壓隙(6)基本相對，並定向成使通過所述出口(8')去除的濾液從所述紙漿通道通過形成在兩個引導表面(3)之間的空間中的間隙(9')而被輸送，其特徵在於，兩個引導表面(3)在它們彼此面向之處相交以形成末梢(15)，其中，所述出口(8')包括在所述末梢(1 兩側穿過所述引導表面(3)的、呈穿孔形式的出口開口(12')。
2.如權利要求1所述的設備(1)，其特徵在於，所述出口開口(12')設置成穿過所述引導表面(3)，以使所述出口開口與紙漿工作方向(Fl)基本相反地指向離開所述壓隙(6)。
3.如前述權利要求中任一項所述的設備(1)，其特徵在於，所述設備包括管路(10)，所述管路用於從所述出口(8')輸送已去除的濾液並使已去除的濾液再循環至所述紙漿通道⑷。
4.如權利要求3所述的設備(1)，其特徵在於，所述管路(10)連接至所述紙漿通道(4) 的入口(5)以使已去除的濾液再循環至所述入口(5)。
5.如前述權利要求中任一項所述的設備(1)，其特徵在於，所述出口開口(12，12')的尺寸設計成從所述紙漿通道(4)抽出液體從而抽出最小量的纖維。
6.如權利要求5所述的設備(1)，其特徵在於，所述出口開口(125)具有IOmm的最大直徑。
7.如權利要求1-4中任一項所述的設備(1)，其特徵在於，所述出口開口(12')的尺寸設計成放出帶有從所述紙漿通道(4)抽出的濾液的一些自由紙漿纖維。
8.如權利要求7所述的設備(1)，其特徵在於，所述出口開口(12')具有10-200mm的直徑。
9.一種對紙漿或類似物進行脫水的方法，包括以下步驟將紙漿或類似物饋送至形成在第一壓榨輥( 和周圍的第一引導表面( 之間的紙漿通道⑷的入口(5)；通過使所述壓榨輥( 轉動而使紙漿朝向形成在所述壓榨輥( 和第二類似壓榨輥(2)之間的壓隙(6)輸送穿過所述紙漿通道G)，所述第二類似壓榨輥被第二類似引導表面(3)包圍，所述第二類似引導表面在緊鄰所述壓隙(6)之處面向所述第一引導表面(3)； 通過每個壓榨輥O)的外表面(7)中的穿孔來對紙漿進行脫水；在兩個壓榨輥( 之間的壓隙(6)處壓榨紙漿；其特徵在於以下步驟在兩個引導表面C3)鄰近所述壓隙(6)的相交處附近，通過貫穿所述引導表面(3)設置的出口(8')來抽出濾液。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，使已抽出的濾液返回到所述紙漿通道0)。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，在紙漿入口(5)處插入返回的已抽出濾液。
12.如權利要求9-11中任一項所述的方法，其特徵在於以下步驟在沿所述紙漿通道 (4)的至少一個位置處插入洗滌液體，用於對所述紙漿通道中的紙漿進行洗滌。
全文摘要
本發明涉及一種用於對纖維素紙漿進行脫水的設備(1)，所述設備包括設置成彼此相鄰的兩個壓榨輥(2)，每個壓榨輥(2)設置在引導表面(3)之內，以使紙漿通道(4)形成在每個壓榨輥(2)和相應引導表面(3)之間，其中，用於將紙漿或類似物輸送至所述紙漿通道(4)的入口(5)設置在每個壓榨輥的第一位置處，兩個壓榨輥(2)設置成沿相反方向(D1、D2)轉動，從而沿著第一工作方向(F1)朝向形成在兩個壓榨輥之間的第二位置的壓隙(6)輸送紙漿，所述壓隙緊鄰兩個引導表面(3)相交之處，每個壓榨輥(2)具有用於從所述紙漿或類似物抽出濾液的多孔外表面(7)。在兩個引導表面相交之處，兩個引導表面(3)包括用於抽出從壓隙(6)排出的濾液的出口(8′)，所述出口(8′)設置成與所述壓隙(6)基本相對，並定向成使通過所述出口(8′)去除的濾液從所述紙漿通道通過形成在兩個引導表面(3)之間的空間中的間隙(9′)而被輸送。本發明還涉及一種對應的方法。
文檔編號D21C9/06GK102197175SQ200980143695
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2008年10月27日
發明者J·倫德伯格, P·彼得松, R·安德森 申請人:美佐紙業股份有限公司