用於將各種流體混合到工藝液體流中的方法及設備與流程

2023-05-07 03:42:21 1

技術領域

本發明涉及一種用於將各種流混合到工藝液體流中的方法及設備。本發明適合在處理所有工業分支的工藝液體中使用。將各種化學製品引入紙張和紙漿工業中的原料、原料成分和纖維懸浮液中可作為用於根據本發明的方法和設備的尤其優選的應用而被提到。

背景技術：

在下文中，結合造紙來更詳細地闡述本發明及其背景。然而，由於可在較寬種類的工業分支中發現針對混合器的類似應用、與混合有關的問題和解決問題的期望，故必須將造紙僅理解為本發明的各種應用的一個實例。在造紙中，類似於無數其它工業的分支，存在用於混合物質的需要（下文中在用語的最寬可能含義中稱為化學製品，由此該用語涵蓋淡水(更通常是液體)、空氣(更通常是氣體或蒸汽)）以及將一些其它固體材料(不排除各種處理化學製品和其它化學製品)引入到管路流中的需要。在一些情況下，足以使所期望的量的化學製品來流入管路流中，以便化學製品通過實際管路流中的湍流與流動的材料(液體或氣體)混合。有時，所期望的量的化學製品排入管路流中的這樣一點，在此點，存在略微在化學製品加入點之後的產生湍流的機械設備，靜流障礙物、旋轉混合器或例如離心泵。在一些情況下，直接地或例如用導送入槽體中的物質來將化學製品引入布置在工藝中的相對較大的槽體中，由此將需要的混合器布置在槽體中。

然而，在一些情況下，存在相當快和更有效混合的方法的需要。例如，這樣的實例可為將反應很快的化學製品(如，臭氧)混合到纖維素纖維懸浮液中。如果緩慢地執行混合，則臭氧有時間來毀壞定位成接近化學製品引入開口的部分紙漿，而另一部分紙漿保持完全未處理，因為臭氧沒有時間來到達紙漿的所述部分，而取而代之的是臭氧較早地用盡。此種化學製品需要很快且完全混合的方法。

以下文獻中已經論述了紙漿和紙張工業外的現有技術的混合裝置和方法的各種實例。

WO-A1-2009117141論述了一種涉及模塊化水處理設備的設備、系統和方法，該模塊化水處理設備使用聯接到靜態混合器上的側流噴射。在具有或沒有過氧化氫的情況下，該設備、系統和方法使用臭氧，用於存在於廢水中的汙染物的有效消毒和/或淨化。根據該WO文獻的教導，化學製品(即，臭氧或過氧化氫)在混合器模塊中混合到水中。然後，將水-化學製品的混合物噴射到水導管中，且藉助於靜態混合器與水相混合。

EP-A1-1254700論述了一種用於凸緣聯接的兩個管路區段的中間凸緣環。該凸緣環包括帶有用於以流體添加劑施用的至少一個點的外環、內同心環，以及各個環形腔室與中空區域之間的很多開口。內環具有與外環相同的寬度，且包括單個環區段或一定數目的沿軸向布置的區段。內環和外環形成環形腔室，一些或所有供送點進料至環形腔室中。

US-A1-20050248049論述了一種用於產生用於製成石膏產品的泡沫的方法。該方法包括經由導管噴射水和經由導管噴射起泡劑，以便形成包括水和起泡劑的第一溶液。該方法包括在導管中過濾第一溶液，且經由導管噴射空氣，以便形成包括水、起泡劑和空氣的第二溶液。該方法還包括過濾導管中的第二溶液以形成泡沫，且將泡沫傳送至製成石膏產品的裝置。

US-B1-6,764,212論述了一種化學製品供送系統，其包括作為主要部件的化學製品儲存槽體，用於清潔的液體化學製品以其按方配製的原液狀態儲存在該儲存槽體中；化學製品供送設備連接到化學製品儲存槽體上，來用於主動地執行化學製品供送；管路系統，其連接到化學製品供送設備上來形成流供送通路，流供送通路為用於使液體化學製品要與其混合的超純水的通路；一對排出噴嘴，其設置在管路系統的端部部分處，以便與設置在清潔腔室中的晶片的表面相對來將清潔液體供送到該表面上。

例如，另一個實例可為將兩種這樣的化學製品引入原料中，兩種這樣的化學製品被認為是與彼此反應且被認為是形成均勻尺寸的填料顆粒，或被認為是例如形成帶有原料的纖維或微粒材料的微集束(micro flock)。如果在此種應用中使用緩慢混合方法，則很顯然的是存在例如以下種類的問題：

-顆粒的尺寸在很寬的範圍內變化，因為兩種化學製品存在於原料中時的全部時間裡，既形成新顆粒，又會增加舊顆粒的尺寸；

-這還應用於形成的集束，集束的尺寸出於恰好相同的原因變化；

-此外，當目的在於將原料的微粒材料藉助於保持化學製品緊固到纖維材料上時，必須使得它們以這樣的量引入，使得確保這對於原料流的所有位置都足夠，而與混合的較長持續時間無關。

在Wetend Technologies Oy的專利文獻EP-B1-1064427, EP-B1-1219344, FI-B-111868, FI-B-115148 和 FI-B-116473中也論述了上述問題，其中使用噴射液體的噴射混合作為用於快速混合的解決方案而存在。將噴射噴嘴適當地布置在工藝管路的圓周上以便一個混合器足以用於較小直徑的管路，略大的管路使用在相同圓周上的兩個相對的噴嘴，比這略大的管路需要定位在圓周上以120度間隔的三個噴嘴等，提供了例如用於引入到造紙和對應混合中的保持化學製品的當前操作上最佳的混合布置。

由於在一些應用中存在需要來基本上同時地引入一定數目的化學製品，文獻FI-B-116473公開了一種引入裝置，其中在上述專利中論述的噴射噴嘴附近存在(直接在其上遊)開口，在壓差僅充分的情況下允許第二化學製品從該開口以所期望的量流動至流動管路/工藝管路，以便所述第二化學製品沿工藝管路的內表面流動至噴射噴嘴的開口，由此噴射液體和第二化學製品的快速射流攜帶且混合第二化學製品也到工藝液體中。

然而，在上述解決方案中，尤其已經發現了以下問題：

-在最大需求情況下，混合併非如所期望那樣有效且快速，

-一股噴射射流不足以混合很大量的第二化學製品，

-在一些情況下，針對兩種化學製品的引入點之間的相對較長的距離(即，為>2秒的數量級)已經存在需要，用於將第一化學製品來被足夠均勻地混合到整個流動中。實際上，例如，在造紙機的較短循環中，這意味著兩個混合器之間超過五米的距離。

值得提到的是，作為與前述問題分開的問題，一些化學製品或它們的反應產物傾向於沉澱或緊固到所有固體材料的表面上。因此，除了所期望的沉澱在原料的纖維的表面或懸浮液中的其它固體的表面上之外，還可能存在沉澱到或緊固到實際工藝管路的表面或定位在工藝管路中的結構的表面(包括混合器的各種表面)上。此種沉澱或緊固絕非所期望的，因為在一些點處，沉澱或從沉澱上分離的顆粒/碎片將以一些方式不利於最終產品的生產，或甚至不利於最終產品的品質。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種針對至少一些上文提到的現有技術問題的解決方案。

本發明的一個目的在於提供一種新穎類型的混合設備，該混合設備在將容易地且快速地反應的化學製品和一定數目的化學製品兩者幾乎同時地混合到工藝流中時能有效地且可靠地操作。

本發明的目的還在於提供一種方法，其中可以以有效且簡單的方式將容易地且快速地反應的化學製品和一定數目的化學製品兩者幾乎同時地混合到工藝流中。

根據一個優選實施例，根據本發明的用於將各種流引入到工藝液體流中的方法，所述方法包括以下步驟：通過將第一種流與引入液體一起噴射到沿工藝管路行進的工藝液體中來引入第一種流；執行基本上垂直於工藝液體的流動方向的引入，用於形成混合場，第一種流的混合場包括工藝管路中的兩股逆旋渦流；以及，通過將第二種流噴射到渦流之間的工藝液體中來基本上垂直於工藝液體的流動方向引入第二種流，用於加強通過第一噴射流形成的混合場。

根據本發明的優選實施例的用於將各種流引入到工藝液體流中的設備，該設備包括傳送工藝液體的工藝管路和將第一種流相對於工藝液體的流動方向基本上垂直地引入和混合到的工藝管路中的至少一個噴射混合器，混合器附接到工藝管路的壁上，其中相對於工藝液體的流動方向基本上垂直地引入和混合第二種流的至少一個噴射混合器在橫穿工藝管路的軸線的基本上相同的平面上定位在工藝管路的壁上，引入和混合第二種流的至少一個噴射混合器在引入第一種流的至少一個噴射混合器的下遊的且處在離開引入第一種流的至少一個噴射混合器一定距離處，引入第一種流和第二種流的噴射混合器形成噴射混合器對。

對於根據本發明的方法和設備很典型的其它特徵從所附權利要求和結合以下附圖公開本發明的最優選的實施例的以下描述中將變得顯而易見。

在執行的測試中，已經發現了藉助於本發明實現的優點以包括以下：

□在小於一秒內，有時在小於0.1秒內，對於大多數目的能足夠均勻地混合化學製品，

□與彼此反應的兩種化學製品的反應也發生在小於一秒內，

□化學製品(如，沉澱碳酸鈣，(PCC))的反應中形成的晶體的尺寸分布，或更通常是產物的尺寸分布是很均勻的，實際上比例如PCC的任何已知生產方法中的晶體或產物的尺寸分布更均勻，

□通過使用本發明的特殊特徵，可防止化學製品/多種化學製品和/或其反應產物沉澱到或緊固到工藝管路的表面上，因為將出現沉澱的區域縮短至對於可用清潔方法的實際大小，

□本發明的有效且快速的混合設備提供了使用或開發腐蝕性更大的化學製品和添加劑的可能性。

附圖說明

在下文中，將參照所附示意性附圖來更為詳細地描述根據本發明的方法、設備及其操作，在附圖中：

圖1a和圖1b示意性地示出了現有技術的噴射進料器的位置和操作，

圖2a和圖2b示意性地示出了根據本發明的優選實施例的化學製品噴射混合設備的結構和操作，

圖3示意性地示出了本發明的又一個進一步優選的實施例，以及

圖4示意性地示出了本發明的另一個進一步優選的實施例。

具體實施方式

本發明的出發點在於工業過程中的工藝管路，管路將工藝液體傳送至工藝步驟，包括最終產品的生產，或例如將工藝液體傳送到槽體用於輸送，以便進一步細化或最終使用。所述工藝液體可包含一種或多種液態成分和/或氣態成分，且工藝液體還可包含一種類型或多種類型的固體。後一備選方案的實例包括至少由水、纖維、微粒和填料顆粒構成的紙張工業的纖維懸浮液，即，原料。在下文中，通過將本發明與現有技術使用的用於生產沉澱碳酸鈣(PCC)的噴射混合器設備相比較，參照紙張工業的實例更為詳細地公開本發明。

例如，在專利申請WO-A2-2009103854中已經論述了例如造紙工業中PCC的流水生產中的噴射混合器的成功使用。該文獻已經公開了如何通過布置用於引入二氧化碳和石灰乳的噴射混合器來執行化學製品的引入，以便保留用於結合管路流來混合的距離為從5米至15米，基於壓頭箱接近管路中的大約3m/s至5m/s的流速對應於大約1秒至5秒的時間。該專利申請中已經公開的方法儘管在反應時間和提供的距離以及PCC的品質上仍存在改進的空間，但在與現有技術相比時，提供了PCC的特別良好的品質和均勻的分送。

無論是在造紙工業或還是在任何其它工業中，將具有5米至25米的長度的反應器布置到工藝管線中可理解為是有問題的。尤其是PCC以及許多其它產品的生產中的問題在於引入的至少一種化學製品或其一種或多種反應產物傾向於沉澱到工藝管路的表面上或工藝管路中的一個或多個結構的表面上或附接到其表面上。如果期望通過使用特殊清潔設備來將其阻止，則應當將清潔設備的長度延伸至混合區/反應區的整個長度，由此很明顯的是布置帶有十米的長度的清潔設備將導致問題，且清潔設備作為投入也不便宜。

至於所關注的PCC的品質，其流水生產需要將二氧化碳(CO2)和石灰乳(Ca(OH2))引入和混合入造紙中使用的朝造紙機的壓頭箱流動的原料或原料成分或部分流中。當使用PCC作為造紙中的填料時，如上文已經所述的那樣，對於紙張的品質，關鍵是PCC晶體的尺寸和形狀儘可能均勻。以前已知的是，PCC的晶體尺寸的偏差幾乎完全取決於PCC的結晶反應持續多久。換言之，用於結晶的時間越久，形成的晶體的尺寸偏差就越大。原因僅在於在結晶在以前形成的晶體的表面上持續的同時，新的晶體將持續地形成。

因此，很明顯的是在PCC的生產中，有利的是努力實現儘可能短的結晶反應時間。由於結晶本身作為化學反應的持續時間很短，故在論述結晶反應的整個持續時間時，一些其它因素必須是至關重要的。除化學反應時間之外，對結晶的總持續時間有影響的唯一事物在於材料傳遞，即，碳酸鹽離子(CO32-)和鈣離子(Ca2+)怎樣找到彼此。根據由我們執行的測試，對該時間有影響的因素實際上僅為二氧化碳的氣泡尺寸、石灰乳的顆粒尺寸和混合的強度。相同的測試已經證明了：例如，所期望的晶體的量，即，使用的化學製品的量(在生產用於造紙的填料的情況下的實際量)，對反應時間沒有太大影響，只要可使混合儘可能均勻且氣泡和顆粒的尺寸很小。針對此的原因在於，如果引入的化學製品的量為相對於彼此化學計算的，則只要混合快速且均勻，就可在沒有針對材料傳遞所需的較大延遲的情況下使化學製品與彼此反應。

因此，在將PCC的生產作為實例的情況下，由我們執行的測試的目的已經用於觀察用噴射混合器可產生多快的混合要發生，以及通過什麼方式可產生多快的混合要發生。自然，在這樣的情況下，出發點必須為噴射混合器的操作的徹底研究，其中強調觀察是否可以以一些方式改進噴射混合。

圖1a為現有技術的噴射混合器10和通過噴射混合器10在傳送工藝液體的工藝管路20中形成為工藝管路20的縱向方向上的區段的流場的簡圖。另一方面，圖1b示出了通過管路中的圖1a中的混合器在管路的截面的這樣一點處形成的流場，使得必須將從噴射混合器排出的化學製品射流認作是在工藝管路中已經達到其最大穿透。從這點起，實際上僅由於流的自然湍流而發生進一步混合。該附圖示出的是：在根據現有技術方法，通過相對於工藝液體的流動方向基本上垂直地噴射其(相對於工藝液體與直角偏離+/-30度, at right angles to the process liquid +/- 30 degree)，且在與工藝管路20中的工藝液體在其離開噴射混合器10的噴嘴時的流速相比時在噴射速度較高(3倍至12倍)的情況下引入化學製品時，由於射流的高動能，故射流在一定距離內保持其形狀和方向。在圖1a和圖1b中，就射流的延伸而言，這對應於其最大延伸的大約三分之一至四分之一。在此之後，射流首先開始折入流動的方向(圖1a中朝右側)，在此之後，射流開始變寬至側部(如可從圖1b中看到的)。變寬至側部將發生，以便在管路中流動的工藝液體的運動速度和射流與該工藝液體之間的剪切力兩者造成射流的邊緣區域上的射流的速度比射流的中間減小得更快。通過管路流(沿管路的縱向方向)逐漸地攜帶射流的此種較慢的層，且射流形成以沿相反的方向螺旋地混合的兩股渦流，渦流能夠攜帶在管路中流動的工藝液體和與工藝液體一起移動的任何固體或化學製品。渦流的效果造成整個射流逐漸地分成傾向於基本上擴散至管路的整個截面的這兩股渦流(實際上用於此所需的混合器的量取決於管路的直徑)，直到渦流的動能不再足以控制管路流和不再足以抵消大體上形成在管路流中的不受控制的湍流。圖1a中的垂直線M示出了流場的點，在該點處，形成逆旋螺旋，即，首先開始旋轉的射流的那些部分以一種方式已經回到工藝管路的混合器側部的點。實際上，這意味著噴射的化學製品和噴射液體的混合物傾向於接近管路的壁的側部，該混合物在此前不久從管路的壁引入。當混合物從線M進一步向右移動時，兩股逆旋渦流變弱，即，渦流更清楚地一致，且渦流消失在管路流的總體不受控制的湍流中。當噴射混合器的上述準確操作與論述了PCC的生產的以前提到的WO申請中描述的混合器裝置相比時，注意到的是，在WO申請的裝置中，進入流中的通過各個噴射混合器形成的高效地混合和擴張的流場(圖1b中所示)的某些類型有時間來在定位在工藝管路中的後面的點處的第二混合器之前大部分衰減。

在詳細闡述一個噴射噴嘴之後的流場的該行為和觀察到在引入第二化學製品之前的流場的衰減時，可推導出的是，在從噴射混合器排出的射流傾向於基本上變寬至工藝管路的整個截面的區域中，混合必須很強。這是找出更多能量可如何引入一個噴射混合器的流場中來至少保持渦流足夠強以用於良好混合或甚至增大其強度的動力。儘管事實上是單股射流不會延伸至管路的相對側上，故逆旋渦流傾向於擴張以便覆蓋管路的整個直徑是等待增大強度的原因。用於此的解決方案在於努力將第二噴射噴嘴定位成接近第一噴嘴，使得通過第一噴嘴形成的流場至此不會已經衰減太多。

結合圖2a和圖2b所示的以下實例論述了使用前文簡要描述的解決方案的PCC的流水生產。換言之，測試圖2a中所示的解決方案，其中噴射噴嘴在工藝管路中按順序定位成很接近彼此，且並非如一些情況下已經提出的那樣沿周向方向並排。定位在工藝管路的圓周上並排的噴射噴嘴應被認為會提高混合效率，但在示出了流場的操作的我們的測試中，可觀察到的是這實際上不會發生，除非使用很強勁的噴射，因而還需要更多的泵送功率，因而產生很強勁的不可控制的混亂型混合。新穎的測試裝置例如為在工藝管路中檢查如圖1a中所示的化學製品噴射到流中的流場的結果。

圖2a示意性地示出了根據本發明的優選實施例的用於將各種流引入到工藝液體流中的設備，而圖2b示出了藉助於該設備形成的流場。參考標號20示出了工藝管路，工藝液體(該實例中為原料)在工藝管路中朝造紙機的壓頭箱流向右側。噴射混合器12緊固到該工藝管路20的壁上，混合器用於在生產PCC時將例如二氧化碳引入原料中。第二噴射混合器14布置在工藝管路20的壁上離第一混合器12很短的距離處，藉助於第二噴射混合器14將石灰乳引入原料中。通過使用特殊噴射液體來執行根據本發明的噴射，噴射液體通常用於Wetend Technologies Oy的TrumpJet混合器，因為在用噴射液體的情況下，化學製品(在該實例中為CO2和石灰乳)、粉末Ca(OH)2的水懸浮液可高效地、快速地且均勻地混合到原料中。除了通過採用側流且將側流泵送至噴射混合器作為噴射液體而使用已經在管路20中流動的原料之外，還可使用來自於造紙機或該工藝中的另一位置的濾液或造紙的原料成分或填料成分，只是提到了幾種備選物。此外，根據本發明的噴射的特徵特性在於，當化學製品和一部分噴射液體傾向於立即反應時，有利的是通過噴射液體來實現化學製品的引入和混合，以便使化學製品與噴射液體在它們的組合噴射到工藝液體中時基本上同時地接觸。還很關鍵的是，噴射基本上垂直於工藝液體的流動方向發生。用語"基本上垂直的方向"這裡意味著相對於工藝液體的流動方向成直角或與直角以最多30度偏離的方向。如果期望的話，有可能的是化學製品的量僅為噴射液體的量的一部分，因為通過使用相對少量的噴射液體，就確保了深入工藝液體中的甚至很少量的化學製品的滲透和均勻混合。

在我們的測試中，我們認識到的是，用於第二噴嘴14的最佳位置首先是第一噴嘴12定位在其中的沿管路10的軸線延伸的基本上相同的平面，因為在此情況下，可使第二噴嘴14的射流直接地衝擊到由前述噴嘴12形成的兩股逆旋渦流之間，由此後一射流最有效地加強了通過前一射流形成的渦流，將給更多能量帶給它們，且因此有助於渦流擴張到儘可能寬的截面。換言之，噴射噴嘴基本上按順序定位在工藝管路的壁上。也在此情況下，用語"基本上按順序"意味著除了準確的一個接一個外，還以任意遠離該位置最多20度的方式進行定位。換言之，混合器形成混合器對，以便引入第二種流的各個混合器對的噴射混合器14布置就位，噴射混合器14的位置在工藝管路20的圓周上從第一混合器12定位到其上的沿工藝管路的軸線延伸的平面以最多20度偏離，更優選的是10度(沿管路的圓周的方向測量)。因此，第二噴射混合器14以一定方式定位在沿工藝管路20的縱向方向上的40度(優選20度)的扇形區(如圖2b中的扇形區A所示)中，第一混合器12定位在該扇形區的直徑上。其次，觀察到的是，第二噴嘴14應當也定位成接近圖1a中的線M，或儘可能接近線M。換言之，第二噴嘴14應當也定位在通過第一噴嘴引入的化學製品射流已經有時間來形成兩股逆旋螺旋渦流的位置處，或儘可能接近該位置。因此，有可能確保第二噴嘴14的射流加強第一噴嘴12的射流，且第二噴嘴14的射流的動能不會用於再加速通過第一噴嘴形成的已經衰減的渦流而損失。然後，如果第二噴射混合器與第一混合器之後的上文限定的角位置不重合，則第二噴射混合器的射流衝擊側部且部分地抵消通過第一射流形成的渦流，導致不受控制的流場，使混合結果至少退化至一定程度。

基於我們的測試，我們發現0.2米對於PCC的流水生產是引入噴嘴之間最優選的距離，即，當流速處於3m/s的數量級時，引入點之間的時間為0.67秒。從噴嘴12和14發出的化學製品-噴射液體射流的速度為在管路中流動的原料的速度的大約3倍至12倍。當比較圖1b的流場和圖2b的流場時，可以看到的是，通過第二噴嘴14導致的渦流的加強增大了管路的整個截面區域上的化學製品的混合速率，以便在從引入第一化學製品起已經大約0.15秒之後就已經將兩種化學製品分送到管路的基本上整個截面上。在我們的測試中，我們注意到，在一定程度上取決於工藝液體的粘性，由於第一射流的渦流然後會衰減太多，故混合器之間的工藝管路的縱向距離應當基本上不超過兩米。因此，在工藝管路的縱向方向上的噴射噴嘴之間的距離應當從0.05米至2米，優選為從0.05米至1米。

在實際工業規模的過程中，主要由於管路的直徑而並非總是可能用一個噴射混合器/混合器對來引入一種化學製品。在此情況下，存在定位在工藝管路的相同圓周上的一定數目的噴射混合器/混合器對。當使用帶有小管路的由Wetend Technologies Oy製造的標準尺寸的噴射混合器時，有可能僅使用一個噴嘴，而在最大管路直徑的情況下，為了充分覆蓋管路的截面，管路的相同圓周上需要4至6個混合器。因此，很明顯的是，當從與第一化學製品相同數目的噴射混合器也引入第二化學製品時，實現了混合兩種化學製品的最佳混合結果，且由此形成的混合器對定位在基本上相同的縱向直徑平面上，其均勻地分布在工藝管路的圓周上。很明顯，還優選的是使引入第一化學製品的混合器基本上在工藝管路的相同圓周上，而引入第二化學製品的那些混合器在另一圓周上。

值得作為本發明的解決方案的特殊應用而提到的解決方案為：其中兩種單獨的化學製品未混合的解決方案，而取而代之的是可以從兩個噴射混合器引入僅一種化學製品或可以僅從第一噴射混合器引入僅一種化學製品，由此第二噴射混合器將僅噴射噴射液體的射流來用於加強進入工藝液體流中的混合。

上述發明允許使用更大腐蝕性和有效的化學製品，因為混合明顯比以前的更快且更均勻。然而，同時實際的化學製品或多個化學製品和它們的反應產物可傾向於緊固到反應器的壁上或反應器區域中的其它結構上。因此，為了確保反應器的有效操作，反應器應當設有用於保持反應器的表面和反應器區域中的結構清潔的器件。

在上文中，當談論到導致本發明的發展的問題時，提到了結合具有沉澱或緊固的傾向的化學製品的混合來使用的清潔設備。圖3相對示意性地示出了根據本發明的優選附加實施例的引入設備和管路清潔設備30。實際上，圖3示出了反應器，反應器包括由凸緣32限制的平直圓柱形工藝管路20，反應器的壁34設有兩個化學製品引入噴嘴12和14，如上文所述的實施例中已經描述的那樣，噴嘴12和14定位成接近彼此。導電的電極杆36藉助於臂38基本上在中心連接到(即，基本上在工藝管路的軸線上)工藝管路20的內側，在該實施例中，杆36藉助於一個臂38'電性地連接到控制裝置40上。在工藝管路20由金屬製成的情況下，如其在大多數情況那樣，電極杆36應當與工藝管路20電性隔離。例如，可通過由非導電材料提供杆36的緊固臂38，或通過主要由非導電材料製成的杆36且用導電材料包覆杆來執行該隔離。第二電極42布置在工藝管路20的內側上，以便可在工藝管路20的內表面與定位在管路的中間中的電極杆36之間形成所期望的電壓差。自然地，像第一電極一樣，該第二電極電性連接到控制裝置40上。最簡單且也是最常用的方式在於使工藝管路由金屬製成，由此工藝管路可以以其整體用作電極，且不需要單獨的電極。當工藝管路由非傳導性材料製成時，可以存在一定數目的該第二電極，第二電極優選為沿工藝管路的圓周方向以及沿反應器的縱向來均勻分布。另一備選方案在於用導電材料在內部包覆工藝管路，由此該塗層用作電極。

連接到控制裝置40上的第三構件為某種類型的測量傳感器44，藉助於測量傳感器44，有可能監測混合的效率和/或反應器中的反應的過程。例如，該傳感器44可基於斷層分析，但傳感器也可測量工藝液體的pH或傳導率。

根據本發明，反應器可優選為但不是必需構造成以便針對噴射混合所需的所有導管、管線、泵和清潔器件都定位在通過凸緣32限定的長度內的管線的內側，由此管線中的反應器的安裝就儘可能容易。

圖3中所示的反應器壁清潔裝置在PCC的生產中工作，以便經由控制裝置將DC電壓導送至電極和定位成與反應器的壁相連的電極，以便電極杆用作陰極，而反應器的壁用作陽極。當工藝管路的壁為陽極時，鄰近壁的液體的pH降至2至3的值，這防止了碳酸鈣緊固到壁上。然而，當所述表面附近的pH較高時，碳酸鈣具有沉澱/緊固到電極杆的表面上的傾向。通過對控制裝置編程來改變裝置的極性，很容易除去由沉澱引起的缺點，由此碳酸鹽快速地溶解在現在用作陽極的電極附近形成的酸性液體中。控制裝置可以被編程以便以某一時間間隔或受到通過從過程中接收到控制脈衝的控制來改變極性。例如，有可能監測陰極與陽極之間的電壓變化，由此電壓中的一定的增大實際上意味著一定深度的沉澱層。因此，可校準控制裝置來在一定電勢差下改變裝置的極性。對應地，當電勢差已經減小到初始水平時，控制裝置使極性回到初始情形。

即使在上文中(在圖3中)已經將電極杆描述為基本上在中心上安裝在工藝管路/反應器中，但在一些情況下，還有可能將電極杆安裝在相對於反應器的軸線的傾斜位置上。當反應器/流動管路產生管路彎頭（反應在管路彎頭中仍然進展）時，此種解決方案尤其是可能。在此情況下，有可能將在中心延伸的電極杆布置在管路彎頭的兩側上的流動管路的平直部分上，其中仍然平直的電極杆在管路彎頭中的平直部分之間，管路彎頭自然優選為安裝成以便其對管路彎頭的區域的清潔的影響儘可能最好。尤其是在寬流動管路的情況下，可能需要使用一定數目的平行電極杆。因此，有可能確保將保持清潔的表面的附近中的液體的pH值在所期望的範圍內。關於電極杆還值得提到的是，當傾向於沉澱或緊固的反應產物或化合物僅通過從噴射混合器引入的化學製品形成或由它們兩者的共同作用形成時，電極杆可定位成以便其第一端部與第二噴射混合器14齊平。因此，電極杆的第一端部優選為沿工藝液體的流動方向延伸，直到所有化學製品都用盡的點。自然地，當第一噴射混合器用於引入化學製品，單獨的化學製品具有沉澱到或緊固到工藝管路等的壁上的傾向，電極杆必須定位成在第一噴射混合器的水平上開始。

圖4很示意性地示出了作為本發明的另一進一步優選的實施例的在造紙中執行碳酸鈣的結晶反應的另一方式，以便不允許碳酸鹽附接到定位在反應區上的任何表面上。該另一方法在於圍繞流動管路20布置永磁鐵或電磁鐵50。例如，美國專利5,725,778和5,738,766中公開了此種設備。永磁鐵形成磁場，磁場的方向和強度是恆定的。例如，有可能通過使用電導體52圍繞流動管路20卷繞且將電流導送到由此形成的線圈中來結合流動管路布置電磁鐵50。通過藉助於控制單元54改變電流的振幅、方向和/或頻率，就可如所期望那樣改變形成的磁場的方向和強度。此外，有可能隨著不同形狀的波動來將電流導送至電磁鐵50的線圈中。然而，不論藉助於永磁鐵還是電磁鐵來產生磁場，操作原理總是相同的。通過流動管路內側的磁鐵來感生出電場。為了能夠使用電場，管路中流動的懸浮液必須包含離子，在此情況下是鈣離子和它們的反離子(碳酸離子或碳酸氫離子)。電場通過它們自身的與電場相關的電荷導致按需要來導送在其範圍內的離子。僅在流動管路中的有限長度處存在電場和尤其是沿電場的方向的變化在傾向於根據電場的變化導送離子來使離子跟隨著流動，且最終導致離子鍵的釋放，且離子自由地與彼此反應且自由地形成碳酸鈣晶體。換言之，電場且尤其是其方向的變化會加速離子的相互化學反應，因為離子的方向的持續變化有助於它們在懸浮液中的均勻混合。此外，形成的碳酸鈣晶體剛好處於一種相，以便晶體不會附接到流動管路的表面上且不會形成沉澱，或如果晶體形成沉澱，則晶體很軟，以便晶體剛好攜帶在具有適合的流動速度的流中。至於所關注的電磁鐵的位置，仍應用上文結合電極規則限定的位置規則。

防止在反應器內側形成沉澱的又一可用的方式在於使用優選在中心定位在反應器的內側的隔離電極，電極僅電性連接到電源/控制單元上。例如，另一電極為與液體隔離的反應器的表面，或與液體電性連接。在兩種情況下，形成了串接連接的一定數目的電容層，通過電容層，將傳遞場的靜電勢和場的強度。換言之，也在此情況下，液相中感生出的電場導致一般具有沉澱的傾向的粒子中的所期望的變化。例如，美國專利文獻5,591,317中論述了該方法。

如關於電極杆的支承臂已經提到的，管理工藝流中的化學製品的結晶反應以便沉澱不會緊固到定位在反應區中的任何表面上的第四方式在於由此種材料生產這些部件(即，流動管路和定位在反應區中的流動管路的內側的結構)，以便該沉澱不會附接到這些材料上。聚醯胺可作為可在一定數目的應用中使用的材料的實例而被提到。PE樹脂、聚氨基甲酸酯、Teflon®和環氧樹脂可用作表面或塗層材料。此外，表面形態，優選為所謂的納米表面，也可在本申請中使用。

應當注意的是，上文僅公開了最優選的實施例中的一些。因此，很明顯的是本發明不限於上述實施例，而是本發明可以以很多方式應用於在通過所附權利要求限定的範圍內。因此，很明顯的是集中於PCC的生產的描述必須僅理解為用於化學製品的有效混合的本發明的可用性的良好的實例，因為PCC的組成材料的混合和材料與彼此的立即反應給出了本發明的工藝相比於現有技術解決方案更大的優點的明確描繪。此外，除了用單個噴射混合器引入一種化學製品之外，還應當考慮可引入兩種化學製品或化學製品混合物的進料的備選方案。同樣，除了來自從一個或兩個噴嘴的一種化學製品之外，一個噴射混合器對可用於也從一個混合器或兩個混合器引入一定數目的化學製品。此外，針對本發明，自然有可能按順序連接如上文所述的兩個以上的混合器。如果期望的話且如果技術上可行的話，結合各種實施例公開的特徵還可結合本發明的範圍內的其它實施例使用，和/或不同組合可從所公開的特徵組合。