轉移工藝液體的方法和布置、工業設施及其布局簡化方法

2024-02-02 11:45:15

轉移工藝液體的方法和布置、工業設施及其布局簡化方法
【專利摘要】本發明涉及轉移工藝液體的方法和布置、工業設施及其布局簡化方法。本發明涉及用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移工藝液體的方法和布置。依據本發明的有利實施例，所述方法和布置例如可應用於在製漿和造紙工業中從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移纖維懸浮液或者漿料，從而使得在洗漿和增稠裝置之後的漿料的稀釋在立管(18)中在表面液位控制範圍下方進行。
【專利說明】轉移工藝液體的方法和布置、工業設施及其布局簡化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移(transferring)工藝液體的方法和布置、工業設施和簡化工業設施的布局的方法。依據本發明的有利實施例，所述方法和布置例如可應用於在製漿和造紙工業中從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移纖維懸浮液或者漿料，並用於簡化製漿廠的布局。
【背景技術】
[0002]作為用於在洗漿和增稠裝置與後續處理階段之間轉移工藝液體的現有技術方法和布置的示例，將在下面論述來自於製漿和造紙工業的若干實際情況。然而，在該階段應該已經明白的是，不但在製漿和造紙工業中，而且在若干其它工業中，例如在比如生物質工藝中和在生物燃料的製造中的應用中，都存在類似的工藝。
[0003]在製漿和造紙工業中存在的問題區域的一種很好的示例是:在製漿或者造紙廠的化學製漿中的木屑蒸煮與紙幅形成之間的、各種洗漿和增稠階段或者洗漿和增稠裝置。當對漿料進行脫木素和漂白時，這種機構在比如所謂的漂前漿(黃料漿，brown stock)洗漿中和在各種洗漿階段中是必需的。在製漿和造紙工業中，使用各種不同的洗漿、過濾和增稠裝置。其第一示例是單階段或者多階段鼓式洗漿機，從其以10%?18%的稠度釋放漿料。通常，眾料藉助於釋放螺旋(discharge screw)從這種洗眾機被釋放到立管或者給料滑槽中，以便漿料在釋放螺旋中被稀釋降低至8%?15%的稠度，其是藉助於離心泵從立管的底部得到進一步轉移的漿料的稠度。換言之，目前使用的絕大多數洗漿和過濾機構能夠將漿料的稠度提升至這樣一種區域，以致漿料必須被稀釋，以便漿料能夠藉助於當前工藝水平的離心泵或者流體化離心泵被供給至下一工藝階段(也包括紙幅形成結構或者存儲塔)，但是也可以使用正排量泵。
[0004]立管或者給料滑槽一般是具有5?7米的高度的直立容器。當可能延伸至數米的稀釋機構所需的高度被納入考量時，洗漿和增稠裝置將被安裝來確保用於立管和稀釋的足夠高度時的高度輕易地超過10米。這意味著洗漿和增稠裝置被布置在比用於釋放立管的泵高一個或者兩個層級或者樓層的高度。實際上，這就是為什麼製漿廠例如在漂白工廠中需要高於地面層的第二樓層或者可能的第三樓層的主要原因。換言之，洗漿和增稠裝置被升高並被支承為高出地面層6?15米，用於確保漿料從洗漿階段向後續工藝階段的無故障泵送。為什麼需要這種高立管的一個原因是洗漿和增稠裝置的釋放或者生產率的波動。這種波動不但可能起源於釋放/稀釋螺旋的不均勻操作，而且還可能起源於洗漿和增稠裝置上遊的在先處理或者工藝裝置的生產率的波動。出於以上原因，立管被用作緩衝罐，由此使得立管中的漿料的液位被測量並維持在某一所需極限之內，即在表面液位控制範圍的上限和下限之間。然而，還應確保位於立管的底部處的泵和位於立管上遊的洗漿和增稠裝置在沒有擾動的情況下發揮功能。在實踐中，這意味著漿料應該在立管中具有足夠的駐留時間(意指高度)，以便漿料表面能夠被輕鬆地維持在許容的上限和下限之間。
[0005]洗漿和增稠裝置或者更一般地說工藝裝置的另一很好的示例是洗漿壓機，從其以20%?40%的稠度有時甚至以高達50%的稠度釋放漿料。一般地，洗漿壓機的釋放螺旋位於洗漿壓機的頂部(高出在其上安裝洗漿壓機的樓層數米(洗漿壓機的結構高度))，以便釋放螺旋從洗漿壓機向與洗漿壓機布置於相同高度、樓層或者層級的稀釋機構移動增稠的纖維懸浮液。在稀釋機構中，受過洗漿和/或增稠的纖維懸浮液的稠度也被減小至8%?15%。稀釋機構以類似於以上已經論述過的方式向立管釋放漿料。
[0006]在洗漿和增稠裝置之後對漿料或者纖維懸浮液的稀釋可以藉助於洗漿和增稠裝置的釋放螺旋、藉助於單獨的稀釋螺旋或者藉助於單獨的機械稀釋設備來進行，或者稀釋機構可以是在實踐中布置於洗漿和增稠裝置的釋放螺旋緊後方的一個或多個稀釋液體導管或者噴嘴，或者稀釋可以在立管的頂部進行。因此，在所有現有技術的應用中，漿料都是在其進入立管或者給料滑槽中的漿料柱上之前被稀釋。
[0007]在下面論述與通過首先將漿料稀釋至較低稠度然後泵送漿料來從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移漿料有關的另一現有技術的示例。依據該示例，增稠的漿料以高稠度從增稠洗漿機構被釋放至立管，以便漿料在與其進入立管中基本上同時地以泵送稠度得到稀釋。然而，出於安全原因，立管的底部設置有附加的液體引入機構，其被用於向漿料中注射液體通常是水。這些引入機構在以下這種情況下使用:出於某些原因(例如非均勻稀釋)，在沒有附加稀釋的情況下，泵不能恰當地泵送稀釋漿料。然而，向立管的底部供給附加稀釋液體的目的是將漿料的稠度即刻(暫時)調節至較低值，即低2%單位或更低的程度(比如從12%至10%)，用於通過降低壓頭要求或者減小釋放管道系統中的流阻來確保泵的連續操作。然而，這種稀釋機構並非旨在用於連續操作，並且它不是構造成在立管的底部使纖維懸浮液的稠度均勻化，即引入稀釋液體的機構不布置成向立管的截面擴散稀釋液體。
[0008]在下面，將論述在以上論述的現有技術布置中遇到的各種問題。
[0009]洗漿和增稠裝置所在的建築物需要高出地面層的一個或者兩個層級，用於為漿料的稀釋和帶有其表面液位控制布置的立管確保足夠的高度。
[0010]在洗漿和增稠裝置後立即進行的稀釋並非必須是均勻的或者均一的，但是稠漿料的一部分和稀釋液體的一部分可以在沒有實質混合的情況下進入立管，由此使得漿料和稀釋液體的最終混合通過從立管的底部釋放漿料的泵來進行。
[0011]由於洗漿和增稠裝置定位在一個或者兩個層級或者樓層的高度，所以通常需要泵來向洗漿和增稠裝置供給漿料。
[0012]由於漿料在如此早的階段被稀釋使得立管中的漿料柱或者層為稀釋漿料，所以顯然的是，液位控制範圍的高度必須足夠高，用以在立管中維持所需的漿料體積。即使控制範圍的高度得到了減小，增加立管或者給料滑槽的直徑也不能被認為是一種將控制體積維持成相同的優選方式，因為增加立管的直徑會迅速改變立管中的流動條件。立管中的漿料容易開始形成渠化通道(Channel)，這意味著立管中的漿料柱的一部分保持在適當位置，而柱的其餘部分沿「渠化通道」向下快速地流動至泵。眾料的直立部分(standing part)可以開始脫水並過濾，即由於重力而變幹。它也可以開始衰減(decay)。在兩種情況下，直立漿料的一些部分可以從漿料柱鬆開，並被進一步泵送，其中它們可能顯著地降低最終產品的品質。此外，直立漿料的鬆開部分具有的稠度明顯高於正常流動至泵的漿料的稠度，由此使得鬆開部分取決於它們的尺寸可能使被泵送漿料的稠度明顯地波動。
[0013]
【發明內容】

[0014]因此，本發明的一個目的是開發一種用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移工藝液體的新穎方法和布置，以便以上提及的問題和/或其它問題中的至少一個得到解決。
[0015]本發明的另一目的是開發一種用於轉移工藝液體的新穎方法和布置，以便洗漿和增稠裝置能夠被布置在較低高度，優選在工藝建築物的地面層上，由此實現建築成本的大幅節省。
[0016]本發明的再一目的是開發一種用於轉移工藝液體的新穎方法和布置，以便因對泵送工藝液體的需求降低而實現大幅節能。
[0017]本發明的又一目的是為工廠建議一種新穎的布局，在該工廠中，洗漿和增稠裝置和立管被布置在相同樓層上，而不必為洗漿和增稠裝置構建附加的平臺、樓層或者層級。
[0018]因此，本發明的目的還覆蓋各種方式來構建洗漿和增稠裝置-立管組合，以便洗漿和增稠裝置能夠與立管布置在相同樓層上。
[0019]為了解決現有技術的問題中的至少一個，提供了從洗漿和增稠裝置向後續工藝步驟轉移工藝液體的方法，所述方法包括以下步驟:
?從洗漿和增稠裝置釋放處於第一稠度的工藝液體，
?將所述工藝液體引導至立管，
?將所述工藝液體稀釋至第二稠度即MC稠度，
?為所述立管提供用於測量所述立管中的工藝液體的表面液位的機構，所述測量機構具有帶有上表面液位控制極限和下表面液位控制極限的表面液位控制範圍，用於在使用時將所述工藝液體的表面液位維持在所述上表面液位控制極限與所述下表面液位控制極限之間，
?藉助於布置成與設置於所述立管中的釋放出料開口流體連通的泵從所述立管釋放處於第二稠度的工藝液體，
進一步包括以下步驟:
?為處於所述立管中的表面液位控制範圍中的工藝液體提供平均稠度即第三稠度，所述第三稠度是所述第二稠度的至少1.5倍。
[0020]為了相同的目的，提供了一種用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝步驟轉移工藝液體的布置，所述布置包括:洗漿和增稠裝置，從所述工藝裝置以第一稠度釋放所述工藝液體；用於稀釋所述工藝液體的機構；所述工藝液體被釋放至的立管；用於測量所述立管中的所述工藝液體的表面液位的機構；用於從所述立管釋放經過稀釋的工藝液體的釋放出料開口 ；布置成與所述釋放出料開口流體連通用於進一步轉移處於第二稠度的工藝液體的泵，所述測量機構設置有表面液位控制範圍，所述表面液位控制範圍具有上表面液位控制極限和下表面液位控制極限，所述布置設置有稀釋機構，所述稀釋機構包括用於向與所述工藝液體連通的立管的截面擴散和供給稀釋液體的機構，並且所述稀釋機構被定位且大小做成使得所述表面液位控制範圍中的工藝液體的平均稠度即第三稠度是所述第二稠度的至少1.5倍。
[0021]此外，為了解決一部分現有技術問題，本發明論述了一種工業設施，其具有用於處理工藝液體的至少一個塔、和用於對工藝液體進行洗漿和增稠的洗漿和增稠裝置，所述洗漿和增稠裝置被支承在與所述塔相同的樓層BF上。
[0022]並且最後，再次為了解決現有技術問題中的至少一個，本發明論述了一種簡化工業設施的布局的方法，所述工業設施用於在至少兩個相繼的工藝步驟中處理工藝液體，所述工業設施具有帶有結構高度並在其中進行洗漿和增稠的洗漿和增稠裝置和用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移工藝液體的立管，所述方法包括執行以下中的至少一個的步驟:
?將所述洗漿和增稠裝置的結構高度納入利用，
?藉助於向上傾斜的供給機構來布置所述工藝液體從所述洗漿和增稠裝置向所述立管的引入，和
?減小在所述立管中所需的表面液位控制範圍的高度，
以便使所述洗漿和增稠裝置在所述工業設施中處於較低高度。
[0023]本發明的方法和布置的其它特徵在所附權利要求書中公開。
[0024]通過本 發明，還有可能在不需要若干層級的情況下，將洗漿階段、增稠階段或者漂白階段或者整個纖維生產線布置到較低的建築物中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面，參考附圖來更詳細地論述本發明的方法和布置，附圖中:
圖1示出了用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的一種現有技術布置；
圖2示出了用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的另一種現有技術布置；
圖3示出了用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的又一種現有技術布置；
圖4示出了依據本發明第一優選實施例的用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的一種新穎布置；
圖5示出了依據本發明第二優選實施例的用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的一種新穎布置；
圖6示出了依據本發明第三優選實施例的用於從洗漿和增稠設備向立管轉移漿料的一種新穎布置；
圖7示出了採用了用於轉移工藝液體的現有技術布置的漿料漂白和洗漿階段；和 圖8示出了採用了本發明的工藝液體轉移布置的漿料漂白和洗漿階段。
【具體實施方式】
[0026]圖1、2和3作為現有技術的示例示出了用於將工藝液體從洗漿和增稠裝置轉移至後續工藝階段的布置:漿料製造廠的另兩個洗漿壓機-立管組合(圖1和2)，其中漿料從洗漿和增稠裝置即洗漿壓機10以20%~50%的稠度被釋放，被稀釋16』、16』 』至8%~14%的稠度並被釋放至立管18或者給料滑槽；和一個洗漿壓機-立管組合(圖3)，其中纖維懸浮液的稀釋16』』』與纖維懸浮液向立管18中的進入同時進行。這裡，雙輥洗漿壓機被示出作為各種可適用的洗漿和增稠裝置的一種示例。存在可以用於相同目的的眾多其它裝置，如單輥洗漿壓機、鼓式過濾器、DrumDisplacer?洗漿機、螺旋壓機等。雙輥壓機10沿一個或多個入料導管12接收待處理的纖維懸浮液。其它洗漿和過濾裝置具有它們自身的布置來接收纖維懸浮液。已在輥之間得到洗漿和壓制之後，增稠的纖維懸浮液或者漿料藉助於釋放螺旋14從洗漿壓機10得到釋放，所述釋放螺旋14 一般定位在洗漿機的頂部，以便釋放螺旋14將增稠的漿料沿軸向移動至洗漿壓機10的端部至稀釋機構16』或16』 』(圖1和2)，所述稀釋機構16』或16』』與洗漿壓機布置於相同高度、樓層(floor)或者層級(storey)。然而，在實踐中，所有當前的稀釋機構都被布置在洗漿壓機10的樓層高度或者更低。換言之，工藝裝置可以在第二樓層上，並且稀釋機構在第一樓層或者在第二樓層上。這意味著從洗漿壓機釋放出的漿料被向下移動幾米(與工藝裝置的結構高度相對應)或更多至稀釋機構。在稀釋機構16』或16』 』中，受過洗漿或者增稠的纖維懸浮液的稠度被減小至8%?14%。然後，稀釋機構16』或16』』將漿料釋放至直立的立管18，其下端或者底部設置有出料開口
20。泵，優選但並非必須是離心泵22，直接或者藉助於入料導管布置成與出料開口 20流體連通，用於將經過稀釋的漿料即工藝液體進一步引導至後續工藝步驟，其可以包括漂白、篩濾、洗漿、紙幅形成或者存儲，這僅是舉出幾種選擇。
[0027]在洗漿和增稠裝置10之後的漿料或者纖維懸浮液的稀釋可以藉助於洗漿和增稠裝置10的釋放螺旋14來進行，具有稀釋液體引入機構D的單獨稀釋螺旋16』 (圖1)、具有稀釋液體引入機構D的單獨機械稀釋設備16』 』(圖2)或者稀釋機構可以是一個或多個稀釋液體導管或者噴嘴，其在實踐中被布置成緊鄰洗漿和增稠裝置10的釋放螺旋14之後，或者稀釋液體可以藉助於噴嘴16』 』 』被注射到稠纖維懸浮液所進入的立管的上端中(圖3)。因此，依據所有現有技術的教導，漿料都是在其進入立管或者給料滑槽18中的漿料柱上之前被稀釋。如以上協同與洗漿壓機有關的論述已經提到的，稀釋機構通常被布置在比從洗漿和增稠裝置釋放增稠的工藝液體的機構更低的高度。在實踐中，這意味著能夠成為立管的最大高度的是稀釋機構的釋放高度。因此，可以理解的是洗漿、增稠和過濾機構被布置在製造廠的第二或第三樓層上。
[0028]立管18 —般設置有用於測量立管中的稀釋漿料的表面液位的機構24。立管中的稀釋漿料的表面液位在使用時被維持在預定的上限和下限之間，即在所謂的控制範圍之內。用於測量眾料的表面液位的機構24包括具有上表面液位控制極限26和下表面液位控制極限28的表面液位指示系統。值得注意的是，存在若干可適用的現有技術表面液位測量機構24。除了普通量測系統之外，工藝液體即漿料的高度或者液位也可以通過間接方法來測量，比如通過過程層析成像(process tomography)或者Y射線方法。比如在W0-A1-09019150中已論述了採用層析成像的可適用表面液位測量布置。
[0029]作為以上討論過的問題的解決方案，以下建議數種方法。改善洗漿和增稠裝置相對於立管的定位的第一種且最簡單的方法是被洗漿和增稠裝置的釋放布置成直接向立管進行，即不要首先使工藝液體下降然後再將它引入立管中。另一種方法是將來自洗漿和增稠裝置的工藝液體的釋放布置成藉助於傾斜釋放機構來進行，比如使工藝液體向上至立管的上端的傾斜螺旋給料器。而第三種方法是調節立管中的工藝液體的稠度，以便立管中的液位控制範圍的高度能夠減小。以上論述的三種方法可以一起使用或者以兩種方法的任意組合使用，或者三種方法中的任一種可以單獨使用，用以實現本發明的至少一個目的。顯然的是，以上論述的方法中的每一種都使洗漿和增稠裝置與立管之間的所需高度差減小。
[0030]圖4示出了依據本發明的第一優選實施例的用於將工藝液體從洗漿和增稠裝置轉移至後續工藝階段的布置。這裡，洗漿壓機10被用作各種可能的洗漿、過濾和增稠裝置或者更一般地說工藝裝置的一種示例。如已經在圖1、2和3中示出的，洗漿壓機10的釋放螺旋14被布置在洗漿壓機的頂部處，即在洗漿和增稠裝置的安裝高度上方數米處，即在與洗漿和增稠裝置的結構高度相對應的高度處。圖4示意性地示出了:釋放螺旋14將處於20%~50%通常為25%~40%的稠度的增稠漿料供給至另一給料螺旋16，用於將增稠的工藝液體即漿料進一步釋放至被布置成洗漿壓機10的側面的立管18。該另一給料螺旋16可以是水平的，如圖4所示，由此使得洗漿和增稠裝置的結構高度得到充分利用。另一種選擇是將給料螺旋布置成傾斜的，以便它使來自洗漿和增稠裝置的工藝液體向上至立管的上端。還有可能的是，洗漿壓機10的釋放螺旋14(或其延伸部)自身將增稠的工藝液體供給至立管18，在該情況下，立管被定位在洗漿壓機10的軸向端部處。使本發明的本實施例以及本發明的以下實施例不同於現有技術的是:立管18相對於洗漿和增稠裝置10的定位。現在立管18和洗漿壓機的相互定位已徹底改變。洗漿壓機10已被降低至立管18的側方，即洗漿壓機10優選被布置成與立管18大致位於相同高度或者樓層，或者最多至立管18的底部高度上方大約5米的高度。照常，立管18的下端設置有出口 20和泵，其優選是並非必須是離心泵22，其布置成與出口 20流體連通，用於將經過稀釋的工藝液體/纖維懸浮液在工藝中進一步轉移。
[0031]立管或者給料滑槽18設置有用於測量立管18中的工藝液體即漿料的表面液位的機構24、和用於稀釋立管18中的漿料的機構30。由於本發明的一個目的是儘可能降低立管的表面液位控制範圍，所以在實踐中意味著表面液位控制範圍內的纖維懸浮液的稠度(或者更具體地說平均稠度)應該被維持成儘可能高。比如可以通過計算在立管中的表面液位控制範圍之內或者表面液位控制範圍的下限上方向工藝液體添加的稀釋液體的效果，來確定平均稠度。為了能夠進行計算，進入立管的工藝液體的體積流量Qp和稠度C應該是已知的。即，QP*C給出進入立管的乾物質的量(體積流量)。然後，每當向工藝液體添加一定量(體積流量Qdl)的稀釋液體，按下SC1=QJty(Q1^Qdl)計算工藝液體的稠度。只要稀釋液體被再次添加在立管中較低的某處，這將是工藝液體的稠度。接下來，測量兩個添加點之間的高度差h1;由此使得稠度為C1的工藝液體的體積V1也已知，即V1=A^h1，其中A是立管的截面流通面積。對於稀釋液體Qd2的第二次添加，重複相同的計算。第二添加點下方的工藝液體的稠度SC2=QP*C/(QP+Qdl+Qd2)。當到達稀釋液體的下一(第三)添加點或者表面液位控制範圍的下限時，可以測量第二高度h2，由此使得稠度為C2的工藝液體的體積V2已知，即V2=A*h2。只要在表面液位控制範圍的下限上方存在稀釋液體引入點或者液位，則繼續相應計算。如果到達了表面液位控制範圍的下液位，則下液位上方的平均稠度Ca可以按下式算出:Ca = (V1 * C1 + V2 * C2) / A * Qi1 + h2) = Qi1 * C1 + h2 * C2) / Qi1 + h2)。換言之，平均稠度為乘以恆定稠度區域的高度的各單個稠度之和除以從表面液位控制範圍的下液位向上至稀釋液體的第一(最上側)添加點算出的高度的值。以上說明只是給出了可以如何確定平均稠度的示例性概念。可以存在其它選擇。比如，有可能通過一些其它手段確定添加稀釋液體之後的稠度，即藉助於旋轉轉子或者通過過程層析成像，由此使得不必計算稠度值。
[0032 ]因此，為了確保表面液位控制範圍中的最高可能稠度或者表面液位的最佳可控性，稀釋機構應該定位在表面液位控制範圍的下限28下方。此外，鑑於進入立管的釋放時的稠度，稀釋機構應該被設計、定位且大小做成使得工藝液體儘可能均勻。在實踐中，這意味著稀釋液體應該被儘可能均勻地分配至立管的整個截面。這可以通過以下方式實現:在每次添加稀釋液體時將稀釋液體均勻地擴散至整個截面，或者將稀釋液體引入機構布置在立管的不同液位上，以便它們的組合效應足夠均勻。然而，在不需要最大可控性或者稠度的情況下，稀釋的至少一部分可以在表面液位控制範圍之內或者甚至在其上方進行。因此，本發明的一基本特徵是在表面液位控制範圍中或者在表面液位控制範圍的下限上方的漿料的平均稠度(所謂的第三稠度)應該為泵送稠度即漿料在立管18的底部中被最終稀釋至的稠度(所謂的第二稠度)的至少1.5?2.0倍。因此，在表面液位控制範圍處和/或下方存在向工藝液體供給稀釋液體的機構，由供給機構供給的稀釋液體具有體積流量，該體積流量足以將工藝液體的稠度減小至泵送稠度，即表面液位控制範圍中的第三稠度是釋放稠度的至少1.5?2倍。換言之，這裡問題是將工藝液體的稠度從一個稠度水平降低至另一較低的稠度水平，即比如從HC稠度(高於18%)降低至MC稠度(高於8%或者在6%?15%之間)。
[0033]作為洗漿和增稠裝置的簡要示例，可以論述洗漿壓機(wash-press)。洗漿壓機的普通釋放稠度即第一稠度通常高於25%，而在立管的底部處的所需泵送稠度即第二稠度高於8%?9%，達到14%?15%。因此，立管中的表面液位控制範圍中的平均稠度依據本發明大致為大約13%或更多。藉助於上述布置，有可能明顯地降低控制範圍的高度要求。比如，如果我們想要在控制範圍中存在某一絕對量的漿料(固體物質)，並且控制範圍在漿料處於9%稠度時已為1.5米，則控制範圍的所需高度在漿料處於13%稠度的情況下為1.04米，或者高度在漿料處於18%稠度的情況下為0.75米。換言之，通過使稠度加倍，控制範圍的所需高度可以被二等分。
[0034]這意味著稀釋機構30在使用時被大小做成且定位成使得:大致小份額的稀釋液體被引入表面液位控制範圍中的或其上方的纖維懸浮液中，或者對於上限和下限26、28之間的表面液位控制範圍的大部分來說，存在從在前的洗漿和增稠裝置(這裡為洗漿壓機)以增稠狀態即以所謂的第一稠度被接收的未稀釋即增稠的漿料。優選地，當稀釋機構被定位使得大部分稀釋液體引入在表面液位控制範圍的下限28下方進行時，達到以上目標。一種選擇是將稀釋機構在上下控制極限26和28之間的表面液位控制範圍中定位得儘可能低，優選完全低於下表面液位控制極限28，由此使得表面液位測量機構至少主要地跟隨未稀釋漿料的表面液位的變化。這自然地意味著在實踐中整個稀釋機構30優選但並非必須布置在下表面液位極限28下方。
[0035]本發明的本實施例的稀釋機構30的構造具有少數選擇。比如，稀釋機構30可以是布置在立管18的周緣上的一組噴嘴，或者可以多於一組噴嘴，即兩組或更多組噴嘴，一組在另一組上方，或者稀釋機構30可以是布置成延伸橫穿立管18的一組注射管。為了確保均勻的稀釋並由此確保纖維懸浮液的可靠且無故障的泵送，從噴嘴或者管進行的注射應該進行成使得所注射的稀釋液體噴流穿透深入到立管中的纖維懸浮液中，並基本上覆蓋立管的整個截面。如果使用了布置成橫穿立管的注射管，則管和它們的注射噴嘴應該被定位成使得注射噴流也基本上覆蓋立管的整個截面。如果漿料需要被加熱，則待被供給到稠纖維懸浮液中的稀釋液體可以處於升高的溫度。稀釋液體可以是水、濾液或者任何可適用的液體，其可能包含至少一種添加劑或者化學製品，例如用於同時調控工藝液體的PH值。
[0036]以上論述的表面液位測量機構的上限和下限不必是單個的物理限位開關(limitswitches),而它們可以是表面液位測量/控制系統中的設定點。在實踐中，這意味著本系統所採用的表面液位測量的實際範圍可以寬於上限和下限之間的範圍即表面液位控制範圍。然而，如果稀釋液體的進入即工藝液體的稀釋被布置在下液位極限下方，則表面液位控制變得更容易。
[0037]圖4所示的布置進行操作使得漿料首先沿一個或多個導管12被引入洗漿和增稠裝置10中。漿料在洗漿和增稠裝置中得到處理。藉助於洗漿和增稠裝置10的釋放螺旋14，可能還在另一螺旋給料器16的幫組下，從洗漿和增稠裝置10以例如大約為20%或更多的第一稠度將得到增稠的漿料引入立管18中。這裡，應該明白的是，其它螺旋給料器不但可以是水平的，而且也可以使用傾斜的螺旋給料器。因此，通過將螺旋給料器布置成向上傾斜，螺旋給料器向上朝立管移動漿料，由此使得洗漿和增稠裝置能夠再次被置於較低高度。優選地，在立管18的上部中，即分別在立管18的頂部中和上下限26、28之間的液位控制範圍的上部中，甚至更優選地在下限28上方，將漿料的稠度維持成基本不變。
[0038]因此，增稠的漿料優選在控制範圍的下部並且更優選完全在下控制極限28下方受到稀釋液體的注射，即一般地，水或者一些其它稀釋液體被引入漿料中，使得立管的下部中的漿料得到稀釋。由此，漿料的稠度一般被減小至第二稠度，至高於8%的水平，優選在8%?15%之間，即至可泵送MC漿料的範圍。由於位於立管的上部中即處於立管的頂部處和位於液位控制範圍的上部中優選完全在液位控制範圍的下限28上方的工藝液體的稠度被維持得顯著地高，所以與通過跟隨稀釋漿料的液位變化進行控制的現有技術相比，有可能明顯地縮短控制範圍(減小控制範圍的高度)。比如，當本發明中的漿料稀釋完全在下控制極限下方進行時，如果增稠漿料的稠度即第一稠度為21%且稀釋漿料的稠度即第二稠度為7%，則現有技術比起本發明的布置需要三倍長/高的控制範圍或者高度。按照這種方式，與現有技術的立管相比，立管或者至少其表面液位控制範圍能夠被做得明顯更低。或者，如果立管的尺寸被維持，則用於控制立管的操作或者泵送的駐留時間增至三倍。此外，雖然只有立管的下部包含稀釋漿料，但是立管可以作為用於已稀釋漿料的緩衝存儲器被操作。沒有用於稀釋液體的旋轉混合機構的本發明的本實施例的一明顯特徵是:進一步使稀釋液體均勻化並與漿料混合的是離心泵。泵22將漿料釋放至後續工藝。
[0039]圖5示出了依據本發明的第二優選實施例的用於將工藝液體從洗漿和增稠裝置轉移至後續工藝階段的布置。本實施例與圖4的實施例相對應，例外的是稀釋漿料的方法不同。本實施例實際上示出了兩個同樣可分別適用的裝置。首先，泵22在其入口處設置有漿料流體化機構38，其優選在立管18的出料開口 20中延伸，並且還可能進入立管18內。這種流體化裝置可以與任何稀釋機構組合使用，即不僅與本第二實施例的稀釋機構組合使用。在圖5的布置中，與在先實施例中一樣，稀釋液體被引入操作時的立管18中的漿料的表面下方的漿料中。藉助於管42使稀釋液體進入立管18的下部中，即進入上下控制極限26、28之間的液位控制範圍的下部中，優選完全在表面液位控制範圍的下方。在本實施例中，該管形成垂直混合器40的軸42，所述垂直混合器具有用於將稀釋液體引導至立管18的下部的軸嚮導管。管或者軸42自身可以設置有:處於其下端處用於向漿料中注射稀釋液體的一個或多個噴嘴或者供給開口 ；和用於向立管的整個截面使稀釋液體擴散並與漿料混合的一個或多個葉片44或者葉板。若需要，葉片或者葉板44可以被布置成朝立管18的釋放出料開口 20供給纖維懸浮液。用於稀釋液體的一個或多個噴嘴或者供給開口的至少一部分也可以布置在一個或多個葉片/葉板44中。管或者軸42可以從上方或者通過立管18的底部向立管18中延伸。管或者軸42可以沿其全長具有稀釋液體供給開口或者噴嘴，但是供給用於主稀釋的稀釋液體的噴嘴或者開口位於表面液位控制範圍的下限28下方。
[0040]延伸通過立管18的上部中的增稠漿料的軸42可以沿其長度設置有一個或多個附加葉片46，其主要在測量立管18中的漿料的表面液位時被採用。在實踐中，這是藉助於監測使軸42旋轉所需的功率來進行的。此外，葉片46可以被布置成朝立管18的釋放出料開口 20供給纖維懸浮液。
[0041]增稠漿料向立管18中的進入被示意性地示出為藉助於延伸到立管18中的螺旋給料器16來進行。向立管18中的實際進入可以由立管18的頂蓋中或者側壁中的開口來布置。螺旋給料器不但可以是水平的，而且可以是傾斜的，且可能向上傾斜。
[0042]鑑於以上內容，還應該明白的是，圖4和圖5的教導可以按若干適當的方式組合。首先，還有可能作為穿過立管的壁沿周緣布置的噴嘴的替代方案或者附加方案，通過從上方、穿過側壁或者穿過立管的底部向立管的下部中延伸的一個或多個稀釋液體管，向立管中引入稀釋液體。該管的位於立管的下部即所謂的稀釋區域中的部分設置有用於向漿料中注射稀釋液體的一個或多個噴嘴或者供給開口。其次，以上論述的稀釋機構可以設置有單獨的混合機構，該混合機構從上方、從下方或者穿過立管的側壁延伸到稀釋區域中。第三，圖4的實施例可以設置有以上論述的單獨的混合機構。
[0043]圖6示出了依據本發明的第三優選實施例的用於將工藝液體從洗漿和增稠裝置轉移至後續工藝階段的布置。本實施例與圖4和5實施例密切地對應，例外的是稀釋液體引入和混合機構。在圖6的實施例中，稀釋液體再次被引入處於操作時的立管12中的漿料的表面下方更優選地位於下控制極限28下方的漿料中。在本實施例中，立管18優選靠近其底部設置有大致水平的旋轉混合器50，該旋轉混合器也作為用於引入稀釋液體的機構操作。為了這種目的，混合器50設置有具有用於稀釋液體的軸嚮導管的中空軸52、和用於混合稀釋液體與漿料的一個或多個葉板54。稀釋液體向漿料中的實際引入是經由設置於混合器軸52中、一個或多個混合器葉板54中或者兩者中的一個或多個注射噴嘴或者供給開口來布置的。自然地，還有可能通過一些其它機構，如延伸穿過立管壁的注射器(圖4)、或者延伸到立管的下部中的管(圖5)，單獨地或者與旋轉混合器50中的開口 /噴嘴一起使稀釋液體進入立管中。若需要，混合器50可以被設計成使得它還作為朝立管18的出口 20傳送漿料的輸送器或者給料器而發揮作用。鑑於以上內容，還應該明白的是，混合器50並非必須是水平的，傾斜的混合器也行。此外，泵22可以設置有協同圖4論述的流體化裝置。並且最後，旋轉混合器50也可以被用於使漿料流體化。
[0044]圖7和8示出了現有技術的漂白階段(圖7)與採用本發明的布置的漂白階段(圖8)之間的對比。未以任何更詳細的方式指定的漂白階段可以被考慮為始於藉助於泵60從在先工藝階段朝漂白塔64泵送漿料。化學製品C與漿料藉助於混合器62得到混合。漿料然後被引導至漂白塔64，並從漂白塔64至存儲塔或者洩料罐(blow tank)66，所述存儲塔或者洩料罐可以作為用於給予化學製品C足夠時間以與纖維懸浮液反應的容器發揮作用。如果在洩料罐中不需要布置任何保留時間，而它被用作從漂白塔64的頂層朝下向建築物的底層或者地面層BF延伸的較長立管，則漂白塔之後的洩料罐66可以具有相當小的直徑(相反於圖7所示的)。從存儲塔/洩料罐66，漿料被釋放至泵68，所述泵68將漿料向上轉移至位於建築物的第一樓層IF上或者第二樓層2F上的洗漿和增稠裝置10。然後，現有技術的布置以協同圖1、2和3論述的方式發揮功能。
[0045]在圖8所公開的本發明的布置中，工藝流程基本上類似於圖7所示的工藝流程，例外的是漿料從存儲塔/洩料罐66向洗漿和增稠裝置10的轉移以及洗漿和增稠裝置10相對於立管18的定位。本發明的布置使得有可能在不用泵送的情況下從存儲塔/洩料罐66直接向洗漿和增稠裝置10轉移漿料，即通過採用存儲塔/洩料罐66中的漿料的壓頭(head)。換言之，儘管在存儲塔/洩料罐66的釋放中、在存儲塔66與洗漿和增稠裝置10之間的管道中以及在洗漿和增稠裝置10的供給中存在流動或者壓力損失，存儲塔66中的漿料的壓頭也足以將漿料引入洗漿和增稠裝置10中。如可以看出的，洗漿和增稠裝置10如此接近洩料罐的底端即地面層BF，使得它能夠藉助於支承結構70被支承於地面層BF上，由此使得不需要像現有技術的圖7所示那樣的位於漂白工廠中的第一和第二樓層。另一可選方案是將存儲塔/洩料罐布置成使其底部大致處於洗漿和增稠裝置的高度或者水平處，或者處於洗漿和增稠裝置的入口的高度或者水平處。因此，顯然的是，在這種情況下，工藝液體不像圖8所示那樣被下降至底層BF，而是從存儲塔/洩料罐直接釋放至洗漿和增稠裝置。在該選擇中，若需要，存儲塔/洩料罐也可以具有減小的直徑，由此使得它可以被稱為立管。
[0046]作為一實際的示例，可以論述一種立管，漿料以25%的稠度從洗漿壓機被釋放到該立管中。用於釋放該立管的泵需要至少5米的入料壓頭和9%的稠度。在現有技術的布置中，立管具有7米的高度，即5米用於入料壓頭，1.5米用於液位控制範圍，0.5米用於漿料向立管中的引入。布置在立管上方與洗漿和增稠裝置處於相同樓層的稀釋機構需要I?2米的附加高度。由此，稀釋機構和洗漿和增稠裝置所在的樓層位於地面層上方大約8?10米。通過使用本發明的原理，泵的入料壓頭是相同的即5米，但是可以通過在液位控制範圍中使用較高(大約18%)的稠度，將控制範圍的高度減小至0.75米。因此，漿料可以在
5.75米的高度處被引入立管中。現在，如果洗漿壓機的釋放螺旋比洗漿壓機的安裝高度高
2.5米，則洗漿壓機的安裝高度比立管的底層高大約3.25米。並且，如果漿料向立管中的引入是藉助於傾斜的螺旋給料器來完成的，則容易使洗漿壓機再降低，比如至大約2?2.5米的高度。因此，通過利用本發明的原理，工廠的布局能夠被明顯地改變，因為洗漿和增稠裝置不需要任何附加的樓層，而是可以被支承在具有數米高度的支腿上。這種構造比如允許濾液罐定位在洗漿和增稠裝置的緊下方處於地面層上。
[0047]本發明也可以被用於只是作為示例在以上論述了的製漿和造紙工業之外的各種各樣的應用。其它應用包括但不限於生物質處理和生物燃料生產。在這類工藝中，原料需要被預處理或者水解，從而需要過濾和/或增稠操作以及後續的泵送操作。這種原料可以是例如草、禾杆、蔗渣、木材、樹皮、玉米杆等。
[0048]顯然的是，本發明並不局限於以上提及的示例，而是可以在本獨創性概念的範圍之內在許多其它不同的實施例中實施。還顯然的是，只要可行，以上描述的每個實施例中的特徵可以與其它實施例協同使用。還應該明白的是，確定平均稠度的概念以及稀釋液體向立管上方的立管的整個截面的足夠均勻的混合可以協同本發明的所有實施例得到應用，而不管可能只是協同一個實施例論述了它們這一事實。
【權利要求】
1.一種從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移工藝液體的方法，所述方法包括以下步驟: ?從洗漿和增稠裝置(10)釋放處於第一稠度的工藝液體， ?將所述工藝液體引導至立管(18)， ?將所述工藝液體稀釋至第二稠度即MC稠度， ?為所述立管(18)提供用於測量所述立管(18)中的工藝液體的表面液位的機構(24)，所述測量機構(24)具有帶有上表面液位控制極限(26)和下表面液位控制極限(28)的表面液位控制範圍，用於在使用時將所述工藝液體的表面液位維持在所述上表面液位控制極限與所述下表面液位控制極限之間， ?藉助於布置成與設置於所述立管(18)中的釋放出料開口(20)流體連通的泵(22)從所述立管(18)釋放處於第二稠度的工藝液體， 其特徵在於以下進一步的步驟: ?為處於所述立管(18)中的表面液位控制範圍中的工藝液體提供平均稠度即第三稠度，所述第三稠度是所述 第二稠度的至少1.5倍。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第三稠度是所述第二稠度的至少2倍。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在所述立管(18)中在所述表面液位控制範圍的下表面液位控制極限(28)下方進行所述工藝液體向所述第二稠度的稀釋。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，藉助於具有一個或多個葉片或者葉板(44、54)的旋轉裝置(40、50)和朝所述釋放出料開口(20)供給所述工藝液體的旋轉裝置(40、50)中的一個進行稀釋。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，藉助於使用具有位於所述表面液位控制範圍之內的一個或多個葉片(46)的旋轉裝置(42)、Y射線和過程層析成像中的一個，來測量所述立管(18)中的工藝液體的表面液位。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述第一稠度大約為20%~50%，並且所述第二稠度高於8%，優選在6%~15%之間。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於以下兩者中的至少一個:藉助於所述稀釋液體加熱所述工藝液體以及藉助於所述稀釋液體向所述工藝液體添加化學製品。
8.一種用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝階段轉移工藝液體的布置，所述布置包括:所述洗漿和增稠裝置(10)，從所述洗漿和增稠裝置(10)以第一稠度釋放所述工藝液體；用於稀釋所述工藝液體的機構；所述工藝液體被釋放至的立管(18);用於測量所述立管(18)中的所述工藝液體的表面液位的機構(24);用於從所述立管(18)釋放經過稀釋的工藝液體的釋放出料開口(20);布置成與所述釋放出料開口(20)流體連通用於進一步轉移處於第二稠度的工藝液體的泵(22)，所述測量機構設置有表面液位控制範圍，所述表面液位控制範圍具有上表面液位控制極限(26)和下表面液位控制極限(28)，其特徵在於，稀釋機構包括用於向與所述工藝液體連通的立管(18)的截面擴散和供給稀釋液體的機構(30、44、54)，並且所述稀釋機構(30、44、54)被定位且大小做成使得所述表面液位控制範圍中的工藝液體的平均稠度即第三稠度是所述第二稠度的至少1.5倍。
9.如權利要求8所述的布置，其特徵在於，所述稀釋機構是用於向所述工藝液體引入稀釋液體的一個或多個噴嘴或者開口。
10.如權利要求9所述的布置，其特徵在於，所述一個或多個噴嘴(30)或者開口被布置成以下中的一個:所述立管(18)的周緣和延伸到所述立管(18)中的管(42、52)的端部。
11.如權利要求10所述的布置，其特徵在於，所述管(42、52)是混合機構(40、50)的旋轉中空軸。
12.如權利要求11所述的布置，其特徵在於，所述旋轉中空軸(42、52)設置有用於引入所述稀釋液體和/或使所述稀釋液體與所述工藝液體混合的葉片或者葉板(44、54)。
13.如權利要求11或12所述的布置，其特徵在於，所述旋轉中空軸(42)從上方延伸到所述立管(18)中並設置有定位在所述表面液位控制範圍之內的葉片(46)，所述葉片(46)被用於測量所述立管(18)中的表面液位。
14.如前述權利要求8~13中任一項所述的布置，其特徵在於，所述泵(22)設置有在所述立管(18)的釋放出料開口(20)中延伸的工藝液體流體化機構(38)。
15.如前述權利要求8~13中任一項所述的布置，其特徵在於，所述洗漿和增稠裝置(10)為單輥洗漿壓機、雙輥洗漿壓機、鼓式過濾器、DrumDisplacer?洗漿機、和螺旋壓機中的一種。
16.—種工業設施,具有用於處理工藝液體的至少一個塔(64、66)和用於對所述工藝液體進行洗漿和增稠的洗漿和增稠裝置(10)，其特徵在於，所述洗漿和增稠裝置(10)被支承在與所述塔(64、66)相 同的樓層BF上。
17.如權利要求16所述的工業設施，其特徵在於，所述工業設施是以下之一:化學製漿廠、回收纖維廠、機械纖維廠、生物質處理設施和生物燃料生產設施。
18.如權利要求16或17所述的工業設施，其特徵在於，立管(18)在其底部處設置有與所述塔(64、66)和所述洗漿和增稠裝置(10)布置在相同樓層BF上的釋放泵(22)，用於從所述洗漿和增稠裝置(10)接收所述工藝液體，並用於在所述設施中進一步轉移所述工藝液體。
19.一種簡化工業設施的布局的方法，所述工業設施用於在至少兩個相繼的工藝步驟中處理工藝液體，所述工業設施具有帶有結構高度並在其中進行洗漿和增稠的洗漿和增稠裝置和用於從洗漿和增稠裝置向後續工藝步驟轉移工藝液體的立管，所述方法包括執行以下中的至少一個的步驟: ?將所述洗漿和增稠裝置的結構高度納入利用， ?藉助於向上傾斜的供給機構來布置所述工藝液體從所述洗漿和增稠裝置向所述立管的引入，和 ?減小在所述立管中所需的表面液位控制範圍的高度， 以便使所述洗漿和增稠裝置在所述工業設施中處於較低高度。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，通過將來自所述洗漿和增稠裝置的釋放布置成直接進入所述立管中，來將所述洗漿和增稠裝置的結構高度納入充分利用。
21.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，通過將所述表面液位控制範圍中的工藝液體的平均稠度布置成待釋放的工藝液體的稠度的至少1.5倍，來減小在所述立管中所需的表面液位控制範圍的高度。
【文檔編號】D21C9/00GK103911895SQ201410002024
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2013年1月4日
【發明者】R.維薩拉, V.維克曼 申請人:蘇舍泵有限公司