專利名稱：用于紙、紙板、纖維板及類似產(chǎn)品的制方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于通過蒸煮植物和木材纖維使之成為用作紙、紙板、纖維板和其他含纖維產(chǎn)品原料漿的化學(xué)機(jī)械法連續(xù)生產(chǎn)紙漿的方法。本發(fā)明也很適于纖維素纖維的脫墨和洗滌、廢紙的脫木素以及任意地可用于廢紙的漂白。
幾十年來紙漿一直是由熟知的亞硫酸鹽或硫酸鹽法生產(chǎn)。這兩種方法在今天要求大規(guī)模的工廠才能經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行生產(chǎn)，并且為了利用這些方法生產(chǎn)紙漿而建造新的制漿廠是非常昂貴的。盡管如此，近年來在世界發(fā)達(dá)國家中還是新建了一些大規(guī)模的制漿廠，開工以后這些工廠經(jīng)受了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)虧損。
由本申請(qǐng)人于1988年2月12日提出的88，100，825號(hào)中國專利申請(qǐng)中，一種用于蒸煮植物和木材纖維和/或用于廢紙的脫木素和任意地包括預(yù)脫墨，可能還包括后漂白，以得到適于作為含植物和/或木材纖維的紙、紙板、纖維板和紙制品原料的紙漿的方法已被公開并要求取得專利權(quán)。纖維原料被加入到蒸煮區(qū)并在其內(nèi)在高溫高壓下，以淤漿的形式通過使用堿性蒸煮化學(xué)藥品和氧以及任意地少量其他添加劑例如蒽醌進(jìn)行蒸煮。此種蒸煮法以黑液形式除去的化學(xué)藥品需進(jìn)行沉積或進(jìn)行化學(xué)品的回收。根據(jù)上面提到的國際申請(qǐng)的方法，其特征在于在蒸煮期和隨意的漂白期間，紙漿和化學(xué)藥品是以可泵送的淤漿形式通過使用漿泵經(jīng)過一密閉的、連續(xù)的壓力管路系統(tǒng)而被輸送的，該泵同時(shí)被用來混合淤漿和化學(xué)藥品的聚集體。當(dāng)經(jīng)過管路系統(tǒng)輸送紙漿時(shí)，紙漿從其中壓出液體而反復(fù)地被脫水，并在該法的每個(gè)脫水步驟之前，用來自下游脫水步驟中的和/或來自下游泵送步驟中的壓出液體稀釋紙漿。當(dāng)紙漿經(jīng)過管路系統(tǒng)被輸送時(shí)，在各泵送步驟中它受到逐步增加的壓力，并且在最后的脫水步驟之前，它被用在壓力下供入的清水和/或漂白液所稀釋，并隨意地加以冷卻。在加壓蒸煮或脫木素體系的最后一次的脫水步驟之后，在壓力系統(tǒng)的延續(xù)部分或者在從加壓系統(tǒng)的冷或熱放漿后而處于無壓力狀態(tài)下，紙漿被洗滌并隨意地加以漂白。
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)適于作為紙、紙漿、纖維板和其他含植物和/或木材纖維產(chǎn)品的原料的紙漿的方法。本發(fā)明方法是在一密閉的壓力管路系統(tǒng)內(nèi)逐級(jí)增加壓力而進(jìn)行的，它包括若干次連續(xù)的加壓步驟，同時(shí)使用若干個(gè)供不同加壓步驟的紙漿懸浮液用的循環(huán)回路，其目的是為了改善濃紙漿從一個(gè)加壓步驟到后一個(gè)(較高的)加壓步驟的轉(zhuǎn)移。與在所說的第88，100，825號(hào)中國專利申請(qǐng)中公開的濃紙漿相比，它能確保改進(jìn)通過處理裝置的紙漿的流動(dòng)性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是加強(qiáng)纖維懸浮液的湍動(dòng)，由此促進(jìn)纖維和處理液之間的反應(yīng)速度，即與所說的中國專利申請(qǐng)相比，獲得增加的“洗滌機(jī)械效果”。
因此，本發(fā)明涉及一種蒸煮和隨意地漂白植物和木材纖維和/或進(jìn)行廢紙的脫木素和隨意地脫墨，而得到適于作為紙、紙板、纖維板和其他含植物和/或木材纖維產(chǎn)品的原料的紙漿的方法。其中纖維原料被加到蒸煮區(qū)并在其內(nèi)的高溫高壓下，以淤漿的形式，通過使用堿性蒸煮化學(xué)藥品和氧以及任意地少量其他添加劑例如蒽醌進(jìn)行蒸煮，其中從蒸煮過程中以黑液形式除去的化學(xué)藥物，需進(jìn)行沉積或從其中進(jìn)行化學(xué)藥品的回收。該方法的特征在于在蒸煮和任意的漂白期間，可泵送淤漿形式的纖維原料通過使用漿料泵而被引入到一密閉和連續(xù)的壓力管路系統(tǒng)中，漿料泵同時(shí)也被用來混合淤漿和化學(xué)藥品的聚集體，當(dāng)含纖維的淤漿通過管路系統(tǒng)時(shí)，通過從其中壓出液體而被反復(fù)地脫水，除了在本法中最后一次脫水外，在每次脫水之前，含纖維的淤漿被來自下游的脫水步驟中和/或下游泵送步驟中反回的壓出液所稀釋，當(dāng)含纖維的淤漿經(jīng)過管路系統(tǒng)時(shí)，在三個(gè)或更多個(gè)的泵送步驟中它受到逐步增加的壓力，并且在最后一次的脫水步驟之前，用在壓力下供入的清水和/或漂白液所稀釋，并隨意地加以冷卻，在壓力管路系統(tǒng)的最后一次脫水步驟之后，得到的紙漿在壓力管路系統(tǒng)的延續(xù)部分或者在從壓力管路系統(tǒng)的冷或熱放漿后而處于無壓力狀態(tài)下被洗滌并隨意地加以漂白。其中在第一和最后的加壓步驟中間的每一加壓步驟中，至少保持兩個(gè)循環(huán)回路，并且通過同一循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，由此使其中的一個(gè)循環(huán)回路進(jìn)行主要是含纖維淤漿的循環(huán)，而在另一個(gè)循環(huán)回路中主要是處理液進(jìn)行循環(huán)。處理液從在下游的脫水-濃縮裝置的含纖維淤漿中除掉，并由該處再循環(huán)到所說循環(huán)泵的吸入側(cè);在所說的吸入側(cè)處理液與在所說的一循環(huán)回路中循環(huán)的含纖維淤漿混合。
本發(fā)明也與為實(shí)施本發(fā)明方法而在壓力管路系統(tǒng)中使用的低濃度含纖維淤漿的連續(xù)脫水、脫氣和濃縮的裝置有關(guān)，該裝置包括一設(shè)計(jì)用作水力旋風(fēng)器的多孔脫水管，并在其周圍裝有封閉的夾套;用于含低濃纖維淤漿導(dǎo)入到多孔脫水管一端的裝置;一個(gè)以同心軸排列在多孔脫水管中的小脫水排氣管，它與多孔脫水管一起能獲得組合效果在含纖維淤漿通過多孔脫水管的篩孔時(shí)，脫水排氣管和多孔脫水管對(duì)含纖維淤漿同時(shí)進(jìn)行脫水，使在多孔脫水管中的含纖維淤漿通過以同心軸排列的小脫水排氣管的篩孔進(jìn)行氣液分離，并從小脫水排氣管中抽出氣體，以及通過導(dǎo)入到脫水裝置中所說的含纖維淤漿對(duì)它們的沖洗而清潔小脫水排氣管的多孔外表面和多孔外脫水管的內(nèi)表面的篩孔。外脫水管進(jìn)口的另一端就是含濃縮纖維淤漿的出口。
根據(jù)為實(shí)施本發(fā)明而在壓力管路系統(tǒng)中使用的含低濃纖維淤漿的連續(xù)脫水、脫氣和濃縮裝置的另一個(gè)具體例，它包括一設(shè)計(jì)用作水力旋風(fēng)器的外管;用于含低濃纖維淤漿導(dǎo)入到此外管一端的裝置;一個(gè)以同心軸排列在外管中的小脫水排氣管，此脫水排氣管在將含纖維游漿引入外管時(shí)能產(chǎn)生同時(shí)脫水和脫氣的組合效果，并通過較小的以同心軸排列的脫水排氣管上的篩孔抽出氣體和處理液，以及通過連續(xù)地導(dǎo)入到外管中所說的含纖維淤漿沖洗小脫水排氣管的多孔外表面而使其清潔。外管進(jìn)口的另一端就是含濃纖維淤漿的出口。
在附圖中

圖1為實(shí)施本發(fā)明方法的機(jī)械組合系統(tǒng)的一個(gè)例子，它由一閉合的壓力管路系統(tǒng)組成，管路系統(tǒng)內(nèi)部又被分成若干部分相同的加壓步驟，其壓力從圖左向右增加。
圖2顯示實(shí)施本發(fā)明方法用的脫水裝置。
圖3顯示實(shí)施本發(fā)明方法用的另一個(gè)具體的脫水裝置。
圖4顯示一個(gè)被包括在實(shí)施本發(fā)明方法的系統(tǒng)中的內(nèi)部纖維選料裝置。
圖5為本發(fā)明加壓脫水裝置中使用的三種管篩孔圖。
圖6顯示一根據(jù)本發(fā)明的具體的管狀加壓脫水裝置，它被用于實(shí)施本發(fā)明的方法。
圖7為本發(fā)明的另一個(gè)具體的管狀加壓脫水裝置。
圖8為實(shí)施本發(fā)明方法用的另一個(gè)閉合的壓力管路系統(tǒng)，其中，根據(jù)本發(fā)明的脫水裝置，已交付實(shí)際使用。
圖1顯示一個(gè)用于實(shí)施本發(fā)明方法的機(jī)械給合系統(tǒng)，其形式為一閉合的壓力管路系統(tǒng)1，其內(nèi)又分成若干部分相同的加壓步驟，在圖中它們分別以數(shù)字2、3、4、5和6表示，從2至6壓力逐步增加。
為了由碎漿機(jī)7向閉合的壓力管路系統(tǒng)供入纖維原料，將來自碎漿機(jī)的纖維原料經(jīng)過泵8、纖維懸浮液除砂器9和止回閥10送至壓力管路系統(tǒng)。泵8為普通結(jié)構(gòu)的漿料泵，并將來自碎漿機(jī)7的受壓纖維懸浮液的壓力調(diào)整到加壓步驟2的值。
在加壓步驟2與3之間的過渡區(qū)裝有脫水裝置11(詳見圖2)，它接收經(jīng)過管52來自止回閥10的纖維懸浮液。脫水裝置11包括管狀進(jìn)口12延伸成為管狀多孔脫水件13，脫水件13帶有一個(gè)將其包圍的外室14，外室14借嚴(yán)密的間壁15而與沖洗室16相隔離，沖洗室16裝有纖維懸浮液的出口17。進(jìn)入到脫水件13的纖維懸浮液是經(jīng)由管18(沖洗管)而被泵入的。脫水裝置裝有處理液出口19，而處理液是穿過脫水件13的篩孔被壓出的，沖洗管18的直徑小于脫水件或管17。
此外，如圖1所示，除了加壓步驟2和6外，每一獨(dú)立的加壓步驟都是由容器20、泵21、溢流或減壓閥(PIC閥，即壓力指示控制閥)22和23、止回閥24組成。在泵21的吸入側(cè)供從供料裝置26經(jīng)止回閥25提供的蒸煮或脫木素的熱(蒸汽)和化學(xué)藥品。
最后的加壓步驟6的特點(diǎn)是經(jīng)受脫水裝置從壓力系統(tǒng)中排出紙漿料塞形式的濃紙漿。脫水裝置的結(jié)構(gòu)從圖3可以看出，它由位于小室29中的錐形脫水管28組成。當(dāng)兩閥門30和31關(guān)閉時(shí)，由外部驅(qū)動(dòng)件33操作的液壓活塞32將向圖3的右邊移動(dòng)，壓迫處理液通過連接管34進(jìn)入到室29中，然后穿過錐形管28上的篩孔，并使在脫水管28中形成的錐形紙漿料塞部分壓出，料塞經(jīng)過管35和卸料件36而被排出，卸料件由可控壓力裝置37例如氣壓波紋管進(jìn)行壓力調(diào)整。
位于紙漿系統(tǒng)和液壓活塞32之間的連接管38有助于從系統(tǒng)中壓出紙漿料塞，管28可以具有與圖5中所示的用于脫水裝置11相同形式的篩孔。
清水經(jīng)止回閥39(見圖1)被壓到處理系統(tǒng)中，其量由調(diào)節(jié)器R240控制。
在實(shí)施本發(fā)明的壓力管路系統(tǒng)中，如圖1所示，設(shè)有接合件41。如果希望的話，接合件41可以包括一個(gè)簡單的內(nèi)部纖維篩選裝置。隨意的纖維篩選裝置41的操作方式示于圖4。纖維篩選裝置41包括一根被小室43包圍的多孔管42，室43與液壓缸44相通，液壓缸44隨控制壓力的驅(qū)動(dòng)器45的運(yùn)動(dòng)而動(dòng)作，并且當(dāng)用泵21將紙漿懸浮液泵入到管42時(shí)，引起紙漿懸浮液經(jīng)過管42的篩孔作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。含粗纖維部分的懸浮液將被管42上的篩孔留住并返回到有關(guān)加壓步驟的主循環(huán)回路，而含細(xì)纖維部分的懸浮液將從室43經(jīng)過支管52通過下一個(gè)脫水裝置11′(見圖1)。在脫水裝置11′中懸浮液被壓出并返回供在加壓步驟3中循環(huán)，它由止回閥24經(jīng)過止回閥24和連接55之間的連接管54到泵21的吸入側(cè)進(jìn)行循環(huán)，連接管55是從罐20通向泵21的。因此，借助于同一循環(huán)泵21在加壓步驟3中維持兩個(gè)循環(huán)回路，即為來自脫水裝置11的纖維懸浮液的循環(huán)回路，來自脫水裝置11的纖維懸浮液經(jīng)過容器20、再經(jīng)過位于容器20和泵21之間的管55，然后進(jìn)入到泵21并由泵21到接合件或纖維篩選裝置41，從那里經(jīng)過減壓閥或溢流閥(PIC閥)22而返回到脫水裝置的脫水件13(見圖2)中;加壓步驟3的第二個(gè)循環(huán)回路為紙漿懸浮液由接合件或纖維篩選裝置41分流，然后經(jīng)過管52進(jìn)入到脫水裝置11′的脫水件13中，穿過多孔件13的篩孔(見圖2)被壓出的懸浮液返回到止回閥24，并從止回閥24經(jīng)過連接管54進(jìn)入到位于容器20和泵21吸入側(cè)之間的連接管55，由此使懸浮液從脫水裝置11′返回并在管55中與來自容器20的紙漿懸浮液相混合。根據(jù)附圖1，在加壓步驟4和5中各維持兩個(gè)循環(huán)回路。因此，在加壓步驟3、4和5中的每個(gè)加壓步驟中，僅借助在其中的一個(gè)循環(huán)泵21而維持兩個(gè)循環(huán)回路。
圖5分別顯示出用于脫水裝置11、11′和11″的脫水件13(見圖2)的三種不同的管篩孔46、47和48。
一層或多層的多孔材料被附著在管狀脫水件13的內(nèi)壁上(見圖2)，多孔材料最好為薄的多孔金屬片或箔，或者是不同細(xì)度并由塑料或金屬絲制成的紡織布。在圖5中顯示出在其管壁上帶有具體的篩孔48的管狀脫水件13。編織網(wǎng)49為一種能耐管狀脫水件內(nèi)過壓的線制成的較粗的網(wǎng)，而網(wǎng)50是由細(xì)得多的線制成的并且與網(wǎng)49相比具有更密實(shí)的纖維結(jié)構(gòu)，網(wǎng)50主要的過濾能力是將來自紙漿懸浮液的纖維留著在過濾網(wǎng)上。兩張網(wǎng)49和50一起被附著在管狀脫水件13的內(nèi)壁上，而粗網(wǎng)49離管狀脫水件13的內(nèi)壁最近。
圖6顯示出另一個(gè)用于實(shí)施本發(fā)明方法的具體的管狀加壓脫水裝置，它能取代或與脫水裝置11一起使用。在用于實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)，與使用脫水裝置11相比，優(yōu)選使用圖6所示的加壓脫水裝置。圖6的脫水裝置主要被設(shè)計(jì)用作水力旋風(fēng)器，但它還包括一些附加另件以確保導(dǎo)入到脫水裝置中的纖維懸浮液的同時(shí)脫水和分離氣體的組合效果，在圖6的脫水裝置中，通過導(dǎo)入到脫水裝置中的紙漿懸浮液連續(xù)地沖洗多孔網(wǎng)面，而同時(shí)進(jìn)行了多孔網(wǎng)面的清洗。
泵送壓力和旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)一起作用使導(dǎo)入到其中的紙漿懸浮液處于旋轉(zhuǎn)和/或湍動(dòng)狀態(tài)。脫水不僅發(fā)生在穿過脫水管64(旋風(fēng)分離管)的多孔件66的徑向向外方向，同時(shí)也發(fā)生在穿過直徑小于管64并以軸向排列在旋風(fēng)分離管64中的管67的多孔件68的徑向向內(nèi)方向上。氣體也從懸浮液中分離，并穿過管67的多孔件68逸出，而管件66和68上的篩孔通過新鮮懸浮液對(duì)管件66的內(nèi)表面和管件68的外表面的連續(xù)沖洗而保持清潔。
經(jīng)過管60(見圖6)紙漿懸浮液被泵入到分配室61，并由此經(jīng)過孔62以切線方向或徑向噴入脫水管64中，根據(jù)圖6，脫水管64被管狀?yuàn)A套63部分包住。管64的端部收縮成為中空的錐體72，并接到已脫水和部分脫氣的紙漿懸浮液的出口管65。
在夾套63中管64的管件66被鉆成與前面附圖5中相同形式的篩孔;多孔管件66的內(nèi)表面裝有多孔金屬片和/或一層或多層編織網(wǎng)49、50(見圖5)。
安裝在管64內(nèi)的小管67的多孔管件68也鉆成如上述圖5中公開的相同形式的篩孔。然而多孔管件68在其外表面上還放置有多孔的金屬片或金屬箔和/或編織網(wǎng)。
由于被導(dǎo)入到圖6脫水裝置中的紙漿懸浮液在脫水管64內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或湍動(dòng)，而脫水管64在其靠近紙漿懸浮液進(jìn)入到脫水裝置的引入端具有類似于小管67無篩孔外表面那樣平滑的內(nèi)表面，因此，紙漿懸浮液的較重組份，即纖維和纖維碎片將沿著多孔管件66的內(nèi)表面而被優(yōu)先收集。
優(yōu)選在壓力管路制漿系統(tǒng)的端部或靠近端部處添加到紙漿懸浮液中的氣體(如氧氣)由于受到在圖6的脫水裝置中產(chǎn)生的離心力而被優(yōu)先收集在內(nèi)管67的外表面附近，然后與紙漿懸浮液一起穿過管件68的篩孔進(jìn)入到管67中。此種懸浮液和氣體的混合物經(jīng)過管67進(jìn)入到管71中，管71是由內(nèi)管從遠(yuǎn)離其端69的另一端延續(xù)而形成的，在管71中，來自管67的懸浮液和氣體與經(jīng)過管70由管64、66和圍繞夾套63之間空間逸出的懸浮液相混合，混合的懸浮液經(jīng)管71向制漿過程起始點(diǎn)方向輸送。
在以上有關(guān)的附圖6中公開的脫水裝置能自動(dòng)地返回氣體，主要包括氧，并在整個(gè)制漿過程中以與纖維流相反的方向?qū)怏w加到紙漿懸浮液中。在高壓下將氣體加到過程的末端，因此氣體將自動(dòng)地被送到壓力漸降的各步驟中，同時(shí)其體積穩(wěn)定地膨脹，這是本法的一個(gè)特點(diǎn)。而且，這種加氣方式也能確保氣體的最佳影響，以及在處理期間利用氣體。
脫水的濃紙漿經(jīng)過管65離開圖6的脫水裝置，并被輸送到用來將纖維懸浮液返回到所說脫水裝置的循環(huán)泵21的進(jìn)口。
管64和67的管件66和68的穿孔度相互可以獨(dú)立地變化，在整個(gè)管表面上可從沒有穿孔到全部穿孔之間變化，這取決于上述紙漿生產(chǎn)要求的脫水效果和分離效果。然而，管64、67中必須有一根總是具有多孔件66或68。
如果內(nèi)管67沒有多孔件而且其端部是被封閉的，由于液體可通過管件66的篩孔而從紙漿懸浮液中除去，因此，紙漿脫水可以實(shí)現(xiàn)。從另一方面來說，如果僅僅內(nèi)管67被鉆孔(在68處)，即外管64未被鉆孔，外夾套63就成為多余而可省掉，此時(shí)外管64將起圍繞內(nèi)管67的夾套作用，氣體和液體將完全靠通過其端部69被封死的內(nèi)管67中的篩孔(在68處)而從紙漿懸浮液中除掉。來自紙漿懸浮液的氣體和液體從內(nèi)管67的靠近與封閉端69相反的開口端處除去，經(jīng)過管71從紙漿懸浮液中除去的氣體和液體將通到過程的上游加壓步驟(即低壓步驟)。這種具體的脫水裝置被示于圖7中，由圖7可以看出圖6中的夾套63已被刪去，并被外管64所代替，此時(shí)外管未被鉆孔。實(shí)際上整根內(nèi)管67被鉆孔(在68處)，而內(nèi)管67的末端69被封死。
當(dāng)使用金屬片或箔作為脫水管64和/或67的多孔網(wǎng)時(shí)，多孔的金屬片或箔最好是由電解法制得的，它由純金屬最好是鎳組成。當(dāng)使用處理化學(xué)藥品時(shí)，如在使用氨與貴金屬時(shí)，化學(xué)藥品與鎳形成絡(luò)合物。
箔的厚度可在70～150微米之間變化，篩孔分布最好在120～200目的范圍內(nèi)。在要求高過濾效率的場合就使用高目數(shù)的網(wǎng)目。
篩孔直徑最好在30～120微米之間變化，這取決于被處理纖維的類型和生產(chǎn)上的要求。
多孔金屬箔的孔面積最好在占總網(wǎng)表面積的7～30%之間變化。
當(dāng)使用紡織纖維品而不是多孔金屬箔網(wǎng)時(shí)，可以使分布范圍為115～230目的合成纖維品;合成纖維線的直徑為35～70微米，由此種線得到的網(wǎng)眼寬度為160～60微米，孔面積占30～50%。
作為多孔金屬箔或紡織纖維網(wǎng)的支持物可以使用由耐酸線編成的10～20目的編織網(wǎng)。網(wǎng)紋布被壓貼在最好是耐酸材料例如SIS2343的多孔管上，穿透管子鉆有直徑為7～20毫米的篩孔，然后管子經(jīng)過電解拋光處理。
圍繞多孔管的夾套63最好是由相同的耐酸材料制成。
在壓力系統(tǒng)中與液體接觸的其他表面，例如在泵、容器、螺旋(或活塞)壓榨器和管道中的表面均可從適于在化學(xué)藥品中使用的、耐磨和滿足最終纖維產(chǎn)品純度要求的常用的已知材料中選擇。
圖8顯示為實(shí)施本發(fā)明方法用的另一種具體的壓力管路制漿系統(tǒng)。根據(jù)圖8以數(shù)字63標(biāo)識(shí)的脫水裝置屬于圖6或7所示的一類，它用于加壓步驟3、4、5和6的每一加壓步驟，以代替圖1中所示的脫水裝置11、11′和11″。來自碎漿機(jī)7的紙漿懸浮液再次被漿泵8經(jīng)過篩選裝置9導(dǎo)入到加壓步驟2，并從加壓步驟2進(jìn)入到加壓步驟3和循環(huán)泵(漿泵)21。由漿泵21(加壓步驟3的)紙漿懸浮液被泵送到容器20，并從容器20進(jìn)入到脫水裝置63。從脫水裝置63中的紙漿懸浮液分離出的液體和氣體經(jīng)過減壓或溢流閥23(PIC閥)返回到加壓步驟2，從脫水裝置63移出的已脫水的濃紙漿懸浮液經(jīng)過止回閥并導(dǎo)入到由加壓步驟2通向加壓步驟3循環(huán)泵21的紙漿懸浮液管中。由處于循環(huán)泵21和容器之間的連接管分出一支管，經(jīng)過支管將紙漿懸浮液供入到用來進(jìn)一步脫除紙漿懸浮液水份的脫水裝置81，將從脫水裝置81中壓出的液體返回到循環(huán)泵21的吸入側(cè)。脫水裝置81可由一已知結(jié)構(gòu)和操作方式的加壓螺旋壓榨機(jī)或加壓活塞壓榨機(jī)組成，因此在圖8中對(duì)它未予詳細(xì)的顯示。來自脫水裝置81的已脫水的濃紙漿懸浮液被送到本過程的下一個(gè)加壓步驟，例如從加壓步驟3送到加壓步驟4。在加壓步驟4中，來自加壓步驟3的脫水裝置81的脫水的濃紙漿懸浮液在從加壓步驟3的脫水裝置81通向加壓步驟4循環(huán)泵21的連接管中與來自脫水裝置63并經(jīng)過裝在脫水裝置63和上述連接管之間的止回閥的脫水紙漿懸浮液相混合。于是，在加壓步驟3、4、5和6的每一個(gè)加壓步驟中，僅通過一個(gè)循環(huán)泵21也維持了紙漿懸浮液的兩個(gè)循環(huán)回路，即一個(gè)是來自脫水裝置63的脫水紙漿懸浮液進(jìn)入到循環(huán)泵21，從循環(huán)泵21進(jìn)入到容器20，然后返回到脫水裝置63;另一個(gè)是來自處于循環(huán)泵21和容器20之間連接管中的紙漿懸浮液由支管送到脫水裝置81，在脫水裝置81中壓出的懸浮液體從脫水裝置返回到泵21的吸入側(cè)，然后進(jìn)入到泵21中。
根據(jù)圖8所示的實(shí)施方案，從一加壓步驟到另一加壓步驟的含纖維懸浮液的濃度明顯地高于使用圖1所示的實(shí)施方案時(shí)相應(yīng)的含纖維懸浮液的濃度。當(dāng)使用圖8的實(shí)施方案時(shí)，就獲得與使用圖1的實(shí)施方案時(shí)同樣的處理效果而言，處理的級(jí)數(shù)即加壓步驟的數(shù)目相對(duì)地要少。根據(jù)圖8，從壓力系統(tǒng)排出的成品紙漿的量是通過質(zhì)量控制儀(masscontrol)80控制的。
纖維原料在如先前提到的中國專利申請(qǐng)中公開的壓力管路系統(tǒng)中被制成可泵送的堿性懸浮液形式的紙漿，其絕干固形物含量為2～5%，最好為3～5%或2.5～3.0%。
通過泵8(見圖1和8)，在不變的壓力下將懸浮液經(jīng)過篩選裝置9、止回閥10而進(jìn)入到壓力系統(tǒng)。進(jìn)口壓力通過-PIC閥51(見圖1)加以控制。
在壓力管路系統(tǒng)的加壓步驟3的脫水裝置11(見圖1)或63(見圖8)中，纖維懸浮液受到第一次脫水。特別是根據(jù)圖1，在脫水裝置11(它已在上述有關(guān)的圖2中公開)中懸浮液的液體由于壓力將經(jīng)過脫水裝置11的脫水件13(見圖2)的篩孔而滴出。脫水件13所用的篩孔型式如圖5所示。
在脫水件13(見圖2)中通過從紙漿懸浮液中壓出處理液，并將它送到外圍室14而連續(xù)形成濃紙漿，從室14壓出的處理液經(jīng)過出口管19排出。濃紙漿被纖維懸浮液稀釋并從脫水件13中沖出，而纖維懸浮液是由泵21經(jīng)過PIC閥22和經(jīng)過脫水裝置11的進(jìn)口18而進(jìn)入到脫水裝置11的，隨后被沖出和由此被稀釋的紙漿經(jīng)過沖洗室16和出口17進(jìn)入到容器20，并從容器20經(jīng)過管55進(jìn)入到泵21。因此，在加壓步驟即在加壓步驟3中，纖維懸浮液的循環(huán)回路是由進(jìn)口管18、沖洗室16、出口17、容器20、泵21和PIC閥22組成。
循環(huán)回路的支管52將部分的循環(huán)纖維懸浮液輸送到下一個(gè)脫水裝置11′。在該脫水裝置中發(fā)生如在前面的脫水裝置11中發(fā)生的相同形式的脫水，然而，此時(shí)脫水是在比加壓步驟3的泵21壓力更高的壓力下進(jìn)行的。
如在圖1中所示，在脫水裝置11′中壓出的處理液被返回到位于泵21吸入側(cè)的止回閥24(在加壓步驟3)，并從止回閥24將處理液導(dǎo)入到連接管55。通過連接管55將纖維懸浮液從容器20輸送到泵21。由此，形成和維持了另外一個(gè)循環(huán)回路，在此回路中大部分處理液被循環(huán)。而處理液是在脫水裝置11′中壓出的，并在泵21的吸入側(cè)被導(dǎo)入到管55中的，來自容器20的纖維懸浮液中。
在脫水裝置11′中壓出的可能過量的處理液通過溢流或減壓閥23被排到低加壓步驟，即加壓步驟2。
來自供給裝置26的蒸汽形式的熱和化學(xué)藥品是通過止回閥25進(jìn)入到連接容器20和泵21的連接管55的，以這種方式它們被送到壓力管路系統(tǒng)。
在加壓步驟3、4和5的每一加壓步驟中保持兩個(gè)循環(huán)回路，使之與上面所提到的國際專利申請(qǐng)的方法相比，能在每一加壓步驟中引起湍動(dòng)和更快的化學(xué)反應(yīng)。泵21促進(jìn)纖維懸浮液通過處理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中纖維懸浮液受到間歇的濃縮，接著是制漿和稀釋濃紙漿。
在脫水裝置11′、11″等中所壓出的處理液，在脫水裝置返回到止回閥24，并從那里經(jīng)過管54而進(jìn)入到管55(見圖1)。在管55中它與在纖維懸浮液回路中通過泵21而循環(huán)的纖維懸浮液相混合，并由此將在脫水裝置11′、11″中脫水的纖維懸浮液分流出。在脫水裝置11′、11″中所壓出的部分，即過量的處理液經(jīng)過可控溢流閥23而被送回到下一個(gè)在前的低加壓步驟。所以，在脫水裝置中被壓出的全部處理液，在經(jīng)不同加壓步驟循環(huán)后，將以與纖維流相反方向流回到處理過程的起點(diǎn)。其詳細(xì)情況已被公開在上面提到的，作為參考而在本文中引用的國際申請(qǐng)中。
在上面提到的國際申請(qǐng)中還公開了幾種從壓力管路系統(tǒng)的最后加壓步驟中排放紙漿的方法。這些方法和其中所公開的排放裝置也能用于附圖1系統(tǒng)和其后的處理裝置中。
然而，在圖1中還顯示出一種排放裝置的新設(shè)計(jì)。與上面所提到的國際申請(qǐng)中公開的脫水裝置相反，這種排放裝置是間歇操作的并隨液壓活塞32活動(dòng)而動(dòng)作。根據(jù)使所形成的纖維料塞向前并經(jīng)過管35向出口裝置本身移動(dòng)所需的每次活塞運(yùn)動(dòng)的距離，確定活塞的行程，并由此確定在錐形管(見圖3)中穿過篩孔的回流液量。出口裝置可包括如圖1和3所示的載壓可拆錐36，或可包括一塊壓靠在出口的板件(在圖中未示出)。然而，根據(jù)圖8，排放裝置為螺旋壓榨機(jī)或活塞壓榨機(jī)81，在從壓力系統(tǒng)排放紙漿之前，它使紙漿懸浮液濃縮。
在圖1和8中所示的液體循環(huán)管路和液體返回管路上的閥門是由壓力控制的自動(dòng)閥門，它們?cè)诮o定的壓力下會(huì)自動(dòng)地打開。當(dāng)實(shí)施本方法時(shí)，由于在各步驟或階段的壓力增加，因此這些閥門會(huì)自動(dòng)地調(diào)整處理液通過過程的回流量，并由此自動(dòng)地調(diào)整纖維流和處理液之間的逆流量。所說的回流量和逆流量可根據(jù)經(jīng)過調(diào)節(jié)器R2而被壓入到過程最后步驟中的液體(例如水)量來決定。
(通過R2)加入的清水量也將決定自系統(tǒng)(經(jīng)圖1和8的調(diào)節(jié)器R1)排出的廢處理液的量，由此決定廢處理液的固體濃度。
位于圖1和8中所示的不同加壓步驟之間的壓控自動(dòng)閥22、23除了被用于自動(dòng)控制經(jīng)過過程的回流處理液并由此自動(dòng)控制纖維流和化學(xué)藥品之間的逆流外，還被用來控制回壓，并由此控制經(jīng)過各加壓脫水裝置后的壓降，即壓控自動(dòng)閥將被用于控制脫水程度或紙漿的壓出液體量。
當(dāng)本發(fā)明的方法包括蒸煮、洗滌、漂白和洗滌時(shí)，本發(fā)明方法使用的一些化學(xué)處理?xiàng)l件被列于下表1中。
從表1可看出，當(dāng)蒸煮時(shí)，根據(jù)所加入的纖維原料可使用從90到150℃變化的溫度;作為蒸煮化學(xué)藥品使用的有氫氧化鈉或氨、氧和隨意地輔助用蒸煮添加劑如蒽醌(AQ)。隨所供應(yīng)纖維原料的不同，總蒸煮時(shí)間在10～90分鐘內(nèi)變化。然而就廢紙而言，在2～40分鐘內(nèi)就能達(dá)到令人滿意的脫木素和任意的脫墨。
漂白是在使用氯氣、O2、過氧化物(氧漂)或O3的堿性環(huán)境中進(jìn)行。漂白期間的溫度保持在70～120℃。處于蒸煮和漂白之間的洗滌可在70～140℃的溫度中進(jìn)行;洗滌時(shí)間可在0.5至10分鐘變化。在漂白之后進(jìn)行最后的洗滌，從表1可看出，在整個(gè)過程中纖維和液體流彼此以相反方向輸送。由于整個(gè)過程是在整套的、閉合的壓力管路系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的，因此氨也適于作為蒸煮化學(xué)藥品。因此，屬于本發(fā)明方法的系統(tǒng)可以稱之為“管式制漿系統(tǒng)”或簡稱為“TPS”法。
在實(shí)施本法期間，泵21實(shí)現(xiàn)蒸煮液和化學(xué)藥品的再循環(huán)和再使用，而且還對(duì)新添加到蒸煮液中的化學(xué)藥品和氣體進(jìn)行混合與分散，由于泵21的攪伴從而在系統(tǒng)中起強(qiáng)力的“洗滌機(jī)作用”，而且能最佳地利用熱和化學(xué)藥品。
在實(shí)施本發(fā)明的TPS法中所用的逆流原則能夠?qū)崿F(xiàn)各種印刷廢紙的脫墨，而無須使用額外的機(jī)械輔助設(shè)備。借助添加至過程特定的化學(xué)藥品促進(jìn)了脫墨;脫墨可在漿料脫木素之前或完成脫木素時(shí)進(jìn)行。如果希望的話，接著對(duì)漿料進(jìn)行漂白。一種適用的能增強(qiáng)脫墨效果的化學(xué)藥品是非離子的表面活性的壬基酚堿性氧化物加合物。
應(yīng)用本發(fā)明的方法使紙漿降壓到大氣壓之前未被冷卻到100℃以下的條件下，使紙漿從壓力系統(tǒng)中排出還可制得所謂的“爆炸法紙漿”。關(guān)于這一點(diǎn)本發(fā)明方法的獨(dú)特之處在于它還能在較高的壓力系統(tǒng)的壓力例如15～20巴(這取決于系統(tǒng)中的循環(huán)泵數(shù)目)和較低的壓力系統(tǒng)溫度即110～150℃下使紙漿“爆炸”，因?yàn)門PS法所用的壓力和溫度相互能獨(dú)立地選擇，即與傳統(tǒng)的紙漿生產(chǎn)法大不相同。在傳統(tǒng)的制漿法中壓力和溫度是由常用的飽和蒸汽決定的。在本發(fā)明的過程中，低溫和高壓相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)在于與在15～20巴這樣高的壓力，相應(yīng)非常高的飽和蒸汽溫度的情況所受到的化學(xué)處理相比，紙漿受到緩和得多的化學(xué)處理。本法中所用的高壓確保添加到過程中的氣相添加物發(fā)揮高的效能。
壓力增加必須依靠開動(dòng)串聯(lián)的每一循環(huán)泵來實(shí)現(xiàn)，即每一泵送步驟的壓力增加可處在0.5～10巴的范圍，最好不超過5巴。
圖8的實(shí)施本法的具體裝置優(yōu)于圖1的實(shí)施本法的具體裝置，就脫水裝置而言，圖7的脫水裝置優(yōu)于圖8的脫水裝置63。
權(quán)利要求
1.一種蒸煮和隨意地漂白植物和木材纖維和/或進(jìn)行廢紙脫木素和隨意地脫墨而得到適于作為紙、紙板、纖維板和其他含植物和/或木材纖維產(chǎn)品的原料的紙漿的方法，其中纖維原料被加到蒸煮區(qū)并在其內(nèi)在高溫、高壓下，通過使用堿性蒸煮化學(xué)藥品和氧以及任意的少量其他添加劑例如蒽醌以堿性淤漿的形式進(jìn)行蒸煮；其中從蒸煮過程中被除去的黑液形式的化學(xué)藥品需進(jìn)行沉積或進(jìn)行化學(xué)藥品的回收；該方法的特征在于在蒸煮和隨意的漂白期間，可泵送淤漿形式的纖維原料借助漿料泵而通過一密閉和連續(xù)的壓力管路系統(tǒng)，漿料泵同時(shí)也用來混合淤漿和化學(xué)藥品的聚集體；當(dāng)含纖維淤漿通過管路系統(tǒng)時(shí)，通過從其中壓出液體而被反復(fù)地脫水，除了在本法中的最后一次脫水外，在每次脫水之前，含纖維淤漿被來自下游脫水步驟中和/或由下游泵送步驟中返回的壓出液所稀釋，當(dāng)含纖維淤漿通過管路系統(tǒng)時(shí)，在三個(gè)或更多個(gè)的泵送步驟中，它受到逐漸增加的壓力，并且在最后一次脫水步驟之前被在壓力下供入的清水和/或漂白液所稀釋和隨意地加以冷卻；在壓力管路系統(tǒng)的最后一次脫水步驟后，得到的紙漿在壓力系統(tǒng)的延續(xù)部分或者在從壓力管路系統(tǒng)的冷或熱放漿后而處于無壓力狀態(tài)下被洗滌和隨意地加以漂白；其中，在第一和最后的加壓步驟中間的每一加壓步驟中至少保持兩個(gè)循環(huán)回路，并且通過同一循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，由此使其中的一個(gè)循環(huán)回路進(jìn)行主要是含纖維淤漿的循環(huán)，而在另一個(gè)循環(huán)回路中主要是處理液進(jìn)行循環(huán)，處理液是從下游的脫水-濃縮裝置的含纖維淤漿中除掉的，并由該處再循環(huán)到所說的循環(huán)泵的吸入側(cè)，在所說的吸入側(cè)，處理液與在所說的一循環(huán)回路中循環(huán)的含纖維淤漿相混合。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于除了在本法的第一加壓步驟外，在每一加壓步驟中保持兩個(gè)所說的循環(huán)回路。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所說的另一個(gè)循環(huán)回路主要是指從含纖維淤漿中除出的處理液的循環(huán)回路，它是通過分流出部分在所說的主要是含纖維淤漿的循環(huán)回路中循環(huán)的含纖維淤漿，使分流出的含纖維淤漿在脫水裝置中脫水，然后將在脫水裝置的含纖維淤漿中除出的處理液返回到為維持所說的兩個(gè)循環(huán)回路用的泵的吸入側(cè)而形成的。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于在所說的脫水裝置中形成的脫水的濃含纖維淤漿從所說的脫水裝置中排出，而在本法的相鄰的下一較高壓力的加壓步驟形成所說的主要包括含纖維淤漿的循環(huán)回路。
5.如權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于在所說的脫水裝置中，含纖維淤漿既被脫水又被脫氣。
6.如權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于脫水的濃纖維淤漿從所說的脫水裝置81通到相鄰的下一加壓步驟的循環(huán)泵21，并在所說的泵21的吸入側(cè)與從所說的相鄰的下一較高加壓步驟所說的脫水裝置81中壓出的處理液相混合，所說的濃含纖維淤漿和壓出的處理液的混合物從所說的泵21被循環(huán)到所說的下一較高壓力的加壓步驟中的脫水裝置63，在較高壓力的加壓步驟的脫水裝置63中，濃含纖維淤漿和壓出的處理液的混合物被同時(shí)脫水和脫氣，然后從在所說的脫水裝置63中所說的混合物中被除出的氣體和液體的混合物返回到相鄰的前一加壓步驟，并在所說的前一加壓步驟的漿料泵21的吸入側(cè)摻合到所說的相鄰的前一加壓步驟的濃含纖維淤漿中。
7.一種用來實(shí)施權(quán)利要求1～6中任一方法的在壓力管路系統(tǒng)中使用的低濃度含纖維淤漿的連續(xù)脫水、脫氣和濃縮裝置，其特征在于該裝置包括一設(shè)計(jì)用作水力旋風(fēng)器的多孔脫水管64，并在其周圍裝有封閉的夾套63;將低濃度含纖維淤漿導(dǎo)入到多孔脫水管64一端的裝置(60、61、62);一個(gè)以同心軸排列在多孔脫水管64中的小脫水排氣管67;它與多孔脫水管64一起能獲得組合效果在含纖維淤漿通過多孔脫水管的篩孔時(shí)，脫水排氣管和多孔脫水管對(duì)含纖維淤漿同時(shí)進(jìn)行脫水，使在多孔脫水管64中的含纖維淤漿通過以同心軸排列的小脫水排氣管67中的篩孔68進(jìn)行氣液分離，并從小脫水排氣管67中抽出氣體，以及通過導(dǎo)入到脫水裝置中所說的含纖維淤漿對(duì)它們的沖洗而清潔小脫水排氣管67的多孔外表面和多孔外脫水管64的內(nèi)表面的篩孔;外脫水管64進(jìn)口的另一端就是濃含纖維淤漿的出口(72、65)。
8.一種用來實(shí)施權(quán)利要求1～6中任一方法的在壓力管路系統(tǒng)中使用的低濃度含纖維淤漿的連續(xù)脫水、脫氣和濃縮裝置，其特征在于該裝置包括一設(shè)計(jì)用作水力旋風(fēng)器的外管64;將低濃度含纖維淤漿導(dǎo)入到外管64一端的導(dǎo)入裝置;一個(gè)以同心軸排列在外管64中的小脫水排氣管67，此脫水排氣管在將含纖維淤漿引入外管時(shí)能產(chǎn)生同時(shí)脫水和脫氣的組合效果，并通過較小的以同心軸排列的脫水排氣管上的篩孔抽出氣體和處理液，以及通過連續(xù)地導(dǎo)入到外管64中的所說的含纖維淤漿沖洗小脫水排氣管67的多孔外表面68而使其清潔;外管64進(jìn)口的另一端就是濃含纖維淤漿的出口(72、65)。
全文摘要
一種蒸煮和隨意地漂白植物和木材纖維和/或進(jìn)行廢紙的脫木素和隨意地脫墨而得到適于作為紙、紙板、纖維板和其他含植物和/或木材纖維產(chǎn)品的原料的紙漿的方法，該方法是在一閉合的連續(xù)的壓力管路系統(tǒng)中進(jìn)行的，纖維原料以可泵送的堿性淤漿的形式通過使用泵導(dǎo)入到壓力管路系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)D21C5/02GK1042388SQ8910634
公開日1990年5月23日 申請(qǐng)日期1989年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月24日
發(fā)明者西格德·福恩 申請(qǐng)人:西格德·福恩