专利名称：用于在纸浆、纸张或板材的制造中对纤维和颗粒悬浮液脱水的方法
用于在纸浆、纸张或板材的制造中对纤维和颗粒悬浮液脱水的方法
背景技术：
在造纸中，大量的水需要通过高位水箱进行循环。这种水在其回归自然之前必须进行清洁。同样在其它方面，水的处理和接下来借助热来干燥网构成了纸张和板材制造中的主要成本因素。
发明内容
本发明的目的在于提供改进的用于对纤维悬浮液进行脱水的方法，使得将该方法应用于纸浆、纸张或板材制造将极大地节省成本、不太需要工艺化学物质并且具有接下来所述的制造过程和产品中的许多优点，其中为提高制造机器的流动性、产品的质量和微生物清洁度的形式。该目的是通过根据所附的权利要求I中记载的特征的发明来实现。从属权利要求中记载了本发明的优选实施例。
现在将参考附图借助造纸过程中的实例更加详细地描述本发明，其中图I示意性地示出了用于本发明的方法处理的纤维悬浮液如何进给到线材上(阶段I)，以及如何用本发明的方法处理从当前处理的网中去除的水(阶段II和III)。
具体实施例方式在以下的说明中，电操作的反应槽20将被称为电解槽，但是这个反应槽与常规的电解槽的不同之处在于，除了扩散溶液的水分子之外，限定了用于溶液的流动通道的管状或环形外电极变得被磨损。由于由铝或铁制成，所以这个外电极与作为水分解产品而产生的氢氧根离子一起生成用作分子筛的氢氧化铝或氢氧化铁，该分子筛在水与实际上可能非常小的颗粒之间提供期望的分离功能。此外，在反应中释放的氢用于使分子筛上升的过程， 以便连同分离的物质一起形成絮状物，之后氢离开该过程。在图I中，在阶段I的边界中更加详细地示出了电解槽20，其中该方法应用于实际的生产过程。在专利公开EP1583719中更彻底地描述了对应的电解槽，该专利公开涉及从废水中去除杂质。在方法阶段I中，纤维悬浮液借助管道6进入电解槽，该电解槽包括电解槽元件， 该电解槽元件装备有铁电极和/或铝电极2、3、4。一个或多个电解槽元件根据纤维悬浮液以及其用在特定应用中的添加剂来进行选择。在阶段I中，优选的是，所采用的外电极仅仅为铝电极。另一方面，在阶段II和III中，也能够优选地在铝电极之间使用铁电极，由此铁找到进入絮状物而不是进入净化水中的方式。当使用铁电极时，如果净化水中存在铁，那么净化水必须被引导穿过铁氧化剂，以便去除铁。管状铝和/或铁电极2、3、4围绕内电极1，使得在它们之间形成流动通道5。电极2、3、4连接到多个电源11的正极，并且电极I连接到该多个电源的负极。电源能够单独地进行调节，以便能够优化用于装备有不同电极的电解槽元件的电流。内电极I可以由不锈钢、镍、铬、钼或贵重金属合金制成，相对于铝和铁主要在负电性上存在差异。装备有铁和/或招电极的电解槽元件产生用作分子筛的氢氧化铁和/或氢氧化铝。这个分子筛以及纤维和其中的其它捕集的颗粒(例如纤维和造纸中所用的添加剂)能够借助在电解中释放的氢而向上上升到在线材9上或者上升到在分离塔21中前进的纤维悬浮液的上部部分，由此净化水被分离到前进的纤维悬浮液的下部部分中。纤维悬浮液通过高位水箱18的片层8分布为横跨脱水线9的整个宽度的均匀网。从电解槽20到片层8 的过渡时间必须足够短，以便直到在线材9上才开始进行水和絮状物的分离。电解槽20能够针对相符的最终结果调节絮状物的尺寸。竖管7或高位水箱18可以附接有絮状物尺寸测量装置，并且测量结果用作用于调节电解槽20的电流的依据。具有足够数量的并排的电解槽20，并且原料从每个电解槽借助竖管7进给到高位水箱18中。净化水通过线材从前进的纤维悬浮液的底部部分去除，并且被收集在线材凹部11 中。在纤维悬浮液进给到传统上没有反应槽20的阶段I的过程中的情况下，穿过线材的水利用本发明的方法通过将水沿着管道19递送到电解槽20中而清理掉纤维残留物、填充物、 微生物颗粒等，这基本上类似于上述的方法。反应溶液借助竖管7从电解槽20引导到用于水和颗粒的分离塔21中，净化水从该分离塔借助管道22而被引导到线材凹部11，并且固体物质的絮状物被递送到例如混合箱13中，以用于在该混合箱中将其与到来的纤维悬浮液流混合。纤维悬浮液借助成浆池12从混合箱13进入线材凹部11，大约百分之一的纤维悬浮液借助阶段I的电解槽20从该线材凹部11传送回到线材上。从管道22排出的水足够清洁，而也能用作线材清洁喷射水，并且进入喷射水箱27。不管本发明是否应用于阶段I和阶段II，本发明的方法也可以应用于阶段III。在这种情况下，含有穿过线材的面粉和类似颗粒的水被泵送到阶段III的反应槽20中。反应溶液借助竖管7从电解槽20引导到用于水和颗粒的分离塔21中，净化水从该分离塔借助管道25而进入喷射水箱27，并且通过管道或传送器26引导絮状物以进行进一步的处理。 关于水和絮状物的分离塔21的构造和操作，参考专利公开US5，888，359和US6，086，732。从而，在所提出的纸张或板材制造过程中，净化水用于形成纤维悬浮液，即水在生产过程中循环。由此，需要增加的淡水的量仅仅需要等于从干燥段15通过蒸发所消失的量。如果本发明用于纸浆制造过程中，那么传统的高位水箱18和线材段9在结构中并不是绝对需要的。根据本发明的方法可以并行地用于传统的造纸，使得并行线17取消了电解槽20， 纤维悬浮液借助分配阀16任选地递送到并行供应线6/7和/或17中的两个或仅仅一个。 当然，两个供应线可以从开始就分开，并且通过单独的泵进行供给。因此，本发明的脱水方法也可以用于使得不使用阶段I，但是已经在线材上分离的水借助提供的分子筛方法进行纤维残留物和填充物的分离。这是清洁循环水并且抑制由于净化水的碱性PH值而导致的所有种类的微生物生长的另一种方式。这在制造用于食物和液体容器的原材料方面非常重要。分离方法的过程参数，例如纤维悬浮液的容积流量和电解电流，可以通过反馈进行调节，其调节值基于例如分离的水的纤维和固体含量或者基于产生的纤维絮状物的质量。当然，可以在沿着生产线的任何位置或者由最终产品进行调节值的测量。根据本发明的脱水方法(当使用阶段I时)能够在线材上执行的脱水步骤中尽可能早地提供比传统方法实现的显著干燥的原料流，因为除了重力之外，现有的分离力也在流动的原料中起作用。这还实现了基本上较高程度的分离，原因是所产生的分子筛能够捕集非常小的颗粒。除此之外，具有高pH的水被微生物地清洁，由此形成纤维网也被微生物地清洁，这是板材、纸张或纸浆制造中的主要优点，并且提供了对迄今尚未解决的微生物消除问题的解决方案。此外，本发明能够增加填充物的浓度，从而对产品的价格和质量产生冲击。具体地，有效的网干燥保存了能量并且增大了生产能力。如果本发明的方法应用于线材干燥的概念(阶段I)，那么线材段可以制造得比常规的线材段短。还改进了保持，从而能够显著减少保持和脱水化学物质的量。因为水更容易从网排出，所以毡保持较为清洁，并且因为毡更加耐用而获得较好的流动性。当按压段下游的固体含量增加时，可以利用较少的能量执行热干燥。按压段14中夹子的数量可以减少，并且/或者可以减小线压力。洗涤和维护中断之间的间隔变得较长，从而提高了利用程度。此外，依靠水循环，本发明能够省去已有的废水处理设备，原因是补充水的量仅仅需要等于在干燥过程中排出的量。本发明在用于液体容器的材料的制造过程中尤其有利，原因是其对微生物的形成具有抑制作用并且形成微生物清洁的产品。
权利要求
1.一种用于在纸浆、纸张或板材的制造中对纤维和颗粒悬浮液进行脱水的方法，其特征在于，-使纤维悬浮液穿过电解槽，-使装备有铁电极和/或铝电极的电解槽元件(2、3、4)用于生成用作分子筛的氢氧化铁和/或氢氧化铝，-使在电解中释放的氢用于使分子筛以及纤维和其中捕集的其它可能颗粒上升到前进的纤维悬浮液的上部部分中，由此净化水被分离到前进的纤维悬浮液(10)的下部部分中， 以及-将净化水从前进的纤维悬浮液(10)的下部部分去除。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，前进的纤维悬浮液(10)被递送到线材(9)上，净化水通过所述线材被分离。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述方法用于纸浆、纸张或板材的制造，以用于通过干燥线材(9)获得的水的净化。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，已经利用所述方法净化的水用于产生纤维悬浮液，水通过权利要求I或2的方法从所述纤维悬浮液中去除，即水在生产过程中进行循环。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法与传统的制造过程并行使用，并且纤维悬浮液任选地通过到并行的供应线(6/20/7、17)中的两个或者仅仅一个。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，已经在线材上被传统地分离的水利用权利要求I的方法进行纤维和填充物的分离，并且水中的至少一些返回到过程中。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，诸如纤维悬浮液的容积流量和电解电流的过程参数通过反馈进行调节，其调节值基于分离的水的纤维和填充物含量， 或者基于产生的纤维絮状物的质量，或者基于在线测量的最终产品的等级。
全文摘要
本发明涉及用于在纸浆、纸张或板材的制造中对纤维和颗粒悬浮液进行脱水的方法。纤维悬浮液穿过电解槽(20)。装备有铁电极和/或铝电极的电解槽元件(2、3、4)用于生成用作分子筛的氢氧化铁和/或氢氧化铝，通过电解中释放的氢使分子筛以及纤维和其中捕集的其它可能颗粒上升到前进的纤维悬浮液的上部部分中，由此净化水被分离到前进的纤维悬浮液(10)的下部部分中并且被从该下部部分去除。
文档编号D21F1/66GK102612578SQ201080045572
公开日2012年7月25日 申请日期2010年8月13日 优先权日2009年8月14日
发明者汉努·索米宁, 米卡埃尔·阿巴卡 申请人:汉努·索米宁