专利名称：防止连续蒸煮器的过滤结构发生堵塞的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1所述的、对来自连续蒸煮器的过滤结构的流量造成影响的方法，该影响是在使用连续蒸煮器的同时防止过滤结构发生堵塞。
背景技术：
在当前的连续蒸煮器的过滤结构中，会从蒸煮器提取大量的蒸煮流体。由于每天的产能为4000吨纸浆，蒸煮器的直径大于8米，这使得难以提取所需要的量。过滤器因而严重负载，所以在操作期间使过滤器维持饱和的提取能力变得非常重要。有各种类型的过滤结构被采用，例如具有过滤条、带狭缝的过滤板或杆的过滤器。 这些过滤结构在蒸煮器的壁上被安装成一排或多排，从而获得所要求的提取能力。这些过滤器排的过滤表面可以围绕蒸煮器的整个圆周被定位，或者它们可以被布置成使该排过滤器由其间具有盲板(blind plate)的过滤表面组成。这在具有多排过滤器的过滤区段中很普遍，其中各过滤器排在多排之间被移位，使得过滤表面被构建成与过滤表面及过滤表面之间的盲板成垂直方向，从而获得具有棋盘图案的过滤区段。提取位置处的化学状况是又一难题，其中，各种类型的沉淀物会在提取室或过滤器的提取槽中被活化。另一难题是对半纤维素或包含纤维的其它成分进行的提取会存在阻塞过滤器后方的提取室的风险。正常情况下，蒸煮车间每年要进行一次有计划的停工维护，在该停工期间对过滤区段进行检查和清洁。在这些停工期间被证实的情况是，过滤结构的提取室被称为“结垢” 的纤维沉淀或化学沉降物严重堵塞。在SE 204097中公开了一种改良的Kamyr蒸煮器，其中，在蒸煮区的端部加碱，而且以逆流程序进行蒸煮。该过程由A. R. Sloman开发，并应用在Tasmania中所安装的、产能为每天约100吨纸浆的蒸煮器中。在该系统中，通过向下供给的顶部分离器将黑液加入提取室。然而，这样做是为了调节蒸煮器中的压力，所添加的量很小且取决于蒸煮器中的压力，所述压力由阀49调节。在我方专利US 3，413，189中公开了一种方案，用以防止来自黑液的木质素的沉淀，其中将混合的蒸煮流体与酸性预水解物及黑液混合。在该实例中，通过中心管55在蒸煮器的中心处添加额外的碱，这些碱在过滤器区段15的相同位置被大量提取。这里添加的碱量是如此之多，以致于使PH值处于一个相当高的水平，相当于pH值为10或11。清洗过滤器区段所采用的另一技术是使来自过滤器的提取流停滞，使得被引导经过过滤器区段的纸浆柱能够对过滤器区段的狭缝施加擦磨作用，由此擦掉狭缝上或狭缝中的堵塞物。然而，这种清洗只对向内而面对纸浆柱的过滤器的外部起作用。在所采用的其它技术中，集流管(收集容积)中的提取方向有所改变，从而可以对最远离提取支管(tap)处形成的任何沉积物造成影响。在这些系统中，另一集流管或者该集流管中的另一位置处的其它支管都被打开，而提取流的量不受影响。
发明目的本发明的第一目的是避免过滤结构的提取室发生堵塞，通过该措施能够长时间地保持提取能力。由此，蒸煮器在连续操作期间能够保持高的提取能力，并且不必为了清洗过滤结构而关闭蒸煮器或过滤器区段。第二目的在于所采用的避免过滤结构发生堵塞的措施不会对连续蒸煮器的纸浆柱中的木片的蒸煮过程造成影响。于是该方案能够在同样面临蒸煮器的过滤器堵塞问题的不同连续蒸煮器中自由实施，而不必变动蒸煮过程。上述目的是通过一种根据权利要求1的特征部分所述的、防止连续蒸煮器的过滤结构发生堵塞的方法来实现的。发明简要描述因此，在根据本发明的方法中，通过将添加剂直接加入提取室而避免过滤室中沉降物的沉积和沉淀，在从提取室提取蒸煮流体和已经添加的添加剂时，添加剂阻止提取室中发生沉淀过程。应当将添加剂加入从出口支管提取的总流量的第二分流，该第二分流直接返回提取室，并且第二分流小于或等于总流量。由此，在再循环期间，或者在提取期间，或者在再循环以及从该液体容积提取液体期间，都能够将添加剂混合到提取室的液体容积中。在一个有利的实施例中，其中从出口支管提取总流量的第一分流，而且引导该第一分流离开过滤结构到蒸煮车间的第二位置或者到回收过程，沉积物或化学物质的溶解部分能够从过滤室排放。在蒸煮器的连续操作期间，当准备消除提取室中的堵塞时，至少定期地激活第二分流的活化作用而实现冲洗。在一个有利的实施例中，从提取室的一端(优选为其下部)提取总流量，添加剂优选地与总流量的第二分流一起被引入提取室的第二端(优选为其上部)。这样确保整个提取室都能够被添加剂全面冲洗。应该以反馈方式对添加剂的添加(优选与第二分流一起)进行调节，该反馈方式取决于表示第一分流或总流量的流量或PH值的参数。根据任何具体过滤结构中出现的堵塞风险的类型，可采用不同的添加剂。例如，如果是因为pH值过低而由木质素的沉淀造成堵塞，则可以选择影响提取空间的PH值的添加剂，以使pH值至少增加到10，优选至少增加到11。这样的添加剂可由白液、黑液或从随后漂白车间滤出的碱中任何一者组成，或者由它们的混合物组成。例如，如果是因为温度过低而造成堵塞，则可以选择比提取室中的液体温度更高的添加剂，该添加剂部分地或完全地由水蒸气组成。例如，如果是因为化学物质沉淀到过滤结构的表面上而造成堵塞，则添加剂主要由防止化学沉降物沉淀的化学物质组成。例如，如果过滤结构被布置在蒸煮车间中溶解的钙离子浓度高的位置，则存在硬块沉淀物以碳酸钙的形式沉淀(结垢)的风险。通过添加气态或液态的二氧化碳，能够造成溶液中的碳酸钙沉淀而不是结晶，由此能够与从过滤室提取的液体一起流动。下面在下述实施例的支持下给出本发明的实例。
图1示出根据现有技术的连续蒸煮器的过滤器区段的设计；图2示出在第一实施例中应用到连续蒸煮器的一排过滤器的本发明的基本原理；图3示出图2的变型方案，其中来自过滤器的提取流抵抗低压而被提取；图4示出在第二实施例中应用到连续蒸煮器的一排过滤器的本发明的基本原理；图5示出应用到具有多排过滤器的连续蒸煮器的过滤器区段的本发明的基本原理的示例；以及图6以从蒸煮器上方观察图2和4中的截面III-III的方式、理论性地示出过滤器区段。
具体实施例方式在以下描述中将使用“过滤器区段”的概念。术语“过滤器区段”在这里是用来表示在连续蒸煮器的壁上布置有至少一排过滤器的区段。各排过滤器都具有专用提取室和专用集流管，该专用提取室以常规方式位于过滤器外，该专用集流管连接到提取室，在提取液离开该排过滤器或过滤器区段或者以上两者之前，提取室对提取液进行收集。在图1中总体示出了一个连续蒸煮器，其中，在蒸煮器的顶部通过顶部分离器TS 供入木片混合物CHin。从顶部分离器提取返回流体LIQket，随后使返回流体LIQket返回到输送系统。然而，在某些应用场合中可省略顶部分离器。图中示出的是汽相蒸煮器，其中，称为“倒置式顶部分离器”的分离器被布置在蒸煮器的顶部，而且在蒸煮器的顶部添加白液WL和水蒸气ST，可能还外加有压缩空气。然而， 本发明能够被容易地应用于具有向下供给的顶部分离器的液态蒸煮器。完成蒸煮过程所获得的纸浆PUot从蒸煮器的底部被送出。依照常规，蒸煮器中有一个或多个过滤器区段图1的蒸煮器中示出有两个这样的区段。三排过滤器SC11、SC12、SC13被定位在上部过滤器区段。排出过滤器区段的蒸煮流体从这几排过滤器处被提取，该流体由泵Pl进行输送， 并被带向回收过程Rl或者被带到蒸煮车间的另一位置。该流体还可以或者另外沿管路Cl 通过中心管返回蒸煮器的中心，从而形成沿径向的蒸煮器环流。白液WLalt也可以被加入到该蒸煮器环流Cl，从而改变蒸煮器中碱的浓度。阀Vl和V2分别对环流Rl和Cl进行调节。三排过滤器SC21、SC22, SC23被定位在下部过滤器区段。排出过滤器区段的蒸煮流体从这几排过滤器处被提取，该流体由泵P2进行输送，并被带向回收过程R2或者被带到蒸煮车间的另一位置。该流体还可以或者另外沿管路C2通过中心管返回蒸煮器的中心，从而形成沿径向的蒸煮器环流。阀V3和V4分别对环流R2和C2进行调节。由蒸煮器中所实施的具体蒸煮技术来确定是将提取的液体仅仅送到R1，还是仅仅送到Cl，或者送到Rl与Cl 的结合部。在该现有技术中，如图1所示，每个过滤器区段都具有全部各排过滤器共用的一输送泵P1/P2，或者每个过滤器区段的每排过滤器可具有一输送泵。对于从相同过滤器区段中的另一排过滤器或从其它排过滤器提取的液体而言，每个这样的推进泵都可引导液体从一排过滤器到另一位置。
图2中示出了本发明的第一实施例的原理。这里示出的是具有单排过滤器SC11W 蒸煮器中的过滤器区段。该排过滤器具有专用提取室IOa和专用集流管12a，所述专用提取室IOa以常规方式位于过滤器外，所述专用集流管1 被连接到提取室10a，在提取液离开过滤器排和过滤器区段中的至少一者之前，提取室对提取液进行收集。优选地，在提取室 IOa与集流管1 之间以常规方式设有通道11a。蒸煮流体通过至少一个出口支管13a被提取，所述出口支管13a经由集流管被连接到提取室，蒸煮流体汇集在提取室中，然后连接到出口支管的泵装置Pl将离开提取室的蒸煮流体输送到另一位置Rl或者通过管路Cl输送到中心管。再循环管路21a的第一端被连接到泵装置的压缩侧的排出管路22，而再循环管路的第二端被连接到提取室。该再循环管路能够用来增加提取室中的流速。优选地，出口支管13a被连接到提取室IOa的一端(这里为下部)，再循环管路21a 的第二端被连接到提取室的第二端(这里为上部)。这样整个提取室能够通过用强力循环流来进行冲洗。优选地，调节阀V5被布置在再循环管路中，该调节阀V5由调节器30控制，调节器 30所检测的参数取决于通向系统中另一位置的排出管路中的流量仏。优选地，系统中的该位置是采取黑液储槽形式的回收过程R1，或者使用提取液对原料进行预处理(例如黑液浸渍过程)的系统部分。在过滤器区段由几排过滤器组成且每排过滤器有一个提取室的情况下，每个提取
室都应用了至少一个再循环管路21a。每个提取室的每个再循环管路可具有一个或多个出□。根据本发明，添加剂的供应管路被连接到再循环管路21a。添加剂是从合适的源 Ch获取，并且供应管路中的流动由阀V6调节。该方案使得不同形式的添加剂都能够被引入再循环管路21a的环流中。图3中示出的是图2的实施例的变型方案，其中，将提取流％从蒸煮器中的高压位置引向系统中的低压位置。系统中的该位置优选为采取黑液储槽形式的回收过程R1，或者以低压对原料进行预处理(例如黑液浸渍过程)的系统部分。在这种情况下，蒸煮器与该位置之间的压降足以形成向该位置Rl的流动。在该实施例中，应该将泵Pl移至再循环管路以确保形成冲洗流。在这种情况下，调节阀V5可以改为由调节器30控制，该调节器30 所检测的参数取决于集流管1 的提取流的总流量(iTOT，其中，该总流量包括排出流量A和再循环流量Q2的总和。图2和图3中的调节功能可以独立于泵Pl的位置而使用，这是通过给定的优先方式或对蒸煮过程的期望控制方式来确定的。如果必须将排出流量A维持在给定水平，同时允许再循环流在蒸煮器操作期间发生变化，则使用图2中的控制方式。如果过滤器SC11比如因结垢而堵塞，则提取能力会有所降低，在这种情况下，总流量Qtot将减少，排出流量A由此维持在相同水平，同时允许再循环流量( 减少。当再循环流量A随后降到预先确定的最低水平以下时，此时对沉积物的冲洗效果已经被极大地减弱，则必须将过滤器中存在的结垢清除掉。如果蒸煮器操作期间允许排出流量兑发生变化，同时期望将总流量Qtot维持在预定的水平，则使用图3中所示的控制方式。在蒸煮器操作期间，排出流量兑减少，通过间或增加的再循环流量A来给予强力冲洗，而当对排出流量A的需求增大时，可临时性地允许通过减少的再循环流量込而进行的冲洗稍微下降。由于沉积物通常不会形成硬块沉淀，所以可允许关于冲洗沉积物的冲洗效果临时性地下降当冲洗效果得到完全恢复或得到加强时，沉积物能够被冲洗干净。当硬块沉淀一旦已经以碳酸钙或类似的形式形成(被称为“结垢”)时，其通常无法仅仅通过增加流量来去除它们需要使用活性清洗技术来进行清洗，例如高压清洗，并常常与酸洗相结合。图4中理论性地示出了本发明的第三实施例的原理。该实施例的不同之处在于， 去除了再循环管路，并且添加剂被直接加入提取室IOa的上部。该实施例实质上相当于图 2中已示出的实施例，其功能相当于图2中的阀V5保持关闭。图5中示出了在具有多排过滤器SCn、SC12, SC13的过滤器区段上如何实施本发明的示例。这里出口支管13a、1 和13c分别通过相应的集流管12a、12b和12c连接到相应的提取室10a、IOb和10c，并且提取室中收集的蒸煮流体由共用泵装置Pl提取，该泵装置 Pl以相应的方式将离开提取室的蒸煮流体输送到另一位置R1，或者通过管路Cl输送到中心管，或者输送到以上两个位置。再循环管路21的第一端连接到泵装置的压缩侧的排出管路22，再循环管路的第二端的几个分支21a、21b和21c连接到相关的提取室，目的是增加提取室中的流速。根据本发明，添加剂的供应管路被连接到再循环管路21。添加剂是从合适的源Ch 获取，并且供应管路中的流动由阀V6调节。该方案使得不同形式的添加剂都能够被引入再循环管路21的环流中，并进而流到全部提取室。图6中以从蒸煮器上方观察截面III-III的方式、理论性地示出了图2_5中所示实施例的过滤器区段。过滤器表面SC11后方的提取室IOa被露出，而且能够看到通道Ila 的底部，所述通道Ila向下通向下层的集流管。通道Ila的数量很多，在本示例中仅示出了围绕提取室的底部圆周均勻分布的16个通道11a。优选地，多个出口支管13a(在该实例中示出为四个支管)通过集流管被连接成以相互间隔90°的距离、围绕提取室的圆周均勻分布。汇集在提取室中的蒸煮流体通过这些支管13a被提取，泵装置Pl将离开提取室的蒸煮流体输送通过管路22 (到Cl与Rl中的至少一者)。再循环管路21a的第一端被连接到泵装置的压缩侧的排出管路22，再循环管路的第二端被连接到提取室，目的是增加提取室中的流速。优选地，再循环管路的第二端沿周向被连接在两个出口支管13a之间，以便确保遍及整个提取室流动，同时避免短路式地流经提取室的一小部分。优选地，调节阀V5被布置在再循环管路21a上，该调节阀V5由调节器30控制，该调节器30所检测的参数取决于排出管路22的流量。根据本发明，添加剂的供应管路被连接到再循环管路21a。添加剂是从合适的源 Ch获取，并且供应管路中的流动由阀V6调节。该方案使得不同形式的添加剂都能够被引入再循环管路21a的环流中。图2-6中所示的全部实施例的共同之处在于，添加剂被直接加入提取室，并在从提取室提取蒸煮流体的同时，添加剂阻止提取室中的沉淀过程。根据沉淀是由温度造成，还是由化学反应造成，或者由两者共同造成，能够将添加剂与从过滤器区段提取的液体区分开来，并且添加剂在温度和化学反应中的至少一个方面与该提取液有所不同。优选地，所使用的添加剂在添加时会影响提取室中的pH值，使得pH值增加到至少 10，优选至少11。这样，如果将酸性预水解物和黑液混合到提取室中，则可以防止木质素的沉淀。添加剂也可以全部或部分地由添加的水蒸气组成，或者可以在添加之前对添加剂进行加热。这两个过程也可以一同采用。添加剂的至少50%的部分主要由白液、黑液或从随后漂白车间滤出的碱组成。图2、图3、图5和图6中所示的添加剂被加入到从出口支管提取的总流量Qtot的第二分流％，该第二分流直接返回提取室。从出口支管提取的总流量(iTOT的第一分流A被引导离开过滤器区段。在蒸煮器的连续操作期间，当准备消除提取室中的堵塞时，至少定期地激活第二分流％的活化作用。然而，优选地，在连续蒸煮器操作期间连续地激活该方法。在图2-6中，总流量GItot是从提取室的下部提取，而在图2、图3、图5和图6中，添加剂与总流量的第二分流込一起被引入提取室的上部。添加剂的添加(优选与第二分流％ —起)根据参数来进行调节，所述参数表示第一分流Q1的流量或PH值。优选地，对连续蒸煮器的过滤结构中的流动进行调节，从而通过出口支管和泵装置从提取室提取总流量(iTOT，其中总流量的第一分流A被引导离开过滤结构，总流量的第二分流％与添加剂一起返回提取室，使得如果总流量(iTOT仅仅是由从过滤结构排出的第一分流仏组成，则提取室中的流动相对于以别的方式在该提取室中形成的流速增加至少50%。为了确保对整个提取室进行全面冲洗，在该方法中，从提取室的下部获得总流量 Qtot ；同时总流量的第二分流Α与添加剂一起返回提取室的上部。由此，还可以排出沉降在提取室的下部的大颗粒、沉积物和纤维积聚物。在根据本发明的方法的优选实施例中，根据表示第一分流A的流量的参数，第二分流％对流量进行调节。第一分流由期望在蒸煮器中形成的蒸煮过程确定，并期望处于流量下限，以便维持过程中普遍的蒸煮条件。如果流量显示所提取的量开始下降时，例如因为提取室堵塞，则激活第二分流％。本发明不限于以上详细说明的实施例；在所附的专利权利要求的范围内可以进行多种变型。例如，如图5所示，具有多排过滤器的过滤器区段可以具有单个泵装置P1、单个再循环管路21和针对它们的单个控制器。倘若激活或增强对提取室的冲洗，则通向相关集流管的环流R1/C1被停滞，并且全部环流都能够返回再循环管路21，从而使得Qtot等同于第二分流％。带有添加剂的第二分流％中的流量级别能够被调节成使其处于Qtot的20%至 100%的间隔中，其中，在连续操作期间使用较低等级，当必要时或者处于某些预定时间时， 则激活强制性的较高等级。实施的示例具有三排过滤器的过滤器区段被定位在直径为細的蒸煮器上，每排过滤器的每个提取室的高度为1110mm，径向伸出120mm。于是提取室的容积为
8
V = 1110*ji*(40002-38802) = 3，295，794 升，即大约 3. 3 立方米。具有全部三排过滤器的过滤器区段的尺寸被设计成使得提取流量约为111 1/s, 最大流量约为143 1/s。这些流量分别相当于333. 9m3/h和514. 8m3/h。于是每排过滤器的流量为Qtot/过滤器的排数(339.6/3) = 113. 2m3/hQ而/ 过滤器的排数最大=(514.8/3) = 171. 6m3/h提取室中的液体的更替率为(113. 2/3. 3) = 34倍/每小时。这相当于约105秒
后更换一次液体。优选地，提取室中的流速增加至少50%。通过将被引导离开过滤结构(到C1/R1) 的第一分流A维持在37 1/s的同一水平，同时添加返回提取室的、刚刚超过18 1/s的第二分流Q2,使得通过出口支管和泵装置提取的总流量Qtot有所增加，同时蒸煮过程不受影响。 以这种方式，提取室中的流速增加50%，并且更替时间从10 减少到70s，同时降低了沉积的风险。通过持续增加A同时保持A的值不变，在这种过滤结构中能够获得以下改变
权利要求
1.一种防止连续蒸煮器的过滤结构发生堵塞的方法，包括提取过滤器(SC11),所述提取过滤器在所述蒸煮器的第一位置处被布置于所述蒸煮器的壁上，用于从所述蒸煮器的纸浆柱提取蒸煮流体；提取室(IOa)，所述提取室位于所述提取过滤器之外；出口支管(13a)， 所述出口支管被连接到所述提取室，以便对已经通过所述过滤结构从所述蒸煮器中的纸浆柱提取出并收集在所述提取室中的蒸煮流体进行提取；以及排出管路(22)，所述排出管路被连接到所述出口支管，用以对离开所述提取室的蒸煮流体进行输送，其特征在于，添加剂被直接加入所述提取室，当从所述提取室提取蒸煮流体和加入的添加剂时，添加剂阻止所述提取室的沉淀过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，添加剂被加入从所述出口支管提取的总流量(Qtot)的第二分流(Q2),所述第二分流直接返回所述提取室，所述第二分流(Q2)小于或等于所述总流量(Qtot)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，已经从所述出口支管提取的总流量0iTOT) 的第一分流Oi1)被引导离开所述过滤结构，由此所述总流量(Qtot)由所述第一分流Oi1)与所述第二分流( )的总和组成。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述蒸煮器连续操作期间，当准备消除所述提取室的堵塞时，定期地激活所述第二分流0 )的活化作用。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述提取室的一端提取所述总流量 0iTOT)，所述提取室的一端优选为所述提取室的下部，而且添加剂优选与所述总流量的所述第二分流0 ) —起被引入所述提取室的第二端，所述提取室的第二端优选为所述提取室的上部。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，添加剂优选与所述第二分流(Q2)—起进行的添加以这样的方式被调节，该方式取决于表示所述第一分流Oi1)的流量或PH值的参数。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被加入的添加剂影响所述提取室中的PH值，使得ρΗ值升高到至少10，优选升高到至少11。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，添加剂主要由白液组成。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，添加剂主要由从所述蒸煮器的第二位置获得的黑液组成。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，添加剂主要由从随后漂白车间滤出的碱组成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被加入的添加剂比所述提取室中的液体更热，而且所述添加剂完全地或部分地由水蒸气组成。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，添加剂主要由防止化学沉降物沉淀的化学物质组成，该化学物质优选为例如使溶液中的碳酸钙沉淀并防止碳酸钙沉淀到所述过滤器的表面上的二氧化碳等。
全文摘要
本发明涉及一种对来自连续蒸煮器中的过滤结构的流量造成影响的方法。为了避免过滤结构中的提取室(10a)发生堵塞，当从提取室提取蒸煮流体时，消除沉淀过程的添加剂(Ch)被直接加入到提取室。当从蒸煮器和过滤结构提取蒸煮流体时，或者当提取的蒸煮流体完全或部分地再循环回到提取室时，能够同时添加化学物质。
文档编号D21C7/14GK102245831SQ200980150051
公开日2011年11月16日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月13日
发明者乔纳·赛特拉森 申请人:美卓造纸机械(瑞典)公司