专利名称：用于纸、纸板、纤维板及类似产品的制方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于通过蒸煮植物和木材纤维使之成为用作纸、纸板、纤维板和其他含纤维产品原料浆的化学机械法连续生产纸浆的方法。本发明也很适于纤维素纤维的脱墨和洗涤、废纸的脱木素以及任意地可用于废纸的漂白。
几十年来纸浆一直是由熟知的亚硫酸盐或硫酸盐法生产。这两种方法在今天要求大规模的工厂才能经济地进行生产，并且为了利用这些方法生产纸浆而建造新的制浆厂是非常昂贵的。尽管如此，近年来在世界发达国家中还是新建了一些大规模的制浆厂，开工以后这些工厂经受了严重的经济亏损。
由本申请人于1988年2月12日提出的88，100，825号中国专利申请中，一种用于蒸煮植物和木材纤维和/或用于废纸的脱木素和任意地包括预脱墨，可能还包括后漂白，以得到适于作为含植物和/或木材纤维的纸、纸板、纤维板和纸制品原料的纸浆的方法已被公开并要求取得专利权。纤维原料被加入到蒸煮区并在其内在高温高压下，以淤浆的形式通过使用碱性蒸煮化学药品和氧以及任意地少量其他添加剂例如蒽醌进行蒸煮。此种蒸煮法以黑液形式除去的化学药品需进行沉积或进行化学品的回收。根据上面提到的国际申请的方法，其特征在于在蒸煮期和随意的漂白期间，纸浆和化学药品是以可泵送的淤浆形式通过使用浆泵经过一密闭的、连续的压力管路系统而被输送的，该泵同时被用来混合淤浆和化学药品的聚集体。当经过管路系统输送纸浆时，纸浆从其中压出液体而反复地被脱水，并在该法的每个脱水步骤之前，用来自下游脱水步骤中的和/或来自下游泵送步骤中的压出液体稀释纸浆。当纸浆经过管路系统被输送时，在各泵送步骤中它受到逐步增加的压力，并且在最后的脱水步骤之前，它被用在压力下供入的清水和/或漂白液所稀释，并随意地加以冷却。在加压蒸煮或脱木素体系的最后一次的脱水步骤之后，在压力系统的延续部分或者在从加压系统的冷或热放浆后而处于无压力状态下，纸浆被洗涤并随意地加以漂白。
本发明的目的是提供一种生产适于作为纸、纸浆、纤维板和其他含植物和/或木材纤维产品的原料的纸浆的方法。本发明方法是在一密闭的压力管路系统内逐级增加压力而进行的，它包括若干次连续的加压步骤，同时使用若干个供不同加压步骤的纸浆悬浮液用的循环回路，其目的是为了改善浓纸浆从一个加压步骤到后一个(较高的)加压步骤的转移。与在所说的第88，100，825号中国专利申请中公开的浓纸浆相比，它能确保改进通过处理装置的纸浆的流动性。本发明的另一个目的是加强纤维悬浮液的湍动，由此促进纤维和处理液之间的反应速度，即与所说的中国专利申请相比，获得增加的“洗涤机械效果”。
因此，本发明涉及一种蒸煮和随意地漂白植物和木材纤维和/或进行废纸的脱木素和随意地脱墨，而得到适于作为纸、纸板、纤维板和其他含植物和/或木材纤维产品的原料的纸浆的方法。其中纤维原料被加到蒸煮区并在其内的高温高压下，以淤浆的形式，通过使用碱性蒸煮化学药品和氧以及任意地少量其他添加剂例如蒽醌进行蒸煮，其中从蒸煮过程中以黑液形式除去的化学药物，需进行沉积或从其中进行化学药品的回收。该方法的特征在于在蒸煮和任意的漂白期间，可泵送淤浆形式的纤维原料通过使用浆料泵而被引入到一密闭和连续的压力管路系统中，浆料泵同时也被用来混合淤浆和化学药品的聚集体，当含纤维的淤浆通过管路系统时，通过从其中压出液体而被反复地脱水，除了在本法中最后一次脱水外，在每次脱水之前，含纤维的淤浆被来自下游的脱水步骤中和/或下游泵送步骤中反回的压出液所稀释，当含纤维的淤浆经过管路系统时，在三个或更多个的泵送步骤中它受到逐步增加的压力，并且在最后一次的脱水步骤之前，用在压力下供入的清水和/或漂白液所稀释，并随意地加以冷却，在压力管路系统的最后一次脱水步骤之后，得到的纸浆在压力管路系统的延续部分或者在从压力管路系统的冷或热放浆后而处于无压力状态下被洗涤并随意地加以漂白。其中在第一和最后的加压步骤中间的每一加压步骤中，至少保持两个循环回路，并且通过同一循环泵进行循环，由此使其中的一个循环回路进行主要是含纤维淤浆的循环，而在另一个循环回路中主要是处理液进行循环。处理液从在下游的脱水-浓缩装置的含纤维淤浆中除掉，并由该处再循环到所说循环泵的吸入侧;在所说的吸入侧处理液与在所说的一循环回路中循环的含纤维淤浆混合。
本发明也与为实施本发明方法而在压力管路系统中使用的低浓度含纤维淤浆的连续脱水、脱气和浓缩的装置有关，该装置包括一设计用作水力旋风器的多孔脱水管，并在其周围装有封闭的夹套;用于含低浓纤维淤浆导入到多孔脱水管一端的装置;一个以同心轴排列在多孔脱水管中的小脱水排气管，它与多孔脱水管一起能获得组合效果在含纤维淤浆通过多孔脱水管的筛孔时，脱水排气管和多孔脱水管对含纤维淤浆同时进行脱水，使在多孔脱水管中的含纤维淤浆通过以同心轴排列的小脱水排气管的筛孔进行气液分离，并从小脱水排气管中抽出气体，以及通过导入到脱水装置中所说的含纤维淤浆对它们的冲洗而清洁小脱水排气管的多孔外表面和多孔外脱水管的内表面的筛孔。外脱水管进口的另一端就是含浓缩纤维淤浆的出口。
根据为实施本发明而在压力管路系统中使用的含低浓纤维淤浆的连续脱水、脱气和浓缩装置的另一个具体例，它包括一设计用作水力旋风器的外管;用于含低浓纤维淤浆导入到此外管一端的装置;一个以同心轴排列在外管中的小脱水排气管，此脱水排气管在将含纤维游浆引入外管时能产生同时脱水和脱气的组合效果，并通过较小的以同心轴排列的脱水排气管上的筛孔抽出气体和处理液，以及通过连续地导入到外管中所说的含纤维淤浆冲洗小脱水排气管的多孔外表面而使其清洁。外管进口的另一端就是含浓纤维淤浆的出口。
在附图中
图1为实施本发明方法的机械组合系统的一个例子，它由一闭合的压力管路系统组成，管路系统内部又被分成若干部分相同的加压步骤，其压力从图左向右增加。
图2显示实施本发明方法用的脱水装置。
图3显示实施本发明方法用的另一个具体的脱水装置。
图4显示一个被包括在实施本发明方法的系统中的内部纤维选料装置。
图5为本发明加压脱水装置中使用的三种管筛孔图。
图6显示一根据本发明的具体的管状加压脱水装置，它被用于实施本发明的方法。
图7为本发明的另一个具体的管状加压脱水装置。
图8为实施本发明方法用的另一个闭合的压力管路系统，其中，根据本发明的脱水装置，已交付实际使用。
图1显示一个用于实施本发明方法的机械给合系统，其形式为一闭合的压力管路系统1，其内又分成若干部分相同的加压步骤，在图中它们分别以数字2、3、4、5和6表示，从2至6压力逐步增加。
为了由碎浆机7向闭合的压力管路系统供入纤维原料，将来自碎浆机的纤维原料经过泵8、纤维悬浮液除砂器9和止回阀10送至压力管路系统。泵8为普通结构的浆料泵，并将来自碎浆机7的受压纤维悬浮液的压力调整到加压步骤2的值。
在加压步骤2与3之间的过渡区装有脱水装置11(详见图2)，它接收经过管52来自止回阀10的纤维悬浮液。脱水装置11包括管状进口12延伸成为管状多孔脱水件13，脱水件13带有一个将其包围的外室14，外室14借严密的间壁15而与冲洗室16相隔离，冲洗室16装有纤维悬浮液的出口17。进入到脱水件13的纤维悬浮液是经由管18(冲洗管)而被泵入的。脱水装置装有处理液出口19，而处理液是穿过脱水件13的筛孔被压出的，冲洗管18的直径小于脱水件或管17。
此外，如图1所示，除了加压步骤2和6外，每一独立的加压步骤都是由容器20、泵21、溢流或减压阀(PIC阀，即压力指示控制阀)22和23、止回阀24组成。在泵21的吸入侧供从供料装置26经止回阀25提供的蒸煮或脱木素的热(蒸汽)和化学药品。
最后的加压步骤6的特点是经受脱水装置从压力系统中排出纸浆料塞形式的浓纸浆。脱水装置的结构从图3可以看出，它由位于小室29中的锥形脱水管28组成。当两阀门30和31关闭时，由外部驱动件33操作的液压活塞32将向图3的右边移动，压迫处理液通过连接管34进入到室29中，然后穿过锥形管28上的筛孔，并使在脱水管28中形成的锥形纸浆料塞部分压出，料塞经过管35和卸料件36而被排出，卸料件由可控压力装置37例如气压波纹管进行压力调整。
位于纸浆系统和液压活塞32之间的连接管38有助于从系统中压出纸浆料塞，管28可以具有与图5中所示的用于脱水装置11相同形式的筛孔。
清水经止回阀39(见图1)被压到处理系统中，其量由调节器R240控制。
在实施本发明的压力管路系统中，如图1所示，设有接合件41。如果希望的话，接合件41可以包括一个简单的内部纤维筛选装置。随意的纤维筛选装置41的操作方式示于图4。纤维筛选装置41包括一根被小室43包围的多孔管42，室43与液压缸44相通，液压缸44随控制压力的驱动器45的运动而动作，并且当用泵21将纸浆悬浮液泵入到管42时，引起纸浆悬浮液经过管42的筛孔作往复运动。含粗纤维部分的悬浮液将被管42上的筛孔留住并返回到有关加压步骤的主循环回路，而含细纤维部分的悬浮液将从室43经过支管52通过下一个脱水装置11′(见图1)。在脱水装置11′中悬浮液被压出并返回供在加压步骤3中循环，它由止回阀24经过止回阀24和连接55之间的连接管54到泵21的吸入侧进行循环，连接管55是从罐20通向泵21的。因此，借助于同一循环泵21在加压步骤3中维持两个循环回路，即为来自脱水装置11的纤维悬浮液的循环回路，来自脱水装置11的纤维悬浮液经过容器20、再经过位于容器20和泵21之间的管55，然后进入到泵21并由泵21到接合件或纤维筛选装置41，从那里经过减压阀或溢流阀(PIC阀)22而返回到脱水装置的脱水件13(见图2)中;加压步骤3的第二个循环回路为纸浆悬浮液由接合件或纤维筛选装置41分流，然后经过管52进入到脱水装置11′的脱水件13中，穿过多孔件13的筛孔(见图2)被压出的悬浮液返回到止回阀24，并从止回阀24经过连接管54进入到位于容器20和泵21吸入侧之间的连接管55，由此使悬浮液从脱水装置11′返回并在管55中与来自容器20的纸浆悬浮液相混合。根据附图1，在加压步骤4和5中各维持两个循环回路。因此，在加压步骤3、4和5中的每个加压步骤中，仅借助在其中的一个循环泵21而维持两个循环回路。
图5分别显示出用于脱水装置11、11′和11″的脱水件13(见图2)的三种不同的管筛孔46、47和48。
一层或多层的多孔材料被附着在管状脱水件13的内壁上(见图2)，多孔材料最好为薄的多孔金属片或箔，或者是不同细度并由塑料或金属丝制成的纺织布。在图5中显示出在其管壁上带有具体的筛孔48的管状脱水件13。编织网49为一种能耐管状脱水件内过压的线制成的较粗的网，而网50是由细得多的线制成的并且与网49相比具有更密实的纤维结构，网50主要的过滤能力是将来自纸浆悬浮液的纤维留着在过滤网上。两张网49和50一起被附着在管状脱水件13的内壁上，而粗网49离管状脱水件13的内壁最近。
图6显示出另一个用于实施本发明方法的具体的管状加压脱水装置，它能取代或与脱水装置11一起使用。在用于实施本发明方法时，与使用脱水装置11相比，优选使用图6所示的加压脱水装置。图6的脱水装置主要被设计用作水力旋风器，但它还包括一些附加另件以确保导入到脱水装置中的纤维悬浮液的同时脱水和分离气体的组合效果，在图6的脱水装置中，通过导入到脱水装置中的纸浆悬浮液连续地冲洗多孔网面，而同时进行了多孔网面的清洗。
泵送压力和旋风分离器的结构一起作用使导入到其中的纸浆悬浮液处于旋转和/或湍动状态。脱水不仅发生在穿过脱水管64(旋风分离管)的多孔件66的径向向外方向，同时也发生在穿过直径小于管64并以轴向排列在旋风分离管64中的管67的多孔件68的径向向内方向上。气体也从悬浮液中分离，并穿过管67的多孔件68逸出，而管件66和68上的筛孔通过新鲜悬浮液对管件66的内表面和管件68的外表面的连续冲洗而保持清洁。
经过管60(见图6)纸浆悬浮液被泵入到分配室61，并由此经过孔62以切线方向或径向喷入脱水管64中，根据图6，脱水管64被管状夹套63部分包住。管64的端部收缩成为中空的锥体72，并接到已脱水和部分脱气的纸浆悬浮液的出口管65。
在夹套63中管64的管件66被钻成与前面附图5中相同形式的筛孔;多孔管件66的内表面装有多孔金属片和/或一层或多层编织网49、50(见图5)。
安装在管64内的小管67的多孔管件68也钻成如上述图5中公开的相同形式的筛孔。然而多孔管件68在其外表面上还放置有多孔的金属片或金属箔和/或编织网。
由于被导入到图6脱水装置中的纸浆悬浮液在脱水管64内旋转和/或湍动，而脱水管64在其靠近纸浆悬浮液进入到脱水装置的引入端具有类似于小管67无筛孔外表面那样平滑的内表面，因此，纸浆悬浮液的较重组份，即纤维和纤维碎片将沿着多孔管件66的内表面而被优先收集。
优选在压力管路制浆系统的端部或靠近端部处添加到纸浆悬浮液中的气体(如氧气)由于受到在图6的脱水装置中产生的离心力而被优先收集在内管67的外表面附近，然后与纸浆悬浮液一起穿过管件68的筛孔进入到管67中。此种悬浮液和气体的混合物经过管67进入到管71中，管71是由内管从远离其端69的另一端延续而形成的，在管71中，来自管67的悬浮液和气体与经过管70由管64、66和围绕夹套63之间空间逸出的悬浮液相混合，混合的悬浮液经管71向制浆过程起始点方向输送。
在以上有关的附图6中公开的脱水装置能自动地返回气体，主要包括氧，并在整个制浆过程中以与纤维流相反的方向将气体加到纸浆悬浮液中。在高压下将气体加到过程的末端，因此气体将自动地被送到压力渐降的各步骤中，同时其体积稳定地膨胀，这是本法的一个特点。而且，这种加气方式也能确保气体的最佳影响，以及在处理期间利用气体。
脱水的浓纸浆经过管65离开图6的脱水装置，并被输送到用来将纤维悬浮液返回到所说脱水装置的循环泵21的进口。
管64和67的管件66和68的穿孔度相互可以独立地变化，在整个管表面上可从没有穿孔到全部穿孔之间变化，这取决于上述纸浆生产要求的脱水效果和分离效果。然而，管64、67中必须有一根总是具有多孔件66或68。
如果内管67没有多孔件而且其端部是被封闭的，由于液体可通过管件66的筛孔而从纸浆悬浮液中除去，因此，纸浆脱水可以实现。从另一方面来说，如果仅仅内管67被钻孔(在68处)，即外管64未被钻孔，外夹套63就成为多余而可省掉，此时外管64将起围绕内管67的夹套作用，气体和液体将完全靠通过其端部69被封死的内管67中的筛孔(在68处)而从纸浆悬浮液中除掉。来自纸浆悬浮液的气体和液体从内管67的靠近与封闭端69相反的开口端处除去，经过管71从纸浆悬浮液中除去的气体和液体将通到过程的上游加压步骤(即低压步骤)。这种具体的脱水装置被示于图7中，由图7可以看出图6中的夹套63已被删去，并被外管64所代替，此时外管未被钻孔。实际上整根内管67被钻孔(在68处)，而内管67的末端69被封死。
当使用金属片或箔作为脱水管64和/或67的多孔网时，多孔的金属片或箔最好是由电解法制得的，它由纯金属最好是镍组成。当使用处理化学药品时，如在使用氨与贵金属时，化学药品与镍形成络合物。
箔的厚度可在70～150微米之间变化，筛孔分布最好在120～200目的范围内。在要求高过滤效率的场合就使用高目数的网目。
筛孔直径最好在30～120微米之间变化，这取决于被处理纤维的类型和生产上的要求。
多孔金属箔的孔面积最好在占总网表面积的7～30%之间变化。
当使用纺织纤维品而不是多孔金属箔网时，可以使分布范围为115～230目的合成纤维品;合成纤维线的直径为35～70微米，由此种线得到的网眼宽度为160～60微米，孔面积占30～50%。
作为多孔金属箔或纺织纤维网的支持物可以使用由耐酸线编成的10～20目的编织网。网纹布被压贴在最好是耐酸材料例如SIS2343的多孔管上，穿透管子钻有直径为7～20毫米的筛孔，然后管子经过电解抛光处理。
围绕多孔管的夹套63最好是由相同的耐酸材料制成。
在压力系统中与液体接触的其他表面，例如在泵、容器、螺旋(或活塞)压榨器和管道中的表面均可从适于在化学药品中使用的、耐磨和满足最终纤维产品纯度要求的常用的已知材料中选择。
图8显示为实施本发明方法用的另一种具体的压力管路制浆系统。根据图8以数字63标识的脱水装置属于图6或7所示的一类，它用于加压步骤3、4、5和6的每一加压步骤，以代替图1中所示的脱水装置11、11′和11″。来自碎浆机7的纸浆悬浮液再次被浆泵8经过筛选装置9导入到加压步骤2，并从加压步骤2进入到加压步骤3和循环泵(浆泵)21。由浆泵21(加压步骤3的)纸浆悬浮液被泵送到容器20，并从容器20进入到脱水装置63。从脱水装置63中的纸浆悬浮液分离出的液体和气体经过减压或溢流阀23(PIC阀)返回到加压步骤2，从脱水装置63移出的已脱水的浓纸浆悬浮液经过止回阀并导入到由加压步骤2通向加压步骤3循环泵21的纸浆悬浮液管中。由处于循环泵21和容器之间的连接管分出一支管，经过支管将纸浆悬浮液供入到用来进一步脱除纸浆悬浮液水份的脱水装置81，将从脱水装置81中压出的液体返回到循环泵21的吸入侧。脱水装置81可由一已知结构和操作方式的加压螺旋压榨机或加压活塞压榨机组成，因此在图8中对它未予详细的显示。来自脱水装置81的已脱水的浓纸浆悬浮液被送到本过程的下一个加压步骤，例如从加压步骤3送到加压步骤4。在加压步骤4中，来自加压步骤3的脱水装置81的脱水的浓纸浆悬浮液在从加压步骤3的脱水装置81通向加压步骤4循环泵21的连接管中与来自脱水装置63并经过装在脱水装置63和上述连接管之间的止回阀的脱水纸浆悬浮液相混合。于是，在加压步骤3、4、5和6的每一个加压步骤中，仅通过一个循环泵21也维持了纸浆悬浮液的两个循环回路，即一个是来自脱水装置63的脱水纸浆悬浮液进入到循环泵21，从循环泵21进入到容器20，然后返回到脱水装置63;另一个是来自处于循环泵21和容器20之间连接管中的纸浆悬浮液由支管送到脱水装置81，在脱水装置81中压出的悬浮液体从脱水装置返回到泵21的吸入侧，然后进入到泵21中。
根据图8所示的实施方案，从一加压步骤到另一加压步骤的含纤维悬浮液的浓度明显地高于使用图1所示的实施方案时相应的含纤维悬浮液的浓度。当使用图8的实施方案时，就获得与使用图1的实施方案时同样的处理效果而言，处理的级数即加压步骤的数目相对地要少。根据图8，从压力系统排出的成品纸浆的量是通过质量控制仪(masscontrol)80控制的。
纤维原料在如先前提到的中国专利申请中公开的压力管路系统中被制成可泵送的碱性悬浮液形式的纸浆，其绝干固形物含量为2～5%，最好为3～5%或2.5～3.0%。
通过泵8(见图1和8)，在不变的压力下将悬浮液经过筛选装置9、止回阀10而进入到压力系统。进口压力通过-PIC阀51(见图1)加以控制。
在压力管路系统的加压步骤3的脱水装置11(见图1)或63(见图8)中，纤维悬浮液受到第一次脱水。特别是根据图1，在脱水装置11(它已在上述有关的图2中公开)中悬浮液的液体由于压力将经过脱水装置11的脱水件13(见图2)的筛孔而滴出。脱水件13所用的筛孔型式如图5所示。
在脱水件13(见图2)中通过从纸浆悬浮液中压出处理液，并将它送到外围室14而连续形成浓纸浆，从室14压出的处理液经过出口管19排出。浓纸浆被纤维悬浮液稀释并从脱水件13中冲出，而纤维悬浮液是由泵21经过PIC阀22和经过脱水装置11的进口18而进入到脱水装置11的，随后被冲出和由此被稀释的纸浆经过冲洗室16和出口17进入到容器20，并从容器20经过管55进入到泵21。因此，在加压步骤即在加压步骤3中，纤维悬浮液的循环回路是由进口管18、冲洗室16、出口17、容器20、泵21和PIC阀22组成。
循环回路的支管52将部分的循环纤维悬浮液输送到下一个脱水装置11′。在该脱水装置中发生如在前面的脱水装置11中发生的相同形式的脱水，然而，此时脱水是在比加压步骤3的泵21压力更高的压力下进行的。
如在图1中所示，在脱水装置11′中压出的处理液被返回到位于泵21吸入侧的止回阀24(在加压步骤3)，并从止回阀24将处理液导入到连接管55。通过连接管55将纤维悬浮液从容器20输送到泵21。由此，形成和维持了另外一个循环回路，在此回路中大部分处理液被循环。而处理液是在脱水装置11′中压出的，并在泵21的吸入侧被导入到管55中的，来自容器20的纤维悬浮液中。
在脱水装置11′中压出的可能过量的处理液通过溢流或减压阀23被排到低加压步骤，即加压步骤2。
来自供给装置26的蒸汽形式的热和化学药品是通过止回阀25进入到连接容器20和泵21的连接管55的，以这种方式它们被送到压力管路系统。
在加压步骤3、4和5的每一加压步骤中保持两个循环回路，使之与上面所提到的国际专利申请的方法相比，能在每一加压步骤中引起湍动和更快的化学反应。泵21促进纤维悬浮液通过处理系统。在该系统中纤维悬浮液受到间歇的浓缩，接着是制浆和稀释浓纸浆。
在脱水装置11′、11″等中所压出的处理液，在脱水装置返回到止回阀24，并从那里经过管54而进入到管55(见图1)。在管55中它与在纤维悬浮液回路中通过泵21而循环的纤维悬浮液相混合，并由此将在脱水装置11′、11″中脱水的纤维悬浮液分流出。在脱水装置11′、11″中所压出的部分，即过量的处理液经过可控溢流阀23而被送回到下一个在前的低加压步骤。所以，在脱水装置中被压出的全部处理液，在经不同加压步骤循环后，将以与纤维流相反方向流回到处理过程的起点。其详细情况已被公开在上面提到的，作为参考而在本文中引用的国际申请中。
在上面提到的国际申请中还公开了几种从压力管路系统的最后加压步骤中排放纸浆的方法。这些方法和其中所公开的排放装置也能用于附图1系统和其后的处理装置中。
然而，在图1中还显示出一种排放装置的新设计。与上面所提到的国际申请中公开的脱水装置相反，这种排放装置是间歇操作的并随液压活塞32活动而动作。根据使所形成的纤维料塞向前并经过管35向出口装置本身移动所需的每次活塞运动的距离，确定活塞的行程，并由此确定在锥形管(见图3)中穿过筛孔的回流液量。出口装置可包括如图1和3所示的载压可拆锥36，或可包括一块压靠在出口的板件(在图中未示出)。然而，根据图8，排放装置为螺旋压榨机或活塞压榨机81，在从压力系统排放纸浆之前，它使纸浆悬浮液浓缩。
在图1和8中所示的液体循环管路和液体返回管路上的阀门是由压力控制的自动阀门，它们在给定的压力下会自动地打开。当实施本方法时，由于在各步骤或阶段的压力增加，因此这些阀门会自动地调整处理液通过过程的回流量，并由此自动地调整纤维流和处理液之间的逆流量。所说的回流量和逆流量可根据经过调节器R2而被压入到过程最后步骤中的液体(例如水)量来决定。
(通过R2)加入的清水量也将决定自系统(经图1和8的调节器R1)排出的废处理液的量，由此决定废处理液的固体浓度。
位于图1和8中所示的不同加压步骤之间的压控自动阀22、23除了被用于自动控制经过过程的回流处理液并由此自动控制纤维流和化学药品之间的逆流外，还被用来控制回压，并由此控制经过各加压脱水装置后的压降，即压控自动阀将被用于控制脱水程度或纸浆的压出液体量。
当本发明的方法包括蒸煮、洗涤、漂白和洗涤时，本发明方法使用的一些化学处理条件被列于下表1中。
从表1可看出，当蒸煮时，根据所加入的纤维原料可使用从90到150℃变化的温度;作为蒸煮化学药品使用的有氢氧化钠或氨、氧和随意地辅助用蒸煮添加剂如蒽醌(AQ)。随所供应纤维原料的不同，总蒸煮时间在10～90分钟内变化。然而就废纸而言，在2～40分钟内就能达到令人满意的脱木素和任意的脱墨。
漂白是在使用氯气、O2、过氧化物(氧漂)或O3的碱性环境中进行。漂白期间的温度保持在70～120℃。处于蒸煮和漂白之间的洗涤可在70～140℃的温度中进行;洗涤时间可在0.5至10分钟变化。在漂白之后进行最后的洗涤，从表1可看出，在整个过程中纤维和液体流彼此以相反方向输送。由于整个过程是在整套的、闭合的压力管路系统内进行的，因此氨也适于作为蒸煮化学药品。因此，属于本发明方法的系统可以称之为“管式制浆系统”或简称为“TPS”法。
在实施本法期间，泵21实现蒸煮液和化学药品的再循环和再使用，而且还对新添加到蒸煮液中的化学药品和气体进行混合与分散，由于泵21的搅伴从而在系统中起强力的“洗涤机作用”，而且能最佳地利用热和化学药品。
在实施本发明的TPS法中所用的逆流原则能够实现各种印刷废纸的脱墨，而无须使用额外的机械辅助设备。借助添加至过程特定的化学药品促进了脱墨;脱墨可在浆料脱木素之前或完成脱木素时进行。如果希望的话，接着对浆料进行漂白。一种适用的能增强脱墨效果的化学药品是非离子的表面活性的壬基酚碱性氧化物加合物。
应用本发明的方法使纸浆降压到大气压之前未被冷却到100℃以下的条件下，使纸浆从压力系统中排出还可制得所谓的“爆炸法纸浆”。关于这一点本发明方法的独特之处在于它还能在较高的压力系统的压力例如15～20巴(这取决于系统中的循环泵数目)和较低的压力系统温度即110～150℃下使纸浆“爆炸”，因为TPS法所用的压力和温度相互能独立地选择，即与传统的纸浆生产法大不相同。在传统的制浆法中压力和温度是由常用的饱和蒸汽决定的。在本发明的过程中，低温和高压相结合的优点在于与在15～20巴这样高的压力，相应非常高的饱和蒸汽温度的情况所受到的化学处理相比，纸浆受到缓和得多的化学处理。本法中所用的高压确保添加到过程中的气相添加物发挥高的效能。
压力增加必须依靠开动串联的每一循环泵来实现，即每一泵送步骤的压力增加可处在0.5～10巴的范围，最好不超过5巴。
图8的实施本法的具体装置优于图1的实施本法的具体装置，就脱水装置而言，图7的脱水装置优于图8的脱水装置63。
权利要求
1.一种蒸煮和随意地漂白植物和木材纤维和/或进行废纸脱木素和随意地脱墨而得到适于作为纸、纸板、纤维板和其他含植物和/或木材纤维产品的原料的纸浆的方法，其中纤维原料被加到蒸煮区并在其内在高温、高压下，通过使用碱性蒸煮化学药品和氧以及任意的少量其他添加剂例如蒽醌以碱性淤浆的形式进行蒸煮；其中从蒸煮过程中被除去的黑液形式的化学药品需进行沉积或进行化学药品的回收；该方法的特征在于在蒸煮和随意的漂白期间，可泵送淤浆形式的纤维原料借助浆料泵而通过一密闭和连续的压力管路系统，浆料泵同时也用来混合淤浆和化学药品的聚集体；当含纤维淤浆通过管路系统时，通过从其中压出液体而被反复地脱水，除了在本法中的最后一次脱水外，在每次脱水之前，含纤维淤浆被来自下游脱水步骤中和/或由下游泵送步骤中返回的压出液所稀释，当含纤维淤浆通过管路系统时，在三个或更多个的泵送步骤中，它受到逐渐增加的压力，并且在最后一次脱水步骤之前被在压力下供入的清水和/或漂白液所稀释和随意地加以冷却；在压力管路系统的最后一次脱水步骤后，得到的纸浆在压力系统的延续部分或者在从压力管路系统的冷或热放浆后而处于无压力状态下被洗涤和随意地加以漂白；其中，在第一和最后的加压步骤中间的每一加压步骤中至少保持两个循环回路，并且通过同一循环泵进行循环，由此使其中的一个循环回路进行主要是含纤维淤浆的循环，而在另一个循环回路中主要是处理液进行循环，处理液是从下游的脱水-浓缩装置的含纤维淤浆中除掉的，并由该处再循环到所说的循环泵的吸入侧，在所说的吸入侧，处理液与在所说的一循环回路中循环的含纤维淤浆相混合。
2.如权利要求1的方法，其特征在于除了在本法的第一加压步骤外，在每一加压步骤中保持两个所说的循环回路。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于所说的另一个循环回路主要是指从含纤维淤浆中除出的处理液的循环回路，它是通过分流出部分在所说的主要是含纤维淤浆的循环回路中循环的含纤维淤浆，使分流出的含纤维淤浆在脱水装置中脱水，然后将在脱水装置的含纤维淤浆中除出的处理液返回到为维持所说的两个循环回路用的泵的吸入侧而形成的。
4.如权利要求3的方法，其特征在于在所说的脱水装置中形成的脱水的浓含纤维淤浆从所说的脱水装置中排出，而在本法的相邻的下一较高压力的加压步骤形成所说的主要包括含纤维淤浆的循环回路。
5.如权利要求3或4的方法，其特征在于在所说的脱水装置中，含纤维淤浆既被脱水又被脱气。
6.如权利要求3或4的方法，其特征在于脱水的浓纤维淤浆从所说的脱水装置81通到相邻的下一加压步骤的循环泵21，并在所说的泵21的吸入侧与从所说的相邻的下一较高加压步骤所说的脱水装置81中压出的处理液相混合，所说的浓含纤维淤浆和压出的处理液的混合物从所说的泵21被循环到所说的下一较高压力的加压步骤中的脱水装置63，在较高压力的加压步骤的脱水装置63中，浓含纤维淤浆和压出的处理液的混合物被同时脱水和脱气，然后从在所说的脱水装置63中所说的混合物中被除出的气体和液体的混合物返回到相邻的前一加压步骤，并在所说的前一加压步骤的浆料泵21的吸入侧掺合到所说的相邻的前一加压步骤的浓含纤维淤浆中。
7.一种用来实施权利要求1～6中任一方法的在压力管路系统中使用的低浓度含纤维淤浆的连续脱水、脱气和浓缩装置，其特征在于该装置包括一设计用作水力旋风器的多孔脱水管64，并在其周围装有封闭的夹套63;将低浓度含纤维淤浆导入到多孔脱水管64一端的装置(60、61、62);一个以同心轴排列在多孔脱水管64中的小脱水排气管67;它与多孔脱水管64一起能获得组合效果在含纤维淤浆通过多孔脱水管的筛孔时，脱水排气管和多孔脱水管对含纤维淤浆同时进行脱水，使在多孔脱水管64中的含纤维淤浆通过以同心轴排列的小脱水排气管67中的筛孔68进行气液分离，并从小脱水排气管67中抽出气体，以及通过导入到脱水装置中所说的含纤维淤浆对它们的冲洗而清洁小脱水排气管67的多孔外表面和多孔外脱水管64的内表面的筛孔;外脱水管64进口的另一端就是浓含纤维淤浆的出口(72、65)。
8.一种用来实施权利要求1～6中任一方法的在压力管路系统中使用的低浓度含纤维淤浆的连续脱水、脱气和浓缩装置，其特征在于该装置包括一设计用作水力旋风器的外管64;将低浓度含纤维淤浆导入到外管64一端的导入装置;一个以同心轴排列在外管64中的小脱水排气管67，此脱水排气管在将含纤维淤浆引入外管时能产生同时脱水和脱气的组合效果，并通过较小的以同心轴排列的脱水排气管上的筛孔抽出气体和处理液，以及通过连续地导入到外管64中的所说的含纤维淤浆冲洗小脱水排气管67的多孔外表面68而使其清洁;外管64进口的另一端就是浓含纤维淤浆的出口(72、65)。
全文摘要
一种蒸煮和随意地漂白植物和木材纤维和/或进行废纸的脱木素和随意地脱墨而得到适于作为纸、纸板、纤维板和其他含植物和/或木材纤维产品的原料的纸浆的方法，该方法是在一闭合的连续的压力管路系统中进行的，纤维原料以可泵送的碱性淤浆的形式通过使用泵导入到压力管路系统中。
文档编号D21C5/02GK1042388SQ8910634
公开日1990年5月23日 申请日期1989年6月24日 优先权日1988年6月24日
发明者西格德·福恩 申请人:西格德·福恩