Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания



Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания
Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания
Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания
Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания
Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания
Способ и устройство для промывки целлюлозной массы с помощью интенсифицированного всасывания

 


Владельцы патента RU 2608414:

АНДТРИЦ ОЙ (FI)

Изобретение относится к промывке суспензии волокнистого вещества, такого как целлюлозная масса, с помощью вакуумной барабанной массомойки. Способ и устройство для промывки содержащей твердые частицы суспензии с помощью вакуумной барабанной массомойки, содержащей барабан, снабженный фильтрующей поверхностью, основной источник разрежения, например, всасывающее колено, и промывочные трубы, соединенные с рамой массомойки. Поток промывочной жидкости, подаваемый первой промывочной трубой, направляется в контакт со слоем целлюлозной массы на поверхности барабана в точке, лежащей после градусов после поверхности суспензии, и разрежение, по меньшей мере на 0,1 бар превышающее разрежение основного источника разрежения, т.е., интенсифицированное всасывание, создают отдельным источником вакуума на фильтрующей поверхности в точке контакта первого потока жидкости и слоя целлюлозной массы или максимум за 10 градусов до этой контактной точки. Интенсифицированное всасывание можно применять также для ускорения окончания этапа фильтрования и этапа сушки. Фильтрат с этапа сушки можно использовать в той же массомойке как промывочную жидкость в первой или второй промывочной трубе. Изобретение обеспечивает возможность более свободной регулировки длительности этапов, осуществляемых в вакуумном барабанном фильтре, и условий, зависящих и от обрабатываемой целлюлозной массы, и от технологических требований, чтобы эффективно и непрерывно оптимизировать производство. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предмет изобретения

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки суспензии твердых частиц с помощью вакуумного фильтра. Более конкретно, изобретение относится к промывке суспензии волокнистого вещества, такого как целлюлозная масса, с помощью вакуумной барабанной массомойки. Вакуумная барабанная массомойка по существу используется для промывки небеленой массы, для промывки на этапе кислородной делигнификации, на этапе отбеливания и после сортировки на бумагоделательной машине.

Предшествующий уровень техники

Эффективность промывки, например, перед кислородной делигнификацией, важна для получения высококачественной целлюлозной массы. При отбеливании промывка на ранних этапах влияет на химический состав отбеливателя и качество целлюлозной массы. Для получения и поддержания адекватного качества и других характеристик процесса на постоянном уровне задают ряд ограничений для максимизации производительности вакуумных барабанных фильтров. Повышение общей производительности установки также может потребовать интенсификации обработки массы и повышения производительности, не жертвуя качеством. Наиболее преимущественно это достигается за счет усовершенствованного оборудования. Процесс обработки с помощью дорогого и стратегически важного устройства следует оптимизировать в отношении производительности, качества и издержек независимо от изменения условий, таких как смена сырья или изменение требований к качеству. Когда обработка целлюлозной массы требует множества последовательных этапов промывки, интенсификация промывки может даже позволить сократить количество этапов и устройств.

В массомойках с вакуумным барабаном давление внутри покрытой проволокой фильтрующей поверхности вращающегося барабана ниже, чем атмосферное давление с другой стороны. Это разрежение обычно создается с помощью всасывающего колена (погружного колена). Это разрежение втягивает суспензию целлюлозной массы из бассейна к фильтрующей поверхности, в результате чего фильтрат попадает в барабан, а отфильтрованная целлюлозная масса образует слой на поверхности барабана. Вращающийся барабан подает слой целлюлозной массы, на который воздействуют струи промывочной жидкости, на этап сушки и, далее, на скребок, который снимает этот слой, и, далее, на выгружающий шнек.

Фильтрат, проникший в барабан, течет по проходящей вниз струе, т.е. по всасывающему колену, в котором вес фильтрата генерирует разрежение, величина которого зависит от высоты погружного колена. Газ в фильтрате снижает количество жидкости во всасывающем колене и, следовательно, ее вес, что приводит к уменьшению величины создаваемого разрежения.

Перепад давления, создаваемый всасывающим коленом между внутренней и внешней сторонами фильтрующих поверхностей, увеличивается за счет гидростатического давления суспензии в бассейне. Если барабан снабжен трубами для фильтрата, подающими фильтрат во всасывающее колено, высота водяного столба в них уменьшает силу всасывания, приложенную к поверхности барабана, поскольку поток направлен вверх, когда труба для фильтрата находится ниже оси вращения барабана. Этот эффект аннулирует гидростатическое давление, когда трубы для фильтрата барабана заполнены. Над осью вращения барабана поток в трубах для фильтрата направлен вниз, в результате чего вес водяного столба усиливает всасывание. Этот эффект наиболее сильно проявляется на самой верхней поверхности барабана, если воздух, попавший в трубы для фильтрата, не уменьшит этот эффект.

Известное решение для обработки целлюлозной массы описано в публикации FI86963 (US 5264138). В этой публикации всасывание всасывающего колена направлено к всасывающей поверхности в секторе, составляющем приблизительно 240°. В этом решении внутри барабана вакуумного барабанного фильтра остается газ, который является вредным для всасывающего колена и отводится по отдельному каналу в клапане всасывающей головки за пределы барабана. В публикации FI87538 (EP 0442697) описано всасывание, создаваемое разными насосами и устройствами, а не всасывающим коленом.

Недостатки предшествующего уровня техники

Ввиду увеличивающейся толщины слоя возникает существенная проблема удержания слоя целлюлозной массы на поверхности барабана на том этапе, когда слой целлюлозной массы находится непосредственно над поверхностью суспензии и не поддерживается барабаном, а в вертикальном направлении находится под барабаном. Слой целлюлозной массы отрывается от стороны барабана под действием силы тяжести, и на него не действует эффект всасывания. В это время трубы для фильтрата не интенсифицируют всасывание во всасывающем колене. На этом этапе консистенция слоя целлюлозной массы является самой низкой, и поэтому его прочность является наименьшей. Далее, на этом этапе жидкость в слое целлюлозной массы, вероятно, течет в направлении слоя или из него, и потоки суспензии в бассейне могут привести к отслоению слоя от барабана. Слишком ранняя подача сильного потока промывочной жидкости на поверхности слоя целлюлозной массы на поверхности барабана, до того как слой целлюлозной массы достаточно отвердеет на поверхности барабана, может привести к отслоению или иным повреждениям слоя целлюлозной массы. Эти факторы ограничивают толщину слоя целлюлозной массы и на практике препятствуют промывке в этой зоне. Если бы барабан был погружен в бассейн глубже своей оси, поверхность барабана всегда поддерживала бы слой целлюлозной массы снизу. Поэтому части этапов промывки и сушки оставались бы короткими по сравнению с этапом фильтрования.

В конце этапа фильтрования рядом с поверхностью суспензии нарастание слоя целлюлозной массы максимально замедляется, поскольку наибольшая толщина слоя препятствует потоку суспензии через слой целлюлозной массы. В этой ситуации, когда интенсифицирующие эффекты гидростатического давления в трубах для фильтрата барабана или в бассейне не действуют, величина разрежения существенно ограничивает увеличение толщины слоя целлюлозной массы.

Повышение частоты вращения автоматически уменьшает толщину слоя целлюлозной массы за счет сокращения времени фильтрования, а также длительность других этапов. Одновременно увеличивается центробежная сила, которая стремится оторвать отфильтрованный слой целлюлозной массы от поверхности барабана.

Разрежение, создаваемое во всасывающем колене, обычно составляет 0,1-0,4 бар. Обычно создаваемое им давление никак не регулируется, а перепад давления создается только силой тяжести. Разрежение может отклоняться от проектной величины из-за утечек воздуха и водяного пара, попадающих во всасывающее колено вместе с фильтратом. Если разрежение изменяется, нельзя быть уверенным, что оно удержит отфильтрованный слой, если целью является получить слой максимальной толщины. Кроме того, в некоторой степени изменяется работа всех технологических этапов и результат промывки. Частота вращения, консистенция суспензии и уровень высоты суспензии являются наиболее существенными переменными, с помощью которых процесс можно регулировать для адаптации к изменениям величины разрежения, изменениям в сырье или в соответствии с качественными и количественными требованиями.

Увеличение перепада давления является самым простым способом увеличения производительности и интенсификации различных этапов. Однако такое решение имеет свои ограничения. Большой перепад давления может чрезмерно уплотнить слой целлюлозной массы, особенно, содержащей волокна, в результате чего его способность пропускать суспензию целлюлозной массы или промывочной жидкости снижается. Далее, повышенная абсорбция газа между волокнами или порами тонкоизмельченной целлюлозной массы в форме малоподвижных пузырьков препятствует сквозному потоку. Усиление всасывания усугубляет эту проблему, когда зазоры между волокнами и порами сжимаются и пузырьки газа растут.

К разным этапам предъявляются разные требования относительно интенсивности всасывания, поэтому единый уровень разрежения всегда является компромиссом. На этапе фильтрования требуемый уровень давления меняется из-за изменений в состоянии проволоки и толщины слоя, и он изменяется, когда поверхность барабана движется в бассейне. Вначале небольшой перепад давления через слой целлюлозной массы и фильтрующую поверхность является адекватным для создания потока фильтрата и даже одного лишь гидростатического давления, а слишком сильное всасывание приводит к чрезмерному проходу твердого материала сквозь фильтрующую поверхность. Увеличение толщины слоя целлюлозной массы увеличивает сопротивление потоку, и, в итоге, слой перестает утолщаться, пока не будет увеличен перепад давления.

Этап промывки направлен на вытеснение промывочной жидкостью жидкости внутри слоя целлюлозной массы, т.е. чистая жидкость течет из равномерного слоя промывочной жидкости на поверхности барабана в слой целлюлозной массы, и жидкость, находящаяся внутри целлюлозной массы, вытесняется сквозь проволоку и барабан. Из-за уплотнения слоя целлюлозной массы эта жидкость не проникает в слой и не вытесняет грязную жидкость в той же степени, в которой увеличивается перепад давления. Поэтому промывка более зависит от длительности операции, чем от перепада давления.

Всасывающее колено способно генерировать всасывание, которое является адекватным и для промывки, и для увеличения слоя, но тем не менее не мешает этим процессам за счет чрезмерного уплотнения слоя целлюлозной массы. Генерирование более сильного всасывания, если оно выполняется насосами, требует дополнительной энергии. КПД насосов ниже, чем КПД всасывающего колена, например, из-за испарения жидкости с захваченным ею воздухом. Подходящие насосы с большим объемным расходом достаточно дороги. Оперативные преимущества, достигаемые за счет более эффективного всасывания, требуют увеличенных инвестиций и эксплуатационных расходов. Сильное всасывание, достигаемое за счет удлинения всасывающего колена, может привести к излишней изменчивости всасывания из-за испарения воды и поглощения газов.

Промывочная труба, разбрызгивающая промывочную жидкость на слой целлюлозной массы, и точка разбрызгивания не могут находиться внизу рядом с поверхностью суспензии, поскольку это приведет к отслоению или повреждению отфильтрованного слоя. Сектор, в котором невозможно осуществлять промывку, начинается от поверхности и заканчивается в направлении вращения приблизительно через 10-15°. Этот сектор не используется для промывки, даже если в этом месте нельзя выполнять никакие другие технологические операции. После выхода на поверхность отсутствие жидкого слоя позволяет слою целлюлозной массы захватывать воздух. Поэтому в этом секторе текущая ситуация вредна для работы устройства.

Этап сушки между этапом промывки и этапом выгрузки требует адекватно широкого сектора для удаления жидкости. Это ограничивает длительность этапа промывки. Этап промывки начинается на верхней поверхности барабана, где труба для фильтрата лучше всего интенсифицирует всасывание всасывающим коленом. К концу этого этапа всасывание ослабевает по мере того, как трубы для фильтрата по меньшей мере частично заполняются воздухом, когда они опускаются.

Повышение производительности вакуумной барабанной массомойки потребует увеличения частоты вращения барабана, тогда как толщина целлюлозной массы, накапливаемой на его поверхности, останется почти неизменной или увеличится. Цель лучше всего будет достигнута, если можно будет увеличить и толщину слоя, и частоту вращения. Оба способа требуют дополнительной интенсификации этапа промывки, чтобы по меньшей мере сохранить качество целлюлозной массы на текущем уровне.

Повышение производительности вакуумного барабанного фильтра и улучшение промывки возможно и на существующем оборудовании, поскольку оно имеет длительный срок службы и высокую стоимость. Следует обеспечить возможность более свободной регулировки длительности этапов вакуумного барабанного фильтра и условий, зависящих и от обрабатываемой целлюлозной массы, и от технологических требований, чтобы эффективно и непрерывно оптимизировать производство. Существующие устройства не обладают возможностями для существенной регулировки.

Раскрытие изобретения

Для промывки суспензии, содержащей твердые частицы, в вакуумной барабанной массомойке было разработано новое решение. Целью настоящего изобретения является повышение производительности вакуумной барабанной массомойки и качества производимых твердых частиц, а также создание возможности управления ими и нахождение как можно более универсального решения проблем, ограничивающих достижение этой цели. Эта цель достигается способом и/или устройством, определенными в ограничительной части независимых пунктов формулы изобретения и реализованными так, как определено в отличительной части этих пунктов. В зависимых пунктах определены предпочтительные варианты изобретения.

Согласно настоящему изобретению на одном или более секторе барабана создается интенсифицированное всасывание, генерируемое отдельным источником разрежения, т.е. разрежение, которое существенно сильнее, чем разрежение, генерируемое основным источником разрежения, применяемым по меньшей мере на этапе фильтрования, подается на те сектора вакуумного барабана, на которых их эффект может быть использован в наибольшей степени. Интенсифицированное всасывание, осуществляемое в зоне, предшествующей начальной точке промывки, например, в конце этапа фильтрования и/или в начале этапа промывки, позволяет расширить зону, используемую для промывки, до сектора, следующего после подъема слоя целлюлозной массы на поверхность суспензии в бассейне, и тем самым увеличить длительность этапа промывки. Интенсифицированное всасывание преимущественно можно применять для интенсификации операций фильтрования, промывки и сушки.

Интенсифицированное всасывание создается с помощью одного или более отдельного источника (источников) разрежения или другого насоса (насосов). Для генерирования основного всасывания и вывода основной части фильтрата из вакуумного барабана можно использовать и известное всасывающее колено, а применение настоящего изобретения может компенсировать изменения давления и регулировку создаваемого уровня разрежения, в зависимости от отдельного источника разрежения и процесса.

Интенсифицированное всасывание наиболее предпочтительно создается на том секторе барабана, где этим всасыванием можно раньше инициировать этап промывки. Другими преимущественными секторами являются те, на которых слой целлюлозной массы достиг своей окончательной толщины и/или слой целлюлозной массы удерживается на барабане после того, как он поднялся над уровнем поверхности бассейна, и/или где происходит удаление воды для получения окончательной толщины. Сектора интенсифицированного всасывания, которые являются более широкими, чем перечисленные, не обязательно дадут какой-либо положительный эффект, поскольку объемный расход увеличивается, и фиксированные затраты и эксплуатационные расходы резко увеличиваются.

Поскольку в разных зонах интенсифицированного всасывания образуется разный фильтрат, применяются разные требования к величине давления, и фильтрат захватывает разное количество газа, то часто бывает полезно применять по меньшей мере частично разделенные и разные оптимальные источники разрежения по меньшей мере для части секторов, в которых осуществляется интенсифицированное всасывание. Уровни разрежения от общего источника для разных секторов можно регулировать, например, ограничивая расход газа и жидкости с помощью регулирующих клапанов.

При существующем оборудовании интенсифицированное всасывание можно генерировать и направлять на требуемые секторы барабана, просто внеся изменения в клапан всасывающей головки и каналы для фильтрата, соединенные с ней, и подключив соответствующие трубопроводы и источники разрежения к стороне всасывания. Таким образом, усовершенствования массомойки могут быть выполнены экономично и быстро, тогда как крупные центральные компоненты остаются без изменений.

Разные фильтраты, соединенные через каналы интенсифицированного всасывания, можно направлять на подходящие этапы технологического процесса либо в этом же устройстве, либо самые загрязненные фильтраты можно направлять на другое, на практике предшествующее в технологическом процессе устройство. Это сокращает как потребность в чистой жидкости, так и необходимость в очистке жидкости. Поскольку затраты и производительность очистных сооружений часто ограничивают применение чистой жидкости, применение самого чистого фильтрата в качестве промывочной жидкости как таковой увеличивает количество доступной промывочной воды. Это еще более увеличивает эффективность промывки.

Увеличение слоя целлюлозной массы можно интенсифицировать, направляя интенсифицированное всасывание из положения под уровнем поверхности в бассейне до того, как слой целлюлозной массы поднимется на поверхность. На этом этапе уплотнение и упрочнение этого слоя, вызванные усиленным всасыванием, способствуют, из-за эффекта задержки, тому, что толстый слой остается на барабане и позволяет раньше начать промывку. Далее, более толстый слой целлюлозной массы содержит меньше жидкости, которую нужно вытеснять на начальном этапе промывки, что улучшает результат промывки. После того как толстый слой целлюлозной массы поднимется из суспензии, с помощью интенсифицированного всасывания его можно лучше удерживать на барабане на начальном этапе промывки.

Благодаря эффектам интенсифицированного всасывания в массомойке, первую промывочную трубу в массомойке можно установить ниже, чем раньше, и эта труба предназначена для начала промывки целлюлозной массы как можно раньше, наиболее предпочтительно, начиная с уровня поверхности суспензии. Это предотвращает вредное проникновение воздуха в слой целлюлозной массы или сквозь него, и площадь поверхности и длительность этапа промывки максимизируются. Первая промывочная труба может быть выполнена подвижной и ориентируемой, и давление в ней и форму распыления можно менять для регулирования начальной точки промывки и устранения проблем, связанных с ней и с изменением уровня поверхности суспензии.

Если интенсифицированное всасывание нужно направить на секторы, расположенные по обе стороны от уровня поверхности суспензии, это наиболее преимущественно достигается с помощью общего канала на стороне всасывания. Фильтраты, приходящие из этих секторов, имеют почти одинаковое качество, и поэтому их можно направлять в один и тот же процесс или в контейнер. Предпочтительно, эта зона интенсифицированного всасывания сфокусирована так, чтобы средняя точка открывания клапана была расположена в точке, соответствующей уровню поверхности в бассейне, благодаря чему оба эти сектора, дающие особое преимущество, имеют приблизительно одинаковый размер. Разница в размерах между секторами может составлять 10° для оптимизации процесса.

На этапе сушки после последней промывочной трубы, где полоса целлюлозной массы сушится до окончательной консистенции, интенсифицированное всасывание дает чистые преимущества. Усиленное всасывание повышает выгружающую способность фильтра и, тем самым, уменьшает количество жидкости и примесей, содержащихся в целлюлозной массе. На этапе сушки уплотнение слоя целлюлозной массы, подвергающегося интенсифицированному всасыванию и поглощению воздуха, не мешает работе этого технологического этапа. Величина разрежения может ограничиваться, особенно при волокнистых материалах, слишком уплотненной и сухой массой, которая может быть настолько прочной и жесткой, что будет отслаиваться от барабана до того, как будет срезана скребком на этапе выгрузки. С другой стороны, интенсифицированное всасывание лучше удерживает слой целлюлозной массы на поверхности барабана, поэтому целлюлозную массу можно высушить до более сухого состояния, чем обычно.

Высокая густота выгружаемого материала является особенно преимущественной при промывке небеленой массы, которую после этого направляют на отбеливание, или в ситуации, где условия технологического процесса или разные этапы обработки существенно изменяются, например, изменяется рН или другая переменная. Благодаря интенсифицированному всасыванию, сектор, необходимый для этапа сушки, можно сузить, т.е. для этапа промывки можно выделить более широкий сектор, например, добавив лишнюю промывочную трубу или изменив поток или ориентацию струй промывочной жидкости.

За счет расширенного благодаря интенсифицированному всасыванию этапа промывки, длительность этапа промывки существенно увеличивается. Это также дает положительный эффект, поскольку длительность этапа промывки важна с точки зрения результата промывки. Если интенсифицированное всасывание направлено также на этап, на котором поверхность барабана все еще находится в бассейне, перед промывкой толщину слоя отфильтрованной целлюлозной массы можно увеличить и сделать ее гуще. Такие усовершенствования позволяют увеличить производительность, увеличив частоту вращения барабана и, таким образом, увеличив количество промытой целлюлозной массы, тогда как толщина слоя остается по меньшей мере неизменной, и одновременно сохранив прежней или доведя до требуемого уровня эффективность промывки. Сектор интенсифицированного всасывания также позволяет формировать более толстый слой целлюлозной массы и эффективно его промывать.

Фильтраты, выведенные из отдельных зон интенсифицированного всасывания, можно распределять и использовать, наиболее предпочтительно, в этом же виде или немного обработав различными технологическими процессами, наиболее преимущественно, в той же массомойке, или использовать как технологическую или промывочную жидкость на предшествующих этапах обработки. Фильтрат этапа сушки при интенсифицированной промывке наиболее подходит для использования в той же массомойке на начальном этапе промывки, например, в первых двух промывочных трубах. Различные варианты настоящего изобретения позволяют интенсифицировать промывку так, что на начальном ее этапе можно использовать жидкости с пониженным качеством, если это позволяют требования к качеству.

Если во всасывающей головке барабана для управления всасыванием и фильтратами применяется регулируемое позиционирование клапана, в различных ситуациях в дополнение к управлению степенью разрежения можно оптимизировать направление интенсифицированного всасывания. Направление интенсифицированного всасывания в зону более ранней обработки внутри бассейна увеличивает толщину слоя и, следовательно, производительность. Можно компенсировать изменения уровня суспензии. После подъема с поверхности суспензии прекращение интенсифицированного всасывания может позволить интенсифицировать промывку. Качество целлюлозной массы в бассейне, длина волокон и содержание волокон, а также изменения требований к качеству промытой целлюлозной массы наряду с изменениями условий можно регулировать, даже когда устройство работает в режиме регулируемой синхронизации. Если используется клапан, в котором поверхности, ограничивающие зоны, можно позиционировать раздельно, или имеются сменные компоненты клапана, создающие разную синхронизацию, начальная и конечная точки интенсифицированного всасывания могут регулироваться раздельно. Поэтому работу дорогой массомойки можно заметно интенсифицировать, регулировать и оптимизировать.

К преимуществам настоящего изобретения относятся следующие:

- улучшение результата промывки массомойки, при этом такой результат можно регулировать и поддерживать на постоянном уровне;

- применение большего количества промывочной воды и большей площади поверхности при промывке дает улучшенный результат промывки, благодаря чему достигается экономия расходов на отбеливание, улавливаются химикаты и уменьшаются выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду;

- минимизируется потребление энергии источниками разрежения;

- улучшается возможность регулирования процесса в зависимости от сырья и требований к конечному продукту;

- повышается качество промывки и готового продукта;

- снижается количество воздуха, попадающего в слой целлюлозной массы и в всасывающее колено;

- имеется возможность повышения производительности;

- уровень давления источников разрежения является более равномерным и регулируемым;

- фильтрат этапа сушки чище, и его легче повторно использовать;

- фильтраты разных уровней чистоты можно распределять по разным операциям для дальнейшего использования, что дает экономию воды и расходов на обработку жидкостей;

- этот способ можно применять на существующем оборудовании с небольшими изменениями.

Краткое описание чертежей

Далее следует более подробное описание изобретения со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг. 1 - осевое сечение вакуумного барабанного фильтра массомойки по предшествующему уровню техники.

Фиг. 2 - вакуумный барабанный фильтр массомойки и его функциональные этапы на виде с торца устройства, иллюстрирующем трубы для фильтрата.

Фиг. 3 - вакуумный барабанный фильтр массомойки по предпочтительному варианту настоящего изобретения на виде с торца, иллюстрирующем распределительный короб и трубки для фильтрата, а также сектора, которые получают преимущества от интенсифицированного всасывания.

Фиг. 4 - сечение клапана по предпочтительному варианту изобретения, регулирующего потоки газа и фильтрата.

Фиг. 5 - соединительный фланец с его трубопроводами, соединяющими клапан по предпочтительному варианту изобретения, регулирующий потоки газа и фильтрата, с всасывающим коленом.

Фиг. 6 - предпочтительный вариант вакуумной системы и циркуляции жидкостей.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показано осевое сечение вакуумного барабанного фильтра массомойки по предшествующему уровню техники. Фильтр соответствующей конструкции без этапа промывки описан в патентной публикации FI 86963 (US 5264138). Вакуумный барабанный фильтр массомойки состоит в основном из бассейна 10, либо с открытой, либо с закрытой кожухом верхней частью, и цилиндрического барабана 12, установленного на валу 14, концы которого установлены в подшипниках и который уплотнен относительно бассейна 10. Корпус барабана 12 содержит торцевые пластины 18, соединенные с выступом вала 14, и которые одновременно препятствуют попаданию суспензии внутрь барабана, и продольные отсеки 20 для фильтрата, посредством которых концы барабана скреплены друг с другом и которые образуют силовой каркас барабана. Крышка отсеков 20 для фильтрата может быть либо перфорированной пластиной, на которую помещена проволочная сетка, действующая в качестве фильтрующей поверхности, либо самой проволочной сеткой 21. Перфорированная пластина также может быть силовым элементом барабана. Общее количество отсеков 20 для фильтрата по окружности барабана обычно составляет 30-40. Таким образом, один отсек 20 для фильтрата занимает на окружности барабана сектор, равный 9-12°. Фильтрующая поверхность, соответствующая одному отсеку 20 для фильтрата, подвергается действию разрежения одной и той же величины.

Дно 22 отсеков 20 для фильтрата наклонено либо к одном концу барабана, либо от середины в обоих направлениях, в зависимости от длины барабана, которая обычно превышает пять метров. Трубы 24 для фильтрата соединены с дном 22 отсеков для фильтрата на том конце барабана, к которому наклонено дно этого отсека. Они направляют фильтрат в обычно коническую распределительную камеру 26. Трубы 24 фильтрата соединены с распределительной камерой 26 одним или двумя рядами. На поверхности распределительной камеры открытый конец труб фильтрата обычно имеет форму прямоугольника, что облегчает секторальное управление потоком и разрежением. Внутри распределительной камеры 26 поток фильтрата из труб направляется по распределительному каналу 43 клапана 40, расположенного внутри камеры, либо во всасывающее колено 90, либо в канал 28 вывода газа и фильтрата в атмосферу. Клапан 40 закреплен на месте и не вращается вместе с барабаном 12. Через клапан 40 можно направлять вытесняющую жидкость или газ под давлением в отсеки 20 для фильтрата на этапе V выгрузки.

На фиг. 2 показан торец барабана 12 массомойки по предшествующему уровню техники с направления всасывающего колена 90. На фиг. 2 показаны секторы I-VI фактических процессов массомойки. Разрежение, создаваемое всасывающим коленом 90, направляется на фильтрующие поверхности барабана 12, за исключением этапа V выгрузки и начального этапа I фильтрования. В массомойках поверхность 11 волокнистой суспензии в бассейне 10 в своей верхней точке находится обычно на уровне оси вращения барабана 12. Нормально эта поверхность находится ниже.

Вакуумная барабанная массомойка работает так, чтобы разные процессы происходили в разных секторах окружности барабана 12 и повторялись в определенной точке, когда барабан вращается с равномерной частотой. Сначала осуществляется начальное фильтрование I, когда трубы 24 для фильтрата заполняются отфильтрованной жидкостью под гидростатическим давлением и слой 30 целлюлозной массы начинает накапливаться на поверхности барабана 12. Затем, на этапе II соединяют всасывающее колено для вытягивания суспензии из бассейна 10, способствуя более эффективному фильтрованию и накоплению слоя 30 целлюлозной массы.

После того как слой 30 целлюлозной массы поднимется над суспензией, всасывание, создаваемое всасывающим коленом 90, удерживает его на поверхности барабана 12. Далее, на этапе III промывки промывочные трубы 60 и 70 создают слой промывочной жидкости на поверхности слоя целлюлозной массы с помощью струй 62 и 72 промывочной жидкости. Поскольку струи направлены в направлении 27 вращения барабана, кинетическая энергия промывочной жидкости и вращение барабана ограничивают скатывание промывочной жидкости по поверхности барабана в направлении, противоположном направлению вращения.

Положение промывочных труб 60 и 70 на фиг. 2 показывает, что этап III промывки начинается не в точке поверхности 11 суспензии, а выше, где интенсивный поток промывочной жидкости больше не может повредить слой 30 целлюлозной массы на поверхности барабана. В существующих массомойках первая промывочная труба 70 расположена довольно далеко от поверхности 11 суспензии, и поэтому этап III промывки начинается приблизительно через 10° или даже 15° после того, как слой 30 целлюлозной массы поднимется от поверхности 11 суспензии. Для создания адекватно широкого сектора для этапа IV сушки слой воды, создаваемый промывочными трубами 60, и, следовательно, этап III промывки, обычно не заходит за высшую точку барабана.

После этапа III промывки следует этап IV сушки, на котором из слоя 30 целлюлозной массы удаляют жидкость. После этого, на этапе V выгрузки слой целлюлозной массы соскабливают с барабана скребком 32. На этапе V выгрузки на поверхность барабана разрежение не подается, но съему слоя целлюлозной массы может способствовать подаваемая жидкость или воздух под давлением. Затем проволочную сетку промывают на этапе VI мытья проволочной сетки струями под давлением, создаваемыми форсунками трубы 75, после чего начинается новый этап I начального фильтрования.

На фиг. 3 показана вакуумная барабанная массомойка по предпочтительному варианту настоящего изобретения. На фиг. 3 показан торец барабана 12 в бассейне 10 со стороны всасывающего колена 90 и труб для фильтрата и отсеки в сечении. В отличие от фиг. 2, на фиг. 3 показаны сектора, в которых источники разрежения, не являющиеся основным источником разрежения, дают наиболее существенные преимущества. Технологические этапы I-VI, показанные на фиг. 2, также выполняются, и за счет интенсифицированного всасывания этап III промывки можно расширить, и промывку можно интенсифицировать. На фиг. 3 зона интенсифицированного всасывания распространяется на один или более из секторов А, В и/или С, где эффективное разрежение создается с помощью одного или более отдельных источников 100 разрежения, не являющихся основным источником разрежения, таким как всасывающее колено 90.

Для получения заметных полезных эффектов такой конструкции разрежение для интенсифицированного всасывания должно быть существенно выше, по меньшей мере на 0,1 бар выше, чем разрежение, создаваемое основным источником разрежения. Источник 100 разрежения, отдельный от основного источника разрежения, таким образом, должен иметь такую производительность, чтобы создавать такое разрежение, более высокое, чем разрежение, создаваемое основным источником. Такой уровень разрежения может быть регулируемым путем изменения рабочих параметров отдельного источника 100 разрежения. Максимальная интенсивность разрежения ограничена не только избыточным уплотнением слоя 30 целлюлозной массы, но и испарением жидкости в фильтрате из-за повышенной температуры.

Предпочтительно, интенсифицированное разрежение подается на сектор В для поддержания твердости слоя 30 целлюлозной массы в начальной точке промывки. Сектор В начинается в точке, в которой струя 72 промывочной жидкости попадает на слой 30 целлюлозной массы. Если первая струя 72 промывочной жидкости попадает на поверхность слоя 30 целлюлозной массы выше, чем над поверхностью 11 суспензии, можно отрегулировать интенсифицированное всасывание так, чтобы оно не начиналось до этой точки, если удержание слоя целлюлозной массы на поверхности не требует более ранней подачи интенсифицированного всасывания. Сектор В заканчивается, самое раннее, в точке, где обычно может начинаться этап III промывки, т.е. в направлении 27 вращения через 10° после поверхности 11 суспензии. Интенсифицированное всасывание можно создавать до сектора В, благодаря чему слой 30 целлюлозной массы уплотняется и лучше выдерживает начало промывки. Интенсифицированное всасывание может продолжаться до зоны обычного этапа III промывки, в зависимости от свойств промываемой целлюлозной массы и требуемых результата промывки и производительности.

Благодаря лучшей адгезии и уплотненности слоя 30 целлюлозной массы, первую промывочную трубу 70 можно расположить ниже, чем обычно, даже на уровне поверхности 11 суспензии, или частично или полностью ниже этого уровня. Начальной точкой этапа III промывки может считаться точка, в которой струя 72 промывочной жидкости, создаваемая первой промывочной трубой, контактирует со слоем 30 целлюлозной массы и в которой наиболее вероятно возникновение повреждений слоя целлюлозной массы. Благодаря поливу промывочной жидкостью, этап III промывки может начаться даже раньше. Такой по меньшей мере прерывистый полив можно расширить до уровня поверхности 11 суспензии.

Первая промывочная труба 70 предпочтительно может устанавливаться в разных положениях с помощью направляющих стержней или другим способом с возможностью перемещения в поперечном и/или вертикальном направлении, и/или ее можно поворачивать вокруг ее продольной оси так, чтобы оптимально направлять первую струю 72 промывочной жидкости. Далее давление нагнетания первой струи 72 промывочной жидкости и другие свойства струи могут быть регулируемыми. Средства такого регулирования могут быть ручными или механизированными.

В секторе В интенсифицированное всасывание не должно прекращаться в той точке поверхности, где это привело бы к повреждению слоя 30 целлюлозной массы. Следовательно, подача интенсифицированного всасывания из канала 41 (фиг. 4) клапана 40 на трубу 34 для фильтрата не может прекращаться, пока соответствующий отсек 20 для фильтрата не пройдет критическую зону полностью. Когда в секторе В нужно создать интенсифицированное всасывание, его наиболее безопасно можно прекратить только после того, как отсек 20 для фильтрата полностью выйдет из сектора В в зону III обычной промывки, показанную на фиг. 2, где слой 30 целлюлозной массы больше не будет повреждаться струями 62 и 72 промывочной жидкости. Если благодаря интенсифицированному всасыванию, созданному уже на этапе II фильтрования, слой целлюлозной массы адекватно уплотнился и упрочнился, интенсифицированное всасывание в секторе В не всегда будет критическим. Тогда интенсифицированное всасывание можно прекратить из-за эффекта задержки, например, уже в среднем за 10° до точки контакта струи 72 промывочной жидкости со слоем 30 целлюлозной массы.

В секторе А интенсифицированное всасывание ускоряет нарастание слоя 30 целлюлозной массы и, следовательно, повышает производительность устройства. Одновременно слой 30 целлюлозной массы уплотняется, и его густота увеличивается, что является существенным фактором для начала этапа III промывки сразу после этапа II фильтрования. Для того чтобы повышение производительности было существенным, ширина сектора А интенсифицированного всасывания должна быть равна по меньшей мере 10° и часто даже больше, чтобы добиться максимальной производительности.

Учитывая конструкцию клапана 40, наиболее предпочтительно удалять фильтраты из секторов А и В по общему каналу 41. Затем, на них подается то же разрежение. Положительный эффект интенсифицированного всасывания и в отношении результата промывки, и в отношении производительности будет оптимальным, когда сектора А и В имеют одинаковую ширину, или их ширина отличается не более, чем на несколько градусов.

Третий дающий положительный эффект сектор С интенсифицированного всасывания находится после последней промывочной трубы 60, на этапе V сушки, где слой 30 целлюлозной массы сушат и утолщают до консистенции, требуемой для выгрузки перед этапом VI выгрузки. Интенсифицированное всасывание не обязательно применять во всей зоне V сушки.

В секторе D вместо атмосферной дегазации можно использовать небольшое разрежение, если нужно ускорить удаление воздуха. Тогда этот этап может быть короче, и всасывающее колено можно открыть раньше и, таким образом, можно получить более толстый слой 30 целлюлозной массы. Такое разрежение можно создавать тем же источником разрежения, который применяется для интенсифицированного всасывания, или другим источником разрежения.

На фиг. 4 показано частичное осевое сечение барабана 12, основные элементы обычно конического клапана 40, расположенного внутри распределительной камеры 26 и управляющего потоками фильтрата и разрежения. Он уплотнен снаружи, поэтому разрежение всасывающего колена 90 или других источников 100 разрежения не может вытягивать суспензию из бассейна 10 или воздух из-под кожуха. В положении труб 24 для фильтрата барабана, где поток фильтрата направляется во всасывающее колено 90, клапан 40 открыт и действует в основном как продолжение всасывающего колена 90.

Клапан 40 имеет каналы 41 и 42, которые направляют интенсифицированное всасывание в секторы А и В и С и, соответственно, фильтраты и газы из них в трубы 53 и 55, соединенные со всасывающей головкой. Из тех секторов, которые не отделены перегородками, поток движется от труб 24 для фильтрата во всасывающее колено 90. От всасывающего колена 90 и друг от друга каналы 41, 42 и 43 отделены промежуточными стенками 34, внешний конец которых снабжен широкой торцевой поверхностью 36, конформной внутренней поверхности распределительной камеры 26. Торцевая поверхность 36 является уплотнением между соседними областями с разным уровнем давления так, чтобы предотвратить свободный поток над промежуточной стенкой 34. Если такой поток утечки нужно предотвратить полностью, торцевая поверхность 36 по ширине должна быть по меньшей мере такой же, что и отверстие в трубе 24 для фильтрата на стороне распределительной камеры 26. Если торцевая поверхность 36 будет шире, поток на некоторое время можно предотвратить. Для уравнивания скорости изменения разрежения торцевая поверхность 36 может быть либо перфорированной, либо скошенной, содержать пазы, или ее кромка может иметь форму, не точно параллельную продольной кромке трубы 24 для фильтрата, или иметь подобную ей форму.

На фиг. 4 канал 43 вывода газа соединен с трубой 37, соединяющей клапан 40 и фланец 48 для крепления его к всасывающему колену 90, при этом эта труба расположена внутри всасывающего колена 90 и удерживает клапан 40 на месте. Канал 43 вывода газа не является необходимым для реализации настоящего изобретения, и в трубу 37 можно направлять какой-либо другой поток. Если клапан реализован в новой структуре, соединительный фланец (фиг. 5) может быть соединен непосредственно с клапаном 40 без трубы 37, соединяющей клапан 40 и крепежный фланец 28. В этом случае клапан 40 можно крепить к раме устройства без необходимости в горизонтальной трубе всасывающего колена 90 между крепежным фланцем 48 и клапаном 40.

Из-за режима работы клапана 40 и структуры барабана 12 интенсифицированное всасывание нельзя непрерывно начинать точно при одном и том же угле вращения барабана 12. Интенсифицированное всасывание, как и другие разные уровни давления, регулируемые клапаном 40, создается на фильтрующей поверхности барабана 12 в пределах области, находящейся в это время на отсеке 20 фильтрата. Следовательно, невозможно точно определить область, на которую направлено интенсифицированное всасывание при определенном угле поворота, но ее можно определить как угловые положения, в которых происходит открывание и закрывание соединения между каналами 41, 42 клапана и трубой 24 для фильтрата.

В ситуациях, когда необходимость выставления начальной или конечной точки интенсифицированного всасывания определяется точно определенным углом вращения, т.е., например, поверхностью 11 суспензии, положением скребка 32 или начальной точкой промывки, такое выставление следует адаптировать, принимая во внимание часть отсеков для фильтрата в угле вращения. Когда раннее начало промывки требует интенсифицированного всасывания, такое всасывание часто должно быть организовано так, чтобы интенсифицированное всасывание возникало в отсеках 20 для фильтрата в каждой ситуации перед началом промывки или перед какой-то другой критической точкой. Поэтому, если промывка начинается прямо от поверхности 11 суспензии, отверстие в трубе 24 для фильтрата, ведущее в этот отсек 20 для фильтрата, должно приходить к каналу 41 интенсифицированного всасывания, по меньшей мере когда первая кромка отсека 20 для фильтрата находится на поверхности 11 суспензии. Когда отсутствует четко определенная и критическая точка изменения, например, начальная точка сектора А или С, позиционирование можно определять как среднее, т.е. как положение центральной линии отсека 20 для фильтрата, а не по первой кромке отсека 20 для фильтрата, когда каналы 41, 42 и 43 открываются или закрываются. Поскольку такое позиционирование можно выполнять только циклически, на один отсек для фильтрата, настоящее изобретение лучше работает в вакуумной барабанной массомойке, чем в дисковой массомойке, обычно имеющей существенно меньшее количество сегментов, соответствующих отсекам для 20 фильтрата, чем в барабанной массомойке.

Влияние интенсифицированного всасывания на слой 30 целлюлозной массы на поверхности происходит с задержкой. Если интенсифицированное всасывание не направлено на сектор А, может возникнуть необходимость задать опережение, например, 5°, имея в виду точку контакта струи 72 промывочной жидкости, в зависимости от условий, чтобы, например, уплотнение слоя 30 целлюлозной массы было адекватным, чтобы выдерживать промывку в секторе В. Однако, с другой стороны, поскольку на начальном этапе промывки слой 30 целлюлозной массы не обязательно повреждается прямо в точке контакта с первой струей 72 промывочной жидкости, хотя он остается на мгновение без воздействия интенсифицированного всасывания, такое опережение может не понадобиться. Кроме того, тот факт, что другая часть отсека 20 для фильтрата уже находилась под влиянием интенсифицированного всасывания дольше, чем его передняя кромка, уменьшает необходимость в опережении. Поскольку такая опережающая промывка начинается в пределах 10° после этапа фильтрования, эффект задержки в уплотнении слоя 30 целлюлозной массы, из-за направленного на последний конец этапа II фильтрования интенсифицированного всасывания, часто бывает адекватным для того, чтобы начать промывку раньше, чем обычно, без повреждения слоя целлюлозной массы, и не создавая интенсифицированное всасывание на этапе промывки.

Предпочтительно, положение клапана 40 можно поворачивать вокруг оси барабана 12 относительно рамы устройства так, чтобы можно было регулировать момент создания интенсифицированного всасывания в секторах А, В и С, создавая его раньше или позже. Положение всех этапов сдвигается одновременно, благодаря чему положение скребка 32 ограничивает изменение границы между этапом IV сушки и этапом V выгрузки к более позднему моменту. Установка на более ранний момент может привести к недостаточной сушке, поскольку сушка заканчивается слишком рано. На фиг. 5 показан способ, которым можно выполнять такую регулировку. Клапан прикреплен к раме устройства или, в этом случае, к всасывающему колену так, чтобы расстояние между отверстиями 44 под болты соединительного фланца 48 было меньше, чем расстояние между болтами на стороне рамы или всасывающего колена. Затем болты 45 можно извлечь и клапан 40 можно прикрепить, например, под углом, который опережает, например, на 5°, или в более позднее положение в направлении 27 вращения.

Положение клапана можно поворачивать для изменения направления также с помощью поворота трубы 37, которая соединяет крепежный фланец 48 и клапан 40, если трубопровод 28, соединенный с трубой, допускает такой поворот. Такой поворот можно выполнять, например, установив вокруг соединительной трубы 37 разрезную муфту, которая соединена с крепежным фланцем 48. Открывая такой зажимной хомут вокруг муфты, трубу 37 можно бесступенчато поворачивать даже во время работы.

Наличие второй трубы на трубе 37 или в трубе 37, соединяющей крепежный фланец 48 и клапан 40, позволяет отдельно перемещать промежуточные стенки, которые создают эффект интенсифицированного всасывания, а также другие промежуточные стенки 34 или каналы 41, 42 или 43, если они прикреплены к этой независимо поворачивающейся трубе. Если эта другая труба неподвижна, следует предусмотреть на ней соответствующие канавки, чтобы соединительные элементы могли двигаться по ним. Если внешняя труба выполняет регулировочные движения, канавки не нужны.

На фиг. 4 и 5 показан способ регулирования направления интенсифицированного всасывания, сектор за сектором. На фиг. 4 показана внутренняя резьба 39 на раме устройства, крепежном фланце 48 или всасывающем колене 90, сквозь которую проходит резьбовой вал 35. Канальный компонент 38, содержащий две промежуточные стенки 34 и кожух для потока фильтрата, приходящего из канала 41, прикреплен к одному концу резьбового вала 35. Канальный компонент 38 прикреплен к соединительной трубе 37 клапана 40, относительно которой он может поворачиваться, поскольку его установочные винты расположены в канавках, проходящих поперечно оси соединительной трубы 37. При повороте маховичка 49 на внешнем конце резьбового вала 35 канальный компонент 38, направляющий поток всасывания, поворачивается, а другие промежуточные стенки клапана 40 остаются на месте. Кроме того, в качестве регулировочных элементов можно применять другие известные компоненты, создающие линейное движение, такие как гидравлические или пневматические цилиндры. На фиг. 5 показано, как канальный компонент 38 соединен с помощью подвижного фланцевого соединения с линейной трубой 55, которая отводит фильтрат из секторов А и В с помощью интенсифицированного всасывания. Фланцевое соединение имеет канавки для резьбовых отверстий и удлиненное отверстие 46 соединительного фланца 48, которое позволяет поворачивать канальный компонент 38, к концу которого прикреплен клапан. Движение относительно соединительного фланца 48 не требуется, если канальный компонент 38 соединен с соединительным фланцем 48 гибко, например, шлангом.

Помимо этих двух промежуточных стенок 34, соответствующим способом можно также регулировать положение любой отдельной промежуточной стенки или нескольких промежуточных стенок 34, совместно или по отдельности. Это ограничивается тем фактом, что поток фильтрата и уровень давления должны быть уплотнены и направляться по каналам отдельно от других каналов. Этого можно достигнуть, как показано на фиг. 4, т.е. одна зона интенсифицированного всасывания с промежуточными стенками 34 остается жесткой и может перемещаться независимо. Если возникнет необходимость воздействовать на ширину сектора интенсифицированного всасывания, этого можно добиться, например, заменив этот канальный компонент 38 на другой компонент с другой шириной направляющего отверстия. Иначе необходимо использовать гибкий или какой-либо другой шарнир между промежуточными стенками 34 клапана 40, который труднее уплотнять.

Соответствующие фильтраты от каждого сектора, разделенные двумя соседними промежуточными стенками, можно направлять непосредственно в те технологические процессы, для которых они подходят, наиболее предпочтительно, без обработки. Например, фильтрат с этапа III промывки, приходящий из секторов В и С на фиг. 1, который имеет среднюю чистоту, можно использовать отдельно, чем в комбинации с более грязным фильтратом из всасывающего колена 90. Его можно даже подавать в первую промывочную трубу 70 устройства без обработки или в разбавленном виде. В качестве источника разрежения можно использовать отдельный насос или отдельное всасывающее колено, ведущее в отдельный бак для фильтрата, который, являясь отдельным, может иметь размеры, соответствующие требуемому уровню разрежения для этапа промывки.

Когда отсутствует подходящий объект для использования фильтратов, клапан 40 и каналы для фильтратов можно упростить, и все потоки с одинаковым уровнем разрежения можно объединить. Тогда одно всасывающее колено отводит фильтраты этапа II фильтрования и этапа III промывки, а канал интенсифицированного всасывания отводит фильтраты и газы из секторов А, В и С с интенсифицированным всасыванием.

На фиг. 6 показан предпочтительный вариант вакуумной системы с интенсифицированным всасыванием. Вакуумный насос 100 создает более интенсивное разрежение, чем всасывающее колено 90, через газовое пространство, которое является общим для частей 54 и 65 бака, в секторах А, В и С интенсифицированного всасывания. Интенсифицированное всасывание образуется, когда объединенный фильтрат из секторов А, В и С выводится из этих секторов через трубу 55 в часть 56 бака для фильтрата, нижняя часть которого разделена, а из сектора С фильтрат отводится по трубе 53 в часть 54 бака.

Разрежение, создаваемое вакуумным насосом 100, при необходимости можно использовать для управления разрежением во всасывающем колене, например, для удаления воздуха, захваченного во всасывающем колене 90 и для поддержания уровня разрежения постоянным. Это может потребовать установки камеры над всасывающим коленом 90, в которую будут подниматься газы и уровень давления в которой поддерживается вакуумным насосом 100. Удаление воздуха и фильтрование можно интенсифицировать в секторе I удаления воздуха, создав в нем по меньшей мере небольшое разрежение с помощью вакуумного насоса 100 или вентилятора. Эти решения могут быть полезными и для известных массомоек.

Разрежение, создаваемое вакуумным насосом 100 для секторов интенсифицированного всасывания, при необходимости можно регулировать до оптимального для каждого этапа, ограничивая поток, приходящий от каждого источника, с помощью регулировочных клапанов.

Вакуумный насос 100 может содержать более чем один насос, и разрежение, которое он создает, может генерироваться ступенчато насосами разных типов, как известно в области вакуумной техники. В таком случае такую ступенчатость можно использовать так, чтобы различные объекты получали разрежение непосредственно требуемого уровня, полученного от разных уровней разрежения. Разрежение для каждого сектора интенсифицированного всасывания также может создаваться отдельными и разными уровнями разрежения, адаптированными для каждого объекта, включая всасывающее колено.

Вакуумные установки имеют и другие известные альтернативы вакуумному насосу 100 и всасывающему колену 90. Одной из альтернатив является отвод фильтратов раздельно или в комбинации, например, насосами в соответствии с публикацией FI87538, где используется удаляющий газ центробежный насос. Количество газа, попадающего в фильтрат из секторов А и В, пренебрежимо мало, и поэтому его можно удалять, в зависимости от условий, обычным жидкостным насосом и одновременно можно создавать требуемое разрежение. Если уровень фильтрата, приходящего по трубам для фильтрата из сектора С, не падает до уровня распределительной камеры, количество воздуха, приходящего из этого сектора в фильтрат, не причиняет вреда, и источником разрежения также может быть жидкостной насос.

На фиг. 6 показан способ распределения фильтратов из разных этапов массомойки. Ранние фильтраты одной и той же вакуумной массомойки использовались только для разбавления суспензии и промывки проволоки. Фильтрат для этого закачивался из бассейна 50 для фильтрата по трубам 51 и 52.

Из секторов А, В и С интенсифицированного всасывания фильтраты, очищенные от пены и воздуха, закачивались из частей 54 и 56 бака раздельно, например обычными центробежными насосами, для дальнейшего использования. Например, на первую промывочную трубу 70 можно подавать фильтрат с этапа IV сушки из сектора С по трубе 58 без обработки и по меньшей мере в разбавленной форме на следующие промывочные трубы 60, если расход адекватен для этой цели. Когда чистая жидкость подается в ту же промывочную трубу, что и фильтрат, следует использовать обратные клапаны, чтобы предотвратить попадание фильтрата из трубы 58 в трубу 57 для чистой жидкости и предотвратить попадание чистой жидкости в трубу 58.

Фильтраты из секторов А и В закачиваются в бассейн 50 для фильтрата, который является общим с всасывающим коленом 90. Фильтрат, приходящий из секторов А и В, часть 50 которого чище, чем жидкость, обычно можно закачивать в трубу 52, ведущую к трубе 75 для промывки проволоки.

Необходимо следить за уровнем в частях 54, 56 бака, чтобы не допустить их высыхания или перетекания их содержимого из одной части в другую, по меньшей мере не допуская попадания более грязного фильтрата в часть для более чистого фильтрата. Когда фильтрат подается не в бассейн 50 для фильтрата, а на другой объект, такие объекты следует снабдить параллельными линиями для жидкости для предотвращения нарушений процесса из-за недостаточного количества фильтрата. Соответственно, необходимо создать сливное соединение, например, в бассейне 50 для фильтрата, если фильтрат нельзя использовать другим способом и если бассейн начнет переполняться.

Благодаря дополнительным промывочным трубам и интенсификации промывки, в первую промывочную трубу 70 можно подавать другую жидкость, либо разбавленную, либо без обработки, например, фильтрат с промывочного этапа III, с сегмента между секторами интенсифицированной промывки, либо внешнюю жидкость из источника вне устройства. Затем фильтрат из сектора С может циркулировать во вторую трубу и, возможно в разбавленной форме, в последующую промывочную трубу 60.

Хотя вышеприведенное описание относится к вариантам изобретения, в свете имеющихся знаний, считающихся предпочтительными, специалистам должно быть очевидно, что в изобретение могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы объема изобретения, определяемого только приложенной формулой.

1. Способ промывки суспензии, содержащей твердое вещество, например, целлюлозной массы, посредством вакуумной барабанной массомойки, содержащей бассейн (10), соединенный с рамой массомойки и содержащий суспензию, барабан (12), вращающийся частично погруженным в суспензию и снабженный фильтрующей поверхностью, основной источник разрежения, такой как всасывающее колено (90), для создания разрежения/всасывания на внутренних поверхностях фильтрующих поверхностей барабана (12) для накопления слоя (30) целлюлозной массы, содержащего твердые частицы, на фильтрующей поверхности барабана (12) и промывочные трубы (60, 70), установленные на раме вакуумной барабанной массомойки для распределения промывочной жидкости по поверхности слоя (30) целлюлозной массы,

отличающийся тем, что

- струю (72) промывочной жидкости, подаваемую первой промывочной трубой (70), направляют для столкновения со слоем (30) целлюлозной массы на поверхности барабана (12) ниже точки, расположенной в направлении (27) вращения в 10 градусах над поверхностью (11) суспензии в бассейне (10); и

- создают разрежение, по меньшей мере на 0,1 бар превышающее разрежение, создаваемое основным источником разрежения, т.е. направляется интенсифицированное всасывание для влияния на отсек (20) для фильтрата, расположенный под фильтрующей поверхностью барабана (12) по меньшей мере в одном секторе (А, В, С) интенсифицированного всасывания,

при этом, в направлении (27) вращения барабана (12), один сектор (В) интенсифицированного всасывания заканчивается не позднее, чем когда конец отсека (20) для фильтрата переместится в точку, которая находится в 10 градусах над поверхностью суспензии в бассейне (10);

- при этом указанное интенсифицированное всасывание создают посредством одного или более источника (100) разрежения, отдельного от основного источника разрежения, и направляют это интенсифицированное всасывание для влияния на отсек (20) для фильтрата, расположенный под фильтрующей поверхностью барабана (12), с помощью канала (41) клапана (40) и через трубы (24) для фильтрата.

2. Способ по п. 1, в котором указанный сектор (В) интенсифицированного всасывания начинается в точке, в которой струя (72) промывочной жидкости из первой промывочной трубы (70) сталкивается с поверхностью слоя (30) целлюлозной массы на поверхности барабана (12), и эффект интенсифицированного всасывания на отсек (20) для фильтрата, движущийся к этому сектору (В), начинает действовать до того, как любая точка этого отсека для фильтрата подойдет к этому сектору (В).

3. Способ по п. 1, в котором интенсифицированное всасывание направляют сначала в сектор (А) окончательной части этапа (II) фильтрования на барабане (12), при этом сектор (А) начинается в направлении вращения (27) при среднем позиционировании в 10 градусах до точки поверхности (11) суспензии в бассейне (10).

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором клапан (40), направляющий всасывание в отсеки (20) для фильтрата, выполнен с возможностью направлять интенсифицированное всасывание так, что ширина сектора интенсифицированного всасывания, расположенного непосредственно под поверхностью (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10), отличается не более чем на 10 градусов от ширины сектора интенсифицированного всасывания, расположенного непосредственно над поверхностью (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10).

5. Способ по п. 1, в котором интенсифицированное всасывание направляют на фильтрующую поверхность барабана (12) также в сектор (С), соответствующий по меньшей мере части этапа (IV) сушки на барабане (12), при этом слой (30) целлюлозной массы сушат до консистенции выгрузки перед этапом (V) выгрузки на барабане (12).

6. Способ по п. 1, в котором фильтрат, отведенный с этапа (IV) сушки на барабане (12), подают по меньшей мере на одну из первых двух промывочных труб (60, 70) для применения в качестве промывочной жидкости.

7. Вакуумная барабанная массомойка для промывки суспензии, содержащей твердое вещество, например, целлюлозной массы, содержащая бассейн (10), прикрепленный к раме и заполненный суспензией, вращающийся барабан (12), снабженный фильтрующей поверхностью и частично погруженный в бассейн (10), основной источник разрежения, например, всасывающее колено (90), для генерирования разрежения/всасывания на внутренней поверхности фильтрующей поверхности барабана (12) для утолщения слоя (30) целлюлозной массы, содержащего твердые частицы, на внешней поверхности барабана (12) и промывочные трубы (60, 70) для распределения промывочной жидкости по слою (30) целлюлозной массы, сформированному на барабане (12),

отличающаяся тем, что

- струя (72) промывочной жидкости, подаваемая первой промывочной трубой (70), направляется для контакта со слоем (30) целлюлозной массы, накапливающейся на поверхности барабана (12) ниже точки, расположенной в направлении (27) вращения в 10 градусах над поверхностью (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10); и

- разрежение, по меньшей мере на 0,1 бар превышающее разрежение, создаваемое основным источником разрежения, т.е. интенсифицированное всасывание, направляется для влияния на отсек (20) для фильтрата, расположенный под фильтрующей поверхностью барабана (12) по меньшей мере в одном секторе (А, В, С) интенсифицированного всасывания;

- при этом указанное интенсифицированное всасывание создается посредством одного или более источника (100) разрежения, отдельного от основного источника разрежения, и это интенсифицированное всасывание создается для влияния на отсек (20) для фильтрата, расположенный под фильтрующей поверхностью барабана (12), с помощью канала (41) клапана (40) и через трубы (24) для фильтрата, и

клапан (40) расположен так, чтобы заканчиваться, в направлении вращения (27) барабана (12), в одном секторе (В) интенсифицированного всасывания не позднее, чем после того, как отсек (20) для фильтрата полностью переместится в промывочную стадию (III) на барабане (12).

8. Массомойка по п. 7, в которой указанный сектор (В) интенсифицированного всасывания начинается с точки, в которой струя (72) жидкости первой промывочной трубы (70) сталкивается с поверхностью слоя (30) целлюлозной массы, формирующегося на поверхности барабана (12), и заканчивающемся в направлении вращения (27) барабана (12) через 10 градусов после точки поверхности (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10), так, чтобы интенсифицированное всасывание воздействовало на отсек (20) для фильтрата, движущийся к сектору (В), до того, как любая точка отсека (20) для фильтрата подойдет к этому сектору (В)

9. Массомойка по п. 7 или 8, в которой интенсифицированное всасывание создается с возможностью направления на фильтрующую поверхность барабана (12), начинающуюся в секторе (А) на конечной части этапа (II) фильтрования на барабане (12), который начинается в 10 градусах до точки поверхности (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10).

10. Массомойка по п. 7, в которой клапан (40), направляющий всасывание в отсеки (20) для фильтрата, выполнен с возможностью направлять интенсифицированное всасывание так, что ширина сектора интенсифицированного всасывания, расположенного непосредственно под поверхностью (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10), отличается не более чем на 10 градусов от ширины сектора интенсифицированного всасывания, расположенного непосредственно над поверхностью (11) суспензии, подаваемой в бассейн (10).

11. Массомойка по п. 7, в которой интенсифицированное всасывание направлено на внутреннюю поверхность фильтрующей поверхности барабана (12) в отсек (20) для фильтрата через канал (42) клапана (40) через трубы (24) для фильтрата также на сектор (С), соответствующий по меньшей мере части этапа (IV) сушки на барабане (12), на котором слой (30) целлюлозной массы высушивается до консистенции выгрузки перед этапом (V) выгрузки на барабане (12).

12. Массомойка по п. 7, в которой разрежение интенсифицированного всасывания, направленное на начало этапа (III) промывки и на этап (IV) сушки, может иметь разный уровень с помощью устройств, ограничивающих поток в трубопроводах (54) и/или (56), или с помощью отдельных источников разрежения.

13. Массомойка по п. 7, в которой клапан (40) выполнен с возможностью вращения в направлении вращения (27) барабана (12) вперед и/или назад для регулировки направления интенсифицированного всасывания в сторону опережения или в сторону задержки.

14. Массомойка по п. 7, в которой по меньшей мере одно из промежуточных стенок (34) или канальных компонентов (38), делящих потоки в клапане (40), выполнено с возможностью поворачиваться в направлении вращения (27) барабана вперед и назад для регулировки направления интенсифицированного всасывания в сторону опережения или в сторону задержки.

15. Массомойка по п. 7, в которой первая промывочная труба (70) выполнена с возможностью перемещения для изменения положения и/или ориентации.



 

Наверх