Изобретение относится к способу и устройствам для интенсификации промывки целлюлозы различными промывными машинами. Способ и устройства особенно широко применяются в связи с так называемыми промывными машинами "Drum Displacer", промывными машинами "DD" фирмы "А.АХЛСТРОМ КОРПОРЕЙШН", а также некоторыми промывными прессами. С учетом того, что данный способ и машины согласно изобретения применяются также в связи с другими промывными устройствами, ниже рассматриваются различные машины, используемые для промывки.
Некоторые типы различных промывных машин и способы известны из уровня техники. Диффузоры, барабанные промывные машины, прессы и ленточные промывные машины несомненно отличаются друг от друга. Целлюлоза подается в промывные диффузоры с консистенцией около 10%. Консистенция при подаче в барабанные и ленточные промывные машины в большинстве случаев составляет 1-3%.
В патенте US-A-3454970 рассматривается промывная машина, имеющая три последовательно соединенных пресса. Рабочий процесс промывной машины включает в себя три ступени и основан на использовании прессов как промывочных машин. Ступень промывки начинается, когда целлюлоза подается на данную ступень с определенной консистенцией. При каждой операции целлюлоза прессуется отжимными и прессовыми валами, что приводит к выдавливанию из целлюлозы большого количества жидкого черного щелока, и непосредственно после прессования новый раствор для промывки/разбавления добавляется на слой целлюлозы при его расширении после окончания воздействия прессовых валов. Было объяснено, что слой целлюлозы действует как губка при впитывании раствора для промывки/разбавления и каким образом более концентрированный черный щелок перемещается в нижнем направлении и концентрируется в нижних частях слоя целлюлозы. Другими словами, из патента США следует, что на каждой ступени промывки путем прессования восстанавливается один фильтрат. Было установлено, что можно получить требуемую промывку без необходимости всасывания или воздействия вакуума. Другими словами, единственным способом восстановления черного щелока из слоя целлюлозы является использование отжимных и прессовых валов. Таким образом, очевидно, что отжимные и прессовые валы являются жизненно важной частью каждой стадии промывки.
Всасывающие промывные машины, промывные прессы и промывные машины, работающие под давлением или давлением выше атмосферного, являются примерами барабанных промывных машин, которые используются в настоящее время.
Традиционная всасывающая промывная машина включает в себя барабан с сетчатым покрытием, вращающийся в ванне. Корпус барабана включает в себя сборники под перфорированной пластиной, каждый сборник соединен своей собственной трубой с механизмом клапанов на валу в конце барабана. Фильтрат из клапана направляется через ловушку для конденсата или центробежный насос, обеспечивающий требуемое всасывание, например в отстойник фильтрата. Благодаря клапанному механизму влияние ловушки для конденсата может быть направлено соответствующим образом на требуемые участки формирования полотна.
Формирование полотна во всасывающих промывных машинах происходит следующим образом. Внутри барабана, вращающегося в ванне, под давлением ниже атмосферного происходит всасывание суспензии целлюлозы из ванны на поверхность барабана посредством ловушки для конденсата или другого устройства, создающего всасывание. Когда раствор проходит через барабан, волокна целлюлозы собираются на поверхности барабана. Консистенция суспензии в барабане составляет приблизительно 0,5-2% и консистенция слоя, загустевшего на поверхности барабана, составляет приблизительно 10-12%. Площадь формирования полотна, т. е. часть периферии барабана, которая находится в ванне, в суспензии волокон составляет около 140 градусов. Максимальная скорость вращения барабана составляет 2-2,5 об/мин; при более высоких скоростях вращения сборники фильтрата и трубы не хватает времени для опустошения.
Промывка выполняется как промывка с вытеснением путем распыления промывочного раствора на поверхность барабана, который поднимается вверх из ванны с целлюлозой. Давление ниже атмосферного всасывает промывочный раствор через слой целлюлозы и вытесняет основную часть раствора из целлюлозы. Таким образом, площадь вытеснения составляет около 120 градусов. Типичная удельная нагрузка на единицу площади всасывающей промывной машины составляет приблизительно 5 BDMT/m2/d и толщина полотна целлюлозы - около 25 мм. На белильной установке нагрузка на единицу площади всасывающей промывной машины составляет около 8 BDMT/m2/d и толщина полотна - около 30 мм.
Промывной пресс включает в себя барабан с сеточным покрытием или имеющий корпус с просверленными перфорированными отверстиями. Целлюлоза подается с консистенцией 3-4%, узелки и соответствующие загрязнения должны удаляться из целлюлозы до подачи в промывную машину. В корпусе барабана имеются камеры, из которых фильтрат выгружается через камеру на конечной периферии. Барабан может быть также открытого типа для того, чтобы фильтрат собирался внутри барабана и выгружался через отверстие в конце.
Длина стадии формирования полотна составляет около 90 градусов и длина стадии вытеснения - около 150 градусов. Скорость вращения барабана - около 2 об/мин и удельная нагрузка на единицу площади - около 15-20 BDMT/m2/d. Консистенция промытого полотна может повысится даже до 35%. Однако вытеснение происходит при консистенции около 10-15% в то время, как толщина полотна целлюлозы составляет около 30-50 мм.
Примером промывной машины с давлением выше атмосферного является устройство, раскрываемое в публикациях 71961 и 74752 патента F1, данное устройство состоит, главным образом, из вращающегося барабана и неподвижного корпуса, окружающего барабан. Барабан включает в себя перфорированный цилиндр, наружная поверхность которого имеет ребра высотой 50-60 мм при расстоянии между ними 200 мм. Эти ребра образуют с перфорированной поверхностью цилиндра так называемые камеры для целлюлозы. Имеются камеры для фильтрата, расположенные внутри цилиндра под камерами для целлюлозы, в которых собирается фильтрат, вытесняемый промывочным раствором. Имеется клапанный механизм в конце барабана с цилиндром, в основном, на периферии диаметра через данный клапанный механизм фильтрат разгружается и перемещается дальше. Промывочная машина включает в себя несколько, как правило 3-4, ступеней. Это означает, что промывной раствор используется неоднократно для промывки целлюлозы; таким образом, фильтрат, собранный в камерах для фильтрата, направляется противотоком с одной ступени промывки на другую. Снаружи барабана промывной машины, как часть корпуса промывной машины, расположены камеры для подачи промывного раствора, из которых промывной раствор продавливается через перфорированную пластину в целлюлозу в камерах для целлюлозы с целью вытеснения раствора из целлюлозы.
Формирование полотна и промывка целлюлозы осуществляется путем подачи промываемой целлюлозы через питающую коробку в камеры для целлюлозы. Питающая коробка может сгущать целлюлозу и в камерах для целлюлозы образуются аксиальные "стержни" такой же длины, как барабан. Непосредственно после места подачи расположена первая зона промывки на барабане; в машинах, описанных в вышеупомянутых публикациях, имеются пять отдельных зон промывки. Поток раствора для промывки направляется в каждую из этих зон, раствор для промывки в процессе прессования в слой целлюлозы в камерах промывного барабана вытесняет раствор из целлюлозы. Как упоминалось выше, фильтраты направляются противотоком из одной зоны в другую. Другими словами (сравни с патентом 74752, FI фиг. 1), чистый раствор для промывки перекачивается насосом на последнюю ступень промывки и фильтрат, вытесненный данным раствором, подается на вторую последнюю ступень промывки, где он служит раствором для промывки. После последней ступени промывки "целлюлозные стержни" снимаются с барабана, например путем продувки воздухом под давлением, и транспортируются дальше шнеком.
Типичная удельная нагрузка на единицу площади промывной машины данного типа, работающей под давлением, с четырьмя ступенями, составляет приблизительно 2,4 BDMT/m2/d. Толщина "целлюлозного стержня" - около 50 мм и консистенция может повышаться даже до 15-18%. Однако, промывная вода, просачивающаяся из камер, уменьшает консистенцию до 10-12%. Консистенция целлюлозы, подаваемой на барабан, может изменяться от 3,5 до 10%. Барабан вращается со скоростью около 0,5-3,0 об/мин.
Вышеупомянутый патент 74752 FI (соответствующий патентам США N 4919158 и 5116423) и прилагаемая фиг.2 схематически иллюстрируют незначительно усовершенствованный вариант основного решения по патенту 71961 FI, посредством которого достигаются более высокие результаты промывки, чем при использовании основного устройства, показанного схематически на прилагаемой фиг. 1. При варианте осуществления изобретения, показанного на фиг.2, каждая ступень промывки разделена на две зоны, что дает возможность получать на каждой ступени два фильтрата промывки с различными концентрациями. Данные фильтраты рециркулируют противотоком, как показано на фигуре. На фигуре показано также, каким образом так называемый фильтрат всасывания, т.е. фильтрат, извлеченный в точке между последней ступенью промывки и выгрузкой целлюлозы, забирается фильтратом промывки из последней зоны промывки последней ступени промывки в последнюю зону промывки второй последней ступени промывки для использования в качестве промывочного раствора.
Типичным для всех вышеуказанных машин является то, что, по меньшей мере, или подача промывочного раствора, или обработка фильтратов, или то и другое одновременно, имеют недостатки. Данные недостатки среди других факторов могут привести к низким результатам промывки. Если установлено, что промывная машина не может достичь адекватных результатов промывки, то следствием, естественно, является приобретение промывной машины с большим количеством ступеней промывки или даже промывной машины другого типа. Может также возникнуть необходимость решить данную проблему путем увеличения потребления чистого промывного раствора, что приводит к увеличению потребности в паре для испарительной установки и повышению производительности оборудования для очистки сточных вод при частичном увеличении нагрузки на окружающую среду.
Задачей изобретения является решение вышеописанных проблем и внедрение устройств, применяемых в различных типах промывных машин, с помощью которых достигаются результаты промывки, весьма близкие к оптимальным результатам, получаемым на каждом типе промывной машины или при каждом типе процесса.
Отличительные признаки данного способа и машины раскрываются в прилагаемой формуле изобретения.
Способ и машина в соответствии с изобретением описываются подробно ниже с приведением примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, из которых:
фиг. 1 - схема принципа действия многоступенчатой промывной машины, известной из уровня техники;
фиг. 2 - схема принципа действия другой многоступенчатой промывной машины, известной из уровня техники;
фиг. 3 - предпочтительный вариант осуществления изобретения;
фиг. 4 - другой предпочтительный вариант осуществления изобретения;
фиг. 5 - традиционный способ обработки всасывающего фильтрата;
фиг. 6 - способ в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения при использовании всасывающего фильтрата;
фиг. 7 - промывной пресс, известный по ранее достигнутому уровню техники;
фиг. 8 - третий предпочтительный вариант осуществления изобретения, применяемый в промывном прессе;
фиг. 9 - промывная машина, известная из уровня техники;
фиг. 10 - промывная машина в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 11 - распределение концентрации фильтрата, как функции длины слоя волокон;
фиг. 12 - промывная машина в соответствии с пятым предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 13 - промывная машина в соответствии с шестым предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 14 - промывная машина в соответствии с седьмым предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 15 - влияние рециркуляции всасывающего фильтрата и фильтрата в соответствии с изобретением на чистоту целлюлозы;
фиг. 16 - влияние рециркуляции фильтрата в соответствии с изобретением на чистоту целлюлозы.
Принцип действия, показанный схематически на фиг. 1, был применен, например, в так называемой промывной машине "DD" в соответствии с патентом 71961 FI фирмой "А.АХЛСТРОМ КОРПОРЕЙШН". На фиг.1 показано, каким образом целлюлоза Мвход. подается на перфорированную и движущуюся сетку 10 машины. Сетка может быть цилиндрической (промывной барабан) или, например, может иметь плоскую поверхность (ленточная промывная машина). Сетка 10 оснащена подпорными перегородками 12. Противоположно поверхности 10 сетки расположены стационарные камеры для подачи промывной воды днища 16, которые вместе с подпорными перегородками 12 и поверхностью 10 сетки образуют камеры 18 для промывки целлюлозы. Под поверхностью 10 сетки имеется ряд камер 20 для фильтрата для сбора фильтрата, вытесненного из целлюлозы промывной водой. В вышеупомянутом патенте дается более подробное описание способа подачи фильтрата из камер 20 для фильтрата через клапанное устройство, предусмотренное в конце барабана. Из чертежа следует, что в машине имеются четыре ступени I-IV промывки. Имеются также соответствующие камеры 14I, 14II, 14III и 14IV для подачи промывного раствора и камеры 20I, 20II, 20III и 20IV для фильтрата. Типичным для работы машины является то, что чистый промывной раствор WI подается на четвертую промывную ступень IV, где целлюлоза является наиболее чистой. Фильтрат FIV с четвертой промывной ступени подается на третью промывную ступень III для использования в качестве промывного раствора, и так далее до тех пор, пока фильтрат FI с первой промывной ступени не направляется на очистку сточных вод, например на испарительную установку и/или используется для разбавления в градирне с продувкой. Из вышесказанного следует, что данные машины могут заменить четыре традиционных одноступенчатых промывных машины.
На фиг.2 показана схема усовершенствованного варианта такой же промывной машины. Данная промывная машина была более подробно описана, например, в патентах США NN 4919158 и 5116423. Как показано на чертеже, промывная машина по-прежнему включает в себя четыре промывных ступени I-IV, но каждая промывная ступень разделена внутри на две промывочных зоны, и фильтраты с различными концентрациями экстрагируются из этих зон. Таким образом, чистый промывной раствор WI подается на четвертую промывную ступень IV для вытеснения фильтрата из целлюлозы. С учетом того, что при промывке с вытеснением вышеописанного типа концентрация раствора в целлюлозе уменьшается с относительно равномерной скоростью от подачи Мвход. целлюлозы до разгрузки Мвых. целлюлозы, камера 20IV для фильтрата четвертой ступени разделена на две части 20IV1 и 20IV2, которые таким образом собирают фильтрат FIV1 и FIV2 различных концентраций. Теперь данные фильтраты FIV1 и FIV2 направляются противотоком, т. е. на третью ступень III с тем, чтобы самый чистый фильтрат, т.е. фильтрат FIV2 из последней зоны четвертой ступени, направлялся в подающую камеру 14III2 последней зоны третьей ступени III для использования в качестве промывного раствора. Соответствующим образом, более загрязненный фильтрат, т.е. фильтрат FIV1 из первой зоны четвертой ступени, направляется в подающую камеру 14III1 первой зоны ступени III для использования в качестве промывного раствора. Продолжая процесс данным способом до конца промывки, можно получить целлюлозу, которая на 15-30% чище, чем целлюлоза, полученная устройством, показанным на фиг. 1.
Как правило, принцип действия так называемой многоступенчатой фракционирующей промывной машины данного типа заключается в получении нескольких фильтратов с промывной ступени или нескольких промывных ступеней с последующей подачей фильтратов на предыдущую промывную ступень в зону, имеющую то же самое порядковое число, для использования в качестве промывного раствора. Таким образом, несмотря на то, что была описана промывная машина, в которой каждая ступень разделена на две зоны, ничто не препятствует разделению ступеней, например, на три зоны, посредством чего получают три различных фильтрата. Естественно, имеется также возможность разделить отдельные ступени на зоны различным способом. Другими словами, только один фильтрат может экстрагироваться с промывной ступени, на которую подаются два или несколько промывных раствора различных концентраций. В так называемой промывной машине "DD" первая промывная ступень часто именно такого типа; таким образом, в некоторых случаях фильтрат с первой промывной ступени экстрагируется как одна фракция, подаваемая для разбавления целлюлозы и/или химического восстановления.
На фиг.2 также показано, каким образом направляется, как описано в вышеупомянутых патентах, так называемый всасывающий фильтрат FТ, получаемый между последней промывной ступенью IV и разгрузкой Мвых. целлюлозы, более чистый фильтрат FIV2, получаемый на четвертой ступени IV, направляется в камеру 14III2 и используется как промывной раствор в последней зоне третьей ступени III.
В соответствии с вышеупомянутыми патентами фильтраты с первой промывной ступени I соединяются, FI, и направляются, например, в испарительную установку или в другое оборудование для обработки фильтрата. В вышеупомянутых патентах США описывается также возможность получения другого фильтрата при подаче целлюлозы Мвход.; данный фильтрат выгружается из аппарата отдельно от фильтрата FI промывной ступени.
Однако, при более близком рассмотрении процесса устройство для обработки фильтрата (патент 74752 FI или патенты США 4919158 и 5116423) может быть более эффективным. Между последней промывной ступенью, которая в данном варианте является четвертой промывной ступенью IV, и точкой Мвых. разгрузки целлюлозы, так называемый всасывающий фильтрат FТ отделяется от целлюлозы, фильтрат используется как промывной раствор и в вышеупомянутых патентах имеет номер ссылки 27. Всасывающий фильтрат FТ поступает, главным образом, из последней камеры для фильтрата и, возможно, из загустевшей целлюлозы. Таким образом, состав всасывающего фильтрата FТ имеет большое сходство с промывным раствором W1, подаваемым в промывную машину.
Во-первых, следует отметить, что при наличии потока FТ всасывающего фильтрата описанного типа, имеется меньше промывного раствора, подаваемого на последнюю промывную ступень, чем на остальные промывные ступени. Во-вторых, всасывающий фильтрат FТ более чистый, чем целлюлоза, выходящая со второй последней промывной ступени, но лишь в незначительной степени грязнее, чем целлюлоза, выгружаемая после промывного процесса, т.е. из промывной машины. Таким образом, в устройствах, описанных в вышеупомянутых патентах, весьма чистый всасывающий фильтрат FТ забирается слишком далеко от начала потока.
Как показано на фиг. 3, промывной процесс может стать более эффективным при подаче всасывающего фильтрата FТ в подающую камеру 14IV1 первой зоны последней промывной ступени IV, но не в последнюю зону второй последней промывной ступени III, как описано в патентах FI и патентах США. На чертеже показано, каким образом части фильтрата FIV2 из последней зоны последней промывной ступени IV экстрагируются и соединяются с всасывающим фильтратом FТ со ступени загустения, смесь подается в первую зону последней промывной ступени IV. Пунктирная линия на чертеже указывает на то, что чистая промывная вода W1 не только подается в питающую камеру 14IV1 последней зоны последней промывной ступени IV, но и образует часть промывного раствора, подаваемого в питающую камеру 14IV1 первой зоны последней промывной ступени IV. При расположении циркуляции всасывающего фильтрата FТ вышеописанным способом объем промывного раствора, подаваемого на последнюю промывную ступень IV, и всасывающий фильтрат FТ используются для одной дополнительной промывки.
Другим способом циркуляции всасывающего фильтрата FТ является его подача совместно с чистым промывным раствором W1 в обе питающие камеры 14IV1 и 14IV2 последней промывной ступени IV, как показано на фиг. 4. Подразумевается наличие дополнительной промывной ступени, следующей за последней промывной ступенью IV, при этом всасывающий фильтрат FТ поступает из этой дополнительной промывной ступени.
Проведенные испытания показали, что новый способ циркуляции всасывающего фильтрата в соответствии с изобретением улучшает чистоту целлюлозы на 5-35% в зависимости от количества промывных ступеней, выполняемых промывной машиной. Естественно, улучшение чистоты тем больше, чем меньше промывных ступеней имеется в промывной машине. В традиционной двухступенчатой промывной машине результат промывки улучшается приблизительно на 15-35%.
На фиг. 5 и 6 показано влияние рециркуляции всасывающего фильтрата на циркуляцию раствора в одноступенчатой промывной машине. Цифры на чертежах обозначают потоки раствора, выраженные в кубических метрах, которые используются для промывки одной тонны целлюлозы (ADT; консистенция 90%, т.е. одна тонна целлюлозы содержит 900 кг волокон и 100 кг раствора). Таким образом, целлюлоза, содержащая 9,1 кубических метров раствора на одну тонну целлюлозы (консистенция около 9%), подается на промывку; в процессе формирования полотна 2,5 тонны раствора удаляются, и консистенция в процессе промывки составляет около 13,5%. Из полотна удаляется также 1,5 кубических метра всасывающего фильтрата на стадии всасывания, и, таким образом, консистенция при разгрузке составляет около 17,6%. На фиг.5 показана одноступенчатая промывная машина соответствующего технического уровня, в которой всасывающий фильтрат смешан с фильтратом из формируемого полотна и соответствующей промывной ступени, и удаляется из аппарата для дальнейшей обработки фильтратов или для другого использования.
На фиг.6 представлен случай, в котором всасывающий фильтрат направлен к началу промывной ступени; таким образом, на 1,5 кубических метра больше промывного раствора на тонну целлюлозы подается на промывку. Ввиду того, что такой объем промывного раствора прямо пропорционален результату промывки, можно утверждать, что в данном случае результат промывки улучшается приблизительно на 20%.
На фиг.7 показана схема устройства для промывки целлюлозы, известного по ранее достигнутому уровню техники, с использованием промывного пресса. В соответствии с устройством, показанным на чертеже, целлюлоза подается, например, из варочного котла или выдувного резервуара варочного котла для ступени разбавления 30 до консистенции около 4%. После разбавления целлюлоза подается в сгуститель 32, в котором она сгущается до консистенции около 10-15%. Полученная целлюлоза средней консистенции подается на ступень 34 вытеснения, куда подается чистый промывной раствор. Затем целлюлоза подается на ступень 38 сгущения, где раствор удаляется из целлюлозы с тем, чтобы увеличить консистенцию до предела 30-40%. Типичным для промывного пресса соответствующего технического уровня является то, что фильтраты FW, FT1, FT2, полученные в результате промывки, а также с предыдущих и последующих ступеней сгущения смешиваются независимо от их различных концентраций. Часть F1 смеси F фильтрата, полученная таким способом, используется на ступени 30 разбавления целлюлозы, в то время как другая часть F2 подается для химического восстановления или для другого дальнейшего использования или обработки.
На фиг. 8 показано устройство промывного пресса в соответствии с изобретением, основным различием которого по сравнению с устройством, показанным на фиг. 5, является то, что промывной пресс включает в себя две ступени промывки. Цифры, используемые на фиг. 8, соответствуют цифрам, которые используются на фиг. 5; вторая промывная ступень обозначена цифрой 36 и ее фильтрат - FW2. При соединении двух промывных ступеней 34 и 36 фильтраты, полученные из системы, могут транспортироваться противотоком, таким образом относительно чистый фильтрат FТ2 с последней ступени 38 сгущения системы используется как промывной раствор на первой промывной ступени 34. Чистый промывной раствор W1 из внешнего источника подается только на вторую промывную ступень 36.
Следует отметить, что ступени разбавления, сгущения и вытеснения, упомянутые как в связи с фиг. 8, так и фиг. 9 и 10, могут выполняться в одной и той же машине или в отдельных машинах, расположенных даже далеко друг от друга. На практике расстояние между операциями не имеет решающего значения, как способ их выполнения. Другими словами, фиг.9 и 10 могут иллюстрировать, например, соединение промывной машины, известное по ранее достигнутому уровню техники, и усовершенствование соединения. Таким образом, как на фиг. 9, целлюлоза Мвход., подаваемая из варочного котла, может разбавляться до низкой консистенции, например в выдувном резервуаре 40, путем использования для этой цели фильтрата FTW, который может быть, например, смесью фильтрата со ступени сгущения промывной машины "DD" фирмы "А.АХЛСТРОМ КОРПОРЕЙШН", формирующей "стержни целлюлозы" в промывном пространстве и на промывной ступени 44. Однако концентрация фильтрата на вышеупомянутой ступени сгущения является такой же, как концентрация раствора, остающегося в целлюлозе, т.е. концентрация раствора, используемого для разбавления раньше, не получала должного внимания. Патент 74752 FI и патенты 4919158 и 5116423 показывают, что вышеупомянутые фильтраты подаются отдельно. Однако дальнейшее использование или обработка любого фильтрата не рассматриваются.
На фиг. 10 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, усовершенствующий вышеописанный процесс. Устройство, показанное на фиг. 9, было изменено, в результате чего фильтрат FW промывной ступени и часть фильтрата FТ со ступени 42 сгущения используются для разбавления 40. Остальная часть фильтрата со ступени 42 сгущения направляется на химическое восстановление. Устройство данного типа, как было установлено, улучшает результат промывки на 10-15%. Естественно, разбавление в целом может осуществляться фильтратом промывной ступени, если этого достаточно. Другими словами, предыдущие фильтраты со ступеней сгущения и промывной ступени смешивались друг с другом, после чего часть этого смешанного фильтрата использовалась для разбавления. В соответствии со способом данного изобретения только количество фильтрата со ступени сгущения подается для разбавления, что меньше количества фильтрата со ступени вытеснения. При использовании вышеописанного способа концентрация фильтрата, используемого для разбавления, ниже, чем концентрация фильтрата, используемого в устройстве, известном по ранее достигнутому уровню техники.
Вышеописанные способы могут быть более эффективными при сосредоточении внимания на типичном распределении концентрации фильтрата, которое схематически показано на фиг. 11, как функция длины слоя, т.е. длины промывной ступени. На чертеже отчетливо показано, что чем ближе конец промывной ступени, тем более чистым является фильтрат. Это означает, что фильтрат может забираться с конца промывки и использоваться даже в начале той же промывной ступени.
На фиг.12, 13 и 14 показаны примеры, относящиеся к одноступенчатой промывной машине: каким образом 5-15% фильтрата вытесняется из конечной части промывной ступени. На практике возможно подавать большие объемы, т.е. более значительную часть фильтрата, к началу промывной ступени. Естественно, возможно фракционировать рециркулируемый фильтрат, т.е. экстрагировать несколько различных концентраций и рециркулировать их в различных точках в начале промывной ступени, конечно сначала наиболее концентрированные.
На фиг.15 дается сравнение соединений одноступенчатой промывной машины, которые показаны на фиг.5, 6, 12, 13 и 14. На горизонтальной шкале показано процентное содержание твердого материала, растворенного из материала, т.е. химических веществ и волокон, которые, в принципе, должны быть удалены из целлюлозы, но которые машина не смогла удалить. Таким образом, шкала на фигуре показывает предел, при котором по-прежнему имеется 10-13% "сорных примесей". Вертикальная ось указывает проценты изменения потери при промывке. В данном случае потери при промывке означают количество растворенных сухих твердых частиц и химических веществ, остающихся в растворе в целлюлозе после промывки. Изобретение направлено на уменьшение таких потерь при промывке. Начальным положением на фиг.15 является соединение, показанное на фиг. 5, в соответствии с которым всасывающий фильтрат удаляется из машины с другими фильтратами и не возвращается в нее; таким образом, дескриптор является горизонтальной осью шкалы (обратите внимание на истинную нулевую точку шкалы). Кривая 0% показывает влияние соединения на фиг.6, т.е. устройство, в котором всасывающий фильтрат в целом возвращается к началу промывной ступени, но фильтрат со ступени промывки вытеснением остается нетронутым. Кривая 5% показывает влияние соединения, представленного на фиг.12, т.е. устройство, в котором 5% фильтрата промывки вытеснением рециркулируют со всасывающим фильтратом к началу промывной ступени. Соответствующим образом, кривые 10 и 15% представляют влияние устройств, показанных на фиг.13 и 14. На чертеже показано, что, если целлюлоза, разгружаемая из традиционной промывной ступени (фиг. 5), содержит 11% химических веществ и растворенных сухих твердых частиц, потеря промывки может быть уменьшена приблизительно на 21% путем рециркуляции всасывающего фильтрата к началу промывной ступени. Это означает, что потеря промывки уменьшается до 8,7%. Соответствующим образом, если вышеупомянутый всасывающий фильтрат, а также 10% фильтрата промывки вытеснением, рециркулирует к началу промывной ступени, потеря промывки уменьшается приблизительно на 30,5%, т.е. потеря промывки уменьшается приблизительно до 7,6%. Таким образом, потеря промывки уменьшается с 8,69 до 7,645, что составляет около 12%.
На фиг. 16 показано семейство кривых, начальное положение которых свидетельствует о том, что рециркуляция всасывающего фильтрата уже применялась. Путем использования данного семейства кривых можно проверить положение в первом примере предыдущей фигуры, в котором потеря промывки составляла 8,7% и в дальнейшем была уменьшена до 7,8% путем возврата 10% фильтрата, полученного в конце промывной ступени, к началу промывки. Выбрав 8,7% на горизонтальной шкале и спустившись до кривой 10%, можно уменьшить потерю промывки до, приблизительно, 12%, как было рассчитано выше.
Для рециркуляции части вышеописанного фильтрата вытеснения требуется своя собственная камера для фильтрата, создаваемая тем или иным способом в конце промывной ступени. Предпочтительным способом создания камеры является использование подвижного элемента уплотнения для отделения части фактически существующей камеры для фильтрата с тем, чтобы объем отделяемого фильтрата вытеснения мог изменяться путем передвижения элемента уплотнения. Таким образом, объем рециркулируемого фильтрата может рециркулироваться, например, в соответствии с рабочим состоянием промывной машины.
Из вышесказанного следует, что в изобретении предлагается способ превращения процессов промывки в деревообрабатывающей промышленности в более экономически выгодные и более благоприятные для окружающей среды по сравнению с известными способами и машинами. Следует иметь в виду, что вышеописанные варианты осуществления изобретения являются всего лишь несколькими альтернативными примерами применения данного изобретения и они никоим образом не предназначены для ограничения возможности защиты изобретения от примера, описанного в прилагаемых формулах изобретения. Таким образом, несмотря на то, что были описаны только примеры одноступенчатых промывных машин, эксплуатация многоступенчатых промывных машин может стать более эффективной при помощи соответствующих средств.
Изобретение относится к производству целлюлозы, в частности к способу и машине для интенсификации промывки целлюлозы в различных промывных аппаратах, а также на некоторых промывных прессах. Способ выполнения промывки целлюлозы вытеснением включает в себя подачу промываемой целлюлозы в одноступенчатую или многоступенчатую промывную систему, промывку в ней целлюлозы и разгрузку целлюлозы из системы, подачу промывного раствора в систему и разгрузку, по меньшей мере, одного фильтрата из системы, причем, по меньшей мере, часть фильтрата со ступени всасывания, прессования и/или сгущения после промывки направляется на предыдущую промывную ступень для использования в качестве промывного раствора. 2 с. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.
| US 5116423 A, 26.05.1992 | |||
| US 4502171 A, 05.03.1985 | |||
| Устройство для промывки и отбелки целлюлозосодержащих материалов | 1976 |
|
SU565962A1 |
