УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕННОГО ФОРМОВАНИЯ ПОЛОТНА БУМАГИ И КАРТОНА Российский патент 2002 года по МПК D21F1/02 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к устройствам для подачи массы на наклонный сеточный стол бумагоделательной машины при формовании бумаги и картона.

Известны устройства - напорные ящики для формования полотна бумаги и картона (С.И. Иванов. Технология бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1970, стр. 370-322; А. В. Канарский. Фильтровальные виды бумаги и картона. - М.: Экология, 1991, стр. 189-191; патент США 3015788, кл. 162-336; Авт. св. 779477, кл. D 21 F 1/2).

В напорном ящике существующих конструкций подают массу концентраций не более 0,15%. При концентрации более 0,15% происходит коагуляция волокон, что приводит к ухудшению качества бумаги. Чтобы довести полотно бумаги до сухости 4-10%, что необходимо для передачи полотна бумаги на прессовую часть, требуется большое количество отсасывающих ящиков и вакуум-насосов для отделения воды. При этом вода отделяется с большим содержанием волокна, провалившегося через сетку машины. Недостатком существующих напорных ящиков также является то, что в них трудно устранить турбулентные потоки массы и застойные зоны, что в итоге приводит к отливу бумаги и картона с плохим просветом.

Известен способ изготовления нетканного материала (SU 504509 А, кл. D 21 F 11/00, 06.04.1976).

Согласно этого способа приготовление пенистой массы производится диспергированием воды, содержащей поверхностно-активный агент, воздухом и добавлением в нее необходимых волокон. Замещение воды в массе пузырьками воздуха позволяет производить более качественное многослойное формование полотна бумаги на бумагоделательной машине, т. к. слои не размываются водой.

Недостатками данного аналога являются:
1. Получение пенистой массы возможно только с применением поверхностно-активного вещества.

2. Технологически сложно регулировать процесс пенообразования.

3. Наличие поверхностно-активного вещества в водной среде не позволяет получить пузырьки одинакового размера, а значит и однородность пенистой массы, что отрицательно сказывается на просвете бумаги.

Известны флотационные ловушки для очистки сточных вод методом напорной флотации (В.А. Копылов. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. - М.: Лесная промышленность, 1983, стр. 114-135). В данном случае на поверхности флотационной ванны образуется устойчивый пенный слой из волокна концентрацией 1-3% за счет подъемной силы микропузырьков воздуха.

Задачей предлагаемого изобретения является возможность отлива высокопористого полотна бумаги и картона на бумагоделательной машине из однородной высококонцентрированной волокнистой массы, полученной методом напорной флотации без добавления поверхностно-активного вещества.

Поставленная задача решается тем, что устройство для пенного формования полотна бумаги и картона выполнено в виде флотационной ванны, с поверхности которой пенный слой передается на наклонный сеточный стол бумагоделательной машины. При этом происходит формование полотна бумаги и картона на сетке бумагоделательной машины из высококонцентрированной массы, состоящей из смеси волокон, воды и микропузырьков воздуха, образующейся в виде пены на поверхности воды во флотационной ванне, а также отбор осветленной воды с минимальным содержанием волокна из нижней части флотационной ванны, минуя сетку бумагоделательной машины. Кроме того, микропузырьки воздуха, содержащиеся в волокнистой пене и замещающие воду при формовании бумаги и картона, дадут высокопористую структуру материала, а также позволят сократить количество отсасывающих ящиков и вакуумнасосов, что в итоге приведет к сокращению длины сеточной части бумагоделательной машины.

Образование пены во флотационной ванне осуществляется приспособлениями для подачи, растворения и выделения воздуха в виде микропузырьков, а также геометрическими размерами флотованны, обеспечивающими элементарный акт флотации - прикрепление пузырьков к волокну.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из флотованны 1, цилиндрической камеры 2, имеющей приспособление 3 для выделения микропузырьков воздуха, выполненное в виде двух дисков. Для подачи массы установлен насос 4, а для подачи воздуха - эжектор 5. Растворение воздуха в массе происходит в приспособлении (напорном баке) 6. Отбор осветленной воды происходит через приспособление 7. Торцевой край флотованны примыкает к сетке 8 в зоне отсасывающих ящиков 9 наклонного сеточного стола бумагоделательной машины 10.

Устройство работает следующим образом. Масса, разбавленная оборотной водой (или только избыточная сточная вода, содержащая волокно), предварительно смешанная с воздухом в эжекторе 5 при помощи насоса 4 подается в напорный бак 6, где происходит растворение воздуха в воде - волокнистой среде. При дросселировании водоволокнистой среды через диски 3 из нее выделяется воздух в виде микропузырьков одинакового размера. Цилиндрическая камера 2 устраняет вихревые потоки воды, образующиеся при прохождении ее через диски. Из цилиндрической камеры 2 вода, содержащая волокно и микропузырьки воздуха, равномерно переливается во флотационную ванну 1, где происходит прикрепление микропузырьков к взвешенным в воде волокнам. Образовавшиеся комплексы волокна-пузырьки поднимаются вверх за счет подъемной силы пузырьков воздуха, формируя устойчивый пенный слой. Осветленная вода отбирается в нижней части флотационной ванны через отборник осветленной воды 7. Торцевой край флотованны примыкает к сетке 8 по всей ее рабочей ширине. Пенный слой передается на движущуюся сетку с помощью отсасывающих ящиков 9, в которых создается вакуум. Движение пены во флотованне происходит за счет частичного перехода ее на движущуюся сетку и за счет непрерывного подталкивания новой порцией воды, переливающейся из цилиндрической камеры 2. Уровень воды в ванне регулируется отборником осветленной воды 7.

Использование предлагаемого устройства позволит получить высокопористую фильтровальную бумагу и картон широкого диапазона по массе квадратного метра, а также в несколько раз снизит потери волокна при отливе полотна на сетку, что приведет к снижению себестоимости производства бумаги и картона и снижению загрязнений волокном сточных вод.

Изобретение предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги и картона. Устройство содержит наклонный сеточный стол с отсасывающими ящиками, устройство для напуска массы на сетку и приспособление для выделения воздуха в виде микропузырьков, выполненное в виде двух дисков, приспособление для растворения воздуха. Устройство для напуска массы на сетку выполнено в виде флотационной ванны, снабженной устройством отбора осветленной воды. Обеспечивается получение высокопористой фильтровальной бумаги и картона, снижение потери волокна при отливе полотна на сетку, что приводит к снижению себестоимости производства и снижению загрязнений волокном сточных вод. 1 ил.

Устройство для пенного формования полотна бумаги и картона, включающее сеточный стол с отсасывающими ящиками, устройство для напуска массы на сетку и приспособление для выделения воздуха в виде микропузырьков, отличающееся тем, что сеточный стол выполнен наклонным, и оно снабжено приспособлением для растворения воздуха в массе, а приспособление для выделения воздуха в виде микропузырьков выполнено в виде двух дисков, а устройство для напуска массы на сетку выполнено в виде флотационной ванны, снабженной устройством отбора осветленной воды.