[发明专利]处理纸浆的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用旋液除渣器处理纸浆、尤其是纤维悬浮液的方法和装置。即： 在离心除渣装置中用旋液除渣器处理纸浆，以从纸浆中分离出杂质。

背景技术

旋液除渣器通常用在如制浆造纸工业中，用于净化纤维悬浮液。常规旋液 除渣器的目的在于分离出沙子和其他重组分以及源自木材(例如树皮)的杂质 颗粒，并减少碎片的含量。

在常规的旋液除渣器中，比纤维和水重的材料被分离到浆渣中。进浆被分 成两部分：从除渣器顶部输出的良浆和从除渣器底部输出的浆渣。进浆被浓缩 成浆渣，因此浆渣的浓度高于进浆，而良浆的浓度低于进浆。

在旋液除渣器中，低浓度的纸浆被输送到圆锥形涡流室中，压力能在此转 化为旋转运动。在旋液除渣器中，颗粒与纤维在离心加速场的影响下发生分离。 颗粒相互分开的前提是它们之间必须有相对运动。已知只有在浓度足够低时才 可能如此；否则纤维网络本身会黏住小杂质，分离就不会发生。待清除颗粒的 分离效率取决于颗粒的尺寸、形状和密度以及控制变量：入口速度、密度及进 料和良浆之间的压力差。

在反向离心除渣装置，水和比纤维轻的材料被分离到浆渣中。输送到旋液 除渣器中的纸浆被分成两部分，但是这两部分的出口位置与常规的旋液除渣器 相比反了过来；良浆从除渣器的底部排出，而浆渣从除渣器的顶部排出。进浆 被浓缩成良浆，因此浆渣的浓度低于进浆，而良浆的浓度高于进浆。

在建造和连接反向离心除渣装置时，已知使用例如美国公开US6003683中 介绍的工艺。在该公开所述的方案中，反向离心除渣装置如此构造，即，第一 级装备有所谓的反向旋液除渣器，而第二级装备有所谓的三路除渣器(three way cleaner)。三路除渣器不是反向旋液除渣器，但大体上是常规旋液除渣器 和反向旋液除渣器的结合体。在三路除渣器中，浆渣在较低位置处沿轴向从除 渣器中心取出，而良浆则在的较低位置处沿切线方向从除渣器外壁上取出。使 用三路除渣器是由于从中取出的浆渣可能显著少于从反向旋液除渣器中取出的 浆渣，因此该装置的浆渣总流量保持较低。另外，施加在三路除渣器上的压力 差显著小于施加在反向旋液除渣器上的，因此其能量效率较高。另一方面，用 于分离比纤维和水轻的颗粒的三路除渣器的分离效率较低。

在例如KBC(kadant Black Clawson)所用的常规的反向离心除渣装置中， 来自第一级的良浆被进一步引向浓缩器，而稀浆渣被输送到第二级中。这意味 着第二级的进料浓度极低。良浆从第二级被进一步引入稀释水或者白水 (O-water)槽中，而浆渣被引到澄清器中。这种方案例如在WO97/06871中做 了介绍。

通常用在常规反向离心除渣装置中的另一个方案使用串连。例如GL & V (Groupe Laperrière & Verreault有限公司)制造了在两级反向旋液分离器 中串连使用的反向离心除渣装置。

在GL & V的常规的反向离心除渣装置中，来自第一级的良浆被进一步引 向浓缩器，而稀浆渣被输送到第二级中。这意味着在该方案中第二级的进料浓 度也极低。良浆从第二级被引回到第一级进料中(所谓的串连系统)，而浆渣 被引到澄清器。这种方案在例如WO98/11296中做了描述。

使用现有技术的反向涡流除渣装置存在着第二级或之后各级分离效率低 的问题。在研究用于分离比纤维和水轻的杂质(例如蜡)的反向旋液除渣器的 分离效率时，我们注意到，分离效率高度取决于进料悬浮液的浓度。以前认为 只有浓度足够低时，旋液除渣器才能高效工作。现在我们在研究中得到了全新 发现：如果浓度低，那么反向旋液除渣器就不能有效地分离比纤维和水轻的杂 质。流量/浆渣(flow/reject)之比也有影响，但不太重要。目前已知的方案 使用工艺连接，在所有的工艺连接中，后一级的进料浓度低，即，分离效率较 低。

发明内容

本发明提供了上述问题的解决方案。根据我们的发明，涡流除渣装置的后 一级或后几级的进料浓度增加。增加后一级或者后几级的进料浓度导致分离效 率显著增加。