[发明专利]处理纸浆的装置和方法以及使纸浆塔现代化的方法

说明书

本发明是申请号为200480003961.2、国际申请日为2004年1月19日的同名的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及处理纸浆的装置和方法以及使纸浆塔现代化的方法。该装置和方法涉及使用高浓度纸浆塔处理纸浆，特别涉及对从所述纸浆塔排出纸浆的改进。本发明还涉及纸浆塔的现代化。高浓度纸浆塔用于木材处理工业例如高浓度纸浆的漂白和/或储存。

背景技术

根据现有技术，纸浆必须以被稀释过的形式从高浓度纸浆塔排出。这是因为高浓度纸浆不能用例如离心泵进行抽吸，但离心泵在最近已知的装置中实际上是从一个工艺阶段到另一个工艺阶段输送纸浆的唯一方式。因此，高浓度纸浆(最常见的是20至35％的浓度)在纸浆塔底部被稀释成至少中等浓度(大约10至15％)。这使得纸浆可以用所谓的流体化离心泵进行抽取。最好地，纸浆被稀释成大约3至5％的浓度，从而它可以用传统的离心泵抽取。稀释是通过将清水或滤出液从一个合适的工艺阶段引入塔的底部并用设置在塔底部即所谓的稀释区的搅拌器将其与纸浆进行搅拌。

取决于高浓度纸浆塔是用于漂白还是储存，它们底部的构造和外观由于很多原因而彼此大不相同。但有一点对所有类型的塔来说是特别的，那就是均匀的稀释几乎是无法获得的。原因是无论高浓度纸浆还是中等浓度纸浆非均匀地向下流进塔。这又是由纸浆和塔壁之间的摩擦引起的，所述摩擦大大地妨碍了纸浆流，结果是塔底部的被稀释纸浆区与塔上部的未被稀释的纸浆之间形成一个弓起，该弓起足够扩大后就会坍塌到塔的底部。因为稀释液是作为均匀流被引进塔内，待被从塔排出的纸浆在弓起的过程中连续被稀释，该弓起坍塌后，浓度会马上升高到最高，从而所需要的纸浆浓度保持在最高值和最低值之间。在一个高浓度纸浆塔中，排出浓度被设定在3.2到6.1％之间。因为在大多数情况下纸浆是从高浓度纸浆塔输送到其它工艺阶段，从而在抽取过程中或其后不久化学物质与高浓度纸浆混合，容易理解的是当浓度变化如此剧烈时，纸浆单位化学物质剂量是不会均匀的。高浓度纸浆向下坍塌到塔底部所引起的另一个问题也可能是困难的，即，搅拌器被落在其上的大容量纸浆损坏是很可能的。最坏的情况下，整个过程不得不停止以便对搅拌器进行维修。

下面描述使纸浆均匀地向下流动的另一个方式。在直径大约3.5到7.0米的最小的塔中，底部可以是直筒形或者先是有点变窄然后是筒状。在直径一般大于5米的较大塔中，一个所谓的底柱被设置在塔底的中心。底柱的目的是把纸浆撑在底部之上并将底部分成一个环形的混合区。因此例如坍塌的纸浆弓起的最大直径只能是和塔的半径一样长，而在没有底柱的塔中，该最大直径等于塔的直径。现有技术中底柱的形状可以是均匀收敛的圆锥形、筒形柱或筒形柱其上端设置成向上收敛的圆锥形。在那些所有设置有底柱的塔中，稀释搅拌器或多个稀释搅拌器被设置在底柱的侧面以便引导纸浆流沿该环形混合区循环。底柱是个实心结构，当底柱被设置在塔底上时，它们只是由塔底或下面的地基支撑，在任何情况下都是由承受着塔中纸浆的重量的点支撑。

但是，实践表明无论是圆锥形或筒形底柱还是两者的结合都不能消除纸浆排出浓度的不均匀性。如前面已经讨论的，当使用现有技术中的底柱时，排出浓度可在3.2至6.1％间波动。相应地，正被排出的纸浆的容积流量也会在210至240每小时立方米之间波动，原因是离心泵对浓度的显著变化一点都不迟钝。

上述缺点中的至少一些已在US-A-5,711,600披露的纸浆塔中被克服，US-A-5,711,600涉及改进的高浓度纸浆塔，该纸浆塔的底部设置有新形状的底柱。该底柱最好为圆柱形，尽管其它横截面形状也是适用的。但是该底柱的上端相对于现有技术中的构造被整形。对于该柱的上端来说，最基本的是设置在其中的分开部件的直径至少在一点处大于该柱下部的直径。换句话说，该分开部件的一个特点是在该分开部件的区域中，该分开部件与塔壁之间的横截面比该柱的底部区的横截面小。根据该分开部件的一个实施例，该分开部件由直径呈圆锥形向上变宽的第一部分和直径呈圆锥形向上收敛的第二部分构成。也就是说，该分开部件在第一和第二部分之间接触点处的直径是最大的，从而在该分开部件和塔壁之间形成节流。该节流的一个目的是使向下的高浓度纸浆流均匀。

但是，必须注意的是该术语“圆锥形”在以上被使用，在下文还将继续被使用以便描述在某一方向变宽或相应地收敛的部件。因此在实际中，该圆锥形分开部件可以由例如四边形、五边形或六边形的罩所取代。相应地，该术语“直径”是指在上述多边形罩限定的面积的基础上计算出来的虚构圆圈的直径。