用于处理纸浆的方法.pdf

一种对将要用于造纸或制造纸板的纸浆进行处理的方法，在所述方法中，所述纸浆从纸浆源被引导至纸浆处理装置且进一步被引入造纸机或纸板制造机械的循环装置和流浆箱内。在纸浆处理管道系统中实施纸浆处理，从而使得纸浆流在由体积流量决定的速率下连续行进。

1.  一种对将要用于造纸或制造纸板的纸浆进行处理的方法，在所述方法中，所述纸浆从纸浆源(10A、10B、10C)被引导至纸浆处理装置且进一步经由短流程循环装置被引导至造纸机或纸板制造机械的流浆箱，其特征在于，在纸浆处理管道系统中实施纸浆处理，从而使得纸浆流在由体积流量决定的速率下连续行进。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纸浆是化学纸浆、机械纸浆、机械化学纸浆、废纸或回收纤维。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纸浆源(10A、10B、10C)是纸浆料仓、废纸塔或直接来自纸浆制造装置的管线纸浆。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述纸浆作为稳定且连续的体积流而从所述纸浆源(10A、10B、10C)供给进入所述纸浆处理管道系统内。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述纸浆从所述纸浆源(10A、10B、10C)被引入所述纸浆处理管道系统内的同时，将所述纸浆稀释至所需浓度。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在纸浆料仓或废纸塔(10A、10B、10C)的下部部分中将所述纸浆稀释至所需浓度。

7.  根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述纸浆被稀释至约4％至6％的浓度。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纸浆处理管道系统中，所述纸浆流通过纸浆处理步骤(12、12A、12B、12C、19、19A、19B、19C)，所述纸浆处理步骤例如包括纸浆研磨、打浆和/或筛分。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纸浆处理管道系统中将用于所述纸浆流的填料、化学物质和其它添加剂掺合到所述纸浆中。

10.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，两个或更多个纸浆部分流体在所述纸浆处理管道系统中彼此组合成所述纸浆流。

11.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当两个或多个纸浆部分流体彼此组合的同时，通过从网部中回收的水对所述纸浆进行稀释。

12.  根据前述权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合是通过混合泵(20)实现的。

用于处理纸浆的方法
技术领域
本发明涉及一种对将要用于造纸或制造纸板的纸浆进行处理的方法，在所述方法中，所述纸浆从纸浆源被引导至纸浆处理装置且进一步经由短流程循环装置(short circulation)被引导至造纸机或纸板制造机械的流浆箱。
背景技术
纸浆处理是在纸浆厂与造纸机或纸板制造机械之间进行的工艺的一部分。进行纸浆处理的目的是：对于造纸机或纸板制造机械中的短流程循环装置而言，制造包括一个或多个纸浆部分(partial pulp)的纸浆，所述一个或多个纸浆部分被混合在一起。纸浆处理装置包括多个混合罐，纸浆部分在所述混合罐中混合在一起，纸浆的浓度以及纸浆之间的浓差受到调节，且添加了必要的填料和其它化学物质。
在目前使用的纸浆处理系统中，来自纸浆制造装置的纸浆被贮存在独立的贮存罐中，纸浆从所述贮存罐被向前引导至打浆工艺。纸浆从贮存罐被引导至分散罐且同时在贮存罐的下部部分中或在介于所述罐之间的管道中或者在分散罐(disperser tank)中对所述纸浆进行稀释。根据纸浆的不同，可在打浆工艺中对纸浆进行纤维分离或研磨。纸浆从贮存罐被进一步引导至共同的混合罐，在所述共同的混合罐中不同的纸浆组分被混合在一起。除了不同纸浆级别以外，还可能将一些物质掺合到纸浆中，所述物质尤其是填料和其它必要的添加剂。纸浆从混合罐被供给进入成浆池，在所述成浆池中，纸浆被稀释至最终浓度且被进一步引导至造纸机的短流程循环装置。在造纸机的短流程循环装置中，通过从造纸机的网部(wire section)回收的水将纸浆稀释至流浆箱浓度。
目前使用的上述纸浆处理系统较为复杂且包括大量的各种罐和装置，这需要大量空间。造成纸浆处理系统的这种复杂性的一个原因是：为了保持足够均匀的纸浆质量且为了尽可能保持恒定的工艺条件，需要设置多个中间罐和分散罐。
然而，相继设置的罐和稀释位置导致例如产生了工艺控制的问题，原因在于控制链条变得长且复杂，由此导致在控制浓度和工艺流程方面出现了问题，从而使得要被供给进入短流程循环装置内的纸浆数量会产生变化且进一步导致将要造出的纸的克重会产生变化。浓度的不均匀也是一个问题，这例如是由于罐中的成拱作用导致的，其中从罐的内表面上脱离下来的高浓度纸浆片会导致浓度出现峰值。浓度的不正常还可能是由于罐的不均匀排放或渗透造成的。
目前已经提出了一些解决方案，其中将纸浆供给至短流程循环装置且进一步供给至造纸机流浆箱的布置已经得到了简化；然而，迄今为止尚未尝试对从纸浆料仓直到造纸机的短流程循环装置的整个打浆工艺进行简化，也尚未尝试去除纸浆处理中的所有中间罐和分散罐，这是因为罐仍被认为是实现纸浆质量的必要保证。现有的解决方案主要涉及简化短流程循环装置。此外，在出现故障的情况下，纸浆处理系统被认为是纸浆厂与造纸机之间的缓冲贮存装置。
发明内容
在本申请所包含的发明中，我们发现：大量的中间罐、混合罐和分散罐在打浆工艺中并不是必须设置的，在没有这些的情况下仍能借助于更简单的工艺布置将质量优良的均质纸浆分配到造纸机或纸板制造机械的短流程循环装置上且进一步分配到流浆箱上，借助于所述工艺布置，使得可能解决或至少大大减轻现有技术中的问题。因此，本发明的目的是提供一种用于处理纸浆的方法，使得可能对从纸浆源流向造纸机或纸板制造机械的将要用于造纸或制造纸板的纸浆进行处理和供给，这种处理和供给使得纸浆不会滞留在中间的贮存罐、混合罐或成浆池中。此外，在没有罐的情况下实施纸浆部分的混合和纸浆的稀释。
为了实现该目的，根据本发明的方法的主要特征在于：在纸浆处理管道系统中实施纸浆处理，从而使得纸浆流在由体积流量(volumeflow)决定的速率下连续行进。
因此，根据本发明的用于处理纸浆的方法不需要目前的工艺布置中通常会使用的分配罐、混合罐、成浆池和与它们相关的泵或其它执行机构。相反，本发明的思路基础在于：将所述纸浆作为稳定且连续的体积流而例如从纸浆料仓供给至闭合纸浆处理管道系统，在所述管道系统中，纸浆流在从纸浆源流向纸浆部分混合点且进一步经由短流程循环装置流向流浆箱的整个过程中都连续行进。对所述纸浆处理过程中所需的所有执行机构进行选择，从而使得它们不会导致所述管道系统中的所述纸浆的连续行进产生延迟。此外，在所述管道系统和执行机构中，所述纸浆并未暴露于流通空间，这减少了空气向物质体内的混合。
在根据本发明的方法中，用于造纸或制造纸板的纸浆可包括化学纸浆、机械纸浆或机械化学纸浆、废纸或回收纤维。所述纸浆源优选是纸浆料仓或废纸塔，但所述纸浆源也可以是直接来自纸浆工厂的管道纸浆(tube pulp)或来自打浆装置的纸浆。当所述纸浆从所述纸浆源被泵送至所述纸浆处理管道系统的同时，将所述纸浆稀释至所需浓度，或者例如在料仓的下部部分中实施稀释。所述纸浆在该浓度下行进，直至所述纸浆在被供给进入所述流浆箱之前被稀释至所需流浆箱浓度。因此，所述纸浆并不像目前使用的那些纸浆处理系统那样是在多个不同位置处被稀释的。所述纸浆处理管道系统中的纸浆浓度通常大于4％，直到在最终稀释点处被稀释至流浆箱浓度。
当所述纸浆部分在所述纸浆处理管道系统中被混合在一起的同时，可通过从所述造纸机的网部中回收的水实施所述稀释至所述流浆箱浓度的步骤。因此，所述稀释至所述流浆箱浓度的步骤还发生在纸浆流中，且所述纸浆连续行进，直至到达所述造纸机或纸板制造机械的流浆箱供料泵。
纸浆处理的功能尤其是纸浆的打浆、研磨和精磨。在根据本发明的方法中，这些所需的纸浆处理步骤是在所述纸浆处理管道系统中实施的，从而使得所述纸浆流不会停止，而是在所述工艺中从一个步骤连续行进至下一个步骤。在所述纸浆处理过程中所需的工艺步骤和执行机构取决于将要制造的纸或纸板的级别，且还取决于所能够获得的纸浆；因此，它们随着造纸机和纸浆部分处理的不同而有所不同。然而，根据本发明的用于处理纸浆的方法能够适用于所有类型的造纸机和纸板制造机械。
通常情况下，在所述纸浆处理过程中还将多种填料、添加剂和其它化学物质添加到所述纸浆中，从而例如提高制成纸的质量或印刷性质。在根据本发明的方法中，上面提到的这些物质可被掺合到所述纸浆流中的所述纸浆中。
根据将要制造的纸或纸板的质量，将要被供给进入所述短流程循环装置内且进一步被供给至所述造纸机的所述流浆箱的纸浆包括一个或多个纸浆部分。在根据本发明的方法中，所述纸浆部分在所述纸浆流中被混合在一起，且可使用混合泵确保混合的进行。借助于所述混合泵，还可能在所述纸浆中均质地混合被添加到所述纸浆中的填料、添加剂和其它化学物质。
根据本发明的方法所需的工艺布置的设备是简单的，且其需要的执行机构和其它部件的数量比目前使用的纸浆处理系统更少。此外，根据本发明的方法所需的装置具有更小的尺寸，这是因为将要被处理的纸浆的体积小于现有技术中的体积。此外，所需的管道系统也比目前使用的要更小。因此，根据本发明的工艺布置降低了工艺的购置成本和维护成本。此外，所述工艺布置所需的空间也要少得多。此外，由于所述纸浆例如并不是在较大的罐中进行混合且从一个罐被泵送至另一个罐的，因此还降低了打浆工艺的耗能。此外，工艺中消耗的水量也被大大降低。
在根据本发明的方法中，当所述纸浆从所述纸浆源被引导至所述纸浆处理管道系统时，所述纸浆被稀释，且下一次，所述纸浆在所述纸浆部分的混合位置处被稀释至所述流浆箱浓度或者在被供给进入所述流浆箱内之前才首次被稀释至所述流浆箱浓度。这样就大大简化了工艺所需的控制系统，同时能使纸浆浓度的变化变得平稳，且相似地，可使流量变化带来的问题最小化。因此，使得制造出的纸的质量变得更加均匀。
根据本发明的方法还加速了造纸机中的级别变化，这是因为纸浆在所述短流程循环装置之前并未被贮存在多个罐中，且减少了与级别变化相关的废纸物质体的数量。由于在根据本发明的纸浆处理布置中并未设置中间罐，因此，脱离罐壁的凝块不会被引入纸浆内，也不会影响纸浆的质量。
附图说明
下面结合附图对本发明的一些有利实施例进行更详细地描述，其中：
图1是根据现有技术的造纸机中的常规纸浆处理系统的示意图；
图2是根据本发明的纸浆处理系统的示意图；和
图3是根据本发明的第二实施例的纸浆处理系统的示意图。
具体实施方式
在对本发明进行更为详细地描述之前，本申请人认为有必要对本发明的说明书中所使用的一些术语进行说明。“纸浆处理管道系统(pulp processing pipework)”在本文中指的是管道系统和相应的执行机构，纸浆流在所述管道系统和相应的执行机构中行进，且在所述管道系统和相应的执行机构中进行所需的纸浆处理步骤，这包括将纸浆部分组合并混合在一起。在所述纸浆处理管道系统中，管道的直径可产生变化，例如，执行机构之间的管道直径可有所不同，但执行机构中的纸浆流不会停止，且所述纸浆流因此以取决于体积流量的速度连续前进。“执行机构(actuator)”例如指的是研磨机、打浆机、筛分机和泵，这些都是实施不同的纸浆处理步骤需要的装置。本申请中的“纸浆流(pulp flow)”指的是在纸浆处理管道系统中前进的纸浆。
在如图1至图3所示的纸浆处理系统中，示出了三个纸浆部分且以简化视图的形式示出了所述纸浆的处理，但对于根据本发明的方法来说，纸浆部分的数量可以是N，N为≥1的正整数。图中并未示出的内容例如包括控制系统、稀释水流、纤维回收系统，也并未都示出系统所可能涉及的所有执行机构。
图1是根据现有技术的造纸机或纸板制造机械的常规纸浆处理系统的示意图。
在图1中，每个纸浆部分借助于泵11A、11B、11C从其贮存罐10A、10B、10C被供给至分配罐13A、13B、13C，且该纸浆部分在纸浆料仓的下部部分中或者在介于罐之间的管道中被首次稀释，所述稀释是通过被引入所述纸浆部分内的稀释水流进行的。每个纸浆部分借助于分散泵14A、14B、14C从分散罐13A、13B、13C被进一步供给进入混合罐15内，在所述混合罐中，所述纸浆部分被混合在一起，且纸浆通过纸浆供料泵16从混合罐15被进一步供给进入成浆池17内。纸浆在介于多个罐之间的多个不同点处被稀释，且在成浆池17中被稀释到最终的分配浓度，高浓度的纸浆通过纸浆供料泵18从所述成浆池被进一步供给进入短流程循环装置内。在打浆工艺中，如果有必要的话，可对纸浆部分进行打浆或研磨，这例如是在料仓和分散罐之间通过执行机构12A、12B、12C实现的，如图1所示。此外，在成浆池17中将必要的填料和其它添加剂掺合到纸浆中。由此使得将要被供给进入短流程循环装置内的所谓机器纸浆在纸浆被供给进入短流程循环装置内之前在成浆池17中被调节至适当浓度，纸浆在所述短流程循环装置中被稀释到流浆箱浓度。
图2和图3例示出了根据本发明的方法的工艺布置。
图2是根据本发明的方法的纸浆处理布置的示意图。纸浆部分借助于泵11A、11B、11C从纸浆源被引导至纸浆处理管道系统，所述纸浆源例如为贮存塔10A、10B、10C。在贮存塔10A、10B、10C的下部部分中将该纸浆部分稀释到所需浓度和/或当纸浆被泵送进入纸浆处理管道系统内的同时进行所述稀释。泵11A、11B、11C提供了稳定且连续的体积流，所述体积流(volume flow)行进通过所需执行机构12A、12B和12C以及筛分机19A、19B、19C而到达纸浆供料泵20，在所述纸浆供料泵中，纸浆部分流体被混合在一起且组合纸浆流作为连续流被进一步引入造纸机或纸板制造机械的短流程循环装置内。可为每条纸浆部分流体设置独立的筛分机，正如图中所示地那样，或另一种可选方式是，将筛分机置于纸浆供料泵20之前或之后的组合纸浆流中。
图3示出了根据本发明的方法的另一可选工艺布置。纸浆部分在所需浓度下被分配，例如借助于泵11A、11B、11C从贮存塔10A、10B、10C被分配至闭合纸浆处理管道系统，紧接着，纸浆部分流体在纸浆处理管道系统中彼此组合。组合的纸浆流作为连续前进的流体经由执行机构12和筛分机19被引导至纸浆供料泵20，所述纸浆供料泵将纸浆流进一步供给至短流程循环装置。
图2和图3所示的执行机构12、12A、12B、12C和执行机构13A、13B、13C、19并不是纸浆处理过程中必须设置的部件，它们的位置可产生变化，且不同的执行机构可被设置在多个纸浆部分的纸浆流中而位于纸浆处理管道系统中的不同位置处，或也可根本不设置所述执行机构。执行机构12A、12B、12C主要指的是打浆机和/或研磨机。在打浆工艺中是否需要设置所述执行机构取决于所关注的纸浆的性质。泵20可以是用于高浓度纸浆的所谓供料泵，所述供料泵将纸浆进一步泵送至短流程循环装置，或者泵20也可以是所谓混合泵，在所述混合泵中同时还进行了稀释。
纸浆源优选是纸浆料仓，如图中所示。来自纸浆制造装置的纸浆在被引入实际的打浆工艺内之前通常被贮存在料仓中。纸浆料仓的功能是用作纸浆厂与造纸机之间的所谓缓冲贮存装置。然而，纸浆源也可以是直接来自纸浆厂的管线纸浆、来自纤维素货品的打浆过程的纸浆流、或者贮存着浆化废纸的废纸塔、或介于纸浆厂与纸浆处理装置之间的所谓平衡罐。因此，纸浆可包括以化学方式、机械方式或机械化学方式制成的纸浆、废纸或回收纤维。
将纸浆作为稳定且连续的纸浆流从纸浆源供给进入纸浆处理管道系统内的过程是通过泵实现的。当纸浆被泵送进入纸浆处理管道系统内的同时将稀释水掺合到纸浆中，或者已经例如在贮存罐的下部部分中对纸浆进行了稀释。纸浆的浓度在纸浆处理管道系统中被保持在给定的恒定浓度范围下，优选为约4％至6％，但该浓度也可根据纸浆的性质在更宽的浓度范围内产生变化。可在通过混合泵20将高浓度的纸浆部分混合在一起的同时，用从造纸机的网部中回收的水将纸浆稀释至流浆箱浓度，稀释的纸浆经由必要的工艺步骤从混合泵被进一步引导至流浆箱。因此，所谓短流程循环装置的稀释在此阶段已经实施了，且纸浆流无需在流浆箱前再次被稀释。
在纸浆处理管道系统中实现均匀浓度的一个必要条件是在纸浆料仓、废纸塔或均压罐中进行良好的混合，从而使浓度出现较大的变化，但纸浆可在罐的下部部分中被稀释至所需浓度和/或在将纸浆泵送进入纸浆处理管道系统内的同时将纸浆稀释至所需浓度。此外，从罐或料仓中进行的排放必须是均匀的。
该泵产生了足够的压力，从而在管道系统中产生足够的纸浆体积流量。管道系统中的连续纸浆流确保了纸浆将不会像常规方法那样在管道壁上形成凝块，在常规方法中，纸浆可滞留在罐中并在罐中混合，其中在罐排放时会发生成拱作用和渗透作用。因此，根据本发明的方法尤其使得可能减少由于成拱作用导致出现的波动和其它杂质。
纸浆处理管道系统是闭合系统；换句话说，纸浆在管道系统中并未暴露于流通空间，这因此减少了空气向纸浆内的混合。在纸浆处理管道系统中，如果有必要的话，可能去除纸浆中的空气。如果将来自直接打浆过程的纸浆用作纸浆源的话，这种空气的去除是特别有利的。优选在将纸浆泵送进入纸浆处理管道系统内的同时实施空气的去除。
纸浆流连续行进而不会停止，以便通过所需工艺步骤对纸浆进行处理，所述工艺步骤例如为打浆、研磨和筛分。在必要执行机构的选择和尺寸设定过程中考虑到了上面的这一特征。此外，执行机构不会导致出现回流。此外，在执行机构的选择过程中，技术人员应该考虑到使该执行机构不会导致在纸浆流中出现过度的共振。
纸浆流的填料和其它添加剂被掺合到纸浆流中，而无需设置独立的混合罐。上面提到的物质被加入纸浆部分流体中或者在形成组合的纸浆流之后才首次加入所述物质。纸浆处理管道系统中的纸浆流速应该被设计以便使得上述物质足以借助于流动效应被均匀地混合进入纸浆内。特别是，纸浆流受到如下事实的影响：纸浆在足够的速度下从纸浆源被引入纸浆处理管道系统内。纸浆流速受到许多因素的影响，且因此应该对纸浆流速进行调节以使其适应于所关注的造纸机。
填料和其它添加剂在纸浆内的均匀混合通常是通过混合泵20实现的，通过所述混合泵，纸浆流被引入短流程循环装置内。此外，纸浆部分在纸浆处理管道系统中被混合在一起，而无需在纸浆流中设置独立的混合罐，且借助于所谓泵送混合器或混合泵20促进混合，如图2和图3所示。如果有必要的话，可将湿的废纸直接引入纸浆部分的混合物质，而无需使其经由废纸塔和纸浆处理装置进行循环。
在图3中，在通过纸浆供料泵20混合纸浆流之前实施纸浆流的筛分。另一种可选方式是，可在将纸浆部分混合在一起之前对每个纸浆部分流体进行独立地筛分，如图2所示。还可在泵20之后首次设置筛分机19。
如图2和图3所示，通过纸浆供料泵20混合纸浆流，且上面已经提出，与此同时可将纸浆稀释到流浆箱浓度。然而，该工艺布置也可能并不包括如图所示的纸浆供料泵/混合泵20，而是使纸浆在流向流浆箱的供料泵的整个过程中直接作为连续纸浆流行进。
纸浆部分流还可能并不混合在一起，而是作为连续的独立流体行进进入短流程循环装置和流浆箱内。每个纸浆部分的纸浆处理都是根据相同的上述原理进行的。
上述方法所需的用于调节浓度和纸浆流的系统是简单的，这是因为纸浆仅在这样的位置点处才被稀释，来自所述位置点的纸浆作为稳定的体积流被引入管道系统内，且下一次，纸浆才首次被稀释至所需流浆箱浓度，所述稀释至所需流浆箱浓度的过程与纸浆部分的混合相关联或者在流浆箱之前进行。通过改变将要与纸浆掺合在一起的稀释水的含量的方式来调节纸浆浓度；换句话说，添加的稀释水与纸浆的量和浓度具有适当的比率。由于纸浆的浓度在纸浆处理的早期得到了调节且在将纸浆供给进入流浆箱之前的下一次稀释时才首次被稀释至所需浓度，因此可能使浓度扰动带来的问题最小化，所述浓度扰动例如为克重的波动。这尤其受到如下事实的影响：根据本发明的工艺布置并未设置将会造成延迟的罐，而且可迅速稳定浓度的波动。
纸浆部分的浓度彼此不同，且根据将要制造的纸，纸浆以各种比率彼此混合。因此，对于特定的纸浆部分而言，其纸浆的稀释需求也是特有的。在将纸浆部分混合在一起之前，在纸浆处理管道系统中测量浓度，且该浓度被用于调节稀释水流。
如果有必要的话，纸浆处理管道系统可包括稀释导管，所述稀释导管使得可能对纸浆流中的纸浆进行稀释，但作为根据本发明的方法的惯例，在纸浆从纸浆源被供给进入纸浆处理管道系统内的同时将纸浆稀释到所需浓度。
根据本发明的方法的上述工艺布置简化了造纸机和纸板制造机械中的纸浆处理过程且部分地还简化了短流程循环装置的工艺布置，从而使得无需设置多个中间罐和混合罐就能保持纸浆流的均匀性，而且可在连续行进的纸浆流中实施纸浆处理。从纸浆源被引导至纸浆处理装置的纸浆迅速行进通过所需的工艺步骤而到达造纸机或纸板制造机械的流浆箱，且纸浆并未滞留在其间的中间罐中。
上面的实施例例示出了根据本发明的解决方案，且所属领域技术人员应该理解：根据本发明的工艺布置可根据将要制造的纸或纸板的级别而包括多个工艺步骤，且这些工艺步骤随着造纸机或纸板制造机械的不同而有所不同。因此，本发明并不旨在限于上面例示出的实施例或装置，而是旨在在所附权利要求书限定的本发明理念的范围内得到广泛应用。