CN209555650U - 用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器 - Google Patents

Abstract

本实用所设计的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，包括混合室、剪切转子、进浆口、出浆口、漂白剂分配器，漂白剂分配器包括漂白剂进口和漂白剂进口喷嘴，剪切转子的两端分别设有圆形的转子进口端挡板和转子尾端挡板，在转子进口端挡板和转子尾端挡板之间连接有转子剪切叶片，转子进口端挡板外侧设有进口端动剪切片；混合室的进口端内壁上设有进口端静剪切片，混合室的内壁上设有静剪切片；在进口端静剪切片和进口端动剪切片之间，以及混合室静剪切片和转子剪切叶片之间，形成了纸浆通道，漂白剂进口喷嘴设置在转子进口端挡板之后的混合室侧壁上。本实用将中浓纸浆与漂白剂混合后在混合室内经过多次剪切后才流出中浓混合器，保证混合效果。

Description

用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器

技术领域

本实用新型属于制浆造纸机械领域，特别涉及一种用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器。

背景技术

1、中浓纸浆与漂白剂混合的原理

纸浆漂白过程按纸浆浓度分为低浓漂白、中浓漂白和高浓漂白，清洁漂白常用中浓漂白和高浓漂白工艺。无论采用哪种浓度工艺过程，都需要将漂白剂与纸浆混合均匀，其中中浓纸浆漂白需要将漂白剂与中浓纸浆混合均匀。中浓纸浆与漂白剂混合时可能有三种过程，即对流混合、湍流混合、分子扩散过程。对中浓纸浆而言湍流过程至关重要，只有中浓纸浆具有足够高的湍流程度和足够长的湍流保持时间才能为分子扩散过程提供良好的条件。中浓纸浆形成湍流状态的条件是被施加强度足够的剪切力，纸浆网络结构被破坏，形成小浆团，浆团尺度越小则湍流程度越高，比表面积越大，对漂白剂的分子扩散过程越有利。

2、目前的中浓混合器的特点

目前常用的中浓混合器有几种类型：（1）高剪切型中浓混合器；（2）球状混合器；（3）筒状混合器；（4）筒状剪切转子偏心型中浓混合器。

其中高剪切中浓混合器利用动盘和定盘之间的剪切实现湍流混合，漂白剂在混合器的纸浆进口之前的管道上加入，缺点是纸浆湍流保持时间过短导致混合不匀、动力消耗过大，目前已经很少使用。其混合过程包括了对流混合、湍流混合、分子扩散过程。

球状混合器的剪切室和剪切转子都是球状的，漂白剂在混合器的纸浆进口之前的管道上加入，由于球状剪切转子的剪切力沿中间到侧面从最大衰减到零，导致剪切效果不好、混合效果也差。而且部分纸浆从进口到出口在混合室内停留时间极短，湍流时间不足，混合尚未完成就从出口排出。其混合过程包括了对流混合、湍流混合、分子扩散过程。

筒状混合器的混合室和剪切转子都是直筒状的，漂白剂在混合器的纸浆进口之前的管道上加入，剪切混合效果比球状混合器好，但部分纸浆从进口到出口在混合室内停留时间极短，湍流时间不足，混合尚未完成就从出口排出。其混合过程包括了对流混合、湍流混合、分子扩散过程。

还有一种采用筒状剪切室和偏心剪切转子的中浓混合器，漂白剂在混合器的纸浆进口之后的混合室上加入，由于偏心导致沿转子圆周的剪切力不同，提高了混合效果，通过加长筒体长度延长湍流时间和混合时间，混合效果优于其他的中浓混合器。但由于纸浆进出口垂直于混合室轴线且在轴向有一定距离要求，纸浆在混合器内的运动方向垂直于管路，会导致压降增大而对中浓泵提出更高要求，同时剪切转子比较长。其混合过程包括了湍流混合、分子扩散过程。

3.常用漂白剂的特点及其对中浓混合器的性能要求

目前常用的清洁漂白的漂白剂有氧气、二氧化氯、过氧化氢和臭氧等。其中氧气、二氧化氯、过氧化氢的漂白反应时间较长，漂白剂有充足的时间进行分子扩散，所以对混合效果要求并不高，传统的高剪切混合器、球形混合器和圆筒状混合器可以满足其混合要求。

与其他的漂白剂相比，臭氧与中浓纸浆混合有其如下特点：（1）臭氧发生器生产的臭氧气体实际上是臭氧和氧气的混合气体，目前的臭氧发生器生产的臭氧浓度低于13%，因此混合过程通入的气体体积很大，造成混合困难；（2）臭氧漂白的反应过程非常短，通常在十几秒到几分钟之间完成，因此要求中浓混合器具有快速混合均匀的能力，为臭氧分子扩散提供有利条件，否则纸浆白度会不均匀；（3）由于臭氧漂白反应过程极短，应当避免对流混合过程而直接进入湍流混合过程，所以不应在进口管道上加入臭氧，而应该在混合器上加入臭氧；（4）应保证加入的臭氧气体是小气泡，而且越小越好，同时要求漂白剂要均匀加入。由于以上特点，一般的中浓混合器并不能满足其混合要求导致漂白效果不佳。直筒偏心型中浓混合器的混合效果优于传统的中浓混合器，可以用于臭氧与中浓纸浆混合，但压降偏大而对中浓泵提出更高要求，且剪切转子比较长可能需要设置两个机械密封，制造和维护成本略高。

综上所述，性能优良的中浓混合器应具有以下特性：（1）可以用于所有的液体类和气体类漂白剂，当用于漂白反应时间极短的漂白剂时应避免对流混合过程；（2）施加的剪切强度足够高；（3）进入纸浆的漂白剂气泡或液滴越小越好且分布均匀；（4）中浓纸浆和漂白剂的混合物在混合器内的停留时间不宜太短，必须保证离开中浓混合器的纸浆和漂白剂已经充分混合均匀，即中浓纸浆在混合器内受到的剪切次数足够多，湍流状态保持的时间足够长。

实用新型内容

为达到上述目的，本实用新型提供了一种新的中浓混合器，适合用于液体漂白剂、气体漂白剂特别是臭氧与中浓纸浆的混合。

本实用新型所设计的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，包括混合室、剪切转子、进浆口、出浆口、漂白剂分配器，漂白剂分配器包括漂白剂进口和漂白剂进口喷嘴，所述的混合室为圆筒状混合室，在混合室的一端设置有混合室进口侧板，进浆口设置在混合室的端部并与混合室进口侧板连接，在混合室的另一端设有混合室后盖，漂白剂进口和出浆口设置在混合室的侧壁上，其中漂白剂进口喷嘴设置在靠近混合室进口侧板的位置，出浆口设置在靠近混合室后盖的位置；剪切转子的两端分别设有圆形的转子进口端挡板和转子尾端挡板，在转子进口端挡板和转子尾端挡板之间连接有转子剪切叶片，转子进口端挡板外侧设有进口端动剪切片；混合室的进口端内壁上设有进口端静剪切片，混合室的内部侧壁上设有呈径向设置的混合室静剪切片；在进口端静剪切片和进口端动剪切片之间，以及混合室静剪切片和转子剪切叶片之间，形成了纸浆通道。这种结构的特点在于中浓纸浆经过剪切转子前端的进口端动剪切片和进口端静剪切片剪切后达到湍流化才与漂白剂接触，避免了对流混合过程，同时中浓纸浆与漂白剂初步混合后在混合室内部还要经受多次剪切并保持湍流状态足够长的时间后才排出中浓混合器，保证了剪切的强度、混合时间和混合效果。

作为优选，所述混合室内壁上设有楔形剪切区，数量为1-4个。楔形剪切区会导致混合室内的速度场和压力场不对称，增加混合区内流场的紊乱程度而提高混合效果。

作为优选，所述漂白剂进口的数量为1-4个，沿圆周分布在混合室的外壁上；所述的漂白剂进口喷嘴沿混合室筒体环向均布，喷嘴的出口为喇叭状或一字状，数量2-40个，使漂白剂均匀进入混合室内。

作为优选，所述的转子尾部挡板的外侧沿径向设有剪切脚，数量为2-10个，沿周向均布。该剪切脚同时有剪切纸浆、保持纸浆流态化和离心泵送的功能，可防止纸浆在剪切转子的尾端挡板和混合室后盖之间滞留导致堵塞。

作为优选，所述转子剪切叶片数量为2-6个，且转子剪切叶片的结构为直片状或螺旋状；所述的混合室静剪切片数量为1-6个，且混合室静剪切片的结构为直条状或沿混合室内壁的螺旋状，保证中浓纸浆高度湍流化。

作为优选，所述的剪切转子、混合室和进浆口为同轴设置。

与现有技术相比，本实用新型所得到的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器具有以下有益效果：（1）本实用新型适用于所有气体和液体漂白剂，由于有效避免了对流混合过程，所以特别适用于漂白反应时间极短的漂白剂；（2）本实用新型有效延长中浓纸浆的湍流保持时间，保证中浓纸浆与漂白剂的混合效果，特别是能满足中浓纸浆与臭氧快速混合均匀的要求；（3）本实用新型由于喷入的漂白剂是很小的气泡或液滴，更利于混合均匀；（4）本实用新型保证所有纸浆都受到多次剪切并保持足够长的湍流时间，提高混合均匀程度，使漂白后纸浆白度的均匀性更好，并在同等工艺条件下可以比传统中浓混合器具有更高的纸浆白度；（5）本实用新型在同等纸浆白度要求下比传统中浓混合器更节省漂白剂用量；（6）本实用新型由于纸浆进出混合器的运动方向只改变一次，压降比偏心型中浓混合器低。且剪切转子长度比偏心型混合器短，不需要设置2个机械密封，制造和维护成本低。

附图说明

图1是实施例1结构示意图；

图2是实施例1混合室剖视图；

图中：1、进浆口；2、混合室进口侧板；3、进口端静剪切片；4、进口端动剪切片；5、漂白剂进口；6、漂白剂分配器；7、转子进口端挡板；8、漂白剂进口喷嘴；9、混合室；10、剪切转子；11、混合室静剪切片；12、转子剪切叶片；13、转子尾端挡板；14、出浆口；15、剪切脚；16、混合室后盖；17、楔形剪切区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1。

如图1-2所示，本实施例描述的本实用新型所设计的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，包括混合室9、剪切转子10、进浆口1、出浆口14和漂白剂分配器6，漂白剂分配器6包括漂白剂进口5和漂白剂进口喷嘴8，所述的混合室9为圆筒状混合室，在混合室9的一端设置有混合室进口侧板2，进浆口1设置在混合室9的端部并与混合室进口侧板2连接，在混合室9的另一端设有混合室后盖16，漂白剂进口5和出浆口14设置在混合室9的侧壁上，其中漂白剂进口5设置在靠近混合室进口侧板2的位置，出浆口14设置在靠近混合室后盖16的位置；剪切转子10的两端分别设有圆形的转子进口端挡板7和转子尾端挡板13，在转子进口端挡板7和转子尾端挡板13之间连接有转子剪切叶片12，转子进口端挡板7外侧设有进口端动剪切片4；混合室9的混合室进口侧板2的内侧上设有进口端静剪切片3，混合室9的内壁上设有混合室静剪切片11；在进口端静剪切片3和进口端动剪切片4之间，以及混合室静剪切片11和转子剪切叶片12之间，形成了纸浆通道。

其中所述混合室9内壁上设有楔形剪切区17，数量为2个。所述漂白剂进口5的数量为2个，沿圆周均布在混合室9的外壁上，且所述的漂白剂进口喷嘴8沿混合室9环向均布，数量16个，漂白剂进口喷嘴8的出口为喇叭状或一字状，数量30个，使漂白剂均匀进入混合器9内。所述的转子尾部挡板的外侧设有剪切脚15，数量为4个，可防止纸浆在剪切转子10的尾端挡板13和混合室后盖16之间滞留。所述转子剪切叶片12数量为4个，且转子剪切叶片12的结构为直片状或螺旋状；所述的混合室静剪切片11数量为2个，且混合室静剪切片11的结构为直条状或沿混合室9内壁的螺旋状。所述的剪切转子10、混合室9、进浆口1均为同轴设置。

中浓纸浆从进浆口1由混合室进口侧板2的中心进入混合室9，被转子进口端挡板7上的动剪切片4剪切并沿径向流动到混合室9内壁，在转子剪切叶片12与混合室静剪切片11之间被强力剪切达到湍流状态，与由漂白剂进口喷嘴8喷入的漂白剂气泡或液滴初步混合。初步混合后的纸浆沿混合室9的轴线方向流动，同时被转子剪切叶片12不断剪切而沿混合室9的圆周流动，总体的运动轨迹为螺旋线形。同时楔形剪切区17会造成混合室9内的流场（压力场和速度场）不对称，增加流场的紊乱程度。纸浆到达出浆口14前一直处于湍流状态，到达出浆口14前完成了混合过程，从出浆口14排出。部分进入剪切转子10的尾部挡板13和混合室后盖16之间的纸浆被剪切脚15强力剪切而呈湍流状态，并被泵送出该区域，避免在此区域滞留导致堵塞。

Claims (6)

1.一种用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，包括混合室、剪切转子、进浆口、出浆口、漂白剂分配器，漂白剂分配器包括漂白剂进口和漂白剂进口喷嘴，其特征在于：所述的混合室为圆筒状混合室，在混合室的一端设置有混合室进口侧板，进浆口设置在混合室的端部并与混合室进口侧板连接，在混合室的另一端设有混合室后盖，漂白剂进口、漂白剂进口喷嘴和出浆口设置在混合室的侧壁上，其中漂白剂进口喷嘴设置在靠近混合室进口侧板的位置，出浆口设置在靠近混合室后盖的位置；剪切转子的两端分别设有圆形的转子进口端挡板和转子尾端挡板，在转子进口端挡板和转子尾端挡板之间连接有转子剪切叶片；转子进口端挡板外侧设有进口端动剪切片；混合室进口侧板的内壁上设有进口端静剪切片，混合室的内壁上设有呈径向设置的混合室静剪切片；在进口端静剪切片和进口端动剪切片之间，以及混合室静剪切片和转子剪切叶片之间，形成了纸浆通道。

2.根据权利要求1所述的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，其特征在于：所述混合室内壁上设有楔形剪切区，数量为1-4个。

3.根据权利要求1所述的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，其特征在于：所述漂白剂进口的数量为1-4个，沿圆周分布在混合室的外壁上；所述的漂白剂进口喷嘴沿混合室筒体环向均布，喷嘴的出口为喇叭状或一字状，数量2-40个。

4.根据权利要求1所述的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，其特征在于：所述的转子尾部挡板的外侧设有剪切脚，数量为2-10个。

5.根据权利要求1所述的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，其特征在于：所述转子剪切叶片数量为2-6个，且转子剪切叶片的结构为直片状或螺旋状；所述的混合室静剪切片数量为1-6个，且混合室静剪切片的结构为直条状或沿混合室内壁的螺旋状。

6.根据权利要求1所述的用于漂白剂和中浓纸浆混合的中浓混合器，其特征在于：所述的剪切转子、混合室、进浆口为同轴设置。