FI111284B - Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream - Google Patents
Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream Download PDFInfo
- Publication number
- FI111284B FI111284B FI20002087A FI20002087A FI111284B FI 111284 B FI111284 B FI 111284B FI 20002087 A FI20002087 A FI 20002087A FI 20002087 A FI20002087 A FI 20002087A FI 111284 B FI111284 B FI 111284B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- chemical
- headbox
- retention
- mixer
- fiber suspension
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
- D21H23/06—Controlling the addition
- D21H23/14—Controlling the addition by selecting point of addition or time of contact between components
- D21H23/18—Addition at a location where shear forces are avoided before sheet-forming, e.g. after pulp beating or refining
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
. 111284. 111284
Menetelmä ja laitteisto kemikaalin syöttämiseksi nestevirtaanMethod and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream
Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto kemikaalin syöttämiseksi nestevirtaan. Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuvat 5 nestemäisen kemikaalin lisäämiseen tasaisesti nestevirtaan. Edullisesti keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa käytetään retentioaineen syöttämiseksi paperikoneen perälaatikolle menevään kuitususpensioon.The present invention relates to a method and apparatus for feeding a chemical into a liquid stream. Particularly well, the method and apparatus of the invention are suitable for continuously adding a liquid chemical to a liquid stream. Preferably, the method and apparatus of the invention are used to deliver a retention agent to a fiber suspension going to the headbox of a papermaking machine.
Ennalta tunnettuja tapoja syöttää erilaisia kemikaaleja nestevirtauksiin on luonnollisesti 10 käytännöllisesti katsoen lukematon määrä. Nämä tavat voidaan kuitenkin jakaa muutamaan päätyyppiin, kuten seuraavasta nähdään. Ensinnäkin, on aivan mahdollista pelkästään antaa lisättävän nesteen virrata vapaasti toisen nesteen joukkoon ilman mitään erityisiä säätö- tai sekoituselimiä. Tällaista lisäystapaa ei voida käyttää tilanteissa, joissa sekoitussuhteella tai sekoituksen tasaisuudella olisi merkitystä. Eikä myös-15 kään tilanteessa, jossa lisättävän kemikaalin hinnalla on merkitystä. Seuraava käyttökelpoinen tapa on syöttää kemikaali tarkassa suhteessa nestevirtaan, jolloin annostelu saadaan oikeaksi ja taloudelliseksi. Tässäkin tapauksessa on kuitenkin otettava huomioon se, että kemikaalia yleensä annostellaan jonkin verran optimaalista määrää enemmän, koska sekoituksen tiedetään olevan puutteellinen. Kuitenkin sekoitusta voi-20 daan parantaa syöttämällä kemikaali esimerkiksi virtauskanavan rei’itetyn seinämän läpi, jolloin ainakin sekoitettava kemikaali on saatu levitettyä joka puolelle nestevirtaa. Viimeisenä tapana voidaan käsitellä tilannetta, jossa kemikaali syötetään tarkasti annosteltuna joko nestevirtaan sekoittimen ylävirran puolelle tai itse sekoittimen kautta nesteeseen. Tällöin on täysin sekoittimen designista riippuvaa, kuinka tehokkaasti ke-: 25 mikaali sekoittuu nestevirtaan.There are, of course, virtually innumerable ways of feeding various chemicals into fluid streams. However, these ways can be divided into a few main types, as shown below. First, it is quite possible simply to allow the fluid to be added to flow freely among the second fluid without any specific control or mixing means. This type of addition cannot be used in situations where the mixing ratio or uniformity of mixing would matter. And even in a situation where the price of the chemical to be added matters. Another useful way is to feed the chemical in an accurate proportion to the fluid flow, which will make dispensing correct and economical. Again, however, it should be borne in mind that the chemical is generally dosed somewhat more than the optimum amount, since the mixing is known to be deficient. However, the mixing can be improved by feeding the chemical through, for example, the perforated wall of the flow passage, whereby at least the chemical to be mixed has been applied throughout the liquid stream. As a last resort, it is possible to deal with a situation where the chemical is metered into a liquid stream either upstream of the mixer or through the mixer itself into the liquid. In this case, it is completely dependent on the design of the mixer how efficiently the mixing agent is mixed with the liquid stream.
Seuraavassa käsitellään esimerkinomaisesti eräänä monista mahdollisista vaihtoehtoisista sekoitustilanteista paperinvalmistusta. Heti aluksi on kuitenkin todettava, että aivan vastaavia, seuraavassa paremmin kuvailtavia ongelmia liittyy lähes kaikkiin sekoi-30 tustilanteisiin, joten kyseisiä ongelmia ratkaiseva keksintömme ei ole rajoitettu nimenomaan paperinvalmistuksen yhteydessä käytettäväksi. Paperinvalmistus on eräs omalla tavallaan vaativa erikoisalue kemikaalien sekoituksessa. Paperikemikaaleja käytettäessä on hyvä pitää mielessä, että niiden tarkka ja tasajakoinen sekoittaminen on elintärkeä toimenpide paperikoneen lyhyessä kierrossa. Tasainen sekoitus merkit-35 see suoraan parempaa paperin laatua ja tasalaatuisuutta. Samalla prosessin toiminta 2 111284 saadaan häiriöttömäksi ja ongelmattomaksi. Heikko sekoitus puolestaan vaatii kemikaalin yliannostusta, joka voi lisätä tuotantokustannuksia merkittävästi. Itsestään selvää on, että heikolla sekoituksella paperin laatu ja prosessin toiminta eivät ole kunnossa. Nykyinen sekoitustekniikka käyttää toisaalta puhtaita vesijakeita sekä laimennusve-5 sinä että ns. “piiskavetenä”, jolla pyritään tehostamaan sekoitusta. Toisaalta paperitehtaan vesikiertoja pyritään sulkemaan, jolloin puhtaan veden annostelua järjestelmään olisi pyrittävä vähentämään ja käyttämään sen sijaan sisäisesti puhdistettuja ja-keita tai suoraan jotakin prosessin käsittelemätöntä virtaa kuten esim. suodoksia. Nykyiset kemikaalin sekoitusjärjestelmät eivät salli tai sallivat vain vähäisessä määrin si-io säisten prosessin omien vesijakeiden käytön.The following describes, by way of example, one of many possible alternative blending situations for papermaking. However, from the outset, it should be noted that very similar problems, which are described in greater detail below, apply to almost all blending situations, so our invention to solve these problems is not limited to use specifically in papermaking. Paper making is one of the most demanding specialties in the mixing of chemicals. When using paper chemicals, it is good to keep in mind that mixing them accurately and evenly is a vital step in a short machine cycle. Smooth blend marks-35 see directly for better paper quality and consistency. At the same time, process operation 2 111284 is made trouble-free and trouble-free. Poor mixing, in turn, requires an overdose of the chemical, which can significantly increase production costs. It goes without saying that with poor blending, the quality of the paper and the operation of the process are not good. Current mixing technology, on the other hand, uses pure water fractions for both dilution water and so-called dilution. As "whisker water" to enhance mixing efficiency. On the other hand, the paper mill's water circulations are being blocked, whereby the purging of the water into the system should be reduced and instead use of internally purified and / or untreated process streams such as filtrates. Current chemical mixing systems do not allow, or only permit to a small extent, the use of in-process water fractions.
Eräs paperinvalmistukseen liittyvä olennainen sekoitustapahtuma on retentiokemikaalin tai -kemikaalien sekoittaminen paperikoneen perälaatikolle menevään kuitususpen-siovirtaan. Paperinvalmistuksessa käytetään retentiokemikaaleja erityisesti hienoai-15 neen retention parantamiseksi paperikoneen viiraosalla. Retentioaineena käytetään kemikaalia, jonka pitkät molekyyliketjut sitovat yhteen massan kiintoainehiukkasia ja näin estävät hienoaineen kulkeutumisen rainanmuodostusvaiheessa veden mukana viiran läpi. Retentioaine olisi, ainakin teoriassa, pyrittävä sekoittamaan massan joukkoon mahdollisimman tasaisesti suurimman kemikaalin tehon saavuttamiseksi sekä 20 retentiovaihteluista johtuvien paperin ominaisuuksien vaihtelun välttämiseksi. Sekoittaminen toisaalta kuitenkin merkitsee, että neste joutuu turbulenttiseen virtaukseen, jossa esiintyvät leikkausvoimat rikkovat/voivat rikkoa pitkiä molekyyliketjuja, mikä luonnollisesti heikentää retentioaineen tehoa. Retentioaineita on kuitenkin erilaisia. Herkkiä turbulenttisen virtauksen vaikutuksille ovat mm. polyakryyliamidit, joiden katkeilleet : 25 molekyyliketjut eivät tiettävästi palaudu entiseen mittaansa turbulenssin vaimennuttua.One essential blending process associated with papermaking is the blending of the retention chemical or chemicals into the fiber suspension stream to the headbox of the papermaking machine. Retention chemicals are used in papermaking, in particular to improve fine retention on the wire section of a papermaking machine. The retention agent is a chemical whose long molecular chains bind together a mass of solid particles and thus prevent the fines from being transported through the wire during the forming step. The retention agent should, at least in theory, be blended with the pulp as uniformly as possible to achieve maximum chemical performance and to avoid variations in paper properties due to retention variations. However, mixing, on the other hand, means that the liquid is subjected to a turbulent flow where shear forces break / can break long molecular chains, which naturally reduces the effectiveness of the retention agent. However, there are various retention agents. Sensitive to the effects of turbulent flow are e.g. broken polyacrylamides: 25 molecular chains are known not to recover after turbulence suppression.
Mutta on myös retentioaineita (esim. polyetyleeni-iminit), joiden molekyyliketjut palautuvat nopeasti turbulenssin vaimennuttua olennaisesti alkuperäiseen mittaansa.But there are also retention agents (e.g., polyethyleneimines) whose molecular chains recover rapidly after turbulence is substantially reduced to their original size.
Paperikoneen lyhyessä kierrossa retentiokemikaalien syöttökohta riippuu suuresti 30 käytettävästä retentioaineesta, virtaustilasta syöttöpisteestä perälaatikon huulelle sekä . käytettävästä massasta. Leikkausvoimille herkät retentioaineet syötetään tavallisesti heti perälaatikkoa edeltävän leikkausvoimia virtaukseen aiheuttavan laitteen, joka voi olla pumppu, sihti tai pyörrepuhdistin, jälkeen joko yhteen paikkaan tai esimerkiksi jokaisen painesihdin akseptiputkeen. Useampaa eri tyyppiä olevaa retentioainetta voi-35 daan käyttää myös samanaikaisesti ja syöttää ne kuitususpension joukkoon vaiheittain. . Leikkausvoimia kestävä osa retentioaineista voidaan syöttää jo sakean massan jouk- 3 111284 koon tai ennen perälaatikon syöttöpumppua ja leikkausvoimille altis osa retentioai-neista syötetään yleensä vasta kuitususpension syöttöputkeen perälaatikkosihdin läheisyydessä ennen perälaatikkoa.In a short run of a papermaking machine, the retention chemicals feed point is highly dependent on the retention agent used, the flow space at the feed point to the headbox lip, and. of the pulp used. Shear-sensitive retention agents are usually fed immediately downstream of the headbox shear-applying device, which may be a pump, a strainer or a vortex cleaner, either in one location or, for example, in an accept tube for each pressure strainer. Several different types of retention agents can also be used simultaneously and fed into the fiber suspension stepwise. . The shear-resistant portion of the retention aids may be fed to the bulk mass prior to or up to the headbox feed pump, and a portion of the retention agents susceptible to shear forces will generally only be introduced into the fiber suspension inlet tube near the headbox screen.
5 Seuraavassa käydään selvyyden vuoksi läpi, mitä ja millaisia laitteita paperikoneen lyhyeen kiertoon liittyy. Ennalta tunnetun tekniikan mukaiset paperikoneen lähestymis-järjestelmät, joista hyvän käsityksen antaa mm. US patenttijulkaisu 4,219,340, koostuvat lähestulkoon aina seuraavista komponenteista. Sekoitussäiliö, syöttöpumppu, pyör-repuhdistuslaitos, kaasunerotussäiliö, perälaatikon syöttöpumppu, perälaatikkosihti, ίο paperikoneen perälaatikko ja viiravesien keräilyaltaat. Mainitut komponentit on sijoitettu paperikoneen yhteyteen ja järjestetty toimimaan seuraavasti. Sekoitussäiliöön, jota usein kutsutaan myös viirakaivoksi ja joka sijaitsee tavallisesti tehtaan pohjatasolla annostellaan paperinvalmistuksessa käytettävä kuituaine ja täyteaineet, joiden laimennukseen käytetään paperikoneelta, lähinnä sen viiraosalta saatavaa ns. viiravettä.5 For the sake of clarity, the following describes what and what types of equipment are involved in the short cycle of a papermaking machine. Prior art paper machine approach systems which are well understood by, e.g. U.S. Patent No. 4,219,340 consists almost exclusively of the following components. Mixing tank, feed pump, rotary purification plant, gas separation tank, headbox feed pump, headbox strainer, ίο paper machine headbox and sewage collection basins. Said components are located in connection with the paper machine and arranged to operate as follows. A mixing tank, also often referred to as a wire pit, which is usually located at the bottom of the mill, is dosed with papermaking fiber and fillers, which are diluted using a paper machine, mainly from its wire section. white water.
15 Niinikään tehtaan pohjatasolle sijoittuvalla syöttöpumpulla kuitususpensio pumpataan sekoitussäiliöstä tavallisesti tehtaan konetasolla, se taso, johon paperikone sijoittuu, tai, kuten em. patentissa, sen yläpuolella olevaan pyörrepuhdistuslaitokseen. Pyörre-puhdistuslaitoksen akseptoima kuitususpensio jatkaa edelleen mainitun syöttöpumpun kehittämällä paineella kaasunerotussäiliöön, joka on sijoitettu konetason yläpuolella 20 olevalle tasolle. Kaasunerotussäiliöstä kuitususpensio, josta kaasu on mahdollisimman tarkkaan poistettu, virtaa tehtaan pohjatasolla olevalle perälaatikon syöttöpumpulle, joka pumppaa kuitususpension niinikään pohjatasolla olevalle perälaatikkosihdille (ei esitetty em. US patentissa), josta kuitususpensio virtaa konetasolle paperikoneen pe-rälaatikkoon.Likewise, with a feed pump located at the bottom of the mill, the fiber suspension is pumped from the mixing tank, usually at the mill level, to the plane where the paper machine sits or, as in the aforementioned patent, to a vortex cleaning plant. The fiber suspension, accepted by the vortex purification plant, continues to be pressurized by said feed pump into a gas separation tank positioned at a level above machine plane 20. From the gas separation tank, the deaerated fiber suspension is flushed to a mill bottom-level headbox feed pump, which also pumps the fiber suspension to a bottom-level headbox screen (not disclosed in the aforementioned U.S. Patent) from which the fiber suspension flows to the machine bed headbox.
2525
Edellä jo todettiin, että retentiokemikaali on pyritty sekoittamaan kuitususpension joukkoon sekä riittävän aikaisessa vaiheessa, jotta kemikaali ennättää sekoittua massan joukkoon tasaisesti, mutta on myös tiedostettu, että jotkin retentiokemikaalit eivät kestä voimakasta turbulenssia, jolloin ne on sekoitettu niin myöhäisessä vaiheessa kuin 30 mahdollista, ottaen kuitenkin huomioon sekoituksen tasaisuuden vaatimus. Yleisesti perälaatikkosihdiltä perälaatikkoon johtavaa syöttöputkea on kuitenkin pidetty hyvänä sekoitustilana siellä vallitsevan turbulenssin vuoksi. Toisin sanoen retentiokemikaali on pyritty syöttämään kyseisen syöttöputken eli ns. lähestymisputken alkupäähän eli esimerkiksi perälaatikkosihdin poistoyhteeseen, jolloin retentiokemikaali ei joudu perälaa-35 tikkosihdissä vallitsevalle turbulenssille alttiiksi, mutta kuitenkin on tarpeeksi kauan lä- « 4 111284 hestymisputken turbulenssin alaisena, jotta sekoituksen voidaan uskoa olevan riittävän tasainen.It has already been stated that retention chemicals have been attempted to be mixed with the fiber suspension and at a sufficiently early stage to allow the chemical to mix evenly with the pulp, but it has also been recognized that some retention chemicals do not withstand turbulence and are blended as late as possible. taking into account the requirement of uniformity of mixing. However, in general, the feed tube from the headbox screen to the headbox has been considered a good mixing space due to the turbulence there. In other words, an attempt has been made to feed the retention chemical to the feed tube in question. to the upstream end of the approach tube, e.g., the headbox screen outlet, whereby the retention chemical is not exposed to turbulence in the head-35 duct strainer, but is exposed long enough to be believed to be sufficiently uniform.
Viime aikoina on markkinoille tullut Andritz-Ahlstrom Oy:n retentiokemikaalin sekoituk-5 seen suunniteltu TRUMPJET™ sekoitin, jota käsittelee mm. Fl patenttihakemus 980437. Kyseisen laitteen käytännön kokeissa on havaittu, että laitteella retentiokemi-kaali pystytään sekoittamaan massan joukkoon olennaisesti aiempia tekniikan tason laitteita tasaisemmin, voitaisiin jopa puhua optimaalisesta sekoituksesta.Recently, a TRUMPJET ™ blender designed by Andritz-Ahlstrom Oy for the retention chemical mix has been launched. Fl patent application 980437. In practical tests of this device, it has been found that the device is capable of mixing the retention chemical with the pulp substantially more uniformly than prior art devices, one could even speak of optimum mixing.
ίο Tutkittaessa edelleen kuinka pienillä retentiokemikaalin annostuksilla todellisuudessa olisi mahdollista tulla toimeen, koska optimaalinen sekoitus jo itsessään pienentää tarvittavan retentiokemikaalin määrää, havaittiin yllättäen, että retentiokemikaaleille on ominaista, että niiden muodostamat sidokset ja näiden avulla kehittyvät flokit ovat kestävyydeltään hyvin aikasidonnaisia. Toisin sanoen, kuviossa 2 kaavamaisesti esitetyn 15 käyrän retentiokemikaalien teholle ajan funktiona voidaan katsoa sopivan kaikille käytössä oleville retentiokemikaaleille. Tehoa voidaan mitata vaikkapa sidosten lujuutena tai sidosten lukumääränä tilavuusyksikössä tms. tavalla. Kuviossa esitetyn kaavamaisen esimerkin mukaisen retantiokemikaalin paras teho saavutettiin noin kahden sekunnin kuluttua kemikaalin sekoittamisesta kuitususpension joukkoon. Tämän jälkeen ke-20 mikaalin teho alkaa heiketä niin, että jossakin 5-6 sekunnin kuluttua sekoituksesta enää noin 50 prosenttia sidoksista on jäljellä. Tästä yksinkertaisesta esimerkistä voidaan päätellä, että retentiokemikaalia annostellaan nykyisen edelleenkin liian paljon kuitususpension joukkoon, koska retentiokemikaalin sekoituskohta sijoittuu useimmiten jonnekin perälaatikkosihdin paikkeille paperikoneen lähestymisjärjestelmässä. Käytän-25 nössä tämä tarkoittaa, että kemikaali sekoitetaan 20 - 30 metriä ennen perälaatikkoa kuitususpension joukkoon, jolloin, kun massavirran nopeus on 3m/s, ajallisesti kuluu 6 - 10 sekuntia ennenkuin kemikaalisidokset ja flokit ehtivät perälaatikkoon. Toisin sanoen, jotta saavutettaisiin riittävän korkea flokkitaso paperikoneen viiralla, retentiokemikaalia on annosteltava kaksin- tai jopa kolminkertainen määrä verrattuna optimaaliseen 30 aikaan suoritettuun sekoitukseen.Further investigating how low doses of the retention chemical could actually cope, since the optimum mixing in itself reduces the amount of retention chemical required, it was surprisingly found that the retention chemicals and the flocs they develop are very durable. In other words, as a function of time, the retention chemicals as depicted in Figure 2 as a function of time can be considered suitable for all retention chemicals in use. The power can be measured, for example, in the strength of the dressings or in the number of dressings per unit volume or the like. The best effect of the retantiochemical shown in the schematic example shown in the figure was achieved about two seconds after the chemical was mixed with the fiber suspension. Thereafter, the potency of the ke-20 chemical begins to diminish, so that after about 5 to 6 seconds, approximately 50% of the dressings remain after mixing. From this simple example, it can be inferred that the retention chemical is still dosed too much in the current fiber suspension, since the retention chemical mixing point is usually located somewhere in the headbox screen in the paper machine approach system. In practice, this means that the chemical is mixed 20 to 30 meters before the headbox with the fiber suspension, where, at a mass flow rate of 3m / s, it takes 6 to 10 seconds before the chemical bonds and flocks reach the headbox. In other words, in order to achieve a sufficiently high level of flocculation on a papermaking machine wire, the retention chemical must be dosed in two or even three times the optimal mixing time.
Kemikaalin käytön tehostamiseksi olisi siis ehdottomän tärkeää sijoittaa kemikaalin se-koituslaite sopivalle etäisyydelle perälaatikosta, joka käytännössä tarkoittaa samaa kuin paperikoneen viira, koska flokkien siirtymiseen perälaatikosta viiralle kuluu aino-35 astaan sekunnin murto-osia. Optimitapa on selvittää kullekin retentiokemikaalille omi- 5 111284 nainen kuvion 2 tyyppinen käyrä ja sen mukaan määrittää, kuinka kauas perälaatikosta kemikaalisekoitin olisi asennettava.Thus, in order to enhance the use of the chemical, it would be imperative to place the chemical mixing device at a suitable distance from the headbox, which in practice means the same as a papermaking machine wire, since transferring flocs from the headbox to the wire takes Aino-35 seconds. The optimum method is to determine the characteristic curve of Fig. 2 for each retention chemical and determine how far from the headbox the chemical mixer should be installed.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle kemikaalin syöttämiseksi kuitusus-5 pension joukkoon, jotka menetelmä ja laitteisto ratkaisevat mm. edellä esitetyt ongelmat, tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.The method and apparatus of the invention for supplying a chemical to a fiber-5 pension, which is solved e.g. the foregoing problems, the features of which are set forth in the appended claims.
Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää paperikoneen tai vastaavan lähesty-misjärjestelmän toiminnan ohjaamiseksi selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla 10 oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää pääosin US patentissa 4,219,340 esitettyä tekniikan tason mukaista ratkaisua, kuvio 2 esittää kaavamaisesti kullekin retentiokemikaaleille ominaista kemikaalin tehoa ajan funktiona.In the following, the method of controlling the operation of a papermaking machine or similar approach system according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, of which Figure 1 illustrates the prior art solution of US Patent 4,219,340;
1515
Kuviossa 1 esitettyyn tekniikan tason mukaisen paperikoneen lähestymisjärjestelmään kuuluu sekoitussäiliö/viirakaivo 10, syöttöpumppu 12, pyörrepuhdistuslaitos 14, kaa-sunerotussäiliö 16, perälaatikon syöttöpumppu 18, perälaatikkosihti 20, paperikoneen perälaatikko 22 ja viiravesien keräilyaltaat (ei esitetty). Mainitut komponentit on sijoi-20 tettu paperikoneen 24 yhteyteen ja järjestetty toimimaan seuraavasti. Sekoitussäiliöön 10, joka voi olla myös viirakaivo, johon viiravedet kerätään, ja joka sijaitsee tavallisesti tehtaan pohjatasolla annostellaan paperinvalmistuksessa käytettävä kuituaine, joka voi koostua tuoreesta massasta, toisiomassasta tai hylystä, ja täyteaineet, joiden laimennukseen käytetään paperikoneelta, lähinnä sen viiraosalta saatavaa ns. viiravettä, ns. 25 paperimassan muodostamiseksi. Niinikään tehtaan pohjatasolle sijoittuvalla syöttö-pumpulla 12 kyseinen paperimassa pumpataan sekoitussäiliöstä 10 tavallisesti tehtaan konetasolla K, se taso, johon paperikone 24 sijoittuu, olevaan pyörrepuhdistuslaitok-seen 14. Pyörrepuhdistuslaitoksen 14 akseptoima paperimassa jatkaa edelleen mainitun syöttöpumpun 12 kehittämällä paineella kaasunerotussäiliöön 16, joka on sijoitettu 30 konetason yläpuolella olevalle tasolle T. Kaasunerotussäiliöstä 16 olennaisesti kaasu-: ton paperimassa, josta siis kaasu on mahdollisimman tarkkaan poistettu, virtaa teh taan pohjatasolla olevalle perälaatikon syöttöpumpulle 18, joka pumppaa paperimassan niinikään pohjatasolla olevalle perälaatikkosihdille 20, josta akseptoitu paperimassa virtaa konetasolle K paperikoneen 24 perälaatikkoon 22. Tekniikan tason mukaisis-35 sa järjestelmissä, kuten jo edellä todettiin, retentiokemikaali sekoitettiin kemikaalin tyy- e 111284 pistä riippuen joko jo sakean massan joukkoon eli ennen sekoitussäiliötä 10 tai ennen perälaatikon syöttöpumppua 18 tai leikkausvoimille altis osa retentioaineista vasta kui-tususpension syöttöputkeen perälaatikkosihdin 20 läheisyyteen ennen perälaatikkoa 22.The prior art paper machine approach system shown in Figure 1 includes a mixing tank / wire well 10, a feed pump 12, a vortex cleaning plant 14, a gas separation tank 16, a head box feed pump 18, a head box sieve 20, a paper machine headbox 22 and wire runners. Said components are disposed on paper machine 24 and arranged to operate as follows. The mixing vessel 10, which may also be a wire well for collecting the wastewater and which is usually located at the bottom of the mill, is dosed with papermaking fiber, which may consist of fresh pulp, secondary pulp or wreck and diluents used tap water, so-called. 25 to form a pulp. Likewise, with the mill bottom feed pump 12, said pulp is pumped from the mixing tank 10 to a vortex cleaning plant 14, usually at mill level K, the plane where the paper machine 24 sits. from the gas separator tank 16 to a substantially non-degassed pulp, thus degassing as accurately as possible, is fed to a bottom-level headbox feed pump 18 which also pumps the pulp to a bottom-level headbox screen 20 from which the accepted pulp flows to the machine platform K 22. In the prior art systems, as noted above, the retention chemical was either mixed with the viscous mass, depending on the type of chemical 111284. prior to mixing tank 10 or prior to headbox feed pump 18, or to a portion of retention agents exposed to retention agents only in the fiber suspension suspension in the vicinity of headbox screen 20 before headbox 22.
55
Kuviossa 2 esitetään kaavamaisesti retentioaineen tehokkuutta ajan funktiona. Reten-tioaineen tehokkuutta voidaan mitata esimerkiksi sidosten tai flokkien määrällä tila-vuusyksikössä. Vastaavasti aika mitataan retentiokemikaalin sekoitushetkestä alkaen. Kuvion esittämässä tilanteessa retentiokemikaali alkaa muodostaa sidoksia ja flokkeja ίο välittömästi sekoituksen jälkeen ja ajan t1 kuluttua, mikä käytännössä vastaa useimmiten noin kahden sekunnin aikaa, sekoitushetkestä flokkien ja sidosten määrä on maksimissaan, jolloin tehokkuus on E1 tai prosenteissa ilmaistuna 100%. Maksimipisteen jälkeen flokkien määrä vähenee kuvion 2 mukaisesti, mikä johtuu sekä retentiokemikaalin itsensä ominaisuuksista että turbulenssista, joka repii flokit rikki. Toisin 15 sanoen käyrän laskevan osuuden muoto eli flokkien rikkoutumisnopeus riippuu sekä kemikaalista että turbulenssin voimakkuudesta. Kuviossa on lisäksi esitetty aika t2, joka vastaa tavanomaisen tekniikan mukaista ratkaisua eli tilannetta, jossa retentiokemikaali sekoitetaan kuitususpension joukkoon jo perälaatikkosihdin yhteydessä. Siis joko ennen sihtiä tai heti sen jälkeen. Huomataan, että aikaa t2 vastaava retentioaineen te-20 hokkuus E2 on alle puolet maksimaalisesta tehokkuudesta E1, tai ainakin olennaisesti heikompi kuin maksimaalinen tehokkuus E1. Jotta tekniikan tason mukaisissa prosesseissa päästäisiin riittävän hyvään retentioon tai flokkitasoon, olisi kuvion 2 tilanteessa syötettävä yli kaksi kertaa enemmän retentiokemikaalia, jotta retentiokemikaalin käytännön vaikutus ajan t2 kuluttua vastaisi tehokkuutta E1.Figure 2 is a schematic representation of the retention agent's efficacy over time. The effectiveness of the retention agent can be measured, for example, by the number of dressings or flocs per unit volume. Similarly, time is measured from the time the retention chemical is mixed. In the situation shown in the figure, the retention chemical begins to form bonds and flocculants immediately after mixing and after t1, which in practice corresponds in most cases to about two seconds, at the time of mixing the maximum amount of flocks and dressings is E1 or 100%. After the maximum point, the number of flocks decreases as shown in Figure 2, due to both the properties of the retention chemical itself and the turbulence that ruptures the flocks. In other words, the shape of the slope of the curve, i.e. the rate at which the flocs break, depends on both the chemical and the intensity of the turbulence. The figure further shows the time t2 corresponding to the prior art solution, i.e. the situation where the retention chemical is already mixed with the fiber suspension in connection with the headbox screen. That is, either before or immediately after the screen. It is noted that the retention agent te-20 has an E2 efficiency of less than half the maximum efficiency E1, or at least substantially less than the maximum efficiency E1. In order to achieve sufficiently good retention or flock level in the prior art processes, in the situation of Figure 2, more than twice as much retention chemical should be applied so that the practical effect of the retention chemical after t2 is equivalent to E1.
2525
Siten ajateltaessa retentiokemikaalin mahdollisimman tehokasta käyttöä käyrän huippukohta olisi tähdättävä perälaatikkoon eli kemikaalin sekoitin olisi sijoitettava viiveen t1 verran ennen perälaatikkoa. Käytännössä ei ole eroa, sijoitetaanko käyrän huippu lähestymisputken ja perälaatikon väliseen laippaan, itse perälaatikkoon vai viiraosan 30 alkuun, koska ajallinen ero näiden välillä on hyvin pieni. Käytännössä retentiokemikaa-: lisekoittimen paikka voidaan määrittää kullekin käytettävälle kemikaalille optimaaliseksi selvittämällä kuvion 2 käyrä kullekin kemikaalille ja laskemalla sen jälkeen perälaatikon syöttöputken virtausnopeuden ja käyrän 2 huippukohdan antaman ajan pohjalta sekoit-timen etäisyys perälaatikosta. Käytännössä useille markkinoilla oleville retentiokemi-35 kaaleille määritetty kuvion 2 mukainen käyrä antaa huippukohdan ’viipymäajaksi’ noin • * 7 111284 0.5 - 2.0 sekuntia. Joillakin retentioaineilla viiveaika tosin voi yltää 2.5 sekuntiin tai jopa kolmeen sekuntiin saakka. Aivan vastaavalla tavalla kuitususpension virtausnopeuden ohjearvona perälaatikon lähestymisputkessa pidetään useimmiten arvoa 2.5 - 3.5 m/s. Näistä lukuarvoista saadaan kemikaalisekoittimen etäisyydeksi perälaatikosta laajim-5 millään noin 1.2- 10.5 m, joskin useimmille retentioaineille optimaaliset etäisyydet ovat alle 9, edullisesti alle 8 metriä. Tekniikan tason mukaisissa lähestymisjärjestelmissä kyseinen etäisyys on ollut lähes poikkeuksetta luokkaa 20 metriä tai enemmän, johtuen juuri siitä, että perälaatikon lähestymisputkea on pidetty turbulenttisen tilansa johdosta oivallisena sekoitustilana.Thus, in order to maximize the use of a retention chemical, the peak of the curve should aim at the headbox, i.e., the chemical mixer should be positioned at a delay t1 before the headbox. In practice, it makes no difference whether the tip of the curve is placed in the flange between the approach tube and the headbox, in the headbox itself or at the beginning of the wire section 30, since the time difference between them is very small. In practice, the location of the retention chemistry mixer can be determined to be optimal for each chemical used by plotting the curve of Figure 2 for each chemical and then calculating the headbox feed tube flow rate and the time given by the peak of the curve 2 from the headbox. In practice, the curve shown in Figure 2 for a number of retention chemistry-35 cabbages on the market gives a peak 'residence time' of about * 7111284 0.5 to 2.0 seconds. However, with some retention agents the delay time can reach up to 2.5 seconds or even up to three seconds. Similarly, a value of 2.5 to 3.5 m / s is often used as a guide for the fiber suspension flow rate in the headbox approach tube. From these values, the distance of the chemical mixer from the headbox to the widest 5 at any distance of about 1.2 to 10.5 m is obtained, although optimum distances for most retention agents are less than 9, preferably less than 8 meters. In prior art approach systems, this distance has been almost invariably of the order of 20 meters or more, precisely because of its turbulent space, the headbox approach tube has been regarded as an excellent mixing space.
1010
Mikäli retentioaineelle ominaista tehokkuuskäyrää ei ole käytettävissä, on kemikaalisekoittimen sijoitus mahdollista määrittää myös seuraavien kokemusperäisten tietojen mukaan. Eräänä mahdollisuutena on käyttää lähestymisputken halkaisijaa sijoituksen mitoituksessa apuna. Sijoittamalla sekoitin etäisyydelle 2 - 5 * D perälaatikosta, jossa 15 D on lähestymisputken halkaisija, päästään hyvin lähelle optimaalista sekoittimen sijoitusta. Toinen mahdollinen mitoitusperuste on sijoittaa sekoitin alle 10 metrin, edullisesti alle 8 metrin etäisyydelle perälaatikosta.If a retention agent specific performance curve is not available, it is also possible to determine the placement of the chemical mixer based on the following empirical information. One possibility is to use the approach tube diameter to assist in sizing. By placing the mixer at a distance of 2 - 5 * D from the headbox, where 15 D is the diameter of the approach tube, it is very close to the optimum position of the mixer. Another possible dimension is to place the mixer at a distance of less than 10 meters, preferably less than 8 meters, from the headbox.
Useammasta komponenteista koostuva retentiokemikaali voidaan syöttää ja tuleekin 20 syöttää eri kohtiin perälaatikon lähestymisputkistoa. On esimerkiksi todettu lopputuloksen eli varsinaisen paperin formaation kannalta parhaaksi syöttää retentiokemikaaleja kahdessa vaiheessa. Ne retentioaineet, esimerkiksi polymeeripohjaiset retentioaineet, joilla muodostetaan suurikokoisia flokkeja, syötetään joko ennen tai jälkeen perälaatik-kosihdin. Tällöin on selvää, että niiden muodostamat flokit alkavat hajota sekä perälaa-25 tikon syöttöputkessa vallitsevan turbulenssin että pitkän viiveen vuoksi. Tämän jälkeen syötetään kuitenkin toista retentioainetta, esimerkiksi mineraalipohjaista retentioainetta mahdollisimman optimaalisesti eli lähelle perälaatikkoa niin, että näiden muodostamat flokit, joilla varsinainen viiraretentio muodostetaan, pysyvät kokonaisina viiralle saakka. Etenkin jälkimmäisen retentioaineen syötössä on mahdollista käyttää keksintömme 30 mukaista menetelmää ja laitteistoa hyväksi.A multi-component retention chemical can and must be fed to different locations in the headbox approach piping. For example, it has been found to be best to feed the retention chemicals in two steps for the final result, i.e. the actual paper formation. Retention agents, for example polymer-based retention agents, which form large flocs, are fed either before or after the headbox strainer. It is clear, then, that the flocs they form begin to disintegrate due to both turbulence in the headstock feed tube and the long delay. Thereafter, however, a second retention agent, for example a mineral based retention agent, is fed as optimally as possible, i.e. near the headbox, so that the flocs formed by them to form the actual wire retention remain intact up to the wire. Especially in the supply of the latter retention agent, it is possible to utilize the method and apparatus according to our invention.
Kuten edellä esitetystä huomataan, on pystytty jälleen löytämään keino sekä alentaa paperinvalmistuksen kustannuksia että vähentää kemikaalien käyttöä paperikoneella. Edellä olevasta on huomattava, että esimerkinomaisen kuvio 2 yhteydessä annetut ar-As noted above, there has once again been a way to both reduce paper production costs and reduce the use of chemicals in the paper machine. From the foregoing, it should be noted that the exemplary
Claims (10)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20002087A FI111284B (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream |
PCT/FI2001/000825 WO2002025012A1 (en) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Method and apparatus for feeding chemicals into a liquid flow |
AU2001287783A AU2001287783A1 (en) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Method and apparatus for feeding chemicals into a liquid flow |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20002087A FI111284B (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream |
FI20002087 | 2000-09-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20002087A0 FI20002087A0 (en) | 2000-09-22 |
FI20002087A FI20002087A (en) | 2002-03-23 |
FI111284B true FI111284B (en) | 2003-06-30 |
Family
ID=8559135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20002087A FI111284B (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2001287783A1 (en) |
FI (1) | FI111284B (en) |
WO (1) | WO2002025012A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004063005A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-07-13 | Basf Ag | Process for the production of paper, cardboard and cardboard |
FI123392B (en) | 2008-02-22 | 2013-03-28 | Upm Kymmene Oyj | Method for Precipitation of Calcium Carbonate in a Fibrous Web Process and Fiber Machine Machine Approach |
SE537737C2 (en) | 2013-03-01 | 2015-10-06 | Stora Enso Oyj | In-Line Preparation of Silica for Retention Purposes in Paper or Cardboard Manufacturing Process |
EP3839136A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-23 | Wetend Technologies Oy | A method of and an arrangement for adding at least one additional stock component to an approach flow system of a fiber web machine and headbox feed pipe |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI75200B (en) * | 1986-07-04 | 1988-01-29 | Valmet Oy | FOERFARANDE VID PAPPERSFRAMSTAELLNINGSPROCESS FOER FOERBAETTRING AV EGENSKAPER HOS PAPPERET, SAERSKILT DESS RETENTION. |
SE8700058L (en) * | 1987-01-09 | 1988-07-10 | Skogsindustriens Tekniska Fors | PAPER |
US5779859A (en) * | 1996-12-13 | 1998-07-14 | J.M. Huber Corporation | Method of improving filler retention in papermaking |
FI103822B1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-09-30 | Valmet Corp | Procedure for optimizing the flocking rate |
-
2000
- 2000-09-22 FI FI20002087A patent/FI111284B/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-09-21 AU AU2001287783A patent/AU2001287783A1/en not_active Abandoned
- 2001-09-21 WO PCT/FI2001/000825 patent/WO2002025012A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20002087A0 (en) | 2000-09-22 |
AU2001287783A1 (en) | 2002-04-02 |
FI20002087A (en) | 2002-03-23 |
WO2002025012A1 (en) | 2002-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1064427B1 (en) | Method and apparatus for feeding a chemical into a liquid flow | |
US7758725B2 (en) | Method of mixing a paper making chemical into a fiber suspension flow | |
CN101743358B (en) | Method and arrangement for feeding chemicals into a papermaking process | |
FI116473B (en) | A method and apparatus for feeding chemicals into a process fluid stream | |
JP4791466B2 (en) | Method and apparatus for supplying chemicals to a liquid stream | |
KR20080096784A (en) | Method and arrangement feeding chemicals into a process stream | |
RU2432988C2 (en) | Mixing chemical substances in tube for fluid mass | |
CN103002977B (en) | For chemicals being mixed into the method and apparatus in process streams | |
EP2830749B1 (en) | A method and an apparatus for mixing chemicals having opposite electric charges into a process liquid flow | |
FI111284B (en) | Method and apparatus for introducing a chemical into a liquid stream | |
CN101809227B (en) | An apparatus for discharging pulp from a vessel, method of discharging pulp form a vessel and method of upgrading a pulp vessel | |
US11459700B2 (en) | Method of and an arrangement for adding at least one additional stock component to an approach flow system of a fiber web machine | |
CA2882433C (en) | Method and device for feeding at least one chemical substance into a main process stream | |
FI111397B (en) | A method and apparatus for feeding a chemical to a fiber suspension | |
CN112144317A (en) | Method and installation for adding chemicals to the flow system of a fiber web machine | |
FI110015B (en) | Method and apparatus for feeding chemicals into liquid flows | |
EP1996763B1 (en) | Screening apparatus | |
CN204780454U (en) | Papermaking thick liquids add device | |
FI119559B (en) | Procedure for treating pulp |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 111284 Country of ref document: FI Effective date: 20030630 |
|
RF | Appeal filed | ||
RFK | Appeal accepted |
Free format text: PATENT REVOCATED |
|
MFDR | Revocation of patent |