Способ управления процессом отбеливания для обработки макулатуры и устройство отбеливания для осуществления такого способа
Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ управления процессом отбеливания для обработки макулатуры характеризуется следующими операциями: подготовка волокнистой суспензии; измерение белизны волокнистой суспензии; смешивание волокнистой суспензии с отбеливающим средством; подача смешанной волокнистой суспензии в емкость для отбеливания; отбор смешанной волокнистой суспензии из емкости для отбеливания после определенного промежутка времени. Отбеливающее средство содержит смесь из нескольких веществ, причем количество и/или состав добавленного отбеливающего средства устанавливают в зависимости от измеренной белизны волокнистой суспензии так, что достигается возможно постоянная заданная белизна отобранной волокнистой суспензии. Белизну отобранной волокнистой суспензии измеряют и сравнивают в режиме адаптации с заданной белизной и в зависимости от результата сравнения согласуют схему соответствия. Устройство отбеливания содержит емкость для отбеливания, подводящий трубопровод с чувствительным элементом белизны, дозирующее устройство, устройство управления, отводящее устройство. Обеспечивается предотвращение больших колебаний белизны волокнистой суспензии на выходе процесса отбеливания, при этом загрузка использованного отбеливающего средства является минимальной. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способу управления процессом отбеливания для обработки макулатуры, а также к устройству отбеливания для осуществления такого способа.
Важной операцией процесса при переработке бумажной макулатуры является отбеливание. За счет добавки отбеливающего средства в волокнистую суспензию изменяют белизну (например, яркость) или, соответственно, координату цветности (например, красная, зеленая, синяя). Отбеливающее средство обычно содержит отбеливающие химикалии, как перекись водорода, а также активирующие и/или стабилизирующие химикалии, как раствор едкого натра и жидкое стекло.
До сих пор процесс отбеливания производят с помощью добавки заранее установленного количества отбеливающего средства для достижения минимального отбеливающего действия, так чтобы белизна волокнистой суспензии после отбеливания не отклонялась ниже определенного критерия или, соответственно, примерно лежала внутри определенного диапазона значений. Также состав отбеливающего средства установлен так, что постоянно достигается определенное отбеливающее действие. При изменяющейся загрузке макулатуры вследствие различных качеств волокна могут появляться колебания в белизне подведенной к процессу отбеливания волокнистой суспензии. С помощью добавленного в определенном количестве и составе отбеливающего средства волокнистая суспензия тем самым отбеливается слишком сильно или слишком мало, так что белизна волокнистой суспензии после процесса отбеливания является или слишком малой, или слишком большой. В случае слишком высокой белизны ее нужно снова понижать, например, с помощью добавки краски.
Так как время прохождения волокнистой суспензии в начале процесса отбеливания до наличия обработанной бумаги длится несколько часов, является невозможным регулировать процесс отбеливания в зависимости от белизны бумаги в конце процесса изготовления, так как изменения белизны волокнистой суспензии происходят значительно быстрее в начале процесса отбеливания.
Задачей настоящего изобретения является предоставление в распоряжение способа осуществления процесса отбеливания, которым можно предотвращать большие колебания белизны волокнистой суспензии на выходе процесса отбеливания и которым загрузка использованного отбеливающего средства является минимальной.
Эта задача решается способом по пункту 1 формулы изобретения, а также устройством отбеливания по пункту 7 формулы изобретения.
Дальнейшие предпочтительные формы выполнения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно первого аспекта настоящего изобретения предусмотрен способ для управления процесса отбеливания для обработки макулатуры. В подготовленной волокнистой суспензии измеряют белизну и смешивают волокнистую суспензию с отбеливающим средством. Смешанную волокнистую суспензию подают в емкость для отбеливания, чтобы отбеливать ее за определенный промежуток времени. Смешанную волокнистую суспензию через определенный промежуток времени отбирают из емкости для отбеливания. Количество и/или состав добавленного отбеливающего устанавливают в зависимости от измеренной белизны волокнистой суспензии так, что достигается возможно постоянная заданная белизна отобранной волокнистой суспензии.
Соответствующий изобретению способ управления для управления процессом отбеливания предусматривает таким образом, в зависимости от измеренной белизны волокнистой суспензии перед процессом отбеливания, устанавливать количество и/или состав отбеливающего средства, которое добавляют к волокнистой суспензии. Тем самым процесс отбеливания можно осуществлять для каждой доли загруженной волокнистой суспензии с таким количеством и/или с таким составом добавленного отбеливающего средства, с которым процесс отбеливания выполняют с соответствующей частью волокнистой суспензии так, что в конце процесса отбеливания достигнута определенная заданная белизна.
Согласно предпочтительной форме выполнения отбеливающее средство может содержать смесь веществ из множества веществ, причем отбеливающее средство содержит отбеливающую химикалию и/или химикалию-стабилизатор.
Предпочтительно установление количества и/или состава отбеливающего средства производят с помощью схемы соответствия к белизне волокнистой суспензии. Схему соответствия можно выполнять, в частности, с помощью функции, таблицы или диаграммы соответствия.
Можно предусматривать режим адаптации, при котором белизну отобранной волокнистой суспензии сравнивают с заданной белизной и в зависимости от результата сравнения согласуют схему соответствия.
В частности, установление количества и/или состава отбеливающего средства при предписанной заданной белизне производят таким образом, что расходы на подготовку отбеливающего средства являются минимальными. Так как отбеливающее средство часто состоит из множества различных веществ, которые в различных комбинациях достигают сравнимое отбеливающее действие, является целесообразным, выбирать те комбинации, то есть количество и/или состав отбеливающего средства, таким образом, чтобы расходы на это или, соответственно, расходы на подготовку отбеливающего средства являются минимизированными.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство отбеливания для осуществления процесса отбеливания для обработки макулатуры. Устройство отбеливания содержит емкость для отбеливания, в которой отбеливают волокнистую суспензию с помощью отбеливающего средства. С помощью механизма подачи волокнистую суспензию вводят в емкость для отбеливания. Чувствительным элементом белизны измеряют белизну волокнистой суспензии в подводящем трубопроводе и с помощью дозирующего устройства снабжают подведенную волокнистую суспензию отбеливающим средством. Предусмотрено устройство управления, которое связано с дозирующим устройством, чтобы устанавливать в зависимости от измеренной белизны подведенной волокнистой суспензии количество и/или состав отбеливающего средства так, что достигается возможно постоянная заданная белизна отобранной волокнистой суспензии.
Соответствующее изобретению устройство отбеливания имеет преимущество, что на процесс отбеливания при задании заданной белизны полученной после процесса отбеливания волокнистой суспензии и в зависимости от измеренной белизны подведенной волокнистой суспензии воздействуют за счет того, что отбеливающее средство добавляют к подведенной волокнистой суспензии в подходящем количестве и/или с подходящим составом.
Согласно следующей формы выполнения изобретения устройство управления содержит накопитель, чтобы запоминать схему соответствия в виде функции, таблицы или диаграммы соответствия. За счет этого можно присваивать измеренную белизну в соответствие определенному количеству и/или составу отбеливающего средства так, что отбеливающее средство добавляется к подведенной волокнистой суспензии подходящим образом.
Согласно следующей форме выполнения изобретения может быть предусмотрено отводящее устройство, чтобы после определенного промежутка времени выводить волокнистую суспензию из емкости для отбеливания, причем отводящее устройство связано со следующим чувствительным элементом белизны, чтобы измерять белизну отведенной волокнистой суспензии. Устройство управления выполнено таким образом, чтобы в режиме адаптации согласовывать схему соответствия в зависимости от белизны отведенной волокнистой суспензии.
Предпочтительные формы выполнения изобретения поясняются в последующем более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 - схематическое представление части процесса для обработки макулатуры, в котором производят отбеливание волокнистой суспензии.
Фиг.2 - диаграмма соответствия, которая представляет функцию, чтобы описывать количество и/или состав подлежащего добавлению отбеливающего средства.
На фиг.1 представлена часть процесса для обработки макулатуры. Представлена предфлотационная емкость 1, в которой выводят частицы печатной краски из образованной из макулатуры волокнистой суспензии. Предварительно очищенную таким образом волокнистую суспензию через подводящий трубопровод 2 подают к диспергирующему устройству 3. Диспергирующее устройство 3 соединено через следующий подводящий трубопровод 5 с емкостью отбеливающего средства 4. В следующем подводящем трубопроводе 5 находится исполнительный вентиль 6, чтобы устанавливать количество подведенного отбеливающего средства.
В альтернативной форме выполнения могут быть предусмотрены несколько емкостей для отбеливающего средства 4, в которых находятся отбеливающие химикалии, химикалии-стабилизоторы и тому подобное, которые через множество следующих подводящих трубопроводов 5 и соответствующие исполнительные вентили 6 соединены с диспергирующим устройством 3. С помощью индивидуальной установки исполнительных вентилей 6 можно устанавливать как количество подведенных веществ, так и состав образованного из этих веществ отбеливающего средства. Кроме того, можно добавлять в устанавливаемом количестве воду, чтобы настраивать концентрацию добавленных веществ.
Диспергирующее устройство 3 служит для того, чтобы перемешивать подведенные вещества с подведенной через подводящий трубопровод 2 волокнистой суспензией и подавать к емкости для отбеливания 7. Смешанная с отбеливающим средством волокнистая суспензия в основном является комковатой или вязкой так, что она оседает на уже находящуюся в емкости для отбеливания 7 волокнистую суспензию, в основном не смешиваясь с ней.
Емкость для отбеливания 7 имеет на своем нижнем конце шнек-мешалку, которая приводит в движение волокнистую суспензию в отводящий трубопровод 8 и подводит ее к послефлотационной емкости 9. Из послефлотационной емкости 9 волокнистая суспензия попадает к следующим ступеням системы обработки макулатуры, в конце которой может стоять изготовление обработанной бумаги.
Предусмотрен блок управления 11, который соединен с чувствительным элементом белизны 12, который расположен на подводящем трубопроводе 2. Чувствительный элемент белизны 12 измеряет яркость или, соответственно, координату цветности как раз подведенной к диспергирующему устройству волокнистой суспензии. Чувствительный элемент белизны может быть выполнен, например, в виде оптического датчика, который измеряет отражение облучающего света от волокнистой суспензии и определяет отсюда белизну или, соответственно, координату цветности волокнистой суспензии.
Блок управления 11 соединен с исполнительным вентилем 6 так, что исполнительный вентиль 6 может устанавливаться блоком управления 11 согласно управляющего воздействия. Если предусмотрено множество исполнительных вентилей 6, то они могут устанавливаться индивидуально блоком управления 11 с помощью управляющих воздействий. Блок управления 11 содержит накопитель 14, в котором запомнена схема соответствия. Схема соответствия может быть запомнена в виде функции, таблицы соответствия или диаграммы соответствия и служит для того, чтобы в зависимости от измеренного чувствительным элементом белизны 12 значения белизны подведенной волокнистой суспензии 2 определять управляющее воздействие для исполнительного вентиля 6 или, соответственно, исполнительных вентилей 6.
На фиг.2 показана диаграмма соответствия, в которой представлена степень отбеливания (указанная как ΔQ) в зависимости от концентрации NaOH в качестве химикалии-стабилизатора и Н2О2 (перекись водорода) в качестве отбеливающей химикалии. Диаграмма соответствия относится к отбеливающему средству, которое не содержит жидкого стекла. При задании заданного значения белизны для отведенной волокнистой суспензии в зависимости от значения белизны для подведенной волокнистой суспензии можно определять степень необходимого отбеливания. Она нанесена на оси z диаграммы фиг.2. Если необходимая степень отбеливания определена, то, как правило, существует много возможных составов отбеливающего средства из химикалий NaOH и Н2О2, так как одинаковое отбеливающее действие может быть получено с помощью многих комбинаций отбеливающих химикалий. Поэтому является целесообразным выбирать тот состав отбеливающего средства, расход на подготовку которого является возможно малым и/или удовлетворяет остальным требованиям процесса. Количество возможных составов получается из линии высоты на высоте подлежащей установке степени отбеливания в диаграмме соответствия.
Диаграмму соответствия обучают на основе данных процесса в виде модели отбеливающего действия в качестве функции концентрации химикалий, например, в виде нейронной сети или процесса Гаусса. При имеющейся заданной белизне или, соответственно, координате цветности волокнистой суспензии в отводящем трубопроводе емкости для отбеливания и измеренной белизне или, соответственно, измеренной координате цветности на входе емкости для отбеливания можно тем самым вычислять необходимую концентрацию химикалий. Имеющиеся степени свободы можно применять для минимизации расхода на подготовку.
Для выполнения процесса обучения на отводящем трубопроводе 8 расположен следующий чувствительный элемент белизны 13, который соединен с блоком управления 11. В режиме адаптации теперь можно определять отбеливающее действие добавленного отбеливающего средства в соответствующей концентрации, количестве и составе и изготавливать или, соответственно, юстировать схему соответствия, чтобы оптимировать управление процессом отбеливания. В режиме адаптации отклонения от желательной заданной белизны и действительно достигнутую белизну на отводящем трубопроводе 8 емкости для отбеливания 7 можно применять, например, для определения рассогласования.
1. Способ управления процессом отбеливания для обработки макулатуры, со следующими операциями: подготовка волокнистой суспензии; измерение белизны волокнистой суспензии; смешивание волокнистой суспензии с отбеливающим средством; подача смешанной волокнистой суспензии в емкость для отбеливания (7); отбор смешанной волокнистой суспензии из емкости для отбеливания после определенного промежутка времени, причем отбеливающее средство содержит смесь из множества веществ, причем количество и/или состав добавленного отбеливающего средства устанавливают в зависимости от измеренной белизны волокнистой суспензии с помощью схемы соответствия так, что достигается возможно постоянная заданная белизна отобранной волокнистой суспензии, причем белизну отобранной волокнистой суспензии измеряют и сравнивают в режиме адаптации с заданной белизной и в зависимости от результата сравнения согласуют схему соответствия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбеливающее средство содержит смесь из множества веществ, и отбеливающее средство содержит отбеливающий химикат и/или химикат-стабилизатор.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что схему соответствия выполняют с помощью функции, таблицы или диаграммы соответствия.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что установку количества и/или состава при заданной белизне выполняют так, что расход на подготовку отбеливающего средства является минимизированным.
5. Устройство отбеливания для осуществления процесса отбеливания для обработки макулатуры с емкостью (7) для отбеливания волокнистой суспензии с помощью отбеливающего средства; с подводящим трубопроводом (2) для подачи волокнистой суспензии в емкость (7) для отбеливания; с чувствительным элементом (12) белизны для измерения белизны волокнистой суспензии в подводящем трубопроводе (2); с дозирующим устройством (6), чтобы снабжать подведенную волокнистую суспензию отбеливающим средством; с устройством (11) управления, которое соединено с дозирующим устройством (6) для установки в зависимости от измеренной белизны подведенной волокнистой суспензии количества и/или состава отбеливающего средства с помощью схемы соответствия для достижения как можно более постоянной заданной белизны отобранной волокнистой суспензии; и с отводящим устройством (8) для отведения через определенный промежуток времени волокнистой суспензии из емкости для отбеливания (7), причем отводящее устройство соединено со следующим чувствительным элементом (13) белизны для измерения белизны отведенной волокнистой суспензии, и причем устройство управления (11) выполнено с возможностью согласования схемы соответствия в режиме адаптации в зависимости от белизны отведенной волокнистой суспензии.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что устройство управления (11) содержит накопитель (14), чтобы запоминать в качестве схемы соответствия функцию, таблицу или диаграмму соответствия.
7. Устройство отбеливания по п.5 или 6, отличающееся тем, что устройство управления (11) выполнено с возможностью установки количества и/или состава при заданной белизне так, что затраты на подготовку для отбеливающего средства являются минимизированными.
