Способ и устройство для переноса технологической жидкости, промышленное предприятие и способ упрощения его схемы
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую. Способ включает стадии, на которых осуществляют слив технологической жидкости первой консистенции из устройства для промывания и сгущения, введение технологической жидкости в вертикальную трубу, разбавление технологической жидкости до второй консистенции, т.е. до средней консистенции, оборудование вертикальной трубы устройством для измерения уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе, причем измерительное устройство имеет интервал регулирования уровня поверхности с верхним пределом регулирования уровня поверхности и нижним пределом регулирования уровня поверхности для поддержания во время использования уровня поверхности технологической жидкости между верхним и нижним пределами регулирования уровня поверхности, слив технологической жидкости второй консистенции из указанной вертикальной трубы посредством насоса, установленного в гидравлическом соединении со сливным выпускным отверстием, предусмотренным в вертикальной трубе. Согласно изобретению добавлена стадия поддержания технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе со средней консистенцией, т.е. третьей консистенцией, причем третья консистенция превышает по меньшей мере в 1,5 раза вторую консистенцию. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую, к промышленному предприятию и к способу упрощения его схемы. В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, данные способ и устройство являются применимыми, например, в переносе волокнистой суспензии или целлюлозы с одной стадии обработки или технологической стадии на другую в целлюлозно-бумажной промышленности и для упрощения схемы целлюлозного завода.
Уровень техники
В качестве примеров способов и устройств предшествующего уровня техники для переноса технологической жидкости между технологическими стадиями или стадиями обработки далее обсуждаются несколько практических случаев из целлюлозно-бумажной промышленности. Однако уже на этой стадии следует понимать, что аналогичные процессы существуют не только в целлюлозно-бумажной промышленности, но также применяются в некоторых других аналогичных промышленных процессах, например, в переработке биомассы и в производстве биотоплива.
Хорошие примеры проблемных областей в целлюлозно-бумажной промышленности представляют собой разнообразные стадии промывания, фильтрования и/или сгущения или устройства для промывания, фильтрования и/или сгущения между варкой древесных стружек при химической гомогенизации и образованием сетки на целлюлозно-бумажном заводе. Такие устройства требуются, например, в так называемом промывании небеленой сульфатной целлюлозы и на разнообразных стадиях промывания при делигнификации и отбеливании целлюлозы. В целлюлозно-бумажной промышленности используют разнообразные устройства для различных стадий промывания, фильтрования или сгущения. Первый пример такого устройства представляет собой одноступенчатое или многоступенчатое барабанное промывочное устройство, из которого целлюлозу сливают при консистенции от 10 до 18%. Как правило, целлюлозу сливают из такого промывочного устройства посредством сливного винта в вертикальную трубу или загрузочную воронку таким образом, что целлюлоза разбавляется в сливном винте до консистенции от 8 до 15%, которая представляет собой консистенцию целлюлозы, передаваемой далее посредством центробежного насоса из нижней части вертикальной трубы. Другими словами, используемые в настоящее время устройства для промывания и фильтрования способны повышать консистенцию целлюлозы до такой степени, что целлюлозу требуется разбавлять таким образом, чтобы целлюлозу можно было направлять на следующую технологическую стадию (включая также колонну для формирования сетки или хранения) посредством современного центробежного насоса или разжижающего центробежного насоса, хотя можно использовать также поршневые насосы прямого вытеснения.
Вертикальная труба или загрузочная воронка, как правило, представляет собой вертикальный резервуар, высота которого составляет от 5 до 7 м. Когда учитывается высота, требуемая для разбавляющего устройства, возможно, составляющая до нескольких метров, высота, на которой должны быть установлены устройства для промывания, фильтрования и/или сгущения, чтобы обеспечивать достаточную высоту для вертикальной трубы и разбавления, легко превосходит 10 м. Это означает, что устройство для промывания и/или сгущения установлено на один или два этажа или уровня выше, чем насос, используемый для слива вертикальной трубы. По существу, это представляет собой основную причину, по которой целлюлозные заводы, например, для отбеливающих установок должны занимать второй этаж или, возможно, также и третий этаж над первым этажом. Другими словами, устройство для промывания и/или сгущения необходимо поднимать и поддерживать на уровне, превышающем первый этаж приблизительно от 6 до 15 м, чтобы обеспечивать бесперебойное перекачивание целлюлозы с одной технологической стадии на другую. Одну причину, по которой требуются такие высокие вертикальные трубы, представляет собой изменчивость скорости слива или производительности устройства для промывания и/или сгущения. Такая изменчивость может возникать в результате не только неравномерной работы винта/винтов для слива/разбавления, но также в результате колебаний производительности на предшествующих стадиях обработки или технологических устройств, установленных выше по потоку относительно устройства для промывания и/или сгущения. По вышеупомянутой причине вертикальную трубу используют в качестве буферного резервуара, посредством которого уровень целлюлозы в вертикальной трубе измеряют и поддерживают в определенных желательных пределах, т.е. между верхним и нижним пределами интервала регулирования уровня поверхности. Кроме того, однако, обеспечивают, чтобы насос в нижней части вертикальной трубы и устройство для промывания и/или сгущения выше по потоку относительно вертикальной трубы функционировали бесперебойно. На практике это означает, что целлюлоза должна иметь достаточную продолжительность пребывания (означающую высоту) в вертикальной трубе таким образом, чтобы уровень целлюлозы можно было легко поддерживать между допустимыми верхним и нижним пределами.
Еще один хороший пример устройств для промывания и/или сгущения или, в более общем случае, технологических устройств представляет собой промывочный пресс, из которого целлюлозу сливают при консистенции от 20 до 40%, иногда даже при консистенции, составляющей вплоть до 50%. Как правило, сливной винт промывочного пресса находится в верхней части промывочного пресса на несколько метров (конструкционная высота промывочного пресса) выше уровня, на котором установлен промывочный пресс, таким образом, что сливной винт перемещает сгущенную волокнистую суспензию от промывочного пресса в разбавляющее устройство, установленное на одном уровне, этаже или ярусе с промывочным прессом. В разбавляющем устройстве консистенция промытой и/или сгущенной волокнистой суспензии также снижается до 8-5%. Разбавляющее устройство сливает целлюлозу в вертикальную трубу, аналогичную трубе, уже обсужденной выше.
Разбавление целлюлозы или волокнистой суспензии после устройство для промывания и/или сгущения или, в более общем случае, технологического устройства можно осуществлять посредством сливного винта устройства для промывания и/или сгущения, посредством отдельного разбавляющего винта или посредством отдельного механического разбавляющего устройства, или разбавляющее устройство может представлять собой один или несколько разбавляющих жидкостных каналов или сопел, установленных на практике непосредственно после сливного винта устройства для промывания и/или сгущения, или разбавление можно осуществлять в верхней части вертикальной трубы. Таким образом, целлюлозу во всех устройствах предшествующего уровня техники разбавляют заблаговременно до ее поступления на целлюлозной колонне в вертикальной трубе или загрузочной воронке.
Следующий пример предшествующего уровня техники в отношении переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения на последующую технологическую стадию посредством первого разбавления целлюлозы до меньшей консистенции и последующего перекачивания целлюлозы обсуждается далее. В соответствии с данным примером, сгущенную целлюлозу сливают из устройства для сгущения или промывания при высокой консистенции в вертикальную трубу таким образом, что целлюлоза разбавляется при консистенции перекачивания практически одновременно с ее поступлением в вертикальную трубу. Однако нижняя часть вертикальной трубы по соображениям безопасности оборудована дополнительным вводящим жидкость устройством, которое используют для введения в целлюлозу жидкости, как правило, воды. Это устройство для введения используют в таком случае, когда насос по какой-либо причине (например, неоднородное разбавление) не способен перекачивать разбавленную целлюлозу надлежащим образом без дополнительного разбавления. Однако цель направления дополнительной разбавляющей жидкости в нижнюю часть вертикальной трубы заключается в том, чтобы моментально отрегулировать консистенцию целлюлозы до меньшего значения, т.е. приблизительно на 2% или в меньшей степени (например, от 12 до 10%) для обеспечения непрерывной работы насоса путем уменьшения требуемого напора или путем уменьшения сопротивления потоку в сливном трубопроводе. Однако такое разбавляющее устройство не предназначено для непрерывной работы, и его конструкция не позволяет гомогенизировать консистенцию волокнистой суспензии в нижней части вертикальной трубы, т.е. устройство для введения разбавляющей жидкости не предназначено для распространения разбавляющей жидкости по поперечному сечению вертикальной трубы.
Далее обсуждаются разнообразные проблемы, возникающие в описанных выше устройствах предшествующего уровня техники.
В строении, где расположены устройства для промывания и/или сгущения, требуются один или два яруса выше первого этажа, чтобы обеспечивать достаточную высоту для разбавления целлюлозы и вертикальную трубу с ее регулирующим уровень поверхности устройством.
Разбавление, осуществляемое непосредственно после устройства для промывания и/или сгущения, не обязательно должно быть равномерным или однородным, но часть густой целлюлозы и часть разбавляющей жидкости можно вводить в вертикальную трубу без существенного смешивания, и в результате этого конечное смешивание целлюлозы и разбавляющей жидкости осуществляют посредством насоса, сливающего целлюлозу из нижней части вертикальной трубы.
Вследствие расположения устройства для промывания и/или сгущения на высоте одного или двух ярусов или этажей, как правило, требуется насос для направления целлюлозы в устройство для промывания и/или сгущения.
Поскольку целлюлозу разбавляют на такой ранней стадии, что целлюлозный столб или слой в вертикальной трубе состоит из разбавленной целлюлозы, очевидно, что высота интервала регулирования уровня должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать требуемый объем целлюлозы в вертикальной трубе. Увеличение диаметра вертикальной трубы или загрузочной воронки нельзя рассматривать как предпочтительный способ поддержания ее регулирующего объема, даже если уменьшается высота интервала регулирования, потому что увеличение диаметра вертикальной трубы быстро изменяет условия потока в вертикальной трубе. Целлюлоза в вертикальной трубе начинает легко течь, и это означает, что часть целлюлозного столба в вертикальной трубе остается на месте, в то время как остальная часть столба быстро течет вниз по «каналу» в насос. Неподвижная часть целлюлозы может начинать обезвоживаться и отфильтровываться, т.е. высыхать вследствие силы тяжести. Она может также начинать разлагаться. В обоих случаях части неподвижной целлюлозы могут отделяться от целлюлозного столба и перекачиваться далее, и в результате этого они, возможно, будут в значительной степени ухудшать качество конечного продукта. Кроме того, отделившиеся части неподвижной целлюлозы имеют значительно более высокую консистенцию, чем целлюлоза, которая обычно поступает в насос, и в результате этого отделившиеся части, в зависимости от своего размера, могут приводить к значительным колебаниям консистенции перекачиваемой целлюлозы.
Сущность изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать новый способ и устройство для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую таким образом, чтобы была решена, по меньшей мере, одна из вышеупомянутых и/или других проблем.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать новый способ и устройство для переноса технологической жидкости таким образом, чтобы технологические устройства можно было устанавливать на нижнем уровне, предпочтительно на первом этаже технологического здания, и в результате этого можно было получать значительную экономию строительных расходов.
Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать новый способ и устройство для переноса технологической жидкости таким образом, чтобы можно было получать значительную экономию энергии вследствие уменьшения потребности в перекачивании технологической жидкости.
Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить новую схему для завода, где технологическое устройство и вертикальная труба установлены на одном этаже, и отсутствует необходимость в сооружении дополнительных уровней, этажей или ярусов для технологического устройства.
Таким образом, задачи настоящего изобретения также распространяются на разнообразные способы сооружения такого сочетания технологического устройства и вертикальной трубы, чтобы технологическое устройство можно было устанавливать на одном этаже с вертикальной трубой.
Чтобы решить, по меньшей мере, одну из проблем предшествующего уровня техники, предложен способ переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую, причем данный способ включает следующие стадии:
- слив технологической жидкости первой консистенции из технологического устройства,
- введение технологической жидкости в вертикальную трубу,
- разбавление технологической жидкости до второй консистенции, т.е. до средней консистенции,
- оборудование вертикальной трубы устройством для измерения уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе, причем измерительное устройство имеет интервал регулирования уровня поверхности с верхним пределом регулирования уровня поверхности и нижним пределом регулирования уровня поверхности для поддержания во время использования уровня поверхности технологической жидкости между верхним и нижним пределами регулирования уровня поверхности,
- слив технологической жидкости второй консистенции из указанной вертикальной трубы посредством насоса, установленного в гидравлическом соединении со сливным выпускным отверстием, предусмотренным в вертикальной трубе,
и отличается следующей дополнительной стадией:
- поддержание технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе со средней консистенцией, т.е. третьей консистенцией, причем третья консистенция превышает, по меньшей мере, в 1,5 раза вторую консистенцию.
Для той же цели предложено устройство для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую, причем данное устройство включает технологическое устройство, из которого технологическую жидкость сливают при первой консистенции, устройство для разбавления технологической жидкости, вертикальную трубу, в которую сливают технологическую жидкость, устройство для измерения уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе, сливное выпускное отверстие для слива разбавленной технологической жидкости из вертикальной трубы, насос, установленный в гидравлическом соединении со сливным выпускным отверстием для дальнейшего переноса технологической жидкости второй консистенции, измерительное устройство, имеющее интервал регулирования уровня поверхности, имеющий верхний предел регулирования уровня поверхности и нижний предел регулирования уровня поверхности, оборудовано разбавляющим устройством, включающим устройство для растекания и направления разбавляющей жидкости по поперечному сечению вертикальной трубы в соединении с технологической жидкостью, причем разбавляющее устройство имеет такое положение и размер, что средняя консистенция технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности, т.е. третья консистенция, превышает, по меньшей мере, в 1,5 раза вторую консистенцию.
Кроме того, для решения некоторых проблем предшествующего уровня техники настоящее изобретение предлагает промышленное предприятие, имеющее, по меньшей мере, одну колонну для обработки технологической жидкости и технологическое устройство для промывания и/или сгущения технологической жидкости, причем данное технологическое устройство расположено на одном этаже BF с колонной.
Наконец, опять же для решения, по меньшей мере, одной из проблем предшествующего уровня техники настоящее изобретение предлагает способ упрощения схемы промышленного предприятия, используемого для обработки технологической жидкости, по меньшей мере, на двух последовательных технологических стадиях, причем данное промышленное предприятие имеет технологическое устройство с конструкционной высотой, где осуществляют одну технологическую стадию, и вертикальной трубой, используемой для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую, причем данный способ включает стадию осуществления, по меньшей мере, одного из следующих процессов:
- введение в эксплуатацию конструкционной высоты технологического устройства,
- обеспечение введения технологической жидкости из технологического устройства в вертикальную трубу посредством наклоненного вверх питающего устройства, и
- уменьшение высоты требуемого интервала регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе для приведения технологического устройства на низший уровень промышленного предприятия.
Другие характерные особенности способа и устройства согласно настоящему изобретению обсуждаются в прилагаемой формуле изобретения.
Используя настоящее изобретение, можно также размещать стадию промывания, стадию сгущения, стадию отбеливания или всю линию для переработки волокон в здании меньшей высоты без необходимости нескольких этажей.
Краткое описание чертежей
Далее будут более подробно обсуждаться способ и устройство согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 иллюстрирует устройство предшествующего уровня техники для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу;
фиг. 2 иллюстрирует еще одно устройство предшествующего уровня техники для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу;
фиг. 3 иллюстрирует еще одно устройство предшествующего уровня техники для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу;
фиг. 4 иллюстрирует новое устройство для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 иллюстрирует новое устройство для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 иллюстрирует новое устройство для переноса целлюлозы из устройства для промывания и/или сгущения в вертикальную трубу в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7 иллюстрирует стадию отбеливания и промывания целлюлозы с использованием устройства предшествующего уровня техники для переноса технологической жидкости; и
фиг. 8 иллюстрирует стадию отбеливания и промывания целлюлозы с использованием устройства для переноса технологической жидкости согласно настоящему изобретению.
Подробное описание чертежей
Фиг. 1, 2 и 3 иллюстрируют в качестве примеров устройства предшествующего уровня техники для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую, включающие два сочетания промывочного пресса и вертикальной трубы (фиг. 1 и 2) целлюлозного завода, где целлюлозу сливают из технологического устройства, т.е. промывочного пресса 10 при консистенции от 20 до 50%, разбавляют 16', 16" до консистенции от 8 до 14% и сливают в вертикальную трубу 18 или загрузочную воронку, и одно сочетание промывочного пресса и вертикальной трубы (фиг. 3), где разбавление 16"' волокнистой суспензии происходит одновременно с поступлением волокнистой суспензии в вертикальную трубу 18. Здесь двухвалковый промывочный пресс представлен в качестве примера разнообразных применяемого устройства для промывания, фильтрования или сгущения или, в более широком смысле, технологического устройства. Существуют и другие многочисленные устройства, которые можно использовать для той же цели, такие как одновалковый промывочный пресс, барабанный фильтр, промывочное устройство DrumDisplacer™, винтовой пресс и т. д. Двухвалковый пресс 10 принимает волокнистую суспензию, подлежащую обработке, через один или несколько впускных каналов 12. Другие устройства для промывания или фильтрования имеют свои собственные устройства для приема волокнистой суспензии. После промывания и сжатия между валками сгущенную волокнистую суспензию или целлюлозу сливают из промывочного пресса 10 посредством сливного винта 14, который расположен, как правило, в верхней части промывочного устройства таким образом, что сливной винт 14 перемещает сгущенную целлюлозу аксиально к концу промывочного пресса 10 в разбавляющее устройство 16' или 16" (фиг. 1 и 2), установленное на одном уровне, этаже или ярусе с промывочным прессом. Однако на практике в настоящее время все разбавляющие устройства устанавливают на уровне промывочного пресса 10 или ниже. Другими словами, технологическое устройство может находиться на втором этаже, а разбавляющее устройство может находиться на первом или втором этаже. Это означает, что целлюлоза, слитая из промывочного пресса, перемещается на расстояние, составляющее от двух до нескольких метров (соответствующее конструкционной высоте технологического устройства) в разбавляющее устройство. В разбавляющем устройстве 16' или 16" консистенция промытой или сгущенной волокнистой суспензии уменьшается и составляет от 8 до 14%. После этого разбавляющее устройство 16' или 16" сливает целлюлозу в нижний конец или в нижнюю часть вертикальной трубы 18, где предусмотрено выпускное отверстие 20. Насос, который предпочтительно, но не обязательно, представляет собой центробежный насос 22, непосредственно или посредством впускного канала, установлен в гидравлическом соединении с выпускным отверстием 20 для последующего введения разбавленной целлюлозы, т.е. технологической жидкости на следующую технологическую стадию, которая может включать отбеливание, фильтрование, промывание, формирование сетки или хранение, причем указано только несколько возможных вариантов.
Разбавление целлюлозы или волокнистой суспензии после технологического устройства, т.е. устройство 10 для промывания и/или сгущения можно осуществлять посредством сливного винта 14 устройства 10 для промывания и/или сгущения, причем отдельный разбавляющий винт 16' содержит устройство D для введения разбавляющей жидкости (фиг. 1), отдельное механическое разбавляющее устройство 16", имеющее устройство D для введения разбавляющей жидкости (фиг. 2), или разбавляющее устройство может представлять собой один или несколько каналов или сопел для введения разбавляющей жидкости, которые на практике устанавливают непосредственно после сливного винта 14 устройства 10 для промывания и/или сгущения, или разбавляющую жидкость можно вводить посредством сопел 16"' в верхний конец вертикальной трубы, куда поступает густая волокнистая суспензия (фиг. 3). Таким образом, в соответствии со всеми описаниями предшествующего уровня техники, целлюлозу разбавляют заблаговременно до ее поступления на целлюлозный столб в вертикальной трубе или загрузочной воронке 18. Как уже упоминалось выше в связи с обсуждением в отношении промывочного пресса, разбавляющие устройства, как правило, устанавливают на нижнем уровне относительно устройства для слива сгущенной технологической жидкости из технологического устройства. На практике это означает, что именно высота слива разбавляющего устройства может представлять собой максимальную высоту вертикальной трубы. Таким образом, понятно, что устройство для промывания, сгущения или фильтрования, т.е. технологическое устройство, устанавливают на втором или третьем этаже завода.
Вертикальная труба 18, как правило, оборудована устройством 24 для измерения уровня поверхности разбавленной целлюлозы в вертикальной трубе. Уровень поверхности разбавленной целлюлозы в вертикальной трубе во время использования поддерживают между заданными верхним и нижним пределами, т.е. в пределах так называемого интервала регулирования. Устройство 24 для измерения уровня поверхности целлюлозы включает систему индикации уровня поверхности, которая имеет верхний предел регулирования уровня поверхности 26 и нижний предел 28 регулирования уровня поверхности. Следует отметить, что в предшествующем уровне техники существует ряд измерительных устройств 24, применяемых для определения уровня поверхности. Помимо обычных измерительных систем высоту или уровень технологической жидкости, т.е. целлюлозы, можно измерять также и косвенными способами, например, способами технологической томографии или гамма-излучения. Применяемые устройства для измерения уровня поверхности, в которых используется томография, обсуждаются, например, в международной патентной заявке WO-A1-09019150.
Что касается решений проблем, обсуждаемых выше, предложены несколько способов, которые заключаются в следующем. Первый и наиболее простой способ улучшения расположения технологического устройства по отношению к вертикальной трубе заключается в том, чтобы предусмотреть осуществление слива из технологического устройства непосредственно в вертикальную трубу, т.е. без предварительного опускания технологической жидкости с ее последующим введением в вертикальную трубу. Еще один способ заключается в том, чтобы предусмотреть осуществление слива технологической жидкости из технологического устройства посредством наклонного сливного устройства, например, наклонного винтового питателя, который перемещает технологическую жидкость вверх к верхнему концу вертикальной трубы. Наконец, третий способ заключается в том, чтобы регулировать консистенцию технологической жидкости в вертикальной трубе таким образом, чтобы высота интервала регулирования уровня в вертикальной трубе могла уменьшаться. Три обсуждаемых выше способа можно использовать совместно или в любом сочетании двух способов, или любой один из трех способов можно использовать отдельно, чтобы решить, по меньшей мере, одну задачу настоящего изобретения. Очевидно, что каждый из трех обсуждаемых выше способов позволяет уменьшать требуемую разность уровней между технологическим устройством и вертикальной трубой.
Фиг. 4 иллюстрирует устройство для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь промывочный пресс 10 используют в качестве примера разнообразных устройств для промывания, фильтрования или сгущения или, в более общем случае, технологических устройств. Как уже представлено на фиг. 1, 2 и 3, сливной винт 14 промывочного пресса 10 установлен в верхней части промывочного пресса, т.е. на несколько метров выше уровня установки технологического устройства, т.е. на высоте, соответствующей конструкционной высоте технологического устройства. Фиг. 4 схематически представляет, что сливной винт 14 направляет сгущенную целлюлозу при консистенции, составляющей от 20 до 50%, обычно от 25 до 40%, в еще один винтовой питатель 16 для последующего слива сгущенной технологической жидкости, т.е. целлюлозы в вертикальную трубу 18, которая установлена на стороне промывочного пресса 10. Другой винтовой питатель 16 может быть горизонтальным, как представлено на фиг. 4, и в результате этого конструкционная высота технологического устройства используется в полной мере. Еще один возможный вариант расположения винтового питателя представляет собой наклон таким образом, что он направляет технологическую жидкость из технологического устройства вверх к верхнему концу вертикальной трубы. Кроме того, возможно, что сливной винт 14 (или его удлинение) промывочного пресса 10 самостоятельно направляет сгущенную технологическую жидкость в вертикальную трубу 18, и в таком случае вертикальная труба расположена на аксиальном конце промывочного пресса 10. Особенность, которая делает данный вариант осуществления настоящего изобретения, а также следующие варианты осуществления настоящего изобретения отличными от предшествующего уровня техники, представляет собой расположение вертикальной трубы 18 по отношению к технологическому устройству, т.е. устройству 10 для промывания и/или сгущения. Здесь взаимное расположение вертикальной трубы 18 и промывочного пресса претерпевает радикальное изменение. Промывочный пресс 10 находится ниже у стороны вертикальной трубы 18, т.е. промывочный пресс 10 предпочтительно устанавливают практически на одном уровне или этаже с вертикальной трубой 18, или положение данного уровня составляет не более чем приблизительно на 5 м выше нижнего уровня вертикальной трубы 18. Как правило, нижний конец вертикальной трубы 18, оборудован выпуском 20 и насосом, который предпочтительно, но не обязательно, представляет собой центробежный насос 22, установленный в гидравлическом соединении с выпуском 20 для переноса разбавленной технологической жидкости/волокнистой суспензии на следующие стадии технологического процесса.
Вертикальная труба или загрузочная воронка 18 оборудована устройством 24 для измерения уровня поверхности технологической жидкости, т.е. целлюлозы, в вертикальной трубе 18, и устройством 30 для разбавления целлюлозы в вертикальной трубе 18. Поскольку задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы снижать интервал регулирования уровня поверхности вертикальной трубы в максимально возможной степени, на практике это означает, что консистенция (или конкретно средняя консистенция) волокнистой суспензии в пределах интервала регулирования уровня поверхности должна сохраняться максимально высокой, насколько это возможно. Среднюю консистенцию можно определять, например, вычисляя эффект разбавляющей жидкости, добавляемой к технологической жидкости выше нижнего предела интервала регулирования уровня поверхности или в пределах интервала регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе. Чтобы иметь возможность вычисления, должны быть известными консистенция C и объемный поток Qp технологической жидкости, поступающей в вертикальную трубу. Таким образом, Qp×C представляет собой количество (объемный поток) сухого вещества, поступающего в вертикальную трубу. После этого каждый раз, когда определенное количество (объемный поток Qd1) разбавляющей жидкости добавляется к технологической жидкости, консистенцию технологической жидкости вычисляют следующим образом C1=Qp×C/(Qp+Qd1). Такой будет консистенция технологической жидкости до тех пор, пока разбавляющая жидкость снова не будет добавлена где-либо ниже в вертикальной трубе. Далее измеряют разность высоты h1 между двумя точками добавления, и в результате этого также становится известным объем V1, технологической жидкости, имеющей консистенцию C1, т.е. V1=A×h1, где A представляет собой площадь поперечного сечения потока в вертикальной трубе. Такие же вычисления повторяют для второго добавления разбавляющей жидкости Qd2. Консистенция технологической жидкости ниже второй точки добавления вычисляется следующим образом: C2=Qp×C/(Qp+Qd1+Qd2). Когда достигается следующая (третья) точка добавления разбавляющей жидкости или нижний предел интервала регулирования уровня поверхности, можно измерять вторую высоту h2, и в результате этого становится известным объем V2 технологической жидкости, имеющей консистенцию C2, т.е. V2=A×h2. Соответствующие вычисления продолжают до тех пор, пока существуют точки добавления разбавляющей жидкости или уровни выше нижнего предела интервала регулирования уровня поверхности. Если достигается нижний уровень интервала регулирования уровня поверхности, среднюю консистенцию Ca выше нижнего уровня можно вычислять следующим образом: Ca=(V1×C1+V2×C2)/A×(h1+h2)=(h1×C1+h2×C2)/(h1+h2). Другими словами, средняя консистенция представляет собой результат деления суммы произведений каждой отдельной консистенции и высоты области постоянной консистенции на высоту, вычисленную от нижнего уровня интервала регулирования уровня поверхности вплоть до первой (наиболее верхней) точки добавления разбавляющей жидкости. Приведенное выше разъяснение представляет собой просто примерное соображение в отношении возможного способа определения средней консистенции. Можно использовать и другие варианты. Например, можно определять консистенцию после добавления разбавляющей жидкости, используя некоторые другие способы, т.е. посредством вращающегося ротора или с помощью технологической томографии, и в результате этого становится необязательным вычисление значений консистенции.
Таким образом, чтобы обеспечивать наилучшую способность регулирования уровня поверхности или максимально высокую возможную консистенцию в интервале регулирования уровня поверхности, разбавляющее устройство должно быть расположено ниже нижнего предела 28 интервала регулирования уровня поверхности. Кроме того, разбавляющее устройство должно иметь такую конструкцию, расположение и размеры, чтобы технологическая жидкость была максимально однородной в отношении консистенции, насколько это возможно, при поступлении в слив вертикальной трубы. На практике это означает, что разбавляющая жидкость должна распределяться максимально равномерно, насколько это возможно, по всему поперечному сечению вертикальной трубы. Это можно осуществлять посредством равномерного растекания разбавляющей жидкости по всему поперечному сечению каждый раз при добавлении разбавляющей жидкости или посредством установки устройств для введения разбавляющей жидкости на различных уровнях вертикальной трубы таким образом, чтобы их объединенный эффект оказался достаточным. Однако в том случае, когда не требуется максимальная способность регулирования или консистенция, по меньшей мере, часть разбавления можно осуществлять в пределах интервала регулирования уровня поверхности или даже выше него. Таким образом, важная характерная особенность настоящего изобретения заключается в том, что средняя консистенция целлюлозы (так называемая третья консистенция) в интервале регулирования уровня поверхности или выше нижнего предела интервала регулирования уровня поверхности должна быть выше, по меньшей мере, в 1,5-2,0 раза, чем перекачиваемая консистенция, т.е. консистенция (так называемая вторая консистенция), до который целлюлозу, в конечном счете, разбавляют в нижней части вертикальной трубы 18. Таким образом, существуют устройства для направления разбавляющей жидкости в технологическую жидкость в пределах и/или ниже интервала регулирования уровня поверхности, причем разбавляющую жидкость направляет питающее устройство, у которого объемный поток является достаточным для уменьшения консистенции технологической жидкости до перекачиваемой консистенции, т.е. третья консистенция в интервале регулирования уровня поверхности составляет, по меньшей мере, в 1,5-2 раза сливаемую консистенцию. Другими словами, здесь возникает вопрос о снижении консистенции технологической жидкости от одного уровня консистенции до другого (меньшего) уровня консистенции, т.е., например, от высокой консистенции (выше 18%) до средней консистенции (выше 8% или от 6 до 15%).
В качестве краткого примера технологическое устройства можно обсудить промывочный пресс. Обычная сливаемая консистенция промывочного пресса, т.е. первая консистенция, как правило, составляет выше 25%, и требуемая перекачиваемая консистенция в нижней части вертикальной трубы, т.е. вторая консистенция превышает 8-9%, составляя вплоть до 14-15%. Таким образом, средняя консистенция в интервале регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе, в соответствии с настоящим изобретением, в грубом приближении составляет 13% или более. Посредством описанного выше устройства можно уменьшать в значительной степени требуемую высоту интервала регулирования. Например, если желательно, чтобы определенное абсолютное количество целлюлозы (твердого вещества) присутствовало в интервале регулирования, и интервал регулирования составляет 1,5 м, когда консистенция целлюлозы составляет 9%; требуемая высота интервала регулирования составляет 1,04 м, когда консистенция целлюлозы составляет 13%; или данная высота составляет 0,75 м, когда консистенция целлюлозы составляет 18%. Другими словами, при удвоении консистенции требуемую высоту интервала регулирования можно уменьшить в два раза.
Это означает, что разбавляющее устройство 30 во время использования имеет такой размер и расположено таким образом, что относительно небольшая доля разбавляющей жидкости поступает в волокнистую суспензию в интервале регулирования уровня поверхности или выше него, или для основной части интервала регулирования уровня поверхности между верхним и нижним пределами 26 и 28 существует неразбавленная, т.е. сгущенная целлюлоза, полученная в сгущенном состоянии, т.е. имеющая так называемую первую консистенцию и поступающая из предшествующего технологического устройства (здесь это промывочный пресс). Предпочтительно описанная выше цель достигается, когда разбавляющее устройство расположено таким образом, что введение основной части разбавляющей жидкости происходит ниже нижнего предела 28 интервала регулирования уровня поверхности. Возможный вариант заключается в том, чтобы размещать разбавляющее устройство на минимально возможном уровне в интервале регулирования уровня поверхности между верхним и нижним пределами 26 и 28 регулирования, предпочтительно полностью ниже нижнего предела регулирования уровня поверхности 28, и в результате этого измерительное устройство для уровня поверхности отслеживает, по меньшей мере, в основном изменения уровня поверхности неразбавленной целлюлозы. На практике это означает, естественно, что предпочтительно, но не обязательно, чтобы все разбавляющее устройство 30 было расположено ниже нижнего предела 28 уровня поверхности.
Конструкция разбавляющего устройства 30 согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения имеет несколько возможных видоизменений. Например, разбавляющее устройство 30 может представлять собой комплект сопел, установленных на периферии вертикальной трубы 18, возможна установка более чем одного комплекта сопел, т.е. двух или большего числа комплектов сопел, один над другим, или разбавляющее устройство 30 может представлять собой комплект инжекционных труб, установленных так, что они проходят поперек вертикальной трубы 18. Чтобы обеспечивать однородное разбавление и, таким образом, надежное и бесперебойное перекачивание волокнистой суспензии, инжекцию из сопел или труб следует осуществлять таким образом, чтобы вводимые струи разбавляющей жидкости глубоко проникали в волокнистую суспензию в вертикальной трубе и покрывали практически полностью поперечное сечение вертикальной трубы. В том случае, если используют инжекционные трубы, установленные поперек вертикальной трубы, данные трубы и их инжекционные сопла следует располагать таким образом, чтобы вводимые струи снова покрывали практически полностью поперечное сечение вертикальной трубы. Разбавляющая жидкость, вводимая в густую волокнистую суспензию, может находиться при повышенной температуре, если целлюлозу требуется нагревать. Разбавляющая жидкость может представлять собой воду, фильтрат или любую применимую жидкость, которая, возможно, содержит, по меньшей мере, одну добавку или химическое вещество, например, для одновременного регулирования значения pH технологической жидкости.
Обсуждаемые выше верхний и нижний пределы измеряющего уровень поверхности устройства не обязательно должны представлять собой отдельные физические ограничения, но они могут представлять собой установленные точки в системе измерения/регулирования уровня поверхности. На практике это означает, что фактический интервал уровня поверхности, используемый измерительной системой, может быть шире, чем интервал между верхним и нижним пределами, т.е. интервал регулирования уровня поверхности. Однако регулирование уровня поверхности легче осуществлять, если впуск для разбавляющей жидкости, т.е. разбавление технологической жидкости, осуществляется ниже уровня нижнего предела.
Устройство, представленное на фиг. 4, работает таким образом, что целлюлоза сначала поступает в технологическое устройство 10, т.е. в данном случае в устройство для промывания и/или сгущения, через один или несколько каналов 12. Целлюлозу обрабатывают в технологическом устройстве, используя, например, промывание или сгущение. Сгущенная целлюлоза поступает из технологического устройства 10 при первой консистенции, составляющей, например, приблизительно 20% или более, в вертикальную трубу 18 посредством сливного винта 14 технологического устройства 10, возможно, с помощью еще одного винтового питателя 16. Здесь следует понимать, что другой винтовой питатель может представлять собой не только горизонтальный, но также можно использовать и наклонные винтовые питатели. Таким образом, если установить винтовой питатель с наклоном вверх, он перемещает целлюлозу вверх по направлению к вертикальной трубе, и в результате этого устройство для промывания или сгущения можно опять довести до нижнего уровня. Консистенция целлюлозы предпочтительно сохраняется практически неизменной в верхней части вертикальной трубы 18, т.е. в верхней части вертикальной трубы 18 и в верхней части интервала регулирования уровня между верхним и нижним пределами 26 и 28 соответственно и предпочтительнее выше нижнего предела 28.
Таким образом, сгущенную целлюлозу предпочтительно подвергают введению разбавляющей жидкости в нижней части интервала регулирования и предпочтительнее полностью ниже нижнего регулируемого предела 28, т.е., как правило, воду или какую-либо другую разбавляющую жидкость вводят в целлюлозу таким образом, что целлюлоза в нижней части вертикальной трубы оказывается разбавленной. В результате этого консистенция целлюлозы уменьшается, как правило, до уровня второй консистенции, который составляет выше 8%, предпочтительно от 8 до 15%, т.е. до интервала перекачиваемой целлюлозы средней консистенции. Поскольку консистенция технологической жидкости в верхней части вертикальной трубы, т.е. в верхней части вертикальной трубы и в верхней части интервала регулирования уровня, предпочтительно полностью выше нижнего предела 28 интервала регулирования уровня, поддерживается на достаточно высоком уровне, оказывается возможным осуществить сокращение (уменьшение высоты) интервала регулирования в значительной степени относительно уровня предшествующего уровня техники, где происходит регулирование в соответствии с изменением уровня консистенции разбавленной целлюлозы. Например, если консистенция сгущенной целлюлозы, т.е. первая консистенция составляет 21%, и консистенция разбавленной целлюлозы, т.е. вторая консистенция, составляет 7%; согласно предшествующему уровню техники требуется в три раза увеличенный/повышенный интервал регулирования или уровень высоты по сравнению с устройством согласно настоящему изобретению, когда разбавление целлюлозы в настоящем изобретении происходит полностью ниже нижнего предела регулирования. Таким образом, вертикальная труба или, по меньшей мере, ее интервал регулирования уровня поверхности можно сделать в значительной степени меньшим по сравнению с вертикальными трубами предшествующего уровня техники. Или, если размеры вертикальной трубы сохраняются, продолжительность пребывания для операции регулирования вертикальной трубы или перекачивания увеличивается в три раза. Кроме того, вертикальную трубу можно эксплуатировать для буферного хранения разбавленной целлюлозы, хотя только нижняя часть вертикальной трубы содержит разбавленную целлюлозу. Очевидная отличительная особенность данного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором отсутствует ротационное смесительное устройство для разбавляющей жидкости, заключается в том, что именно центробежный насос дополнительно гомогенизирует и перемешивает разбавляющую жидкость с целлюлозой. Насос 22 сливает целлюлозу для дальнейшей переработки.
Фиг. 5 иллюстрирует устройство для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Данный вариант осуществления соответствует варианту осуществления, представленному на фиг. 4, за исключением изменения способа разбавления целлюлозы. Настоящий вариант осуществления представляет, по существу, два также отдельно применимых устройства. Прежде всего насос 22 оборудован разжижающим целлюлозу устройством 38 на своем впуске, которое предпочтительно проходит в выпускное отверстие 20 вертикальной трубы 18 и, возможно, также и внутри вертикальной трубы 18. Такого рода разжижающее устройство можно использовать в сочетании с любым разбавляющим устройством, т.е. не только с устройством согласно данному второму варианту осуществления. В устройстве, представленном на фиг. 5, разбавляющая жидкость, как и в предшествующем варианте осуществления, поступает в целлюлозу ниже поверхности целлюлозы в вертикальной трубе 18 в процессе работы. Разбавляющая жидкость поступает в нижнюю часть вертикальной трубы 18, т.е. в нижнюю часть интервала регулирования уровня между верхним и нижним регулируемыми пределами 26 и 28, соответственно предпочтительно полностью ниже интервала регулирования уровня поверхности посредством трубы 42. В данном варианте осуществления труба образует вал 42 вертикального смесителя 40, имеющего аксиальный канал для перемещения разбавляющей жидкости в нижнюю часть вертикальной трубы 18. Саму трубу или вал 42 можно оборудовать одним или несколькими соплами или питающими отверстиями в своем нижнем конце для введения разбавляющей жидкости в целлюлозу и одной или несколькими лопастями 44 или лопатками для растекания и смешивания разбавляющей жидкости с целлюлозой по всему поперечному сечению вертикальной трубы. Лопасти или лопатки 44 можно устанавливать, если это желательно, чтобы перемещать волокнистую суспензию по направлению к сливному выпускному отверстию 20 вертикальной трубы 18. По меньшей мере, часть из одного или нескольких сопел или питающих отверстий для разбавляющей жидкости можно также устанавливать в одной или нескольких лопастях/лопатках 44. Труба или вал 42 может проходить в вертикальную трубу 18 выше или через нижнюю часть вертикальной трубы 18. Труба или вал 42 может иметь вводящие разбавляющую жидкость питающие отверстия или сопла по всей своей длине, но сопла или отверстия, направляющие разбавляющую жидкость для основного разбавления, расположены ниже нижнего предела 28 интервала регулирования уровня поверхности.
Вал 42, проходящий через сгущенную целлюлозу в верхней части вертикальной трубы 18, можно оборудовать одной или несколькими дополнительными лопастями 46 по его длине, которые используют главным образом при измерении уровня поверхности целлюлозы в вертикальной трубе 18. На практике это осуществляют посредством наблюдения за мощностью, требуемой для вращения вала 42. Кроме того, лопасти 46 можно устанавливать для продвижения волокнистой суспензии по направлению к сливному выпускному отверстию 20 вертикальной трубы 18.
Поступление сгущенной целлюлозы в вертикальную трубу 18 представлено схематически как осуществляемое посредством винтового питателя 16, проходящего в вертикальную трубу 18. Фактический впуск в вертикальную трубу 18 может быть установлен с отверстием в боковой стенке или в верхней крышке вертикальной трубы 18. Винтовой питатель может быть не только горизонтальным, но также и наклонным, возможно, вверх.
Принимая во внимание изложенное выше, следует также понимать, что описания фиг. 4 и фиг. 5 можно сочетать несколькими соответствующими способами. Во-первых, возможно введение разбавляющей жидкости в вертикальную трубу в качестве альтернативы или в качестве дополнения к соплам, установленным вдоль периферии через стенку вертикальной трубы, также через одну или несколько подающих разбавляющую жидкость труб, проходящих в нижнюю часть вертикальной трубы сверху, через боковую стенку или через нижнюю часть вертикальной трубы. Часть трубы/труб, расположенная в нижней части вертикальной трубы, т.е. в так называемой зоне разбавления, оборудована одним или несколькими соплами или питающими отверстиями для введения разбавляющей жидкости в целлюлозу. Во-вторых, обсуждаемое выше разбавляющее устройство можно оборудовать отдельным смесительным устройством, проходящим в зону разбавления сверху, снизу или через боковую стенку вертикальной трубы. В-третьих, вариант осуществления, представленный на фиг. 4, можно оборудовать обсуждаемым выше отдельным смесительным устройством.
Фиг. 6 иллюстрирует устройство для переноса технологической жидкости с одной технологической стадии на другую в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Данный вариант осуществления хорошо соответствует вариантам, представленным на фиг. 4 и 5, за исключением устройств для введения и смешивания разбавляющей жидкости. В варианте осуществления, представленном на фиг. 6, разбавляющая жидкость опять поступает в целлюлозу ниже поверхности целлюлозы, предпочтительнее ниже нижнего регулируемого предела 28 в вертикальной трубе 12 в процессе работы. В данном варианте осуществления вертикальная труба 18 оборудована, предпочтительно вблизи ее нижней части, практически горизонтальным ротационным смесителем 50, который работает также в качестве устройства для введения разбавляющей жидкости. Для этой цели смеситель 50 оборудован полым валом 52, имеющим аксиальный канал для разбавляющей жидкости и одну или несколько лопаток 54 для смешивания разбавляющей жидкости с целлюлозой. Фактическое введение разбавляющей жидкости в целлюлозу предусмотрено через одно или несколько инжекционных сопел или питающих отверстий, оборудованных в смесительном валу 52 и/или в одной или нескольких смесительных лопатках 54. Естественно, можно вводить разбавляющую жидкость в вертикальную трубу отдельно или совместно с отверстиями/соплами в ротационном смесителе 50, используя некоторые другие устройства, такие как инжекторы, проходящие через стенки вертикальной трубы (фиг. 4), или трубы, проходящие в нижнюю часть вертикальной трубы (фиг. 5). Смеситель 50 можно, если это желательно, сконструировать таким образом, чтобы он также действовал как конвейер или питатель, транспортирующий целлюлозу по направлению к выпуску 20 вертикальной трубы 18. Принимая во внимание изложенное выше, следует также понимать, что смеситель 50 не обязательно должен быть горизонтальным, но может также представлять собой наклонный смеситель. Кроме того, насос 22 можно оборудовать разжижающим устройством, обсуждаемым в связи с фиг. 4. Кроме того, наконец, ротационный смеситель 50 также можно использовать для разжижения целлюлозы.
Фиг. 7 и 8 иллюстрируют сравнение между стадией отбеливания предшествующего уровня техники (фиг. 7) и стадией отбеливания с использованием устройства согласно настоящему изобретению (фиг. 8). Стадию отбеливания, не описанную каким-либо более подробным образом, можно рассматривать как начинающуюся с перекачивания целлюлозы с предшествующей технологической стадии по направлению к отбеливающей колонне 64 посредством насоса 60. Химический реагент C смешивают с целлюлозой посредством смесителя 62. После этого целлюлоза поступает в отбеливающую колонну 64 и из отбеливающей колонны 64 в колонну хранения или выдувной резервуар 66, который может действовать как резервуар для предоставления химическому реагенту C достаточного времени для реакций с волокнистой суспензией. Выдувной резервуар 66 после отбеливающей колонны может иметь относительно малый диаметр (в отличие от того, что проиллюстрировано на фиг. 7), если отсутствует необходимость в определении какого-либо времени выдерживания в выдувном резервуаре, но его используют как удлиненную вертикальную трубу, проходящую от верхнего уровня отбеливающей колонны 64 вниз до нижнего или первого этажа BF здания. Из колонны для хранения/выдувного резервуара 66 целлюлозу сливают в насос 68, который направляет целлюлозу вверх к технологическому устройству 10, т.е. к устройству для промывания и/или сгущения, расположенному на первом этаже 1F или на втором этаже 2F здания. После этого устройство предшествующего уровня техники функционирует таким же образом, как обсуждается в связи с фиг. 1, 2 и 3.
В устройстве согласно настоящему изобретению, которое представлено на фиг. 8, последовательность технологических операций является практически аналогичной последовательности, которая проиллюстрирована на фиг. 7, за исключением переноса целлюлозы из колонны для хранения/выдувного резервуара 66 в технологическое устройство 10 и расположения технологического устройства 10 по отношению к вертикальной трубе 18. Устройство согласно настоящему изобретению делает возможным переносить целлюлозу из колонны для хранения/выдувного резервуара 66 непосредственно в технологическое устройство 10 без перекачивания, т.е. путем использования напора целлюлозы в колонне для хранения/выдувном резервуаре 66. Другими словами, несмотря на поток или потерю давления в сливе колонны для хранения/выдувного резервуара 66, в трубопроводе между колонной для хранения 66 и технологическим устройством 10 и в питателе технологического устройства 10 напор целлюлозы в колонне для хранения 66 является достаточным для введения целлюлозы в технологическое устройство 10. Как можно видеть, технологическое устройство, т.е. устройство 10 для промывания или сгущения, расположено настолько близко к нижнему концу выдувного резервуара, т.е. к первому этажу BF, что его можно закреплять на первом этаже BF посредством опорной конструкции 70, и в результате этого отсутствует необходимость для первого и второго этажа в отбеливающей установке предшествующего уровня техники, которая представлена на фиг. 7. Следующая альтернатива заключается в том, чтобы расположить колонну для хранения/выдувной резервуар с нижней частью практически на высоте или уровне технологического устройства или на высоте или уровне впуска/впусков в технологическое устройство. Таким образом, очевидно, что в таком случае технологическая жидкость не опускается на нижний уровень BF, как представлено на фиг. 8, но непосредственно сливается из колонны для хранения/выдувного резервуара в технологическое устройство. В данном варианте колонна для хранения/выдувной резервуар может, если это желательно, также иметь уменьшенный диаметр, и в результате этого можно также использовать термин «вертикальная труба».
В качестве практического примера можно обсудить вертикальную трубу, в которую сливают целлюлозу из промывочного пресса при консистенции 25%. Для насоса, используемого для слива в вертикальную трубу, требуется впускной напор, составляющий, по меньшей мере, 5 м, и консистенция 9%. В устройстве согласно предшествующему уровню техники высота вертикальной трубы составляет 7 м, т.е. 5 м для впускного напора, 1,5 м для интервала регулирования уровня и 0,5 м для введения целлюлозы в вертикальную трубу. Разбавляющие устройства, которые установлены выше вертикальной трубы на одном этаже с технологическим устройством, должны иметь дополнительную высоту от 1 до 2 м. В результате этого этаж, на котором находятся разбавляющее устройство и технологическое устройство, оказывается приблизительно на 8-10 м выше первого этажа. Благодаря использованию принципов настоящего изобретения, впускной напор насоса является таким же, т.е. составляет 5 м, но высоту интервала регулирования можно уменьшить до 0,75 м путем использования повышенной (составляющей приблизительно 18%) консистенции в интервале регулирования уровня. Таким образом, целлюлозу можно вводить в вертикальную трубу на высоте 5,75 м. Теперь, если сливной винт промывочного пресса находится на 2,5 м выше уровня установки промывочного пресса, уровень установки промывочного пресса находится приблизительно на 3,25 м выше нижнего уровня вертикальной трубы. Кроме того, если введение целлюлозы в вертикальную трубу осуществляют посредством наклонного винтового питателя, легко опустить промывочный пресс еще ниже, например, до высоты, составляющей приблизительно от 2 до 2,5 м. Таким образом, используя принципы настоящего изобретения, схему завода можно изменять в значительной степени, поскольку для технологического устройства не требуются какие-либо дополнительные этажи, но его можно устанавливать на опоры, у которых высота составляет несколько метров. Такая конструкция позволяет, например, располагать резервуары с фильтратом непосредственно под технологическим устройством на первом этаже.
Настоящее изобретение можно также использовать в широком разнообразии приложений за пределами целлюлозно-бумажной промышленности, которая обсуждается выше исключительно в качестве примера. Эти другие приложения включают, без какого-либо ограничения, переработку биомассы и производство биотоплива. В таких процессах исходный материал требуется предварительно обрабатывать или гидролизовать, и в результате этого требуется фильтрование и/или сгущение и последующее перекачивание. Такой исходный материал может представлять собой, например, траву, солому, багассу, древесину, кору, кукурузные стебли и т. д.
Очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается примерами, упомянутыми выше, и что его можно реализовать в других многочисленных и различных вариантах осуществления в пределах изобретательской идеи. Кроме того, очевидно, что отличительные особенности каждого варианта осуществления, описанного выше, можно использовать в сочетании с другими вариантами осуществления, насколько это допустимо. Следует также понимать, что идеи определения средней консистенции, а также однородного достаточного смешивания разбавляющей жидкости по всему поперечному сечению вертикальной трубы выше слива вертикальной трубы можно применять в связи со всеми вариантами осуществления настоящего изобретения, несмотря на то, что они могли обсуждаться только в связи с одним вариантом осуществления.
1. Способ переноса технологической жидкости из устройства для промывания и сгущения на следующую технологическую стадию, включающий стадии, на которых осуществляют:
- слив технологической жидкости первой консистенции из устройства (10) для промывания и сгущения,
- введение технологической жидкости в вертикальную трубу (18),
- разбавление технологической жидкости до второй консистенции, т.е. до средней консистенции,
- оборудование вертикальной трубы (18) устройством (24) для измерения уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе (18), причем измерительное устройство (24) имеет интервал регулирования уровня поверхности с верхним пределом (26) регулирования уровня поверхности и нижним пределом (28) регулирования уровня поверхности (28) для поддержания во время использования уровня поверхности технологической жидкости между верхним и нижним пределами регулирования уровня поверхности,
- слив технологической жидкости второй консистенции из указанной вертикальной трубы (18) посредством насоса (22), установленного в гидравлическом соединении со сливным выпускным отверстием (20), предусмотренным в вертикальной трубе (18),
и отличается следующей дополнительной стадией:
- поддержание технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе (18) со средней консистенцией, т.е. третьей консистенцией, причем третья консистенция превышает по меньшей мере в 1,5 раза вторую консистенцию.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что третья консистенция превышает по меньшей мере в 2 раза вторую консистенцию.
3. Способ по пп. 1 или 2, отличающийся осуществлением разбавления технологической жидкости до второй консистенции в вертикальной трубе (18) ниже нижнего предела (28) регулирования уровня поверхности интервала регулирования уровня поверхности.
4. Способ по п. 3, отличающийся осуществлением разбавления посредством одного ротационного устройства (40, 50), имеющего одну или несколько лопастей или лопаток (44, 54), причем ротационное устройство (40, 50) направляет технологическую жидкость к сливному выпускному отверстию (20).
5. Способ по п. 4, отличающийся измерением уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе (18) посредством использования одного ротационного устройства (42), имеющего одну или несколько лопастей (46), в пределах интервала регулирования уровня поверхности методами гамма-излучения и технологической томографии.
6. Способ по любому из пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что первая консистенция составляет приблизительно от 20 до 50%, и что вторая консистенция составляет выше 8%, предпочтительно от 1 до 15%.
7. Способ по любому из пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся по меньшей мере одним процессом из нагревания технологической жидкости посредством разбавляющей жидкости и добавления химического реагента в технологическую жидкость посредством разбавляющей жидкости.
8. Устройство для переноса технологической жидкости из устройства для промывания и сгущения на следующую технологическую стадию, причем данное устройство включает устройство (10) для промывания и сгущения, из которого сливают технологическую жидкость первой консистенции, устройство для разбавления технологической жидкости, вертикальную трубу (18), в которую сливают технологическую жидкость, устройство (24) для измерения уровня поверхности технологической жидкости в вертикальной трубе (18), сливное выпускное отверстие (20) для слива разбавленной технологической жидкости из вертикальной трубы (18), насос (22), установленный в гидравлическом соединении со сливным выпускным отверстием (20) для последующего переноса технологической жидкости второй консистенции, причем измерительное устройство имеет интервал регулирования уровня поверхности, имеющий верхний предел (26) регулирования уровня поверхности и нижний предел (28) регулирования уровня поверхности, отличающееся тем, что разбавляющее устройство включает устройство (30, 44, 54) для растекания и направления разбавляющей жидкости в поперечное сечение вертикальной трубы (18) в соединении с технологической жидкостью, и что разбавляющее устройство (30, 44, 54) имеет такое положение и размер, что средняя консистенция технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности, т.е. третья консистенция превышает по меньшей мере в 1,5 раза вторую консистенцию.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что разбавляющее устройство представляет собой одно или несколько сопел или отверстий для введения разбавляющей жидкости в технологическую жидкость.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что одно или несколько сопел (30) или отверстий направлены к отверстию периметра вертикальной трубы (18), и конец трубы (42, 52) проходит в вертикальную трубу (18).
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что труба (42, 52) представляет собой ротационный полый вал смесительного устройства (40, 50).
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что ротационный полый вал (42, 52) оборудован лопастями или лопатками (44, 54) для введения и/или смешивания разбавляющей жидкости с технологической жидкостью.
13. Устройство по пп. 11 или 12, отличающееся тем, что ротационный полый вал (42) проходит в вертикальную трубу (18) сверху и оборудован лопастями (46), расположенными в пределах интервала регулирования уровня поверхности, причем лопасти (46) используют для измерения уровня поверхности в вертикальной трубе (18).
14. Устройство по любому из пп. 8-12, отличающееся тем, что насос (22) оборудован разжижающим технологическую жидкость устройством (38), проходящим в сливное выпускное отверстие (20) вертикальной трубы (18).
15. Устройство по любому из пп. 8-12, отличающееся тем, что устройство (10) для промывания и сгущения представляет собой одновалковый промывочный пресс или барабанный фильтр, или промывочное устройство DrumDisplacer™, или винтовой пресс.
16. Промышленное предприятие, имеющее по меньшей мере одну колонну (64, 66) для обработки технологической жидкости и устройство (10) для промывания и сгущения технологической жидкости, отличающееся тем, что устройство (10) для промывания и сгущения поддерживается на том же этаже BF с колонной (64, 66).
17. Промышленное предприятие по п. 16, отличающееся тем, что оно представляет собой предприятие химического целлюлозного производства, вторичного волоконного производства, механического волоконного производства, предприятие по переработке биомассы и предприятие по производству биотоплива.
18. Промышленное предприятие по пп. 16 или 17, отличающееся вертикальной трубой (18), оборудованной в его нижней части сливным насосом (22), установленным на одном этаже BF с колонной (64, 66), и устройством (10) для промывания и сгущения для приема технологической жидкости из устройства (10) для промывания и сгущения и для последующего переноса технологической жидкости на предприятии.
19. Способ упрощения схемы промышленного предприятия, используемого для обработки технологической жидкости по меньшей мере на двух последовательных технологических стадиях, причем промышленное предприятие имеет устройство для промывания и сгущения с конструкционной высотой, где осуществляют стадию промывания и сгущения, и вертикальная труба используется для переноса технологической жидкости из устройства промывания и сгущения на следующую технологическую стадию, причем данный способ включает следующие стадии:
- введение в эксплуатацию высоты устройства для промывания и сгущения,
- обеспечение введения технологической жидкости из устройства для промывания и сгущения в вертикальную трубу посредством наклоненного вверх питающего устройства, и
- уменьшение высоты требуемого интервала регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе для приведения устройства для промывания и сгущения на низший уровень промышленного предприятия.
20. Способ по п. 19, отличающийся введением конструкционной высоты устройства для промывания и сгущения в полную эксплуатацию путем обеспечения слива из устройства для промывания и сгущения непосредственно в вертикальную трубу.
21. Способ по п. 20, отличающийся уменьшением высоты требуемого интервала регулирования уровня поверхности в вертикальной трубе путем обеспечения средней консистенции технологической жидкости в интервале регулирования уровня поверхности, превышающей по меньшей мере в 1,5 раза консистенцию технологической жидкости, подлежащей сливу.
