專利名稱：曝氣式對流混合脫墨浮選槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙裝備與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曝氣式對流混合脫墨浮選槽。
背景技術(shù)：
隨著造紙工業(yè)原料需求量日益增長和環(huán)境保護(hù)要求的提高，廢紙作為一種方便、經(jīng)濟(jì)、污染少的纖維原料，已越來越被造紙行業(yè)所重視。充分利用廢紙資源是調(diào)整造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)的重點(diǎn)措施。脫墨漿主要用于生產(chǎn)新聞紙、文化印刷用紙等。近幾年廢紙脫墨技術(shù)的進(jìn)步，使得脫墨漿的生產(chǎn)取得了很大的發(fā)展。在廢紙脫墨過程中，浮選槽是最關(guān)鍵的核心設(shè)備，浮選槽是根據(jù)大部分印刷油墨粒子呈疏水性的特性，能夠被氣泡捕集并浮拖到漿料表面進(jìn)而從紙漿中分離去除的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的脫墨設(shè)備。因此，在浮選脫墨裝置中氣泡的產(chǎn)生和分布以及與漿料的混合又是核心的技術(shù)，目前較為先進(jìn)的浮選槽所采用的加氣元件主要分為采用階梯擴(kuò)散器的自吸式以及專用氣泡發(fā)生器的主動(dòng)供氣式兩種，但這兩種技術(shù)仍然存在以下不足之處(1)采用階梯擴(kuò)散器的加氣元件，其漿料與氣體的混合均勻度無法調(diào)節(jié)，因此存在浮選不均的現(xiàn)象。
(2)由于只有在一定的流速下，階梯擴(kuò)散器才能產(chǎn)生相對的負(fù)壓，因此進(jìn)漿管的直徑往往比較小，這就加大了整個(gè)系統(tǒng)的阻力損失且容易造成漿料堵塞管路的現(xiàn)象。
(3)采用專用氣泡發(fā)生器的浮選槽，由于氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣泡產(chǎn)生量及分布范圍不易調(diào)節(jié)，因此對于一般中小型廢紙脫墨漿廠很難進(jìn)行大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種曝氣式對流混合脫墨浮選槽。該裝置實(shí)現(xiàn)主動(dòng)曝氣與對流混合相結(jié)合，氣漿比可較大范圍調(diào)節(jié)，不存在漿料堵塞管路的現(xiàn)象，且制造加工成本低，適合在我國中小型廢紙脫墨造紙企業(yè)推廣。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種曝氣式對流混合脫墨浮選槽，包括脫墨槽體、油墨收集槽、進(jìn)漿管件、曝氣元件、漿泵、良漿出口、油墨出口，所述油墨收集槽焊接在槽體內(nèi)，位于槽體內(nèi)中部，油墨收集槽外周與脫墨槽體內(nèi)壁之間由多級浮選區(qū)組成，每一浮選區(qū)設(shè)有曝氣元件、進(jìn)漿管件和噴漿頭，進(jìn)漿管件一端與漿泵連接，另一端與噴漿頭連接，噴漿頭與曝氣元件配合；浮選區(qū)之間通過擋板分隔，油墨收集槽底端與油墨出口連接，各浮選區(qū)的脫墨槽體底端分別與良漿出口連接，所述曝氣元件包括曝氣膜片、風(fēng)機(jī)和連接管，曝氣膜片密布直徑為0.2～1mm的小孔，各浮選區(qū)內(nèi)的曝氣膜片通過連接管與風(fēng)機(jī)連接；所述進(jìn)漿管件包括漿管、彎頭、鋼管和調(diào)節(jié)法蘭，與漿泵連接的漿管通過彎頭焊接在直徑稍大的鋼管上，鋼管與其下部的調(diào)節(jié)法蘭連接，調(diào)節(jié)法蘭通過漿管與噴漿頭連接。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述脫墨槽體為圓柱體，這是脫墨槽體常用形狀，其優(yōu)點(diǎn)是加工方便，結(jié)構(gòu)緊湊。
所述脫墨槽體為四方體，這也是脫墨槽體較常用的形狀，加工方便，當(dāng)然更具時(shí)間需要脫墨槽體的形狀可以是其它橢圓體甚至不規(guī)則形狀。
所述浮選區(qū)為5個(gè)，浮選區(qū)的個(gè)數(shù)決定于漿料和浮選要求以及浮選槽自身的大小。
所述的多級浮選區(qū)中預(yù)留一個(gè)區(qū)，作為最后一級浮選區(qū)或者油墨纖維回收區(qū)，油墨纖維回收區(qū)是用來回收油墨中的纖維。
本發(fā)明的原理首先，采用風(fēng)機(jī)供氣，微孔薄膜作為曝氣膜片，可采用機(jī)械壓榨或者激光打孔技術(shù)在膜片上布孔，例如直徑為7寸的膜片自身就有幾千微孔(附圖3)，不僅產(chǎn)生的氣泡數(shù)量多，且直徑在分布在0.1-3.5mm間，適合多種廢紙漿的浮選脫墨。該曝氣膜片產(chǎn)生的氣泡穩(wěn)定，分布范圍廣，且供氣量和在浮選槽中的作用范圍可以通過增加、刪減膜片數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作簡單，效率高。
其次，經(jīng)過碎解并含有脫墨劑及其他化學(xué)藥品的廢紙漿通過設(shè)計(jì)的進(jìn)漿管及噴漿頭(附圖6)與該曝氣元件產(chǎn)生的氣泡進(jìn)行直接對流混合接觸，漿料在與氣泡接觸碰撞的瞬間，由于動(dòng)能與勢能間的相互轉(zhuǎn)換，漿料與氣泡形成微湍流，達(dá)到較好的混合效果，氣泡在廢紙漿中分散均勻后，隨著漿料的上升進(jìn)行浮選脫墨。
第三、浮選槽采用了圓柱體外形及扇形浮選區(qū)的結(jié)構(gòu)(附圖3，根據(jù)產(chǎn)量的要求可以改變浮選槽的外形)，多級浮選槽形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，各級間采用擋板隔開，該裝備不僅占地面積小，加工簡單，節(jié)約成本，且在多級浮選的流程中，可以根據(jù)實(shí)際情況通過增加、刪節(jié)曝氣膜片來調(diào)節(jié)用氣量的大小，多級浮選流程緊湊，一級浮選后的良漿被泵送到下一個(gè)扇形浮選區(qū)進(jìn)行浮選脫墨，各級浮選出的油墨從中心油墨槽被統(tǒng)一回收。
第四，為了使曝氣元件產(chǎn)生的氣泡與漿料較好的接觸、混合，浮選槽采用可調(diào)高度的進(jìn)漿管件，根據(jù)曝氣量的大小及強(qiáng)度調(diào)節(jié)紙漿與氣泡的接觸位置，使氣泡與漿料達(dá)到最好的對流混合及鋪集油墨粒子的效果，由于進(jìn)漿管路直徑相對較大，因此克服了其他浮選脫墨設(shè)備采用階梯擴(kuò)散器加氣極易堵塞的缺點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于采用了特殊的進(jìn)漿管結(jié)構(gòu)及膜片式曝氣元件的高效的曝氣能力，氣泡與漿料充分對流混合，增大了氣泡捕集油墨粒子的幾率，提高了浮選脫墨效果，克服了其他脫墨裝備浮選不均的缺點(diǎn)，且不存在堵塞管路的問題。
2、該浮選槽能耗低，占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，流程簡單，整套設(shè)備加工容易，沒有特殊的高難度的加工工藝，主要部件材料均為不銹鋼，更適合我國中小型廢紙脫墨漿廠使用。
3、膜片式曝氣元件的阻力損失很小，比起階梯擴(kuò)散器的阻力損失可以忽略不計(jì)，且產(chǎn)生氣泡數(shù)量多，分布范圍廣，比起國外專用氣泡發(fā)生器，成本降低很多，但曝氣效率卻很高。本發(fā)明技術(shù)可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員較好掌握。
4、本浮選槽操作流程簡單，加工成本低，噸漿提高單位白度值耗能低，脫墨效率卻比國產(chǎn)現(xiàn)有浮選設(shè)備有較大提高。


圖1為曝氣式對流混合脫墨浮選槽整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖2為曝氣式對流混合脫墨浮選槽結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為曝氣膜片俯視圖。
圖4為曝氣膜片A-A向剖視圖。
圖5為曝氣膜元件與噴漿頭連接示意圖。
圖6為可調(diào)高度的布漿管件示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
如圖1、2所示，曝氣式對流混合脫墨浮選槽包括脫墨槽體1、油墨收集槽2、進(jìn)漿管件3、曝氣元件4、漿泵5、良漿出口6、油墨出口7，所述油墨收集槽2焊接在槽體1內(nèi)，位于槽體1內(nèi)中部，油墨收集槽2外周與脫墨槽體1內(nèi)壁之間由I-1、I-2、I-3、I-4和I-5共5級浮選區(qū)組成，并II-1為最后一個(gè)浮選區(qū)，根據(jù)實(shí)際需要可以作為第6級浮選區(qū)或者油墨纖維回收區(qū)。每一浮選區(qū)設(shè)有曝氣元件4、進(jìn)漿管件3和噴漿頭10；浮選區(qū)之間通過擋板8分隔，油墨收集槽2底端與油墨出口7連接，各浮選區(qū)的脫墨槽體1底端分別與良漿出口6連接，進(jìn)漿管件3一端與漿泵5連接，另一端與噴漿頭10連接，噴漿頭10與曝氣元件4配合。如圖5所示，所述曝氣元件4包括曝氣膜片12、風(fēng)機(jī)11和連接管9，如圖3、4所示，曝氣膜片12密布直徑為0.2～1mm的小孔，各浮選區(qū)內(nèi)的曝氣膜片通過連接管9與風(fēng)機(jī)11連接。如圖6所示，所述進(jìn)漿管件3包括漿管13、彎頭14、鋼管15和調(diào)節(jié)法蘭16，與漿泵5連接的漿管13通過彎頭14焊接在直徑稍大的鋼管15上，鋼管15與其下部的調(diào)節(jié)法蘭16連接，調(diào)節(jié)法蘭16通過漿管與噴漿頭10連接。進(jìn)漿管件3采用了可調(diào)節(jié)高度的結(jié)構(gòu)，進(jìn)漿管的直徑根據(jù)進(jìn)漿量的大小來決定，鋼管15通過調(diào)節(jié)法蘭的相對位置可以沿軸線上下移動(dòng)，因此可以改變漿料與氣泡的接觸位置，可使?jié){料與氣泡達(dá)到最好的接觸混合效果。
如圖3和圖4所示，為本發(fā)明的曝氣膜片結(jié)構(gòu)，膜片采用聚合物材料，如橡膠加工而成，加工方式可以是通用的機(jī)械壓榨或者激光打孔技術(shù)在膜片上布孔，孔的數(shù)量，大小可以根據(jù)實(shí)際情況來加工，如直徑為190mm的膜片上，密布直徑為0.2～1mm的孔3000～4000個(gè)。該曝氣元件制造成本低，曝氣效率高，且產(chǎn)生的氣泡直徑分布在0.1-3.5mm間。作為廢紙漿浮選脫墨的加氣元件，僅需要一臺(tái)風(fēng)機(jī)和若干膜片即可，根據(jù)不同的膜片材料以及曝氣要求，通常選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓大于4000Pa。
如圖5所示，曝氣膜片與進(jìn)氣管固接，與噴漿頭距離30mm左右，這個(gè)距離可以根據(jù)實(shí)際工況來調(diào)節(jié)。從曝氣膜片中產(chǎn)生的氣泡直接與噴漿頭噴出的漿進(jìn)行對流混合，這種混合方法簡單，高效。
脫墨槽體1為圓柱形(也可以根據(jù)實(shí)際需要改變槽體的形狀如橢圓體，四方體等)。浮選區(qū)的尺寸及圓柱體直徑可以根據(jù)實(shí)際的產(chǎn)量來決定，同時(shí)根據(jù)工廠的需要及氣漿比，可以改變其外形結(jié)構(gòu)，如槽體采用橢圓體或者長方體，但膜片式曝氣系統(tǒng)、布漿系統(tǒng)以及對流混合的方式不變。整個(gè)浮選槽本分隔成若干浮選區(qū)(如圖1)，即整個(gè)浮選過程采用多級浮選，以提高紙漿白度。
上述脫墨槽體1、油墨收集槽2、進(jìn)漿管件3等主要部件材料均為不銹鋼。
工作時(shí)，該浮選槽采用多級浮選(如圖1、2所示)，漿料經(jīng)過漿泵5從布漿管件3進(jìn)入槽體1內(nèi)的第一段浮選區(qū)I-1中，與曝氣元件4產(chǎn)生的氣泡進(jìn)行對流混合，接著隨著漿料的上升，氣泡鋪集到油墨粒子上浮到漿料表面，油墨溢流到油墨收集槽2中，然后從油墨出口7中排出。良漿從槽體底部良漿出口6被泵送到下一級浮選區(qū)I-2中進(jìn)行浮選脫墨，這樣重復(fù)直至最后一級。如圖1所示，浮選槽預(yù)留5級浮選，II-1為最后一個(gè)扇形浮選區(qū)，根據(jù)實(shí)際需要可以作為第6級浮選區(qū)或者油墨纖維回收區(qū)(用來回收油墨中的纖維)，其結(jié)構(gòu)及浮選機(jī)理與前5級浮選區(qū)完全相同，如果油墨中的纖維較多，則使油墨在此區(qū)進(jìn)行一次浮選，油墨上浮進(jìn)入油墨收集槽，夾雜在油墨中的纖維則沉降在浮選槽底部進(jìn)而被回收。最后一段浮選好的良漿進(jìn)入漿池，油墨統(tǒng)一回收從中間排放口流出。整個(gè)浮選脫墨過程結(jié)束。
本發(fā)明采用微型打孔的膜片作為曝氣元件，不僅結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，用氣量及氣泡尺寸可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，更重要的是解決了傳統(tǒng)階梯擴(kuò)散器加氣元件極易造成漿料堵塞管路的問題。采用與漿料直接對流混合的接觸方式，在能量的相互轉(zhuǎn)換中，漿氣達(dá)到微湍流，增大了氣泡與油墨粒子的碰撞記錄，因此提高了鋪集油墨粒子的能力。
本發(fā)明采用的浮選槽結(jié)構(gòu)緊湊，流程簡單，材料為不銹鋼，沒有特殊高難的加工工藝，曝氣元件比起國外專用氣泡發(fā)生器要簡單的多，制造成本大幅降低，但脫墨效果卻高出現(xiàn)有國內(nèi)外設(shè)備。
本發(fā)明充分利用了漿料與氣泡流動(dòng)接觸的流體動(dòng)力學(xué)原理，設(shè)計(jì)了最優(yōu)化結(jié)構(gòu)的進(jìn)漿管路及噴漿頭，使得整套裝備的效率大幅提高。該浮選設(shè)備比國外同類產(chǎn)品脫墨率提高10幾個(gè)百分點(diǎn)，能量消耗比同類裝備低許多。
綜上所述，本發(fā)明非常適合我國中小型廢紙脫墨漿廠采用，將會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種曝氣式對流混合脫墨浮選槽，包括脫墨槽體、油墨收集槽、進(jìn)漿管件、曝氣元件、漿泵、良漿出口、油墨出口，所述油墨收集槽焊接在槽體內(nèi)，位于槽體內(nèi)中部，油墨收集槽外周與脫墨槽體內(nèi)壁之間由多級浮選區(qū)組成，每一浮選區(qū)設(shè)有曝氣元件、進(jìn)漿管件和噴漿頭，進(jìn)漿管件一端與漿泵連接，另一端與噴漿頭連接，噴漿頭與曝氣元件配合；浮選區(qū)之間通過擋板分隔，油墨收集槽底端與油墨出口連接，各浮選區(qū)的脫墨槽體底端分別與良漿出口連接，其特征在于，所述曝氣元件包括曝氣膜片、風(fēng)機(jī)和連接管，曝氣膜片密布直徑為0.2～1mm的小孔，各浮選區(qū)內(nèi)的曝氣膜片通過連接管與風(fēng)機(jī)連接；所述進(jìn)漿管件包括漿管、彎頭、鋼管和調(diào)節(jié)法蘭，與漿泵連接的漿管通過彎頭焊接在直徑稍大的鋼管上，鋼管與其下部的調(diào)節(jié)法蘭連接，調(diào)節(jié)法蘭通過漿管與噴漿頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式對流混合脫墨浮選槽，其特征在于，脫墨槽體為圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式對流混合脫墨浮選槽，其特征在于，脫墨槽體為四方體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式對流混合脫墨浮選槽，其特征在于，所述的浮選區(qū)為5個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式對流混合脫墨浮選槽，其特征在于，所述的多級浮選區(qū)中預(yù)留一個(gè)區(qū)，作為最后一級浮選區(qū)或者油墨纖維回收區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種曝氣式對流混合脫墨浮選槽，包括脫墨槽體、油墨收集槽、進(jìn)漿管件、曝氣元件、漿泵、良漿出口、油墨出口，曝氣元件包括曝氣膜片、風(fēng)機(jī)和連接管，曝氣膜片密布直徑為0.2～1mm的小孔，通過連接管與風(fēng)機(jī)連接；進(jìn)漿管件包括漿管、彎頭、鋼管和調(diào)節(jié)法蘭，漿管通過彎頭焊接在直徑稍大的鋼管上，鋼管與其下部的調(diào)節(jié)法蘭連接，調(diào)節(jié)法蘭通過漿管與噴漿頭連接。本發(fā)明采用了高度可調(diào)的進(jìn)漿管件及膜片式曝氣元件，氣泡與漿料充分對流混合，增大了氣泡捕集油墨粒子機(jī)率，提高了浮選脫墨效果，克服了其他脫墨裝備浮選不均，且堵塞管路的缺點(diǎn)。浮選槽能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，流程簡單，整套設(shè)備加工容易，適合我國中小型廢紙脫墨漿廠使用。
文檔編號D21C5/02GK1851116SQ20061003573
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者陳克復(fù), 官日彬, 陳奇峰, 李軍, 李擘, 李榮剛 申請人:華南理工大學(xué)