【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及泡沫漂浮分离，并具体地用于废纸重制中的去除油墨工序中。更详细地说，本专利技术是涉及从纸浆中将充满油墨的泡沫分离出来的方法和设备。泡沫漂浮是总的分离技术的一个分支，被称为泡沫吸附分离。在泡沫漂浮法中，各种颗粒通过不同颗粒的区分能力粘附在大容积液体中升起的气泡上，并保持在泡沫表面有选择地分离出来。漂浮分离方法经常应用于不同目的各种处理过程中。例如，选择漂浮法可以用于矿物分离，而全部漂浮法用于除去所有固体的净化处理中。近来漂浮分离法发展到应用于在废纸重制中去除油墨。在废纸重制技术中，已从各方面努力发展二次浆化造纸的方法。废纸重制利用容易得到的材料，即废纸或弃纸，这些东西不利用就会遇到如何处理问题。一般地说，这样会呈现一种非常廉价的和容易得到的材料来源，从而对废纸重制的造纸商提供一种经济刺激。不断增加的生态意识导致各种居民要求废纸重制，以此来消除废纸处理问题和最终的生态影响。因此，存在着刺激使造纸商鼓励消费者回收废纸张以及使造纸商本身采用废纸纤维。采用废纸纤维比新的纤维时常可以提供较便宜的纸张产品，因此在消费者方面存在着经济刺激鼓励造纸商采用废纸纤维，同时消费者本身也存在经济刺激使废纸投入重制。废纸重制的过程基本上就是一种从可用的纤维中将污染物去除掉的过程。在整个废纸重制的重要的部分-去除油墨的处理中，关键的工序之一就是从纸浆纤维中去除油墨。典型地，待重制的纸张以某种方式进行二次浆化，而形成一种重制的纤维浆液。放入化学制以便从纤维中将油墨颗粒分离出来，并将纸浆中的油墨颗粒自由地分散开。可以采用各种不同的方法和化学剂进行这项工作，这些不属于本专利技...
【技术保护点】
一种用于由浆状物中分离出至少一种组分的泡沫漂浮方法，其中气体弥散并溶解于浆状物中以生成气泡，该气泡形成一个含有上述组分的高浓度表面泡沫，其特征在于，包括：提供一个带有浆状物进口，浆状物出口和废弃物出口的封闭容器；通过该封闭的容器送进 浆状物；控制上述送进步骤中的至少一个步骤和通过废弃物出口的流量以保持容器中的液位；在浆状物的表面产生一个泡沫层；并在容器中的浆状物的上方的部位内保持非大气压的压力。
【技术特征摘要】
US 1986-12-10 939,997书打算包括其它的这类形状。此外，虽然该组件的结构设计大致为水平的如图所示，应当理解，经过细小的改变，成为一个大致为立式的结构也是可用的。稍后将对压力漂浮组件的几种替换型实施例进行描述。组件12的进口锥体42连接在一个通气混合段50上，该混合段由纸浆罐接受纸浆，并带有一个空气喷射装置52和一个扰动混合段54。用于本发明的压力漂浮组件的一种合适型式的通气混合段如在同时待批的美国专利申请898.475号中所述。应当可以理解，各种其它型式的通气和混合段也是可以使用的。进口锥体42包括一个带许多螺栓孔62的第一法兰60或其它合适的用以将进口锥体连接在供给管路16上的装置。一个带许多螺栓孔66的第二法兰64设置在该锥体的对面端部，用于将该锥体连接在压力漂浮组件的主体40上。在法兰60和法兰64之间伸展有一个进口锥体的发散型壁68。壁68的扩展角是很重要的，其中假如角度太大则由供给管路流入压力漂浮组件中的纸浆会产生不希望有的涡流和破坏漂浮组件工作的流型。希望经过该组件的主流道呈线型的，这样纸浆内充满油墨的泡沫可以经过漂浮组件的流道可以上升到纸浆的顶部而不被淹没在纸浆内或被涡流所破坏。因此，现已发现进口锥体的扩展角以40°或小一点较合适，而扩展角最好是小于30°。该渐扩展壁68减缓了纸浆在流入该组件时的流速，由此可以使纸浆中的泡沫从纸浆浮上来。也可以采用一个扩散段来减缓流体速度。主体40包括法兰70和72，每个法兰具有许多个螺栓孔74，用于将该主体分别连接在进口和出口锥体上。如前面所述，主体40可以做成由壁76构成的许多不同的形状，例如采用如图所示的圆筒形，椭圆形或大致为发散的锥体形。该主体还包括用于支持住该组件的两个腿78和79。一般地说，现已发现由进口端至出口端呈逐渐升起是比较理想的，至少沿着主体40的上部是这样的为宜。因此，一般腿79比腿78长一些。在本发明的一个模式中，在主体40的全长上由15厘米(6英寸)升至2米(7英尺)是合适的。出口锥体44包括一个带许多螺栓孔82的法兰80，用于将出口锥体连接在主体40上。对于那些熟悉本专业技术的人员应当可以理解，紧固进口和出口锥与主体40以及将这两个锥体紧固该系统中的各种纸浆管道都可以采用螺栓连接以外的其它方式。对于法兰和螺栓型连接，一般将一个垫片(未示出)置于两相邻法兰之间以便保证可靠的密封。出口锥体44还包括一个大致水平伸出的出口壁90，该壁具有一个带许多螺栓94的法兰92，用于将出口锥体连接在已除油墨纸浆管路26上。在壁的进口端部90和法兰80之间伸展有锥形壁96。设置在壁96的上部，在靠近出口壁90处的是一个法兰壳体98，用于将出口锥体连接在油墨废弃物管路27上。为了将接受纸浆出口和废弃物出口分隔开，在压力漂浮组件内设置有一个挡板组装件100，该组装件还包括一个以一定角度向上伸出的阻挡板102由壁90向内伸出，在其末端上具有一个堰板104。对于进口锥体42的带角度的壁，该阻挡板102应与水平面形成一个约为40°或小一些的角度，最好是小于30°。假如由阻挡板102的与水平面的夹角太大时，则在靠近出口端部所产生的流型是不理想的，该流型可以导致空气和/或泡沫废弃物会与可接受纸浆一道通过接受纸浆出口被抽出。已经发现与水平方向形成的角度小于30°时，实际上可以减小湍流和涡流的形成，并促进通过出口时形成理想的线型流动。堰板104由阻挡板基本上垂直向上伸出，并沿着其长度上提供一个区域，该区域容纳和衰减在组件中的表面波开能适应纸浆水位的升降。对于壁96的上部，该挡板组装件100形成一个基本上封闭的废弃物出口室110，该室的唯一的开口是一个位于堰板104上方的喉道112。在本发明的方法中，将气体混入到至少含有一个需要去除的组分的纸浆中。带有该气体散发和溶解在其中的纸浆被送入一个封闭的容器，在其中该气体可以携带看该组分上升到纸浆的表面，并在纸浆的表面上产生泡沫。由纸浆和泡沫中逸出的气体被保留在容器内，并将泡沫通过一个废弃物出口压出，而浆液则通过一个接受物出口流出。至少要在一个纸浆进口或在废弃物出口保持流量控制，以便对该组件内的流量和压力进行控制。作为该方法的变型，本发明期望在废弃物出口形成一个真空，以便在该组件内保持一个负压力。在使用和操纵本发明的压力漂浮组件的过程中，特别是采用图2至图6所示的组件12，并应用于如图1所公开的除油墨系统中时，纸浆由纸浆罐14通过通气混合段50泵入漂浮组件中。空气被喷射到纸浆中，并在湍流混合段54中与纸浆湍流混合。混入空气的纸浆通过进口锥体42进入漂浮组件。在进口锥体具有一个较小的扩展角度以便使纸浆逐渐扩散地以一个相应地降低的流速进入漂浮组件。当纸浆在压力下通过组件时，充满油墨的泡沫就上升到纸浆的表面。对在进口和出口管路上的各种阀和泵进行控制以保持在漂浮组件中的流体水平高于堰板104的底部而低于堰板的顶部。当纸浆表面以上的部位上变成充满泡沫时，泡沫在纸浆中逸出的空气所产生的空气压力作用下通过喉道112被压入进口室110中。该压力迫使泡沫通过废弃物出口而不需要泵，浆叶，真空或其类似装置。希望将纸浆的水平保持在堰板104的高度的大致范围内。假如纸浆水位上升到超过堰板的顶部，则可接受的纤维将会从泡沫废弃物出口流出。最好是纸浆水位足够地低于堰板以便使表面波浪将不会越过堰板的顶部。假如纸浆水位下降到低于堰板104的底部，则充满油墨的泡沫就会与可接受的纸浆一道通过出口20被吸出。如上面刚刚描述过的一种压力漂浮组件可以用以处理含有0.1%至5%的固体杂质的纸浆，并可用于带有任何除油墨化学剂的原材料。压力式组件能够有效地处理高泡沫纸浆。本发明的漂浮组件一个独特的优点是，充满泡沫的废弃物是处在压力下并通过一个控制阀28压出。泡沫在控制阀中所遭受的高剪切作用将泡沫在阀处破坏，这样由阀排出的呈液体，它比大气漂浮组件所形成的泡沫易于处理得多。如前面所述，本发明的其它一些明显的优点是，通过应用再循环回路，就可以用最小体积的压力漂浮组件去除所要求数量的污染物。这是压力式组件表现的几何条件的结果，即通过该组件的速度等于流率÷πr2。这样，半径增大容量就增加，而且因为容量的变化是与半径的平方成比例的，所以组件的半径增加少许就会导致容量相当大的增加。举例说，一个每天流过100吨的组件的直径才3英尺多一点。计算一下这种组件增加到每天为500吨的容量，其直径将只增加到4至5英尺。如前所知，用其它型式的泡沫漂浮容器时，，当纸浆的深度增加时，需要在组件内加长流动长度，以提供给纸浆以足够的保留时间以便让泡沫由纸浆的底部上升到纸浆的顶部。因此，除了适当地增加本发明的组件的半径外，当组件设计成用于更大的容量时，则主体40的长度也要增加，以便增加纸浆的保留时间。由于组件可以扩大以取得较大容量，例如，可以不采用通常用的大气漂浮容器将5个每天处理100吨的组件串联起来，而采用一个每天处理500吨的组件，其80%的再循环流量从出口20流出。或者可将一个小的组件的接受物出口直接与设置在第二漂浮组件前面的第二湍流混合段连通。甚至当采用许多个压力式组件时，也可以实现资金的节约，因为在组件中保持有压力，在各级之间不需象大气漂浮容器那样采用泵，在该种容器中由于压力已损失掉需用泵打入。但是，一般来说，进行纸浆的再循环和采用较大的组件可使其效率更高一些。按照本发明的压力漂浮组件可以用于除油墨过程，以代替11级常规的大气容器，例如，一个每天处理1100吨容量的组件，可以取得90%以上的净化率，每天可以明循环1000吨并每天生产100吨净化的纸浆。如前面所述，存在有许多种压力漂浮组件的几何形状方面的改型。改型的实施例如图7和图8所示，其中组件100总的来说与图2至图6所示的组件相比是立式结构。组件100包括一个外壳或外壁102，在该壁的下部设置有一个纸浆进口104和一个纸浆出口106。一般地说，最好是将纸浆进口设置在略高于纸浆出口的部位，以防止污染物的短路，即直接由进口进来由出...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里洛埃尔钱伯林，迈克尔安东尼麦库尔，
申请(专利权)人：美商贝洛特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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