用于监测含水流的性质的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于监测工业过程的含水流的性质的在线方法和系统。该方法包括：提供源于所述过程的初始含水流，该含水流包含显示第一沉降行为的固体物质；将改性剂以添加速率添加到所述初始含水流，该添加速率足以提供包含显示不同于该第一沉降行为的第二沉降行为的固体物质的改性的含水流；将该初始含水流或改性的含水流、包括该改性的含水流的任意组合流或该改性的含水流的任意子流的采样分批从采样点引导至具有一定容积的沉降容器；以及测量作为时间的函数的固体物质局部地在所述沉降容器中在采样中的所述沉降行为。本发明专利技术可被用于有效地监测以及可选地控制浆和纸或板制造过程的附聚程度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含水流的处理。具体地，本专利技术涉及监测工业过程中具体地在制浆过程或纸或板制造过程中的含水流的性质的方法和系统。该方法包括提供来源于所述过程的含水流，该含水流包含显示第一沉降行为的固体物质；以及，将改性剂添加到该含水流以提供具有显示与第一沉降行为不同的第二沉降行为的固体物的改性的含水流。该固体物质在该含水流中可为悬浮和/或胶体的形式和/或可被沉淀的溶解物质。
技术介绍
包含大量可被沉淀的固体物质和/或溶解物质的含水流的示例包括工业流，例如，在制浆和造纸过程中的流。这些流可包括例如纸/板制造过程的淡和浓的原料。在浆和造纸过程中的含水流包含不同数量的纤维材料。取决于含水流的来源，其它固体物质可为有机或无机的或其组合。也可能包括一些生物物质。固体物质浓度，包括可沉淀的溶解物质，可广泛地不同。通常，以重量计它的范围从含水流的约O.1至30%。对于上文种类的许多流来说共同的是，存在对调节以悬浮、胶体和/或可沉淀形式存在于水中的固体物质的沉降性质的需要。在下文中，所有这些类型的物质将被称为“固体物质”。改性剂，诸如促凝剂、凝聚剂、钝化化学品、表面活性剂、分散剂、助留剂、微粒、上浆剂和/或酶，通常被用于所述调节。作为具体的示例，在制浆过程或纸和板制造过程的许多流中，存在控制存在于含水流中的固体物质的量、大小和/或属性的需要。化学管理的一个重要目标是维持良好的颗粒甚至颗粒到纤维和/或纤网的附着并且从而阻止含水流中固体物质的积聚。然而，当浆悬浮物被供给至网上，或当纤网形成在网上时，固体物质的一部分通常保持未附着到纤维。因此，可变数量的固体物质进入造纸机水系统。该固体物质通常包含来源于原水、再循环水、纤维和涂层废纸的无机、有机和生物材料，例如，天然和白树脂、胶粘物、粘性物、微生物、颜料和(多种)粘合剂以及添加剂。因此，期望保持剩余的固体物质均匀地分散在水中以防止其附聚或不受控制的附聚，因为这将导致增加的沉积和随后对机械运行性能和产品质量的影响。除在包含较少的纤维的含水流诸如造纸机中的白水中的颗粒的附聚之外，颗粒的附聚也可发生在管线中的具有较高的纤维浓度的浆流中，或在浆厂和造纸机中的罐中，或在废纸中，或在制备或不同种类的浆例如化学品、化学机械或机械浆中。通常，颗粒的附聚由过程化学品的不合适的管理例如(多种)改性剂或不适合的化学品的不充分配给或过度配给而引起。在固体物质颗粒和/或纤维之间的不受控制的相互作用常常导致附聚，促使颗粒的数量显著下降。附聚颗粒和附聚物可为疏水的或亲水的或其组合。悬浮物中微生物的量也可为高的达10百万/毫升或更大，这也有助于附聚。当系统中的颗粒的大小足够小时，它们常常不会不利地影响造纸过程的运行性能或纸的质量。可允许的大小取决于使用的过程和设备。然而，颗粒大小的增加常常产生问题。例如，固体物质的附聚可导致固体物质的快速沉降以及随后在设备表面上的沉淀。通常，疏水颗粒在该过程中更令人烦恼。沉淀物形成也妨碍例如网和毡制品，从而损害造纸过程的运行性能。附聚也使颗粒到纤维的均匀粘合恶化，并且因此，纸中的缺陷变得更加可见。因此，优选使在该过程中的固体物质具有期望的大小和/或数目和/或具有期望的表面性质。这可通过控制在过程流中的诸如固定剂的改性化学品的量来实现。因此，通常，(多种)改性剂在一个或多个添加点处被以估计的添加速率添加到该含水流，该估计的添加速率足以改变在该过程流中的颗粒的表面性质和/或附聚趋势。然而，确定(多种)改性化学品的所需的量和/或(多种)类型的问题出现。通常基于像浊度和阳离子需求的简单实验室测试来分析改性化学品的性能。所获得的结果是不同反应的汇总并且没有描述例如颗粒大小的改变。复杂的实验室方法是可用的，但是它们常常涉及许多采样准备步骤并且因此是非常复杂且耗时的。然而，提及的实验室方法代表仅一个时间点的过程流的特性。在A. Mantovanelli, P. V. Ridd, Journal of Sea Research 56 (2006)199-226中讨论了用于测量粘性沉淀物聚集体的沉降速度的已经的装置。这些包括用手操作的沉降管和装备有视频系统的自动化沉降柱、光学仪器和激光仪器以及水下平衡仪器。另一个问题是，快速质量改变常常在含水过程流中发生。另一方面，归因于循环流和长循环周期的过程延迟可能很长甚至几天。这导致改性剂的临时过度配给或欠配给，导致随后在纸质量(例如，归因于沉淀物，在纸中更多缺陷)和过程的经济性上的影响。仅一些用于监测含水流以及可选地控制配给的在线测量存在。US 4279759公开了一种用于控制水处理化学品到过程流的供给速率的方法。在该方法中，采样流作为过程流的侧流获得并且被以恒定速率供给至沉降柱，其中固体的浓度不断地被确定。该方法需要以适当的供给速率通过沉降柱供给连续流。因此，虽然该方法辅助在线监测，但其确定采样的沉降特性的能力是十分有限的。US 2004/0182138公开了一种用于沉降悬浮物的超声波特征化的方法。该方法基于确定采样的稠度的高峰时间测量值。该方法最佳地适合于高稠度采样(以重量计>10%)以及适合于预特征化包括基本上仅一种大小的颗粒(单分散采样)的采样。对于较低稠度和多分散采样，预期高峰时间测量值归因于降低的灵敏度给出劣质结果。超声波特征化的进一步的缺陷是，声波对温度和采样中的振荡有影响，这可影响其沉降性质。因此，存在对在线监测系统的需要以便能够及时改变化学品配给速率和/或当流的质量改变时对所使用的化学品的选择。具体地，在工业过程中存在对用于在线监测和/或控制到包含固体物质的含水流的化学品配给的方法的需要。当监测影响固体物质的颗粒大小、附聚和/或颗粒相互作用的化学品的作用的过程流时，这类需要尤其存在。此外，存在对用于控制影响固体物质的颗粒大小、附聚和/或颗粒相互作用或在该过程中固体物质的颗粒大小管理的改性剂的配给的方法的需要。本文的特别兴趣是如下过程在这些过程中，过程流具有长循环或吞吐时间，因而在过程监测和/或控制中的延迟可十分长。因此，存在对减小延迟的监测和/或控制方法的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除关于已知技术的问题的至少一部分以及提供用于在线监测工业过程的含水流诸如在纸或板制造过程中的循环流的特性的改进的方法和系统。具体地，本专利技术的目的是提供一种用于含水过程流的固体物质的沉降行为的在线监测以及可选地用于调节化学品添加以影响在该流中的固体物质的沉降行为的方法和系统。进一步的目的是提供用于估计以及可选地降低在造纸机的含水过程流中的附聚风险的手段。本专利技术是基于确定在添加(多种)改性化学品之前和/或之后从大量含水流提取小采样中的固体颗粒的沉降行为的局部改变的想法；基于采样的沉降行为，可得出与大体积流相关的结论。该确定可通过测量来进行，优选地分批并且在重复的周期中依次进行。根据本专利技术方法允许通过描述在这些流中的固体物质的沉降行为的频繁且快速的测量来监测含水流。所使用的测量甚至可用来描述或估计采样的平均颗粒大小。该方法与例如单独的颗粒大小测量相比，关于代表过程的状态的含水流的质量可甚至更具信息性，因为颗粒大小测量常常排除影响沉降行为的重要的因素，诸如例如颗粒形状和密度。从采样确定的所关心的量可为例如固体颗粒的沉降速度。取决于固体物质的过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I约恩素，M皮罗南，E萨里，JP西尔维奥，S图奥米瓦拉，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：
国别省市：