專利名稱：與纖維網(wǎng)制造工藝相關的使填料結晶的方法,和纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
與纖維網(wǎng)制造工藝相關的使填料結晶的方法，和纖維網(wǎng)制 造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)上述發(fā)明的目的是與纖維網(wǎng)制造工藝(fiber web process)相關聯(lián)的使填料(尤 其碳酸鈣)結晶的方法，和纖維網(wǎng)制造機(fiber web machine)的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)(approach system)。本發(fā)明尤其涉及與造紙機工藝相關聯(lián)的在紙和紙板的生產(chǎn)中用作填料的PCC的 連續(xù)生產(chǎn)方法。碳酸鈣通常同時作為填料和涂料用于造紙中，這歸因于諸如碳酸酯的高亮度和它 的優(yōu)惠價格之類的因素。碳酸鈣可以通過研磨白堊、大理石或石灰石來生產(chǎn)，據(jù)此它被稱為 重質碳酸鈣，通?？s寫為GCC(重質碳酸鈣)。生產(chǎn)碳酸鈣的另一種途徑是化學方法，其中， 例如，作為氫氧化鈣的第二組分存在的鈣離子與當將二氧化碳溶于水中時所獲得的碳酸根 離子進行反應，因此所得碳酸鈣是作為晶體從溶液中沉淀而成，它的形狀取決于反應條件。 該生產(chǎn)方法的最終產(chǎn)品是由名稱PCC來提及，它是沉淀碳酸鈣的縮寫。本發(fā)明集中于PCC 的生產(chǎn)和它在紙張中作為填料的特定應用。PCC生產(chǎn)在傳統(tǒng)上是與實際的紙生產(chǎn)分開進行的。迄今，PCC已經(jīng)在與造紙廠靠近 的其本身單獨的工廠(從這里，PCC淤漿通過管路(piping)被泵輸送到造紙廠)中或在類 似的工廠(從這里，PCC淤漿通過罐卡車運輸至造紙廠)中生產(chǎn)。由該方法生產(chǎn)的PCC需 要在紙生產(chǎn)中使用助留劑，這樣PCC能夠粘合于纖維，不論它們是否以化學上或機械方式 生產(chǎn)的纖維素纖維。生產(chǎn)PCC的以上簡述的普通方式除了涉及到與助留劑的使用有關的早 已提到的問題之外還涉及其它問題。PCC被罐卡車從化工廠運送到造紙廠會引起運輸費用 并且需要分散劑和生物殺傷劑的使用。這些添加劑的使用降低了 PCC的性能。與工廠相關的單獨PCC設備的建造是高花費的投資并且需要許多的晝夜不停的 單獨工作。PCC設備還消耗大量的新鮮水和能量。因此，為了降低紙張的生產(chǎn)成本，最近已經(jīng)提出了直接在造紙廠生產(chǎn)PCC的許多 不同建議，因此從造紙成本結構中至少消除了PCC的運輸費用。也已經(jīng)注意到，在纖維懸浮 液的存在下PCC的生產(chǎn)會導致PCC晶體對纖維的提高的粘合性，因此至少減少了對助留劑 的需要，并且有時它們的使用甚至可以完全地被避免。下面的敘述討論致力于與造紙相關 聯(lián)的PCC生產(chǎn)的幾篇專利文件。W0-A1-0107365討論普通的PCC生產(chǎn)方法。一般而言，該方法設想含有鈣離子的 懸浮液的形成，其中鈣同時以溶解離子形式和作為不溶性固體形式而存在。該懸浮液被提 供給正壓力反應器中，在其中引入氣體二氧化碳，并且反應器的內容物被連續(xù)地混合。因 此，二氧化碳和水的反應產(chǎn)生碳酸根離子，后者進一步與鈣離子反應產(chǎn)生碳酸鈣。該方法 是根據(jù)PH值按照間歇型模式來進行的。在初始階段中，即，在進給二氧化碳之前，在反應器 中存在的懸浮液的PH值粗略地高于12。繼續(xù)將二氧化碳輸入到反應器中，直到pH下降到 6. 5-7. 5的水平，然后PCC懸浮液被泵送通過絲網(wǎng)而進入到用于該造紙工藝的儲罐中。來源于以上一般性描述的方法中的鈣離子可以是氧化鈣或氫氧化鈣。該文件解釋 了生石灰(CaO)如何通過火車、卡車或氣壓管路從局部料倉運輸?shù)絇CC裝置。生石灰在消 石灰器中通過選礦用水來消解，以便形成氫氧化鈣。如果需要的話，可以添加蒸汽，以便確保正常的反應溫度。從消石灰器(slacker)獲得的石灰乳被泵抽通過絲網(wǎng)，其中大尺寸的 顆粒被除去，并且進入到上述反應器中。除CO2作為純液體被引入該方法中外，以可利用的 方式提純的任何合適煙道氣可以用作被加入到反應器中的二氧化碳的來源。W0-Al-9935333,W0-Al-9945202 和 W0-A1-0047817 討論了對于著眼于酸性紙材生 產(chǎn)的情況而言重質碳酸鈣或PCC的保護。這些文件假定碳酸鈣在堿性條件下是相對穩(wěn)定 的，并且該低pH(粗略地8和更低)傾向于使碳酸鈣分解成鈣離子和碳酸根離子，這樣該 懸浮液釋放二氧化碳，二氧化碳的形成顯著表現(xiàn)為漿料(stock)起沫。根據(jù)該文件，已經(jīng)指 出通過使用二氧化碳，不論處于氣態(tài)形式或溶于水中，碳酸鈣可以被穩(wěn)定化，使得紙材生 產(chǎn)的PH可以降低至在6. 5-7. 5范圍內，但沒有碳酸鈣分解的風險。US專利A-5，223，090公開了利用原始紙漿纖維的親水性質在造紙廠中發(fā)生的PCC 在纖維中的沉淀，這通過以下來實現(xiàn)首先讓原始紙漿與石灰乳接觸，然后讓具有40-95% 的水含量的該懸浮液與氣態(tài)或液態(tài)試劑(二氧化碳)在增壓罐中在劇烈攪拌下進行接觸， 以便使填料粒子沉淀在該纖維中和尤其在纖維的內腔(Iimen)中。作為混合器的備選，公 開了加壓的紙漿研磨機。US專利A-5，262，006討論了造紙工藝，其中在含有回用纖維(recycled fiber)的 或含有廢料(reject)的懸浮液中有硫酸鈣或石膏，它用作在紙涂料中的原材料。該文件的 目的是將回用燒石膏的至少一部分轉化成碳酸鈣。這可通過將堿金屬碳酸鹽或碳酸銨供應 到該懸浮液中來實現(xiàn)。此外，碳酸根或碳酸氫根離子被供應到造紙漿料中以形成PCC，這引 起碳酸鈣在纖維中的沉淀。該碳酸根離子進而可以按照已知的方式通過首先供應石灰乳到 懸浮液中和然后供應二氧化碳到該懸浮液中，來從石灰乳和二氧化碳生產(chǎn)。相關的纖維懸 浮液或者原樣使用，或者與造紙用的其它纖維素組分混合。US-A-5, 558，782，US-A-5, 733，461，US-A-5, 830，364 和 EP-A1-0658606 描述一種 方法，其中堿土金屬碳酸鹽在造紙濾液中沉淀，因此，碳酸鹽粘附于該濾液微粒上，它可能 更容易使用。事實上，該文件教導了如何首先將石灰乳和然后將二氧化碳加入到濾液中，其 中所形成的PCC在濾液微粒中沉淀。在PCC的沉淀之后，含有PCC的微粒作為稠厚級分與 沉淀物分離，它與另一種填料一起供應以便添加到所生產(chǎn)的紙張中，或由PCC沉淀所得到 的濾液本身供應到造紙中以便用作填料或涂料顏料。US專利A-5，665，205討論了旨在改進在造紙中使用的回用纖維的亮度和純度的 一些方法。它假設碳酸鈣(氧化鈣或氫氧化鈣)和二氧化碳在15-80°C的溫度下添加到 以0. 1-5%的稠度在混合反應器中存在的回用纖維中，該二氧化碳和石灰乳摩爾比率在 0.1-10之間變化。通過改變反應條件，碳酸鈣晶體的尺寸和形狀可以加以控制。同樣地，通 過改變化學品進料順序，反應PH可以被控制。US-A-5, 679，220從稍有不同的角度討論了早已描述的方法(US_A_5，665，205)。 在該文件中，懸浮液是從造紙纖維組分形成的，該懸浮液的稠度，按以上所述，是低于5 %。 石灰乳是在單獨的容器中從氫氧化鈣或類似物形成的。纖維懸浮液和石灰乳通過剪切力 來劇烈混合，據(jù)此，靜態(tài)混合器認為足以產(chǎn)生該剪切力，雖然泵和其它混合器也可以考慮使 用，(然后)與氣體試劑在附屬物流動反應器中混合，憑此碳酸鈣沉淀在該纖維中。純二氧 化碳或煙道氣或從類似來源活動的二氧化碳能夠用作氣體試劑。該文件建議，石灰乳和二 氧化碳根據(jù)反應器條件(主要是PH)按照不通的安排被供應到管式反應器中是所希望的。二氧化碳例如在許多不同的步驟中按劑量加入到反應器中。US-A-5, 731，080和US_A_5，824，364尤其討論該纖維懸浮液的碳酸鈣的沉淀，該 懸浮液含有豐富量的微原纖維。這些微原纖維被認為存在于天然或研磨過的纖維中。在該 文件中所描述的方法中，纖維懸浮液是以0. 1-30%的稠度供應到間歇型混合反應器中，后 者也接收石灰乳。優(yōu)選，在反應器中懸浮液的稠度粗略地是2.5%。當反應器溫度已經(jīng)穩(wěn) 定時啟動劇烈混合，據(jù)此，二氧化碳被加入到反應器中，所形成的PCC晶體沉淀在纖維表面 上。添加PCC的纖維懸浮液能夠以常規(guī)纖維懸浮液添加的方式用于造紙中。US-A1-20050045288討論了漂白的機械紙漿和它的生產(chǎn)，要求機械紙漿的泛黃特 性不影響最終產(chǎn)品。其目的是機械紙漿纖維用PCC的最佳涂覆。在該文件中描述的紙漿的 主要特征是它已經(jīng)被研磨，使得該纖維表面充分地原纖化。在根據(jù)該文件的方法中，石灰乳 借助于輕的機械攪拌作用被添加到纖維懸浮液中，然后混合物的稠度被調節(jié)到低于10%， 優(yōu)選至約2. 5%。隨后，氣體二氧化碳被添加到稀釋的懸浮液中，維持比先前更強烈的機械 攪拌，直到全部的石灰乳已經(jīng)轉變成碳酸鈣為止，碳酸鈣沉淀在該纖維中。以上所述的混合 方法主要涉及在特殊容器中以間歇型模式進行的混合。根據(jù)這一文件，混合也可以作為包 括管式反應器的連續(xù)方法來進行，該管式反應器含有必要量的靜態(tài)混合器?；旌侠邕@樣 進行，使得石灰乳被加入到在管路中流動的纖維懸浮液中，然后通過靜態(tài)混合器與漿料混 合。隨后，二氧化碳從一個或多個相繼的點上加入到物料流中，據(jù)此，在每一個加料點進行 靜態(tài)混合。按以上所述的方式生產(chǎn)的漿料用作造紙中的一種組分。W0-A1-9942657討論了造紙機濾液的處置，要求濾液分成兩個級分(fraction)。 在分級之后，石灰乳被混入光亮的濾液中，然后將二氧化碳混入含有微粒和纖維的級分中。 這兩種級分同時供應到結晶反應器中，它也接收造紙的一些纖維組分，并且它的操作可以 是連續(xù)的或間歇型的。在該文件中公開的技術方案中，將要進入到含造紙機濾液微粒和纖 維的級分中的碳酸鈣當用二氧化碳處理時轉化成碳酸氫鈣，溶于濾液中，然后如果需要的 話，從濾液中分離出固體物。任選地，碳酸氫鈣可以重新沉淀為碳酸鈣(PCC)。W0-A1-0112899討論了礦物型填料對纖維素懸浮液的粘附。在該文件中公開的造 紙方法使用含有堿金屬和/或堿土金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或硅酸鹽的纖維素纖維懸浮液。 在這一方法中，礦物氫氧化物被添加到纖維懸浮液中，所形成的礦物填料碳酸鹽可以沉淀 在該纖維中。碳酸鹽的沉淀是基于采用鈉離子。該文件提到在循環(huán)纖維方法中獲得的懸浮 液作為鈉離子源，其中鈉作為碳酸氫鹽或在造紙漿料中自然存在的鈉或從地下水獲得的鈉 而存在。在任何情況下，鈉離子在造紙機中的水循環(huán)中流動。當例如氫氧化鈣被加入到含 鈉離子和碳酸氫根離子的纖維懸浮液中，形成碳酸鈣和碳酸鈉。碳酸鈉隨后進一步與氫氧 化鈣反應，因此形成碳酸鈣和氫氧化鈉。所得碳酸鈣按照已知的方式沉淀在纖維懸浮液的 纖維中。當該沉淀反應已經(jīng)完成時，造紙漿料被攜帶至造紙機，其中二氧化碳被加入到所獲 得的沉淀物以控制PH值，因此，在沉淀反應中作為副產(chǎn)物獲得的氫氧化鈉最初轉化成碳酸 鈉，然后當與二氧化碳和水反應時進一步轉化成碳酸氫鈉，據(jù)此該濾液隨時再循環(huán)到紙張 生產(chǎn)中。W0-A1-02066735討論了從紙纖維和碳酸鈣制造紙張的方法。為了解決在該文件 中所聲稱的問題，碳酸氫鈣和/或二氧化碳和氫氧化鈣的水溶液被混合以便作為球霰石 (vaterite)晶體的形式沉淀出碳酸鈣，隨后立即添加紙纖維，據(jù)此該球霰石晶體轉化成粘附于纖維上的方解石晶體。以這種方式形成的造紙用的漿料可以供應到造紙機中以便生產(chǎn) 紙。W0-A1-03033815引用以上所述的文件并且討論了由纖維素纖維和與造紙方法相 關聯(lián)所生產(chǎn)的PCC組成的纖維素產(chǎn)品。根據(jù)這一文件，這里所述的方法讓PCC沉積在任何 纖維表面上，在纖維的內部和外部(表面)。該文件描述一些不同的PCC沉淀備選方案。在第一個所提到的備選方案中，碳酸鈣和二氧化碳在第一個混合器中與纖維懸浮 液混合，該懸浮液在進入該工藝中時的稠度是3-6%，使得二氧化碳完全地溶于該懸浮液 中。隨后，氫氧化鈣與懸浮液混合，然后該懸浮液在第二個混合器中混合，據(jù)此所形成的碳 酸鈣沉淀在該纖維中。在第二個備選方案中，由碳酸鈣和二氧化碳組成的混合物在第一個混合器中混 合，據(jù)此二氧化碳完全地溶解，和碳酸鈣的至少一部分轉化成碳酸氫鈣。最終，混合物從第 一個混合器加入到第二個混合器中，纖維懸浮液和氫氧化鈣也供應到其中，據(jù)此所形成的 碳酸鈣沉淀在該纖維中。
在第三個備選方案中，碳酸鈣和二氧化碳彼此混合，然后與纖維懸浮液一起供應 到第一個混合器中。這在實踐中意味著碳酸氫鈣溶液與纖維懸浮液混合。在第一個混合器 之后，氫氧化鈣與纖維懸浮液混合并且該懸浮液供應到第二個混合器中，在其中形成碳酸 鈣，碳酸鈣沉淀在該纖維中。在第四個備選方案中，PCC沉淀在短纖維級分中并提供給混合罐，其中該短纖維級 分被混合到長纖維級分中。以及，在第五個備選方案中，PCC沉淀在短纖維紙漿中，并且隨后該短纖維級分提 供給多層造紙機網(wǎng)前箱(headbox)，據(jù)此，例如可以生產(chǎn)出產(chǎn)品，該產(chǎn)品的中間層是短纖維 級分和表面層是含短纖維或含填料的級分。W0-A1-0200999討論造紙工藝，其中原始紙漿被添加到至少含有短纖維紙漿和/ 或填料的物料流中。該混合物被增稠和提供給特殊反應器中，其中鈣和碳酸根離子被添加 到混合物中，該離子來源于例如石灰乳和二氧化碳。含有短纖維材料和/或填料的該物料 流可以是，例如，來自造紙機網(wǎng)部的濾液。作為其它短纖維源，可提到在研磨之前和之后的 硬木和軟木的各種化學品和機械原始紙漿類型，合成紙漿，以及再循環(huán)纖維和廢料。根據(jù)在 該文件中描述的一個實施方案，PCC在纖維中的沉淀是在放入管流(pipe flow)中的靜態(tài) 混合器中進行的，在其中提供以上所述的含短纖維/填料的紙漿和原始紙漿、稀釋水和石 灰乳的混合物，因此懸浮液的稠度是在1-3. 5%范圍內。在第一個靜態(tài)混合器之后，二氧化 碳被加入到物料流中，它與懸浮液在第二個靜態(tài)混合器中混合。從生石灰獲得的添加PCC 的懸浮液在中間罐中貯存，該懸浮液從中以稀釋的形式添加到造紙機中。EP-B1-835343和W0-A1-03035979討論含填料的化學紙漿的生產(chǎn)。它基于通過 將填料(已經(jīng)有PCC沉淀在其中)與化學紙漿混合來生產(chǎn)所需的化學紙漿。該填料是 通過磨細化學紙漿或機械紙漿，使得生產(chǎn)出所謂的短纖絨(noil)原纖維而獲得的，它的 Bauer-McNett值是大約P100。碳酸鈣與含有短纖絨原纖維的該紙漿混合，據(jù)此，該紙漿與 化學紙漿混合，然后混合物在干燥后被分配到造紙廠。W0-A1-02097189討論造紙機的含鈣的濾液，要求鈣離子不能在造紙的水循環(huán)中聚 集。這一目的在實現(xiàn)之后應使得在沒有使用氧化鈣或氫氧化鈣的情況下濾液的PH提高到至少9的值。隨后，二氧化碳與工業(yè)用水混合，它使得大部分的鈣離子作為碳酸鈣而沉淀，從而可以從該工藝中除去。W0-A1-2005005726討論從造紙漿料生產(chǎn)紙張的方法，通過采用石灰乳和二氧化碳 在特殊混合設備中讓PCC沉淀到該貯備料中。W0-A1-2005033403討論從底物和沉淀在其中的堿土金屬碳酸鹽形成的填料組合 物。該底物可以是，例如，含有纖維和/或微粒的造紙機濾液，或甚至長纖維原始紙漿。在 該填料生產(chǎn)方法中，固體首先從石灰乳中除去，在此之后石灰乳與底物摻混，然后利用二氧 化碳讓PCC從混合物中沉淀。W0-A1-2005044728描述僅僅PCC的的生產(chǎn)但沒有它在纖維中的沉淀或通過將它 沉淀在正引導至造紙機的纖維流中。該文件描述了如何生產(chǎn)石灰乳和過篩脫除固體，然后 是在洗滌器和冷卻器中煙道氣的處置，然后兩者都被輸送至在約1-7巴的壓力下的碳酸化 步驟，在其中生產(chǎn)PCC。如果需要的話，已在其中沉淀了 PCC的紙漿也可輸送至碳酸化步驟， 隨后填充了 PCC的紙漿可以輸送至造紙機。W0-A1-2005061386討論PCC的生產(chǎn)，但是該目的是提高晶體尺寸和減少特征性表 面積。它基于石灰乳和懸浮液的混合物，它在幾個接連的混合反應器中被二氧化碳所碳酸 化以實現(xiàn)該目的。該懸浮液可以是從造紙機獲得的濾液，或另一種合適的固體，或含有原始 的或再循環(huán)的纖維的懸浮液。從該方法得到的最終產(chǎn)品能夠，例如，與其它填料和添加劑， 以及不同的纖維懸浮液，一起用于紙生產(chǎn)中。換句話說，現(xiàn)有技術教導了如何處置造紙機濾液以使得PCC沉淀在固體中，不論 它們是纖維型或其它顆粒狀材料如填料，這樣固體可以更容易地與該濾液分離，或使得該 固體可以被利用，例如，作為造紙?zhí)盍?。還有已知的一些文件，其中PCC沉淀到造紙的級分中，然后其原樣被輸送到造紙 機，或被輸送到混合罐中與其它級分混合，然后被輸送至造紙機。PCC沉淀到含纖維的懸浮液中常常根據(jù)現(xiàn)有技術文件來進行，這樣鈣離子分布在 懸浮液中，例如借助于石灰乳，然后該懸浮液用化學品(通常二氧化碳)處理，以釋放或形 成碳離子。因此，形成了碳酸鈣晶體，它粘附于纖維上，和具體地說，粘附于不規(guī)則物和原纖 維的表面上。典型地，采用該方法，使得石灰乳和僅僅在此之后二氧化碳與含纖維的懸浮液
混合ο在一些文件中建議的另一種選擇是所謂的碳酸氫鹽方法。在該方法中，二氧化碳 與含有碳酸鈣或其它合適碳酸鹽的液體/濾液/懸浮液混合，據(jù)此該碳酸鹽轉化成碳酸氫 鹽。當鈣或適合該目的的其它氫氧化物例如石灰乳被添加到溶液/懸浮液中時，在氫氧化 物和碳酸氫鹽的反應中形成碳酸鹽。然而，普通方法和碳酸氫鹽方法具有他們本身的缺點。該碳酸氫鹽方法需要至少 一些形式的鈉的使用，它決不總是在沒有單獨添加的情況下存在于造紙漿料中。我們的理 解是，在實踐中在該碳酸氫鹽方法中遇到與在下面討論的常規(guī)方法中相同的問題。我們認 為，其中石灰乳和僅僅在其之后二氧化碳首先與可采用的液體或懸浮液混合的普通方法不 能按照在更高要求的產(chǎn)品的生產(chǎn)中所需要的最佳方式來控制碳酸鹽晶體的形成。此外，當 試圖在沒有單獨、持續(xù)時間較長的副循環(huán)(side circulation)的情況下讓PCC直接在造紙 機短循環(huán)中沉淀時，該沉淀方法的速率不一定是足夠的。
我們認為，在該方法中沉淀反應的緩慢速率是由化學品被混合的方式所引起的。 嘗試在管內流動的介質中進行PCC的沉淀的現(xiàn)有技術解決方案公開道，純粹的管流或在管 中布置的靜態(tài)或動態(tài)混合器足以引起足夠好的混合作用。然而，最終結果是，由這些方法進 行的PCC生產(chǎn)使得它不易用于一般的銷售或用于造紙廠。例如，在以上提及的現(xiàn)有技術文件US-A-5，679，220中，它描述了二氧化碳被排入 到管式混合器中使得在管中流動的纖維懸浮液掃略正進入到管中的二氧化碳，并且該管流 本身將二氧化碳作為小氣泡與該漿料混合。在該US文件的試驗設備中，其中流管(flow pipe)的直徑是在半英寸和六英寸之間，需要約一分鐘到兩分鐘的反應時間，這對于造紙機 短循環(huán)而言完全是太長時間，其中在管中漿料的流動速率粗略地是3-6m/s。在根據(jù)該US文 件的混合方法中，當二氧化碳掠過該物料流時在實踐中遇到下列情況。在添加二氧化碳的 時間點之后，最初形成均勻的氣體尾流，它慢慢地打斷成氣泡，而該氣泡逐漸地進一步破裂 成小氣泡。然而，在輸入二氧化碳后的很長時間，占優(yōu)勢的是這樣一種狀況其中僅僅少部 分的懸浮液液體能夠立即與該二氧化碳氣泡相互作用。這一部分的液體立即被二氧化碳飽 和，導致二氧化碳的緩慢溶解，因為該氣泡必須進一步在懸浮液中攜帶以便遇到還沒有被 二氧化碳飽和的液體。正如早已簡單提及的那樣，以上所述的緩慢混合導致該PCC晶體的不均勻尺寸分 布，因為在整個混合階段和直至至少一種的化學品已經(jīng)完全消耗為止，現(xiàn)有的PCC晶體會 生長和形成新晶體。此外，在合適的流動條件下，PCC也會沉淀在流動通道或類似通道的璧 上，或沉淀在其它的固定結構上。這自然通過以下事實來協(xié)助結晶反應會延長，據(jù)此容易 結晶的遠程結構(far-away structures) 變得可利用。在實踐中，這些問題能夠通過設法安排足夠短的化學品混合時間(尤其反應時 間)來解決。在實踐中這例如意味著，當最佳均勻分散的PCC是所希望的時，二氧化碳溶于 該液體或懸浮液流中時，和只有當二氧化碳的幾乎完全溶解所需要的時間已到期時，石灰 乳才與該物料流混合并按照相對于二氧化碳的至少幾乎化學計量用量輸入。并且，與在這 種情況下同樣地，石灰乳盡可能快速和均勻地混合，結晶反應在整個液體中開始和均勻進 行，這樣晶體生長是均勻的和反應迅速地進展，直到完成為止。法國專利申請FR-A1-2 821 094描述了將PCC作為球霰石晶體沉淀在漿料中并集 中于解決由不穩(wěn)定的球霰石所引起的問題。換句話說，眾所周知的是，球霰石是碳酸鈣的最 不穩(wěn)定的晶形，它傾向于迅速地轉化成方解石和霰石。因為該文件的申請人相信，球霰石在 最終產(chǎn)品中的存在提供了具有尤其良好性能的最終產(chǎn)品，因此開發(fā)一種方法，其中球霰石 在足夠晚的階段中形成以便使之持續(xù)到最終產(chǎn)品為止。確保晶體的產(chǎn)生足夠晚地發(fā)生的唯 一途徑是在該后期中加入碳酸鈣的另一種源材料以使得在所希望的階段中形成碳酸鹽晶 體。在這種情況下，該申請人決定盡可能靠近造紙機網(wǎng)前箱來進給石灰乳。當石灰乳進給 時，該文件在許多不同背景下使用術語“緊接著在成網(wǎng)之前”。該文件的說明書的倒數(shù)第二 個句子聲稱，當漿料進入到造紙機的成網(wǎng)區(qū)域中時，石灰乳在該時間點之前的低于十秒被 進給。換句話說，碳酸化反應在十秒鐘內進行到終點，然后該漿料穿過該網(wǎng)前箱到達造紙機 網(wǎng)部(wire section)。該申請人因此似乎認為可以進行該沉淀或結晶反應而在造紙機網(wǎng)前 箱的管路中沒有問題。然而研究表明，通過使用混合器以在該專利文件的那時期進給可利用的石灰乳，該較晚的石灰乳進給很可能是在造紙機中主要運行問題的原因。最明顯和嚴重的問題似乎 是在網(wǎng)前箱管中的沉淀，這立即地危害到成網(wǎng)。這些運行性問題和沉淀的主要原因是，在很 大程度上，由于在物料流中存在的紊流效應而使得石灰乳僅僅與漿料混合，結果是該碳酸 化反應在造紙機網(wǎng)前箱中至少繼續(xù)進行，并且可能的話也會在造紙機網(wǎng)部繼續(xù)進行。因此， 應該首先指出的是，如果要求該結晶反應必須在造紙機網(wǎng)前箱的管路中進行，則PCC用作 球霰石的主意(不考慮它的好意)將是失敗的。其中，由于球霰石晶體的高度不穩(wěn)定性，它 們不能預先生產(chǎn)，這歸因于它們快速轉化成更穩(wěn)定的晶形。鑒定與以上討論的PCC生產(chǎn)相關的許多問題需要嚴密關注結晶反應的動力學。如 果假定二氧化碳被輸入和至少它的主要部分也溶于該液體或懸浮液/造紙漿料中，其中 PCC優(yōu)選需要沉淀，則該PCC結晶或沉淀反應將在石灰乳的混合時間就開始。相關質量轉 移所需要的時間例如受到下列兩個因素所影響石灰乳與該物料流越快速和越高效地進行 徹底混合，反應時間越短。在該步驟中快速和有效混合預期會盡可能減少在該物料流中的 濃度差異。另一個重要因素是石灰乳粒度，即，石灰乳的粒度越小，相關顆粒的到液相中的 質量轉移越快，因此，結晶反應的速率也明顯會提高。當該PCC起始原料是細粒狀且均勻分 散在該液體流中時，在整個液體流中迅速和均勻地發(fā)生結晶，消除了尺寸過大的PCC晶體、 聚結物和沉淀物的形成的可能性。所進行的實驗還表明，就生產(chǎn)用于普通造紙工藝中的PCC 時的粒度分布而言，合適的石灰乳混合時間粗略地是低于3秒。此外，當布置該進料、混合 和反應區(qū)段以使得在所希望的工藝步驟(例如，造紙機網(wǎng)前箱)之前在達到基本上完全的 轉化時PCC沉淀反應就停止時，，可以確保在相關的工藝步驟和后續(xù)的過程中將不會出現(xiàn) 有害的沉淀或運行性能問題。
也可以根據(jù)本發(fā)明的方法實施使得首先石灰乳，和僅僅在其之后二氧化碳，與液 體或懸浮液混合(考慮PH值對于漿料的變黑(darken)的影響)。所進行的實驗表明，在 進行本發(fā)明的方法進行的沉淀反應中，其中二氧化碳和石灰乳以任意順序進給，當設法獲 得最佳的PCC晶體粒度分布時，整個反應所需要的時間(從進給參與反應的組分開始直至 實際上全部該石灰乳已經(jīng)與二氧化碳反應并形成PCC晶體為止，換句話說，在所希望的工 藝步驟(例如纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)前箱)之前已實現(xiàn)基本上100%轉化率)是低于15秒，優(yōu) 選低于10秒，更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒。要求的反應時間越短，質量轉移需要越 快。迅速的質量轉移僅僅通過安排后面化學品的進料，使得在實踐中緊接著在進料發(fā)生時 該化學品幾乎完全地混合而獲得。自然可以假設，先前進給的化學品早已分散或甚至均勻 地溶解在整個液體或懸浮液/造紙漿料中。目標在于短的轉化時間的另一個重要因素是， 正如前面提到的那樣，足夠細小的氣泡或顆粒尺寸，即在反應區(qū)中這些化學品的高的比表 面積。氣泡或顆粒尺寸越小(比表面積越大)，從氣體或固體材料至該液體的質量轉移發(fā)生 得越快。相關石灰乳的優(yōu)選的平均粒度被測得是低于3微米(μ m)，優(yōu)選低于1. 5微米，和 最優(yōu)選低于0. 5微米。至于二氧化碳的氣泡尺寸，它應該至少低于10mm，和更優(yōu)選低于100 微米。自然地，如果二氧化碳_當與液體流一起進給時_已完全地溶解在該原料/注射液 體中時，則獲得最佳結果。在理論上和在某些先決條件下，有用的混合方法包括靜態(tài)混合器，動態(tài)(旋轉)混 合器和注射混合器。靜態(tài)混合器適合于其中全部條件是最佳的那些情形。換句話說，需要 混合的液體流是無定向的和它們的流動速率彼此相差不太遠。此外，需要為快速混合的目的特意設計混合器。特殊的問題可以是由較大尺寸的混合器所引起的流動阻力，生產(chǎn)混合器的高成本，或混合器(考慮到它們的開發(fā)成本)對于少數(shù)應用的適合性。動態(tài)混合器也是可能的，尤其當相對小的物料體流應該彼此混合時。當混合體積 保持較小時，在需要混合的液體的流動速率上的相對差異能夠是較大的。在較大尺寸的設 備中，它常常包括例如造紙機網(wǎng)前箱的管路，旋轉混合器的投資和安裝成本以及能量消耗 是限制它們的使用的因素。基于所進行的試驗，與本發(fā)明的應用目的相關的最理想混合方法已發(fā)現(xiàn)是注射混TrumpJet ,現(xiàn)有技術中已知的和由 Wetend Technologi
es Oy開發(fā)的進給裝置，
已在專利例如 EP-B1-1064427，EP-B1-1219344，F(xiàn)I-B-111868，F(xiàn)I-B-115148 和 FI-B-116473 中進行討論。該進給裝置歸因于以下事實而被開發(fā)在紙材的生產(chǎn)中僅僅用于混合助留劑 和類似化學品的旋轉和靜態(tài)混合器是現(xiàn)有技術中已知的。這些設備在每一方面來說都是昂 貴的投資并且在一些情形下是相對低效率的，當化學品與網(wǎng)前箱漿料的均勻混合是所希望 的時，這促進了例如根據(jù)本發(fā)明的注射混合器的發(fā)展，它允許在對用戶高度友好的設備中 化學品的均勻和快速混合。迄今，該設備的功能品質已經(jīng)由所得產(chǎn)品(即在大多數(shù)情況下 紙材)以及所使用的化學品的量來衡量。換句話說，當在所使用的化學品用量已減少的同 時所得紙張質量保持無變化或改進時，已經(jīng)推斷當與現(xiàn)有技術設備的使用對比時化學品混 合效果已得到改進。然而，該注射混合器現(xiàn)在設想用于實現(xiàn)新類型的應用目的，其中我們不僅能夠將 單種化學品與造紙用漿料進行混合以使得(當被攜帶穿過造紙機網(wǎng)前箱到達網(wǎng)時)化學品 均勻地分散在其中，而且能夠將兩種化學品與造紙用漿料進行混合以使得在網(wǎng)前箱或一些 其它工藝步驟的上游進行這些化學品間的反應。因此，本發(fā)明的目的是為該化學品安排短的混合時間并且將化學品本身均勻混合 在整個液體流中，以致于所得PCC晶體的尺寸分布是盡可能均勻的且尺寸過大的晶體、聚 結物和沉淀物的形成的風險盡可能的小。本發(fā)明的更具體目的是石灰乳和/或二氧化碳隨液體流或懸浮液流一起的注射， 使得混入該物料流迅速地和均勻地發(fā)生，且在實踐中不受該物料流的本身紊流影響。當將二氧化碳和/或石灰乳注入該物料流中時，優(yōu)選使用由Wetend Technologies Oy開發(fā)和以上已描述的TrumpJet 進給裝置，這樣所需數(shù)量的它們被布置在流管的 圓周上。當一個或多個進料或注射設備布置在流管的圓周上時，取決于管的尺寸和形 狀，我們實際上開發(fā)了注射設備，它覆蓋了被布置在該管的同一圓周上(on the same circumference)以便進給相同化學品的全部注射設備。

圖19、20和21示出了當化學品進 給到該液體流中時試驗的結果，其中根據(jù)現(xiàn)有技術的進給裝置和TrumpJet 進給裝置的 操作進行對比。根據(jù)現(xiàn)有技術的進給設備是布置在流管圓周上的管配件，需要混合的化學 品與在管中流動的液體一起從中流出。從該圖中能夠看出，TrumpJet 進給設備能夠實 現(xiàn)，作為以上本發(fā)明的一個條件所設定的快速混合。通過使用該Trump Jet 進給設備，可 以在與后續(xù)工藝步驟或設備相距約1-3秒、優(yōu)選約1. 7-2秒(以米計算，低于 ο米)的距 離處進行注射和混合，而當使用現(xiàn)有技術的設備時添加劑的進給需要在所需工藝步驟或設 備(例如造紙機網(wǎng)前箱)之前的幾十米處進行，這樣該化學品有足夠的時間在該工藝設備之前的流動紊流的影響下被混合。以上適用于這樣的情形，其中化學品等應該在后續(xù)工藝 步驟之前均勻地分布。然而，如果我們致力于處理這樣的情況，其中該化學品必須與早已在 該液體流中存在的一些其它化學品或物質進行反應，則各自反應所需要的時間必須自然保 留，除非優(yōu)選的是讓各自反應在上述工藝步驟(例如造紙機網(wǎng)前箱)中繼續(xù)進行。本發(fā)明的另一個目的是控制在流動固體中的PCC結晶，這樣在懸浮液中碳酸化晶 體的尺寸和分布可以預先以相對精確的方式測定。實現(xiàn)這一目的的主要方式在于將PCC起 始原料注入到液體流中，使得它們的晶體和/或氣泡尺寸適合于該目的。本發(fā)明的目的是將PCC晶體沉淀在物料流中的纖維表面上。本發(fā)明的特殊目的是將PCC晶體沉淀在中空芯(在該物料流中存在的纖維的所謂 內腔)中。為了實現(xiàn)上述目的當中的至少一個以及促進該PCC沉淀反應，本發(fā)明公開了至少 一種化學 品-石灰乳和二氧化碳，以氣泡形式或粒度足夠細-在管內流動的流體中的添加， 使得在實踐中在化學品的添加的同時，在該物料流的整個橫截面積的基本上均勻地混合。 這里，該注射應該是基本上在相對于該液體流的橫向上并且以該液體流的流速的至少3倍 (優(yōu)選5-10倍)的速度來進行。我們認為，當二氧化碳是在實踐中需要立即混合(這是在造紙廠規(guī)模上進行的在 線PCC生產(chǎn)的要求)的化學品當中的后者時該類型的混合對于二氧化碳是特別重要的，現(xiàn) 有技術的方法無法將二氧化碳如此充分地混入在該液體或纖維懸浮液中以使得二氧化碳 迅速地溶于水中。當在其添加步驟中二氧化碳已分布在該物料流的整個橫截面積，并且在 該流動致密化的任何位點上不能形成二氧化碳時，其中包圍氣泡的液體將被二氧化碳飽和 并且二氧化碳的溶解被阻止，但是相反，二氧化碳緊接著在注射之后就溶解。當根據(jù)本發(fā)明的尤其理想的實施方案，石灰乳也被進給并在該管流的整個橫截面 積上混合時，狀況接著發(fā)生，其中該石灰乳迅速地發(fā)生質量轉移，由此鈣離子事實上均勻分 布在整個液體/懸浮液中。因此，它們與由于二氧化碳的溶解所導致形成的碳酸根離子之 間的反應實際上能夠同時在整個液體體積中開始，其中最初存在的固體物也認為是均勻分 布的。換句話說，該纖維流將均質地和均勻地被處理。結果是晶體尺寸和碳酸鈣分布保持 均勻并且晶體均勻地位于懸浮液固體中。如果混合是不均勻的和石灰乳局部強烈地反應， 則會發(fā)生不受控制的PCC晶體生長，這會導致形成尺寸過大的晶體和PCC聚結物，尤其，和 引起嚴重的質量和工藝運行性能干擾。這還會引起PCC在工藝設備和管路的璧上失控地結 晶，導致過度地清潔和工藝運行性能問題。類似地，工藝可控性和調節(jié)受到影響，并且預測 所生產(chǎn)PCC的質量將變得更困難。根據(jù)上述現(xiàn)有技術的PCC生產(chǎn)方法的至少一些缺點可以被彌補并且上述這些目 的中的至少一些可以通過本發(fā)明方法來實現(xiàn)，其將二氧化碳和石灰乳進給到短循環(huán)液體流 中并讓它們彼此反應，從而在造紙機短循環(huán)中使填料(尤其碳酸鈣)結晶以便在流動的固 體物中和/或在固體物的表面上形成晶體，其中該方法體現(xiàn)特征于至少二氧化碳或石灰乳 作為足夠小尺寸的顆粒或氣泡被進給到并混入到該液體流中，使得該化學品基本上均勻地 展開在該液體流中，無論該液體流的流動條件，和使得該結晶反應在低于15秒，優(yōu)選低于 10秒，更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒的時間中基本上完成，從而實現(xiàn)適合于本發(fā)明該 目的的均質碳酸鈣晶體的粒度分布，防止尺寸過大的PCC晶體、PCC聚結和PCC沉淀物的形成，并且控制該二氧化碳和石灰乳碳酸化反應按照十分相同的方式，根據(jù)現(xiàn)有技術的上述PCC生產(chǎn)方法的至少一些缺點可以被 彌補，并且上述目的當中的至少一些可以通過根據(jù)本發(fā)明的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng) 來實現(xiàn)，該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)至少包括用于從纖維網(wǎng)制造機接收濾液的設備，用于至少從由纖 維網(wǎng)制造機獲得的濾液和各種的纖維和填料組分生產(chǎn)造紙漿料的設備，以及由多個的流管 組成的的流動管路(flow piping)與泵送設備用于將造紙漿料從其生產(chǎn)處輸送至纖維網(wǎng)制 造機的網(wǎng)前箱，該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)裝有將二氧化碳和石灰乳兩者進給到在流動管路內流動的 液體流中的設備，其中該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)的特征在于裝有第一注射設備，該注射設備布置在 流管的璧上以便至少將石灰乳或二氧化碳以相對于該液體流的流動方向基本上橫向地注 入該流管中。根據(jù)本發(fā)明的方法和纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)的其它特征列于所附的權利 要求中。與現(xiàn)有技術方法相比，由本發(fā)明的方法和纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)所獲得的 優(yōu)點是，例如· PCC直接沉淀到在纖維網(wǎng)制造機的短循環(huán)中流動的懸浮液中· 二氧化碳的快速溶解，這樣PCC生產(chǎn)方法可以立即連接在造紙機短循環(huán)中·在懸浮液中石灰乳的快速混合，從固體快速質量轉移至液相·快速的二氧化碳和石灰乳的反應 化學品在整個物料流中的均勻混合意味著碳酸鹽晶體的均勻和受控的形成和晶 體均勻粘附于纖維和固體上·簡化的短循環(huán)流程_根本不需要厚的漿料混合罐或限于使用小尺寸的罐·與以前使用的設備相比，PCC生產(chǎn)所需要的投資減少至少一半 當與以前PCC生產(chǎn)相比時，PCC生產(chǎn)用能量成本減少越十分之一·當與現(xiàn)有技術的現(xiàn)場PCC設備相比時，干凈水的消耗顯著減少 紙生產(chǎn)需要更少或不需要助留劑·紙生產(chǎn)可以比以前使用更多的填料，因此節(jié)省了昂貴纖維材料的使用·對疏水性膠的需要減少·造紙用水循環(huán)變得更清潔和/或對提純化學品的需要會減少，并且與以前相比 可以更多地關閉水循環(huán)。本發(fā)明參考附圖更詳細地進行描述，其中圖1顯示造紙機的短循環(huán)工藝布置的示意圖，圖2用示意圖顯示了在造紙機的短循環(huán)中根據(jù)現(xiàn)有技術的PCC生產(chǎn)方法，圖3用示意圖顯示了在造紙機的短循環(huán)中根據(jù)現(xiàn)有技術的第二種PCC生產(chǎn)方法，圖4用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖5更一般地顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的圖4的短循環(huán)工藝布置，圖6用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖7用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖8用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖9用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第五個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，
圖10用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第六個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，
圖11用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第七個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖12用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第八個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖13用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第九個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖14用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第十個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖15用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第十一個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖16用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第十二個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖17用示意圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第十三個優(yōu)選實施方案的短循環(huán)工藝布置，圖18用示意圖顯示在本發(fā)明的工藝布置中優(yōu)選使用的注射設備的結構備選方 案，圖19a_19d顯示了使用與時間相關地產(chǎn)生的混合分布圖的根據(jù)圖18的注射設備，圖20顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術的化學進給設備的操作，圖21顯示了在本發(fā)明的工藝布置中優(yōu)選使用的注射設備的操作，圖22和23顯示了使用沉淀在纖維表面上的PCC晶體的本發(fā)明的工藝布置。應該指出的是，為了簡單起見，與以上發(fā)明相關的部分和尤其本發(fā)明的下面更詳 細解釋使用相對普通的術語，這些術語的解釋在下面提供?！ぴ旒垯C更廣泛地指纖維網(wǎng)制造機或全部的紙幅生產(chǎn)機，其中紙幅狀產(chǎn)品是從含 纖維的懸浮液生產(chǎn)的。這因此包括除各種最終產(chǎn)品外，還有全部可能的中間產(chǎn)品。·漿料指流向纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)前箱的任何懸浮液，該紙幅是通過纖維網(wǎng)制造機 從該懸浮液在某點的形成的。漿料包括含有纖維(甚至在較少的程度上)的全部上述懸浮 液類型。 液體流指在纖維網(wǎng)制造機的短循環(huán)中運動的全部物料流(不管稠度)，因此該液 體流可以含有或多或少的纖維和/或各種造紙用添加劑或填料。液體流還含有各種含氣體 的懸浮液和濾液，所謂的光亮和超光亮濾液，以及稠厚的纖維組分和含顏料的沉淀物。該術 語“液體流”還包括副流和分流，如在短循環(huán)的各個部分中流動的原料流、用于篩選和渦旋 清洗的良漿(accept)和廢料流。 用于生產(chǎn)纖維網(wǎng)的纖維懸浮液指含有甚至少量的纖維的任何懸浮液。因此，在從 纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)部獲得的濾液與進給到網(wǎng)前箱的最終的造紙用漿料之間的全部各種懸 浮液，并且包括這些在內，是用于纖維網(wǎng)生產(chǎn)中的懸浮液。 處理過的濾液組分指任何處理產(chǎn)物(processing result)，其中包括沉淀物，光 亮濾液，渾濁濾液，主要地含有固體的稀濾液，或含有固體的沉淀濾液。 纖維組分指用于生產(chǎn)任何稠度的纖維網(wǎng)的任何含纖維的組分。因此，纖維組分可 以是機械紙漿，化學紙漿，化學機械紙漿，再循環(huán)紙漿，從濾液獲得的各種含纖維的沉淀物，等等?！ぷ⑸渲竿ㄟ^使用注射液體將流動的介質進給到液體流中，使得需要被注射的介 質具有比該液體流更高的流動速率，因此該介質(當注射時)深度穿透到該液體流中并且 基本上均勻地展開(所謂的峰間分散(peak-to-peak dispersion)低于15%-作為偏離極 端值相對于它們的平均值的差異來計算峰間分散)。優(yōu)選，該注射進給速率是液體流速率的 約3-15倍，優(yōu)選5-10倍。
圖1，用示意圖討論現(xiàn)有技術造紙機的短循環(huán)的工藝布置，該附圖用參考編號2表 示造紙機，其中所謂的白水F是作為濾液獲得的，該白水F直接地或經(jīng)由在中間罐中的處 理后被輸送至混合罐、濾液貯罐或網(wǎng)下白水坑4中，在這些之中還引入在漿料制備中所需 要的各種纖維組分和在造紙中所需要的添加劑。從配件6-12，至少一種的下列物質被輸送 至混合罐或類似的裝置中化學原始紙漿，機械原始紙漿、長纖維和/或短纖維紙漿，再循 環(huán)纖維和涂覆的廢料，無涂層的廢料，從回收過濾器獲得的纖維級分，以及可以已在該步驟 中與造紙用漿料混合的填料和/或添加劑。纖維組分的稠度是在3-5%之間，這取決于應 用。在混合罐4中的造紙漿料是由其上述各種組分混合到所需組成而形成并且流出的造紙 漿料的稠度在單獨的混合罐中或在連接到該罐的網(wǎng)下白水坑中或在類似設備中被調節(jié)在 0. 3-1. 5%范圍內，以匹配紙材或更廣泛地說纖維網(wǎng)的生產(chǎn)。在混合罐4之后，或更一般而 言在最終稀釋之后，造紙漿料由泵，所謂的混合泵14，傳輸?shù)皆跍u旋清洗裝置16中的渦旋 清洗操作中，在這里較重的顆粒與造紙漿料分離。典型地，渦旋清洗裝置的第一步的廢料在 多個渦旋清洗裝置步驟中進一步處理，并且在大多數(shù)情況下，從這些當中的每一種獲得的 良漿被輸送至在先步驟的原料中和該廢料被輸送至后面步驟的原料中，直至最后步驟的廢 料從短循環(huán)中除去為止。渦旋清洗裝置16的良漿繼續(xù)運行至氣體分離罐18，在這里，空氣 或可能的其它氣體利用真空從造紙用漿料中除去，這樣不會干擾造紙過程。在氣體分離罐 18中的液面高度利用特殊的堰保持恒定，這樣進給到該罐的造紙用漿料的一部分返回罐原 料中。造紙漿料從氣體分離罐18中流入到網(wǎng)前箱的進料泵20中，后者將造紙漿料泵送至 所謂的網(wǎng)前箱篩網(wǎng)22，在其中不適合于造紙的大尺寸顆粒與造紙漿料分離并且它的良漿級 分經(jīng)由造紙機的網(wǎng)前箱被輸送至造紙機2。網(wǎng)前箱篩網(wǎng)22的廢料在又一個過篩步驟中進一 步處理以回收合格纖維級分，它的良 漿通?；氐皆摼W(wǎng)前箱篩網(wǎng)的原料中。生產(chǎn)質量要求較 低的最終產(chǎn)品的纖維網(wǎng)制造機的短循環(huán)可以不具有渦旋清洗裝置、氣體分離設備和/或網(wǎng) 前箱篩網(wǎng)。圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的并且已在例如專利文件US-B1-6，387，212中討論的方法的 示意性描繪，該方法用于與造紙機的短循環(huán)相關聯(lián)的PCC生產(chǎn)。從造紙機獲得的濾液F在 該方法中由過濾器26分成兩個級分，其中光亮濾液與石灰乳(Ca (OH)2，石灰乳，下面用MoL 表示)混合以及含固體的濾液與二氧化碳(CO2)混合。因為含固體的濾液含有碳酸鈣，當進 給碳酸氫鈣時在其中形成二氧化碳。最終，上述級分和該纖維懸浮液兩者都被輸送到反應 器28中，其中碳酸氫鈣與氫氧化鈣反應以形成碳酸鈣。該反應據(jù)說在1-15%，優(yōu)選5-10% 的稠度下進行。圖3是用于在造紙機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)中PCC生產(chǎn)的第二種現(xiàn)有技術建議方案的示 意性描繪。這一方法，它在例如專利文件US-A-5，679，220中描述，是基于造紙漿料組分和 它們的結合，這些與石灰乳和二氧化碳混合。該混合可以在特意為該目的設計的反應器中 或在管流中進行。該文件解釋二氧化碳的引入點如何相對于石灰乳進料改變，使得例如有 可能在石灰乳的進給之前和之后輸入二氧化碳。雖然氫氧化鈣(石灰乳)轉化成碳酸鈣的 反應是快速的，然而，該文件認為需要在混合之后提供特殊的反應區(qū)，以便確保堿性氫氧化 物完全轉化成碳酸鹽。這是非常重要的，因為如果PH太高，會發(fā)生變黑，尤其對于該機械紙 漿。對于該反應區(qū)，給定一分鐘至兩分鐘的時間。然而，當考慮到例如在造紙機的漿料上網(wǎng) 管路中造紙漿料流動速率是約5m/s時，在實際的造紙機工藝中的以上反應時間是有問題地過長的。在實踐中，可用于混入到造紙機短循環(huán)中的該管流程最佳是僅僅幾十米，即在us 文件中建議的那一長度的十分之一或更短。當開始考察該轉化反應(它在理論上應該是較快的)為何如此緩慢的原因時，最 初的懷疑落到了化學品被混合的方式。在我們看來，正如在該文件中所述，很顯然所牽涉 的最大因素是二氧化碳和石灰乳混合的方式。該文件具體地提到，二氧化碳被排入到管式 混合器中使得在管中流動的纖維懸浮液掃掠過正進入到管中的二氧化碳，并且該管流本身 將二氧化碳作為小氣泡與造紙漿料混合。當在該US文件的試驗設備中時，其中流管的直徑 是從半英寸到六英寸之間的任何值時，需要約一分鐘至兩分鐘的混合/反應時間，如果流 管的直徑明顯更大則僅僅能夠推測需要多長的時間，因此該流動是相對更加呈現(xiàn)層流形式 (laminar)。將造紙漿料運輸至造紙機網(wǎng)前箱的管道的直徑是例如在500-1000mm范圍，即， 當與US-A-5，679，220文件的試驗設備相比時，實際上該橫截面積是大了至少十(可能甚至 百或千)倍。在我們看來，在現(xiàn)有技術的混合方法中，二氧化碳隨該物料流被攜帶，使得在 添加二氧化碳的位點之后，最初形成均勻的氣體尾流，它緩慢地破裂成氣泡，它進一步爆裂 成更小氣泡。然而，最終結果是這樣一種情形，其中僅僅少部分的懸浮液液體能夠立即與該 二氧化碳氣泡相互作用并被二氧化碳快速地飽和。因此，二氧化碳的溶解慢慢地發(fā)生，因為 該氣泡必須進一步在懸浮液中被攜帶以便遇到還沒有被二氧化碳飽和的液體。影響混合的 另一個因素是纖維懸浮液的稠度，因為很顯然，更高的懸浮液稠度牽涉到更緩慢的移動渦 旋湍流。甚至，例如，US文件本身說明，高于5%的稠度會延遲氣體-液體反應。在該文件的 實施例中使用的稠度是1. 5%。由于該不受控制的和弱的混合作 染問題。當大的石灰乳液滴與二氧化碳反應時， 形成了在表面上有PCC的顆粒，該顆粒具有內部未反應的石灰乳的這樣的事實也可能構成 問題。在一些階段，石灰乳能夠從該顆粒中涌出，提高懸浮液的PH。當這一現(xiàn)象發(fā)生時，有 足夠多的PCC顆粒會爆裂時，提高的pH混合了該體系。圖4顯示了按照與圖1中所示的相同方法與造紙機的短循環(huán)相結合的根據(jù)本發(fā)明 的優(yōu)選實施方案的PCC生產(chǎn)方法。在根據(jù)圖4的方法中，在渦旋清洗裝置16之前的造紙機 短循環(huán)中進行PCC生產(chǎn)。在實踐中，二氧化碳在泵14的壓力側被注射進去，在二氧化碳在 與前者相距幾米的地方溶解之后，然后氫氧化鈣(Ca(OH)2;石灰乳)在相同的管中即在渦 旋清洗裝置16的第一階段的進料管中。當確保第二個注射進給設備(即石灰乳注射設備) 與渦旋清洗裝置16之間有足夠的距離(這取決于例如石灰乳粒度和注射進給速率)時，結 晶反應將在渦旋清洗之前有時間完成。該實施方案的一個優(yōu)點是，渦旋清洗裝置16和稍后 在短循環(huán)中的機器篩網(wǎng)22除去任何尺寸過大的顆粒，而任何過量的氣態(tài)CO2在氣體分離器 18中被除去。如果該pH值需要調節(jié)，有可能進行后續(xù)的酸化，例如，在該網(wǎng)前箱進料泵20 的吸入側。換句話說，化學品被注入到流入造紙機中的造紙漿料流中，其中全部的纖維組分 已添加和該物料流的稠度充分地匹配該網(wǎng)前箱稠度。(0070)圖5在原理上顯示了與前一種類似的PCC生產(chǎn)方法，但是稍微更加示意性。 換句話說，從圖5開始，使用一個圖示，其中不考慮在造紙短循環(huán)中存在的設備，而是僅僅 集中于化學品被混入液體/懸浮液中的順序和它所進行的方式。所進行的實驗已表明，PCC 在短循環(huán)中沉淀在纖維中時的位點不象沉淀發(fā)生的方式以及特別是化學品如何混入懸浮液中的方式那么重要。此外還表明，顆?；驓馀莩叽鐚τ赑CC生產(chǎn)速率和所生產(chǎn)PCC的質 量兩者，特別對于所形成的顆粒的尺寸和尺寸分布都有重大影響。換句話說，圖5僅僅顯示 了由不同的漿料級分組成的所謂稠厚漿料，即漿料組分與從造紙機獲得的濾液F混合，然 后二氧化碳和此后石灰乳被混合到纖維懸浮液中。然而在這一階段中值得指出的是，本發(fā) 明的大部分實施方案的特征是，我們認為，理想的是在注射石灰乳之前將二氧化碳溶解在 可利用的液體中。為此有至少兩個原因。首 先，如果稠厚漿料含有機械紙漿或回用紙漿(部 分地由機械紙漿組成)，在二氧化碳之前注入石灰乳會引起懸浮液的PH值提高，使得機械 紙漿開始變黑。為了防止變黑的發(fā)生，安全的是首先注入二氧化碳，由此懸浮液PH下降并 且不會發(fā)生變黑現(xiàn)象。其次，如果二氧化碳早已溶于該液體中，則該沉淀反應迅速地發(fā)生。 另一個優(yōu)點是通過二氧化碳被均勻地溶于整個液體中而獲得的。因此，當石灰乳被注入，優(yōu) 選使得它迅速地和均勻地展開混合在整個懸浮液時，在該懸浮液中存在的纖維和固體的全 部表面上形成均勻分布的碳酸鈣，即PCC。圖6用示意圖顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中 生產(chǎn)PCC的第二種方法。事實上，與前一個實施方案不同的唯一特征是二氧化碳和石灰乳 注射的順序。其中石灰乳首先注入和僅僅隨后二氧化碳被注入的該注射系統(tǒng)根據(jù)我們的意 見在一些條件下可以是相關的。首先，當在纖維懸浮液中沒有較大量的作為原始紙漿或回 用紙漿的機械紙漿時，或當被加入的石灰乳的量是如此小時，PH值不會提高到必然招致變 黑風險的水平。其次，我們的理解是，二氧化碳的注射或確切地說二氧化碳混入造紙漿料中 的操作在本實施方案中必須是尤其有效的，這樣溶解迅速地發(fā)生和二氧化碳能夠均勻地分 布在整個懸浮液中，因此二氧化碳與石灰乳的反應導致均勻的PCC形成。然而，實際的現(xiàn)實 是，反應僅僅經(jīng)由離子來進行，因此隨著二氧化碳溶解僅僅逐漸地形成PCC。圖7顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC的 第三種方法。根據(jù)該圖，從不同的纖維組分形成的稠厚漿料按照合適的稠度被從造紙機獲 得的濾液稀釋，然后，石灰乳和二氧化碳基本上同時注入纖維懸浮液中。該注射可通過使用 單獨的注射液體來進行，由此溶于水中的二氧化碳可以用作石灰乳的注射液體，例如，兩種 化學品可通過使用從主要造紙漿料管獲得的二級漿料流或通過使用該短循環(huán)的一些其它 液體流作為進料液體而被注射。該注射可以通過這兩種化學品共用的噴嘴或通過交替設置 在該流管的圓周上的各化學品用的各自噴嘴來進行。圖8顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC的 方法。根據(jù)該圖，從不同的纖維組分形成的稠厚的造紙用漿料被從造紙機獲得的濾液稀釋 到合適的稠度，然后，石灰乳和二氧化碳基本上同時注入造紙用的漿料中。事實上，迄今為 止，該方法與在圖4和5中所示的方法相同。然而，該方法已經(jīng)清楚闡明，要求二氧化碳或 石灰乳或優(yōu)選兩者(該備選方案示于該圖中)通過使用特殊的注射液體被一個或幾個混 合器注入造紙機漿料中。該類型的混合器已描述在例如Wetend Technologies Oy的專利 US-B1-6, 659，636和US-B1-7，234，857中。不論使用TrumpJet 設備還是使用其它的注射 裝置，在不同的實施方案中實施的注射的特征是通過使用注射液體或進給液體，在基本上 相對于造紙漿料流的方向的橫向上將二氧化碳和/或石灰乳注入造紙漿料中，其中該注射 液體或進給液體是在足夠高的流速之下以使得一個或多個噴嘴的注射液體/化學品噴霧 充分地覆蓋該漿料流的橫截面積，由此不管在該懸浮液中存在或不存在紊流，二氧化碳和/或石灰乳實際上均勻地分布在整個懸浮液中。上述術語“基本上在橫向上”指與對比方向 (例如流動的方向或管路的軸向)偏離大于30度的方向。作為注射液體，造紙漿料用于圖 8的方法中。換句話說，從引導至造紙機的造紙漿料管中取小的二次流，和它被泵送至注射 器，石灰乳或二氧化碳注入其中以使得二氧化碳或石灰乳基本上同時地混入注射液體中， 作為穿透流向該網(wǎng)前箱的造紙漿料的所形成的注射液體和二氧化碳或石灰乳的混合物。注 射液體和化學品混合物的進給速率是在漿料管中流動的造紙漿料的流速的3-15倍，優(yōu)選 5-10倍。從二氧化碳或石灰乳和注射液體的接觸到它們的混合物進給到造紙漿料中的延時 是大約0-0. 5秒。當化學品按照以上所述的方式被注入該漿料中，和氣泡或化學品的粒度 保持足夠低(例如，對于石灰乳，低于3微米，優(yōu)選低于1. 5微米，和更優(yōu)選低于0. 5微米) 時，能夠確信該碳酸化反應在從進給后一種化學品開始起低于15秒、優(yōu)選低于10秒、更優(yōu) 選低于6秒和最優(yōu)選低于3秒的時間中完成(發(fā)生完全轉化)。二氧化碳的氣泡尺寸在試 驗中測得是足夠地小，以便在使用上述基本上橫切的進料與高進給速率(造紙漿料的流動 速率的至少三倍)時確保從氣體至液體的快速物質轉移。因此，氣泡尺寸是至少低于10mm， 更優(yōu)選低于100微米。橫切的進給速率越大，二氧化碳氣泡尺寸越小。自然地，然而，如果 二氧化碳，當與液體流一起進給時，早已完全溶解在該進料/注射液體中時，則獲得最佳結^ ο 圖9顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第五個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC的 方法。根據(jù)該圖，從不同的纖維組分形成的稠厚的造紙用漿料被從造紙機獲得的濾液稀釋 到合適的稠度，然后，首先二氧化碳和其次石灰乳被注入稀釋纖維懸浮液中。該實施方案的 方法與前一個實施方案的方法之間的差異在于，現(xiàn)在使用一些其它液體或懸浮液而不是稀 釋至網(wǎng)前箱稠度的造紙貯備料作為注射液體，將至少一種的化學品注入到貯備料流中?？?慮漿料組分作為第一種注射液體備選物。當然，這允許幾個附加的備選方案。如果漿料組 分用作兩種化學品的注射液體，則它可以是對于兩種化學品而言從相同漿料組分獲得的二 次流，或對于每一種化學品而言單獨從其本身的組分獲得的二次流，或漿料組分總體上用 作注射液體用于進給二氧化碳，如在圖9中所示。此外，用作注射液體的組分有可能是幾 種漿料組分的混合物。還有可能的是，該漿料組分，這些漿料組分或它們的混合物具有它們 的最初稠度，它們常常以該稠度被添加到混合罐中，或它/它們可以被稀釋至網(wǎng)前箱稠度 或其它可使用的稠度。以上所述的內容取決于纖維懸浮液應該最初稀釋到的稠度，除非在 化學品的混合之后稠度的另一次調節(jié)是所希望的。換句話說，如果該注射液體是未稀釋的 稠厚漿料組分，它的稠度是在3-5%范圍內的某值，則稠厚造紙漿料應該在混合罐中過度稀 釋，這樣最終纖維懸浮液的稠度應該是所希望的網(wǎng)前箱稠度。如果，另一方面，用作注射液 體的組分單獨稀釋至網(wǎng)前箱稠度，例如，利用來自造紙機的白水，沒有必要關注在最終化學 品混合之后的漿料稠度。自然地，清楚地看出，當考察稠度時，從石灰乳中進入到造紙漿料 的水也需要考慮到。作為其它注射液體備選物，也可使用各種過濾級分，例如，蒸餾水過濾器填料級 分，纖維回收過濾器細粒級分，蒸餾水或一些其它濾液或其它可使用的液體。因此，從短循 環(huán)中獲得的各種二次流，回流或溢流也可用作進給液體。以上關于注射液體的稠度的影響 所提到的情況同樣適用于這些備選方案。換句話說，相對于網(wǎng)前箱稠度而言該注射液體的 稠度以及在造紙漿料中攜帶石灰乳的液體兩者都應該考慮，因為該液體本身對于造紙漿料的最終稠度有影響。同樣在圖9中所示的實施方案中，描述在專利US-B1-6，659，636和 US-B1-7, 234, 857中的Wetend Technologies Oy的混合方法和設備是優(yōu)選使用的，其中從 化學品和注射液體的混合到該混合物進給到造紙漿料中的延時是大約0. . . 0. 5秒。然而應 該指出的是，該注射液體所含有的各種添加劑或類似物的量越大，即注射液體的純度越低， 則雜質不利地與石灰乳或二氧化碳反應的風險越大。
圖10顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第六個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC 的方法。根據(jù)該圖，從不同纖維組分形成的稠厚漿料通過從造紙機獲得的濾液稀釋到合適 的稠度，然后二氧化碳和石灰乳被注入到造紙漿料中，這實際上已經(jīng)與圖8關聯(lián)地示出。在 根據(jù)該圖的實施方案中，在PCC沉淀之后，一種或多種纖維組分或它們的混合物可以注入 在該纖維懸浮液中。在根據(jù)該圖中所示的實施方案的注射中，從流向造紙機網(wǎng)前箱的纖維 懸浮液中獲得的二次流用作注射液體，雖然任何液體或懸浮液都可以使用。此外，添加劑例 如淀粉、粘合劑等等也可按照在圖10中所示的方式由同樣的混合器注入所形成的造紙漿 料中。與添加劑的進給相關聯(lián)，也值得指出的是，注射液體的使用不一定是它們的進料所需 要的。圖11顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第七個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC 的方法。根據(jù)該圖，從各種纖維組分形成的稠厚漿料通過從造紙機獲得的濾液被稀釋至合 適的稠度，在此之前，首先二氧化碳和然后石灰乳與用于稀釋和從造紙機獲得的濾液進行 混合。也應該指出的是，為了將二氧化碳溶解在濾液中，濾液的量、溫度和壓力應該優(yōu)選保 持與所要溶解的二氧化碳的所需量成正比。圖12顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第八個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC 的方法。根據(jù)該圖，從各種纖維組分形成的稠厚漿料通過從造紙機獲得的濾液被稀釋至合 適的稠度，在此之前，首先二氧化碳和然后石灰乳與用于稀釋和從造紙機獲得的濾液進行 混合。與圖11的實施方案所示的方法之間的差異是，在本實施方案中的纖維組分各自作為 它們自身的級分被添加到該液體流中，在該液體流中已混入了二氧化碳和石灰乳。至于PCC 的沉淀，在該圖中的方法準確地說按照與在圖11中的方法相同的方式來操作。而且，在本 實施方案中，為了將二氧化碳溶解在濾液中，濾液的量、溫度和壓力應該優(yōu)選保持與所要溶 解的二氧化碳的所需量成正比。圖13顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第九個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC 的方法。根據(jù)該圖，用于制備造紙漿料的各種纖維或添加劑組分作為它們本身的物料流與 從造紙機獲得的濾液進行混合。該圖顯示了示例性的情形，其中一種漿料或添加劑組分首 先被添加到從造紙機獲得的濾液中，隨后是第二種漿料或添加劑組分與二氧化碳一起的添 力口，之后第三種漿料或添加劑組分與石灰乳的添加和最終第四種漿料或添加劑單獨的添 力口。當然，很明顯的是，如果有少于四種的漿料或添加劑組分，則以上所示的一些組分可以 省去，并且如果有多于四種的漿料或添加劑組分，則同樣需要更多的進料點。實際上，兩種 或多種漿料或添加劑組分也可同時添加，這也是在這一實施方案的范圍內。一種優(yōu)選的備 選方案顯示了技術方案，其中石灰乳或二氧化碳或兩者首先與漿料組分混合。因此，該化 學品應該精確按劑量添加到該漿料組分中，同時協(xié)助PCC沉淀在外表面上(所謂的表面荷 載)和在纖維內腔中(所謂的內腔荷載)。同時，可以假定當實際的PCC沉淀發(fā)生時，PCC 在很大程度上沉積在所涉及的漿料組分的表面上。此外，有可能將從造紙機獲得的濾液或類似的稀釋纖維懸浮液在某些進料點用作注射液體，據(jù)此，除注射所需的化學品、添加劑、 漿料組分等之外，所形成的造紙漿料稠度可以被調節(jié)。換句話說，例如有可能將從造紙機獲 得的濾液或網(wǎng)下水(wire water)用作二氧化碳注射液體。至于石灰乳，它可注入到造紙 纖維組分中，如果確保纖維組分不含有機械原始紙漿或確保石灰乳以少量注入而使纖維組 分和石灰乳的混合物的PH不能變得太高的話。當石灰乳與優(yōu)選是、但不一定是機械磨漿 (mechanically ground pulp)的纖維組分同時進給時，所形成的鈣離子應該與纖維組分混 合，這樣在纖維的表面上相當多地發(fā)生碳酸化反應。因此，該碳酸鹽晶體均勻地分布在纖維 表面上并且主要附著于纖維表面上而不是彼此附著。優(yōu)選，漿料或添加劑組分和/或二氧 化碳和石灰乳的添加是通過注射，尤其優(yōu)選通過使用描述在Wetend Technologies Oy的專 利 US-B1-6, 659，636 和 US-B1-7, 234，857 中的TrumpJet 混合設備來進行。圖14顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第十個優(yōu)選實施方案的造紙機的短循環(huán)中生產(chǎn)PCC 的方法。在該圖的實施方案中，二次流是從引導至造紙機的造紙漿料流(在其中已混合了 不同纖維組分)獲得的，然后在其中首先注射二氧化碳和之后注射石灰乳。此外，當進給這 些組分時，理想的是將Wetend Oy的TrumpJet 進給設備用作進給設備。 以上描述的示例性實施方案_其中二氧化碳和石灰乳被供應到比大部分的前述 實施方案更少的液體體積中，其中化學品注入到流動至造紙機的整個漿料流中-給出了略 微更詳細解釋該實施方案的理由。因為液體(在其中尤其注入了二氧化碳)的量是較少的 并且尤其是，如果被進給的二氧化碳量是較大的，則應該記住，在大氣條件或接近大氣條件 下僅僅一定量的二氧化碳能夠溶解。因此，如果將較大量的二氧化碳溶解到在圖14中所述 的實施方案的二次流中是所希望的，則注射應該在比短循環(huán)中的壓力更高的壓力下進行。 換句話說，與溶解的二氧化碳的量成正比的壓力存在于該二次流中。如果二氧化碳注入到 稠厚漿料組分，短纖絨，濾液或添加劑流中是所希望的，則同樣的壓力要求也適用。二次流 的加壓要求，例如，在二級管線34中布置止回閥30和泵32，如圖14中所示。二次流的加壓 可以在完成之后，使得二次流的壓力是足夠高的，以直接確保足夠大量的二氧化碳溶于該 物料流中。另一個備選方案被認為是，當二氧化碳與石灰乳反應時，該液體的溶解能力被釋 放，這樣作為氣泡存在的二氧化碳繼續(xù)溶于該液體中。換句話說，在實踐中二次流的壓力沒 有必要提高到與在第一個備選方案中同樣高。在圖15中所示的本發(fā)明的第十一個優(yōu)選實施方案中，PCC沉淀在造紙纖維組分 中，之后該組分與其它造紙漿料組分混合。在該圖的實施方案中，二氧化碳首先被注入到該 上述組分中，這是在沒有注射液體的情況下或通過將例如從造紙機獲得的濾液、相同的纖 維組分(其中已進行混合)、或一些其它纖維組分或可采用的漿料組分、或其它液體流用作 注射液體所實現(xiàn)的，然后石灰乳通過將從纖維組分本身獲得的二次流用作注射液體而被注 入到該纖維組分中。對于本實施方案，同樣適用為了將二氧化碳溶解在該纖維組分中，纖 維組分的量、溫度和壓力應該優(yōu)選保持與所要溶解的二氧化碳的所需量成正比。換句話說， 在圖14中所示的加壓是也在本實施方案中有效的備選方案。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明的第十二個優(yōu)選實施方案的將二氧化碳或石灰乳添加到 造紙漿料中的方法。在該圖的實施方案中，化學品(在該圖中，二氧化碳)經(jīng)由固定在稠厚 漿料的流管的壁上的一個或多個注射噴嘴被注入到稠厚漿料中，之后稠厚漿料被稀釋到造 紙機網(wǎng)前箱的稠度。在這一實施方案中，化學品被輸入與該纖維非常緊密接觸，因此獲得了非常有效的PCC表面荷載。同樣在本實施方案中沒有使造紙漿料變黑的危險，因為二氧化 碳的溶解降低pH，使得預期用于后續(xù)混合的石灰乳不在能夠提到PH到引起漿料變黑的風 險的程度。圖17顯示了將二氧化碳或石灰乳添加到造紙漿料中的根據(jù)本發(fā)明第十三個優(yōu)選 實施方案的方法。在該圖的實施方案中，化學品(在該圖中，石灰乳)經(jīng)由固 定在稠厚漿 料的流管的壁上的一個或多個注射噴嘴被注入到稠厚漿料中，之后稠厚漿料被稀釋到造紙 機網(wǎng)前箱的稠度。也在這一實施方案中，與石灰乳進給到造紙漿料中有關的物理定律必須 考慮。換句話說，石灰乳不應該以如此大的量注入以致于使得在造紙漿料中存在的機械紙 漿或含有該機械紙漿的回用紙漿開始變黑。自然地，如果造紙漿料不含有傾向變黑的紙漿， 則這些限制是不相關的。防止造紙漿料變黑的另一個選擇是在石灰乳之后迅速進給二氧化 碳，這樣造紙漿料沒有時間變黑。除描述在以上實施方案中的液體流之外，一種或兩種PCC原材料組分可以進給到 例如各種二次流中，如進給到渦旋清洗裝置的后續(xù)步驟的進料中，進給到良漿或廢料中，進 給到氣體分離罐或除氣器(deculator)的溢流中，進給到造紙機網(wǎng)前箱再循環(huán)流中，進給 到網(wǎng)前箱稀釋水中，進給到造紙機篩網(wǎng)的下游階段的進料或良漿中，等等。在以上那些附圖中用示意圖描繪和討論的注射設備優(yōu)選是由Wetend Technologies Oy以商標名稱TrumpJet 銷售的設備，和由例如US專利6，659，636和 7，234，857保護的設備，其中一種備選設計方案用示意圖描繪在圖18中。該設備的操作的 特性是，它們將需要混合的試劑、化學品或材料基本上在相對于該主流的橫向上注入到主 流中和注入到該主流的主要部分中，因此，該試劑、化學品或材料到該主流的均勻混入比任 何其它已知的設備更快速地發(fā)生。取決于輸送該主流的流管的尺寸和該流管的橫截面形 狀，在該流管的圓周上每隔一定間隔設置一個以上(例如四個)的注射設備。該注射設備的 另一個重要特性是，通過使用經(jīng)由配件42輸入的注射液體進行該試劑、從配件40中出來的 該化學品或該材料，使得該注射液體攜帶所要混合到在管44中流動的該主流中的該試劑。 例如，未處理水、各種濾液或各種稠度的纖維懸浮液可以用作該注射液體。換句話說，以上 在這些附圖的實施方案中討論的用于進給石灰乳和二氧化碳的混合器優(yōu)選將造紙機白水、 纖維回收濾液、來自混合罐和流向造紙機的造紙漿料或甚至一些造紙用的含纖維的級分或 纖維組分(它們被稀釋至網(wǎng)前箱稠度或作為稠厚級分)用作注射液體。此外，各種分級器、 渦旋清洗機、氣體分離設備和網(wǎng)前箱的進料、良漿、廢料、溢流和旁通流也可采用。我們的試驗表明，最理想的工藝方案是此設備配置(device setup)，其中，經(jīng)由 包括設置在流管的圓周上的一個或多個注射進給設備的第一種注射進給設備單元，氣態(tài)二 氧化碳利用注射液體或進給液體在高的流速下且基本上在相對該工藝液體的流動方向的 橫向上被注入到在流管中流動的工藝液體中。在它之后是第二種注射設備的布置，該注射 設備包括十分類似地布置在該流管的圓周上的一個或多個注射設備，其中石灰乳按類似的 方式在高的流速下、基本上在相對于該工藝液體的流動方向的橫向上被注入到該工藝液體 中。為了優(yōu)化該工藝，這些注射設備彼此盡可能接近地間隔設置，以使得在實際中在二氧化 碳仍然溶于該工藝液體中的同時石灰乳被進給到工藝液體中。該程序確保二氧化碳迅速地 溶解，因為實際上在這種情況下沒有任何部分的該工藝液體被二氧化碳飽和。因為注射設 備的混合是足夠有效的，整個二氧化碳和石灰乳轉化可以在低于15秒，優(yōu)選低于10秒，更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒的時間中進行，該時間從石灰乳開始注入到該工藝液體中的時刻計算。該快速反應得到與現(xiàn)有技術相比的幾個優(yōu)點?，F(xiàn)在，該轉化是快速的和基本 上完全的，該PCC晶體是均質的，它們的粒度分布是均勻的，和沉淀過程無法起始。圖19a_19d顯示了使用根據(jù)圖18的設備，與時間相關所獲得的混合曲線。該試驗 設備由流管組成(在造紙機網(wǎng)前箱中流管的直徑是800mm)，在流管的圓周上，注射設備根 據(jù)圖18按照有規(guī)則(90度)的間隔來設置。在試驗中，著色劑是以相對于在該管中流動的 液體的流動速率而言的一定流動速率，從注射設備中注入到在該管中流動的液體中。圖19a 顯示了在與化學品的注入位點相距1米的距離(對應于約0. 25秒)處的混合狀態(tài)。能夠 看出，化學品早已覆蓋了該管的橫截面的一半左右，雖然該化學品沒有足夠均勻地分布在 該管的橫截面上。圖1%顯示了在進給該化學品之后的1秒的混合分布圖。能夠看出，化 學品已幾乎分布在該管的整個橫截面上，和混合物的均勻性仍然有改進的余地。圖19c顯 示了在進給該化學品之后的2秒的混合分布圖。該化學品被如此充分地混合，以使得后面 的工藝步驟或設備能夠已布置在這一點上。圖19d顯示了在進給該化學品之后的3秒的混 合分布圖。該混合水平進一步改進，例如，在峰之間溶液或懸浮液濃度的變化是低于10%， 和標準偏差是低于5%。圖20顯示了現(xiàn)有技術的進給設備的操作，其中化學品、填料或類似物在較低的壓 差下流入到該流管中。從圖20中的描述符(descriptor)(在進料點開始的稍向下傾斜的直 線)和時間線能夠看出，在進給該添加劑后的1秒左右，它(添加劑)僅僅擴展到該流管的 流動橫截面積的非常小的部分，并且在進給該添加劑后的大約2秒，它在該物料流的自然 紊流的影響下擴展到該流管的橫截面積的約五分之一。時間線的下方正方形描繪了在時間 線的右側末端(從進給起始的6. . . 20秒)該添加劑的混合程度。該正方形將需要混合的 添加劑(較淺色的區(qū)域)顯示為在該主流內的仍然相對均勻的區(qū)域。根據(jù)測量，所謂的峰 間變化大于50%?；趯嶋H的經(jīng)驗，如果從進料點到造紙機網(wǎng)前箱的運行表示了約6. . . 20 秒，或按米計，約20-100米的流程，則能夠使用現(xiàn)有技術的進給設備。圖21顯示當使用TrumpJet 進給設備時所得到的混合物的類似圖示。在該圖 的情形中，5個TrumpJet 進給設備在沿圓周方向上以等間隔設置在進料管的圓周上，然 后著色劑是以相對于在流管中流動的液體的流動速率而言的給定流動速率被輸入到流管 中。在該圖的時間線之下該流管的橫截面顯示了在已進給該添加劑之后約ι秒時間，它如 何擴展到該流管的橫截面積的大部分(約90% )。在進給該添加劑之后兩秒鐘，它實際上 在該物料流中均勻擴展并且在三秒間隔之后該化學品對于大部分的應用來說已足夠均勻 地混合。在時間線下方的正方形顯示了在進給添加劑之后三秒鐘的瞬間該添加劑的混合程 度。根據(jù)這些測量的峰間變化是低于10%范圍，并且在已進料后的兩秒鐘，低于15%。因 此，在常規(guī)的應用中，考慮到在網(wǎng)前箱管路中也在一定程度上發(fā)生混合作用，TrumpJet 進給設備與網(wǎng)前箱之間的距離僅僅需要是5-15米。在本發(fā)明中確實是如此，其中均勻混合 僅僅是碳酸化反應的快速和理想進展的先決條件，該時間需要專供在混合之后的合適反應 之用，因為該反應不必在網(wǎng)前箱管路中繼續(xù)進行。以上已提到，在PCC的生產(chǎn)中，這些注射進給設備能夠以相對接近的距離在該流 管的壁上間隔。與以上圖19和21相關聯(lián)所示的事實可允許該注射進給設備在最佳的情況 下設置在管的同一圓周上。換句話說，二氧化碳和石灰乳的注射噴嘴例如交替地設置在流管的同一圓周上。在該設計中，如果例如石灰乳預先非常精細地分散于和/或二氧化碳預 先溶于注射液體中，則是一個明顯優(yōu)點。因此，很顯然，這些注射進給設備可以一起很接近 地相繼在該流管的壁上間隔設置。圖21教導，例如，石灰乳注射進給設備可以位于與前一 個二氧化碳進給設備相隔大約1-3秒的距離處。然而應該考慮到，不可能在全部可以想象 的情形下將注射進給設備以如此緊密的間隔進行布置，而且在最壞情況下，15秒或更短時 間將是足夠的，這是利用在該流管中流動的的造紙漿料的流動速率來計算的。該注射進給設備和在其之后的反應區(qū)可以視作構成在PCC的生產(chǎn)中使用的管式 反應器，并且它的尺寸下面進行討論。正如以上早已提到的，在第一個和第二個注射進給設 備之間的間隔(秒)是低于15秒，和優(yōu)選低于3秒。類似地，前面已提到，從后一種化學品 的進給直到它基本上完全轉化成PCC為止的反應區(qū)的長度(同樣地由造紙漿料的流動速率 測量)是低于15秒，優(yōu)選低于10秒，更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒。換句話說，管式 反應器的長度是低于30秒，優(yōu)選低于18秒，和更優(yōu)選低于9秒。該長度主要取決于化學品 進給順序(石灰乳的質量轉移比二氧化碳的質量轉移更緩慢)、化學品的氣泡和粒度、和化 學品注射速率。
以上公開的實施方案僅僅描述了 PCC沉淀到造紙漿料中。然而，因為許多其它添 加劑或化學品也需要用于造紙中，下面將評述與PCC沉淀相比較的幾個此類優(yōu)選的進料 點。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，在造紙機的濕端中需要的全部或至少基本上全部的化學 品在PCC的沉淀之后按劑量輸入。主要地助留劑如聚合物，膨潤土，和硅酸鹽，各種膠水，特 殊顏料，熒光增白劑和消泡劑在這里都是相關的。另一方面，在一些情況下，還有理由在PCC 的沉淀之前進給一部分的化學品。從以上所示的許多實施方案能夠理解，該注射可通過使用為該物料流所用的特定 進料或注射液體，將需要與該物料流混合的液體或氣體噴霧來進行。此外，容易理解的是， 在實踐中該注射液體或進給液體可以是從清潔水、在纖維網(wǎng)生產(chǎn)或與該生產(chǎn)相關的方法中 形成的各種透明或混濁濾液開始，直至含有各種纖維組分的纖維懸浮液或它們的結合物為 止的任何液體。另外，作為進給液體有可能使用從各種分級設備或渦旋清洗器獲得的可用 物料流。作為最優(yōu)選的注射液體，使用造紙漿料。在這一階段，也值得指出的是，本發(fā)明的目的-即碳酸鈣晶體的均勻粒度分布，尺 寸過大的PCC晶體、PCC聚結物和PCC沉淀物的形成的防止，以及二氧化碳和石灰乳碳酸化 反應的控制-除了通過以如上所述的橫向注射為基礎的技術之外，還可通過幾種其它技術 方案來實現(xiàn)。一種備選方案是將所使用的化學品在流管的方向上(即，與該物料流平行或 直接與該物料流相反)注入，憑此在一些方式中，例如通過在注射設備之后設置足夠量的 靜態(tài)或動態(tài)(例如，旋轉或可旋轉的)混合元件，獲得本發(fā)明所需要的足夠快速的混合。第 二種備選方案是將化學品以普通方式進給到例如旋轉式機械混合器或泵的有效范圍中，使 得對于要均勻地混合在整個體積中的化學品該混合效率是足夠的。以上公開的備選方案可 以用于需要進給的任何一種或兩種化學品(二氧化碳和石灰乳)?；瘜W品的特性或來源仍然根本還沒有討論。然而，應該指出的是，本發(fā)明可以使 用純二氧化碳或從CO2回收設備的煙道氣分離或獲得的二氧化碳或其它類似的來源。同樣 地，石灰乳可以就地從生石灰生產(chǎn)或可能從鄰近紙漿廠的化學品回收裝置得到。試驗已顯 示了在工藝溫度(網(wǎng)前箱溫度或石灰乳的溫度，例如在消化之后或當從回收設備獲得時)，典型地40-80°C下使用石灰乳的益處。溫熱石灰乳可有效地防止例如沉淀物形成和微生物 生長。另外，與將較多能量用于冷卻的現(xiàn)有技術的方法相比，本發(fā)明的在線PCC生產(chǎn)比該現(xiàn) 有技術的方法明顯更加能量有效。與以上所述的PCC生產(chǎn)的各種實施方案相關聯(lián)，例如可以使用下列控制系統(tǒng)。填 料的量可以認為是一個標準。換句話說，當一定量的填料形成是所希望的時，二氧化碳或石 灰乳的劑量添加是在數(shù)值上確定的，使得獲得所需PCC量。其后，第二種化學品進料是與第 二種在數(shù)字上確定的劑量成比例地設置。當PCC的量是較小時，即當不試圖以超過所能溶 于可用液體中的用量來按劑量進給二氧化碳時，這一相對簡單的控制系統(tǒng)是可使用的。如果希望形成最高量的PCC，則該連續(xù)PCC生產(chǎn)控制系統(tǒng)將基于以下事實為加 入到該工藝中的二氧化碳的量的上限設定數(shù)值，在該數(shù)值二氧化碳完全地溶解在該液體 中。然而，還有可能想象，特別在其中二氧化碳和石灰乳基本上同時注入、因此讓它們立即 反應的情形中二氧化碳與石灰乳的反應釋放二氧化碳的溶解能力，潛在性地允許例如在 約10-20%范圍的二氧化碳過量。當然，必須考慮二氧化碳的溶解度取決于壓力和溫度以及 該液體的PH值。然而，因為在實際情況中，我們在相對小的pH范圍內操作，pH的影響不包 括在該控制系統(tǒng)中。從石灰乳和二氧化碳的化學計量比減去5%之后的值被設定為根據(jù)碳 酸鈣生產(chǎn)配方的氫氧化鈣(Ca(OH)2)用量的上限，即Ca(OH)2的量是mCa(OH)2/mC02_5% = 56/44-5%= L2XC02的量。該5%的減少應歸于總是確保稍過量的二氧化碳的愿望。當 因此已經(jīng)設定該源材料的這些允許的上限時，PCC量的設定值可以輸入該控制系統(tǒng)中，基于 此數(shù)值該控制系統(tǒng)同時控制石灰乳和二氧化碳進給量。在計算中，在Ca(OH)2和CO2之間的 比率是彼此關聯(lián)的級聯(lián)(cascade)。這意味著，如果一 種或多種進給量相對于為上述控制系 統(tǒng)設定的上限值而言顯得太大，則控制電路阻止過量PCC設定值的輸入。因此，該控制系統(tǒng) 可以運行程序來請求新的PCC設定值或計算允許的最高PCC設定值。該控制系統(tǒng)此外包括PCC生產(chǎn)方法同時配備有在PCC生產(chǎn)之前的石灰乳的pH和 導電性的測量以及所得PCC的PH和導電性的測量。在PCC生產(chǎn)之后的流量計設置極限值來 規(guī)定在正常情況下，PCC生產(chǎn)應該在根據(jù)應用所確定的一定pH和導電性范圍中進行。如 果在以某種方式超過該限制值，則控制系統(tǒng)將通過調節(jié)CO2量來走向平衡狀態(tài)。如果超過了 在該極限值之外的報警值，則發(fā)出警報，并且該PCC生產(chǎn)控轉變成手控。在PCC沉淀之后， 再測量該PH值。如果pH值相對于前一 pH測量值向上移動0. 5單位，則該產(chǎn)品被少量的碳 酸或其它弱酸所酸化。從以上敘述可以明顯看出，本發(fā)明開發(fā)出了與現(xiàn)有技術方法明顯不同的新方法。 從以上描述的各種實施方案可以理解，這些實施方案決不認為限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明 的范圍公開在所附的權利要求中。同樣清楚地看出，本發(fā)明的各種實施方案可以在其它實 施方案中實施，前提條件是這在技術上是可行的。
權利要求
用于在纖維網(wǎng)制造機的短循環(huán)中通過將二氧化碳和石灰乳進給到該短循環(huán)液體流中并讓它們彼此反應來使填料尤其碳酸鈣發(fā)生結晶以便在流動的固體中和/或在該固體的表面上形成晶體的方法，其特征在于至少二氧化碳或石灰乳作為足夠小尺寸的顆?；驓馀荼贿M給和混入到該液體流中，使得該化學品與該液體流的流動條件無關地基本上均勻擴展到該液體流中，和使得結晶反應在低于15秒，優(yōu)選低于10秒，更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒的時間中基本上完成，因此獲得了均勻碳酸鈣晶體的可用的粒度分布，防止尺寸過大的PCC晶體、PCC聚結物和PCC沉淀物的形成，和控制二氧化碳和石灰乳碳酸化反應。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于該進給和混入是在相對于液體流方向基本上橫 向的方向上和基本上在比該液體的流速更高的流動速率下，將至少二氧化碳或石灰乳作為 足夠小尺寸的氣泡或顆粒從一個或幾個噴嘴注射到該液體中。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，特征在于石灰乳的平均粒度低于3微米(μm)，優(yōu)選低 于1. 5微米，和最優(yōu)選低于0. 5微米。
4.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于至少石灰乳與液體流混合，使得在 進給時間之后的3秒鐘時它的分散率是低于15%。
5.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳的氣泡尺寸是至少低于 10mm，更優(yōu)選低于100微米，和最優(yōu)選，當被引入到造紙漿料中時，二氧化碳已完全溶解在 在該進給液體/注射液體中。
6.根據(jù)前述權利要求2-5中任何一項的方法，特征在于用于注射中的進給速率是該液 體流的流動速率的最低3倍和最高15倍，優(yōu)選5至10倍。
7.根據(jù)前述權利要求2-6中任何一項的方法，特征在于該注射通過使用特定的進給液 體來進行。
8.根據(jù)權利要求7的方法，特征在于作為進給或注射液體，使用至少一種下列物質從 纖維網(wǎng)制造機獲得的濾液，從纖維網(wǎng)制造機獲得的和處理過的濾液的組分，用于生產(chǎn)纖維 網(wǎng)的纖維懸浮液，用于纖維網(wǎng)生產(chǎn)中的纖維懸浮液的纖維或其它組分，良漿流，廢料流，和 短循環(huán)的溢流或旁流。
9.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于該液體流是含有固體的濾液流。
10.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于該液體流是纖維懸浮液。
11.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于該液體流是纖維懸浮液，至少一種 漿料纖維組分混入其中。
12.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于至少二氧化碳或石灰乳是通過以 下被注入液體流中從該液體流取二次流，通過使用纖維網(wǎng)生產(chǎn)中的纖維組分作為注射液 體將二氧化碳或石灰乳注入其中，然后該二次流被進給到該液體流中。
13.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于至少二氧化碳或石灰乳是通過以 下被注入液體流中從該液體流取二次流，通過使用纖維網(wǎng)生產(chǎn)中的所謂稠厚漿料組分作 為注射液體將二氧化碳或石灰乳注入其中，然后該二次流被進給到該液體流中。
14.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于至少二氧化碳或石灰乳是通過以 下被注入液體流中從該液體流取二次流，通過使用纖維網(wǎng)生產(chǎn)中的濾液或它的任意組分 作為注射液體將二氧化碳或石灰乳注入其中，然后該二次流被進給到該液體流中。
15.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于至少二氧化碳或石灰乳是通過以下被注入液體流中將二氧化碳或石灰乳單獨地注入到或一起混入到在纖維網(wǎng)生產(chǎn)中使用 的纖維組分中，然后所形成的懸浮液被進給到該液體流中。
16.根據(jù)權利要求12或13的方法，特征在于該二次流被注入到該液體流中。
17.根據(jù)權利要求14或15的方法，特征在于該懸浮液被注入到該液體流中。
18.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于另一種造紙?zhí)砑觿┡c二氧化碳和 /或石灰乳一起被注入到該液體流中。
19.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳和石灰乳被注入到造紙 用的濾液中，然后造紙漿料的不同纖維組分被注入該濾液中。
20.根據(jù)權利要求19的方法，特征在于該纖維組分各自作為其本身的物料流被注入在 該濾液中。
21.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳和石灰乳基本上同時注 入到該液體流中。
22.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳注入到該液體流中，使得 它在石灰乳的注入前有時間溶解。
23.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳在工藝壓力下被注入到 液體流中。
24.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳在高于該工藝壓力的壓 力下被注入到液體流中。
25.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳和/或石灰乳的進給量 是與所需PCC量相關地進行調節(jié)。
26.根據(jù)權利要求25的方法，特征在于第一種化學品、二氧化碳或石灰乳的量是基于 最初所需PCC的量在數(shù)字上確定的，然后第二種化學品、石灰乳或二氧化碳的進給是相對 于第一種化學品的進給來加以控制。
27.根據(jù)權利要求25或26的方法，特征在于該二氧化碳進給加以控制，使得二氧化碳 高于它的化學計算需要量來按劑量加入。
28.根據(jù)權利要求25、26或27的方法，特征在于PCC的生產(chǎn)是通過測量在PCC沉淀之 前和之后該工藝的PH值來監(jiān)測的。
29.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于石灰乳在工藝溫度下被進給到液 體流中。
30.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于石灰乳在40-80°C的溫度下被進 給到液體流。
31.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于該結晶反應是在所需的工藝步驟 例如纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)前箱之前進行到完成。
32.根據(jù)權利要求31的方法，特征在于該結晶反應是在低于15秒，優(yōu)選低于10秒，更 優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒的時間中進行到完成。
33.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于在進給二氧化碳和進給石灰乳之 間的間隔是低于15秒，優(yōu)選低于3秒。
34.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳和石灰乳基本上同時進 給到液體流中。
35.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳或石灰乳與液體流平行 地或直接與液體流相反方向地被注入到液體流中。
36.根據(jù)前述權利要求中任何一項的方法，特征在于二氧化碳和石灰乳利用機械混合 器被混入到液體流中。
37.根據(jù)權利要求35或36的方法，特征在于當混合二氧化碳或石灰乳時，另外使用靜 態(tài)混合器。
38.纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)包括至少用于從纖維網(wǎng)制造機接 收濾液的設備，用于至少從由纖維網(wǎng)制造機獲得的濾液和各種的纖維和填料組分生產(chǎn)造紙 漿料的設備，以及由幾個流管組成的流動管路與泵送設備用于將造紙漿料從其生產(chǎn)處輸送 至纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)前箱中，該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)裝有用于將二氧化碳和石灰乳兩者進給到在 流動管路內流動的液體流中的設備，其特征在于該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)裝有第一個進給/混合設 備以將至少石灰乳或二氧化碳如此均勻地混入到液體流中以致于所要生產(chǎn)的PCC的結晶 反應在15秒內，優(yōu)選在10秒內，更優(yōu)選在6秒內，和最優(yōu)選在3秒內完成，從而獲得均勻碳 酸鈣晶體的可用的均勻粒度分布，防止尺寸過大的PCC晶體、PCC聚結物和PCC沉淀物的形 成，以及控制二氧化碳和石灰乳的碳酸化反應。
39.根據(jù)權利要求38的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)裝有 第二個進給/混合設備，該設備經(jīng)過設置用于將至少石灰乳或二氧化碳進給和混入到流管 中，該第二個注射設備與第一種注射設備之間以一定距離來設置。
40.根據(jù)權利要求38或39的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于進給/混合設備 中的至少一種是注射設備，它設置在流管的壁上以便在基本上相對于該液體流的流動方向 的橫向上將至少石灰乳或二氧化碳注射到流管中。
41.根據(jù)權利要求38或39的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于進給/混合設備 的至少一種是由與該流管中的液體流平行地或直接與該液體流相反方向地設置的一個或 多個注射設備組成。
42.根據(jù)權利要求38或39的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于進給/混合設備 中的至少一種是機械混合器或泵。
43.根據(jù)權利要求41或42的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于一個或多個靜態(tài) 混合器與混合設備一起使用。
44.根據(jù)前述權利要求40任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該二氧 化碳和/或石灰乳注射裝置是由連接在流管的璧上的一個或多個注射或噴嘴設備組成的， 該流管含有用于二氧化碳或石灰乳的入口接頭和噴嘴口，二氧化碳或石灰乳從該噴嘴口注 射到造紙漿料中。
45.根據(jù)前述權利要求40、41或44中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征 在于該注射設備進一步包括供注射液體用的入口接頭。
46.根據(jù)權利要求45的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于供注射液體用的入口 接頭被連接到設置在流路上的漿料流動管路中的接頭，以便從流動管路獲得作為二次流的 注射液體。
47.根據(jù)權利要求45的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于供注射液體用的入口 接頭被連接到在流路上的濾液接收設備中。
48.根據(jù)權利要求45的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于注射液體用的入口接 頭被連接于在流路上的用于造紙漿料的生產(chǎn)中的纖維組分的流動通道。
49.根據(jù)前述權利要求46-48中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于 用于為注射液體流加壓的泵被設置在該流路上。
50.根據(jù)前述權利要求38-49中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于 該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)包括從引導至網(wǎng)前箱的造紙漿料流動管路分出支路的二次流通道，由此二 氧化碳和/或石灰乳的注射設備與該通道相連通地設置。
51.根據(jù)權利要求50的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該二次流通道裝有為 二次流加壓的泵和止回閥。
52.根據(jù)前述權利要求38-51中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于 該二氧化碳或石灰乳混合設備連接到從漿料制備引導至造紙漿料稀釋的管路。
53.根據(jù)權利要求52的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該石灰乳或二氧化碳 混合設備被連接到用于輸送稀釋的造紙漿料到網(wǎng)前箱中的造紙漿料的流動管路。
54.根據(jù)前述權利要求38-53中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于 它另外包括用于篩選造紙漿料的設備，該篩選設備由至少一個壓力篩網(wǎng)和任選地還有渦旋 清洗設備組成。
55.根據(jù)權利要求38-54的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于它另外包括從造 紙漿料中分離氣體的設備。
56.根據(jù)權利要求53的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該混合設備設置在該 篩選設備的上游。
57.根據(jù)權利要求53的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于該混合設備設置在氣 體分離設備的上游。
58.根據(jù)前述權利要求40-57中任何一項的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于 在第一個和第二個進給/混合設備之間的距離表示低于15秒，優(yōu)選低于3秒的在流管中流 動的液體流的流動時間。
59.根據(jù)權利要求40的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于第一種和第二種注射 設備基本上設置在沿流管的同一圓周上。
60.根據(jù)前述權利要求39-59中任何一項的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，特征在于后一個進給/混合 設備與所需工藝設備例如纖維網(wǎng)制造機的網(wǎng)前箱之間的距離是低于15秒，優(yōu)選低于10秒， 更優(yōu)選低于6秒，和最優(yōu)選低于3秒。
全文摘要
使填料結晶，尤其通過將二氧化碳和石灰乳進給到纖維網(wǎng)制造機的短循環(huán)的液體流中并讓它們彼此反應讓碳酸鈣沉淀在短循環(huán)中的固體的表面上，的本發(fā)明方法，該方法的特征在于化學品的進給系統(tǒng)、混合方法和/或混合速率進行選擇，以使得獲得適合于本發(fā)明目的的碳酸鈣晶體的粒度分布。而且，本發(fā)明涉及采用該方法的纖維網(wǎng)制造機的漿料上網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于該漿料上網(wǎng)系統(tǒng)裝有按照一定速率將二氧化碳和石灰乳進給和混入到液體流的設備，該速率使得獲得碳酸鈣晶體的可應用粒度分布。
文檔編號D21H17/67GK101970754SQ200980105938
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權日2008年2月22日
發(fā)明者E·庫卡梅基, J·馬圖拉, M·西皮萊 申請人:芬歐匯川集團;韋坦德科技公司