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CN100492005C - 监测造纸工艺的方法和系统 - Google Patents

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CN100492005C
CN100492005C CNB2004800331437A CN200480033143A CN100492005C CN 100492005 C CN100492005 C CN 100492005C CN B2004800331437 A CNB2004800331437 A CN B2004800331437A CN 200480033143 A CN200480033143 A CN 200480033143A CN 100492005 C CN100492005 C CN 100492005C
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Abstract

本发明涉及一种监测液态流体混合物的方法和一种实施该方法的系统。本发明还涉及用于监测液态流体混合物的系统的使用。监测液态流体混合物的方法包括:向液态流体混合物加压并将其供送至一个分离装置(16),所述分离装置(16)包括至少两个转盘(6)以及用于从转盘(6)的周边(4)提取液态流体混合物中重组分的装置,在转盘之间限定了至少一个空间(6a),所述转盘(6)设置于转轴(7)上,在转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间(6a)流体连通的开孔(8,8a,8b,8c),所述至少一个开孔(8,8a,8b,8c)具有至少一个用于去除液态流体混合物中的轻组分的出口(10);通过旋转所述至少两个转盘(6),使得所供送的受压液态流体混合物在所述至少一个空间(6a)处经受离心力的作用,以致于液态流体混合物中的轻组分被压向所述至少一个开孔(8,8a,8b,8c),用于从其中提取出来,而液态流体混合物中的重组分会被压向转盘(6)的周边(4),用于从其中提取出来;将所述提取出来的轻组分导向一个分析仪,用于对该轻组分或其中的至少一种成分进行定性分析。

Description

监测造纸工艺的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种监测系统,和一种借助于该监测系统对液态流体混合物或所述混合物中的至少一种成分进行定性分析的方法,以及它在各种应用领域中的使用。
背景技术
分离方法例如离心分离和过滤已使用很久。通常当用于浓缩液-固混合物或在进一步使用或处理之前从液-固混合物中除去多余颗粒时,离心分离是一种合适的方法。为了避免不希望的环境问题或火灾也会进行分离操作。
US3152078揭示了一种用于分离各相的有固定侧壁的离心机,尤其用于从原油中除去水和/或砂子。这种离心机可提供高容量的生产能力,因此停留时间很短。但是,US3152078无法监测生产过程,及从中提取出样品用于后续分析。
过滤尤其用于从纸张配料中分离木质纤维和填料。但是,因为相近的颗粒尺寸,它不能从胶质成分中分离填料和纤维细屑。此外,已证明胶质成分易于停留在过滤器上形成的纤维团(块)中。通常过滤设备也易出故障和需要定期清洁。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便价廉的系统,用以监测液态流体混合物,该混合物可以是例如从一种生产过程中、从包含例如纸浆悬浮物的储槽中或其他类似物中提取出的工艺流,或者该系统监测液态流体混合物中的至少一种成分,而可避免现有技术中的缺点。特别是,本发明试图提供一种系统,用以监测一种生产工艺,例如一种造纸工艺。本发明进一步的目的包括提供一种已处理样品,在基本不存在分离干扰物质的情况下对该样品进行精确地定性分析和测量,其中干扰物质会使测量的精确性变差。本发明还包括一种可使生产工艺,特别是一种造纸工艺最佳运行的方法。
根据本发明的一个方面,提供一种监测造纸工艺的方法,包括:从包括纤维、填料以及溶解和胶质物质的纸浆悬浮液中提取液态流体混合物;向该液态流体混合物加压并将其供送至一个分离装置,所述分离装置包括至少两个转盘以及用于从转盘的周边提取出液态流体混合物中的重组分的装置,在转盘之间限定了至少一个空间,所述转盘设置于一根转轴上,在该转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间流体连通的开孔,所述至少一个开孔具有至少一个用于去除液态流体混合物中的轻组分的出口;通过旋转所述至少两个转盘,使得所供送的加压液态流体混合物在所述至少一个空间处经受离心力的作用,以致于液态流体混合物中包括胶质物质的轻组分被压向所述至少一个开孔,用于从其中被提取出来,而液态流体混合物中包括纤维、填料的重组分被压向转盘的周边,用于从其中被提取出来;将所述提取出来的轻组分导向一个分析仪,用于对该轻组分或其中的至少一种成分进行定性分析,从而用于监测造纸工艺。
本发明涉及一种监测液态流体混合物或其中至少一种成分的方法,该方法包括:向液态流体混合物加压并将其供送至一个分离装置,所述分离装置包括至少两个转盘,在转盘之间限定了至少一个空间,以及用于从转盘的周边提取出液态流体混合物中重组分(fraction)的装置。所述转盘被设置在一根转轴上,在该转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间流体连通的开孔,所述至少一个开孔具有至少一个用于取出液态流体混合物中轻组分的出口;通过旋转所述转盘,使得增压液态流体混合物被供给至所述装置,并且利用所述转盘在所述至少一个空间中经受离心力的作用,以致于液态流体混合物中的轻组分被压向所述开孔,用于从其中被去除,而液态流体混合物中的重组分会被压向转盘的周边,用于从其中提取出来;将所述提取出来的轻组分导向一个分析仪,用于对该组分或其中的至少一种成分进行定性分析。
本发明还涉及一种监测系统,包括:一个包括至少两个转盘的分离装置,在所述转盘之间限定了至少一个空间,用于向液态流体混合物加压并将其提供至分离装置的装置,用于从转盘的周边提取出液态流体混合物中重组分的装置,所述转盘设置于一根转轴上,在该转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间流体连通的开孔,所述至少一个开孔具有至少一个用于提取出液态流体混合物中轻组分的出口;所述系统还包括一个连接于所述分离装置上的分析仪,用于将所述轻组分从所述出口导向该分析仪,来对该轻组分或其中的至少一种成分进行定性分析。
对组成所分析的液态流体混合物的轻组分或其中成分的定性分析可包括,例如对性能的测定,比如颗粒尺寸、电荷(例如表面电荷)颗粒尺寸分布、特定成分的浓度、pH值、电荷或组分的其它参数。
其上设置有转盘的转轴可由任何设备驱动,例如马达。
术语“开孔”的意思是包括任何一种能够引导流体沿着转轴内部流动的孔、洞、或通道,其中开孔位于转轴内。
“液态流体混合物”或“流体”的意思是包括可流动的或可泵送的液态物质,例如包括固体、胶体、溶解的和/或夹带气体的,例如空气在内的溶液,例如胶体溶液、液体混合物、包括溶解的或分散了的固体的溶液、悬浮液、例如泥浆或可泵送的沉淀物类的浆液、乳状液、泡沫、可泵送的凝胶类物质、摇溶类物质(摇动时是流体但静置时是胶体)以及它们的混合物。
从转盘的周边获得的液态流体混合物中的重组分,例如液-固混合物中的稠化进料,优选地,可重复循环进入分离装置中以进一步分级。
当待分级分级的流体到达转盘之间的空间时,它通过剪切力经受离心力的作用。这些作用力形成在转盘之间。所述剪切力在转盘表面产生,该剪切力会导致旋流场产生离心力,而该离心力将流体压向转盘的周边。如果转盘之间存在的流体中的边界层扩张很快,转盘之间的流体的角速度将会近似为转盘的角速度。从而在旋流场中会产生离心力。作用在一个流体单元上的离心力(Fc)大致是与转盘的角速度(ω)的平方与半径(r)的乘积成正比,记为Fc∝rω2
在转盘之间的流体中产生的力的离心力场会从每个转盘的周边到开孔出口横过每个转盘产生径向的压降ΔP,该压降是必须被克服的,以便流体中的轻组分可被压向所述出口并从那里被提取出。因此,提供给装置的流体的压力,此处称为P主体,(参见附图2中的附图标记11),通常能够增至与周边的压力基本相等,必须大于横过转盘和开孔出口产生的径向压降ΔP,也就是P主体>ΔP,其中ΔP=P周边-P开孔出口,而P周边(参见附图2中的附图标记4)和P开孔出口(参见附图2中的附图标记10)分别是位于周边和开孔出口处的流体压力。优选地,P主体的范围为大约1μPa至大约10Mpa,更优选为从大约1Pa至大约10Mpa,最为优选的是从大约1kPa至大约0.5Mpa,只要满足P主体>ΔP。P主体的取值必须基于许多参数,例如待分离的液体混合物的类型,产生的ΔP等,其中ΔP是随着特别是转盘直径和转盘的角速度而变化的。P主体的大小会影响待分级样品的停留时间。如果P主体值太高,在装置中的停留时间将会很短,以致于不能进行所希望的分级过程。如果P主体值太高也可能出现气穴现象,导致削弱分级过程。相反,如果施加的P主体值很低,但仍大于ΔP时,停留时间会不合需要地变长,且只能收集一小部分组分。但是,用于分级含有敏感成分的液态流体混合物时,P主体的取值优选稍微大于ΔP,因为P主体值太高,敏感成分易于分裂。通过促使流体流过产生的力场,连续的离心分离才得以完成。
当转盘旋转时,为了促使流体流过开孔的出口,优选提供一装置以便能够供给和加压转盘内部和/或周围的液态流体混合物。这种装置可为一分离部件,该部件可布置在外部,也就是分离装置的周边和/或壳体的外面,或者是分离装置的一整体的组成部分,设置成被例如一驱动转轴的马达来驱动,或是其它装置。用于供给和加压液态流体混合物的优选装置包括,举例来说为一泵体,例如离心泵、或单螺杆泵,优选布置在沿着与分离装置相连的进给路线的外部。根据一实施例,通过将装置放置在一槽或类似容器中,举例来说如一大型储槽,其中在槽中由静态流体压力获得需要的P主体。其它装置可以包括将分离装置放置在管体或任何其它合适的加压结构中。施加在流体上的压力可进行控制,例如利用一个设置在用于流体重组分的出口的下游的阀门。
分离装置可通过一个合适的壳体进行开关。但是,如果使用一壳体,例如为一转筒时,壳体优选是固定的,且本身不会使物质受到离心力作用。根据一个实施例,分离装置具有一个包围壳体,该壳体包括一个流体供给入口和一个用于重组分流体的出口,例如用于一个稠化流体组分,该出口被设置在这样一个位置,此处转盘中紊乱或不连续的流动状态已被降至最低。优选地,在每对转盘的周边提供至少一个出口,用于有效地提取出重组分流体。万一装置是打开的,转盘的周边也可限定它的外边界。在这一实施例中,打开的转盘的周边也可起到如用于提取出流体中重组分的装置的作用。
分离装置优选为一个离心机,更为优选的是一个连续离心机,其中流体可围绕转轴以单位时间很高转数进行旋转,以便流体组分的视重量会升至一个点,此时组分试图聚集在多层中,这与基于相对密度的引力导致的分离类似。
在每对转盘之间,优选提供一个允许流体被开孔出口提取出的装置。优选地,流体中的轻组分由相邻转盘之间的空间处被提取出,此处具有至少一个可确保转盘之间的空间与转轴中的开孔之间能够流体连通的开口。
但是,根据一个实施例,也可以在转盘中提供一个通过位于转盘中的空穴与转轴中的开孔流体连通的开口。转盘上提供的开口可位于距转轴不同距离处,以便从转轴经由转盘中的空穴引导流体流向开孔,从而进行提取。
优选地,可从生产过程,例如从一个槽、一个工艺流或类似物中提取出液态流体混合物体积的大约0.0000001%至大约25%,更优选为从大约0.000005%至大约10%,最为优选的是从大约0.05%至大约5%,并提供给监测系统。液态流体混合物,通常为一种工艺流,可从例如造纸过程中的纸浆悬浮物中获得。
优选地,供给监测系统的液流体积的大约0.1%至大约15%,更优选为从大约1%至大约10%,最为优选的是从大约1%至大约5%,可从分离装置的中心出口提取,用以进一步地任选处理,或被直接导向分析仪。这一比率,也就是按体积从分离装置提取出的轻组分流/供给分离装置的工艺流×100%,是通常已知的可接受比率。没有由开孔的中心出口提取出的残余部分在转盘周边处从监测系统中被去除。优选地,这一包括重组分在内的部分最好进行再循环成为工业介质,进入分离装置的工艺流从中被提取出。这样,由于监测系统的存在,生产过程就只会最小限度地被影响。
优选地,从分离装置中提取出的样品应进行进一步处理(furtherworked-up),以减少任何可能干扰分析仪中进行的随后测量的物质的数量。
根据一个实施例,为了获得液体样品的特定密度组分,我们是从沿着转盘的大量离散定位处连续收集液体组分的。每一种组分具有不同的密度,随后为了别的目的将对其进行分析或利用。
根据一个实施例,在转轴中可提供多个至少两个分离开的开孔,其中所述至少两个开孔是相互之间不流体连通的。每一开孔是经由位于转轴中的开口与相邻的具有不同直径的转盘之间的空间流体连通的。转盘直径的差异可用于密度不同的液体组分之间的分离,从而通过分离的开孔提取出各液体组分。其中相对较重的液态流体混合物组分可由具有较小直径的转盘之间的空间提取出,反之较轻的液态流体混合物可由直径逐渐变大的转盘之间的空间提取出。因此,这一实施例也可用于提取出特定密度组分。根据一个实施例,另一种可能获得不同密度组分的方法是将几个分离装置串联连接,其中串联分离装置中的后来的装置的转盘直径越小。根据一实施例,又一种可能获得不同密度组分的方法还是几个分离装置串联连接,其中每一后来的装置的转盘转速都低于在前装置的转盘转速。
确定转盘之间的最佳距离最好依据包括流体的粘滞性、转盘转速、转盘直径和样品种类等在内的主要操作条件,以平衡抵抗流体滑移的剪切力。转盘优选被设置成是基本平行的。只要流体的流动条件不受到不利的影响,相邻转盘之间的距离可以发生变化。优选地,两个相邻转盘表面之间的角β(参见附图1)可由0°至大约45°,更优选为从0°至大约15°,最为优选的是从0°至大约5°。优选地,转盘和转轴之间的角α(参见附图1c)可由大约30°至大约120°,更优选为从大约60°至大约100°,最为优选的是从大约80°至大约95°。因此,转盘也可被设置成例如相对于所述转轴呈圆锥形。
根据一个实施例,转盘是同轴的、排成一行的且平衡以使振动减至最小的。优选地,可在转轴上布置2-100个转盘,更优选地是布置2-10个转盘。转盘数量的选择首先应能获得适当的产量,并且因应用的不同而有差异。优选地,转盘以相同方向进行旋转以避免产生紊流,紊流会导致流体样品的混合,以致于破坏离心分离。因此,为了进行更好的分离,层流条件优选发生在转盘内部和周围。如果转盘旋转地太快,也会发生紊流。优选地,供给所述装置的流体的流动也是层流。优选地,转盘的转速为大约500rpm至大约10000rpm,更优选地是从大约1000rpm至大约5000rpm。
优选地,转盘是尽可能平坦和光滑的。因此,转盘优选不具有尖的边缘,且转盘的所有外边缘优选是经圆整的。开孔的出口优选也是光滑的。
转盘用不同的材料制成,举例来说如铝、不锈钢、玻璃及例如聚碳酸酯、PTFE、PEEK及其混合物的塑料。其它适当的材料包括例如陶瓷的合成物和它们的混合物。
根据一个实施例,可设置光学传感器用于测量分离效率和颗粒尺寸分布。这可沿径向横过转盘进行监测,以连续获得流体样品的密度分析。
本发明还涉及用于进行分离的分离装置的使用,特别是在大规模的工业分离单元中,所述工业分离反应处理油-水混合物,和诸如纸浆、白水和废水这样的工艺用水;及用于例如从血浆中分离红血球等的生物流体和其它分析样品的操作应用的小型化系统。优选地,分离装置用于待分级的液-固混合物。
已发现这里描述的装置特别适用于纸浆和纸张悬浮液的分离,因为纸张配料(paper furnish)中纤维、填料和溶解的及胶质物质(DSC)之间存在相对大的密度差。该方法能够进行例如样品的定性分析,样品例如为从开孔的出口提取出的胶质物质,如基本不含影响分析结果的附加纤维和填料的脂类(pitch)或粘性物质(stickies)。当能够去除纤维和填充材料时,可由开孔提取出脂类和粘性物质。脂类和粘性物质不利于造纸机的运行,因此它的含量必须进行精确地监测。可对离心分离后的样品进行浊度和总有机碳(TOC)的测量。因为浊度分析仪测量散射光的量,所以存在的溶解物质不会影响脂类和粘性物质的测量。但是TOC分析仪是测量所有物质中的含碳量,它包括存在的溶解物质中的含碳量。为了测定脂类和粘性物质的含量,经离心分离后的样品必须进行进一步的过滤以去除脂类和粘性物质,以便测定溶解物质中的含碳量。这一过程优选通过使经离心分离后的样品通过一滤膜过滤而完成,该滤膜的截止尺寸(cutoff)小于0.1μm,优选小于0.01μm。然后可通过从经离心分离后的样品中的总碳量减去过滤后的离心分离后的样品中的碳量来测定脂类和粘性物质的量。
无论如何,依据获得的经离心分离后的样品类型的不同,也可使用其它的任何分析技术。这些技术包括特别是分光光度分析(包括UV、拉曼光谱、可见光、IR、NIR和荧光),滴定,电化学技术(pH、传导率),离子选择电极,脂滴计数或任何用于样品定性的光学法(例如摄像和图像分析),液相色谱法,气相色谱法,粒度分析器(例如小角激光散射)和/或与例如过滤、蒸馏和液-液萃取等更多的在线样品操作技术相结合的技术。
无论如何,装置和上述分析技术也可用于任一流体中任意组分的分离和分析。
附图说明
附图1a-1d示出了监测系统的不同实施例。附图2示出了流体向一分离装置流动的示意图。附图3和4示出了浊度和稠度测量的结果。
具体实施方式
附图1a-1d示出的实施例中的一个或多个分离装置包括转盘6,相邻转盘之间限定有空间6a,安排转轴7上具有至少一个开孔8、8a-8c,及确保流体在空间6a和开孔8、8a-8c之间流通的开口9。开孔8、8a-8c包括一个出口10,供给到装置16的液态流体混合物中的轻组分可经由此出口被提取出。附图1a示出了转盘6与转轴7形成角度α时的转盘布置。附图1b示出了转盘6垂直于转轴7时的类似布置。附图1c示出倾斜的转盘表面与相邻转盘的表面之间形成了角度β。附图1d示出了具有渐增直径的转盘6。为了从分离空间6a中提取出分离后的密度组分,空间6a是与分离开孔8a-8c流体连通的。
附图2示出了向泵2供给液态流体混合物1,通过该泵可向1加压以获得一种提供给分离装置16的增压液态流体混合物3。液态流体混合物3通过壳体5被提供给装置16。3直接流入位于转盘6之间的空间6a中。当转盘6随着轴7旋转时,在装置16中产生一个离心力场,该力场会将3中的重组分拉进周边11那里。3中的轻组分被压入装置16的中心部分。空间6a通过开口9与开孔8流体连通,以便经由出口10提取出3中的轻组分,反之3中的重组分可在周边4经由区域11中的出口(未示出)被提取出。然后3中的重组分可与供给1重新混合或者用于其它用途。一个压力传感器12可控制在装置16中保持一个恒定的压力。阀13,被加压的外部空气15和调节器14被用来调节分离装置16中存在的压力。
显然同样的装置在许多方面会有变化,因此本发明会进行描述。这样的变化不会被认为是脱离了本发明的本质和范围,且所有这些对本领域的技术人员来说是很显然的修改被认为是包括在权利要求的范围之内的。下面的例子将进一步说明如何在不限制本发明范围的前提下实现描述的发明。
示例1
试验装置如附图2所示。本系统是在一个生产有涂层的精细纸张的造纸厂进行在线评估的。样品从压头箱以大约7g/L(总固体量)的稠度连续给入。本试验的目的是研究两个操作参数,即转盘的旋转速度(ω)和转盘之间的距离对在点10处去除的离心分离的样品质量的影响(参见附图2)。为了监测离心分离的样品的“质量”,须利用一个连续在线的浊度计,在点10处测量离心分离的纸浆样品的浊度。
利用的是下列恒定参数:
转盘的个数               2
开孔直径                 5cm
转盘直径                 20cm
转盘材料                 表面硬化的聚碳酸酯
纸浆(主体)压力           大约3.0巴
纸浆(主体)流速       大约6.2L/min
离心分离的样品流量   200mL/min(入口流量的10%)
下列参数是变化的:
转盘(马达)速度       500-3000rpm
转盘之间的距离       15mm,20mm和25mm
试验结果如附图3所示。在每一测量点处,装置运行大约15分钟,记下此时浊度值的平均数-就一切情况而论浊度计的读数是稳定的(变化小于5%)。但是必须认识到我们结果中的一些变化会造成我们无法测量的造纸机器(纸浆供应状况)上的变化。
当所有的转盘速度处于500rpm和3000rpm之间且包括这两点时,我们在获得的任一样品组分中都观察不到木质纤维和/或细屑的存在(在显微镜下检查)。浊度值的变化与获得的残余涂层的分布和在点10处通常被称为“粘性物质”和/或“宏观粘性物质”的其它材料有关。因为这些材料的密度都与水相近,且不一定处于胶质稳定状态,所以可以看出操作参数会影响这些物质的分布。在进一步的研究中,包括使用由离心机(转速至3000rpm,30分钟)获得的类似g力的实验室离心法中,没有出现影响通常被称作“脂类(pitch)”的胶态分散材料分布的情况。
示例2
为了测量与有害物质存在相关的过程扰动,使实例1中描述的系统连续(24小时)运转,且在同一造纸厂在线,所述有害物质被称作“脂类”和“粘性物质”。用于测量脂类和粘性物质含量变化的装置是一个如实例1中所使用的在线浊度计,它直接连在位于经离心分离的样品出口上的离心机之后。可使用与实例1中相同的离心机工况,但是要求一个恒定的转盘速度为2500rpm,及恒定的转盘之间的距离为25mm。
附图4中示出了一个24小时时间段的测量数据,连同由一个用于测量细屑、纤维和填料含量的连续纸浆稠度测量装置得到的数据。从附图4中可以看出,离心机样品的浊度不一定依赖于纸张配料的稠度。附图4也示出了所有细屑、纤维和填料被从样品中去除-否则两条曲线应是完全相同的。为了纸张机器异常(不良运转)时排除故障,用于测量脂类和粘性物质的这些浊度数据的实用性是很有价值的,并且所述浊度数据的实用性使得为了解决这种问题能够控制化学添加剂的用量。

Claims (14)

1、一种监测造纸工艺的方法,包括:从包括纤维、填料以及溶解和胶质物质的纸浆悬浮液中提取液态流体混合物;向该液态流体混合物加压并将其供送至一个分离装置(16),所述分离装置(16)包括至少两个转盘(6)以及用于从转盘(6)的周边(4)提取出液态流体混合物中的重组分的装置,在转盘之间限定了至少一个空间(6a),所述转盘(6)设置于一根转轴(7)上,在该转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间(6a)流体连通的开孔(8,8a,8b,8c),所述至少一个开孔(8,8a,8b,8c)具有至少一个用于去除液态流体混合物中的轻组分的出口(10);通过旋转所述至少两个转盘(6),使得所供送的加压液态流体混合物在所述至少一个空间(6a)处经受离心力的作用,以致于液态流体混合物中包括胶质物质的轻组分被压向所述至少一个开孔(8,8a,8b,8c),用于从其中被提取出来,而液态流体混合物中包括纤维、填料的重组分被压向转盘(6)的周边(4),用于从其中被提取出来;将所述提取出来的轻组分导向一个分析仪,用于对该轻组分或其中的至少一种成分进行定性分析,从而用于监测造纸工艺。
2、根据权利要求1中所述的方法,其特征在于,从生产工艺中提取出液态流体混合物体积的0.0000001%至25%,并供送给所述分离装置。
3、根据权利要求1或2中所述的方法,其特征在于,提取出来的轻组分在被导向分析仪之前被进一步处理。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,借助于一泵(2)来对所供给的液态流体混合物进行加压。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,转速处于使得所述分离装置中均为层流的范围之内。
6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,转速的范围为500rpm至10000rpm。
7、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,转速的范围为1000rpm至5000rpm。
8、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,重组分的提取通过所述转盘的敞开周边进行。
9、一种包括造纸机和监测所述造纸机运行的监测系统的系统,所述监测系统包括:一个包括至少两个转盘(6)的分离装置(16),用于从纸浆悬浮液中提取液态流体混合物的装置,用于向液态流体混合物(2)加压并将其供送至分离装置(16)的装置,用于从转盘(6)的周边(4)提取出液态流体混合物中的重组分的装置,在所述转盘(6)之间限定了至少一个空间(6a),所述转盘(6)设置于转轴(7)上,在该转轴中限定了至少一个与所述至少一个空间(6a)流体连通的开孔(8,8a,8b,8c),所述至少一个开孔(8,8a,8b,8c)具有至少一个用于提取出液态流体混合物中的轻组分的出口(10);所述监测系统还包括一个连接到所述分离装置的分析仪,将所述轻组分从所述出口(10)导向该分析仪。
10、根据权利要求9中所述的系统,其特征在于,所述分析仪是从浊度分析仪、TOC分析仪、光学传感器、滴定分析仪和分光光度分析仪中选取的。
11、根据权利要求10中所述的系统,其特征在于,所述分析仪是浊度分析仪、光学传感器或分光光度分析仪。
12、根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统包括在出口(10)与所述分析仪之间与所述系统相连的进一步的处理设备。
13、根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述分离装置不包括壳体。
14、根据权利要求9至13中任一项所述的系统的使用,用于监测一种含有纤维素纤维的胶质溶液中的成分的浓度。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090260767A1 (en) * 2003-04-14 2009-10-22 Every Penny Counts, Inc. Use of hydrophobic dyes to monitor hydrophobic contaminants in a papermaking process
CN102125894B (zh) * 2010-12-21 2013-01-09 莫珉珉 一种改进型卧螺离心机
DE102011076518A1 (de) * 2011-05-26 2012-11-29 Voith Patent Gmbh Fasersortierung
DE102012104598A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Elringklinger Ag Abscheider und Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen aus einem Aerosol
DE102012215964A1 (de) * 2012-09-10 2014-03-13 Voith Patent Gmbh Fasersortierung
CN111530640B (zh) * 2020-04-29 2021-09-21 济南格利特科技有限公司 一种能够调节离心力的血液处理装置
CN116574531B (zh) * 2023-07-13 2023-10-27 大庆亿鑫化工股份有限公司 一种生产石油醚的炉式装置和生产工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1326779A (fr) * 1962-05-29 1963-05-10 Sharples Corp Procédé et équipement pour la séparation de phases
US3152078A (en) * 1963-03-14 1964-10-06 Pennsalt Chemicals Corp Stationary-walled centrifuge
US3501414A (en) * 1967-02-28 1970-03-17 Process Engineering Co Separating device
US4441960A (en) * 1979-05-14 1984-04-10 Alkibiadis Karnis Method and apparatus for on-line monitoring of specific surface of mechanical pulps
CN1179191A (zh) * 1995-03-23 1998-04-15 西门子公司 用于造纸机的过程控制方法和设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US441960A (en) * 1890-12-02 Measuring-vessel
US1363699A (en) * 1918-06-11 1920-12-28 Ward Karl Centrifugal separator
FR1326799A (fr) 1961-06-13 1963-05-10 Sperry Rand Corp Dispositif de mémoire électrochimique
US4118207A (en) 1976-12-06 1978-10-03 United States Steel Corporation Rotating disc particulate separator
SE409735B (sv) * 1977-12-30 1979-09-03 Kaelle Eur Control Massasilanordning
US4353499A (en) * 1981-04-27 1982-10-12 Edward Simonds Centrifugal separator
JPS5939652U (ja) * 1982-09-03 1984-03-13 三井造船株式会社 清澄機
FI77280C (fi) * 1987-10-13 1989-02-10 Ahlstroem Oy Foerfarande och anordning foer behandling av fibersuspension.
EP0955076B1 (de) * 1998-04-29 2007-03-07 Sulzer Chemtech AG Verfahren zum Trennen einer ersten von einer zweiten Flüssigkeit
JP3242234B2 (ja) * 1993-10-06 2001-12-25 相川鉄工株式会社 パルプ懸濁液の異物検出方法及びパルプ懸濁液の異物検出用の分離貯留装置
US5618335A (en) * 1994-07-13 1997-04-08 Edelbrock Corporation Air oil separator
JPH09229867A (ja) * 1996-02-21 1997-09-05 Oji Paper Co Ltd パルプ液の検査方法および検査装置
CA2386206A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-05 Luigi Diolaiti Method and system for cooling and effecting a change in state of a liquid mixture
US6376732B1 (en) * 2000-03-08 2002-04-23 Shell Oil Company Wetted wall vapor/liquid separator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1326779A (fr) * 1962-05-29 1963-05-10 Sharples Corp Procédé et équipement pour la séparation de phases
US3152078A (en) * 1963-03-14 1964-10-06 Pennsalt Chemicals Corp Stationary-walled centrifuge
US3501414A (en) * 1967-02-28 1970-03-17 Process Engineering Co Separating device
US4441960A (en) * 1979-05-14 1984-04-10 Alkibiadis Karnis Method and apparatus for on-line monitoring of specific surface of mechanical pulps
CN1179191A (zh) * 1995-03-23 1998-04-15 西门子公司 用于造纸机的过程控制方法和设备

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