Device for processing papermaking retention aid and method of processing papermaking retention aid

Abstract

The present invention provides a device for processing a papermaking retention aid and a method of processing a papermaking retention aid. The device comprises a preparation tank, configured to receive an external papermaking retention aid and allow the papermaking retention aid to combine with water contained in the preparation tank, thereby forming a material including the papermaking retention aid to be processed; a first filter, disposed downstream of the preparation tank to receive and filter the material from the preparation tank; a storage tank, located downstream of the first filter to receive the material filtered by the first filter; and a second filter, disposed downstream of the storage tank to further filter the material passing through the storage tank. The present invention increases the efficiency of filtration, widens the range of choices of dry polymer powder grades, and improves the papermaking efficiency and paper quality.

Description

Device for Processing Papermaking Retention Aid and Method of Processing Papermaking Retention AidTechnical Field

[0001] The present invention relates to a papermaking treatment process, in particular to a device for processing a papermaking retention aid and a method of processing a papermaking retention aid.Background Art

[0002] Presently, papermaking retention aids are widely used in papermaking processes. Dry polymers are widely used as papermaking retention aids, and these dry polymers usually form some residual substances in solutions. In the process of preparing a papermaking retention aid, a great deal of residual substances may be produced easily in the production process, owing to the effects of polymer quality variations, dissolution conditions and other factors. If these residual substances directly enter the papermaking machine system, adverse effects, such as paper breakage, etc., may occur. Therefore, a filter is required to prevent the residual substances from entering the papermaking process, so as to avoid paper product quality problems and paper breakage.

[0003] In addition, in a paper production process utilizing a papermaking retention aid, the residual substances should be less in view that the paper runs at a very high speed, otherwise paper breakage may occur frequently and the production operation will be affected.

[0004] At present, bag filters are widely used to remove the residual substances in the liquid papermaking retention aid before the papermaking retention aid solution material is sent to the papermaking system. The papermaking retention  aid processing device in the prior art as shown in Fig. 1 employs a single stage of single-bag filter, but the conventional bag filter may be saturated and clogged easily, and has to be cleaned manually. Sometimes, the residual substances from some batches of dry polymers are more than that from other batches. It leads to a very short filter cleaning time interval, e.g., 2 hours, consequently the labor cost is increased.Summary of the Invention

[0005] The present invention provides a novel device for processing a papermaking retention aid and a method of processing a papermaking retention aid, so that the filter can be cleaned at a longer time interval, thereby the operation efficiency can be improved.

[0006] The present invention provides a device for processing a papermaking retention aid, which comprises:

[0007] a preparation tank configured to receive a papermaking retention aid from outside and allow the papermaking retention aid to combine with water contained in the preparation tank, thereby forming a material including the papermaking retention aid to be processed;

[0008] a first filter, disposed downstream of the preparation tank to receive and filter the material from the preparation tank;

[0009] a storage tank, located downstream of the first filter to receive the material filtered by the first filter; and

[0010] a second filter, disposed downstream of the storage tank to further filter the material passing through the storage tank.

[0011] In an aspect, the first filter is a self-cleaning filter, and / or the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.

[0012] In an aspect, the self-cleaning filter comprises:

[0013] a housing;

[0014] a feed port, located at an upper side of the housing;

[0015] a discharge port, located at a lower side of the housing;

[0016] a drain outlet, located in a lower part of the housing; and

[0017] a filter element, comprising at least one scraper, at least one filter mesh, and a support portion for supporting the filter mesh to the housing,

[0018] wherein the support portion connects the outer side of the at least one filter mesh to the inner wall of the housing, and the scraper is located above the filter mesh and is configured to rotate around an axis at the center of the support portion or an axis of the filter mesh, such that residual substances on the filter mesh that have not passed through the filter mesh are scrapped off and discharged through the drain outlet.

[0019] In an aspect, the at least one scraper is configured to continuously swing above the filter mesh, or the at least one scraper is activated and deactivated at a predetermined time interval.

[0020] In an aspect, the device for processing a papermaking retention aid further comprises an inlet pressure sensor and an outlet pressure sensor,

[0021] wherein the inlet sensor is disposed at a feed port of the self-cleaning filter to sense the pressure at the feed port; and

[0022] wherein the outlet sensor is disposed at a discharge port of the self-cleaning filter to sense the pressure at the discharge port.

[0023] In an aspect, the device for processing a papermaking retention aid is configured to calculate a pressure difference between the outlet sensor and the inlet sensor, activate the scraper when the pressure difference is greater than a predetermined pressure threshold, and deactivate the scraper when the pressure difference is smaller than the predetermined pressure threshold or the scraper has been running for a predetermined time.

[0024] In an aspect, the filter element comprises two, three, four, five or six filter meshes, and optionally, the filter meshes are arranged around the center.

[0025] In an aspect, the self-cleaning filter further comprises a discharge pipeline, which is connected to the opening of the support portion to receive residual substances scraped off by the scraper at the opening of the support portion; and a collection chamber, which is connected to the drain outlet and the discharge pipeline respectively, so that the residual substances collected from the discharge pipeline are stored in the collection chamber and are discharged when a valve of the drain outlet is opened.

[0026] In an aspect, the drain outlet is provided with a drain valve which is configured to be opened periodically or according to a predetermined setting to discharge residual substances.

[0027] In an aspect, the first filter is a multi-bag filter, and / or the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.

[0028] In an aspect, the multi-bag filter comprises:

[0029] a housing;

[0030] a feed port, located at an upper side of the housing;

[0031] a filter element, comprising a plurality of filter bags located within the housing and supported by a support portion to an inner wall of the housing;

[0032] a discharge port, located at a lower side of the housing; and

[0033] a drain outlet, located at a lower side of the housing;

[0034] wherein the material is filtered through the plurality of filter bags, the material passing through the plurality of filter bags is delivered to the storage tank, and residual substances that have not passed through the filter bags are discharged through the drain outlet.

[0035] In an aspect, a seal device is provided outside the support portion for keeping sealing between the support portion and the filter bags, and between the  support portion and the inner side wall of the housing, respectively.

[0036] In an aspect, the seal device comprises a seal ring (e.g., a rubber seal ring) disposed around the filter bags and the support portion for sealing both, and a gasket (e.g., a PTFE gasket) disposed between the support portion and the inner side wall of the housing for sealing both.

[0037] In an aspect, the filter element comprises two, three, four, five or six filter bags, and optionally, the filter bags are arranged around the center.

[0038] In an aspect, the device for processing a papermaking retention aid further comprises a controller located in the preparation tank, wherein the controller is configured to control the time and flow rate of the material fed.

[0039] In an aspect, the device for processing a papermaking retention aid further comprises a first spare filter and a second spare filter, wherein the first spare filter is activated when the first filter is closed for cleaning, and the second spare filter is activated when the second filter is closed for cleaning.

[0040] The present invention further provides a method of processing a papermaking retention aid, which employs the device for processing a papermaking retention aid as described above to filter a material comprising a papermaking retention aid, and the method of processing a papermaking retention aid comprises the following steps:

[0041] combining a papermaking retention aid with water in the preparation tank to form a material comprising the papermaking retention aid;

[0042] passing the material through the first filter to remove at least one portion of residual substances, thereby forming a first liquid;

[0043] passing the first liquid through the second filter to further remove residual substances, thereby forming a second liquid,

[0044] optionally, when the residuals are gel-like substances, the first filter is a multi-bag filter and the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter, and

[0045] optionally, when the residuals are particulate substances, the first filter is a self-cleaning filter, and the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.

[0046] With the method and the device according to the present invention, a conventional bag filter is used in combination with an additional filter in the process of processing a material including a papermaking retention aid, such as a retention aid, and the method can effectively remove residual substances without extra labor, and can use cheaper but lower-grade dry polymer powder. In the preparation process system, for example, in a papermaking process, a self-cleaning or multi-bag filter device is introduced into the conventional dry polymer powder (e.g., a retention aid) processing process, thereby the filtering efficiency is improved, the selectable range of dry polymer powder grades can be extended, and the papermaking efficiency and paper quality can be improved.Brief Description of the Drawings

[0047] Exemplary embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the figures:

[0048] Fig. 1 shows a simplified schematic diagram of a device for processing a papermaking retention aid in the prior art;

[0049] Fig. 2 shows a simplified schematic diagram of the device for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention;

[0050] Fig. 3 shows a schematic diagram of a part of the device for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention;

[0051] Fig. 4 shows a side view of a part of the device for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention;

[0052] Fig. 5 shows a top view of a part of the device for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention;

[0053] Figs. 6A-6B show schematic diagrams of a self-cleaning filter in the device  for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention, wherein Fig. 6A shows a side view of the self-cleaning filter, and Fig. 6B shows a view of the filter element of the self-cleaning filter;

[0054] Fig. 7 shows a simplified schematic diagram of the device for processing a papermaking retention aid according to another embodiment of the present invention;

[0055] Figs. 8A-8D show schematic diagrams of a multi-bag filter in the device for processing a papermaking retention aid according to another embodiment of the present invention, wherein Fig. 8A shows a side view of the multi-bag filter, Fig. 8B shows a view of the filter element of the multi-bag filter, Fig. 8C shows a top view of the multi-bag filter, and Fig. 8D shows a bottom view of the multi-bag filter; and

[0056] Fig. 9 shows a line chart of the effect of the device for processing a papermaking retention aid according to an embodiment of the present invention.

[0057] Reference Numerals

[0058] 31 -preparation tank, 311 -housing, 313 -discharge port, 315 -drain outlet, 32 -self-cleaning filter, 321 -housing, 323 -feed port, 325 -discharge port, 326 -motor, 327 -drain outlet, 329 -controller, 322 -inlet pressure sensor, 328 -outlet pressure sensor;

[0059] 611 -motor, 613 -filter mesh, 615 -shaft, 617-support portion;

[0060] 800 -filter element, 801 -feed port, 802 -filter mesh, 803 -support portion, 805 -drain outlet.Detailed Description of Embodiments

[0061] The detailed description described below is intended to describe various configurations of the subject technique rather than represent only configurations  that the subject technique can employ. The accompanying drawings are incorporated herein and constitute a part of the detailed description. The detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the subject technique. However, it is obvious to those skilled in the art that the subject technique is not limited to the specific details described herein and can be implemented in one or more embodiments. In one or more examples, the structures and components are shown in the form of block diagrams to avoid confusing the concept of the subject technique. One or more embodiments of the present disclosure are illustrated by and / or described in connection with one or more drawings.

[0062] A self-cleaning filter is introduced to replace manpower in the process of processing a papermaking retention aid, such as a retention aid. When more and more residual substances, such as insoluble substances, large particles, gel, etc., are blocked in the filter mesh of the self-cleaning filter and the pressure increases, or at a specific time interval, the automatic cleaning program is activated, so as to discharge the filtered residual substances.

[0063] In an embodiment of the present invention, device for processing a papermaking retention aid is proposed. As shown in Fig. 2, the device for processing a papermaking retention aid comprises a preparation tank, a first filter, a storage tank and a second filter. Firstly, the preparation tank according to an embodiment of the present invention receives a papermaking retention aid or any other suitable dry material from a powder mill. The preparation tank 31 shown in Figs. 3-5 comprises a housing 311, a feed port, a discharge port 313, a controller and a drain outlet 315. A papermaking retention aid or a suitable dry material is fed through the feed port, and the feed port is controlled by a control box; then the dry material is combined with water contained in the preparation tank to form a liquid material to be treated, which includes the papermaking retention aid; then the formed liquid material is discharged through the discharge port at a lower side or lower part of the preparation tank. The control box can  control the feed time of the material, set and control the pressure in the preparation tank, determine the pumping time and flow rate of the liquid material, and can automatically handle different delivery times according to different liquid materials. Optionally, a stirrer may be provided to stir the liquid materials in the preparation tank to mix them evenly.

[0064] The first filter according to an embodiment of the present invention comprises a tank-shaped housing, a filtering part, a feed port located at an upper side or upper part of the housing, a discharge port located at a lower side or lower part of the housing, and a drain outlet located at a lower side or lower part of the housing. The filtering part comprises one or more filter meshes / filter bags and a support portion on the periphery of the filter meshes / filter bags; the material received by the first filter is filtered through the filter meshes / filter bags, and the support portion is connected to the inner wall of the storage tank, thereby the position of the filtering part is fixed. The first filter may be any suitable filter, such as a single-bag filter, or a filter that has a more significant filtering effect, for example, a multi-bag filter or an adaptive filter.

[0065] In an embodiment, the first filter is a self-cleaning filter. As shown in Figs. 3-5, the first filter 32, which is a self-cleaning filter, comprises a tank-shaped housing 321, a filter element, a feed port 323 located at an upper side or upper part of the housing, a discharge port 325 located at a lower side or lower part of the housing, a drain outlet 327 located at a lower side or lower part of the housing, and a controller 329. The housing 321 may be made of stainless steel. The material from the preparation tank is fed into the self-cleaning filter through the feed port 323, a motor 326 is arranged on the upper part of the self-cleaning filter to drive the scraper of the filter element of the self-cleaning filter to operate, so that the liquid material is filtered and discharged through the discharge port 325, while the residual substances that have failed to pass through the filter meshes of the self-cleaning filter are discharged through the drain outlet 327.

[0066] As shown in Figs. 6A and 6B, the filter element comprises filter meshes  613, a support portion 617 and a scraper (not shown) ; the scraper is located above the filter meshes and contacts with the filter meshes; the support portion supports the filter meshes and is connected to the housing, and is sealed against the housing by means of a seal element. The openings of the filter meshes are essentially uniform, and the filter meshes are made of a suitable wear-resistant and corrosion-resistant material, such as stainless steel. The filter element comprises two, three, four, five or six filter meshes, and the filter meshes are arranged around the center. The filtering area of the filter element may be appropriate area determined according to the tank, for example, 0.5 m2 -1 m2, such as 0.6 m2 -0.9 m2 or 0.7 m2 -0.8 m2, for example, 0.71 m2, 0.72 m2, 0.73 m2, 0.74 m2, 0.75 m2, 0.76 m2, 0.77 m2, 0.78 m2, or 0.79 m2. The seal elements may be made of a suitable sealing material, for example, seal rings made of fluororubber, and are located between the outer side of the filter meshes and the support portion and between the support portion and the inner wall of the housing respectively, so as to improve the sealing performance of the system. In order to avoid residues in the tank, the inner surface of the housing is polished, for example, to 80 meshes per inch (MPI) . In the filtering process, the liquid material including the papermaking retention aid flows out of the preparation tank 31, is fed into the first filter through the feed port 323 and flows downward through the filter meshes of the filter element of the first filter. The flow rate of the liquid material is, for example, 50 m3 / h -70 m3 / h, such as 55 m3 / h -65 m3 / h, for example, 57 m3 / h, 59 m3 / h, 60 m3 / h or 62 m3 / h. The controller is configured to couple with the motor and the scraper, and to control the motor 611 to drive the start and stop of the scraper. A feed port valve is optionally arranged at the feed port, and the controller controls the opening and closing of the feed port valve, thereby controls the opening and closing of the feed port. The feed port valve is for example a manual butterfly valve, which is convenient for assembling and switching. Alternatively, the feed port valve may be any other valve controlled by the controller, for example, it is set to open once every few minutes and close several seconds after opening, so as to facilitate the feeding of the material. For  example, the feed port valve is opened once every 5 minutes and closed 30 seconds after opening. In order to avoid the problem of drain contamination and shorten the time of drainage, a drain outlet valve 319, such as a pneumatic ball valve for the drain outlet, is arranged at the drain outlet, so that the material is drained as required under the control of the controller. The pneumatic ball valve is connected via a flange, for example.

[0067] When a certain amount of residual substances are collected on the surface of the filter element, the scraper moves close to the surface of the filter element to scrape off the residual substances and scrape off some of the liquid at the same time; the residual substances include gel. The first filter may be provided with a plurality of scrapers, each of which is driven by the motor 611 to rotate around a shaft 615 at the center of each filter mesh; alternatively, the first filter may be provided with only one scraper, which is driven by the motor 611 to rotate around a shaft at the center of a plurality of filter meshes, so as to cover the surrounding filter meshes, scraping off the residual substances during operation. The motor may be a three-phase motor having 550W power. In the present disclosure, the scraper operates at a speed of 5-6 rpm at a flow rate of 60 m3 / h. In the case of a higher flow rate, the scraper may operate at a higher speed and / or for a long time according to the situation; in the case of a lower flow rate, the scraper may operate at a lower speed and / or for a short time according to the situation. The speed and cycle of the motor may be set under the control of the controller. The scraper may be equipped with a corrector to correct the position and force of the scraper. The shaft of the filter meshes is detachably connected to the filter meshes to facilitate subsequent cleaning and replacement of the parts. The self-cleaning filter further comprises a discharge pipeline and a collection chamber, wherein the discharge pipeline is in communication with the opening of the support portion to receive the residual substances scraped off by the scraper from the opening of the support portion. Besides insoluble substances, large particles, gel, etc., which have failed to pass through the filter meshes, the residual substances further comprises some liquid scraped off at the same time. The collection  chamber is in communication with the drain outlet and the discharge pipeline respectively, so that the residual substances collected from the discharge pipeline can be deposited in the collection chamber. When a certain amount of residual substances are accumulated, the drain valve connected to the drain outlet of the collection chamber is opened to discharge the residual substances for treatment, such as recycling. The drain valve is opened periodically or according to a predetermined setting to discharge the residual substances. The liquid material passing through the first filter is sent to the storage tank.

[0068] The self-cleaning filter can bring out full-automatic continuous filtration, the reduced labor cost, saved consumable without disposable filtering consumables, the stable process, the small filtration pressure loss is small. Meanwhile the leakage can prevented and material loss can be avoided by opening the drain valve regularly.

[0069] The scraper is driven by the motor, and for example may be an external scraper made of PTEE. The scraper is in an appropriate angle with respect to the plane of the first filter, so that the scraper abuts against the surface of the filter meshes of the first filter, and the residual substances pasted on the surfaces of the filter meshes can be scraped off better and more efficiently in a shoveling manner, thereby the scraping is more efficiently. Meanwhile, the flow rate of the liquid material has no severe fluctuations, thus ensuring required transfer rate and flow rate.

[0070] The scraper may work continuously or be actuated according to the pressure difference measured by the pressure sensors or according to a predetermined time interval.

[0071] For example, the scraper may start the cleaning work according to the pressure difference, which reflects the accumulation of the residual substances on the inner surface of the filter. For example, when the pressure difference is greater than a predetermined pressure threshold, the controller controls the scraper to start the cleaning work; when the pressure difference is smaller than  the predetermined pressure threshold, the scraper is stopped. The pressure threshold is, for example, in the range of 0.2 Mpa -1.0 Mpa, such as 0.25 Mpa -0.9 Mpa, 0.3 Mpa -0.8 Mpa, 0.4 Mpa -0.7 Mpa, or 0.5 Mpa -0.6 Mpa. Alternatively, when the pressure difference is greater than a predetermined pressure threshold, the controller controls the scraper to start the cleaning work; when the pressure difference is smaller than another predetermined pressure threshold, the scraper is stopped. In this embodiment, sensors, such as an inlet pressure sensor 322 and an outlet pressure sensor 328, are arranged at the feed port and the discharge port of the first filter respectively, and the inlet pressure sensor senses the pressure at the feed port, and the outlet pressure sensor senses the pressure at the discharge port, thereby the pressure difference between the feed port and the discharge port is obtained. In order to avoid the failure of the pressure sensors, spare pressure sensors may be arranged additionally at the feed port and the discharge port respectively.

[0072] For example, the scraper can operate for a specified time or at a predetermined time interval, for example, it is set to operate once every 3 minutes to 4 hours, for example, every 5 minutes, every 10 minutes, every 15 minutes, every 20 minutes, every 25 minutes, every 30 minutes, every 35 minutes, every 40 minutes, every 45 minutes, every 50 minutes, every 55 minutes, every 1 hour, every 1.5 hours, every 2 hours, every 2.5 hours, every 3 hours, or every 4 hours, etc.; the operating time may be 3 minutes to 4 hours, for example, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 35 minutes, 40 minutes, 45 minutes, 50 minutes, 55 minutes, 1 hour, 1.5 hours, 2 hours, 2.5 hours, 3 hours, 4 hours, etc. The first filter is provided with a timer, and the controller controls the scraper to start and stop the operation at a predetermined time interval according to the set time of the timer. In an embodiment of the present invention, the scraper is driven by a motor, abuts against the surface of the filter meshes and rotates to scrape off the residual substances; then, the residual substances are accumulated in the collection chamber together with some liquid that is scraped off. After a certain amount of residual substances are accumulated, the drain  valve may be opened according to a preset time or according to the sensed amount of the accumulated residual substances to drain the residual substances from the collection chamber. The opening cycle and opening duration of the automatic drain valve can be controlled by the controller.

[0073] For example, the scraper can operate continuously to continuously scrape off the residual substances on the filter mesh. Then, the residual substances are accumulated in the collection chamber together with some liquid that is scraped off at the same time. The automatic drain valve may be controlled by the controller to open at desired times or in a desired state to drain the residual substances.

[0074] As required, the upper part of the first filter may be opened at a predetermined time interval to take out the filter element for cleaning.

[0075] The filtering area of the first filter is about 0.6 m2 -1.0 m2, for example, 0.7 m2 -0.9 m2, such as 0.71 m2, 0.72 m2, 0.73 m2, 0.74 m2, 0.75 m2, 0.76 m2, 0.77 m2, 0.78 m2, 0.79 m2, 0.81 m2, 0.82 m2, 0.83 m2, 0.84 m2, 0.85 m2, 0.86 m2, 0.87 m2, 0.88 m2, or 0.89 m2, etc. The pore size of the filter meshes may be 50-100 meshes per inch (MPI) , such as 60 MPI, 70 MPI, 80 MPI, or 90 MPI, etc. The filter fineness may be 120-180 μm, such as 130 μm, 140 μm, 150 μm, 160 μm or 170 μm. The fluid flow rate in the self-cleaning filter may be 40 m3 / h or above, such as 41 m3 / h, 42 m3 / h, 43 m3 / h, 44 m3 / h or 45 m3 / h. The controller sets the operating duration and cycle of the scraper, so that the scraper is driven by the motor to scrape off the residual substances.

[0076] In an embodiment, the filter employs POR series microporous filter elements, which are made of 304 stainless steel; the filter fineness is 120-170 μm or 130-160 μm, such as 140 μm or 150 μm; for example, four, five, six, seven, or eight filter meshes may be provided to achieve 0.5-1.5 m2 filtering area, for example, 0.6-1.4 m2 filtering area, 0.7-1.3 m2 filtering area, 0.8-1.2 m2 filtering area, or 0.9-1.1 m2 filtering area, such as 0.8 m2, 0.88 m2 or 0.92 m2 filtering area.

[0077] In another embodiment, as shown in Fig. 7, the device for processing a  papermaking retention aid comprises a preparation tank, a first filter, a storage tank and a second filter, wherein the first filter is a multi-bag filter. The multi-bag filter filters off insoluble residual substances through a plurality of filter bags, and is especially suitable for filtering off gel-like materials. As shown in Figs. 8A-8D, the multi-bag filter according to an embodiment of the present invention, which is used as the first filter, comprises a housing, a filter element 800, a feed port 801 located at an upper side or upper part of the housing, a discharge port located at a lower side or lower part of the housing, and a drain outlet 805 located at a lower side or lower part of the housing. The housing may be made of stainless steel. The liquid material including a papermaking retention aid is fed from the preparation tank to the multi-bag filter through the feed port. The fluid flow rate in the multi-bag filter may be 40 m3 / h or above, such as 41 m3 / h, 42 m3 / h, 43 m3 / h, 44 m3 / h or 45 m3 / h. The filter element of the first filter includes a plurality of filter meshes 802 and a support portion 803 arranged almost in the same plane around the center. The openings of the filter meshes are essentially uniform, and the filter meshes are made of a suitable wear-resistant and corrosion-resistant material. The filter element includes a plurality of filter bags, such as two, three, four, five or six filter bags, which are arranged around the center and form a filter layer. The filter bags are supported by a metal support mesh to protect the filter bags. The support portion 803 is connected to the inner side wall of the housing, and may be a stainless-steel support portion, for example. The support portion is sealed against the filter bags by means of a seal ring, which is made of EPDM, for example; and the support portion is sealed against the inner side wall of the first filter by means of a PTEE gasket. The filtering area of the filter layer may be 1 m2 -5 m2, for example, 1.5 m2 -4.5 m2, 2 m2 -4 m2, or 2.5 m2 -3.5 m2, such as 2.7 m2, 3.0 m2 or 3.2 m2.

[0078] In the case that the multi-bag filter is a 40 MPI filter, the transfer time is 670s for a papermaking retention aid and 740s for a water-treatment retention aid, without causing serious problems of the papermaking machine; and the cleaning frequency may be once every two days. In the case that the multi-bag  filter is a 60 MPI filter, the transfer time is 750s for a papermaking retention aid in papermaking grade and 900s for a papermaking retention aid in water-treatment grade, without causing serious problems of the papermaking machine; and the cleaning frequency may be once every one and a half days to two days. The multi-bag filter includes a rotary boom device arranged above it, as shown in Fig. 8C, which is used to open the upper part of the multi-bag filter and remove the filter bags for cleaning and replacement. In this embodiment, sensors, such as an inlet pressure sensor and an outlet pressure sensor, are arranged at the feed port and the discharge port of the first filter respectively, and the inlet pressure sensor senses the pressure at the feed port, the outlet pressure sensor senses the pressure at the discharge port, and the pressure values are sent to the controller, thereby the pressure difference between the feed port and the discharge port is obtained. In order to avoid the failure of the pressure sensors, spare pressure sensors are arranged additionally at the feed port and the discharge port respectively. The multi-bag filter may be opened according to the pressure difference measured by the pressure sensors or according to a predetermined time interval. For example, the pressure difference reflects the accumulation of the residual substances on the inner surface of the filter. In this embodiment, for example, when the pressure difference between the feed port and the discharge port is greater than a predetermined pressure difference, the multi-bag filter is opened to remove the residual substances that have failed to pass through the filter, and the predetermined pressure difference is, for example, 0.5 MPa -1.0 MPa, such as 0.6 MPa -0.9 MPa, such as 0.7 MPa or 0.8 MPa. The multi-bag filter is especially suitable for filtering off gel-like residual substances.

[0079] For the multi-bag filter in the present invention, 40 MPI, 60 MPI, 80 MPI and 100 MPI are selected respectively; thus, the transfer times are 520s, 670s, 750s and 900s respectively for a papermaking retention aid in papermaking grade, and are 650s, 740s, 900s and 1300s respectively for a papermaking retention aid in water-treatment. In addition, when a 40 MPI multi-bag filter is used, it should be cleaned once every three days, but the paper made subsequently may have  transparent spots; if a 100 MPI multi-bag filter is used, it should be cleaned once every 0.5-1 day, i. e., the cleaning frequency is too fast, and the transfer time in the subsequent papermaking machine process in the papermaking machine is too long and the preceding preparation stage can’t keep up with the pace. Preferably, a 60 MPI or 80 MPI multi-bag filter is used, and the multi-bag filter should be cleaned once every 1.5-2 days, without causing problems in the subsequent papermaking machine process in the papermaking machine.

[0080] The device for processing a papermaking retention aid in the present invention further comprises a first spare filter and a second spare filter, wherein the first spare filter is activated when the first filter is closed for cleaning, and the second spare filter is activated when the second filter is closed for cleaning.

[0081] The liquid passing through the first filter is sent to the storage tank; a switch is provided at the top of the storage tank to facilitate opening the storage tank. The liquid stored in the storage tank is fed into the second filter continuously or intermittently as required.

[0082] The second filter may be a single-bag filter, or a self-cleaning filter or multi-bag filter as described above. In an embodiment of the present invention, the second filter is a single-bag filter, which filters off the residual substances through a single filter bag and is especially suitable for filtering off gel-like materials. The single-bag filter according to an embodiment of the present invention is tank-shaped, and comprises a housing, a filter element, a feed port located at an upper side or upper part of the housing, a discharge port located at a lower side or lower part of the housing, and a drain outlet located at a lower side or lower part of the housing. The liquid material including a papermaking retention aid is fed externally to the single-bag filter through the feed port. The filter element is a single filter bag, which is connected to the inner wall of the housing by a support portion. The liquid material passing through the filter element is sent to the papermaking machine system through an outlet below the single-bag filter, and, after a predetermined time interval, the single-bag filter is  opened via an opening above it by means of a rotary boom device, and the filter element is taken out for cleaning, so as to remove the residual substances that have failed to pass through the filter element. Single-bag filters are usually provided in an “one working, the other standby” configuration. A pressure sensor and a pressure indicator are arranged inside the single-bag filter. When the pressure of the single-bag filter increases, it means that the single-bag filter is clogged. At that point, it is necessary to clean the single-bag filter and remove the residual substances that have failed to pass through the filter. The filter bag in the originally working filter is taken out and washed with high-pressure water; after the cleaning, the filter can be switched back to the originally working filter when the pressure of the originally standby filter increases, and so on.

[0083] The present invention further provides a method of processing a papermaking retention aid, which employs the device for processing a papermaking retention aid as described above to filter materials including a papermaking retention aid. In the method, the papermaking retention aid is combined with water in the preparation tank to form a material including the papermaking retention aid; the material is controlled to pass through the first filter to remove at least one portion of residual substances, thereby forming a first liquid; and the first liquid is controlled to pass through the second filter to further remove residual substances, thereby forming a second liquid.

[0084] The device provided in the present disclosure achieves a satisfactory residual substance scraping effect, thereby can realize fully automatic continuous filtration, reduce the labor cost, and eliminate the need for disposable consumables so as to save consumable. The stable flow rate and the even filtering pores are beneficial to a continuous and stable process. Besides, the residual substances and residual liquid can be discharged to avoid material loss. As shown in Fig. 9, with the first filter according to the present application, the retention rates of the surface layer, the core layer and the bottom layer are relatively stable, and the follow-up second filter operates smoothly. Powder-form residue  substances can be filtered well through two-stage filtration.

[0085] With the technical scheme of the present invention, the filtering area can be enlarged; with the same filtering area, the mesh cleaning time interval can be extended by four times, and the meshes may be cleaned once every four hours or even eight hours.

[0086] Example 1

[0087] A liquid material is transported from a preparation tank to a storage tank and then to a papermaking machine system. First, the liquid material fed into the storage tank is filtered through a first filter, which is a single-bag filter device, to filter off residual substances. The liquid material passing through the first filter is fed into the storage tank, and, after being stirred in the storage tank, the liquid is fed into a second filter, which is a single-bag filter, and the filtered material passing through the second filter is discharged through a discharge port. In this example, the first filter, which is implemented as a single-bag filter device, is located upstream of the second filter, which is a single-bag filter. Compared with a self-cleaning or multi-bag filter device, this technical scheme has a lower overall equipment cost and achieves a certain effect. In this example, the cleaning time interval of the first filter is once every 2 hours, and the cleaning time interval of the second filter is once every 8 hours.

[0088] Example 2

[0089] A liquid material is transported from a preparation tank to a storage tank and then to a papermaking machine system. First, the liquid material fed into the storage tank is filtered through a first filter, which is a single-bag filter device, to filter off residual substances. The liquid material passing through the first filter is fed into the storage tank, and, after being stirred in the storage tank, the liquid is fed into a second filter, which is a self-cleaning filter or multi-bag filter device, and the filtered material passing through the second filter is discharged through a discharge port. In this example, the first filter, which is implemented as a single-bag filter device, is located upstream of the second filter, which is a self-cleaning  filter or multi-bag filter device. Compared with Example 1, the technical scheme in this example achieves a better filtering effect. In this example, the cleaning time interval of the first filter is once every 8 hours, and the second filter doesn’t require manual cleaning since it is a self-cleaning filter device; instead, it is cleaned according to the pressure difference or at preset times; the cleaning time interval of a multi-bag filter is usually once every 12 hours.

[0090] Example 3

[0091] A liquid material is transported from a preparation tank to a storage tank. First, the liquid material fed into the storage tank is filtered through a first filter, which is a self-cleaning filter device, to filter off residual substances; then the residual substances are discharged to a drain outlet through a discharge pipeline. The liquid material passing through the first filter is fed into the storage tank, and, after being stirred in the storage tank, the liquid is fed into a second filter, which is a single-bag filter, and the filtered material passing through the second filter is discharged through a discharge port. In this example, the first filter, which is implemented as a self-cleaning filter device, is located upstream of the second filter, which is a single-bag filter; thus, it is helpful for avoiding clogging of the first filter, thereby the first filter and the second filter achieve a better filtering effect. In this example, the self-cleaning filter device doesn’t require manual cleaning; instead, it is cleaned according to the pressure difference or at preset times. The second filter is a single-bag filter, and usually should be cleaned once every 8 hours. The self-cleaning filter device in this example is especially suitable for scraping off particulate insoluble substances while avoiding flow fluctuations.

[0092] Example 4

[0093] A liquid material is transported from a preparation tank to a storage tank. First, the liquid material fed into the storage tank is filtered through a first filter, which is a multi-bag filter device, to filter off residual substances; then the residual substances are discharged to a drain outlet through a discharge pipeline.  The liquid material passing through the first filter is fed into the storage tank, and, after being stirred in the storage tank, the liquid is fed into a second filter, which is a single-bag filter, and the filtered material passing through the second filter is discharged through a discharge port. In this example, the first filter, which is implemented as a multi-bag filter device, is located upstream of the second filter, which is a single-bag filter; thus, it is helpful for avoiding clogging of the first filter, thereby the first filter and the second filter achieve a better filtering effect. In this example, the multi-bag filter usually should be cleaned once every 12 hours. The multi-bag filter device in this example is especially suitable for scraping off gel-like insoluble substances and is convenient to clean.

[0094] As used herein, the term “comprise” means “at least partially include” . Every statement containing the term “comprise” or any variant thereof in this specification should be interpreted as not excluding features that are no enumerated herein or features following the term. Related terms such as “include” and “contain” should also be interpreted in the same way.

[0095] It will be obvious to those skilled in the art to which the present invention belongs that various structural changes and various embodiments and applications of the present invention can be implemented without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims. The disclosure and description herein are completely illustrative and are not intended to be limiting in any sense. Where specific integers having known equivalents in the art related to the present invention are mentioned herein, these known equivalents are deemed to be incorporated herein as if set forth separately.

[0096] As used herein, the term “and / or” means “and” or "or” or both.

[0097] In the description of this specification, reference may be made to topics that are not within the scope of the appended claims. The subject matter should be easily recognized by those skilled in the art and may be helpful for putting the present invention into practice as defined in the appended claims.

[0098] Although the present invention is generally defined as above, it will be  understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to that definition, and the present invention further includes implementations exemplified by the following embodiments.

[0099] The foregoing description of the present invention includes preferred forms thereof. Various modifications may be made to them without departing from the scope of the present invention.

Claims

1.A device for processing a papermaking retention aid, comprising:a preparation tank, configured to receive an external papermaking retention aid and allow the papermaking retention aid to combine with water contained in the preparation tank, thereby forming a material including the papermaking retention aid to be processed;a first filter, disposed downstream of the preparation tank to receive and filter the material from the preparation tank;a storage tank, located downstream of the first filter to receive the material filtered by the first filter; anda second filter, disposed downstream of the storage tank to further filter the material passing through the storage tank.2.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 1, characterized in that the first filter is a self-cleaning filter, and / or the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.3.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2, characterized in that the self-cleaning filter comprises:a housing;a feed port, located at an upper side of the housing;a discharge port, located at a lower side of the housing;a drain outlet, located in a lower part of the housing; anda filter element, comprising at least one scraper, at least one filter mesh, and a support portion for supporting the filter mesh to the housing,wherein, the support portion connects the outer side of the at least one filter mesh to the inner wall of the housing, and the scraper located above the filter mesh is configured to rotate around an axis at the center of the support portion or an axis of the filter mesh, such that residual substances on the filter mesh that have not passed through the filter mesh are scrapped off and discharged through the drain outlet.4.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2, characterized in that the at least one scraper is configured to continuously swing above the filter mesh, orthe at least one scraper is activated and deactivated at a predetermined time interval.5.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2, further comprising an inlet senor and an outlet sensor,wherein the inlet sensor is disposed at a feed port of the self-cleaning filter to sense the pressure at the feet port; andwherein the outlet sensor is disposed at a discharge port of the self-cleaning filter to sense the pressure at the discharge port.6.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 5, characterized in that the device for processing a papermaking retention aid is configured to calculate a pressure difference between the outlet sensor and the inlet sensor, active the scraper when the pressure difference is greater than a predetermined pressure threshold, and deactivate the scraper when the pressure difference is smaller than the predetermined pressure threshold or the scraper has been running for a predetermined time.7.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 3, characterized in that the filter element comprises two, three, four, five or six filter meshes, and optionally, the filter meshes are arranged around the center.8.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2, characterized in that the self-cleaning filter further comprises a discharge pipeline, which is connected to the opening of the support portion to receive  residual substances scraped off by the scraper at the opening of the support portion; and a collection chamber, which is connected to the drain outlet and the discharge pipeline respectively, so that the residual substances collected from the discharge pipeline are stored in the collection chamber and are discharged when a valve of the drain outlet is opened.9.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2, characterized in that the drain outlet is provided with a drain valve which is configured to be opened periodically or according to a predetermined setting to discharge residual substances.10.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 1, characterized in that the first filter is a multi-bag filter, and / or the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.11.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 2 or 10, characterized in that the multi-bag filter comprises:a housing;a feed port, located at an upper side of the housing;a filter element, comprising a plurality of filter bags located within the housing and supported by a support portion to an inner wall of the housing;a discharge port, located at a lower side of the housing; anda drain outlet, located at a lower side of the housing;wherein the material is filtered through the plurality of filter bags, the material passing through the plurality of filter bags is delivered to the storage tank, and residual substances that have not passed through the filter bags are discharged through the drain outlet.12.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 11, characterized in that a seal device is provided outside the support portion for keeping sealing between the support portion and the filter bags, and  between the support portion and the inner wall of the housing, respectively.13.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 12, characterized in that the seal device comprises a seal ring (e.g., a rubber seal ring) disposed around the filter bags and the support portion for sealing both, and a gasket (e.g., a PTFE gasket) disposed between the support portion and the inner wall of the housing for sealing both.14.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 11, characterized in that the filter element comprises two, three, four, five or six filter bags, and optionally, the filter bags are arranged around the center.15.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 1, further comprising a controller located in the preparation tank, wherein the controller is configured to control the time and flow rate of the material fed.16.The device for processing a papermaking retention aid according to claim 1, further comprising a first spare filter and a second spare filter, wherein the first spare filter is activated when the first filter is closed for cleaning, and the second spare filter is activated when the second filter is closed for cleaning.17.A method of processing a papermaking retention aid, characterized in filtering a material comprising a papermaking retention aid with the device for processing a papermaking retention aid according to any one of the preceding claims 1-16, the method of processing a papermaking retention aid comprising:combining a papermaking retention aid with water in the preparation tank to form a material comprising the papermaking retention aid;passing the material through the first filter to remove at least one portion of residual substances, thereby forming a first liquid;passing the first liquid through the second filter to further remove residual substances, thereby forming a second liquid,optionally, when the residuals are gel-like substances, the first filter is a multi-bag filter and the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter, andoptionally, when the residuals are particulate substances, the first filter is a self-cleaning filter, and the second filter is a single-bag filter or multi-bag filter.

Images