FI121383B - Menetelmä ja järjestely suodattimen puhdistamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja järjestely suodattimen puhdistamiseksi Tekniikan ala 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä ja patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen järjestely.

Tekniikan taso 10 Tavallisen lipeän valmistuksen aikana soodakattilassa natriumkarbonaatti (Na2C03) ja natriumsulfidi (NaS2) virtaavat ulos kattilasta sulan muodossa sulanliuotussäiliöön. Natriumkarbonaatti ja natriumsulfidi sekoitetaan sulanliuotussäiliössä veden kanssa liuoksen muodostamiseksi. Tämä liuos tunnetaan "viherlipeänä". Liettyneet konta-minantit pestään sulanliuotussäiliöstä ulostulevasta viherlipeästä viherlipeän selkeyt-15 timessä, joka selkeytin erottelee lietteen viherlipeästä sedimentoitumalla. On myös mahdollista, että viherlipeän puhdistus tapahtuu käyttämällä sopivaa suodatinlait-teistoa. Viherlipeä lähetetään puhdistuksen jälkeen kalkinsammutuslaitteeseen, jossa viherlipeä sekoitetaan poltetun kalkin kanssa, joka käsittää pääasiassa kalsiumok-sidia (CaO). Viherlipeä reagoi nyt poltetun kalkin kanssa.

20 Aluksi lipeä käy läpi kalkinsammutusreaktion, jossa viherlipeässä oleva vesi reagoi kalsiumoksidin (CaO) kanssa ja muodostaa kalsiumhydroksidia, sammutettua kalkkia (CaOH). Kiinteiden kalkkihiukkasten määrä lisääntyy tämän reaktion yhteydessä siten, että ne hajoavat ja muodostavat erittäin pieniä hiukkasia, jotka muodostavat lietteen viherlipeän kanssa.

25 Sen jälkeen seuraa toinen reaktio, jossa sammutettu kalkki reagoi viherlipeässä olevan karbonaattisisällön kanssa kalsiumkarbonaatin (CaC03) ja hydroksidi-ionien (OH') muodostamiseksi. Tässä vaiheessa viherlipeän sanotaan olevan "kaustisoitu-nut". Kalsiumkarbonaattihiukkaset erotetaan lipeästä seuraavassa vaiheessa suodattamalla tai selkeyttämällä. Tässä vaiheessa olevaa puhdistettua lipeää kutsutaan 30 "valkolipeäksi". Valkolipeä voidaan nyt käyttää keittoprosessissa kemiallisen paperimassan tuotannon aikana. Toinen kaustisointiprosessista tuleva jätetuote tunnetaan "meesalietteenä". Meesaliete voidaan pestä vedessä yhdessä tai useammassa vaiheessa ennen kuin siitä poistetaan vesi meesan muodostamiseksi ja syötetään mee-sauuniin. Meesan kalsinointi tapahtuu meesauunissa, joka muuttaa kalsiumkarbo-35 naattipitoisuuden (CaC03) sammutetuksi kalkiksi, joka pääasiassa koostuu kai- 2 siumoksidista (CaO). Tämä sammutettu kalkki voidaan seuraavaksi käyttää sammut-timena kalkinsammuttimessa edellä kuvatun mukaisesti.

Painesuodattimia käytetään tavallisesti prosessivaiheessa, jossa meesa erotetaan 5 valkolipeästä. Nämä suodattimet käsittävät suodatinelementit sektorin muodossa, jotka on järjestetty kiinni onttoakseliin siten, että ne muodostavat kiekkoja. Sektorit ovat onttoja ja reititettyjä ja niiden ulkopinta on varustettu suodatinaineella.

Sektorit on kiinnitetty akseliin jalalla, joka on varustettu sisäisellä suodoskanavalla. 10 Onttoakseli käsittää yhden tai useamman suodoskanavan: lisäksi onttoakseli on asennettu paineastiaan, jossa astian alempi osa muodostaa kaukalon. Suodoskana-vat akselissa on yhdistetty suodoserottimeen ja kompressori vetää kaasun ja suo-doksen sisäpuolisesti suodatinsektoreiden suhteen akselin ja suodatinerottimen kautta. Lipeä ja kaasu erotetaan suodoserottimessa, missä kaasu kierrätetään suo-15 datinelementtien ulommalle pinnalle ja kaasu tällä tavoin muodostaa virtauksen suodatinaineen läpi.

Kaustisoitu meesaliete sisältää meesaa, joka muodostaa lietteen valkolipeän kanssa, joka syötetään kaukaloon paineastiassa. Rumpu tai kiekot pyörivät jatkuvasti sellai-20 sella tavalla, että rummun pinnan tai kiekon pinnan osat tulevat lyhytaikaisesti kastelluiksi meesalietteellä kaukalossa. Kompressorin synnyttämä paine-ero merkitsee sitä, että osa meesalietteestä muodostaa meesakakun suodattimen pinnalle. Rumpu tai kiekot jatkavat pyörimistä siten, että uusi meesakakku muodostuu. Meesakakku läpäistään kierrätetyllä kaasulla ja tämä tarkoittaa sitä, että kakusta poistuu vesi.

25 Kaapimet järjestetään rummun tai kiekkojen sivulle, joka liikkuu alaspäin, tarkoituksena kaapia pois meesan ulompi pinta, joka on saostunut. Saostunut meesa virtaa kanavien kautta yhdessä laimennusveden kanssa alas meesan laimennussäiliöön, joka sijaitsee paineastian alla. Meesa ja vesi muodostavat yhdessä meesan laimen-nussäiliössä lietteen, joka seuraavaksi pumpataan meesalietesäiliöön. Osa, jossa on 30 kiekot, tulee upotetuksi uudelleen kaukaloon pyörimisen johdosta ja prosessi toistetaan.

Se osa meesakakusta, joka on lähimpänä suodatinta ja jota ei ole poistettu kaapi-mella kutsutaan "suodatinkakuksi". Suodatinkakku toimii ylimääräisenä suodatinai-35 neena ja auttaa säilyttämään meesan kiinteät hiukkaset liuoksessa riittävän alhaisel- 3 la tasolla. Menetelmä, jossa ainoastaan kakun ulompi kerros kaavitaan pois kaapi-mella on lisäksi edullinen, jotta saadaan vähennettyä kiinteiden kuivien hiukkasten pitoisuutta kevennetyssä meesassa ja on tällä tavoin edullinen koko lipeän erotus-prosessiin.

5

Kuitenkin suodatinkakku voi ajan kuluessa tulla vähemmän läpäiseväksi johtuen pienistä hiukkasista, jotka tukkivat suodatinkakun huokoset ja kaapimen terästä johtuen, joka tiivistää suodatinkakun. Suodatinkakku täytyy tästä syystä uusia säännöllisin väliajoin. Suodatinkakun poistaminen suoritetaan tavallisesti yhdellä tai use-10 alla seuraavista menetelmistä: a) Suodatinkakun suuret osat poistetaan ajoittain liikuttamalla kaavinterää eteenpäin sisempään asentoon suodatinaineen viereen ja seuraavaksi palauttamalla kaa-vinterä sen alkuperäiseen asentoon kun onttoakseli on tehnyt yhden kierroksen.

b) Rumpu tai kiekot sijoitetaan vastakkaissuuntaisen paineen alle paineilman avulla 15 siten, että suodatinkakku irtoaa suodatinaineesta.

c) Suodatin otetaan väliaikaisesti pois käytöstä ja koko pinta pestään vedellä suodatinkakun uusimiseksi ja suodatinaineen pesemiseksi.

Lopullinen meesan pesu ja meesan veden poisto tapahtuu perinteisesti ennen mee-20 sauunia tyhjiörumpusuodattimessa tai tyhjiökiekkosuodattimessa, jotka molemmat ovat sellaista tyyppiä joka muodostaa suodatinkakun. Tämän tyyppisellä suodattimena on funktio, joka on samanlainen kuin valkolipeäsuodattimella mutta tyhjiö-suodattimet toimivat avoimessa tyhjiöjärjestelmässä paine-eron kehittämiseksi yli suodattimen.

25 Näissä tyhjiösuodattimissa oleva suodatinkakku uusitaan jatkuvasti tai ajoittain suih-kusuuttimien avulla, jotka muodostavat jäljen suodatinkakkuun spiraalina kuviona.

Nämä suihkusuuttimet käyttävät tuotantolaitoksesta saatavaa järjestelmävettä. Tä-30 mä ei muodosta ongelmaa meesasuodattimelle, jossa pienellä veden lisäyksellä suodokseen ei ole mitään erityistä merkitystä.

Kuitenkin veden lisäys valkolipeäsuodattimeen aiheuttaa valkolipeälopputuotteen sopimattoman laimenemisen. Veden ylimääräinen lisäys täytyy käsitellä keittopro- 4 sessin jälkeisen haihdutusprosessin aikana ja tämä aiheuttaa lisäkuluja veden kuumentamisesta johtuen.

Esimerkkilaskelma lisäkustannuksesta vuotta kohden, joka aiheutuu valkolipeän 2 5 %:n laimennoksesta vedellä, annetaan alla.

Valkolipeän pitoisuus haihtumisen yhteydessä on noin 4 kuutiometriä massatonnia kohti.

10 2 %:n laimennus lisää vesipitoisuutta 4 x 0,02 = 0,08 kuutiometriä per massatonni.

Yhden massatonnin lämmityskustannus on noin 20 SEK. Vuosituotanto 500 000 tonnia merkitsee, että veden lisäys aiheuttaa 0,08 x 20 x 500 000 = 800 000 SEK:n lisäkustannuksen per vuosi.

15

Keksinnön tarkoitus

Esillä olevan keksinnön ensisijainen tarkoitus on saavuttaa keksintö, joka poistaa tai vähentää edellä kuvatut ongelmat, valkolipeän laimennuksella suodatinkakun uusi-20 misen yhteydessä painesuodattimissa veden avulla korkeassa paineessa.

Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä ja patenttivaatimuksen 5 mukaisella järjestelyllä.

Keksinnön Ivhvt kuvaus 25

Esillä oleva keksintö perustuu yllättävään oivallukseen, että on mahdollista käyttää uudelleen valkolipeäsuodattimesta peräisin olevaa suodosta, so. valkolipeää veden sijasta, suodatinkakun poistamiseksi ja suodatinaineen puhdistamiseksi. Tämä merkitsee sitä, että lopputuote, valkolipeä, ei laimene samassa määrin kuin aikaisem-30 min.

Valkolipeän käyttö tähän tarkoitukseen ei ole millään tavoin ilmeistä ja sitä ei ole käytetty aikaisemmin seuraavista syistä johtuen: 5 • Valkolipeä voi sisältää joukon jäljellä olevia meesahiukkasia. Voi olla mahdollista, että tämä meesapitoisuus johtaa merkittävään kulumiseen sylinterityyppisissä pumpuissa, joita pumppuja tavallisesti käytetään paineistamaan suuttimet suodatinka-kun suihkuttamiseksi pois vedellä. Tavanomaiset suuttimet, joita tavallisesti käyte- 5 tään tähän tarkoitukseen voivat myös ennenaikaisesti kulua meesahiukkasista johtuen.

• Valkolipeän korkea lämpötila, tavallisesti 94-98 °C, voi aiheuttaa ongelmia tiettyihin sylinteripumppuihin.

10 Nämä ongelmat kuitenkin voidaan välttää käyttämällä soveltuvaa teknologiaa. Teknologia, jota käytetään käsittää suodattimien mahdollisen käytön kierrätettyä valko-lipeää varten ja etupäässä pumppujen käytön, jotka ovat epäherkkiä nesteille, joilla on valkolipeän luonne.

15 Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä ja patenttivaatimuksen 5 mukaisella järjestelyllä.

Piirustusten kuvaus 20 Kuva 1 esittää kaaviomaisesti ensimmäistä suoritusmuotoa, jossa keksintöä käytetään paineistetussa kiekkosuodattimessa; ja

Kuva 2 esittää kaaviomaisesti toista suoritusmuotoa, jossa keksintöä käytetään paineistetussa rumpusuodattimessa.

25

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Käsite "paineistettu valkolipeäsuodatin" mainitaan seuraavassa yksityiskohtaisessa keksinnön kuvauksessa. Käsitettä "painesuodatin" käytetään tässä tarkoittamaan 30 sekä paineistettuja valkolipeän kiekkosuodattimia ja paineistettuja valkolipeän rum-pusuodattimia. Käsitettä "valkolipeäsuodatin" käytetään tässä tarkoittamaan suodatinta, jossa meesaliete suodatetaan ja jossa suodos koostuu ensisijaisesti valkolipe-ästä.

6 Käsitettä "suodos" käytetään tässä tarkoittamaan nestettä, joka koostuu pääasiassa valkolipeästä ja jossa voi olla läsnä meesahiukkasia.

Käsitteet "meesaliete"ja "kuivattu meesa" voidaan myös mainita. Käsitettä "meesa-5 liete" käytetään tässä tarkoittamaan meesan lietettä, jota ei ole vielä poistettu vettä suodattimessa ja jossa meesaliete sisältää meesaa + suodosta (jossa suodos pääasiassa käsittää valkolipeää). Käsitettä "kuivattu meesa" käytetään tässä tarkoittamaan meesaa, joka on kuivattu suodoksesta suodattimena ja sisältää vain "puhdasta" meesaa, joka on tarkoitus suoraan tai epäsuorasti siirtää meesauuniin.

10

Lopuksi käsitteet "meesan puoli" ja "suodoksen puoli" mainitaan. Käsitettä "meesan puoli" käytetään tässä tarkoittamaan kiekon tai rummun niitä puolia, joihin meesa kiinnittyy suodatuksen aikana. Käsitettä "suodoksen puoli" käytetään tässä tarkoittamaan suodattimien sitä puolta, jossa suodos on läsnä.

15

Kuva 1 ja kuva 2 esittävät menetelmää ja järjestelyä vähintään yhden suodatinkan-kaan ja suodatinkakun puhdistamiseksi paineistetussa valkolipeäsuodattimessa 101 vähintään yhdellä suihkusuuttimella 142 ja käyttönesteellä käyttönestelinjassa 140. Valkolipeäsuodatinta 101 käytetään kaustisointiprosessissa, jossa viherlipeä kausti-20 soidaan ennen valkolipeäsuodatinta 101 lisäämällä kalkkia. Meesaliete muodostuu kaustisointiprosessin aikana ja valkolipeäsuodatinta 101 käytetään erottamaan val-kolipeä meesasta.

Valkolipeäsuodatin 101 käsittää meesapuolen suodatinkankaan yhdellä puolella suo-25 dattimessa ja suodospuolen suodatinkankaan toisella puolella, joka suodospuoli käsittää suodossäiliön 107 suodoksen vastaanottamiseksi, joka on suodatettu suodatinkankaan läpi.

Kuva 1 esittää paineistettua valkolipeäsuodatinta 101 kiekkosuodattimen muodossa. 30 Paineistettu kiekkosuodatin 101 käsittää onttoakselin 102, johon suodatin- päällysteiset kiekot 103 on järjestetty kiinni. Onttoakseli 102 on yhdistetty sen toisesta päästä moottorin 104 pyörivään akseliin. Kiekot 103 ja onttoakseli 102 ovat paineastian 105 ympäröimät, joka on osa painesuodatinta 101.

7

Suodatinpäällysteiset kiekot 103 ovat osittain upotettu meesalietteeseen 106, jossa suodos poistetaan kiekkojen kautta ulos onttoakselin 102 läpi ja edelleen kierrätys-linjan 130 kautta suodossäiliöön 107 suodattimen suodospuolelle. Painesuodattimes-ta 101 tulevan suodoksen 109 nestetaso asetetaan suodossäiliössä. Meesaliete 106 5 on muodostettu aikaisemmassa kaustisointiprosessissa ja meesaliete 106 pumpataan paineastiaan 105 vähintään yhdellä pumpulla 108.

Kierrätyslinja 131 kierrätettyä kaasufaasia varten kulkee kaasufaasista suodattimen suodospuolella eteenpäin suodattimen meesapuolelle. Kompressori 110 on järjestet-10 ty suodossäiliön 107 ja suodattimen meesapuolen välille. Kompressori 110 vetää sen imupuolelta (s) kaasufaasin suodossäiliöstä 107 ja se paineistuu sen painepuolella (p) paineastiassa 105 suodattimen meesapuolella. Tämän suodattimen "suodospuo-li" koostuu tilasta kiekoissa 103, onttoakselista 102, ja suodossäiliöstä 107. Siirtolin-ja 150 on järjestetty suodossäiliöstä 107 tarkoituksena siirtää suoraan tai epäsuo-15 rasti suodos keittoprosessiin.

Lisäksi käyttönestelinja 140 on järjestetty suodossäiliöstä 107 tarkoituksena siirtää osa suodoksesta vähintään yhden korkeapainepumpun 141 avulla suihkusuuttimiin 142. Korkeapainepumppu 141 on edullisesti tyyppiä, joka on epäherkkä pumppaus-20 nesteille, joilla on valkolipeän luonne.

Suodatin 143 voidaan, milloin tarkoituksenmukaista, sijoittaa valkolipeäsuodattimen suodospuolelle järjestettynä käyttönestelinjaan 140 suodossäiliön 107 ja suihkusuut-timien 142 välille tavoitteena suodattaa pois kaikki jäljellä olevat meesahiukkaset 25 suodoksesta. Suodatin 143 voi esimerkiksi olla kiillotussuodin.

Käyttöneste suihkuttaa suihkusuuttimien 142 kautta vähintään yhden suodattimen ja suodatinkakun puhtaaksi kiekoilla. Käyttöneste koostuu pääasiassa suodattimesta 101 tulevasta suodoksesta.

30

Kuva 2 esittää paineistettua valkolipeäsuodatinta 201 rumpusuodattimen muodossa. Tämän ja kuvassa 1 esitetyn kiekkosuodattimen 101 välinen ero on se, että kiekkojen 103 sijasta on rumpu 203, joka rumpu 203 on kiinni asennettu onttoakseliin 102. Tässä tapauksessa rumpu 203 on se, joka on osittain upotettu meesaliettee- 8 seen 106 ja suodos menee läpi rummun 203 ulos onttoakselin 102 kautta ja eteenpäin kierrätyslinjan 130 kautta suodossäiliöön 107 suodattimen suodospuolelle.

Mahdollisesti sedimenttityypin suodattimen 243 järjestelyä järjestettynä suodossäili-5 öön 107 valkolipeäsuodattimen suodospuolella voidaan käyttää suodattamaan kiinteät hiukkaset suodoksesta ennen kuin suodos on poistunut käyttönestelinjaan 140.

Kuvan 2 suoritusmuoto on muutoin identtinen kuvassa 1 kuvatun suoritusmuodon kanssa.

10

Jotta estetään suihkusuuttimien 142 tukkeutuminen suodoksesta, voidaan käyt-tönestettä käyttönestelinjassa 140 laimentaa hieman vedellä linjan 144 kautta. Suo-doksen määrä koko käyttönestelinjassa 140 on kuitenkin enemmän kuin 50 % ja edullisesti enemmän kuin 70 %.

15

On helppoa havaita, että on mahdollista yhdistää kuvan 1 suodatin 143 ja kuvan 2 suodatin 243 molemmat suodattimet yhdessä tai kumpikin suodatin erikseen, sekä kiekkosuodattimessa että rumpusuodattimessa.

20 Suihkusuuttimet (142) ovat edullisesti järjestetty käyttövälineeseen, joka siirtää suihkusuuttimia (142) suodattimen kokonaispinta-alan osan yli suodatinkankaalla.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin suoritusmuotoihin. Useat muunnelmat ovat mahdollisia patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

1. 9
2. 1. Menetelmä vähintään yhden suodatinkankaista ja suodatinkakuista puhdistamiseksi vähintään yhdellä suihkusuuttimella (142) ja käyttönesteellä paineistetussa 5 valkolipeäsuodattimessa (101), jota käytetään kaustisointiprosessissa, jossa viherli-peä kaustisoidaan ennen valkolipeäsuodatinta (101) kalkin lisäyksellä ja jossa se muodostaa prosessin aikana meesalietteen, ja jossa valkolipeäsuodatinta käytetään erottamaan valkolipeä meesasta, tunnettu siitä, että käyttöneste suihkusuutinta (142) varten muodostuu pääasiassa suodoksesta, joka saadaan suodattimesta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että enemmän kuin 50 %, edullisesti enemmän kuin 70 %, käyttönesteestä muodostuu suodoksesta, joka saadaan suodattimesta.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 100 % käyt tönesteestä muodostuu suodoksesta, joka saadaan suodattimesta.
5. 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodos sisältää enemmän kuin 75 % valkolipeää, joka saadaan edeltävässä kaustisointivaihees- 20 sa. 1 Järjestely vähintään yhden suodatinkankaista ja suodatinkakuista puhdistamiseksi vähintään yhdellä suihkusuuttimella (142) ja käyttönesteellä paineistetussa valkolipeäsuodattimessa (101), jota käytetään kaustisointiprosessissa, jossa viherlipeä 25 kaustisoidaan ennen valkolipeäsuodatinta (101) kalkin lisäyksellä ja jossa se muodostaa prosessin aikana meesalietteen, ja jossa valkolipeäsuodatinta käytetään erottamaan valkolipeä meesasta, jossa valkolipeäsuodatin sisältää meesapuolen suoda-tinkankaan yhdellä puolella suodattimessa ja suodospuolen suodatinkankaan toisella puolella, joka suodospuoli sisältää suodossäiliön (107) suodoksen vastaanottamisek-30 si, joka on suodatettu suodatinkankaan läpi, tunnettu siitä, että käyttönestelinja (140) on järjestetty siirtämään osa suodosta suodossäiliöstä (107) korkeapainepum-pun (141) kautta suihkusuuttimeen (142), joka on suunnattu kohti suodatinkangas-ta suodattimen meesapuolella. 10
6. 6. Patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että suihkusuutin (142) sijaitsee järjestettynä käyttövälineeseen, joka siirtää suihkusuuttimen (142) suodattimen kokonaispinta-alan osan yli suodatinkankaalla.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että suodatin (143, 243. sijoitetaan järjestettynä valkolipeäsuodattimen suodospuolelle. 10 15 20 11 Patenkrav