FI59036B - Foerfarande foer aotervinning av pappersfibrer ur samhaellsavfall - Google Patents

Description

RSSr^l [B] (11)KUULUTUSjULKAISU C Q Γ) T * JWA lJ 1 V UTLÄGGN I NGSSKRIFT ^ 7 U O 0 C Patentti oyennetty 10 06 1931

Patent c? i ’ ^ 1 ^ t ^ (51) Kv.lk?/IncCI.3 β 03 B 9/06 SUOMI—FINLAND t*> Pitanttl takamus— PatantanaBknlng 322/73 (22) Hakamlspllv· — Anattknlnpdig 02.02.73 ^ (23) AlkupVvl—GlMghatsdsg 02.02.73 (41) Tulkit |ulklMk»l — Bllvlt offantllg 10.08.73

Patentti- {a rekisterihallitus .... ........ .___ . ., ,. , _ ^ ' . . (44) N »talviksi panon ja kuuLJufkaJsun pvm. —

Patent· och registerstyrelaen ' ' Ansakin uttagd och uti.*krift*n publkarad 27.02.8l (32)(33)(31) etuoikeus —Begird prlorltat 09.02.72 USA(US) 22I+815 (71) Black Clawson Fibreclaim, Inc., 200 Park Avenue, New York, New York 10017, USA(US ) (72) Paul G. Marsh, Middletown, Ohio, David E. Chupka, Middletown, Ohio, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Menetelmä paperikuitujen talteenottamiseksi yhdyskuntajätteestä -Förfarande för ätervinning av pappersfibrer ur samhällsavfall

Suomalaisessa patentissa n:o 5*4 936 selitetään järjestelmä ja menetelmä kiinteiden jäteaineiden käsittelemiseksi uudelleenkäytettäviksi kelpaavien paperikuitujen talteen-ottamiseksi. Tyypillisiä mainitun selityksen mukaan käsiteltäviä jäteaineita ovat talous-, kaupalliset ja teollisuusjätteet, jotka kaikki sisältyvät seuraavassa käytettävään nimitykseen "yhdyskuntajäte". Yhdyskuntajäte sisältää yleensä luonteeltaan varsin erilaisia aineita kuten lasia, metalleja, eläin- ja ruuanjätteitä, kasvillisuutta, maata, muovia, suurin määrin paperia ja kartonkia ynnä muita kuituisia ja kuitumaisia aineita kuten luonnon- ja tekokuiduista koostuvia tekstiilejä.

Edellämainitussa patentissa selitetyllä järjestelmällä ja menetelmällä, josta myös jäljempänä esitetään yhteenveto, onnistutaan yleensä erottamaan yhdyskuntajätteen paperikuitu-ainesosa vesiliukoisista saasteista, ja myös poistamaan epäorgaaniset kiinteät saasteet ja ne orgaaniset kiinteät saasteet, joiden ominaispaino on merkittävästi suurempi kuin kuitujen, mikä voidaan helposti suorittaa painovoiman avulla tai keskipakopuhdistuksella nestesykloni- tai 2 59036 sentapaisessa puhdistimessa. On kuitenkin eräs saasteen laji, joka on osoittautunut vaikeaksi erottaa kuiduista tehokkaasti, nimittäin orgaaniset aineet, joiden ominaispaino on olennaisesti sama kuin pa-perikuitujen, tai joiden ominaispaino on suurempi, mutta jotka hydro-dynaamisesti käyttäytyvät ikäänkuin niiden ominaispaino olisi huomattavasti pienempi kuin se on.

Eräs tähän luokkaan kuuluva ainetyyppi, joka aiheuttaa melkoisen probleeman, on rasva, sekä kasvi-, eläin- että mineraali rasva, jota on aina läsnä sekä talous- että teollisuusjätteissä ja joka, paitsi että se sinänsä on paperikuitujen saaste, lisäksi on haitallinen sen vuoksi, että se pyrkii tarttumaan muihin ominaispainoltaan keveisiin saasteisiin kuten maa-, muste- ja asfalttihiukkasiin ja sentapaisiin ja aiheuttaa näiden tarttumisen kuituihin. Toinen saas-tetyyppi, joka käyttäytyy hyvin samalla tavoin kuin rasva, käsittää vahat, jotka ovat tavallisia jätepapereissa. Nämä molemmat saaste-tyypit ryhmitetään seuraavassa joskus "liuotinliukoisten" saasteiden ryhmäksi, ja ne muodostavat yllättävän suuren osan yhdyskuntajätteen kiintoaineesta, nimittäin likimäärin 5 %. Toinen saastetyyppi, joka aiheuttaa samanlaisia erotusprobleemoja kuin rasva, käsittää ei-kuituisia aineita olevat hienot hiukkaset, erityisesti sellaiset kuin kasvis- ja lihahiukkaset. Niistä aineista, jotka hydrodynaami-sesti käyttäytyvät ikäänkuin niiden ominaispaino olisi pienempi kuin se on, ovat tavallisimnina esimerkkeinä hiukkaset (karvat), tekokuidut, langat ja sellaiset kasvillisuusjätteet kuin ruoholeikkeet ja lehdenpalaset. Mukavuussyistä käytetään seuraavassa sanontaa "keveät aineet" kaikista edellähahmotelluista saastetyypeistä.

Kaikkia näitä keveitä aineita esiintyy yhdyskuntajätteissä melkoisia määriä, pääasiassa osina talous- ja laitosjätteistä. Ne muodostavat vaikean esteen korkealaatuisten paperikuitujen valmistukselle talousjätteiden saastuttamasta jätteestä, pääasiassa sen johdosta, että kun lietettä, jossa ne ja paperikuidut ovat olennaisina kiintohiukkasina, käsitellään normaalilla puhdistus- tai seulontamenetelmillä, niiden hydrodynaaminen käyttäytyminen ja fysikaaliset ominaisuudet ovat siinä määrin samanlaiset kuin paperikuitujen, että niitä ei saada erotetuiksi.

Esillä olevan keksinnön mukaan kiinteitä jäteaineita kuten varsinkin yhdyskuntajätettä, joka tyypillisesti käsittää monenlaisia kuituaineita sekä muitakin orgaanisia ja epäorgaanisia kiintohiukka-sia, käsitellään niin, että saadaan muodostetuksi vesiliete, jossa kiintohiukkasina on pääasiassa kuituaineita ja edellähahmoteltuja 5 59036 keveiden aineiden tyyppejä ja josta olennaisesti puuttuvat muut kiin-tohiukkaset joiden ominaispaino on olennaisesti suurempi kuin 1,0. Yhdyskuntajätettä voidaan esimerkiksi aluksi käsitellä niinkuin edellä mainitussa suomalaisessa patentissa 5^ 936 on selitetty, sekoittamalla siihen vetistä väliainetta käsittelyastiassa, jossa muodostunut liete joutuu mekaanisten ja hydraulisten leikkausvoimien kohteeksi kiintohiukkasten suhteellisesti helposti särkyvien osien pienentämiseksi ennaltamäärättyyn maksimi-hiukkaskokoon. Tähän tarkoitukseen erityisen sopivaksi todettu laite on selitetty US-patentissa n:o 3 595 ^88, ja tästä laitteesta saatu pumpattava liete seulotaan ja/tai muulla tavoin puhdistetaan siinä määrin, että jäljellä olevat epäorgaanisten aineiden hiukkaset saadaan olennaisesti poistetuksi.

Häiden vaiheiden läpi käyneessä lietteessä jäljellä olevat kiintohiukkaset koostuvat olennaisesti kuituisista aineista ja niistä eri tyyppisistä keveistä orgaanisista saasteista, jotka edellä on selitetty. Tämän keksinnön mukaan on todettu, että nämä keveät aineet voidaan tehokkaasti poistaa keskipakokäsittelyllä, joka on jonkin verran erilainen kuin normaali keskipakoerotus ja jota sopivasti voidaan nimittää ?,keskipakoflotaatioksi". Tarkemmin sanottuna tcämä liete johdetaan tangentin suuntaista syöttösuutinta myöten kartionmuotoi-seen astiaan, jossa myös on sekä kannassa että kärjessä poistoaukko niinkuin tavanomaisessakin keskipakolajittimessa. Tangentin suuntainen tulovirta saa aikaan pyörteisen virtauskuvion astian keskiviivan ympäri, minkä johdosta astiassa olevat kiintohiukkaset erottuvat kahdeksi pääjakeeksi. Sisäisessä jakeessa kiintohiukkaset koostuvat pääasiassa keveistä saasteaineista, kun taas ulkoinen jae sisältää suurimman osan paperikuiduista.

Se kartiomainen astia, jossa tämä erottelu suoritetaan, eroaa rakenteeltaan ja toimintatavaltaan tavanomaisista keskipakopuhdis-timista, joissa kartion kannassa oleva poistoaukko tavallisesti on likimäärin samankokoinen kuin syöttöaukko, mutta kartion kärjessä oleva poistoaukko on niin pieni, että poistuma siitä rajoittuu varsin pieneen osaan (alle 5%) syöttövirrasta, mikä poistovirtaamien jakauma on täysin tyydyttävä silloin kun tarkoituksena on poistaa kovat, rakeiset saasteet muuten verraten puhtaista paperikuiduista. Tämän keksinnön päämäärän kannalta tällainen virtaamaa sk auma ei kuitenkaan antaisi käyttökelpoisia tuloksia, koska suurin osa sekä paperi-kuiduista että keveistä aineista poistuisi yhdessä kartion kannassa olevasta poistoaukosta.

" 59036 Tämän keksinnön mukaan kartion kärjessä oleva poistoaukko on huomattavasti suurempi kuin tavanomaisessa puhdistimessa, ja syöttö-paine ja syöttövirtaama pysytetään niin suurina, että poistuma molemmista poistoaukoista saadaan pysymään melko suurena painehäviön ollessa yhtä suuri, tai huomattavasti suurempi kuin se mitä käytetään tavanomaisessa puhdistuksessa. Näissä olosuhteissa suurin osa paperi-kuiduista poistuu kärkiaukon kautta sen ulkoisen jakeen mukana, joka lietteestä erottuu astian sisässä, kun taas keveät aineet poistuvat sisäisen jakeen mukana astian kannassa olevan aukon kautta, joka ta-vanaomaisissa keskipakopuhdistimissa on akseptiaukkona.

Joskin keksintö pääasiassa kohdistuu keveiden saasteaineiden erottamiseen paperikuiduista, tähän tarkoitukseen käytettävään keski-pakoflotaatioprosessiin voidaan yhdistää muitakin käsittelyvaiheita. Lietettä voidaan esimerkiksi käsitellä rasva-ainesosan irroittami-seksi paperikuiduista ennen keski pakoflotaatiovaihetta, ja tämä voidaan tehdä kemiallisesti, suorittamalla käsittely jollakin dispergoi-misaineella tai rasvanpoistoaineella kuten saippualla tai detergen-tillä, tai mekaanisesti sellaisilla laitteilla kuin kiekkojauhimella tms.

Koska paperikuidut sisältävää lietteen jaetta käsitellään raskaampana jakeena keskipakoflotaatiossa, kaikki kovat, rakeiset saas-tehiukkaset jäävät paperikuitujen mukaan. Ne voidaan helposti poistaa toisessa puhdistusvaiheessa, joka suoritetaan tavanomaiseen tapaan keskipakolajittimissa. Muita käsittelyjä, joita paperikuiduille voidaan suorittaa niiden laadun parantamiseksi, ovat mm. liuennus ja valkaisu flotaation ja muiden puhdistusvaiheiden jälkeen.

Keksintö tarjoaa myös lisäetuja niiden sivutuotteiden muodossa, joita se saa aikaan talteenotettujen kuitujen lisäksi. Varsinkin kes-kipakoflotaatioyksiköstä saatu rejektijae sisältää siinä määrin liuo-tinliukoista rasvaa ja vahaa, että tämä komponentti kannattaa erottaa rejektin muusta osasta. Lisäksi jäljelle jäävä rejektiaine on niin suurelta osin orgaanista luonteeltaan, että se sopii raaka-aineeksi polttoaineen valmistukseen riippumatta siitä, onko vai ei rasva ja vaha siitä ensin poistettu.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti täydellistä järjestelmää keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi, ja kuviot 2 ja 3 ovat osakuvantoja, jotka esittävät kuvion 1 mukaisen järjestelmän modifikaatiota.

Kuvion 1 mukaiseen järjestelmään kuuluu jätteen käsittelyallas 10, johon kiinteitä jäteaineita voidaan syöttää jollakin sopivalla 5 59036 keinolla esim. kuljettimella 12. Metalliromun poistolaite 13 on yhteydessä altaan 10 kanssa verraten vaikeasti särkyvien aineiden poistamiseksi siitä, ja jotakin vetistä väliainetta kuten vettä voidaan syöttää altaaseen romunpoistimen 13 kautta johtoa 14 myöten.

Kaikki edellämainittu kalusto voi olla sitä tyyppiä, joka on tarkemmin selitetty US-patentissa n:o 3 549 092, jolloin sulputtimen ominaisuudet ovat mieluummin sellaiset kuin US-patentissa n:o 3 595 ^88 on esitetty. Niinkuin näissä patenteissa yksityiskohtaisesti on selitetty, altaassa 10 on roottori 15, joka saa aikaan pyör-teisen virtauskuvion ja saattaa altaassa olevan kiinteän jäteaineen alttiiksi rajuille hydraulisille ja mekaanisille leikkausvoimille, siten pienentäen kiintoaineen suhteellisen helposti särkyvät osat ennaltamäärättyyn kokoon, poistettaviksi altaan pohjassa olevan poh-jalevyn 16 läpi, jossa on 12-25 mm suuruiset reiät.

Liete, joka koostuu osasta vetistä väliainetta ja verraten helposti särkyvistä kiinteistä jäteaineista, jotka on pienennetty riittävän pieniksi läpäistäkseen pohjalevyn 16, poistetaan johtoa 18 myöten ja pumpataan pumpulla 19 kooltaan ja suorituskyvyltään verraten suureen keskipakopuhdistimeen eli nestesykloniin 20. Liete syötetään tangentin suunnassa puhdistimeen 20, ja suurin osa kovista, rakeisista epäorgaanisista aineista poistuu puhdistimen kärjen kautta niin kuin nuoli 22 osoittaa.

Loppuosa lietteestä, joka käsittää likimäärin 99 % kokonaistilavuudesta ja noin 25 % puhdistimeen 20 syötetystä kiintoaineesta, poistuu ouhdistimen yläpäästä johtoa 24 myöten ja johdetaan sopivaan seulaan 25, joka mieluimmin on verraten karkea, niin että siinä on esim. noin 3 mm rei'itys. Rejekti poistetaan seulalta 25 johtoa 26 myöten ja aksepti johdetaan johtoa 27 myöten verraten hienolle seulalle 30 seulottavaksi uudelleen esimerkiksi 1,6 mm reikien läpi.

Aksepti hienolta seulalta 30 pumpataan kuvion mukaan pumpulla 31 puhdistuslaitteeseen,jota edustaa keksipakopuhdistin 33, ja rejekti seulalta 30 johdetaan johtoa 34 myöten rejektin poistojohtoon 35, ja rejekti puhdistimelta 33 ohjataan samoin johtoon 35 johtoa 36 myöten. Koska useimmissa tapauksissa puhdistimelta 33 tuleva aksepti vielä sisältää huomattavan määrän pieniä orgaanisen saasteen hiukkasia, sille suoritetaan tässä vaiheessa mieluimmin vielä toinen puhdistustoimi tus, jota edustavat pumppu 39 ja keskipakopuhdistin 40. Puhdistimessa 40 suoritetaan mieluimmin hienompi puhdistus kuin puhdistimessa 33, esimerkiksi laimentamalla massaliete noin 0,3 '« sa- 6 59036 keuteen sen sijaan että sakeus puhdistimessa 33 on noin 0,7 %, ja/ta.i käyttämällä kohdassa 33 152 mm:n puhdistinta ja kohdassa *40 76 mm:n puhdistinta. Akseoti nuhdistimesta 40 johdetaan johtoa '41 myöten nollajakeen poistimeen 42 jota kuviossa edustaa kaltevatyvppinen seula, josta nolla-jae rejektinä johdetaan johtoa 43 myöten räärejek-tijohtoon 35.

Kiintoaine nollajakeen poistimesta 43 tulevassa aksentissa koostuu paperikuiduista, joita saastuttavat pääasiassa liuotinliu-koiset rasvat ja vahat ja muut kuitumaiset aineet. Juuri näiden saasteiden poistaminen on vaikein puhdistusprobleema, ja tämä probleema on esillä olevan keksinnön mukaan ratkaistu niinkuin seuraavassa selitetään .

Nollajakeen poistimen 42 aksepti pumpataan pumpulla 44 johtoa 45 myöten keskipakoflotaatioyksikköön 50, joka piirustuksessa on kaa-viollisesti esitetty muodoltaan katkaistuna kartiona, joka on varustettu tangentinsuuntaisella syöttönysällä 51, kärkipoistoaukolla 52 ja kanta- eli .y.läpoist.oaukolla 53. Yksikkö 50 on itse asiassa keski-pakopuhdistin, jonka erikoinen muoto ja toimintatapa saavat aikaan sisääntulevan lietteen jakautumisen ulkoiseksi jakeeksi, joka sisältää suurimman osan selluloosakuituaineesta, ja sisäiseksi jakeeksi, joka sisältää suurimman osan rasvasta ja muusta keveästä saasteai-neesta mukaanluettuina tekokuidut. Yksikköä 50 ajetaan lisäksi sillä tavoin, että ulkoinen jae poistuu kärkipoistoaukosta 5? akseptina kun taas keveät saasteet sisältävä jae poistetaan yläpoistoaukosta 53 rejektinä.

Nämä toimintaolosuhteet ja tulokset saavutetaan suhteuttamalla eri aukkojen koot toisiinsa siten, ja säätämällä syöttövirtaamaa ja painetta siten, että aukkojen 52 ja 53 kautta poistuvat kaksi jaetta ovat määrältään likimäärin yhtä suuret ja että painehäviö on olennaisesti suurempi kuin tavanomaisessa keskipakopuhdistimessa. Erityis-esimerkkinä mainittakoon, että tyydyttäviä tuloksia keksinnön käytössä on saavutettu käyttämällä yksikkönä 50 76 mm:n läpimittaista pyörrepuhdistinta, jossa syöttöaukon 51 ja yläpoistoaukon 53 molempien läpimitta on 12,7 mm, mikä on tavanomaista, mutta jossa kärkipoisto-aukon 52 läpimitta on 14,3 mm sen sijaan että se olisi 8,5 mm, mikä olisi tämän aukon tavanomainen koko, joka päästäisi vastaavasti pienemmän osuuden (alle 5 % ja tavallisesti noin 1 %) koko tilavuus-virtaamasta lävitse.

Painehäviöksi 76 mm:n puhdistimelle tavanomaista keskipako-puhdistinta varten suositellaan 2,5 - 3*2 aty virtaaman ollessa 84 7 59036 1/min. Hyviä tuloksia esillä olevan keksinnön käytössä on sen sijaan saatu pitämällä syöttöpaine ja syöttövirtaama niin paljon suurempana että on saatu likimäärin yhtä suuret tilavuusvirtaamat molempien pois-toaukkojen 52 ja 53 kautta, painehäviön ollessa ainakin yhtä suuri ja mieluummin hiukan suurempi kuin tavanomaisessa käytännössä, esimerkiksi H,2 - 5,6 aty.

Edellä selitetyllä järjestelmällä suoritetuissa kokeissa saadut tulokset osoittavat, että kärkipoistoaukosta 52 tuleva virtaama sisältää jopa 80-90 % syöttölietteessä alunperin olleesta kiintoaineesta, ja että tämä kiintoaine käsittää pääasiassa uudelleen käytettäväksi sopivaa laatua olevia kuituja ja vain pieniä määriä saastetta, pääasiassa orgaanisia saastehiukkasia kuten muovikuituja ja asfaltti-maisia aineita. Toinen virta, joka poistuu yksiköstä 50 yläaukon 53 kautta sisältää vain 10-20 % alkuperäisestä kiintoaineesta, mutta tämä kiintoaine käsittää pääasiassa nollakuituja, karvoja, tekokuituja ja muita epäyhdenmukaisia hiukkasia, ja myös suurimman osan syöttölietteen sisältämästä rasvasta ja vahasta. Tämän aukosta 53 tulevan rejektin jatkokäsittely on selitetty jäljempänä.

Edellä yksikön 50 käytön yhteydessä esitetyt arvot edustavat tyypillisiä sopivia toimintaolosuhteita keksinnön käyttöä varten, mutta näissä arvoissa on jonkin verran vaihtelun varaa, ja on myös huomattava, että yksikköön 50 syötetyn lietteen sakeus on tärkeä tekijä. Niinpä kokeet osoittavat, että mitä pienempi sakeus on, sitä tehokkaampi on haluttu erottelu, ja parhaat tulokset on saavutettu vaihtelualueen 0,3-0,7 % alapäässä olevilla sakeuksilla.

Toinen tärkeä säätötekijä on syöttöaukon 51 virtauspoikkipin-nan suhde kärkipoistoaukon 52 virtauspoikkipintaan. Sellaisessa verraten pienessä puhdistimessa kuin edelläselitetyssä 76 mm:n yksikössä tämän suhteen on oltava vähintään 1:1 maksimisaannon saavuttamiseksi, mutta sen ei tarvitse olla olennaisesti tätä suurempi. Niinpä pois-toaukon 50 läpimitta voi olla välillä 12,7 - 14,3 mm, kun syöttöaukon läpimitta on 12,7 mm. Suuremmalla puhdistimella, esimerkiksi 152 mm:n läpimittaisella, tämän suhteen on oltava välillä 1:1 - 1:1,5.

Yleensä tämän suhteen on maksimisaannon saavuttamiseksi oltava sellainen, että tilavuusvirtaamat molemmista poistoaukoista ovat likimäärin yhtä suuret, mutta mitä suurempi puhdistin on, sitä suurempi on painehäviön oltava verrattuna pyörrepuhdistinten tavanomaisiin toimintapaineisiin, tavanomaisissa keskipakopuhdistustoimituksissa käytettyjä vastaavien keskipakovoimien kehittämiseksi. Esimerkiksi kun 152 mm:n keskipakopuhdistin tavanomaisesti toimii 2,8 aty paine- 8 59036 erolla ja 76 mm:n keskipakoflotaatioyksikkö toimii välillä 2,7 - 7 aty olevalla paine-erolla, 152 mm:n keskipakoflotaatioyksikkö tarvitsee vähintään 5,6 aty ja mieluummin enemmän, väliltä 5,6 - 1!J aty.

Edellä hahmotellut olosuhteet on todettu sopivimmiksi kun halutaan mahdollisimman suuri kelvollista laatua olevien kuitujen saanto, mutta keskipakoflotaatioyksikkö 50 voidaan panna toimimaan myös erittäin selektiivisesti, jolloin saadaan pienempi aksentimäärä, joka sisältää pisimmät läsnäolevat kuidut. Jos esimerkiksi virtaama kärki-poistoaukon 52 läpi pienennetään 20-35 /Siksi syöttövirtaamasta, tämä jae sisältää suurimman osan pisimmistä syöttövirtaaman sisältämistä kuiduista ja vastaavasti vähemmän nollakuituja ja keveitä saasteai-neita. Niinpä jos aukon 52 läpimitta pienennetään 1^,3 mm:stä 11,1 mm: iin, virtaama sen läpi pienenee noin 50 5S:sta noin 25 $:iin ja rejektinä kantapoistoaukon 53 läpi poistuvan kuidun määrä suurenee noin 12 /S:sta noin 25 $:iin.

Huomattakoon, että edellä olevassa esimerkissä poistoaukon 52 kokoa pienennettiin suhteessa 8:5, mutta että aukon tehollinen virtauspoikkipinta on silti enemmän kuin 12-kertainen samankokoisen tavanomaisen puhdistimen kärkipoistoaukkoon verrattuna. Ilmeistä on myös, että samankaltaisia tuloksia voidaan saavuttaa muuttamatta varsinaisesti aukon 52 kokoa, suurentamalla siihen vaikuttavaa vastapai-netta, käyttämällä esimerkiksi sopivaa kuristusventtiiliä 56 aukosta 52 lähtevässä johdossa 57. Yleisesti voidaan todeta, että laadultaan paras kuitusaanto keskipakoflotaatioyksiköstä saadaan suurentamalla paine-eroa, pienentämällä akseptijakeen määrää käyttämällä erittäin pieniä sakeuksia kuten 0,3 %, mutta tämän saannon määrä pienenee vastaavasti samassa määrin kuin rejektijakeen määrä suurenee. Tyydyt-tävimmät tulokset on tähän mennessä saavutettu edellä selitetyllä 76 mm:n yksiköllä, ja edellä oleva maininta syöttöaukon ja kärkipois-toaukon kokosuhteesta, mitä 76 mm:n yksikköön tulee, voidaan sopivasti muotoilla uudelleen vaihtelualueeksi 1:0,75 - 1:1,25 aksepti-kuitujen saannon halutusta määrästä tai laadusta riippuen.

Yksikön 50 aksepti, joka tulee ulos kärkipoistoaukosta 52, tarvitsee tavallisesti lisäkäsittelyn tai -käsittelyjä siitä käyttötarkoituksesta riippuen mihin se lopullisesti joutuu. Niinpä se on piirustuksessa esitetty johdetuksi johtoa 56 myöten lisäkäsittely-asemille. Jos yksikön 50 aksepti esimerkiksi vielä sisältää merkitseviä määriä hienoja kovia rakeita tai hienoja orgaanisia likahiukkasia, sille voidaan suorittaa vielä yksi keskipakopuhdistusvaihe, jossa tapauksessa asema 60 edustaa pumpun 3 ja puhdistimen 33 kaltais- 9 59036 ta lisäsyöttöpumppua ja puhdistinta, jota käytetään pumpun 39 ja puhdistimen 40 lisäksi tai sijasta.

Toinen mahdollinen käsittely on liuennus, varsinkin jos kuituaine sisältää vaikeasti poistettavia saasteita kuten rasvaa, vahaa ja asfalttia, jotka helposti voidaan dispergoida liuentamalla, ja joka tapauksessa, jos kuituaine on tarkoitus valkaista. Asema 61 edustaa näinollen keitintä, ja tyydyttäviä tuloksia voidaan saavuttaa millä tahansa tavanomaisella keittimellä käyttämällä kemikaalina 1-15 paino-$ NaOH, painealuett^ 0,7 - 7,0 aty, lämpötila-aluetta 115-170°C ja 5-15 minuutin keittoaikaa. Selvää on, että ennen keitintä on käytettävä sopivaa vedenpoistolaitetta, joka pystyy käsittelemään jopa 45 % sakeuksia, ottaen huomioon, että aksepti lähtee flotaatioyksi-köstä 50 0,6 - 1,0 % sakeudessa, ja asema 62 edustaa liuennetun massan lopullista pesu- ja vedenpoistolaitetta.

Huomattakoon, että on merkitsevästi edullisempaa suorittaa edellä selitetty liuennusvaihe keskipakoflotaatiovaiheen jälkeen kuin ennen sitä. Liuennus pyrkii esimerkiksi pienentämään eräiden keveiden saasteiden, varsinkin tekokuitujen hiukkaskokoa ja tekemään siten niiden poistamisen vaikeammaksi kuin niiden ollessa suurempikokoisia. Lisäksi kun suurin osa rasvasta poistetaan keskipakoflotaatiolla, seurauksena on, että myöhempään liuennusvaiheeseen tarvitaan vähemmän kemikaaleja kuin jos rasva vielä olisi jäljellä.

Lietteessä läsnäolevan rasva-aineen määrästä riippuen saattaa olla edullista sisällyttää keksinnön mukaiseen menetelmään esivaihe jonka tarkoituksena on irroittaa rasva kuiduista ennen kuin lietteelle suoritetaan keskipakoflotaatio. Lietteeseen voidaan lisätä esimerkiksi jotakin saippuaa, detergenttiä tai muuta dispergoimisainetta. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi lietteelle voidaan suorittaa mekaaninen käsittely, joka pyrkii irroittamaan rasvaa kuiduista tai paperinvalmistukseen sopivista aineista, esimerkiksi kiekkojauhimissa tms. Kuvio 2 esittää osaa kuvion 1 mukaisesta järjestelmästä .modifioituna niin, että tällainen lisäkäsittelyasema 65 on sovitettu nollajakeen pois-timen 42 ja flotaatioyksikön 50 väliin, joka on sopivin paikka tätä jauhatus- ja/tai rasvandispergoimisasemaa varten.

Toinen vaihtoehtoinen vaihe, joka on 'erityisen käyttökelpoinen sellaisten hiukkasten poistamisessa, joilla on taipumus käyttäytyä hydrodynaamisest.i niin kuin paperikuidut, on ilman ruiskuttaminen lietteeseen ennen keskipakoflotaatioyksikköä 50. Kuvio 3 esittää osaa kuvion 1 mukaisesta järjestelmästä siten modifioituna, että johdon 45 kanssa rinnan on kytketty painesäiliö 66 sillä tavoin, että 10 59036 pienehkö osa, esimerkiksi 20 % yksikköön 50 syötetystä virtaamasta kulkee painesäiliön 56 kautta ja yhtyy sitten päävirtaan. Jos säiliö 66 pidetään likimäärin puoleksi täynnä ilmaa, jonka paine on esim.

6,3 aty, nesteeseen liukenee ilmaa, joka sitten vapautuu kuplina yksikön 50 sisässä. Näyttää siltä, että näillä kuplilla on taipumus tarttua saastehiukkasiin ja panna ne käyttäytymään ikäänkuin niiden ominaispaino olisi pienempi kuin se on, ja siten kulkeutuu sisäiseen jakeeseen yksikössä 50 ja sen kantapoistoaukkoon 53.

Koko järjestelmä näyttää edullisimmalta sellaisena kuin se tähän mennessä on selitetty, mutta siihen voidaan tehdä melkoisesti modifikaatioita keksinnön puitteissa. Esimerkiksi koska keskipako-flotaatioyksikkö 50 on varsin tehokas nollajakeen poistimena, jolloin nollajae erottuu siihen jakeeseen, joka poistuu kantapoistoaukon 53 kautta, on mahdollista jättää pois nollajakeen poistin 42 ja kytkeä johto 4l suoraan pumppuun 44. Samalla tavoin keskipakopuhdistusaseirien 33 ja 40 lukumäärä on pääasiassa valinnanvarainen ja riippuu hienojen epäorgaanisten ja orgaanisten saastehiukkasten määrästä, joka jää jäljelle syklonissa 20 ja seula-asemilla 25 ja 30 suoritettujen alku-käsittelyjen jälkeen.

Toisena kuvion 1 mukaisen järjestelmän modifikaationa on mahdollista korvata toinen tai molemmat seulat 25 ja 30 keskinakoflotaa-tioyksiköllä, joka pystyy suorittamaan olennaisesti saman soul omi st eti-tävän koska suurin osa seulomalla poistetuista saasteista on isoja hiukkasia ominaispainoltaan keveitä aineita kuten muovia, vahapaperia, puuta, maissintähkiä, lehtiä yms. Esimerkiksi 152 mm:n keskipakoflo-taatioyksikkö toimii tyydyttävästi karkean seulan 25 tilalla ja sitä voi seurata 76 mm:n keskipakoflotaatioyksikkö hienolajittelua varten tai tavanomainen hieno seula. Erityisenä etuna keskipakoflotaatio-yksikköjen käytöstä tässä lajitteluvaiheessa on se, että niiden hylkäämä paperikuitumäärä on huomattavasti pienempi kuin tavanomaisten seulojen, mistä seuraa akseptikuidun saannon suureneminen. Puhdistuksen jälkeen yhdessä tai useammassa keskipakopuhdistimessa 33 ja 4o akseptiaine syötetään keskipakoflotaatioyksikköön 50 niin kuin aikaisemmin on selitetty. Kaikkia näitä modifioituja menetelmiä ja sarjoja voidaan myös edelleen modifioida lisäämällä niihin joko jauhatus-tai rasvandispergoimisasema tai molemmat.

Niinkuin aikaisemmin on mainittu, kuikin vaiheen suorittamiseen sopivien sakeuksien väliset erotukset vaativat laimennus- tai veden-poistoasemia järjestelmän eri kohtiin, mutta on pidetty tarpeettomana esittää näitä asemia alan ammattimiehille. Eduksi lienee kuiten- 11 59036 kin täydentää edellämainittuja tietoja sakeuksista luettelemalla sopivimmat srvot kutakin vaihetta varten: 3,5 % syklonilla 20 ja karkealla seulalla 25, 1 % hienolla seulalla 30, 0,7 % puhdistimella 33, 0,5 % puhdistimella 40, 0,3 % nollajakeenpoistimella 42, 0,5 % kes-kipakoflotaatioyksiköllä 50 ja 35 % keittimellä 61.

Mainittakoon myös, että sekä nollajakeen poistoyksikkö että keskipakoflotaatioyksikkö vaikuttavat vettä poistavasti niiltä tulevaan akseptiaineeseen. Jos liete tulee nollajakeen poistimeen esimerkiksi 0,3 % sakeana, akseptiaine sakeutuu noin 3,5 %'Ain. Keskipako-flotaatioyksikössä akseptiaineen sakeus on likimäärin kaksinkertainen tulosakeuteen verrattuna, kun taas kantapoistoaukosta saatavan re-jektiaineen sakeus on noin puolet tulosakeudesta.

Niinkuin jo on mainittu, liuotinliukoiset saasterasvat ja -vahat muodostavat likimäärin 5 % yhdyskuntajätteen kiintoaineesta, ja ne muodostavat vielä suuremman osan flotaatioyksikön 50 rejektis-tä, nimittäin noin 20-35 %· Tämä rejektiaine voidaan yhdistää aikaisempien puhdistus- ja seula-asemien rejektiin poltettavaksi leijuker-rosreaktorissa tai sentapaisessa lopullisessa hävityslaitteessa, mutta on myös mahdollista ottaa liuotinliukoinen osa talteen muita tarkoituksia varten, esimerkiksi raaka-aineeksi saippuan tai polttoaineen valmistukseen. Itse asiassa, koska yksikön 50 rejekti on olennaisesti pelkästään orgaanista luonteeltaan, koska muut pääkomponentit kuin rasva ja vaha ovat luonnollista tai synteettistä alkuperää kuten kasvillisuutta tai muovia ja koska se myös on hiukkaskooltaan verraten yhdenmukaista ja riittävän pientä joutuakseen akseptijakeeseen hie-noseulalla 30, tämä rejekti on kokonaisuudessaan erinomaisen sonivaa muutettavaksi polttoaineeksi pyrolyysin tai hydrauksen kautta suomalaisen patenttihakemuksen n:o 3559/71 mukaan. Kuvion 1 asema 70 edustaa näinollen tällaista käsittelyä.

Vaihtoehtona flotaatioyksikön 50 rejektin käyttämiselle kokonaan polttoaineen lähteenä sen liuotinliukoinen osa voidaan ottaa erikseen talteen tavanomaisilla menetelmillä kuten flotaatioselkeyttä-misvaiheella, jota seuraa tislaus tai kemiallinen talteenottovaihe, jossa käytetään sopivaa liuotinta. Kuvion 1 asema 70 edustaa näinollen myös tällaisia selektiivisiä talteenottoasemia. Liuotinliukoi-sen osan poistamisen jälkeinen jäännös käsittää pääasiassa paperi -nollakuitua, joka läpäisee 100 mesh seulan eikä niinollen ole olennaisesti minkään arvoista paperinvalmistuksen kannalta. Näitä nolla-kuituja on tavallisesti 60-70 % flotaatioyksikön 50 rejektistä. Näinollen on tavallisesti käytännöllisintä hävittää tämä jäännös poltta- 12 59036 maila, paitsi seuraavassa kappaleessa selitetyssä tapauksessa.

Jos kuvion 1 asemien 25 ja 30 seuloina käytetään flotaatio-yksiköitä niinkuin edellä on mainittu, näiden rejektiaine on samankaltaista kuin flotaatioyksikön 50 rejekti, sikäli että sekin on luonteeltaan pääasiassa orgaanista ja että siinäkin on verraten pieni osa käyttökelpoisia paperikuituja. Lisäksi siinä on melkoinen osa muovia ja muuta orgaanista ainetta, mm. mainittuja liuotinliukoisia saasteita. Se sopii näinollen hyvin raaka-aineeksi polttoaineen valmistukseen otettakoonpa tai ei siitä ensiksi talteen liuotinliukoinen osa, ja jos järjestelmä on sovitettu käsittelemään tätä rejektiä tällä tavoin, on tavallisesti sopivaa yhdistää siihen flotaatioyksikön 50 rejekti, varsinkin jos liuotinliukoinen jae ensiksi poistetaan tästä jakeesta.

Joskin edellä selitetty menetelmä ja tuote muodostavat keksinnön ensisijaiset sovellutusmuodot, on huomattava, että keksintö ei ole rajoitettu tähän nimenomaiseen menetelmään ja tuotteeseen, vaan että siihen voidaan tehdä muutoksia poikkeamatta keksinnön puitteista sellaisena kuin ne on määrätty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Claims (11)

13 59036

1. Menetelmä sivutuotteiden, mm. paperikuitujen talteenoltami-seksi uudelleenkäyttöä varten jätteestä, joka sisältää talousjätteen saastuttamaa jätepaperia, jolloin jätteestä muodostetaan pumpattava vesiliete, jossa kiintoaineen hiukkaskoko on enintään papo-rikuitujen suuruusluokkaa ja kiintoaine koostuu olennaisesti paperi-kuiduista, joiden mukana on saasteena rasvaisia nesteitä, tunnettu siitä, että a) tämä liete syötetään kartiomaiseen astiaan, jossa on tangentin suuntainen tuloaukko lähellä kartion kantaa ja poistoaukot kartion kärjessä ja kannassa, jolloin tuloaukon ja kannassa olevan pois-toaukon virtauspoikkipinnat ovat olennaisesti yhtä suuret, b) syöttövirtaama mainittuun tuloaukkoon pidetään niin suurena, että astiaan kehittyy keskipakovoimaolosuhteet, jotka aikaansaavat lietteen pyörteisen erottumisen astiassa ulkojakeeksi, joka sisältää suurimman osan paperikuiduista, ja sisäjakeeksi, joka sisältää suurimman osan rasvaisista nesteistä, ja ulkojakeen ja sisäjakeen poistumisen kärkipoistoaukon vastaavasti kantapoistoaukon kautta, c) poistovirtaamat molempien poistoaukkojen kautta pidetään ennalta määrätyssä suhteessa toisiinsa siten, että kärkipoistoaukon kautta poistuva ulkojae sisältää suurimman osan astiaan tulevista paperikuiduista, d) kantapoistoaukon kautta poistuvaan virtaamaan sisältyvät hyl-kyaineet otetaan talteen uudelleen käyttöä varten, ja e) näitä talteen otettuja hylkyaineita käsitellään edelleen niiden muuttamiseksi joksikin tai joiksikin seuraavista sivutuotteista: i) rasva-aineosiksi, ii) polttoaineeksi, joka sisältää kyseiset rasva-aineosat, iii) polttoaineeksi, joka on pääasiassa vapaa kyseisistä rasva-aineosista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuloaukon ja kärkipoistoaukon tehollisten virtauspoikkipin-tojen suhde on välillä 1:0,75 - 1:1,25.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien aukkojen tehollinen virtauspoikkipinta on olennaisesti yhtä suuri ja että poistovirtaamat poistoaukoista ovat olennaisesti yhtä suuret. k. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteelle suoritetaan jauhatuskäsittely ennen patenttivaatimuksen 1 mukaista syöttövaihetta (a), rasvan irroittamiseksi paperikuiduista . 14 59036

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että lietteeseen sekoitetaan rasvan dispergoimisainetta ennen patenttivaatimuksen 1 mukaista syöttövaihetta (a).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet t u siitä, että astian läpimitta on noin 7,5 cm, jokaisen aukon virtauspoik-kipinta vastaa noin 1,3 cm läpimittaisen ympyrän pinta-alaa, ja paineen aleneminen astiassa on vähintään niin suuri kuin ?,8- 4,2 at.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa pumpattava liete sisältää vettä, paperikuituja, talousjätettä ja ainakin jotakin seuraavista saasteista: särkyviä ja särkymättömiä epäorgaanisia aineita; kasvillisuusjätteitä; liukenemattomia epäorgaanisia aineita; hiekkaa ja muuta massaa, tunnettu siitä, että liete puhdistetaan linkoamalla suurimmasta osasta epäorgaanisia aineita, ennenkuin suoritetaan patenttivaatimuksen 1 mukaiset vaiheet (a), (b) ja (c ).

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että akseptimassalle suoritetaan liuennus.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että linkoamalla puhdistettu liete seulotaan suurehkojen, ominaispainoltaan paperikuituja vastaavien hiukkasten poistamiseksi siitä, minkä jälkeen lajiteltu liete puhdistetaan linkoamalla suuren ominaispainon omaavien hiukkasten poistamiseksi, ja lajitellusta ja linkoamalla puhdistetusta lietteestä erotetaan huomattava osa hienoja kuituja.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistuksessa saadut hylkyaineet yhdistetään patenttivaatimuksen 1 vaiheen (d) hylkyaineeseen, jolloin hylkyaineiden jatkokäsittely käsittää niiden muuttamisen polttoaineeksi.

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 9 mukainen menetelmä, jossa hylky-aine sisältää olennaisessa määrin liuotinliukoisia rasva- ja/tai vaha-aineosia, tunnettu siitä, että nämä liuotinliukoiset aineosat erotetaan hylkyaineen muusta osasta.