FI70941B - System och apparat foer tillvaratagande av tallolja - Google Patents

Description

70941 Mäntyöljyn talteenottojärjestelmä ja -laite

Keksinnön tausta ja alue

Esillä oleva keksintö liittyy järjestelmään ja lait-5 teeseen hiukkasten poistamiseksi nestesuspensiosta ja yksityiskohtaisemmin parannettuun menetelmään ja laitteeseen mäntysaippuahiukkasten taiteenottamiseksi selluloosan valmistusprosessissa syntyneestä mustasta lipeästä.

Selluteollisuuden sivutuote on musta nestemäinen ai-10 ne, joka tunnetaan "mustana lipeänä", joka saadaan massasta, joka on uutettu massan pesimien ja/tai haihduttimien kautta. Tavallisesti tämä musta lipeä poltetaan, jotta saadaan talteen sen soodasisältö, joka sitten puolestaan käytetään uudelleen selluloosan valmistusprosessissa. Tähän mustaan li-15 peään liuenneena ovat mäntysaippuahiukkaset, jotka ovat si-nällänsä käyttökelpoisia muilla teollisuudenaloilla. Tämän johdosta on ollut käytäntönä ottaa talteen niin paljon män-tysaippuahiukkasia kuin mahdollista ennen mustan lipeän polttamista.

20 Mäntysaippua otetaan talteen mustasta lipeästä syöt tämällä musta lipeä kuorintasäiliöön, jossa mäntysaippuahiukkaset nousevat nesteen pintaan ja ne voidaan kuoria pois. Koska, toiminnan tehokkuuden johdosta, mustaa lipeää ei voida pitää liian pitkää ajanjaksoa kuorintasäiliöissä, 25 jotkin mäntysaippuahiukkasista, jotka on liuenneet mustaan lipeään, eivät koskaan saavuta lipeän pintaa ennen sen poistamista säiliöstä. Vaikka tämä jäännös on varsin pieni, tarkasteltuna kumulatiiviselta pohjalta se edustaa merkittävää mäntysaippuan menetystä.

30 Tällä tavoin menetetyn mäntysaippuan määrän vähentä miseksi on ehdotettu järjestelmiä mäntysaippuahiukkasten agglomeraation lisäämiseksi ennen niiden joutumista kuorintasäiliöön. Koska näiden hiukkasten nousutaso on likimain verrannollinen niiden kokoon, saippuahiukkasten agglome-35 roituminen suuremmiksi hiukkasiksi johtaa siihen, että suurempi osa näistä hiukkasista saavuttaa kuorintasäiliöi-den pinnan mustaa lipeää säiliöissä säilytettäessä.

2 70941

Menetelmiä mäntysaippuahiukkasten agglomeraation parantamiseksi on esitetty Drawn US-patenttijulkaisussa nro 3 356 603 ja Zyckerin US-patenttijulkaisussa nro 4 098 673. Kummassakin näissä patenteissa esitetään sähköisen potenti-5 aalin muodostaminen kahden elektrodin yli, jotka on upotettu mustaan lipeään niin, että edistetään mäntysaippuahiukkasten agglomeraatiota. Zucker erityisesti esittää elektrodien sijoittamista sen putkilinjan sisään, joka tuo mustan lipeän kuorintasäiliöön. Nämä kaksi elektrodia on eristetty 10 toisistaan ja niiden yli on kytketty tasajännitepotentiaa- li. Tämän tasajännitepotentiaalin napaisuus on sellainen, että ylävirran puoleinen elektrodi on positiivinen ja ala-virran puoleinen elektrodi on negatiivinen. Zuckerin patentin mukaan tämä järjestely aikaansaa tehostuneen mäntyöljyn 15 talteenoton.

Keksinnön yhteenveto

Nyt on havaittu, että tekniikan tason mukaista laitetta voidaan merkittävästi parantaa yksinkertaisesti yhdistämällä alavirran puoleinen (negatiivinen) elektrodi 20 maadoitukseen. Tämä yksinkertainen muutos aikaansaa yllättävät ja odottamattomat tulokset ei vain parantamalla mäntysaippuan saantia, vaan myös parantamalla talteenotetun mäntysaippuan tiheyttä, jolloin mäntysaippuan käsittely, varastointi jne. yksinkertaistuu.

25 Esillä oleva keksintö muodostaa erityisesti paran nuksen käytettäväksi järjestelmässä hiukkasten poistamiseksi nesteestä, jolloin järjestelmä käsittää välineet vir-taustien muodostamiseksi nestevirralle, ensimmäisen ja toisen elektrodin, jotka on sovitettu virtaustielle, jolloin 30 ensimmäinen elektrodi on sijoitettu ylävirtaan toisesta elektrodista ja eristetty siitä sähköisesti, ja välineet sähköpotentiaalin syöttämiseksi elektrodien yli, jotta saadaan nesteen hiukkaset agglomeroitumaan. Parannus käsittää välineiden lisäämisen toisen elektrodin kytkemiseksi maa-35 doitukseen.

It 3 70941

Lyhyt piirustusten selitys

Edeltävät esillä olevan keksinnön edut ja piirteet käyvät helpommin ilma seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä liittyneenä oheisiin piirustuksiin, joissa: 5 kuvio 1 on kaaviollinen esitys tekniikan tason mu kaisesta järjestelmästä nesteen hiukkasten agglomeraation edistämiseksi kytkemällä sähköstaattinen potentiaali sen yli, ja kuvio 2 on kaaviollinen esitys kuvion 1 järjestel-10 mästä muutettuna esillä olevan keksinnön opetusten mukaisesti .

Kuvio 2A on kaaviollinen esitys keksinnön toisesta suoritusmuodosta.

Kuvio 3 on putkituskaavio, joka havainnollistaa 15 kuviossa 2A esitettyä muunnosta.

Yksityiskohtainen selitys

Vaikka seuraava selitys laajasti viittaa menetelmään mäntysaippuan taiteenottamiseen mustasta lipeästä, joka on tuotettu selluloosan valmistusprosessin sivutuotteena, on 20 ilmeistä, että menetelmää voidaan samalla tavoin käyttää muihin käyttötarkoituksiin, jotka edellyttävät nestesus-pension kuljettamien hiukkasten agglomeraatiota.

Kuvio 1 on kaaviollinen esitys tekniikan tason mukaisesta laitteesta sähköstaattisen potentiaalin syöttämi-25 seksi mustan lipeän yli sen kuljettamien mäntysaippuahiuk-kasten agglomeraation edistämiseksi. Tässä kuviossa putki-linja 10 sisältää sisääntulovyöhykkeen 12 mustan lipeän vastaanottamiseksi lähteestä, kuten selluloosamassan pesuri tai haihdutin, ja ulostulon 14 sähköstaattisesti käsitellyn 30 mustan lipeän kuljettamiseksi kuorintasäiliöön mäntysaippua-hiukkasten kuorimiseksi mustasta lipeästä.

Sisään- ja ulostulovyöhykkeiden 12 ja 14 väliin on sijoitettu putkijohdon lohkot, jotka kannattavat elektrodeja 16 ja 18 mustan lipeän virtaustien sisällä. Molemmat 35 elektrodit 16 ja 18 on asennettu vastaavien putkilinjaseg-menttien 20 ja 22 sisään, mitkä on valmistettu valuraudasta tai hiiliteräksestä. Elektrodit itse ovat sähköä 4 70941 johtavassa kosketuksessa metallisten putkilohkojen kanssa ja ne on valmistettu tavanomaiseen aallotettuun muotoon, jotta niillä on suuri pinta-ala mustan lipeän virtauksen suhteen. Kuvion 1 piirustuksessa näitä kahta putkisigment-5 tiä 20 ja 22 erottaa kolmas eristävä putkilinjalohko 24 (esim. lasikuidulla lujitettua hartsia). Koska suuripinta-alaiset elektrodit 16 ja 18 on sijoitettu johtavien putkilinjalohko jen sisään, joita erottaa eristävä lohko 24, nämä kaksi on sähköisesti eristetty toisistaan, mikä sallii 10 tasajännitepotentiaaliin kytkemisen niiden yli. Tätä tarkoitusta varten on varasttu teholähde 26. Tämä teholähde vastaanottaa sähkötehonsa erotusmuuntajasta 28, joka erottaa teholähteen 26 vaihtojänniteverkosta, jota on yleisesti merkitty numerolla 39. Teholähteessä 26 on positiivinen 15 ja negatiivinen ulostulolinja, joista positiivinen linja 32 on kytketty ylävirran puoleiseen elektrodiin 16 ja negatiivinen linja 34 on kytketty alavirran puoleiseen elektrodiin 18. Vaihtojännitepotentiaali voi olla yhdistetty tämän tasajännitepotentiaalin päälle tavalla, joka on esi-20 tetty edellä mainitussa Zuckerin patentissa. Muita tunnettuja elementtejä (ei esitetty) voidaan myös ottaa mukaan ilman johtamiseksi mustaan lipeään ja/tai lipeän hämmentämiseksi ylävirtaan elektrodista 16.

Toiminnassa musta lipeä tulee laitteeseen sisääntu-25 lon 12 läpi, vastaanottaa positiivisen varauksen kulkiessaan positiivisen elektrodin 16 läpi, luovuttaa tämän varauksen negatiivisen elektrodin 18 luona ja poistuu järjestelmästä kuorintasäiliöön ulostulon 14 läpi. Tämä prosessi edistää mäntysaippuahiukkasten agglomeraatiota aikaansaa-30 maila joihinkin saippuahiukkasiin (jotka ovat anionisia) positiivisen varauksen. Sähköstaattinen potentiaaliero niiden hiukkasten, joille on annettu positiivinen varaus, ja muiden nesteessä olevien hiukkasten välillä saa ne sähköstaattisesta vetämään toisiaan puoleensa siten synnyttäen 35 hiukkasten agglomeraation.

Il 5 70941

Nyt on havaittu, että kuvion 1 laitteen toimintaa voidaan oleellisesti parantaa yksinkertaisesti yhdistämällä alavirran puoleinen eleketrodi 18 maahan, kuten on esitetty kuviossa 2 maaliitännällä 36. Tämän pettävän vähäisen muutok-5 sen on havaittu ei vain parantavan mäntysaippuan saantoa, vaan myös lisäävän kuorintasäiliöstä talteenotetun saippuan tiheyttä siten sallien sen yksinkertaistetun käsittelyn ja varastoinnin. Parannus ilmenee dramaattisesti seuraavasta taulukosta.

6 70941 < oooo o o m m in in ooo

1—I i—t rH rH i—I

1 cn

0) P

+-> rH

•H rH > OOOO OOOOOO 00 00 00

COO 00 OO CN Γ0 CN CN Ρ P rH

C .C > :<TJ <υ Jh Ρ) -P 3

C

CD

C

-H cn > 3 :3 :3 :3

P -P rH P rH

Η P iH rH rH · +-) Ο Ρ Ρ P ‘P 'P *P 'P *P Ρ ·Ρ rP kH o 3 ό ωωωω wwwwww « « >

Cn 3 Λ CD (Ö

2 E C

cd I c

C -P -P

>1 Or OP o

•n O I -P

ρ ρ cn cn cn in r-~ m m cn nr o cn oo h m in cn :0 33 :0 σ\ οί m oo r^n-or-'t^-o in in ί* ρ >i+J 3 C - - - >

+JU1MC oooo oooooo ooo jC

C Ο p :3 3 :d Η Ο Λ > a 3 +J p) 3

+J

I # P

CO 3 P

>iP cn a; en Η -π 3 3 P Ai h +i 3 incNino m oo r-' cn in in hcticti cn :3 0 :0Ccn inr^com ο ρ ρ ρ π* err cn m m 3 cn

»V ^:3 P ^ r- r- ·- K - I—t-H

Ai +):nj Ο ro m cn m m m m· cn en m m in cn rH

3 C cn -p I

rp UÖ *P ·Ρ C

3 a cn a go (3 E cn

Eh a; ii me

*P O * C

cn H -3· +J

CajmmmmmmmcN ^rp

C +J CD 0c - -H

n) C Cii nr ^ nr nr nr nr r- o o ooo n > 6 :3 P rncncnrncncnmp cn H :rd id rH —* 3 h cn ft e +j m id -P +3 I cn 3 C 3 -P (0 (d +-» 03 ή gcn-C^Htft^r-n-r^r^co Ai ρ 3 ^ ρροο oooooo ooo ρ e h o) η oooo oooooo ooo o3 cd :3 -P E ' - ' ' ' ' ' +3 cn cn P oooo oooooo ooo «op ρ ρ O cn cd

O > en PE

cn o

“ C

C 3 :3 cd > CD O ·ρ 3 d. en -h +j p cd en p +-) e ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ^ οί en en cn cn *h cd

en-h ^ ^ ^ ...... ^ ^ ^ cd+J

C3E mmmm mmmoooooo copp m p

Cd Id ^ '—I »H rH rH rH tp rH rH rH rH I—I CN CN rH -H

+J -Ρ P 3 > en p +3 cd 3 -h e a > cp CD P Ai :rd 00 p cn m h1 in co n co m o p cn m +j cn Ί i M t-H i—I »—I I-H j3 Ή < e, Λ o

II

7 70941

Edeltävä taulukko sisältää kolme testiajojen ryhmää kaupallisella mustalla lipeällä, joka on saatu voimapaperin valmistuksesta. Pyrkimyksenä on pienentää jäännöksiä niin paljon kuin mahdollista, koska jäännökset edustavat talteen-5 ottamattomia mäntysaippuoita. Ensimmäinen ryhmä, ajot 1-4, esittävät kuoritun mäntyöljyn jäännökset ilman elektrolyyttistä käsittelyä ts. teholähde pois päältä. Jäännösten määrä on suoraan riippuvainen mäntysaippuoiden konsentraatios-ta (laskettuna mäntyöljynä) sisääntulossa ja laitetyypistä, 10 joka synnyttää sivutuotteena mustalipeäkonsentraatin (tavallisesti yli 12 % kiintoaineita) .

Seuraava ajoryhmä, ajot 5-10, esittävät tulokset, jotka on saatu kuvion 1 laitteella, jonka katsotaan tarkasti noudattavan Zyckerin prosessia (US-patenttijulkaisu nro 15 4 140 609) ja laitetta (US-patenttijulkaisu nro 4 098 673).

Jäännöspitoisuudet näyttävät laskeneen jonkin verran kytkemällä sähköstaattinen potentiaali.

Viimeinen ajoryhmä, ajot 11-13, esittävät oleellisen parannukset jäännössisällössä verrattuna molempiin edellä 20 esitettyihin ryhmiin maadoittamalla negatiivinen elektrodi erotukseksi negatiivisen elektrodin pelkästä yhdistämisestä negatiiviseen syöttölinjaan. Vuoden kuluessa nykyisillä hinnoilla yhteenlasketun talteenotettavissa olevan mänty-öljyn arvo voi nousta useisiin satoihin tuhansiin dolla-25 reihin tekniikan tason mukaisen talteenottotason yli.

Edellä esitetyn lisäksi on aivan odottamatta havaittu, että negatiivisen elektrodin maadoittaminen vaikuttaa hyvin edullisesti talteenotetun saippuan tiheyteen. Yleisesti paperitehtaat haluavat tiheämpää saippuaa. Ajojen 30 1-4 aikana saippuan tiheys oli keskimäärin 455 kg/m^. Ajo- 3 jen 5-10 aikana saippuan tiheys oli keskimäärin 835 kg/m . Ajojen 11-13 aikana saippuan tiheys oli keskimäärin 839 kg/m^.

Oletetaan, että syy näihin parantuneisiin tulok-35 siin lisättäessä maaliitäntä 36 on, että tämä maaliitäntä estää varauksen kasaantumisen teholähteeseen 26, joka il- 8 70941 man maaliitäntää olisi täysin eristetty maadoituksesta erotusmuuntajän 28 johdosta.

Kuten on aikaisemmin esitetty, on ollut tavanomainen käytäntö käyttää erotusmuuntajaa 28 vaihtojänniteteho-5 linjan 30 erottamiseksi teholähteestä 26. Tämän muuntajan johdosta teholähde 26 ja sen ulostulolinjat 32 ja 34 ja elektrodit 16 ja 18 olivat täysin erotetut maadoituksesta. Tämän johdosta näiden osien oli mahdollista saada sähköstaattinen varaus maadoituksen suhteen. Oletetaan, että te-10 holähde ja siihen liittyvät linjat saivat tosiaankin tällaisen varauksen toiminnan aikana tämän varauksen johtaessa suoraan alentuneeseen mäntyöljyn talteenottotehokkuuteen.

Musta lipeä, joka virtaa putkilinjan 10 läpi on sähköä johtavaa. Tämän johdosta muiden sähköisten vaikutusten 15 puuttuessa (ts. kun teholähde 26 on suljettu) elektrodit 16 ja 18 on oleellisesti kytketty ylävirran ja alavirran puoleisiin metalliputkisegmentteihin (ei esitetty), jotka on puolestaan tehokkaasti yhdistetty maadoitukseen nesteen johtavuuden kautta. Tämän johdosta ennen teholähteen 26 20 kytkemistä päälle positiivinen ja negatiivinen elektrodi 16 ja 18 ovat oleellisesti maapotentiaalissa. Tehon kytkemisen elektrodeihin jälkeen teholähteen 26 kautta elektrodi 16 hyppää positiiviseen potentiaaliin maan suhteen ja siten mustan lipeän suhteen, joka virtaa putkilinjan 10 25 läpi. Tämä positiivinen potentiaali aikaansaa elektronien irtaantumisen joitakin anionisista mustan lipeä kuljettamista mäntyöljyhiukkasista saaden ne ottamaan positiivisen varauksen. Kuten on aiemmin esitetty, oletetaan, että tämä positiivinen varaus edistää mäntyöljyhiukkasten agglomeraa-30 tiota.

Positiivisesti varatut mäntysaippuahiukkaset virtaa-vat sitten alavirtaan kohti negatiivista elektrodia 18, missä suurin osa niistä saa takaisin elektronit, jotka olivat irtautuneet niistä, jolloin nämä hiukkaset jälleen saa-35 vat nollan suuruisen kokonaisvarauksen. Kaikki hiukkaset eivät kuitenkaan tule kosketukseen negatiivisen elektrodin 18 kanssa, siten jotkin hiukkaset, jotka saivat positiivi-

II

9 70941 sen varauksen elektrodista 16, jatkavat tämän positiivisen varauksen kantamista alavirtaan laitteessa ulostuloon 14. Nämä positiivisesti varatut hiukkaset tulevat jossakin pisteessä kosketukseen metallisen alavirran puoleisen ulostu-5 lon 14a kanssa, jossa pisteessä ne saavat takaisin irtautuneet elektronit ja saavat jälleen nollan suuruisen koko-naisvarauksen maadoituksen suhteen. Koska maadoituksen ja teholähteen 26 välillä ei kuitenkaan ole yhteyttä ei ole mekanismia, jolla vastaavat elektronit voidaan ottaa teho-10 lähteestä. Tämän johdosta teholähde on siten saanut koko-naissähkövarauksen maadoituksen suhteen. Tämä kokonaisva-raus on negatiivinen, koska elektrodi 16 on koonnut useampia elektroneja kuin elektrodi 18 on jakanut.

Kun kuvion 1 laitteen toiminta jatkuu, tämä nega-15 tiivinen sähkövaraus jatkaa kasvuaan. Tämän negatiivisen sähkövarauksen vaikutus pienentää potentiaalieroa positiivisen elektrodin (16) ja sen läpi kulkevan mustan lipeän välillä. Kun tämä potentiaaliero laskee, elektrodi 16 tulee yhä tehottomammaksi sen läpikulkevien mäntysaippuahiukkas-20 ten varaamiseksi positiivisesti. Koska yhä vähäisempi varaus siirretään elektrodin läpikulkevaan mustaan lipeään, myös sähköstaattisen agglomeraation tehokkuus vähenee. Tämän johdosta koko laitteen toiminta heikkenee aikaa myöten. Vaikka mahdollisesti saavutetaan tasapainopiste, sähköstaat-25 tisen laitteen toiminta tässä tasapainopisteessä on paljon heikentynyt siitä optimaalisesta tehokkuudesta, jolla laite potentiaalisesti voisi toimia.

Nyt tarkastellaan maaliitännän 36 vaikutusta. Tekemällä tämä liitäntä negatiivinen elektrodi 18 on oleelli-30 sesti liitetty alavirran puoleiseen putkitukseen 14, jolloin käytännössä alavirran puoleinen putkitus 14a muodostuu negatiivisen elektrodin 18 jatkeeksi. Lisäksi elektrodin kytkeminen maahan "kiinnittää” positiiviseen elektrodiin 16 syötetyn potentiaalin maan suhteen estäen sähkövarauksen 35 kehittymisen laitteen toimiessa. Toisin ilmaistuna maalii-täntä muodostaa paluutien maahan ylimääräiselle varaukselle, jonka elektrodi 16 on saanut. Tämän johdosta positiivi- ίο 70941 seen elektrodiin 16 syötetty potentiaali pysyy vakiona laitteen toiminnan aikana, joten mäntyöljyn talteenoton tehokkuus pysyy korkealla tasolla koko sen toiminnan ajan.

On selvää, että useita muutoksia voidaan suorittaa 5 kuvion 2 laitteeseen tämän maaliitännän 36 valossa. Siten esimerkiksi ei ole enää tarpeen eristää negatiivista elektrodia 22 maadoituksesta, koska se on jo tosiasiassa kytketty maahan. Sen johdosta on mahdollista lisätä negatiivinen elektrodi 18 alavirran puolella sijaitsevaan paikkaan 10 ulostuloputkessa 14 välissä sijaitsevien putkisegmenttien 22 ja 24 eliminoimiseksi ja ulostuloputken 14 kytkemiseksi suoraan eristävään putkilohkoon 20. Tämä järjestely on esitetty kuviossa 2A. Koska ulostuloputki 14 on jo maadoitettu, elektrodin 18 kytkeminen siihen muodostaa automaat-15 tisesti tarpeellisen elektrodin maadoituksen eliminoiden erillisen liitännän tarpeen yksinomaan tätä tarkoitusta varten.

Kuvio 3 esittää putkituskaavion keksinnön edullista suoritusmuotoa varten, joka on kaaviollisesti esitetty ku-20 viossa 2A ja edustaa parasta nyt tuntemaamme tapaa keksinnön käyttämiseksi. Tämän suoritusmuodon on nyt havaittu muodostavan vielä parempia tuloksia mäntysaippuan talteenoton suhteen kuin Zuckerin rakenteen, joka on esitetty edellä mainituissa patenteissa nro 4 098 673 ja 4 140 609, 25 muunnettuna siten kuin on kaaviollisesti esitetty oheisten piirustusten kuviossa 2. Tämän parannuksetn periaatteet ovat oleellisesti samat kuin on esitetty keksinnön taustan ja yhteenvedon yhteydessä; laitetta on muutettu. Muutetulla suoritusmuodolla mäntysaippuajäämien on havaittu olevan 30 yhdenmukaisesti alle 0,60 % ja yleisesti keskimäärin alueella 0,65 %.

Vastaavasti kuviossa 3 on esitetty tämän mukaisesti parannetun laitteen putkituskaavio. Tämä putkituskaavio sisältää sen johdosta lohkoihin jaetun linjan, jota on ylei-35 sesti merkitty viitenumerolla 40 ja jossa on nesteen sisääntulo-osa 42 ja poisto-osa 44. Sisääntulo-osa 42 on yhteydessä hiukkasia sisältävän nesteen esim. mustan lipeän

II

11 70941 lähteen 39 kanssa, kuten yllä on kuvattu. Poisto-osa tai ulostulo 44 on yhteydessä kuorintasäiliöön, jota kaavio-kuvallisesti edustaa numerolla 43 varustettu laatikko. Ohituslinja 46, jota säätävät venttiilit 48 ja 50 ja 52, 5 on sovitettu käytettäväksi, kun tahdotaan siirtää neste varauksen synnyttävien segmenttien ohi. Segmentteihin jaettu linja 40 sisältää 3 periaatteellista osaa 54, 56 ja 58. Osat 54, 56 ja 58 vastaavat kuvion 2A osia 12, 20 ja 14.

Osa 54 on metallia, esim. valurautaa ja sisältää potkurin 10 tai hämmentimen 60 mäntysaippuan dispersion säilyttämiseksi. Ilman sisääntulolinja 64 aikaansaa lisää hämmennystä nestevirtaan. Huoltolinja 64 voi myös sisältyä muiden varusteiden, esim. virtausmittarin asentamista varten. Osa 58 on myös metallia ja sisältää metalliverkon 66, joka on 15 sähköisessä yhteydessä siihen.

Keskiosa 56, vaikka se voidaan muodostaa yhdestä osasta 20, kuten on esitetty kuviossa 2A, on sopivasti muodostettu kolmesta lohkosta, metallisesta osasta 68, joka sisältää nestevirran kokoavan positiivisesti varatta-20 vissa olevan verkon 70, ja johtamattomista lasikuituvahvis-teisista hartsiputkilohkoista 72 ja 74 yksi kummassakin osan 68 päässä. Lasikuituvahvisteisten hartsilohkojen 72 ja 74 tarkoitus on eristää sähköisesti verkon sisältävä osa 68 muusta putkesta 40. On sopivaa asennus- ja huolto-25 tarkoituksia varten muodostaa keskeinen metallilohko 68, joka sisältää verkon 70. Lasikuitusuojus 78 ympäröi metalliosaa 68 turvallisuussyistä. Laipoitetut erityslohkot 72 ja 74 on kiinnitetty millä tahansa sopivilla välineillä, esim. laippapulteillä (ei esitetty) metallisiin putkiloh-30 koihin 54 ja 58. Supistusputket 80 ja 82, jotka on varustettu painemittareilla 84 ja 86, liittyvät venttiilien 50 ja 52 kautta teeosiin 88 ja 90. Teeosat 88 ja 90 on maadoitettu, kuten on esitetty linjoilla 92 ja 94. Maalinjat 92 ja 94 voidaan yhdistää haluttaessa yhdeksi maadoituslin-35 jaksi ja/tai kiinnittää muihin metallisiin lohkoihin, paitsi ei keskiosaan 68, esim. putkilohkoihin 54 ja 58, supis-tusputkiin 80 ja 82 tai venttiileihin 50 ja 52. Putkilohko 70941 68 on yhdistetty, kuten on esitetty, linjalla 96, tavanomaisen tehon syötön 26 positiiviseen liittimeen, kuten on esitetty kuviossa 2A. Sekä metallinen keskiosa 68 ja verkko 70 saavat varaukset johtuen sähköisestä yhteydestä näiden 5 kahden osan 68 ja 70 välillä.

Venttiileillä varustetut poistolinjat 98, 100 ja 102 on sopivasti muodostettu helpottamaan yksittäisten lohkojen 72, 68 ja 74 tyhjennystä, huuhtelua tai pesua.

Kuviossa 3 esitetty sovitelma on liitetty selkeytys-10 tai kuorintasäiliöön 43 johtavaan linjaan. Missä voimapaperin valmistusprosessista saatavaan mustaan lipeään kohdistetaan käsittelyä, laite on liitetty käsittelemättömän mustan lipeän linjaan, joka johtaa lähteestä 39, kuten on yllä kuvattu taustan yhteydessä, ja on yhteydessä sisääntu-15 lopäähän 42. Ulostulo 44 johtaa tavanomaiseen kuorintasäiliöön 43, jossa agglomeroituneet mäntysaippuahiukkaset nousevat lipeän pinnalle ja kuoritaan pois. Lähde 39 ja kuori-ja 43 ovat tavanomaisia voimapaperin valmistuslaitteen komponentteja. Musta lipeä voidaan edelleen väkevöidä ja polt-20 taa polttoaineena.

Musta lipeä tai muu käsittelyn alainen neste voidaan johtaa käsittelylinjan 40 ohi avaamalla venttiili 48 ja sulkemalla venttiilit 50 ja 52.

Laitetta käytetään aktivoimalla muuntaja 28 (kuvio 2) 25 ja tasasuuntaamalla muuntajan 28 ulostulo + ja - komponentteihin. Negatiivinen liitin voidaan maadoittaa, kuten on esitetty kuviossa 2A. Positiivisesti varattu liitin on yhdistetty linjalla 96 (kuvio 3) tai 32 (kuvio 2A) verkon sisältävään lohkoon 68 ja verkkoon 70. Musta lipeä johde-30 taan sitten linjan 40 läpi. Venttiili 48 on suljettu, venttiilit 50 ja 52 ovat avoinna, ja venttiilit 99, 101 ja 103 linjoissa 98, 100, 102 ovat suljetut. Hämmennin 60 on käännetty päälle ja ilmaa johdettu linjan 64 läpi. Hiukkasten koskettaessa positiivisesti varattua verkkoa tai elektrodia 35 68, ne luovuttavat verkkoon elektroneja ja tulevat positii visesti varatuiksi. Sekoittuneiden hiukkasten ohittaessa verkon 66 lohkossa 58, joka on maapotentiaalissa, ainakin

II

13 70941 jotkin hiukkasista purkavat varauksensa tai tulevat negatiivisesti varautuneiksi. Vastakkaisesti varautuneiden hiukkasten sähköstaattisen vetovoiman kautta negatiivisesti varatut hiukkaset vetävät voimakkaasti puoleensa positiivises-5 ti varattuja hiukkasia, agglomeroituvat ja siten kasvavat kooltaan. Tultuaan ulos laitteesta ulostulon 44 läpi ja kuorinta- tai selkeytyssäiliöön 43 agglomeroituneet hiukkaset nousevat pintaan ja ne kuoritaan helposti pois.

Tavanomaisessa voimapaperilaitoksessa prosessi sal-10 lii useiden ylimääräisten mäntysaippuatonnien talteenoton päivässä, josta mäntyöljy "räjäytetään" tunnetuilla tekniikoilla (käsittely hapolla). Kuviossa 3 esitetty laite on yllättävästi tehokkaampi kuin Zuckerin laite (edellä muutettuna, kuten on esitetty kuviossa 2, taiteenottaen noin 15 10 % enemmän mäntyöljyä. Uudempi laite on halvempi rakentaa ja helpompi huoltaa. Myös talteenotetun saippuan tiheys on parantunut.

Testiajoja tehtiin käyttäen kuvioiden 2A ja 3 laitteita paperitehtaassa käyttäen mustaa lipeää voimapaperin 20 valmistuksesta.

Ennen käsittelyä kuoritun mäntysaippuan tiheys oli keskimäärin 611 kg/m^ (vaihdellen välillä 503 - 719 kg/m^). Neljästä tavallisesta kuorijasta poistuvsta mustasta lipeästä otetussa näytteessä (ennen käsittelyä esillä ole-25 vassa laitteessa) oli keskimäärin 1,13 % mäntyöljyä (vaihteluväli 0,75 - 1,32 % mäntyöljyä). Kahdessa raskaan lipeän säiliöstä (kuorimisen jälkeen) otetussa näytteessä oli keskimäärin 0,80 % mäntyöljyä (vaihteluväli 0,75 - 0,86 % mäntyöljyä) . Tästä jälkimmäisestä säiliöstä kuoritun saippuan 30 havaittiin olevan vaikeammin hapotettavissa. Kaikki mustaan lipeään jäävä jäännösmäntysaippua tavallisesti menetetään. Kuitenkin on toivottavaa saada talteen niin paljon mäntyöljyä kuin mahdollista.

Käyttäen kuviossa 3 esitettyä laitetta, johdettiin 35 ilmaa linjan 64 läpi tasolla 0,008 - 0,011 m /h tavanomaisen voimapaperilaitoksessa lisättävän ilmaliäsyksen tason ..... 3

Iisaksi, joka taso vaihteli välillä 0,019 - 0,024 m /min.

14 70941

Mustan lipeän syöttötaso 39:stä (kuvio 3) sisääntuloon 42 vaihteli välillä 15,1 - 16,7 1/min.

Kuudessa ulostulosta 44 otetussa näytteessä oli keskimäärin 0,55 %:n mäntyöljyjäännös (vaihteluväli 0,45 -5 0,65 % mäntyöljyä). Tiheys oli myös parantunut noin arvoon 838,8 kg/rn niin, että hapotus mäntyöljyn erottamiseksi oli helpompaa.

1 360 tonnia paperia päivässä tuottavalle ja 1 070 kg kiintoaineita 0,9 tonnia selluloosaa kohti käyttävälle 10 paperitehtaalle parannus saippuan talteenotossa 0,80 %:sta 0,55 %:iin johtaisi 4 tonnin lisäykseen mäntyöljyn määrässä päivässä, 120 tonnin lisäykseen kuukaudessa tai noin 10 %:n lisäykseen mäntyöljytuotannossa. Nykyisillä hinnoilla tämän arvo on noin 900 dollaria päivässä.

15 Vaikka esillä olevaa keksintöä on kuvattu edullis ten suoritusmuotojen suhteen, on ymmärrettävää, että useita uudelleenjärjestelyjä ja osien vaihtoja voidaan tehdä poikkeamatta esillä olevan keksinnön hengestä ja laajuudesta, kuten se on määritetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Il

Claims (11)

15 70941

1. Järjestelmä mäntysaippuahiukkasten poistamiseksi selluloosan valmistuksesta johdetusta mustasta lipeästä, 5 joka järjestelmä koostuu välineistä (10) mustan lipeän vir-taustien muodostamiseksi, ensimmäisestä ja toisesta elektrodista (16, 18), jotka on sijoitettu virtaustielle, joka ensimmäinen elektrodi (16) on sijoitettu ylävirtaan toisesta elektrodista (18) ja eristetty siitä sähköisesti, ja vä-10 lineistä (26) sähköisen potentiaalin synnyttämiseksi elektrodien yli, niin että saadaan mustan lipeän hiukkaset agg-lomeroitumaan, tunnettu välineistä (36) toisen elektrodin kytkemiseksi maadoitukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, 15 tunnettu siitä, että hiukkaset ovat anionisia ja että välineet (26) potentiaalin synnyttämiseksi elektrodien yli käsittävät välineet sähköisen potentiaalin synnyttämiseksi elektrodien yli siten, että ensimmäisellä elektrodilla (16) on positiivinen potentiaali suhteessa mustaan li-20 peään toisen elektrodin (18) maaliitännästä (36) johtuen, jolloin ensimmäisen elektrodin potentiaali saa irtautumaan elektroneja joistakin anionisista hiukkasista saaden riisutut hiukkaset vetämään puoleensa toisia hiukkasia, joita ei ole riisuttu, ja agglomeroitumaan niiden kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet toisen elektrodin kytkemiseksi maadoitukseen käsittävät että toinen elektrodi on metallinen putkilohko (22), joka on suoraan liitetty maadoitukseen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että toinen elektrodi sisältää verkon (18), joka on sijoitettu metalliseen putkilohkoon (22) ja on sähköisessä kosketuksessa siihen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, 35 tunnettu siitä, että ensimmäinen elektrodi on sijoitettu metalliseen putkiosaan (20) ja tämä metallinen putkiosa (20) on sähköisesti eristetty (12, 24) muusta 16 70941 virtaustiestä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen elektrodi on positiivisesti varattu.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä sisältää tehon-syötön (26), jolla on positiivinen ja negatiivinen liitin, ja positiivinen liitin on sähköisesti yhdistetty ensimmäiseen elektrodiin (16).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että negatiivinen liitin on sähköisesti yhdistetty maadoitukseen (36).

9. Laite mäntysaippuan talteenottamiseksi mustasta lipeästä, johon mäntysaippuahiukkaset ovat sekoittuneet, 15 tunnettu - johdosta (10) nesteen virtaustien muodostamiseksi mustan lipeän lähteen ja kuorintasäiliön välille, jossa mustaa lipeää väliaikaisesti säilytetään ja mäntysaippua kuoritaan pois, joista mustan lipeän lähteestä, johdosta 20 ja kuorintasäiliöstä ainakin yksi on yhdistetty maadoitukseen, - ensimmäisestä elektrodista (16), joka on sijoitettu johdon (10) sisään ja sähköisesti eristetty maadoituksesta, 25. välineistä (26) positiivisen tasajännitepotentiaa- lin synnyttämiseksi ensimmäiseen elektrodiin (16) maadoituksen suhteen, ja - toisesta elektrodista (18), joka on sijoitettu johtoon alaivirtaan ensimmäisestä elektrodista (16), joka 30 toinen elektrodi (18) on sähköisesti yhdistetty maadoitukseen (34, 36).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet potentiaalin synnyttämiseksi ensimmäiseen elektrodiin käsittävät muuntajavälineet 35 (28), jotka on sovitettu saamaan tehonsa vaihtojänniteteho- lähteestä (30) maadoituksesta eristetyn vaihtojännitelähteen muodostamiseksi, tehonsyöttövälineet tasajännitepoten- II i7 70941 tiaalin johtamiseksi eristetystä vaihtojännitelähteestä ja tasajännitepotentiaalin muodostamiseksi positiivisen (32) ja negatiivisen (34) ulostulolinjän välille ja välineet (36) negatiivisen ulostulolinjän kytkemiseksi maadoitukseen 5 ja positiivisen ulostulolinjän (32) ensimmäiseen elektrodiin (16) .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että se osa johdosta, johon toinen elektrodi (18) on sijoitettu, on sähköä johtava ja yhdistetty 10 maadoitettuun johto-osaan (34) ja on siten maadoitettu. ie 70941