FI73760B - Separator foer separation av en blandning av en cellulosamassasuspension och grova, tunga partiklar. - Google Patents

Description

1 73760

Erotin sei 1 uioosamassasuspension ja karkeiden, raskaiden hiukkasten seoksen erotusta varten Tämän keksinnön kohteena on tapa karkeiden hiukkasten erottamiseksi sei 1 uioosasuspensiosta johtamalla ensin suspensio tulo-osan kautta ensimmäiseen erotuskammioon, jossa suspensio jaetaan ensimmäiseen selluloosaa sisältävään kevyeen fraktioon ja ensimmäiseen, karkeita hiukkasia ja osan selluloosasta sisältävään raskaaseen fraktioon, jolloin mainitut ensimmäiset kevyet ja raskaat fraktiot johdetaan ulos ensimmäisen erotus-kammion vastaavien poisto-osien kautta, jonka jälkeen ensimmäinen raskas fraktio johdetaan toiseen erotuskammioon, siinä olevan tulo-osan kautta, jossa toisessa erotuskammiossa ensimmäisen raskas fraktio jaetaan toiseen, selluloosaa sisältävään kevyeen fraktioon ja toiseen, karkeita hiukkasia sisältävään raskaaseen fraktioon, jolloin mainitut toiset kevyet ja raskaat fraktiot johdetaan ulos toisen erotuskammion vastaavien poisto-osien kautta ja toinen kevytfraktio johdetaan sitten takaisin ensimmäiseen erotuskammioon.

Hydrosyklonierottimet ja sihdit ovat tavallisia laitteita, joilla erotetaan erityisesti sei 1 uioosamassasuspensioiden epäpuhtauksia, jotka muodostuvat karkeista, raskaista hiukkasista, kuten hiekasta, kivistä, betonikappaleista, raudanpalasista jne. Jos pyrkimyksenä on erottaa karkeat epäpuhtaudet jatkuvana niin sanottuna rejektivirtana, kohdataan seuraava ongelma: jotta rejektivirrat eivät tukisi rejektin poisto-osia, nämä poisto-osat on mitoitettava siten, että suurimmat hiukkaset voivat vapaasti mennä niiden läpi. Tällöin rejektin poisto-osien virtausalat ovat suuret, mikä vuorostaan merkitsee sitä, että suuri osa arvokkaasta aineesta eli selluloosa-kuitu vi rrasta ja sentapaisesta virtaa myös rejektin poisto-osien läpi. Tällöin on käytettävä sihtejä tai hydrosykloni-erottimia, jotka on kytketty sarjaan useina vaiheina, toisin sanoen jopa 3-4 vaiheena, niin että rejektivirta vapautetaan __ _ .. ΤΓ" 2 73760 arvokkc.sta aineista sellaiseen tasoon asti, joka on hyväk-syttävssä taloudelliselta tai ympäristölliseltä kannalta.

Vaihtoehtoisen ratkaisun ongelmaan, joka koskee arvokkaan aineen häy-'ctä rejektivirran mukana, tarjoavat rejektin poisto-osien yhteyteen sovitetut lukkolaitteet, toisin sanoen astiat, joissa on venttiili tulokohdassa ja venttiili poistokohdassa. Näiden lukkolaitteiden epäkohtana on ollut, että astia täyttyy myös arvokkaalla aineella, mikä estää joidenkin karkeiden epäpuhtauksien poistumista. Tällöin sihtiin tai hydrosyklo-nierottimeen jäävät karkeat hiukkaset aiheuttavat kulumista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saaca aikaan alussa mainitun tyyppinen erotin, jolla voidaan ylläpitää jatkuvaa karkeiden, raskaiden hiukkasten muodostamaa rejektivirtaa ilman arvokkaan sei 1 uicosamassasuspension tai sentapeisen hukkaa ja tarvitsematta pumppuja virtojen kierrätykst en . Keksinnön pyrkimyksenä on siis, että erotin on yksinkertainen rakenteeltaan ja taloudellinen ja tehokas käytössä.

Keksinnön mukaisesti alussa mainitun tyyppiselle erotustaval-le on tunnusomaista, - että ensimmäinen raskas frakeio pu istetaan ensimmäisestä erotuskammiosta toiseen erotuskammio>n ensimmäiseen erotus-kammioon johdettavan jakamattoman su1pension avulla, ja - että aikaansaadaan ensimmäiseen erotuskammioon yhteydessä oleva vyöhyke, jolla on paine, joka on alempi kuin toisen erotu skammi en paine toisen kevyen fraktion poisto-osan kohdalla, jolloin viimeksi mainittu fraktio johdetaan viimeksi mainitusta poisto-osasta mainittuun vyöhykkeeseen.

3 73760

Toinen erotuskammio muodostetaan sopivasti pyörähdys-symmetriseksi ja varustetaan tangentiaalisella toisella tulo-osalla ja toisella keskipoisto-osalla kevyttä palautusjaetta varten.

Keksinnön eräässä sopivassa suoritusmuodossa myös ensimmäinen erotuskammio on pyörähdyssymmetrinen ja varustettu ensimmäisellä tangentiaalisella tulo-osalla ja ensimmäisellä keskipoisto-osalla kevyttä jaetta varten.

Toinen erotuskammio ja/tai ensimmäinen erotuskammio on edullisesti muotoiltu tavanomaisiksi hyörosykloni-erottimiksi, jolloin niissä toisin sanoen on pyöreä lieriömäinen osa ja yksi ainakin osaksi kartiomainen osa. Joissakin tapauksissa on sopivaa varustaa ensimmäinen erotuskammio siht;elimellä, joka on sovitettu sallimaan kevyen jakeen virtaus sihtielimen läpi, kun taas karkeita hiukkasia estetään virtaamasta sen läpi.

Myös toinen erotuskammio voi olla varustettu toisella sihtielimellä, joka on sovitettu sallimaan kevyen jakeen virtaus sihtielimen läpi, jolloin siis karkeita hiukkasia estetään virtaamasta sen läpi.

Näissä molemmissa tapauksissa sihtielimet on yleensä järjestetty pyöreisiin lieriömäisiin erotuskammioihin, jolloin sihtielimillä on myös tämä muoto ja ne on sovitettu sama-akselisesti erotuskammioiden symmetria-akselin kanssa. Sihtielimet voidaan myös sovittaa pyöriviksi kyseisiin erotuskammioihin.

Sihtielintä voidaan vaihtoehtoisesti käyttää ensimmäisessä erotuskammiossa, nimittäin pyörähdyssymmetrisen sihtivaipan muodossa, johon kuuluu sihtikammio, joka 4 73760 on yhdistetty suoraan ensimmäiseen tulo-osaan. Sekoi-tuselin on tällöin sovitettu pyörimään sihtivaipan sisäsivua pitkin, niin että sihtikammiossa oleva seos saatetaan pyörimisliikkeeseen. Näin syntynyt keskipakovoima helpottaa kevyen jakeen ja raskaan jakeen erotusta .

Ensimmäinen ja toinen vyöhyke voidaan sovittaa eri tavoin. Sopivasti välijakeen poisto-osa sovitetaan siten ensimmäiseen vyöhykkeeseen, että virran liike-energiaa käytetään hyväksi. Tämä saadaan aikaan sovittamalla poisto-osan aksiaalinen suunta tangentiaalises-ti ensimmäisen erotuskammion ulompaan osaan, jos mainittu kammio on tehty hydrosyklonierottimeksi.

Jos toinen vyöhyke sijaitsee ensimmäisessä erotuskam-miossa, tämä saadaan aikaan suuntaamalla toinen poisto-osa pois virtauksen suunnasta. Jos erotuskammio on pyörähdyssymmetrinen ja varustettu tangentiaali-sella tulo-osalla, saadaan toisessa vyöhykkeessä aikaan paineen lisäalennus, jos toinen vyöhyke sijaitsee välimatkan päässä erotuskammion kehästä, toisin sanoen lähempänä sen keskustaa.

Vaihtoehtoisesti toinen vyöhyke voi sijaita ensimmäisen erotuskammion tulo-osassa, joka on edullisesti muotoiltu ejektoriksi. Tässä tapauksessa toinen keskipoisto-osa on yhdistetty ensimmäisen tulo-osan kapeaan osaan, jossa paine on pienin.

Jotta mainittuun piiriin saataisiin edulliset virtaus-olosuhteet, on sopivaa tehdä välijakeen poisto-osan virtausala suuremmaksi kuin kevyen palautusjakeen toisen keskipoisto-osan virtausala.

73760 5

Silloin kun toinen erotuskammio on muotoiltu hydro-syklonierottimeksi, tämän kammion symmetria-akseli sovitetaan sopivasti oleellisen pystysuoraan kartio-maisen osan suuntautuessa alaspäin, jolloin toinen erotuskammio on muotoiltu ottaen huomioon sen poikki-leikkausalan vaihtelun sen tangentiaalisen ulottuvuuden mukaan siten, että virtausnopeus ylöspäin erotuskarrmion läpi toista keskipoisto-osaa kohti on pienempi kuin karkeiden hiukkasten liikkeen nopeus alaspäin, jonka saa aikaan pakkovirtaus toisen tulo-osan läpi yhdessä painovoiman vaikutuksen kanssa.

Tällä tavoin karkeita hiukkasia estetään fulemasta vedetyiksi kohoavan virran mukana takaisin ensimmäiseen erotuskammioon.

Pienen rakenteen ja hyvän toiminnan tarjoaman edun huomioon ottaen on edullista yhdistää ensimmäinen ja toinen erotuskammio yhdeksi yksiköksi, jonka jakaa poikkiseinä, jolloin välijakeen poisto-osa, joka yhtyy tulo-osaan, ja kevyen palautusjakeen toinen poisto-osa, joka on suorassa yhteydessä ensimmäisen erotus-kammion toiseen vyöhykkeeseen, on sovitettu mainitun poikkiseinän läpi.

Ottaen huomioon karkeiden hiukkasten kiinnitarttumis-vaaran niiden liikkuessa raskaan jakeen poisto-osaa kohti, on sopivaa järjestää ainakin yksi ohjaustanko toiseen tai kumpaankin erotuskammioon. Tämä ohjaustanko on sovitettu kehälle ja seuraa karkeiden hiukkasten virtausrataa ohjaten mainittuja hiukkasia raskaan jakeen poisto-osaa kohti.

Keksinnön eräässä sopivassa suoritusmuodossa ensimmäisessä erotuskammiossa on ohjaustanko, jonka säteittäi- 6 73760 nen leveys kasvaa asteittain tangon lähestyessä väli-lakeen poisto-osaa.

On sopivaa muotoilla välijakeen poisto-osa ensimmäisestä erotuskammiosta tangentiaaliseksi laskevaksi kanavaksi, joka on varustettu aksiaalisella seinällä, jolloin ohjaustangolla on sellainen säteittäinen Leveys, että aksiaalinen seinä sijaitsee säteittä isosti katsottuna ohjaustangon sisäreunan ulkopuolella.

Jotta välijakeen poisto-osa pysyisi vapaana epäpuhtauksista, voi olla sopivaa käyttää suihkusuutinta, jonka läpi voidaan syöttää, puhdistusnestettä.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kaaviollisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen erottimen kahta suoritusmuotoa tasokuvana, kuviot 3 ja 4 esittävät kahta sihtielinellä varustettua suoritusmuotoa, kuvio 3 tasokuvana ja kuvio 4 poikki-leikkauskuvana, kuvio 5 esittää pienikokoista rakennetta osaksi pituus-leikkauskuvana , kuviot 6-3 esittävät kuvion 5 viivoja VI-VI, VII-VII ja VIII—VIII pitkin tehtyjä leikkauskuvia, kuvio 9 esittää yksityiskohtaista leikkauskuvaa kuvion 6 viivaa IX-IX pitkin, ja kuvio 10 esittää sihtielimellä ja sekoituselimellä varustettua suoritusmuotoa.

Kuvioissa on käytetty seuraavia viitenumerolta: ensimmäinen erotuskammio 1, 1^, 1^, 1^, 1^ ja 1^ toinen erotus.cammio 2, 2 , 2 , 2 , 2 ja 2 7 73760 ensimmäinen tulo-osa 3, 31, 32, 32, 3^ ja 1774 10 ensimmäinen poisto-osa 4,4, 4 , 4 , 4 ja 4 välijakeen poisto-osa 5, 52, 53, 53 ja 510 toinen tulo-osa 6, 6^, 62, 63, 6^ ja 6^ toinen poisto-osa 7, 7^, 72, 73, 74 ja 7^° raskaan jakeen poisto-osa 8, 8^·, 82, 83, 8 4 ja 810 lukkolaite 9, 9^, 93 ja 9Χ^.

Kuviossa 1 esitetyssä erottimessa on pyöreä, lieriömäinen ensimmäinen erotuskammio ja toinen erotus-kammio 21, joka muodostuu tavanomaisesta hydrosyklo-nierottimesta, joka on varustettu lukkolaitteella 9 Ensimmäinen tulo-osa 31 on tehty ejektoriksi, johon toinen keskipoisto-osa 71 on yhdistetty. Näin muodostuu piiri, jossa välijae virtaa ulos poisto-osan 51 läpi toiseen erotuskammioon 2X, jossa raskaat karkeat hiukkaset kootaan lukkolaitteeseen 91, kun taas kevyt palautusjae imetään tulo-osan 33 ejektoriin ja takaisin ensimmäiseen erotuskammioon 1^.

O

Kuvion 2 suoritusmuoto käsittää yhdysjohdon 10 , joka yhdistää ensimmäisen erotuskammion l2 kehäosasta läh-.... „ ? 7 tevan toisen poisto-osan d toisen erotuskammion 2 2 7 toiseen tulo-osaan 6 . Toinen keskipoisto-osa 7^ on yhdistetty suoraan ensimmäisen erotuskammion l2 keski- alaosaan.

Kuviossa 3 esitetty suoritusmuoto käsittää yhdysjoh- 3 , -> don 10 ja pyöreän lieriömäisen sihtielimen 11 , jota pyörittää moottori 12.

Kuvion 4 mukaisessa erottimessa välijakeen poisto-osa 4 4 5 , 3oka avautuu ensimmäisen erotuskammion 1 kehäosan --- · ----—- !l 73760 virtausta vastaan, on sovitettu siten, että virtauksen liike-energiaa käytetään hyväksi. Välijae virtaa yhdysjohaon 19* kautta toisen erotuskammion 24 toi- 4 seen tulo-osaan 6 , minkä jälkeen raskaat, karkeat niukkaset erotetaan ja kevyt palautusjae virtaa toisen keskipoisto-osan 74 läpi ensimmäisen erotuskammion l4 toiseen vyöhykkeeseen aukon ollessa suunnattuna virtaussuuntaan sihtielimen li4 ulkopuolella, jolloin syntyy ejektorivaikutus. Kevyt jae johdetaan poistettavaksi ensimmäisestä erotuskammiosta l4 ensimmäisen 4 keskipoisto-osan 4 kautta.

Kuvion 10 erotin käsittää sihtielimen li10, joka on muotoiltu pyörähdyssvmmetriseksi sihtivaipaksi, jonka symmetria-akseli sijaitsee 90° kulmassa ensimmäisen erotuskammion 1^ symmetria-akselin suhteen. Tulo-osa 3"^ johtaa sihtikammioon, joka muodostuu sihtielimes-tä ja jossa on sekoitin, ns. "folio”, joka pyörii sih-tivaipan sisäpuolta pitkin, niin että sihtikamniossa oleva seos joutuu pyörimisliikkeeseen. Tämän pyörimisliikkeen vaikutuksesta väiijakeen poisto-osan koh dalla kehittyy suurempi paine kuin toisen keskipoisto-osan 710 kohdalla, joka avautuu tulo-osaan 310, jotta saadaan aikaan tietty ejektorivaikutus.

Kuvioissa 5-9 esitetään yksityiskohtaisemmin keksinnön mukaisen hydrosyklonierottimen pienikokoinen suoritusmuoto. Ensimmäinen erotuskammio 1 käsittää pyöreän lieriömäisen osan 13 ja kaksi katkokartiomaista osaa 14 ja 15. Jälkimmäistä näistä osista rajoittaa tasainen poikkiseinä 16, joka myös muodostaa toisen erotus-kammion yläpäädyn. Toinen erotuskammio vuorostaan muodostuu kahdesta katkokartiomaisesta osasta 17 ja 18. Väiijakeen poisto-osa 5 kulkee suoraan kanavan muodossa poikkiseinän 16 läpi ja muuttuu toiseksi tulo-osak- 73760 si 6. Mainitussa kanavassa on aksiaalinen rajaseinä 19. Toinen keskipoisto-osa 7 on muodostettu pyöreksi keskiaukoksi poikkiseinään 16. Ensimmäisessä erotus-kammiossa 1 on ohjaustangot 20 ja 21, ja toisessa ero-tuskammiossa on ohjaustarko 22.

Ohjaustangon 21 säteittäinen leveys kasvaa tangon lähestyessä välijakeen poisto-osaa 5, mikä käy erityisen selvästi ilmi kuviosta 6, niin että aksiaalinen seinä sijaitsee säteittäisesti katsottuna ohjaustangon 21 sisäreunan ulkopuolella. Suihkulaite 23 on sovitettu pitämään poisto-osa 5 vapaana saostumista ja karkeista hiukkasista. Poisto-osasta 5 ja tulo-osasta 6 muodostunut kanava on esitetty leikkauskuvana kuvion 6 viivaa IX-IX pitkin yksityiskohtaisesti kuviossa 9.

Kuvion 5 hydrosyklonierotin toimii siten, että esimerkiksi selluloosamassasta ja karkeista, raskaista hiukkasista muodostuvaa sisään tulevaa seosta syötetään tulo-osan 3 kautta. Seos virtaa kierukkarataa pitkin poisto-osaa 5 kohti, jonka kautta poistuu karkeat hiukkaset sisältävä välijae. Virtauksen pääosa, joka sisältää selluloosamassasuspensiota tai sentapaista, poistetaan ensimmäisen keskipoisto-osan 4 kautta. Välijae virtaa toisen tulo-osan 6 läpi ja kierukkarataa pitkin alas raskaan jakeen poisto-osaa 8 kohti, jossa karkeat hiukkaset erotetaan alas lukkolaitteeseen 9, joka voidaan mahdollisesti pitää auki jatkuvasti, kun taas kevyt palautusjae joutuu ensimmäisen erotuskammion keskiosaan toisen keskipoisto-osan 7 kautta. Aksiaalisen nousevan virran nopeus toisen erotuskammion läpi on pienempi kuin karkeiden hiukkasten laskeutuva nopeus, niin ettei ole olemassa vaaraa, että ne tulisivat vedetyiksi ylös ensimmäiseen erotuskammioon. Toisen erotuskammion symmetria-akseli on oleellisesti pystysuora ja sen kartioinainen osa suuntautuu alaspäin.

Claims (7)

1. Tapa karkeiden hiukkasten erottamiseksi sei 1 uioosasuspen-siosta johtamalla ensin suspensio tulo-osan (3) kautta ensimmäiseen erotuskammioon (1), jossa suspensio jaetaan ensimmäiseen, sellulosaa sisältävään kevyeen fraktioon ja ensimmäiseen, karkeita hiukkasia ja osan selluloosasta sisältävään raskaaseen fraktioon, jolloin mainitut ensimmäiset kevyet ja raskaat fraktiot johdetaan ulos ensimmäisen erotuskammion (1) vastaavien poisto-osien (4, 5) kautta, jonka jälkeen ensimmäinen raskas fraktio johdetaan toiseen erotuskammioon (2), siinä olevan tulo-osan (6) kautta, jossa toisessa erotuskammiossa (2) ensimmäisen raskas fraktio jaetaan toiseen, selluloosaa sisältävään kevyeen fraktioon ja toiseen, karkeita hiukkasia sisältävään raskaaseen fraktioon, jolloin mainitut toiset kevyet ja raskaat fraktiot johdetaan ulos toisen erotuskammion vastaavien poisto-osien (7, 8) kautta ja toinen kevytfraktio johdetaan sitten takaisin ensimmäiseen erotuskammioon (1), tunnettu siitä, - että ensimmäinen raskas fraktio puristetaan ensimmäisestä erotuskammiosta (1) toiseen erotuskammioon (2) ensimmäiseen erotuskammioon (1) johdettavan jakamattoman suspension avulla, ja - että aikaansaadaan ensimmäiseen erotuskammioon (1) yhteydessä oleva vyöhyke, jolla on paine, joka on alempi kuin toisen ero-tuskammion (2) paine toisen kevyen fraktion poisto-osan (7) kohdalla, jolloin viimeksimainittu fraktio johdetaan viimeksimainitusta poisto-osasta (7) mainittuun vyöhykkeeseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että ensimmäinen raskas fraktio johdetaan toiseen erotuskammioon (2) kehän suuntaisesti siten, että se muodostaa siihen pyörteen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että toinen kevytfraktio johdetaan keskeltä ulos toisen erotus-kammion (2) pyörteestä. 11 73760 Jonkin patenttivaatin uksi; ta 1-3 mukainen tapa, t u n -n e t t u siitä, että suspens o johdetaan ensimmäiseen erotus-kammioon (1) kehänsuuntaisesti, että se muodostaa siihen pyörteen.

5. Patenttivaatimuksen k mukainen tapa, tunnettu siitä, että ensimmäinen kevyfraktio johdetaan keskeltä ulos ensimmäisen erotuskammion (1) pyörteestä.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että ensimmäisen erotuskammion (1) pyörre ja toisen erotus-kammion (2) pyörre muodostetaai siten, että pyörimisakselit ovat samankeskiset.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tapa, tunnettu siitä, että toisen erotuskammion (2) pyörre muodostuu ensimmäisen erotus-kammion (1) pyörteen alapuolelle. S. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tapa, tunnettu siitä, että' toinen kevytfraktio johdetaan toisen erotuskammion (2) pyörteen yle'osasta ylemmän erotuskammion (1) pyörteen alaosaan.

9. Jonkin patenttivaatimuksesta 4-8 mukainen tapa, tunnettu siitä, että mainittu vyöhyke aikaansaadaan ensimmäisen erotuskammion (l) pyörteen keskelle.