FI74751C - Vaetskebehandling av massa. - Google Patents

Description

k 74751

Massan nestekäsittely. - Vätskebehandling av massa.

Esillä olevan keksinnön kohteena on selluloosamassan käsittely tietyssä järjestelmässä syrjäyttämällä nesteitä muilla nesteillä.

Nesteen syrjäytys tapahtuu siten, että liikkeessä olevan massa-radan toiselta puolelta lisätään nestettä ja radan toiselta puolelta vähennetään nestettä. Tällä tavoin voidaan käsittely suorittaa syrjäyttämällä likaista nestettä ja lisäämällä puhtaampaa nestettä tai esim. korvata tiettyjä kemikaaljea sisältävä neste vedellä. Voi tulla myös kysymykseen syrjäyttää käsit-telyneste, esim. valkaisuneste lisäämällä pesunestettä tai jotain toista valkaisunestettä ja myöskin tulee kysymykseen korvata neste jollain toisella nesteellä, jolla on eri ominaisuudet, esim. lämpötila, väri, pH jne.

Nykyaikaiset niinkutsutut poistottomat tehtaat yrittävät pitää massan konsentraation suhteellisen vakiona eri valmistusvaiheissa, joita ovat esim. pesu, valkaisu ja siilaus. Nykyaikaisten laitteiden avulla voidaan välttää massan laimennus ja sen jälkeen tapahtuva sakeutus. Tällä tavoin säästyy pumppuenergiaa, lämpöä ja rakennustilavuutta. Pesu- ja valkaisuosastoissa on tällöin toimintaa parannettu käyttämällä tavanomaisten rumpusuodattimien asemesta kamyyrin jatkuvia diffuusoreja 7-15 % konsentraation omaavan massan pesemiseksi ja syrjäyttämiseksi. Tällaiset diffuu-sorit voivat olla avointa tyyppiä, kuten on esitetty esim. ruotsalaisissa patenteissa SE 198 496 ja SE 225 814 (vastaa US patentteja 3 372 087 ja US 3 348 390) ja nämä diffuusorit toimivat astioissa ilman ylipainetta. Viime aikoina ovat käyttöön tulleet myös kamyyrin niinkutsutut painediffuusorit, jotka kykenevät käsittelemään massaa ylipaineessa olevissa suljetuissa järjestelmissä. Näitä on periaatteessa kuvattu ruotsalaisessa patentissa SE 394 821 (vastaa US patenttia 4 041 560) ja ruotsalaisissa hakemuksissa SE 80.00196-9, SE 80.00198-5 (vastaa hakemusta US 223 741)X^ ja SE 80.00197-7 (vastaa hakemusta US 221 810).

Diffuusoreissa on ainakin yksi aksiaalisuunnassa edestakaisin x) US sarja no. 223 741 = US patentti no. 4 368 628

L

74751 liikkuva poistosihti ja ne toimivat siten, että sisääntulevan ja pois lähtevän massan konsentraatio on pääasiallisesti sama, jolloin ne tässä suhteessa eroavat olennaisesti tavanomaisista rum-putyyppisistä pesusuodattimista, joissa massakonsentraatio on tavallisesti noin 1 % sisääntullessa ja 8-15 % poistuttaessa.

Myös massaradan paksuus poikkeaa olennaisesti näissä kahdessa tapauksessa, koska suodattimissa se voi olla noin 10- 30 mm verrattuna noin 50-100 mm diffuusoreissa. Suodattimissa esiintyy suhteellisen ohut rata ja tällöin on käytännöllisesti katsoen mahdotonta välttää sitä, että huomattava osa lisätystä pesunesteestä tai syrjäytysnesteestä virtaa massaradan läpi, kun taas diffuusorissa on suhteellisen tasapaksuinen massarata ja tällöin on mahdollista ohjata tarkasti lisätyn nesteen ja massassa olevan suspensionesteen välistä syrjäytysrintamaa..

Hyödyntämällä erityisellä tavalla diffuusoreiden mahdollistamia etuja jäljempänä selvitettävällä tavalla voidaan todeta, että esillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on saada aikaan parhaat mahdolliset tulokset mitä tulee reaktiokemikaali-en talteenottoon, pesutuloksiin ja eri käsittelyvaiheiden eristämiseen tai erottamiseen. Oheisissa patenttivaatimuksissa on esitetty se mitä patentilla halutaan suojata.

Eräs menettelytapa massan vastavirtapesemiseksi on tunnettu amerikkalaisesta patentista US 3 698 995 (Rapson). Edelleen on amerikkalaisesti patentista US 4 310 384 (Weyerhäyser) tunnettu jär-jestelmä käsittelyvaiheiden välisen kemiallisen siirtymän vähentämiseksi. Näissä molemmissa tapauksissa on kysymys siitä, että itse pesuun käytetään pyöriviä rumpusuodattimia. Eräänä periaat-teelisena erona näiden patenttien ja esillä olevan keksinnön välillä voidaan mainita, että julkaisussa US 3 398 995 lisätään kussakin pesusuodattimessa vain yhdenlaista pesunestettä ja johdetaan pois vain yhdenlaista suodosta ja julkaisussa US 4 310 384 lisätään kussakin pesusuodattimessa yhtä tai mahdollisesti kahta erilaista pesunestettä kun taas vain yhdenlaista suodosta ekstra-hoidaan. Esillä olevan keksinnön mukaisesti nesteitä lisätään ja poistetaan ainakin kahdella alueella pitkin massan liikerataa, jolloin saavutetaan merkittäviä etuja vastavirtamenetelmässä mas-

II

3 k.

74751 saa pestäessä sekä massan valkaisulaitoksissa, jolloin näitä etuja selvitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää leikkausta astiasta, jossa on massakuitujen ja suspensionesteen rata, jolloin suspensioneste joutuu radan matkalla alttiiksi kolmelle syrjäytysnesteelle radan toiselta puolelta ja toiselta puolelta tyhjennetään kolme vastaavaa määrää syrjäytettyä nestettä.

Kuvio 2 on leikkauskuva kahdesta massaradoilla varustetusta astiasta, jolloin kumpaankin lisätään kaksi syrjäytysnestettä ja poistetaan kaksi syrjäytettyä nestettä.

Kuvio 3 on periaatteellinen virtauskaavio vastavirtaan tapahtuvasta pesumenetelmästä, jossa on kaksi pesulaitetta reak-tiosäiliön jälkeen ja yksi sitä ennen.

Kuviossa 1 on esitetty leikkauksena tietyn keskikonsentraation omaava massasuspensio 2, joka sekoittamatta liikkuu alaspäin astiassa 1, jossa massaan lisätään kuviossa oikealta puolelta kolmea eri nestettä 11, 12 ja 13 säiliön seinässä olevien aukkojen kautta kolmesta kohdasta 3, jotka ovat aksiaalisen välimatkan päässä toisistaan. Lisätyt nesteet syrjäyttävät osittain massassa olevan nesteen, joka saatetaan massaradan toiselta puolelta poistumaan radalta sopivien aukkojen kautta aksiaalisen välimatkan päässä toisistaan olevasta kolmesta kohdasta 4, kuten nesteet 15, 16 ja 17 osoittavat. Valitsemalla sopiva suhde radallaan alaspäin, eli suunnilleen kohtien 3 ja 4 välinen etäisyys, kulkevan massarainan paksuuden ja lisättyjen nestemäärien, rainan nopeuden alaspäin ja poistettujen nestemäärien välille voidaan esitetyllä tavalla saada aikaan erinomaisen terävät syrjäytys-rintamat 5, 6 ja 7, ensimmäisessä tapauksessa massan 2 alkuperäisen suspensionesteen ja lisätyn nesteen 11 välille, toisessa tapauksessa nesteen 11 ja nesteen 12 välille ja kolmannessa tapauksessa nesteen 12 ja nesteen 13 välille samalla säilyttäen edellisten vaiheiden rintamat. Kun tällöin puhutaan kahden nesteen välisestä syrjäytysrintamasta tarkoitetaan sitä, että molemmat nesteet ovat massassa ja että rintama siirtyy kuviossa i

___ -· I

4 74751 oikealta puolelta vasemmalle samanaikaisesti kun massa liikkuu alaspäin.

Kuten kuviossa on esitetty, nesteet 11-13 lisätään kohdista 3 aukkojen läpi, jotka aukot voivat sinänsä muodostua eräänlaisesta perforoidusta siivilälevystä siten, että saadaan tasainen jakauma aksiaalisuunnassa ja laitteen koko leveydeltä. Kun kysymyksessä on pyöreä diffuusori ja massarainan poikkileikkaus on rengasmainen, neste jaetaan aksiaalisuunnassa ja massarainan sisä-tai ulkokehän ympäri riippuen siitä pitääkö nesteen liikkua radi-aalisesti ulospäin vai sisäänpäin. Tällöin voidaan neste vaihtoehtoisesti saattaa virtaamaan ulos pyöreiden rakomaisten aukkojen kautta, jotka on järjestetty sopivan aksiaalisen välimatkan päähän toisistaan mahdollisimman tasaisen jakauman aikaansaamiseksi. Kuvion 1 mukaisesti voidaan siis järjestää mahdollisuus säätää se kuinka suurta aluetta aksiaalisuunnassa käytetään kutakin kolmea nestettä 11, 12 ja 13 varten siten, että kyseinen alue on oikeassa suhteessa vastaavaan nestemäärään. Tarvittaessa on myös mahdollista se, että 2 tai useampia alueita ulottuu toistensa vieressä. Periaatteessa samalla tavoin on sopivaa ja mahdollista, että laitteen poistopuolelle järjestetään säätömahdollisuus poistoalueiden laajuuden säätämiseksi aksiaalisuunnassa. Kunkin poi^toalueen laajuus on periaatteessa sama kuin lisätyn nesteen alue ja sijaitsee normaalisti samalla tasolla, eli suoraan massa-radan vastakkaisella puolella. Tällöin saadaan aikaan erinomaiset mahdollisuudet nestevirtausten ohjaamiseksi massan läpi halutun edullisimman tuloksen saavuttamiseksi. Kuten kuviossa on edelleen esitetty katkoviivalla 8, järjestämällä ylös ja alas (aksiaalisuunnassa) liikkuva poistosihti ja sen ala- ja yläpäähän liuku-tiiviste 9 voi nesteen poisto sopivasti tapahtua ylläviitatulle painediffuusorille tyypillisen sihtilaitteen läpi. (Yksinkertaisuuden vuoksi ei sihdin käyttölaitetta ole esitetty.) Liikkeen avulla estetään sihtireikien tukkeutuminen ja edistetään massan liikettä sihdin ohi erityisesti silloin kuin painediffuusorin rakenne on niin hieno, että samanaikaisesti kun sihti liikkuu massan liikettä vastaan huuhtoutuu poistettua nestettä jonkin verran takaisin sihtiaukkojen läpi tasaisesti niihin jakautuneena.

k 74751

Periaatteellisesti esitetyn astian 1 voidaan hyvinkin ajatella olevan painediffuusori, mikäli astia 1 suljetaan ylhäältä ja alhaalta ja varustetaan sopivilla sisään- ja ulossyöttölaitteilla. Sitäpaitsi ainediffuusorilla on jo sen nimenkin osoittama se suuri etu, että se konstruoidaan sopivasti painetta varten siten, että voidaan tarvittaessa käyttää kuumia nesteitä, joiden lämpötila on yli 100°C. Samat nesteet on voitu lämmittää höytyllä mukaanliitetyssä painejärjestelmässä.

Kuvio 1 esittää syrjäytysnesteiden massarainan läpi tapahtuvan virtauksen lisäksi sen, että ylin poisto 15 muodostuu säiliöön tulevan massan 2 alkuperäisestä suspensionesteestä, että toinen poisto 16 muodostuu alkuperäisen suspensionesteen ja ensimmäiseksi lisätyn syrjäytysnesteen 11 seoksesta, että kolmas poisto 17 muodostuu alkuperäisen suspensionesteen ja ensimmäisen 11 ja toisen 12 lisätyn syrjäytysnesteen seoksesta sekä että lopuksi alaspäin virtaava massa sisältää alkuperäisen suspensionesteen sekä nesteiden 11, 12 ja viimeksi lisätyn syrjäytysnesteen 13 seoksen. Erityisesti on huomattava, että ensimmäinen poisto sisältää ainoastaan, tai ylivoimaisesti suurimmaksi osaksi alkuperäistä sus-pensionestettä ja viimeinen poisto 17 ei sisällä lainkaan sisältää hyvin pienen määrän viimeksi lisättyä syrjäytysnestettä 13.

Edelleen saadaan sopivalla ohjauksella mahdollistetuksi se, että massa lopuksi sisältää ainoastaan tai pääasiallisesti nestettä, joka tulee viimeksi lisätystä syrjäytysnesteestä. Tällöin on mahdollista antaa ensimmäiseksi ja vastaavasti viimeksi lisätyn syr-jäytysnesteen korvata jopa noin 95 % massan nestepitoisuudesta vastaavana ajankohtana.

Kuviossa 2 on kaaviomaisesti ja leikkauksena esitetty kaksi säiliötä 100 ja 200, joiden läpi massa kulkee sarjassa, eli massa virtaa ensin säiliön 100 läpi, jonka jälkeen se sekoitetaan uudelleen ja virtaa tämän jälkeen säiliön 200 läpi. Molemmissa säiliöissä lisätään välimatkan päässä toisistaan kahta nestettä ja suoritetaan kaksi poistoa. Säiliössä 100 lisätään nesteet 111 ja 112 sekä poistetaan nesteet 115 ja 116. Laitteessa 200 lisätään nesteet 211 ja 212 sekä poistetaan nesteet 215 ja 216.

6 k 74751

Mikäli tilanne on se, että säiliöt kuuluvat mukaan vastavirtape-riaatteella toimivaan pesujärjestelmään, johdetaan säiliöstä 200 ensin poistettu neste 215 takaisin säiliöön 100, jossa neste lisätään ensimmäisenä syrjäytysnesteenä, eli nesteenä 111. Tämän jälkeen lisätään toisen laitteen toinen neste 216 toisena syrjäy-tysnesteenä 112 ensimmäiseen laitteeseen. Ensimmäisessä laitteessa 100 sisältää ensimmäinen poisto 115 alkuperäisen suspensio-nesteen, joka esim. pesumenetelmässä voi olla käytettyä musta-lipeää ja joka kulkee takaisin edelliseen käsittelyvaiheeseen tai esim. kemikaalien talteenottoon. Ensimmäisestä laitteesta tapahtuva toinen poisto 116 voidaan johtaa esim. takaisin edelliseen käsittelyvaiheeseen, joka mahdollisesti toimii suuremmalla massakonsentraatiolla ja jota tästä syystä voidaan käyttää laimennusnesteenä esimerkiksi jatkuvasti toimivassa happi- de-lignifiointireaktorissa. Toiseen laitteeseen 200 lisätyt nesteet 211 ja 212 voivat olla samaa nestettä tai eri nesteitä halutun tuloksen saavuttamiseksi. Pesujärjestelmässä saattaa ensimmäinen neste 211 olla laimeahkoa käytettyä keittolipeää tai kondensaat-tia ja neste 212 puhdasta vettä.

Mikäli säiliöt 100 ja 200 kuuluvat osana valkaisujärjestelmään, voidaan esim. ensimmäiseen astiaan 100 tulevassa massassa 102 oleva tietty kemiallinen suspensioneste syrjäyttää toisen kemiallisen pitoisuuden omaavalla nesteellä 1111 ja neste 111 tämän jälkeen syrjäyttää nesteellä 112, joka voi olla vahvistettu uusilla tuoreilla kemikaaleilla, jolla voi olla toinen kemiallinen koostumus tai joka mahdollisesti voi olla sopivaa pesunestettä, esim. vettä. Mikäli viimeksi lisätty neste 112 on valkaisujärjestelmään kuuluva kemikaali, on erityisen sopivaa sekoittaa massa uudelleen ennen kuin se sopivan reaktioajan jälkeen saatetaan virtaamaan seuraavaan säiliöön 220, jossa jatkokäsittely voi tapahtua syrjäyttämällä nestettä muilla nesteillä samalla tavoin. Niinkutsu-tussa painediffuusorissa tämä massan ja kemikaalien uudelleense-koitus tapahtuu sopivasti jo diffuusorista tapahtuvan ulossyötön yhteydessä.

Samoin voidaan edullisesti esimerkiksi lämmittää laitteen 100 läpi alaspäin virtaava massa siten, että ensimmäinen syrjäytysneste

II

k 74751 111 on esimerkiksi lämmintä nestettä ja toinen syrjäytysneste 112 on kuumempaa nestettä. Laitteesta tämän jälkeen poistuvassa massassa on yhtäältä alkuperäistä suspensionestettä ja toisaalta lämmintä, ensiksi lisättyä syrjäytysnestettä ja nämä syrjäytetään ulos poistojen 115 ja 116 kautta ja tällöin massa on suureksi osaksi saavuttanut saman tai hieman alhaisemman lämpötilan kuin lisätyn nesteen 112 lämpötila riippuen lisättyjen nesteiden välisestä kiintiöjakaumasta ja näiden sekä poistuvassa massavirrassa olevan nestemäärän välisestä kiintiöjakaumasta. Oikein valitun kiintiöjakauman avulla saadaan tällöin aikaan se, että kaikki nesteeseen 112 mahdollisesti saatu lämpöenergia on jäljellä säiliöstä 100 poistuvassa massassa.

Yllä olevassa kuvioiden 1 ja 2 selityksessä on esimerkein esitetty se periaate miten nestettä keksinnön mukaisesti syrjäytetään niinkutsutussa diffuusorissa. Seuraavaksi esitetään esimerkkejä saavutetuista tuloksista ja niiden mukaisesti syrjäytysten vaikutus todellisissa tilanteissa. Diffuusorin läpi virtaavan massan konsentraation pitämiseksi samana pitää lisättävän nesteen summan vastata poistettavan nesteen summaa, mutta kuvion 1 mukaisesti voi luonnollisesti jokainen lisätty määrä 11, 12 ja 13 olla erilainen aina halutun tuloksen mukaisesti ja samalla tavoin voivat poistettavat määrät 15, 16 ja 17 olla erilaiset. Poistetut määrät pitää kuitenkin tasapainottaa siten, että ottaen huomioon sen mitä ja kuinka paljon lisätään konsentraatio pysyy vakiona ja saadaan paras mahdollinen syrjäytystulos. Määriä säätämällä voidaan luonnollisesti suorittaa tarvittaessa massan tietty sakeutus ja vastaavasti laimennus, mutta monivaihemenetelmässä on yleensä edullista pitää konsentraatio mahdollisimman tasaisena. Syrjäy-tysvaiheessa. Syrjäytysvaiheessa lisätyt ja poistetut nestemäärät vastaavat teoriassa poistuvassa massavirrassa olevaa nestemäärää, mutta käytännössä lisätään ja poistetaan jonkun verran suurempi määrä, esim. 10-20 % suurempi.

Kuviossa 3 on esitetty erään pesujärjestelmän periaaterakenne, joka voi käsittää monia käsittelyvaiheita massatehtaassa ja johon kuuluu kolme kappaletta painediffuusoreita 301, 302 ja 303, reak- 8 74751 tiosäiliö tai torni 310 ja kaksi lämmönvaihdinta 316 ja 317 sekä massaputkia 311 - 315. Lisäksi mukaan kuuluu nesteputket 321 -328, höyryputki 318 ja kondensaattiputki 319. Yksinkertaisuuden vuoksi pumppuja ei ole esitetty. Järjestelmä toimii seuraavasti:

Noin 10 % konsentraation omaava massa tulee putkeen 311 esimerkiksi jatkuvasta keittimestä paineella, joka riittää massan saattamiseksi virtaamaan painediffuusorin 301 läpi ja antamaan tornissa 310 tapahtuvan reaktion tarvitsema paine. Tämä tornipaine voi puolestaan olla riittävä massan saattamiseksi virtaamaan pai-dediffuusoreiden 302 ja 303 läpi, josta syystä tässä järjestelmässä ei ole esitetty pumppuja. Painediffuusorin 301 tarkoituksena on yhtäältä pestä massa toisaalta lämmittää massa. Ensiksi poistettu neste 327 on kuiva-ainepitoisuudeltaan väkevin neste ja se voidaan sopivasti johtaa takaisin keittimen pesuosastoon samalla kun laimeampi neste 328 menee keittimen ulossyöttöosas-toon. Pesusta tulee hyvin tehokas ja tällä tavoin keitto eristetään seuraavasta käsittelystä. Toiseksi poistettu neste 328 ohjataan sopivasti takaisin laimennukseen keittimen pohjaosaan ja se palaa suureksi osaksi takaisin massan kanssa painediffuusoriin 301. Pesty massa ohjataan edelleen putken 312 kautta reaktiotor-niin, joka voi olla esimerkiksi happikäsittelyvaihe lämpötilan ja ylipaineen ollessa sopivia massan tällaisen käsittely suorittamiseksi. Tämän käsittelyvaiheen jälkeen massa virtaa edelleen putken 313 kautta diffuusoriin 302, putken 314 kautta diffuusoriin 303, josta se lopuksi poistuu järjestelmästä mahdollisesti seuraavaan käsittelyvaiheeseen putken 315 kautta. Painediffuusorin 303 syrjäytysnesteet 321 ja 322 ovat sopivasti vettä, jolla on mahdollisesti eri lämpötilat. Mikäli seuraavassa vaiheessa tarvitaan tietyn lämpötilan omaavaa massaa, voi viimeisen syr-jäytysnesteen 322 lämpötila olla tämä tai jonkun verran siitä eroava siten, että putken 315 kautta poistuva massa saavuttaa halutun lämpötilan. Putkien 323 ja 324 kautta poistetut nesteet johdetaan tämän jälkeen takaisin painediffuusoriin 302,johon painediffuusorista 303 ensin poistettu neste 323 lisätään ensimmäisenä syrjäytysnesteenä ja painediffuusorista 303 toiseksi poistettu neste 324 lisätään toisena syrjäytysnesteenä. Painedif-

II

k 74751 fuusorista 302 johdetaan ensiksi poistettu neste 325, jolla on suunnilleen sama lämpötila kuin massalla sen poistuessa reaktio-tornista 310, lämmönvaihtimen 316 läpi,jotta se siellä luovuttaisi osan lämpösisällöstään ennen kuin neste lisätään painedif-fuusoriin 301 ensimmäisenä syrjäytysnesteenä. Painedifuusorista 302 toiseksi poistetun nesteen 326 lämpötila on alhaisempi kuin ensimmäiseksi poistetun nesteen 325 ja tämä toiseksi poistettu neste johdetaan samaan lämmönvaihtimeen 316 lämmitettäväksi ennen sen lisäämistä toisena syrjäytysnesteenä painediffuusoriin 301. Viimeksi lisätty syrjäytysneste 326 on pääasiallisesti tallella massaputkessa 312, tämä neste lämmittää putkessa olevan massan haluttuun lämpötilaan. Mahdollisesti voidaan pienehköä määrää epäsuoraa pienpainehöyryä käyttää johtamalla se putken 318 kautta lämmönvaihtimeen 317 putkessa 326 olevan nesteen lämmittämiseksi edelleen, joka neste puolestaan lämmittää putkessa 312 olevan massan.

Mikäli kuvion 3 yhteydessä lasketaan, että vakiomassakonsentraa-tio on 10 % ja terminen DRX^ = 0,90 ja H**- 1,20, saadaan tulokseksi, että tavanomaista syrjäytysmenetelmää (yksi pesuneste ja yksi poisto vaihetta kohti) käyttävässä vastaavassa järjestelmässä on tarvittava höyrymäärä 66 kg/tonni massaa, jolloin tämä voidaan vähentää 39 kiloon/tonni massaa, eli lämpöenergian kulutusta saadaan vähennetyksi noin 40 %:lla. Tällöin saavutetaan reaktoriin 310 sisääntulolämpötila 95°C lähtien siitä, että putkessa 311 sisääntuleva massa on 70°C ja pesunesteet 321 ja 322 ovat 50°C. Kuviossa 3 esitetty järjestelmä on erityisen käyttökelpoinen tavanomaisen pienkonsentraatiosiivilöintiosaston jälkeen, joka tekee välttämättömäksi sakeutuslaitteet (esim. rumpusuodatti-met), joissa suuret lämpöhäviöt ilmakehään ovat väistämättömiä. Ensimmäinen painediffuusori 301 toimii tällöin tehokkaana (lämpö-lukkona) .

x) DR = "Displacement Ratio”, joka termisessä mielessä voidaan määrittää tulevan ja lähtevän massan lämpötilaeron ja tulevan massan ja tulevan pesunesteen lämpötilaeron väliseksi suhteeksi.

k 10 74751 x) W s "Wash coefficient", joka on lisätyn nestemäärän/kilo kuivaa massaa ja lähtevässä massassa olevan netemäärän/kilo kuivaa massaa välinen suhde.

Tarkastelemalla edelleen kuviota 3 voidaan todeta, että tehdas-mittakaavassa suoritetuilla käytännön kokeilla käyttämällä keksinnön mukaisesti suurkonsentraatio happivaihetta reaktorissa 310 ja sen jälkeen painediffuusoria ja keksinnön mukaisia eril-listettyjä nestevirtauksia on saatu noin 20 % parempia pesutuloksia verrattuna samoihin laitteisiin, joissa on tavanomainen nestevirtaus ja siis vain yksi pesudiffuusorista lähtevä nestemäärä. Erotuksena kuviosta 3 kulkee putki 326 tällöin reaktorin 310 ulossyöttöosaan massan laimentamiseksi noin 10 % konsentraa-tioon. Teoreettisesti laskemalla pitäisi pesutuloksen parantua lähes 40 % pesudiffuusoreiden ollessa kytkettynä sarjaan kuvion 3 tapaan keksinnön mukaisilla nestevirtauksilla.

Vastaavassa tavanomaisessa järjestelmässä olisi kussakin pesuvai-heessa itsessään yksi diffuusori tai yksi suodatin ja tällöin olisi käytössä vain yksi tuleva syrjäytysneste ja vain yksi kustakin vaiheesta poistuva syrjäytetty neste, joka ajetaan takaisin vastavirtaan ylläkuvatulla periaatteella, mutta tällöin merkittävästi huonommin tuloksin. Kuvatuissa diffuusorijärjestelmissä käytetään siis keksinnön mukaista menetelmää siten, että paras mahdollinen vastavirtainen pesuteho saavutetaan samanaikaisesti kun käytännöllisesti katsoen kaikki lämpö saadaan otetuksi talteen ja pidettyä järjestelmässä. Syrjäytys tapahtuu niinkut-sutulla sekvenssisyrjäytysperiaatteella ja sitä voidaan lähinnä verrata "termiseen paristoon".

Keksintö ei rajoitu siihen, mitä yllä on esitetty esimerkkeinä edullisista suoritusmuodoista vaan se voi vaihdella seuraavien patenttivaatimusten rajoissa.

Claims (9)

11 74751

1. Menetelmä rataa pitkin liikkuvan massasuspension (2) käsittelemiseksi syrjäyttämällä massan suspensionestettä yhdellä tai useammalla korvaavalla nesteellä, jolloin massarataa ylläpidetään vähintään kahdessa sarjaan kytketyssä syrjäytysasti-assa (100, 200), jonka toisesta päästä massaa syötetään sisään ja jonka toisesta päästä massaa syötetään ulos, korvaavaa nestettä lisätään massarataan ainakin kahden, kumpaankin astiaan aksiaalisen välimatkan päähän toisistaan järjestetyn tuloalueen (111, 112, 211, 212) kautta, korvaava neste syrjäyttää suspensionesteen kummankin astian aksiaalisuunnassa edestakaisin liikkuvan poistosihdin (8) kautta, ja syrjäytetty neste poistetaan ja johdetaan ulos ainakin kahden, aksiaalisen välimatkan päässä toisistaan olevan, poistosihdin takana olevan suodostilan poistoalueen (115, 116, 215, 216) kautta, tunnettu siitä, että kunkin astian ensimmäistä poistoa (215) käytetään lähimmän edellisen astian ensimmäisenä syrjäytys-nesteenä (111), että toista poistoa (216) käytetään lähimmän edellisen astian toisena syrjäytysnesteenä (112), että kolmatta poistoa käytetään kolmantena syrjäytysnesteenä jne.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yhtä syrjäytysastiaa (302, 303) edeltää kemiallinen käsittelyvaihe (310), jossa massaa käsitellään tietyn ajan, tietyllä paineella ja tietyssä lämpötilassa ja joka on esimerkiksi happikäsittely, ja että käsittelyvaiheen (310) jälkeisen ensimmäisen syrjäytysastiän (302) ensimmäistä nestepoistoa (325) käytetään mahdollisen lämmönvaihdon (316) jälkeen ja ennen käsittelyä vastaavassa syrjäytysastiässä (301) ensimmäisenä syrjäytysnesteenä, sekä että sen jälkeen kun viimeinen poisto (326) on kuumennettu mainitussa mahdollisessa lämmönvaihtimessa (316) sitä käytetään ennen käsittelyvaihetta viimeisenä syrjäytysnesteenä. 12 74751

3. Jonkun patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa liikkuu rengasmaisella poikkileikkauksella varustettujen syrjäytysastioiden läpi olennaisesti säteettäisellä, massan suhteen poikittaisella lisättyjen ja poistettujen nesteiden virtauksella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäiseksi ja vastaavasti viimeiseksi lisätty syrjäytysneste korvaa jopa noin 95 % massan nestesisällöstä vastaavana ajankohtana.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuloalueiden (3) aksiaalista laajuutta säädetään lisättyjen nestemäärien (11, 12, 13) suhteen ja että ne tarvittaessa ulottuvat toistensa välittömään läheisyyteen.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistoalueiden (4) aksiaalista laajuutta säädetään vastaavien poistettujen nestemäärien (15, 16, 17) suhteen ja että ne tarvittaessa ulottuvat toistensa välittömään läheisyyteen.

7. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikki nestelisäykset ja -poistot radalla ovat erillisesti säädettävissä ja että sisään ja vastaavasti ulos meneviä kokonaismääriä säädellään siten, että massan konsentraatio pysyy suunnilleen vakiona.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytysastiät toimivat yli yhden barin korotetulla paineella ja/tai yli 100°C korotetulla lämpötilalla.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan konsentraatio on noin 7 - 15 % ja massan paksuus radalla on noin 50 - 500 mm. Il 74751 1 3