FI81397B

FI81397B - Foerfarande och anordning foer avlaegsnande av laett material ur en fibersuspension.

Info

Publication number: FI81397B
Application number: FI883307A
Authority: FI
Inventors: Pentti Vikioe
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-06-29
Also published as: EP0424426B1; WO1990000645A1; EP0424426A1; DE68910129T2; JPH03505846A; FI81397C; FI883307A0; ES2019147A6; DE68910129D1; CA1335981C; FI883307A; US5084161A

Description

1 81397

Menetelmä Ja laitteisto kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpensiosta 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on kevyen aineksen, kuten muovin ja erityisesti kokoonpuristuvan muovimateriaalin tai vastaavan poistamiseksi kehitetty menetelmä ja laitteisto. Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuu styroxin ja vastaavantyyppisen kevyen 10 materiaalin poistamiseen esimerkiksi paperikoneen perälaati-kolle syötettävästä massasta heti ilmanpoistolaitteen jälkeen.

Ennalta tunnetaan sinänsä monia erityyppisiä laitteita 15 kevyen rejektin poistamiseksi kuitususpensioista, joista mainittakoon mm. US patenttijulkaisussa 4,634,521 kuvattu seulalaite, jossa roottorin sisälle on järjestetty ns. muovinerotus. Kuitenkin kuvatun tyyppisellä paineistetulla laitteella ei luotettavasti voida poistaa esimerkiksi 20 styroxhiukkasia, koska ne ovat luonteeltaan kokoonpuristuvia, jolloin ne laitteessa vallitsevan paineen vaikutuksesta puristuvat kokoon ja työntyvät seula-aukkojen läpi akseptin joukkoon.

25 Edelleen tunnetaan myös täryseuloja ja -rumpuja, joilla menestyksellisesti voidaan poistaa myös kevyttä, kokoonpuristuvaa ainesta kuitususpensioista. Myös kaarisihtejä (US 4,333,572) voidaan käyttää tähän tarkoitukseen samoin kuin käänteistä pyörrepuhdistusta (CA 1,203,778). Kaikkia tässä 30 mainittuja laitteita on käytetty kevyen rejektin erotukseen paperinvalmistusprosessissa siten, että koko massavirta on johdettu erotuslaitteen kautta, jolloin tietenkin laitteiden koko/lukumäärä on kasvanut ja niiden asennus-, käyttö- ja huolto- ym. kustannukset vastaavasti.

35 P721/8803 2 81 397

Toisaalta paperinvalmistusprosessille on ominaista, että kuitususpensiosta pyritään erottamaan kaasu mahdollisimman tarkoin ennen massan syöttämistä paperikoneen viiralle. Useimmiten käytetään kaasun poistamiseen laitetta, jossa 5 kuitususpensio syötetään säiliöön, johon vaikuttamaan on järjestetty alipaine. Säiliössä pidetään kuitususpension pinnankorkeus vakiona joko säiliössä olevan väliseinän, joka erottaa perälaatikolle menevän massan paluukiertoon jotuvasta massasta, yli tapahtuvan ylijuoksutuksen avulla 10 (US 4,419,109) tai säätelemällä pinnankorkeusanturin avulla säiliöön syötettävän massan pumppausta tai näiden yhdistelmällä. Säiliössä vaikuttavan alipaineen, joka on säädetty lähelle suspension kiehumisen aiheuttavaa painetta, ansiosta suspensiossa olevat kaasut, sekä kuplina että liuenneena 15 olevat, pyrkivät erottumaan suspensiosta, jolloin ne voidaan poistaa tyhjöstyslaitteen kautta. Ensinmainitulle laitteistolle on ominaista, että ylijuoksutettu suspensio palautetaan takaisin kiertoon antamalla kyseisen massan virrata ilmanpoistolaitetta edeltävien lajitinlaitteiden, tavalli-20 sesti hydrosyklonien, syöttöpuolelle viirakaivoon tai vastaavaan. Joskus on todettu viirakaivossa olevan suspension pinnalle kerääntyneen suuret määrät kevyttä muovi- tai vastaavaa ainesta, joka siten pyrkii rikastumaan lyhyeen kiertoon. Tällainen tietenkin on huomattavasti parempi 25 kuin se, että kevyet muovit joutuisivat perälaatikkoon ja sitä kautta viiralle, jolloin ne aiheuttaisivat reikiä valmistettavaan paperiin. Kuitenkaan missään yhteydessä ei aikaisemmin ole esitetty keinoja kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpensiosta ilmanerotuksen yhteydessä.

30

Keksintömme lähtökohtana on siis se tosiasia, että nykyisin kuitususpensiot sisältävät yhä enenevässä määrin kevyitä aineksia, jotka ovat vielä siinä määrin kokoonpuristuvia, että niitä ei voida luotettavasti poistaa paineistetuilla 35 reikä- tai rakosihdeillä, jolloin kyseinen aines rikastuu järjestelmään ja ennen pitkää aiheuttaa ongelmia loppu- P721/8803

II

3 81 397 tuotteessa. On siis pyrittävä löytämään suspension käsittelyjärjestelmästä kohta, jossa kyseinen aines voidaan poistaa, jolle edellytyksenä siis on, että suspensio ei ole paineen alaisena. Tällainen kohta löytyy esimerkiksi 5 paperikoneen lyhyen kierron kaasunpoistojärjestelmästä ja tarkemmin sanottuna kaasunpoistosäiliöstä, jossa kevyt aines nousee pinnalle, joutuu ylijuoksutukseeen ja tekniikan tason mukaisissa laitteistoissa rikastuu viirakaivoon ja yleisemmin sanottuna lyhyeen kiertoon. Keksinnön mukaisessa 10 ratkaisussa kaasunpoistosäiliöstä ylijuoksutuksena tuleva suspensio, joka on suspension kokonaismäärästä alle 15 %, edullisimmillaan noin 2 - 5 %, johdetaan kevyen aineksen erotuslaitteiston kautta viirakaivoon, jolloin kevyen rejektin rikastuminen lyhyeen kiertoon estetään.

15

Mikäli taas on kyseessä massankäsittelyjärjestelmä, jossa ei ole olemassa kaasunpoistolaitteita, on kevyen aineksen erottamista varten järjestelmään lisättävä säiliö, jossa kevyen aineksen annetaan erottua suspensiossa omaksi 20 osakseen, joka osavirtaus johdetaan erillään puhdistettavaksi. Näin siitä syystä, että selvitään pienemmillä laiteinvestoinneilla, koska koko suspensiovirtausta ei tarvitse johtaa varsinaisen kevyen aineksen erottelulaitteiden kautta.

25

Siten keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä, että kuitususpensiossa oleva kevyt aines rikastetaan osaan suspensiovirtausta, joka osa virtauksesta jaetaan erilleen päävirtauksesta ja josta mainitusta osasta erote-30 taan kevyt aines.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusmerkillistä, että se olennaisesti koostuu säiliöstä, johon 35 käsiteltävä suspensio syötetään kanavaa pitkin, ja jossa säiliössä kevyt aines erotetaan osaan suspensiota, joka P721/8803 4 81397 edelleen johdetaan kanavaa pitkin laitteeseen, jossa kevyt aines erotetaan suspensiosta.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa 5 selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuviossa 1 esitetään tekniikan tason mukainen paperikoneen lyhyt kierto, ja 10 kuviossa 2 esitetään keksinnön mukaisella laitteistolla varustettu lyhyt kierto.

Kuviossa 1 esitetty tekniikan tason mukainen paperikoneen 15 lyhyt kierto alkaa viirakaivosta 1, johon paperikoneelta tulee viirojen läpi suotautunutta kuitupitoista nestettä, jolla laimennetaan kanavaa 2 pitkin tuleva tuore massa haluttuun sakeuteen. Saatu suspensio pumpataan tavanomaisesti keskipakopumpulla 3 pyörrepuhdistimille 4, joilla suspen-20 siosta erotetaan karkeita ja raskaampia epäpuhtauksia. Pyörrepuhdistimilta 4 suspensio syötetään kanavaan 5, jossa suspensio jakautuu useaan ilmanpoistosäiliön 7 syöttöputkeen 6, joista suspensio suihkutetaan säiliön 7 nestepinnan 8 yläpuolelle, edullisesti siten, että suihku 25 ulottuu säiliön yläpintaan saakka, jolloin suspension mukana liikkuvat kaasut helpoimmin irtoavat kuiduista. Säiliöön 7 on lisäksi järjestetty alipaine tyhjöpumpun 9 avulla, jolla pumpulla myös suspensiosta erottunut kaasu poistetaan järjestelmästä. Paperikoneelle syötettävä massa 30 johdetaan säiliön 7 pohjalta kanavaa 10 pitkin syöttöpumpul-le 11, joka syöttää massan paineistettuna konesihdeille 12 ja edelleen perälaatikolle 13.

Säiliössä olevan nesteen pinnankorkeus 8 pidetään vakiona 35 säiliöön järjestetyn ylijuoksukynnyksenä toimivan väliseinän 14 avulla, jonka yli osa, alle 15 %, edullisimmillaan noin P721/8803

II

5 81 397 2 - 5 %, suspensiosta virtaa. Mainittu osa suspensiosta johdetaan kanavaa 15 pitkin viirakaivoon 1. Kyseiseen suspensioon pyrkii erottumaan kaasunpoistosäiliössä 7 kevyttä ainesta, josta etenkin styrox Ja vastaavat paineessa 5 kokoonpuristuneet hiukkaset palautuvat alkuperäiseen tilavuuteensa ja jopa laajenevat säiliön alipaineen vaikutuksesta. Tällöin ne kohoavat nopeasti säiliössä olevan suspension pinnalle ja joutuvat sitä kautta ylijuoksutettuun massavirtaan ja edelleen palautuskanavaan ja sitä kautta 10 tekniikan tason mukaisissa laitteissa viirakaivoon tai ylipäätänsä uudelleen kiertoon. Viirakaivon rakenteesta riippuen suurempi tai pienempi osuus kevyestä aineksesta kohoaa viirakaivossa olevan suspension pinnalle osan aineksesta jäädessä joka tapauksessa kiertoon, jolloin 15 lyhyeen kiertoon kerääntyy koko ajan enemmän ja enemmän kevyttä ainesta.

Kuviossa 2 puolestaan esitetään keksinnön mukainen laitteisto, jossa on käytetty hyväksi kevyen aineksen erottumista 20 kaasunpoistosäiliössä siten, että palautuskanavaan 15 on järjestetty laitteet 20 mainitun aineksen erottamiseksi suspensiosta. Kyseisinä laitteina voivat tulla kyseeseen erilaiset täryseulat ja -rummut, kaariseulat sekä käänteiset pyörrepuhdistimet. Kaikkien mainittujen laitteiden 25 toiminnalle on ominaista, että ne toimivat matalassa paineessa, jolloin kyseinen muovi- tai vastaava aines ei puristu kokoon, vaan voidaan erottaa virtauksesta. Lisäksi keksinnön mukaiselle ratkaisulle on ominaista, että laitteiston osalta selvitään muuhun järjestelmään nähden 30 huomattavasti vaatimattomilla laitteilla, koska käsiteltävän suspension määrä on edullisimmillaan vain noin 2 - 5 % massan kokonaismäärästä, ja joka tapauksessa alle 15 % kokonaisvirtauksesta.

35 Koska edellä on esitetty vain eräs edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, nimittäin P721/8803 6 81 397 paperikoneen lyhyt kierto, on täysin mahdollista, että vastaavanlaista laitteistoa ja keksinnön mukaista menetelmää sovelletaan esimerkiksi kierrätyspaperilinjoihin tai vastaaviin, joissa kevyen aineksen, muovin, styroxin ym.

5 esiintyminen on erittäin yleistä. Siten edellä esimerkissä mainittu kaasunerotussäiliö on yleisemmin ymmärrettävä yleensäkin järjestelmässä olevaksi erotussäiliöksi, jonka pinnalle kevyen aineksen annetaan kerääntyä, ja josta se edelleen erotetaan omaksi virtauksekseen. Edullisesti 10 mainittuun säiliöön on järjestetty alipaine, jolla kevyen aineksen erottumista suspension pinnalle voidaan huomattavasti nopeuttaa, koska esimerkiksi styrox-hiukkaset laajenevat voimakkaasti paineen laskiessa, jolloin ne nousevat nopeasti suspension pinnalle. Tällöin erottumiseen tarvitta-15 va viiveaika on noin 5-15 sekuntia, jonka ajan suspension siis tulisi viipyä säiliössä. Siten esitetyllä esimerkillä ei ole missään tapauksessa pyritty rajoittamaan keksinnön suojapiiriä siitä, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka yksin määrittelevät keksinnön suojapiirin.

20 P721/8803

II

Claims

1. Menetelmä kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpen-siosta, tunnettu siltä, että kuitususpenslossa oleva kevyt 5 aines rikastetaan osaan suspensiovirtausta, joka osa virtauksesta jaetaan erilleen päävirtauksesta ja josta mainitusta osasta erotetaan kevyt aines.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että kevyt aines rikastetaan kuitususpension pinnalle järjestämällä suspensioon alipaine, jolloin kevyttä ainesta sisältävä pintavirtaus erotetaan päävirtauksesta johtamalla mainittu virtaus ylijuoksutuksena erilleen päävirtauksesta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kevyt aines rikastetaan kuitususpension pinnalle järjestämällä suspensioon alipaine, jolloin kevyt aines laajenee kohoten suspension pintaan, ja jolloin kevyttä ainesta sisältävä pintavirtaus erotetaan päävirtauksesta 20 johtamalla mainittu virtaus ylijuoksutuksena erilleen päävirtauksesta.

4. Menetelmä kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpen-siosta kaasunpoistolaitteen yhteydessä, jossa laitteessa 25 suspensio jaetaan kahteen osavirtaukseen, joista ensimmäinen osavirtaus johdetaan kohti paperikoneen perälaatikkoa, ja toinen osavirtaus palautetaan paperikoneen lyhyeen kiertoon, tunnettu siitä, että mainittuun toiseen osavirtaukseen erotetaan kaasunpoistolaltteessa suspension mukana kulkevaa 30 kevyttä ainesta, joka edelleen erotetaan mainitusta toisesta osavirtauksesta kaasunpoistolaitteen jälkeen ennen kyseisen virtauksen syöttämistä takaisin kiertoon.

5. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että kevyttä ainesta sisältävä osavirtaus on alle 15. kokonaisvirtauksesta. P721/8803 8 81397

6. Laitteisto kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpen-siosta, tunnettu siitä, että se olennaisesti koostuu säiliöstä (7), johon käsiteltävä suspensio syötetään kanavaa 5 (5) pitkin, ja jossa säiliössä (7) kevyt aines erotetaan osaan suspensiota, joka edelleen johdetaan kanavaa (15) pitkin laitteeseen (20), jossa kevyt aines erotetaan suspensiosta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se koostuu tyhjösäiliöstä (7), johon käsiteltävä suspensio syötetään kanavaa (5) pitkin, ja Jossa säiliössä (7) kevyt aines erotetaan osaan suspensiota tyhjöstyslait-teen (9) aikaansaaman alipaineen avulla, joka osa suspen-15 siosta edelleen johdetaan kanavaa (15) pitkin laitteeseen (20), jossa kevyt aines erotetaan suspensiosta.

7 81 397

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tyhjösäiliössä (7) on väliseinä (14), joka 20 toimii ylijuoksukynnyksenä, joka kuorii suspensiosta kevyttä ainesta sisältävän pintavirtauksen erilleen ja johtaa sen kanavaan (15).

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu 25 siitä, että kevyen aineksen erotuslaite (20) on täryseula tai -rumpu.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kevyen aineksen erotuslaite (20) on kaariseula. 30

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kevyen aineksen erotuslaite (20) on käänteinen pyörrepuhdistin.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen laitteisto, P721/8803 II 9 81 397 tunnettu siitä, että laite (20) on liitetty kanavaan (15) olennaisesti heti tyhjösäiliön (7) jälkeen.

13. Laitteisto kevyen aineksen poistamiseksi kuitususpen-5 siosta, johon laitteistoon kuuluu ainakin paperikoneen lyhyeen kiertoon liittyvä kaasunpoistolaite (7) ja tähän kytketty tyhjöstyslaite (9), laitteet (6) suspension syöttämiseksi kaasunpoistolaitteeseen (7) ja kanava (10) ensimmäisen osavirtauksen johtamiseksi kaasunpoistolaittees-10 ta (7) kohti paperikoneen perälaatikkoa (13) ja kanava (15) toisen osavirtauksen johtamiseksi kaasunpoistolaittees-ta (7) takaisin kiertoon, tunnettu siitä, että kanavaan (15) on järjestetty laitteet (20) kevyen aineksen erottamiseksi toisesta osavirtauksesta. 15 P721/8803 10 81 397