FI82387C - Foerfarande foer tillvaratagande av fibrer ur vattenstroemmar. - Google Patents

Description

1 82387

Menetelmä kuitujen talteenottamiseksi vesivirtauk- sista

Paperiteollisuudessa käytetään lukuisia mekaanisia vä-5 lineitä kuitujen erottamiseksi vesivirtauksista, mm. siivilöi tä, tyhjösuodatusrumpuja ja viiroja. Solumuovisuodattimia, joiden tyyppisiä on julkistettu US-patenteissa n:o 4 310 424 ja 4 303 533, jotka kuten tämäkin patentti on siirretty samalle siirronsaajalle, ja US-patentissa 4 212 737, on myös 10 ehdotettu käytettäviksi tällaisiin virtauksiin, mutta tähän saakka solumuovisuodattimien regeneroinnin tarve on ollut seikka, joka tällaisissa prosesseissa on estänyt halutun kui-tusakeuden ja tehokkaan tilavuusvirtauksen saavuttamisen. Kyseessä on ongelmavyyhti, sillä sen lisäksi, että kuituja voi 15 normaalisti vuotaa ylävirtauksen prosessilaitteiden läpi mekaaniseen erotuslaitteeseen tai suodattimen syöttövirtaukseen, voi ylävirtauksen laitteissa silloin tällöin sattua toiminta-katkoja ja vahinkoja, jotka mahdollistavat suhteellisen suurien massamäärien pääsyn virtaukseen.

20 Mekaanisen erotuslaitteen syöttövirtauksesta riippuen saattaa sellukuitujen sakeus sellumassan normaalisti laimeassa vesisuspensiossa ylävirtausvahinkojen sattuessa kohota puolesta prosentista (i %) kahdeksaan prosenttiin (8 %). Tällaiset vahingot johtavat siihen, että alavirtauslaitteet, .:.25 joihin normaalisti kuuluu pumppuja, säätöventtiilejä, säätimiä ja virtauksen säätöön liittyvää putkistoa, ja joita ei ole suunniteltu suursakeusvirtauksen käsittelyyn, saattavat useinkin mennä epäkuntoon. Lisäksi kuidut, jotka tarvitaan muihin paperinvalmistustarkoituksiin, voivat ohittaa erotus-30 prosessin ja joutua viemäriin.

Niinpä on jatkuvasti kaivattu tehokasta menetelmää, jolla voitaisiin jatkuvatoimisesta käsitellä massanvalmistuksen tai paperinvalmistuksen prosessilaitteista tavanomaisesti virtaavia, tavallisesti laimeita sellumassan vesi-35 liuoksia siten, että niistä voidaan erottaa ja ottaa tai- 2 82387 teen pieniä määriä haluttuja suursakeuskuituja ja samalla sallia pienien kontaminanttien ja ei-toivottujen kuidunosien lä-pivirtaamisen viemäriin ja myös ottaa talteen halutut suursa-keuskuidut suuren kuitukuormituksen aikana, joka johtuu ylä-5 virtauksen suunnassa tapahtuneista vahingoista. Käsiteltävänä oleva keksintö muodostuu tehokkaasta menetelmästä, joka monipuolisuutensa ansiosta pystyvät tyydyttämään tämän tähän saakka tyydyttämättä jääneen tarpeen.

Tutkimalla ja analysoimalla hydrofobisesta solumuovis-10 ta muodostuvan erotusväliaineen ominaisuuksia ja käyttäytymis tä on yllättäen keksitty menetelmä sellumassan tavallisesti laimeiden, silloin tällöin runsaasti kuituja sisältävien vesi-suspensioiden käsittelemiseksi siten, että niistä voidaan erottaa ja ottaa talteen halutut suursakeuskuidut suspensiossa 15 olevista pienistä kontaminanteista ja ei-toivotuista kuidunosis- ta. Havaittiin, että erityisesti avosoluisen, hydrofobisen solumuovin sähköstaattiset ja kapillaariominaisuudet määrätyllä paksuus- ja huokoisuusalueella mahdollistavat erotuksessa tarvittavan monipuolisuuden, joka on välttämätön haluttujen kuitu-20 jen tehokkaassa talteenotossa sekä rutiinitoiminnassa että va hingossa johtuvan kuormituksen aikana.

Käytettäessä avosoluisesta hydrofobisesta solumuovista muodostuvia erotusväliaineita, joiden paksuus on 0,32 -5,1 cm ja huokoisuus 16 - 31 huokosta senttimetriä kohti (hsk) , 25 sellumassan laimeiden vesisuspensioiden, joiden kuitukuormi- tus silloin tällöin on suuri, erotuskäsittelemiseksi, vaahto-muoviväliaineiden edullinen monipuolisuus mahdollistaa haluttujen kuitujen tehokkaan erottamisen ja talteenoton. Tämä kyky on osoitettu prosessijätevesivirtauksilla ja menetelmä 30 sopii erilaisiin paperinvalmistusprosessissa esiintyviin vir tauksiin kuten laihan mustalipeän virtaukseen, korvaamaan rus-keamassan pesurit (loppuvaiheessa, jossa kuitujen sakeutta lisätään) tai massansakeutuksen "sakeuttimena", valkaisimon viemärissä, jossa sitä voidaan käyttää keveiden massa-ark-35 kien valmistuksessa tai erillisenä esikäsittelyvaiheena val kaisuprosessissa vähentämään kemikaalien kulutusta, jotka ovat 3 82387 tarpeen, kun keittimien ja pesurien kautta kulkee liiaksi kuorta, tikkuja, likaa ja muita kontaminantte ja. iMenetelmää voidaan käyttää kaikkialla, missä käytetään diffuusiopesurei-ta, esim. tummamassaprosessin päävirtaukseen pesu- ja siivi-5 löintilaitteiden välissä. Varsinaisena päämääränä on ottaa talteen halutuista kuiduista muodostuva, suuren sakeuden omaava kuitumatto ja sallia vesisuspensiossa olevien pienien konta-minanttien ja kuidunosien kulkea väliaineen läpi siten, että voidaan minimoida tai eliminoida solumuoviväliaineen regene-10 rointi.

Vertailtaessa paperinvalmistusviiran arvoihin on saatu yllättäviä tuloksia, joiden uskotaan osaksi johtuvan seuraa-vista seikoista: (1) tribosähkön aiheuttaman hydraulisen sähköstaattisen tarttumisen minimointi pienien kontaminanttien 15 ja ei-toivottujen kuidunosien sekä avosoluisen hydrofobisen solumuovin välillä, jonka paksuus on 0,32 - 5,1 cm ja huokoisuus 16-31 hsk, ja (2) kapillaariset liikkeellepanevat voimat, jotka tämän paksuuden ja huokoisuuden omaava avosoluinen hydrofobinen solumuovi synnyttää. Havaitut edulliset paksuus-20 ja huokoisuusparametrit omaavan väliaineen kapillaarivaikutus on helpoimmin ymmärrettävissä Anthony M. Schwartzin artikkelin "Capillarity Theory and Practice" avulla julkaisussa Industrial and Engineering Chemistry, voi. 61, n:o 1.

Avosoluisen hydrofobisen solumuovin, jonka paksuus on 25 0,32 - 5,1 cm ja huokoisuus 16 - 31 hsk, tribologian ja ka- pillaarisuuden avulla voidaan saavuttaa seuraavat edut: 1. Solumuovin avonaisuuden ansiosta syötevirtaus voidaan suodattaa jatkuvatoimisesti hyvin pienessä vakuumissa (pienellä paine-erolla), joka on suunnilleen 0 - 25,4 cm vesi- 30 patsasta, verrattuna vakuumiin 356 cm vesipatsasta, joka tar vitaan tyypillisen paperinvalmistusprosessin vakuumisuodattamissa ja viiroissa.

2. Pinta-alavirtausnopeudet keksinnön solumuoviväli- 2 aineen läpi ovat erittäin suuria, jopa 1221 litraa/m /min, 2 35 verrattuna arvoon 81-407 litraa/m /min, joka on tyypillinen aikaisemmille solumuovierotusväliaineille.

4 82387 3. Solumuovin hydrofobisuus ja suhteellisen pieni huokoskoko johtavat useimmissa tapauksissa siihen,että halutut kuidut jäävät solumuovin pinnalle taiteenotettaviksi ilman pinnan esipäällystämistä kuitumatolla, mikä on tyypillisesti vält- 5 tämätöntä paperinvalmistukseen liittyvässä kuidunpoistossa suodattamalla.

4. Vahinkojen sattuessa solumuovin pinnalla olevat halutut kuidut voidaan ottaa jatkuvatoimisesti talteen suursa-keusmuodossa ja varastoida ne märkämassana myöhempää käyttö 10 varten tai palauttaa se välittömästi prosessiin.

Keksinnön solumuovivällaineena voi olla avosoluinen, yhteenpuristuva, hydrofobinen polyuretaani ohuen kerroksen muodossa, jonka paksuus on 0,32 - 5,1 cm ja nimellishuokoisuus 16 - 31 huokosta senttimetriä kohti (hsk). Huokoisuuden valmis-15 tustoleranssi on tyypillisesti plus tai miinus kymmenen prosenttia (-10 %) Solumuovin muut tunnusarvot on kuvattu US-pa-tenteissa n:o 4 303 533 ja 4 310 424.

Avosoluisen hydrofobisen solumuovin selvänä etuna on sen solurakenteesta johtuva kyky "poistaa" vettä. Suodoksen 20 hitaan liikkumisen vuoksi alipaineen (vakuumin) käyttö on tehotonta ja osaksi tästä syystä neste poistuu epätäydellisestä kuitumatosta. Tämä ilmiö selitetään US-patentissa n:o 4 370 231. On havaittu, että hydrofobisella solumuovilla, jonka huokoisuus on 16 - 31 hsk ja paksuus 0,32 - 5,1 cm, saavutetaan 25 erinomainen vedenpoisto verrattuna viiraan ja solumuoviin, joka on paksumpi ja omaa suuremman hsk-arvon.

Keksinnön menetelmä voi muodostua pyörivästä, päättömästä solumuovihihnasta tai rumpukehästä, jonka vastakkaisten puolien välillä vallitsee paine-ero siten, että 30 syötevirtaukseen kohdistuu liikkeelle paneva voima. Syötevir-tauksena on vesisuspensio, joka normaalikäyttöolosuhteissa sisältää pieniä määriä haluttuja kuituja samoin kuin ei-toivot-tuja pieniä kuidunosia ja pieniä kontaminantteja, jotka muodostuvat liasta ja muista aineksista. Kun ylävirtauslaittei-35 ta kohtaa vahinko, vesisuspension kuitusakeus tulee suureksi.

5 82387

Eräässä toteuttamismuodossa syötevirtaus johdetaan säiliöön, joka muodostuu pyörivästä rummusta päällystettynä ohuella (0,32 - 5,1 cm) solumuoviväliaineella, 16 - 31 hsk. Väliaineen vastakkaispuolilla vallitsevan paine-eron (ΔΡ), tribo-5 logian ja väliaineen kapillaarisuuden ansiosta syötevirtaus jättää suuremmat eli halutut kuidut, jotka muodostavat kuitujen valtaosan, solumuovin pinnalle ja kuljettaa kaikki pienet kontaminantit ja virtaukseen suspendoituneet ei-toivotut kui-dunosat solumuovin läpi. Virtaus (suodos), josta siis on ero-tettu halutut kuidut, poistetaan rummun sisäosasta ja käytetään uudelleen paperinvalmistussysteemissä tai hylätään jätteenä viemäriin. Kuidut otetaan talteen teräkaapimella tai imulla solumuovin pinnalta tai puristustelalla ja palautetaan uudelleenkäyttöä varten prosessiin.

15 Ennen solumuovin palauttamista säiliöön sen pinta voi daan puhdistaa ilma- tai vesisuihkuilla.

Keksinnön menetelmän vaihtoehtoisissa toteuttamismuodoissa käytetään solumuoviväliaineesta muodostuvia hihnasuodat-timia ja rumpuhihnapesureita, joista jälkimmäiset toimivat 20 massakuivurin ensisijaisena erotusvaiheena.

Niinpä kohteena oleva keksintö tarjoaa virtaukseen liitetyn, jatkuvatoimisen, suhteellisen pienikokoisen ja suuritehoisen erotuslaitteen jatkuvan satunnaisesti tapahtuvan kui-tuhukan talteenottamiseksi tai suursakeuskuitumassan talteen-2-5 ottamiseksi, jotka johtuvat ylävirtauksen käyttölaitteissa tapahtuneista vahingoista. Yllä kuvattu voidaan toteuttaa minimaalisessa vakuumissa ja pienin kokonaisenergia- ja pääomakustannuksin.

Kuvio 1 esittää pystyleikkauskaavion keksinnön rumpu-30 tyyppisestä solumuovierotuslaitteesta, joka on varustettu teräkaapimella ja puhdistussuihkuilla.

Kuviossa 2 on sama leikkaus kuin kuviossa 1 keksinnön rumputyyppisestä solumuovierotuslaitteesta, joka on varustettu puristustelalla.

• · 6 82387

Kuvio 3 on sama leikkaus kuin kuviossa 1 keksinnön hih-natyyppisestä solumuovierotuslaitteesta.

Kuvio 4 esittää kvalitatiivisena analyysinä ja teoreettisena vertailuna liikkeelle panevat voimat, joiden uskotaan 5 vaikuttavan kuvien 1 ja 2 solumuovierotuslaitteissa ja verk- kopäällysteisessä, rumputyyppisessä massansakeuttimessa.

Kuvio 5 esittää graafisesti pinta-alavirtausnopeuden 2 litraa/m /min kuvion 2 solumuoviväliaineen läpi solumuovin huokoisuuksilla 18 hsk, 26 hsk ja 31 hsk solumuovin paksuu-10 den vaihdellessa alueella 0,32 - 5,1 cm.

Kuvio 6 esittää graafisesti solumuovin kehänopeuden (m/min) solumuovin senttimetreinä ilmaistun paksuuden funktiona sekä minimivirtausvastukset solumuoveille 18 hsk, 26 hsk ja 31 hsk.

15 Kuviot 7a, 7b ja 7c esittävät kvalitatiivisesti näennäi sen kokonaistilavuusvirtauksen solumuoviväliaineille 18 hsk, 26 hsk ja vastaavasti 31 hsk käytettäessä kuvion 2 laitetta, joka on varustettu ulospuristavalla puristustelalla.

Kuviot 1-3 esittävät solumuoviväliaineesta valmistet-20 tuja erotuslaitteita tai -suodattimia käytettäviksi massan tai paperin prosessivirtauksessa. Laitteita voidaan edullisesti käyttää kuitujen talteenottamiseksi tai sakeuttamisek-si laimeista virtauksista, joissa silloin tällöin voi olla suuri kuitukuormitus, alla kuvatulla tavalla. Eri kuviois-25 sa samat numerot tarkoittavat samoja osia ja elementtejä.

Kuvion 1 erotus- ja sakeuttamislaitteeseen 10 kuuluu pyörivä rumpu 12, joka on päällystetty ohuella kerroksella avosoluista, joustavaa, hydrofobista solumuovia 14, jonka paksuus on 0,32 - 5,1 cm, mieluiten n. 2,5 cm, ja huokoisuus 30 16-31 huokosta senttimetriä kohti (hsk), mieluiten 26-31 hsk.

Solumuovin muut tunnusarvot on kuvattu US-patenteissa n:o 4 303 533 ja 4 310 424.

Syötevirtaus eli massaliete muodostuu normaalisti sellumassan laimeasta vesiliuoksesta, joka tavallisissa olo-35 suhteissa virtaa massanvalmistus- tai paperinvalmistusproses seista ja joka sisältää pieniä määriä toivottuja kuituja ja

II

> 82387 pieniä kontaminantteja ja pieniä ei-toivottuja kuidunosia lukuunottamatta satunnaisia jaksoja, jolloin ylävirtauksen suunnassa sattuneet vahingot aiheuttavat suuria kuitukuormituksia. Syötevirtaus johdetaan tulojohdon 18 kautta pyörivän rummun 12 5 sisältävään säiliöön 16. Kulkiessaan solumuovin 14 läpi virtaus suotautuu ja suurehkot toivotut kuidut 20 jäävät suurimmaksi osaksi solumuovin pinnalle. Kontaminantit ja pienet kuidunosat kulkevat suurimmaksi osaksi solumuovin läpi nestesuodoksen 22 mukana, joka virtaa rummun sisäosasta poistojohdon 24 kautta.

10 Säiliössä 16 olevan ulkonesteen pinnan ja suodoksen 22 sisänes- tepinnan välinen korkeusero synnyttää paine-eron ΔΡ. Kuvion 1 rumputyyppinen erotuslaite on varustettu minkä tahansa tyyppisellä tavanomaisella talteenottolaitteella, esim. teräkaapimel-la 26 tai ilmakaapimella tai vakuumipoistolaitteella, joka pois-15 taa kuitumaton solumuovin pinnalta. Haluttaessa voidaan käyttää suihkuja 28 solumuovipinnan puhdistamiseksi.

Muihin rumpusuodattimiin verrattuna kuvion 1 erotuslaite pystyy tarjoamaan seuraavat edut: 1. Merkitsevästi suuremmat pinta-alavirtausnopeudet, 20 jotka ovat luokkaa 611-1221 litraa/m /min, verrattuna alueeseen 407-814 litraa/m /min, joka on saavutettavissa vakio- tai tyypillisellä painovoimasakeuttimella tai vakuumisakeuttimella.

2. Suuremmat kuitusakeudet, jotka ovat luokkaa 12-18 %, verrattuna 12 %:iin, joka on tyypillisillä sakeuttimilla saa- 25 vutettavissa oleva maksimiarvo.

Uskotaan, että nämä edut johtuvat seuraavista seikoista. Kuvion 1 rummun 12 solumuoviväliaineen 14 kehälle on merkitty erikohtia A-E. Kuviossa 1 kohdasta A kohtaan B solumuovin solurakenteesta johtuva kapillaarivaikutus ja paine-eros-30 ta johtuvat voimakkaat liikkeelle panevat voimat aloittavat yhdessä suodattumisen ja toivottujen kuitujen saostamisen solumuovin pinnalle. Suodattuminen jatkuu kohdasta B kohtaan C, joskin pienenevällä nopeudella, koska kuidut kerrostuvat pinnalle ja virtausvastus kasvaa. Kohdasta C kohtaan D suo-35 dattuminen jatkuu pienemmällä nopeudella. Kohdasta D kohtaan E makroskooppinen ja kapillaarinen ZlP yhtyvät jälleen ja edis- 8 82387 tävät veden poistumista kuitumatosta sekä pitävät kuitumaton yhtenäisenä solumuovin pinnalla. Kohtien E ja F välillä pelkästään kapillaarivaikutus vastaa veden poistumisesta kuitumatosta. Nämä voimat on analysoitu kuvion 4 keskisarakkeessa, 5 jossa niitä verrataan tyypilliseen verkkopäällysteiseen paino- voimasakeuttimeen kuvion 4 sarakkeessa äärimmäisenä oikealla.

Niinpä keksinnön solumuovierottimen tai -sakeuttimen ainutlaatuiset aspektit voidaan todeta alla selitetyllä tavalla.

Solumuovirakenteeseen liittyvää kapillaarivaikutusta ei 10 merkittävässä määrin esiinny verkkopäällysteisessä sakeuttimes- sa. Tämä liikkeelle panevien kapillaarivoimien puuttuminen verk-kopäällysteisestä sakeuttimesta heikentää liikkelle panevaa ko-konaisvoimaa kautta koko prosessin ja vähentää siten kykyä käsitellä suuria virtausnopeuksia.

15 Tyypillisen sakeutinverkon ominaisvirtausvastus on suu rempi kuin esitetyn huokois- ja paksuusalueen omaavan solumuo-vinvirtausvastus. Näillä alueilla solumuovin huokoisuus ja huo-kostilavuus aiheuttavat paremman nesteenpoiston ja liikkeelle panevan voiman kautta koko prosessin kuin verkkopäällysteiset 20 sakeuttimet.

Kuvion 2 erotuslaitteeseen 110 kuuluu puristustela 126, joka poistaa kuitumaton ja puristaa rummun 112 kehällä kohdassa F solumuoviin 114 paksuuteen n. 0,32 cm. Siten erotuslaittees-sa 110 syntyy kohdassa F makroskooppinen liikkelle paneva voi-25 ma, joka lisää liikkeelle panevaa kokonaisvoimaa puristamaan suodos 122 solumuovin läpi. Erotuslaitetta 110 voidaan verrata kvalitatiivisesti erotuslaitteeseen 10 ja tyypilliseen verkkopäällysteiseen painovoimasakeuttimeen vertaamalla kuvion 4 ensimmäistä saraketta muihin sarakkeisiin.

30 Koska verkko on solumuoviin verrattuna kokoonpuristuma- ton, paineistetun puristustelan kokoon puristava vaikutus on merkitsevästi pienempi kuin käytettäessä verkon kera tyypillisessä verkkopäällysteisessä massan vedenpoistolaitteessa.

Veden poistuessa solurakenteesta kohdassa F vaikuttavan puris-3:5 tuksen seurauksena vapautuu suuri tilavuus solumuovia poista- 9 82387 maan lisää vettä, mitä ei tapahdu käytettäessä verkkopäällys-tettä. Siten kuitusakeus on suurempi käytettäessä kuvion 2 solu-muovisakeutinta.

Kuviossa 3 nähdään solumuovihihnasuodatin 210 ja toteut-5 tamismuoto, jossa käytetään asianmukaisen huokoisuuden ja pak suuden omaavaa solumuovierotusväliainetta 214. Pyöritysvälineet 212a ja 212b pyörittävät hihnasuodatinta. Laitteen 210 kaavio-piirustuksesta nähdään, että syötevirtaus virtaa syötevirtaus-säiliöstä 216 solumuovihihnalle 214 ja vakuumi imee suodoksen 10 222 säliliöön 223 poistettavaksi poistojohdon 224 kautta. Te- räkaavin 226 poistaa kuitumaton 220 hihnan 214 pinnalta. Laite voidaan varustaa suihkuilla 228 puhdistamaan hihna kuitumaton talteenoton jälkeen.

Kuviosta 5 ilmenevät tehokkaan paksuus- ja huokoisuus-15 alueen käsittävät solumuoviparametrit, joita vastaavat näennäi set pinta-alavirtausnopeudet litroina neliömetriä ja minuuttia 2 kohti (litraa/m /min) on saatu kuvion 2 tyyppisellä laitteella. Kuviosta 5 ilmenee, että huokoisuudella yli 26 hsk ovat odotetut virtausnopeudet suurempia kuin solumuovilla 16 tai 20 18 hsk. Lisäksi on havaittu,että tässä tilanteessa kuitusakeus kasvaa paksuuden kasvaessa ja huokoskoon pienentyessä. Sakeu-den kasvun paksuuden kasvun uskotaan johtuvan ainakin osaksi kapillaarisuuden kasvusta ja veden siirtoon tarjolla olevan solutilavuuden kasvusta.

25 Pinta-alavirtausnopeuden versus solumuovipaksuuden ana lyysi osoittaa, että pinta-alavirtausnopeuden maksimiarvo saavutetaan paksuudella n. 2,5 cm. Tämä maksimi ilmenee myös kuviosta 6, kun lasketaan rumputyyppisen solumuovierotuslait-teen kehänopeus, joka tarvitaan määrätyllä virtausnopeus versus 30 solumuovipaksuus-arvolla. Koska pienentynyt kehänopeus merkit see pienempää virtausvastusta, pienin vastus esiintyy 2,5 cm:n solumuovissa.

Lisäksi voidaan kuviosta 6 havaita, että karkeimmalla eli 18 hsk:n solumuovilla on pienin vastus. Vaikuttaa siltä, .35 että solumuoveilla 26 hsk ja 31 hsk ei ole mitään todellista 10 82387 eroa. Huomattakoon, että tässä analyysissä käytetyt 18 hsk:n solumuovit oli valmistettu "pehmeämmästä" formulaatista kuin 26 ja 31 hsk:n solumuovit, jotka olivat hieman jäykempiä.

Kuviot 7a, 7b ja 7c on laadittu arvojen perusteella, 5 jotka on saatu kuvion 2 laitteella varustettuna kuitujen tal-teenottopuristustelalla.Voidaan olettaa, että kvalitatiivisesti samoja tuloksia saataisiin muillakin kuituja solumuovista talteenottavilla menettelyillä. Teoreettisesti on oletettavissa, että suurimmat virtausnopeudet tai pienimmät vastukset il-10 menevät ohuimmilla solumuoveilla niiden pienemmän ominaisvastuksen ansiosta. Tämä päteekin kuvion 2 systeemissä, mutta nes-tetilavuus, joka pusertuu systeemiin puristustelan 126 vaikutuksesta, peittää tämän ilmiön. Kuviossa 7a käytetään esimerkkinä 18 hsk:n solumuovia. Näennäisellä tilavuusvirtauksella 15 tarkoitetaan todellista suodosvirtausta pinta-alayksikköä koh ti, joka poistetaan suodattimesta minuutissa. Ulospuristettu tilavuus on laskettu nestetilavuus, jonka talteenottovälineet, ts. puristustela 126, puristaa minuutissa solumuovista. Siten todellinen tilavuusvirtaus solumuovin läpi on näennäisen vir-20 tauksen ja ulospuristetun virtauksen ero. Kuten kuviosta 7c ilmenee, todellinen tilavuusvirtaus solumuovin läpi pienenee paksuuden kasvaessa kuten odottaa sopiikin. Näistä tuloksista voidaan päätellä, että nesteen jatkuva poisto solumuovista lisää sekä tilavuusvirtausta systeemistä että kuitujen saa-25 vutettavissa olevaa maksimisakeutta.

11 82387

TAULUKKO I

Havupuumassan laimea vesisuspensio (pH n. 10-11, lämpötila n. 34-41°C) TSS = ppm 5 Erotusvä1iaine Litraa/m^/min Syöte Suodos Kuitusakeus %

1/min l/m2/min kierr/min m/min TSS TSS

1.3 cm 18 hsk 155 716 1,2 1,24 412 51 11,1 2.5 cm 18 hsk 155 655 1,0 1,12 340 1 11,9 5.1 cm 18 hsk 166 724 1,0 1,28 408 63 14,3 0,32 cm26 hsk 151 639 2,0 1,96 381 69 13,2 1.3 cm 26 hsk 155 753 1,6 1,66 474 59 13,6 2.5 cm 26 hsk 155 769 1,4 1,56 370 74 14,9 5.1 cm 26 hsk 162 672 1,5 1,92 558 15 17,0 0,32 cm31 hsk 159 708 1,7 1 ,66 625 92 12,7 1.3 cm 31 hsk 151 733 1,5 1,56 539 96 14,9 2.5 cm 31 hsk 166 761 1,5 1,68 531 19 15,6 5.1 cm 31 hsk 166 712 1,3 1,66 595 30 18,0

Viira 159 712 2,0 1,92 -- 14,5 : '20 Taulukossa 1 nähdään tyypillisiä arvoja, jotka on saatu kuvion 2 laitteessa käytetyillä erilaisilla solumuovierotusväli-aineilla. Solumuovin huokoisuus vaihteli alueella 18-31 hsk ja paksuus alueella 0,32 - 5,1 cm. Mukaan on otettu myös viira, jonka käyttö tulee paljon kalliimmaksi ja johon liittyy suurempia 25 vedenpoisto- ja kuitujen talteenotto-ongelmia kuin solumuoviin.

Tässä taulukossa käytetty syötevirtaus valmistettiin havupuukuiduista vesisuspensiona, jonka pH oli n. 10 - 11,4 ja lämpötila n. 34-41°. "1/m2/min" tarkoittaa litraa neliömetriä ja minuuttia kohti, "kierr/min" tarkoittaa rummun kierroslukua minuutis-..‘30 sa, "m/min" tarkoittaa kehäsnopeutta metriä minuutissa. "Syöte TSS" tarkoittaa syötevirtauksessa suspendoituneina olevien kiintoaineiden kokonaismäärä miljoonasosina (ppm), "Suodos TSS" on miljoonasosina (ppm) ja "Kuitusakeus %" koskee väliaineen pinnalta talteenotettuja kuituja (1 % = 10 000 ppm). Taulukoissa :35 I, II ja III ja IV vakuumi oli n. 18-23 cm vesipatsasta.

i2 82387

Erot syötevirtauksessa johtuvat siitä, että aines otettiin perussuspensiosta eri aikoina, joten laskeutuminen ja muut tekijät ovat voineet poiketa toisistaan, ja siitä, että käytettyjen näytteiden lukumäärä on ollut liian pieni totuudenmukai-5 sen keskiarvon saamiseksi.

TAULUKKO II

Tavanomaisen massatehdasprosessin viemäri, jossa 502-898 ppm kuituja 10 (pH n. 10,4-10,8, lämpötila n. 3 7° C) TSS = ppm 2

Erotusvä1iai ne Litraa/m /min Syöte Sudos Kuitusakeus 1/min 1/m^/min kierr/min m/min TSS TSS % 2.5 cm 24 hsk: 76 427 2,4 2,69 81 3 65 10,6 5.1 cm 16 hsk 95 387 1,0 1,28 521 60 10,3 15

TAULUKKO III

Aikaiivalkaisun viemäri, jossa 286-336 ppm kuituja (pH n. 11,2-11,5, lämpötila n. 45°C) TSS = ppm • 20 Erotusvä1iaine Litraa/m^/min Syöte Suodos Kuitusakeus • * p 1/min 1/nr/min kierr/min m/min TSS TSS % 5.1 cm 24 hsk 95 387 0,7 0,89 286 22 10,6 2.5 cm 16 hsk 95 427 0,3 0,38 336 0 7,9 25 Analysoitiin taulukon II massatehtaan viemäristä käytännös sä talteenotetut kuidut ja saatiin seuraavat arvot: ii i3 82387

AJO

2,5 cm 24 hsk 5,1 cm 16 hsk

Kuitujakautuma:

Havupuuta % 31 Ei maar.

Lehtipuuta % 69 Ei maar.

6 Freeness 688 744 . Viskositeetti 40,0 30,3

Permanganaatti1uku 21,3 19,2

Kuitujen pituus: % + 20 57,4 41,6 10 % + 35 20,3 22,4 % + 55 10,3 14,0 % + 150 3,1 5,8 % - 150 8,9 16,2 15 Analysoitiin taulukon III valkaisimon viemäristä käytän nössä talteenotetut kuidut ja saatiin seuraavat tulokset:

MOLEMMAT AJOT

Kuitujakautuma: .«,20 Havupuuta'» 93 : : Lehtipuuta % 7

Freeness 837

Viskositeetti 25,6 ;:· Valkoisuus 56

Permanganaatt i luku 2’^ 25

Kuitujen pituus: % + 20 3)2 % + 35 38 ’8 % +65 24,3 % +150 7,4 30 % - 150 26’3 . . Tämän selityksen taulukkojen I, II ja III laatimisen jälkeen todettiin kalibroimalla virtausmittari uudelleen, että taulukoissa I, II ja III ja kuvioissa 5, 6, 7a, 7b ja 7c esi- - 2 35 tetyt virtausnopeusarvot (1/min ja litraa/m /min) olivat 37 % liian pieniä. Tämä ei millään tavoin muuta tässä selityksessä K 82387 esitettyjä tuloksia tai päätelmiä, vaan pikemminkin parantaa erotusmenetelmän tehokkuutta.

TAULUKKO IV

5 Aikai ivalkaisun viemäri, jossa 1 78-374 ppm kuituja (pH n. 10,3, lämpötila n. 48°C, kierr/min = 2,5, m/min = 9,2) p

Erotusvä1iaine Aika 1/min litraa/m /min Syöte Suodos Kuitusakeus 1

(h) TSS TSS

10 2,5 cm 26 hsk 1,5 223 1083 360 32 1,2 42 238 1136 294 80 1,5 98 234 1116 178 8 0,5 115 234 1116 374 76 1,1 140 261 1241 312 26 0,6 15 Taulukon IV koetulosten periaatteellisena tehtävänä on osoittaa systeemin vakiotoimisuus ajan funktiona suurilla virtausnopeuksilla ja kiintoainepoiston toimiessa tehokkaasti. Näissä kokeissa ei säädetty kuitusakeutta suuria saantoja silmälläpitäen.

:':20 Suspendoituneen kiintoaineiden talteenotto taulukkojen II, III ja IV massatehtaan valkaisimon viemärisysteemeistä solu-muovisuodattimella oli tyypillisesti yli 90 %, mikä oli olennaisesti 100 % halutuista pitkistä kuiduista. Tämä on merkitsevää, koska nämä virtaukset kuljettavat tyypillisesti 6,7 - 20,5 ton- 25 nia kuituja piäivässä. Talteenotettujen kuitujen sakeus oli hyvä ja talteenotettujen kuitujen analyysiarvot, mm. freeness, viskositeetti, permanganaattiluku ja kuidunpituus, olivat kaikki haluttujen pitkien kuitujen normaalialueella.

Claims (5)

15 82387

1. Menetelmä massanvalmistuksesta tai paperinvalmistuksesta tulevan sellaisen jätevesivirran käsittelemi- 5 seksi, joka sisältää kuituja yli 178 ppm mainittuun jäteveteen suspendoituneina tarkoituksena parantaa massan sa-keutta ja ottaa talteen halutut kuidut, korottamalla suspension tilavuusvirtausta pyörivälle rummulle (12,112) sovitetun avosoluista, hydrofobista vaahtomuovia olevan 10 erotusväliaineen (14,114) läpi kohdistamalla erotusväli-aineeseen paine-ero upottamalla osa pyörivällä rummulla olevasta vaahtomuovierotusväliaineesta jätevesivirtaan, jolloin muodostuu pieniä epäpuhtauksia ja ei-toivottuja kuituja sisältävän vesisuspension virtaus erotusväli-15 aineeseen ja sen läpi sekä matto (20,120) erotusväliaineen pinnalle haluttujen kuitujen mekaanisen erottamisen maksimoimiseksi erotettaessa halutut kuidut suspensiosta ja suspensiossa olevista pienistä epäpuhtauksista ja ei-toivotuista kuidunosista ja jolloin samalla alennetaan 20 erotusväliaineen ja pienien epäpuhtauksien sekä ei-toivot-tujen kuidunosien välistä elektrostaattista kiinnittymistä, ja ottamalla talteen halutut kuidut erotusväliaineen pinnalta, tunnettu siitä, että rummulle (12,112), jota pyöritetään kehänopeudella enintään 3,2 m/min sovite-25 taan yksittäinen kerros avosoluista, hydrofobista vaahtomuovia olevaa erotusväliainetta (14,114), jonka kerroksen paksuus on 3 - 50 mm ja huokoisuus 16 - 32 huokosta yhtä cm kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että vaahtomuovin paksuus on 12 -50 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahtomuovin paksuus on olennaisesti 25 mm.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 16 82387 tunnettu siitä, että talteenotto suoritetaan välineillä, jotka on varustettu puristustelalla (126).

5. Menetelmä massanvalmistuksesta tai paperinvalmistuksesta tulevan sellaisen jätevesivirran käsittelemi-5 seksi, joka sisältää kuituja yli 178 ppm mainittuun jäteveteen suspendoituneena tarkoituksena parantaa massan sa-keutta ja ottaa talteen halutut kuidut, korottamalla suspension tilavuusvirtausta pyörivälle päättömälle hihnalle sovitetun avosoluista, hydrofobista vaahtomuovia olevan 10 erotusväliaineen (214) läpi ja kohdistamalla paine-ero erotusväliaineen vastakkaisille puolille ja puristamalla erotusväliaineen osaa, jolloin osa päättömällä hihnalla pyörivää, vaahtomuovia olevaa erotusväliainetta alistetaan paineen alaiselle jäteveden virtaukselle ja jolloin rauo-15 dostuu pieniä epäpuhtauksia ja ei-toivottuja kuidunosia sisältävän jäteveden virtaus väliaineen (214) mainittuun osaan ja sen läpi sekä halutuista kuiduista koostuva matto (220) väliaineen (214) mainitun osan pinnalle, ja jolloin väliaineen mainittu osa poistetaan virtauksesta, että ero-20 tusväliaineen (214) mainittua osaa puristetaan puristus-telan avulla toivottujen kuitujen talteenottamiseksi väliaineen (214) pinnalta ja pienet epäpuhtaudet ja ei-toivotut kuidunosat sisältävän, erotusväliaineeseen (214) jääneen vesisuspension ulospusertamiseksi, ja ottamalla tal-25 teen kuidut erotusväliaineen pinnalta, tunnettu siitä, että erotusväliaineen (214) paksuus on 3 - 50 mm ja huokoisuus 16-32 huokosta yhtä cm kohti ja että vaahtomuovia olevan erotusaineen lisäosia alistetaan paineen alaiselle virtaukselle samalla kun jatkuvasti poistetaan 30 ja puristetaan väliaineen (214) muita osia. i7 82387