FI83241C - Foerfarande vid urvattning av en cellulosafibersuspension - Google Patents

Description

1 83241

Selluloosakuitususpension vedenpoistossa käytettävä menetelmä -Förfarande vid urvattning av en cellulosaflbersuspension

Esillä olevan keksinnön kohteena on selluloosakuituja sisältävän vesipitoisen suspension vedenpoistossa käytettävä menetelmä, jolloin suspensio johdetaan hydrosykloniin ja siitä poistetaan sitten vettä jatkokäsittelyä varten. Keksintö koskee myös laitetta tämän menetelmän toteuttamiseksi.

Kultususpensioita sihdeissä ja hydraullsylintereissä puhdistettaessa käytetään suhteellisen laimennettuja kuitususpen-sioita, jotta saavutettaisiin mahdollisimman hyvä puhdistus ja epäpuhtaushiukkasten, esim. tikkujen, hiekan, kuoren ja muovisirujen, hyvä erotus. Tämän takia on kuitususpensio ensin laimennettava pieneen kuitupitoisuuteen, minkä jälkeen siitä poistetaan vesi uudelleen. Hydrosykloniin tai hydrosyklonilai-tokseen viedyllä kuitususpensiolla on tavallisesti kuitupitoisuus, joka on pienempi kuin 1 %. Hydrosyklonista tulevalla puhdistetulla eli saannejakeella voi olla kuitupitoisuus, joka on 0,4 % tai pienempi, riippuen massatyypistä ja lähtöaineesta tai halutusta puhdistuksesta. Paperimassan pesua tai jauhatusta tai muuta käsittelyä esim. vahan dispergointia varten paperimassaan uusiokuitumassaa käsiteltäessä on välttämätöntä, että massa on huomattavasti sakeampaa, jolloin sen pitoisuus on esim. vähintään 30 %. Sakeutus esim. 0,5 %:sta 30-40 %:iin on suoritettava useissa vaiheissa, tavallisesti kahdessa. Ensimmäisessä käytetään useimmiten suodatinta, joka antaa sakeuden, jonka kerroin on 10-15, esim. 0,5:stä 5-7 %:iin. Sakeutettu massa syötetään sitten massapuristimeen, esim. ruuvipuristi-meen, lopullista sakeutusta varten haluttuun kuitupitoisuuteen. Suspension pienin kuitupitoisuus massapuristimeen syöttöä varten on n. 3 %.

Kuitususpensioiden puhdistusta hydrosykloneilla käytetään esim. ennen paperimassan kokoomakonetta. Kuitususpensio on laimennettava hydrosyklonissa tapahtuvaa puhdistusta varten sopivaan sakeuteen, minkä jälkeen sille jälleen annetaan suurempi 2 83241 kokoomakoneeseen sopiva kuitupitoisuus, esim. 2-3 %.

Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on sisään tulevan kuitususpension ohjaus paineen alaisena toimivaan vedenpoisto-laitteeseen, niin että se toimii optimaalisissa olosuhteissa.

Toisena tarkoituksena on ylläpitää vakiopainetta vedenpois-tolaitteeseen viedyssä kuitususpensiossa.

Vielä eräänä tarkoituksena on ohjata ja pitää vakiona kuitu-pitoisuus vedenpoistolaitteessa saadussa runsaskuituisessa jakeessa.

Tavoiteltu tarkoitus saavutetaan sellaisella yhdistelmällä, jossa hydrosyklonin puhdistama kuituvirta johdetaan paineen alaisena toimivaan vedenpoistolaitteeseen ja jaetaan runsaskuituiseen jakeeseen, joka johdetaan jatkokäsittelyyn, sekä pääasiassa kuiduttomaan jakeeseen, joka viedään paineen alaisena toimivasta vedenpoistolaitteesta ylävirran puolella kuitu-suspensioon sen laimentamiseksi ja jossa runsaskuituisen jakeen virtausta paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen ulostulossa säädetään runsaskuituisen jakeen yhden tai useamman fysikaalisen parametrin mukaisesti. Fysikaaliseksi parametriksi valitaan tavallisesti kuitupitoisuus, paine tai virtaus, jolloin virtauksen mittaus ja säätö ovat erityisen edulliset.

Erään suoritusmuodon mukaan säädetään myös vedenpoistolaitteeseen tulevan kuitususpension painetta, joka edullisesti pidetään vakiona. Tämä tapahtuu mittaamalla tulojohdon paine, vertailemalla mitattua painetta asetusarvoon ja muuttamalla mitatun arvon ja asetusarvon välisestä erosta riippuen virtausta pääasiassa kuiduttoman jakeen toisen poistoaukon läpi ase-tusarvoa kohti.

Toisen suoritusmuodon mukaan tämä paineen säätö saadaan aikaan sivujohtoon sovitetun venttiilin avulla, jonka sivujohdon läpi kuitususpensio osaksi viedään vedenpoistolaitteen ohi runsaskuituisen jakeen poistojohtoon, mittaamalla vastaavalla tavalla tulojohdon paine, vertailemalla mitattua paineen arvoa asetusarvoon ja, jos eroa esiintyy, muuttamalla virtausta sivu- johdon läpi siten, että tulojohdon paine siirtyy asetusarvoa kohti.

3 83241

Vielä erään suoritusmuodon mukaan vedenpoistolaitteesta saatu runsaskuituinen jae ja ohi viety suspensio, jotka yhdistetään siten, että sivujohto laskee poistojohtoon, syötetään kuidun-käsittelylaitteeseen, jolloin suspension painetta tai tasoa säädetään vedenpoistolaitteen pääasiassa kuiduttoman jakeen poistojohdossa olevalla venttiilillä. Tässä selityksessä ja patenttivaatimuksissa taso ja paine ovat ekvivalentteja ilmaisuja mitä kuidunkäsittelylaitteessa olevaan suspensioon tulee.

Keksinnön mukaista tapaa selitetään lähemmin seuraavassa piirustuksen avulla, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisesti kuitususpensioiden käsittely-linjan osia, johon linjaan kuuluu vedenpoistolaite, kuvio 2 esittää kaaviollisesti kuidunkäsittelylinjan samoja osia, jolloin sakeutin on kuitenkin vaihdettu perälaatikolla varustettuun paperimassan kokoomakoneeseen, ja kuvio 3 esittää kuvion 2 käsittelylinjan toista suoritusmuodoa.

Keksinnön mukaista tapaa selitetään piirustuksen avulla, ja ensin esitetään kuvion 1 käsittelylinjan selitys. Kuitususpen-sio, joka on tarkoitus puhdistaa hydrosyklonissa, minkä jälkeen siitä poistetaan vettä ja sille suoritetaan muu käsittely, esim. dispergointi massapuristimessa, tulee johdon 21 kautta esittämättä jätetystä kuitulähteestä, laimennetaan sopivaan kuitupitoisuuteen ja pumpataan pumpulla 17 suojasihtiin 1 ennen hydrosyklonia. Suojasihti 1 on painesihti, jossa epäpuhtaudet, mikäli niitä joutuisi hydrosykloniin, voisivat vahingoittaa tätä. Edullisesti sihdissä 1 hylätty aine poistetaan jaksot-tain ja hävitetään. Sihdiltä 1 tuleva saanne, joka on pääasiassa koko syötetty kuitususpensio, menee edelleen hydrosykloniin 2.

4 83241

Hydrosykloni 2 on edullisesti hydrosyklonilaitos, jossa on useita rinnakkain kytkettyjä hydrosykloneja vähintään kahdessa vaiheessa. Piirustuksen kuvioissa on esitetty kolme vaihetta 2, 3 ja 4. Hydrosyklonin vaiheet ovat usein kaskadikytketty-jä. Ensimmäisestä eli primäärisestä hydrosyklonivaiheesta 2 tuleva poiste menee toiseen eli sekundääriseen hydrosykloni-vaiheeseen 3, joka saanne palautetaan primääriseen hydrosyklo-nivaiheeseen 2, tässä tapauksessa pumpun 17 ja sihdin 1 kautta. Primäärisestä hydrosyklonivaiheesta 2 tuleva saanne syötetään paineen alaisena toimivaan vedenpoistolaitteeseen 5 johdon 22 kautta.

Vedenpoistolaitteessa 5 sisääntuleva kuitususpensio jaetaan runsaskuituiseksi jakeeksi ja pääasiassa kuiduttomaksi jakeek-si. Suspensio, jonka muodostaa runsaskuituinen jae, syötetään kuidunkäsittelylaitteeseen, tässä tapauksessa sakeutuslaittee-seen 6 johdon 23 kautta. Vedenpoistolaitteesta tuleva pääasiassa kuiduton jae, ohutjae, syötetään johtoon 21 ennen pumppua johtojen 24 ja 26 kautta, missä pääasiassa kuidutonta jaetta käytetään laimentamaan kuitulähteestä tuleva suspensio sopivaan ku i tupi to i suu teen.

Sakeutuslaitteessa 6 sakeutettu jae menee seuraavaan, tässä ei lähemmin selitettyyn käsittelyvaiheeseen. Sakeutuslaitteesta 6 tuleva ohutjae eli kuiduton jae kootaan ylijuoksulla varustettuun tasoastiaan 8.

Tasoastia 8 on johdoilla 26, 27 ja vastaavasti 28 yhdistetty kaikkien pumppujen 17, 18 ja 19 imupuoleen ennen tai ylävirtaan vedenpoistolaitteesta 5. Mikäli vedenpoistolaitteesta 5 tulevan pääasiassa kuiduttoman jakeen määrä ei ole riittävä kuitu-lähteestä tulevan suspension laimennukseen, käytetään kuidun-käsittelylaitteesta tulevaa kuidutonta jaetta laimennukseen johdon 26 kautta. Laimennuksen ohjaus- ja säätötapa on alan ammattimiehelle tunnettu eikä sitä selitetä lähemmin.

Johdosta 22 hydrosyklonin 2 saannepoistoaukon ja vedenpoisto-laitteen 5 välissä lähtee haarajohto 25, joka vedenpoistolait- 5 83241 teen 5 jälkeen laskee johtoon 23, jossa vedenpoistolaitteesta 5 tuleva runsaskuituinen jae johdetaan sakeutuslaitteeseen 6. Haarajohdossa 25 on säätöventtiili 11.

Sakeutuslaite 6 on varustettu kaukalolla 7, josta kuitususpen-sio, joka syötetään laitteeseen 6, menee laitteen 6 sakeutus-osaan.

Vedenpoistolaitteesta 5 saadun runsaskuituisen jakeen ominaisuudet, kuten paine, kuitupitoisuus ja erityisesti virtaus, pidetään keksinnön mukaisesti ennalta määrätyssä, edullisesti vakioarvossa mittaamalla anturilla 32 jakeen parametriarvo, johtamalla tähän verrannollinen signaali säätö- ja vaikutuseli-meen 15, jossa parametriarvoa vertaillaan kyseisen parametrin asetusarvoon ja, jos eroa esiintyy, vaikuttamalla venttiilin 12 asetukseen, joka edullisesti sijaitsee anturin 32 jälkeen (alavirtaan siitä) siten, että runsaskuituisen jakeen mitattu ominaisuus lähestyy asetusarvoa. On edullista, että runsaskuituisen jakeen virtausta vedenpoistolaitteen runsaskuituisen jakeen poistoaukon läpi säädetään ja että anturi 32 on magneettinen virtausmittari.

Jotta vedenpoistolaite 5 toimisi mahdollisimman optimaalisesti, säädetään myös sisään tulevan suspension painetta. Johdon 22 paine mitataan anturilla 31. Mitattua painetta vertaillaan asetusarvoon ja, jos eroa esiintyy, muutetaan sivujohdossa 25 olevan venttiilin 11 asetusta säätö- ja vaikutuselimellä 14 paineen asetusarvoa kohti. Vakiopaine johdossa 22 ei ole ainoastaan edullinen vedenpoiston tasaisuuden kannalta vaan myös välttämätön, jos ennen johtoa 22 on hydrosykloni 2, jonka saanne on vedenpoistolaitteeseen 5 viety suspensio, koska saan-nevastapaineen on oltava vakio, jotta hydrosyklonissa 2 saataisiin tasainen ja hyväksyttävä erotus. Edullisesti johdossa 22 vallitsevan suspension paineen asetusarvon määrää hydrosyk-lonin saannepaine.

Erään toisen suoritusmuodon mukaan säädetään myös virtausta vedenpoistolaitteen 5 pääasiassa kuiduttoman jakeen toisen 6 83241 poistoaukon läpi. Tätä virtausta säädetään siten, että käsittelylaitteessa, joka kuviossa 1 on sakeutin 6, ylläpidetään vakiotasoa kaukalossa 7. Nestetaso tai vastaava hydrostaattinen paine kaukalossa 7 mitataan siis, mitattua arvoa vertaillaan asetusarvoon ja, jos eroa esiintyy, muutetaan säätöjä vaikutuseiimellä 16 venttiilin 13 asetusta siten, että kaukalon taso lähestyy tason asetusarvoa.

Kuviossa 2 on kuidunkäsittelylaite, joka kuviossa 1 on sakeu-tuslaite 6, paperimassan kokoomakone. Tähän kuuluu perälaatik-ko 46 ja viira 47, jolla kuitususpensiosta poistetaan vesi. Kuidunkäsittelylinjan muut osat ovat identtiset kuvion 1 osien kanssa.

Vedenpoistolaitteesta 5 tuleva runsaskuituinen jae menee perä-laatikkoon 46 ja sieltä ulos viiralle 47 vedenpoistoa varten. Viiralla 47 erotettu, pääasiassa kuiduton kiertovesi kootaan ylijuoksulla varustettuun säiliöön 8. Samalla tavoin kuin kuviossa 1 käytetään tätä pääasiassa kuidutonta kiertovettä pai-nereferenssinä kaikkia ennen vedenpoistolaitetta 5 sijaitsevia pumppuja 17, 18 ja 19 varten. Perälaatikossa 46 ylläpidetään vakioylipainetta, joka vastaa tiettyä nestetasoa, niin että perälaatikon 46 huulen kautta poistuvalle kuitususpensiolle annetaan haluttu nopeus, joka on sovitettu viiran nopeuden mukaan. Jos perälaatikon 46 paine poikkeaa ennalta määrätystä arvosta, venttiilin 13 asetukseen vaikutetaan säätö- ja vaiku-tuselimellä 16 siten, että perälaatikon paine lähestyy asetus-arvoa.

Kuviossa 3 kuidunkäsittelylaite on kuten kuviossa 2 kokooma-kone. Tämän suoritusmuodon mukaisesti puuttuu venttiilillä 11 varustettu sivujohto 25 tai myös venttiili 11 on kokonaan suljettu, niin että suspensiota ei lainkaan mene vedenpoistolait-teen 5 ohi. Sakeutuslaite 5 poistaa siis sisään tulevasta kuitususpensiosta vettä haluttuun kuitupitoisuuteen. Perälaatikon 46 paineen tai tason säätö tapahtuu vedenpoistolaitteen 5 poistojohdossa 23 olevalla venttiilillä 12.

7 83241

Kuvion 2 suoritusmuodosta poiketen vedenpoistolaitteen 5 tulo-johdon paineen säätö tapahtuu venttiilillä 13. Johdon 22 paine mitataan siis anturilla 31 ja painepoikkeamaa johdossa 22 säädetään asetusarvoa kohti säätö- ja vaikutuselimen 14 välityksellä venttiilillä 13. Johdon 24 läpi menevän virtauksen muutos vaikuttaa vedenpoistoon ja siten myös kuitupitoisuuteen sekä suspension virtaukseen johdossa 23. Venttiilillä 12 säädetään runsaskuituisen jakeen ominaisuuksia, niin että perälaa-tikkoon 46 tulee haluttu määrä kuituja eli haluttu kuitupitoisuus ja virtaus.

Viiralla 47 erotettu, pääasiassa kuiduton kiertovesi kootaan ylijuoksulla varustettuun säiliöön 8. Samalla tavoin kuin kuvioissa 1 ja 2 tätä pääasiassa kuidutonta kiertovettä käytetään painereferenssinä kaikkia ennen vedenpoistolaitetta 5 sijaitsevia pumppuja 17, 18 ja 19 varten.

Claims (11)

1. Selluloosakuituja sisältävän vesipitoisen suspension vedenpoistossa käytettävä menetelmä, jolloin suspensio johdetaan hydrosykloniin ja siitä poistetaan sitten vettä jatkokäsittelyä varten, tunnettu sellaisesta yhdistelmästä, että hydrosyklonin puhdistama kuituvirta johdetaan paineen alaisena toimivaan vedenpoistolaitteeseen (5) ja jaetaan runsaskuituiseen jakeeseen, joka johdetaan jatkokäsittelyyn, sekä pääasiassa kuiduttomaan jakeeseen, joka viedään paineen alaisena toimivasta vedenpoistolaitteesta ylävirran puolella kuitususpensioon sen laimentamiseksi, ja että runsaskuituisen jakeen virtausta paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen ulostulossa säädetään runsaskuituisen jakeen yhden tai useamman fysikaalisen parametrin mukaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fysikaalisena parametrinä mitataan runsaskuituisen jakeen kuitukonsentraatio, paine ja/tai virtaus.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension paine ennen paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) tuloaukkoa pidetään vakiona säätämällä virtausta pääasiassa vähäkuituisen jakeen poisto-aukon läpi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paineen ennen paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) tuloaukkoa määrää ennen tuloaukkoa sovitetun hydrosyklonin saannepaine.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitususpensio, josta on tarkoitus poistaa vettä, viedään osaksi paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) ohi runsaskuituisen jakeen poisto-johtoon (23) ja osaksi paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) läpi. 9 83241

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension paine ennen paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) tuloaukkoa pidetään vakiona säätämällä virtausta sivujohdon (25) läpi, jonka kautta kuitusus-pensio osaksi viedään paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) ohi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension paineen ennen paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) tuloaukkoa määrää ennen sivujohdon (25) haaraumaa tulojohdosta (22) sovitetun hydrosyklonin saannepaine.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen menetelmä, jolloin kuitususpensio runsaskuituisen jakeen poistojohdossa (23) syötetään kuidunkäsittelylaitteesen (6; 46), tunnettu siitä, että kuitususpension tasoa tai painetta kuidunkäsit-telylaiteessä (6; 46) säädetään paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen (5) vähäkuituisen jakeen poistojohdossa (24) olevalla venttiilillä (13).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidunkäsittelylaite (6; 46) on perälaatikolla (46) varustettu paperimassan kokoomakone ja että perälaati-kon (46) painetta säädetään.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidunkäsittelylaite (6; 46) on sakeutuslaite (6) ja että taso on sakeutuslaitteeseen (6) kuuluvassa kaukalossa (7) vallitseva taso.

11. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi kuidunkäsittelylaitteessa, kuten paperimassan kokoomakoneessa tai kuitususpension sakeutus-laitteessa, tunnettu siitä, että se sisältää yhdistelmänä: a) pumpun (17) kuitususpension syöttämiseksi b) hydrosykloniin (2, 3, 4), jossa on kelpomassan ulostulo yhd i stet tynä 10 83241 c) sisääntulolla ja kulloisillakin runsaskuituista ja vast, vähäkuituista jaetta varten olevilla ulostuloilla varustettuun paineen alaisena toimivaan vedenpoistolaittee-seen (5), jonka runsaskuituista jaetta varten oleva ulostulo on yhdistetty paperimassan kokoomakoneeseen tai kuitususpen-sion sakeutuslaitteeseen (6) ja jonka vähäkuituista jaetta varten oleva ulostulo on yhdistetty syöttöputkeen (26, 27, 28) paineen alaisena toimivasta vedenpoistolaitteesta ylävirran puolella syötetyn kuitususpension laimentamiseksi; sekä d) laitteet virtauksen säätämiseksi paineen alaisena toimivan vedenpoistolaitteen runsaskuituista jaetta varten olevan ulostulon läpi.