FI91291B

FI91291B - Filtration device for transferring cellulose fibers under pressure from one suspending liquid stream to another

Info

Publication number: FI91291B
Application number: FI883066A
Authority: FI
Inventors: Kjell Uno Weine Lundqvist
Original assignee: Kamyr Ab
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1994-02-28
Also published as: FI883066A0; SE455204B; SE8702747D0; FR2617518A1; NO172905C; NO882710L; ATA170388A; NO172905B; FR2617518B1; FI883066A; NO882710D0; BR8803173A; JPS6414389A; FI91291C; AT394585B; DE3821453A1; CA1322534C

Description

91291 SUODATUSLAITE SELLULOOSAKUITUJEN SIIRTÄMISEKSI YLIPAINEESSA YHDESTÄ SUSPENDOIVASTA NESTEVIRRASTA TOISEEN - SILAP-PARAT FÖR ATT UNDER ÖVERTRYCK ÖVERFÖRA CELLULOSAFIBRER FRÄN ETT SUSPENDERANDE VÄTSKEFLÖDE TILL ETT ANNAT 591291 FILTER DEVICE FOR TRANSFERRING CELLULOSE FIBERS FROM OVER SUSPENSION FLUID FLOW TO OVER PRESSURE - SILAP PARTS

Ennestään tunnetaan suodatuslaitteita (esim. englantilaisesta patenttijulkaisusta nr. 618 316), joissa kuitususpen-sio suodatetaan pyörivän tasomaisen tai pyöreän 10 levysuodattimen läpi ja suodattimelle kertyneet, esimerkiksi keittoliuoksesta erottuneet kuidut poistetaan suodattimesta siirtämällä toiseen paikkaan levyn takaa suunnatun toista nestettä, kuten puhdasta vettä olevan suihkun avulla. Näin kuidut siirtyvät toiseen nesteeseen ja tulevat suspen-15 doiduiksi siihen.Filtration devices are known from the prior art (e.g. from British Patent Publication No. 618,316) in which the fiber suspension is filtered through a rotating planar or circular plate filter and the fibers accumulated on the filter, e.g. through. In this way, the fibers transfer to another liquid and become suspended therein.

Esillä oleva keksintö liittyy vastaavaan ongelmaan, joka koskee kuitujen siirtämistä yhdestä nesteestä toiseen kiertyvää tasomaista suodatuslevyä käyttäen, mutta esillä 20 olevassa keksinnössä ratkaistaan vaikeampi ongelma, joka koskee tämän kuitujensiirtymisen aikaansaamista pitämällä kuituihin ja osallistuviin nesteisiin kohdistuva ylipaine oleellisesti ottaen samana.The present invention relates to a similar problem of transferring fibers from one liquid to another using a rotating planar filter plate, but the present invention solves the more difficult problem of achieving this fiber transfer by keeping the overpressure on the fibers and participating liquids substantially the same.

25 Periaatteessa tämä mahdollistetaan käyttämällä paineastiaa, jossa on väliseinä, joka jakaa astian kahteen kammioon, joiden välissä tapahtuu vaihto suodatuslevyn avulla, joka liikkuu väliseinässä olevassa urassa tiiviisti. Suo-datuslaitteen oleelliset tunnusmerkit on selostettu liit-30 teenä olevissa patenttivaatimuksissa tarkemmin.25 In principle, this is made possible by the use of a pressure vessel with a partition which divides the vessel into two chambers, between which an exchange takes place by means of a filter plate which moves tightly in a groove in the partition. The essential features of the filter device are described in more detail in the appended claims.

Joitakin tämän keksinnön mukaisen suodatuslaitteen toteutusmuotoja selostetaan tarkemmin jäljempänä liitteenä olevien kuvien avulla, joissa kuva 1 esittää laitteen 35 ensimmäistä toteutusmuotoa pystypoikkileikkauksena, kuva 2 esittää samaa vaakapoikkileikkauksena, joka on 2 otettu kuvan 1 linjaa II piktin, ja kuva 3 esittää suurennetussa mittakaavassa poikkileikkausta laitteeseen kuuluvasta suodatuslevystä, joka poikkileikkaus on otettu kuvan 2 linjaa III-III pitkin. Kuva 4 esittää vaakaleikkausta 5 toisesta esillä olevan keksinnön mukaisen suodatuslaitteen toteutusmuodosta.Some embodiments of a filtration device according to the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a first embodiment of device 35 in vertical cross-section, Figure 2 shows the same horizontal cross-section taken as line II of Figure 1, and Figure 3 shows an enlarged cross-sectional view , which cross-section is taken along the line III-III in Figure 2. Figure 4 shows a horizontal section 5 of another embodiment of a filtration device according to the present invention.

Kuvissa 1-3 esitettyyn suodatuslaitteeseen kuuluu suljettu paineastia, joka on tarkoitettu kestämään korkeata painetta, 10 joka on esimerkiksi 10 bar:in suuruusluokkaa, ja jonka vaippa on lujuussyistä suunnilleen litistetyn pallon muotoinen. Astia koostuu kahdesta, oleellisesti ottaen identtisestä ja symmetrisestä puolikkaasta 11, 13, jotka on vaakatasossa liitetty yhteen vastakkain sijaitsevien 15 rengaslaippojen 15, 17 avulla. Saumaan on tiiviisti puristettu rengasmainen tiiviste 19. Astia on sisältä jaettu keskellä olevalla väliseinällä, joka koostuu yläosasta 21, joka on yhdistetty astian ylempään puolikkaaseen, ja alaosasta 23, joka on yhdistettu astian alempaan 20 puolikkaaseen 13. Nämä seinän osat ovat oleellisesti ottaen tasomaisia ja ulottuvat halkaisijamaisesti astian poikki niin, että se tulee jaetuksi kahteen eri kammioon, A ja B. Seinän osien vastapäiset vapaat päät liittyvät vastakkaisiin suuntiin suuntautuviin laippoihin 25 ja 25 27, joiden leveys kasvaa astian kehään päin mentäessä.The filtration device shown in Figures 1-3 comprises a closed pressure vessel intended to withstand a high pressure, of the order of 10 bar, for example, and whose casing is approximately flattened spherical for strength reasons. The container consists of two substantially identical and symmetrical halves 11, 13, which are connected horizontally together by means of opposing annular flanges 15, 17. An annular seal 19 is tightly pressed into the seam. The container is divided on the inside by a central partition wall consisting of an upper part 21 connected to the upper half of the container and a lower part 23 connected to the lower half of the container 20. These wall parts are substantially planar and extend diametrically across the vessel so that it is divided into two different chambers, A and B. The opposite free ends of the wall portions join the flanges 25 and 25 27 in opposite directions, the width of which increases as it moves towards the circumference of the vessel.

Nämä ylempi ja alempi laippa ovat etäisyydellä toisistaan niin, että niiden väliin muodostuu vaakasuora, tasaleveä rako. Tämä muodostaisi käytävän väliseinän vastakkaisten puolten väliin, ellei jäljempänä kuvattua levysuodatinta 30 29 olisi sijoitettu siihen.These upper and lower flanges are spaced apart to form a horizontal, evenly wide gap between them. This would form a passage between the opposite sides of the partition if the plate filter 30 29 described below were not placed therein.

Suodatuslevy, jota kokonaisuudessaan tarkoittaa numero 29, koostuu kahdesta yhtä suuresta, vaakasuorasta, tasaisesta ja yhdensuuntaisesta tukilevystä 33 ja 35, jotka puristavat 35 väliinsä tiheäsilmäisen siiviläkankaan 31 (ks. kuva 3). Tukilevyssä on lukuisia vastakkain sijaitsevia, läpi 3 91291 meneviä koloja 37, 39, joissa siiviiäkangas on vapaana. Ylemmän tukilevyn kolot 37 muodostavat taskuja, joiden pohjan muodostaa siiviiäkangas, ja jotka ovat ylhäältä avoimia niin, että kuitumateriaali voi kertyä taskuihin 5 ja pysyä siiviläkankaan avulla niissä. Alempi tukilevy 35 on ohuempi kuin ylempi 33, jotta taskut ovat mahdollisimman syviä. Suodatuslevyn 29 keskus on kiinnitetty moottorilla (ei näy kuvassa) kierrettävään pystysuoraan akseliin 41, joka sijaitsee ylemmän seinäosan 21 sisällä 10 ja on alapäästään laakeroitu alemmassa seinäosassa 23 olevaan syvennykseen.The filter plate, referred to in its entirety by the number 29, consists of two equal, horizontal, flat and parallel support plates 33 and 35 which press 35 between the dense mesh sieve cloth 31 (see Figure 3). The support plate has a plurality of opposing recesses 37, 39 passing through 3 91291, in which the wing fabric is free. The recesses 37 in the upper support plate form pockets, the bottom of which is formed by a wing fabric and which are open at the top so that the fibrous material can accumulate in the pockets 5 and remain in them by means of the sieve fabric. The lower support plate 35 is thinner than the upper 33 so that the pockets are as deep as possible. The center of the filter plate 29 is attached by a motor (not shown) to a rotatable vertical shaft 41 located inside the upper wall portion 21 and mounted at its lower end in a recess in the lower wall portion 23.

Suodatuslevy ulottuu astian koko poikkileikkausalueen yli ja jakaa sen kummatkin kammiot ylempiin tiloihin 15 A^, B1 ja alempiin tiloihin A2, B2· Sen ympyränmuotoinen reuna tunkeutuu rengasmaiseen uraan, joka on laippojen 15 ja 17 välissä. Näin suodatuslevy tulee reunastaan ohjatuksi ja tuetuksi mahdollista taivutusta vastaan, jota sen eri puolilla vallitseva paine-ero aiheuttaa.The filter plate extends over the entire cross-sectional area of the vessel and divides its two chambers into the upper spaces 15 A, B1 and the lower spaces A2, B2 · Its circular edge penetrates the annular groove between the flanges 15 and 17. In this way, the filter plate becomes guided and supported at its edge against possible bending caused by the pressure difference across its sides.

20 Suodatuslevyn paksuus vastaa laippojen 25 ja 27 välistä etäisyyttä niin, että välissä oleva rako täyttyy ja tulee tiiviisti suljetuksi, mutta on toki selvää, että pitää olla olemassa tietty pelivara, jotta levyn kiertoliikkeelle ei ole estettä. Suodatuslaitteen kammiot A ja B kuulu-25 vat erillisiin virtauksiin, jotka on liitetty syöttö-aukkoihin 45, 49 ja poistoaukkoihin 47, 51 astian ulkopuolella. Kun kuitususpensio johdetaan pystysuorana virtana oikean kammion A^, A2 läpi, erottuvat kuidut taskujen 37 pohjassa olevalle sihtiliinalle samalla, kun 30 kuiduista puhdistettu neste jatkaa ulos poistoaukon 47 kautta. Kun kuiduilla täytetyt taskut on pyöräytetty vasemman kammion puolelle ja toista nestettä tuodaan sisään syöttöaukosta 49, tempaa tämä neste kuidut pois taskuista ja muodostaa uuden suspension, joka poistuu 35 aukosta 51. Kummassakin virtauksessa voi vallita oleellisesti ottaen sama ylipaine niin, että kuidut siis 4 siirtyvät yhdestä nesteestä toiseen ylipaineen pysyessä samana. Sihtiliinassa esiintyvästä paine-erosta johtuen voi esiintyä tiettyjä paine-eroja. Jotta vuotovirrat saataisiin kulkemaan haluttuun suuntaan, voi lisäksi olla 5 edullista pitää yllä pientä paine-eroa kammioiden välillä.20 The thickness of the filter plate corresponds to the distance between the flanges 25 and 27 so that the gap between them fills and becomes tightly closed, but it is clear that there must be a certain amount of play so that there is no obstacle to the rotation of the plate. The chambers A and B of the filtration device belong to separate flows connected to the inlet openings 45, 49 and the outlet openings 47, 51 outside the vessel. When the fiber suspension is passed in a vertical stream through the right chamber A1, A2, the fibers separate on the screen cloth at the bottom of the pockets 37 while the liquid purified from the fibers continues out through the outlet 47. When the fiber-filled pockets are rotated to the left chamber side and another fluid is introduced from the supply port 49, this fluid pulls the fibers out of the pockets and forms a new suspension leaving the port 51. Substantially the same overpressure can prevail in both streams. from one liquid to another while the overpressure remains the same. Due to the pressure difference in the screen cloth, certain pressure differences may occur. In addition, in order to cause the leakage flows to flow in the desired direction, it may be advantageous to maintain a small pressure difference between the chambers.

Suodatuslevyssä olevat kolot 37, 39 ovat muodoltaan säteet-täisiä sektoreita, joiden välissä on puolamaiset, osat 52, joita ei ole läpäisty. Kolojen ulkokehän puoleinen 10 leveys on kaikkialla hieman pienempi kuin laippojen 25, 27 ulkokehän puoleinen leveys. Näin ollen ei samalla etäisyydellä levyn keskeltä voi mikään kolo tai tasku koskaan joutua samanaikaisesti kosketukseen molempien kammioiden kanssa. Lukuunottamatta tiettyä vuotoa pitkin 15 levyn ylä- ja alapuolta, jolta ei voida välttyä, tapahtuu nesteiden sekoittumista vain sen vuoksi, että kuiduista tyhjät kolot kuljettavat nestettä sulun läpi edes takaisin väliseinän kautta. Siksi taskut pitää täyttää kuiduilla niin hyvin kuin mahdollista, jotta 20 taskujen täytyy kulkea väliseinien läpi niin vähän kuin mahdollista.The cavities 37, 39 in the filter plate are in the form of radial sectors with spherical portions 52 between them which are not penetrated. The width of the outer circumference 10 of the cavities is slightly smaller everywhere than the width of the outer circumference of the flanges 25, 27. Thus, at the same distance from the center of the plate, no cavity or pocket can ever come into contact with both chambers at the same time. With the exception of a certain leak along the top and bottom of the plate 15, which cannot be avoided, mixing of the liquids occurs only because the cavities empty of the fibers carry the liquid through the barrier even back through the septum. Therefore, the pockets should be filled with fibers as well as possible so that the 20 pockets have to pass through the partitions as little as possible.

Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että jos neste, joka halutaan puhdistaa kuiduista, on lipeätä, jonka kuitupi-25 toisuus on 200 ppm ja taskujen täytteestä 10 % on kuitua ja 90 % lipeätä, siirtyy puhdistettavsta lipeästä vain 0,2 %.Practical experiments have shown that if the liquid to be cleaned from the fibers is a lye with a fiber content of 200 ppm and 10% of the pocket filling is fiber and 90% lye, only 0.2% of the lye to be cleaned is transferred.

Kuvassa 4 esitetty toteutusmuoto eroaa edellä kuvatusta 30 siten, että halkaisijankaltaiset väliseinät 21, 23 on korvattu väliseinällä, joka muodostuu kahdesta, terävässä kulmassa toistensa suhteen olevasta tasomaisesta seinästä 53,55. Muut numerot tarkoittavat samoja yksityiskohtia kuin kuvassa 1. Astian sisus on jaettu kahteem kammioon 35 C ja D, jotka ulottuvat eripituisille kehän jaksoille, esimerkiksi vastaavasti 90 % ja 10 % poikkileikkauksen 5 91291 pinta-alasta. Näin ollen käytetään suurempaa osaa astiasta enemmän aikaavievään kuitujen taskuihinkeräämi-seen kuin niiden tyhjentämiseen. Jos kummassakin kammiossa pidetään virtausnopeus samana, antaa tämä suodatuslaite 5 10-kertaisen sakeutumisen, mitä arvoa voidaan vielä kohottaa, jos virtausnopeutta pienemmän kammion läpi vähennetään. Toteutusmuoto sopii erityisesti siinä tapauksessa, että halutaan puhdistaa vähäisen kuitupitoisuuden sisältävää lipeätä.The embodiment shown in Fig. 4 differs from that described above in that the diameter-like partitions 21, 23 are replaced by a partition wall formed by two planar walls 53,55 at an acute angle to each other. Other numbers refer to the same details as in Figure 1. The interior of the vessel is divided into two chambers 35 C and D, which extend for different circumferential periods, for example 90% and 10% of the cross-sectional area 5 91291, respectively. Thus, a larger portion of the container is used for more time-consuming pocket collection of fibers than for emptying them. If the flow rate is kept the same in both chambers, this filtering device 5 gives a 10-fold thickening, which value can be further increased if the flow rate through a smaller chamber is reduced. The embodiment is particularly suitable in the case where it is desired to purify a low-fiber lye.

1010

Se virtaus, joka ottaa mukaansa kuidun, on edullista johtaa vähäisen ylipaineen alaisena olevaan käsittelysäi-liöön, josta kuidut otetaan talteen. Jos suodatuslaitteen toinen kammio on liitetty jatkuvatoimisesta selluloosakat-15 tilasta tulevaan putkeen, joka tuo haihdutettavaksi tarkoitettua lipeää, voi toinen kammio esimerkiksi liittyä putkeen, joka vie nestettä, esimerkiksi pesunestettä ja sen mukana olevia kuituja, ulostuloon kytkettyyn paine-diffusööriin tai vastaavaan tai myös takaisin kattilan 20 hakkeensyöttökiertoon.The flow which entrains the fiber is preferably led to a low overpressure treatment tank from which the fibers are recovered. For example, if the second chamber of the filtration device is connected to a pipe from a continuous cellulose jacket-15 space which brings liquor to be evaporated, the second chamber may be connected to a pipe carrying a liquid, e.g. washing liquid and associated fibers, to a pressure diffuser or the like. 20 chips feed cycle.

Toinen suodatuslaitteen käyttömahdollisuus on johtaa kuidut painediffusöörin kuiturikkaasta ulostulosta pesuveteen ja täten takaisin massavirtaan.Another possibility of using a filtration device is to direct the fibers from the fiber-rich outlet of the pressure diffuser to the wash water and thus back to the pulp stream.

2525

Edellä selostettuja toteutusmuotoja voidaan tietysti yksityiskohdiltaan muunnella keksinnön kattamissa rajoissa.The embodiments described above can, of course, be modified in detail within the scope of the invention.

Astia voi näin ollen olla sylinterimäinen ja kuperilla päillä varustettu, jolloin sylinterimäisen osan sisä-30 puolelle saattaa tarvita asentaa kiinteät tuet vastustamaan muodonmuutosta suurten paine-erojen vallitessa.The vessel may thus be cylindrical and provided with convex ends, in which case it may be necessary to install fixed supports on the inside of the cylindrical part to resist deformation in the event of large pressure differences.

Sen sijaan, että suodatuselementti olisi kudottu metalli-lankaverkko, voi taskujen pohja olla rei'itetty tai uritettu metallilevy. Laitetta on selostettu sitä silmällä-35 pitäen, että liittäminen on suoritettu pystysuoraan nestevirtaan, mutta tietyissä tapauksissa saattaa olla 6 sopivaa kääntää laite kyljelleen niin, että virtauksista tulee vaakasuoria tai mahdollisesti vinosti suunnattuja, jolloin putkien liitoskohtia saattaa myös tarvita muuttaa. Vielä eräs muunnos saattaa koostua pystysuorilla 5 seinillä esimerkiksi neljään osaan jaetusta astian sisuksesta, joihin virtaukset kytketään rinnan vuorotellen ylöspäin ja alaspäin virtaaviksi, jolloin niiden paine-vaikutus jakautuu suodatuslevyn kehän alueelle ja tasoittuu keskinäisesti.Instead of the filter element being a woven metal wire mesh, the bottom of the pockets may be a perforated or grooved metal plate. The device has been described with the view that the connection has been made to a vertical liquid stream, but in certain cases it may be appropriate to turn the device sideways so that the flows become horizontal or possibly oblique, in which case the pipe joints may also need to be changed. Yet another modification may consist of, for example, the interior of the vessel divided into four parts by vertical walls, to which the flows are connected in parallel to flow alternately upwards and downwards, whereby their pressure effect is distributed in the circumferential area of the filter plate and leveled off.

Claims

91291 7 CLAIMS:

A filtering device for separating suspended particles, preferably cellulose fibers, from a stream of treatment liquid, for example cooking or bleaching liquor, and transferring the particles to another liquid stream while maintaining an overpressure in the particles and streams, characterized in that it has a closed pressure vessel ( 11, 13) divided by a partition wall (21, 23) into two chambers (A, B) having separate inlets (45,49) and outlets (47,51) for separate liquid streams, and having a vessel perpendicular to the partitions. a circular filter plate (29) dividing these chambers (A, B) into separate spaces (A 1, A 2 and B 2, B 2, respectively), and which filter plate moves in the partition wall. fulfilling its essentials! taken in its entirety and fixed to a rotatable shaft (41) so that the filter plate can be rotated between said chambers so that the particles which accumulate on one side of the partition wall on the filter plate move to the other side of the partition wall.

Filtration device according to claim 1, characterized in that the filter plate comprises open pockets 25 (37) with a filterable outlet, preferably including a sieve cloth (31) for collecting fibers, etc. from the flowing liquid stream when the pockets (37) are in the first chamber (A), and from which pockets the fibrous filling can be removed with a second, opposite flow of liquid when the pockets are in the second chamber (B).

Filtration device according to Claim 2, characterized in that the filter plate (29) has a strainer fabric (31) fastened between two flat and parallel plates (33, 35) with opposite cavities (37, 39) so that 8 cavities in the second plate, form pockets for holding particles that do not pass through the screen.

Filter plate according to Claim 3, characterized in that the cavities (37, 39) are sector-shaped and the intact plate areas (52) between them are of such a width that, as the cavities pass through the partition slot, they close to the partition edges and prevent the two chambers. connection between.

Filtration device according to Claims 1 to 4, characterized in that the two parts (21, 23) of the partition wall terminate adjacent to the gap in flanges (25, 27) whose total width exceeds the width of the cavities (37, 39) so that the cavities pass through the partition wall. through are never simultaneously connected to both chambers (A, B).

Filtration device according to Claims 1 to 5, characterized in that the outer edge of the filter plate (29) is located in a circular or cylindrical part of the vessel wall in a curved manner.

Filtration device according to Claim 6, characterized in that the edge of the filter plate (29) is supported on the wall of the vessel.

Filtration device according to one of the preceding claims, characterized in that the container has a separating seam (15, 17) in the middle for the filter plate (29), and that its edge protrudes partially inside the seam.

Filtration device according to Claim 1, characterized in that the partition wall consists of two planar wall sections (53.55, Fig. 4) arranged at an angle of less than 180 ° to each other, which divide the vessel into sectors, i.e. a larger particle collection chamber and 9 91291 a smaller particle removal chamber.

Filter device according to Claim 1, characterized in that the shaft (41) of the filter plate is located inside the partition wall (21). 5

Modification of a filtration device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the vessel is divided by a plurality of, for example four, partition walls into a plurality of chambers for parallel liquid flows, the direction of which alternates between opposite directions. 10