FI95290C - Menetelmä ja laitteisto painovärin poistamiseksi keräyspaperista - Google Patents

Description

95290

Menetelmä ja laitteisto painovärin poistamiseksi keräyspä-peristä

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto 5 painovärin poistamiseksi keräyspaperista. Erityisesti keksintö kohdistuu painovärin poistoon käytettävän vaah-dotusprosessin tehostamiseen.

Veden, kemikaalien ja mekaanisten voimien avulla hajoitettu 10 keräyspaperi, ns. keräyspaperisulppu, sisältää tyypillises ti erikokoisia kuituja ja kuitujen osia, paperin täyte- ja lisäaineita sekä painoväriä. Painoväri poistetaan keräyspa-perisulpusta siistausprosessiksi kutsutussa tapahtumassa käyttäen pesu- ja/tai vaahdotusmenetelmiä. Pesuprosesseissa 15 painoväripartikkelit pestään keräyspaperisulpusta vedellä.

Pesuprosessit poistavat keräyspaperisulpusta tehokkaimmin läpimitaltaan alle 10 μπι:η painoväripartikkeleja, suurempien partikkelien osin pidättäyessä kuitujen muodostamiin kuituverkostoihin, jonka seurauksena puhdistustulos heiken-20 tyy. Pesuprosessien ongelmina ovat myös niihin liittyvä suuri vedenkulutus sekä se, että pesuveden mukana keräyspaperisulpusta peseytyy runsaasti arvokasta kuituperäistä ainesta. Pesuprosessien kuitusaanto on sen vuoksi tyypil lisesti 70 - 75 %:n tasolla.

25

Vaahdotusprosesseissa keräyspaperisulpun sisältämät painovär ipartikkel it poistetaan käyttäen hyväksi sulpun pinnalle nousevia, painoväripartikkeleja itseensä sitovia ilmakuplia. Painoväri rikastetaan tällöin keräyspaperisulpun 30 pinnalle muodostuvaan vaahtoon, joka poistetaan. Vaahdotus suoritetaan tyypillisesti ns. vaahdotuskennoissa, joita on ·· vaahdotustuloksen parantamiseksi kytketään tavanomaisesti 4 - 12 kappaletta yhteen. Vaahdotusprosessien etuna pesupro-sesseihin nähden on pienempi vedenkulutus sekä suurempi 35 kuitusaanto, joka tyypillisesti on tasoa 90 - 95 %.

95290

Jotta painoväripartikkelit rikastuisivat vaahdotuksessa sulpun pinnalle muodostuvaan vaahtoon, on painoväripartik-kelien ja ilmakuplien ensin kiinnityttävä toisiinsa, minkä edellytyksenä on, että painoväripartikkelin törmäysnopeus 5 ja liike-energia suhteessa ilmakuplaan on riittävän suuri.

Tämän jälkeen ilmakuplan ja siihen kiinnittyneen painoväripartikkelin on noustava toisistaan erottumatta sulpun pinnalle. Keräyspaperisulpun sisältämät kuidut haittaavat kuitenkin jo hyvin alhaisessa pitoisuudessa vaahdotustapah-10 tumaa muodostamalla sulppuun painoväripartikkelien ja ilmakuplien liikettä vaimentavia kuituverkostoja, jolloin painoväripartikkelien tarttuminen ilmakupliin ei ole tehok-kasta. Kuitujen muodostamat verkostot hidastavat myös toisiinsa kiinnittyneiden ilmakuplien ja painoväripartikkelien 15 kulkeutumista massan pinnalle, jolloin ilmakuplan ja siihen kiinnittyneen painoväripartikkelin toisistaan erottumisen todennäköisyys kasvaa. Keräyspaperisulpun vaahdotuksessa poistuu tehokkaimmin läpimitaltaan 10 - 50 μιη kokoisia painoväripartikkeleja. Kuituverkostojen turbulenssia vai-20 mentävästä vaikutuksesta johtuen on hyvin pienikokoisten painoväripartikkelien liike-energia yleensä riittämätön, jotta ne tarttuisivat ilmakupliin. Läpimitaltaan yli 50 μιη kokoiset painoväripartikkelit puolestaan irtoavat helposti ilmakuplista erityisesti silloin, kun vaahdotettavassa ke-25 räyspaperisulpussa vallitsee voimakas turbulenssi.

Luonnollista on, että kuitujen taipumus muodostaa kuituver-kostoja vaahdotettavaan keräyspaperisulpuun on sitä suurempi, mitä pidempiä kuidut ovat ja mitä suurempi on niiden 30 pitoisuus. Kuituverkostojen vaahdotusprosessille aiheut tamat haitat on käytännössä pyritty ratkaisemaan siten, että keräyspaperisulppu vaahdotetaan hyvin alhaisessa kiintoainepitoisuudessa (0,7 - 1,5 %), jolloin kuituverkosto jen muodostumisen todennäköisyys on pienempi, samalla kun 35 vaahdotettavaan massaan muodostetaan voimakas kuituverkos- toja rikkova sekä painoväripartikkelien ja ilmakuplien 55290 törmäysnopeutta kasvattava turbulenssi. Alhaisesta kiinto-ainepitoisuudesta aiheutuu kuitenkin se haitta, että vaah-dotuksessa joudutaan käyttämään suurikokoisia vaahdotus-laitteita, minkä lisäksi vaahdotusprosessin veden- ja 5 energiankulutus on suuri.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu painovärin poistamiseksi keräyspaperilta sulpusta. Etenkin keksinnön tarkoituksena on käsitellä painoväriä sisältävä keräyspaperisulppu siten, että olennaisesti vältytään kuituverkostojen muodostumiselta vaah-dotusvaiheessa, jolloin vaahdotusprosessien puhdistustehokkuus ja taloudellisuus huomattavasti paranee.

15

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että keräyspaperisulppu fraktioidaan ennen vaahdotusta karkeampaan, pitkiä kuituja ja muita karkeita kappaleita runsaammin sisältävään jakeeseen ja hienompaan, lyhyitä kuituja, paperin täyte- ja 20 lisäaineita sekä painoväriä runsaammin sisältävään jakeeseen, joka kuituverkostojen muodostumiselta ainakin oleellisesti vapaana vaahdotetaan. Menetelmälle on ominaista, että kuitujen dimensioihin verrattuna tyypillisesti pienikokoiset painoväripartikkelit fraktioituvat pääosin hienom-25 paan jakeeseen. Menetelmälle on myös ominaista, että vaah-dotuksessa puhdistunut hienompi jae yhdistetään karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperisulppuun, jonka jälkeen keräyspaperisulpun lajittelu sekä vaahdotus toistetaan edellä kuvatulla tavalla puhdistustehokkuuden parantami-30 seksi.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti keräys-paperisulpusta fraktiointilaitteella erotettu hienompi jae johdetaan vaahdotuksen jälkeen karkeampaan jakeeseen siten, 35 että osa jakeesta ohjataan putkilinjan kautta edellä maini tun fraktiointilaitteen syöttölinjaan ja, että osa jakeesta 95290 ohjataan toisen putkiIinjän kautta toisen fraktiointilait-teen syöttölinjaan, joka sisältää edellisessä fraktioin-tilaitteessa erotettua karkeampaa jaetta.

5 Edellä kuvatun menetelmän erään edullisen suoritusmuodon mukaisella ratkaisulla saavutetaan mm. seuraavat edut: — vaahdotustulos paranee, koska hienompi jae vaahdotetaan kuituverkostojen muodostumiselta oleellisesti vapaana.

- pitkien kuitujen saanto paranee, koska pitkät kuidut ero- 10 tetaan vaahdotettavasta jakeesta.

_ hienompi jae voidaan vaahdottaa fraktioimatonta sulppua korkeammassa kiintoainepitoisuudessa, tyypillisesti 1,5 - 2,5 %:n kiintoainepitoisuudessa, jolloin pienempikokoiset vaahdotuslaitteet ovat riittäviä.

15 - veden- ja energiankulutus pienenee vaahdotuksen korkeam masta kiintoainepitoisuudesta johtuen.

Seuraavassa esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla 20 oheisen kuvioon 1, joka esittää kaaviomaisesti keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista keräyspaperisulpun puhdistusprosessia.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tun-25 nusomaiset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuk- sista.

Kuviossa 1 esitetään keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista keräyspaperisulpun puhdistusprosessia, 30 jossa esimerkinomaisesti havainnollistetaan siistausproses- sin kuidutus- ja esilajitteluvaiheilta tulevan sulpun : käsittelyä.

Laitteisto käsittää painoväristä puhdistamattoman keräyspa-35 perisulpun syöttämiseen käytettävän putkilinjan 1, hienomman ja karkeamman jakeen muodostamiseen käytettävät neljä 11 95290 fraktiointilaitetta 2, neljä vaahdotuskennoa 3, joihin painoväriä oleellisesti enemmän sisältävä hienompi jae johdetaan neljän putkilinjan 4 kautta, ja jossa hienompi jae voidaan menetelmälle ominaisesti vaahdotetaan ilman kuitu-5 verkostojen haitallista vaikutusta. Vaahdotuskennoihin on järjestetty kanavat 9 painoväripitoisen vaahdon poistamiseksi. Keksinnölle ominaisesti yhdistetään vaahdotuk-sessa puhdistunut hienompi jae karkeampaa ainesta sisältävään sulppuun, kuvion 1 esimerkinomaisessa tapauksessa 10 kahdeksan putkilinjan 6, 7 kautta putkilinjoihin 1, 5, 8, joista putkilinja 1 on puhdistamattoman keräyspaperisulpun syöttölinja, putkilinja 5 karkeamman aineksen ja siihen yhdistettävän hienomman aineksen syöttölinja. Putkilinjan 8 kautta painoväristä puhdistunut keräyspaperisulppu kul-15 jetetaan siistusprosessin seuraaviin vaiheisiin. Koska painovärin erottuminen fraktioinnissa hienompaan, vaah-dotuskennoon kuljetettavaan ainekseen on sitä tehokkaampaa, mitä pienempi on fraktiointilaitteeseen syötettävän keräyspaperisulpun kiintoainepitoisuus, voidaan laitteiston 20 puhdistustehokkuutta säätää muuttamalla vaahdotuskennoissa 3 puhdistuneiden hienompaa ainesta sisältävien jakeiden syöttösuhdetta putkilinjoissa 6 ja 7. Siten on ymmärrettävää, että kasvattamalla putkilinjojen 6 syöttöä suhteessa putkilinjojen 7 syöttöön, voidaan painovärin erottumista 25 hienompaan jakeeseen tehostaa, minkä seurauksena puhdistus-tulos paraneen laitteiston puhdistuskapasiteetin kuitenkin samalla laskiessa. Optimaalinen syöttösuhde putkilinjojen 6 ja 7 kautta on luonnollisesti prosessikohtainen.

30 Fraktiontilaitteena 2 voi olla painelajitin, paineeton läjitin esim. kaarisihti tai pesuri esim. suotonauhapuris-’ tin. Vaahdotuslaitteena 3 voi olla paineeton vaahdotusken- no, paineistettu vaahdotuskenno, tai myös keskipakovoimaa ja ilmakuplien nostetta olennaisesti hyväksi käyttävä 35 pyörrepuhdistimen tyyppinen vaahdotuslaite.

* 95290

Kuten edellä esitetystä nähdään, on kehitetty uusi ja ennalta tunnettujen ratkaisujen haittapuolet ratkaiseva tapa käsitellä keräyspaperisulppua niin, että vaah-dotusprosessin puhdistustehokkuus paranee ja vaahdotukseen 5 tarvittavien laitteiden koko pienenee vaahdotusprosessin energian- sekä vedenkulutuksen samalla laskiessa. On kuitenkin syytä huomata, että vaikka edellä on esitetty eras keksinnön edullinen suoritusmuoto, ei sillä ole tarkoitus rajata keksintöä kattamaan ainoastaan tämä esimerkinomainen 10 suoritusmuoto, vaan keksinnön suojapiiri ja laajuus on ainoastaan määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa. Niinpä on selvää, että mm. edellä selityksessä käytetyt termit fraktiontilaite, vaahdotuslaite ja syöttölinja pitävät sisällään kaikki sellaiset laitteet, joilla edel-15 lä kuvatunlaiset toiminnot saadaan suoritettua. Keksintö ei myöskään rajaa edellä kuvatulla tavalla toisiinsa kytkettyjen fraktiointilaitteiden, vaahdotuskennojen tai syöttö-linjojen määrää.

tl

Claims (10)

1. Menetelmä keräyspaperisulpun puhdistamiseksi painoväristä, jossa menetelmässä keräyspaperisulpusta vaahdotetaan 5 fraktioinnin jälkeen ainoastaan painoväriä olennaisesti runsaammin sisältävä hienompi jae, ja joka vaahdotuksessa puhdistuneena yhdistetään karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperisulppuun, tunnettu seuraavien vaiheiden a ja b yhdistelmästä: 10 a. keräyspaperisulppu fraktioidaan karkeampaan ja hienompaan ainekseen, joista ainoastaan hienompi jae vaahdotetaan, ja b. vaahdotettu hienompi jae yhdistetään karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperisulppuun. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että a— ja b—vaiheet toistetaan peräkkäisinä siten, että vaahdotuksessa puhdistunut hienompi jae yhdistetään osittain tai kokonaan karkeampaa ainesta sisältävään ke- 20 räyspaperisulppuun ennen fraktiointilaitetta, jossa kyseinen hienompi jae muodostetaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että a- ja b-vaiheet toistetaan yhdistämällä 25 fraktiointilaitteella muodostettu ja vaahdotuksessa puhdistunut hienompi jae osittain tai kokonaan fraktiointilait— teeseen, jonka syöttölinjaan syötetään karkeampaa ainesta edellisestä fraktiointilaitteesta.

4. Laitteisto keräyspaperisulpun puhdistamiseksi painovä ristä, joka laitteisto koostuu fraktiointilaitteista (2), vaahdotuslaitteista (3) sekä keräyspaperisulpun, hienomman jakeen, karkeamman jakeen, vaahdotetun hienomman jakeen, toisiinsa yhdistetyn vaahdotetun hienomman jakeen ja ke- 35 räyspaperisulpun sekä toisiinsa yhdistetyn vaahdotetun hienomman ja karkemman jakeen kuljettamiseen tarvittavista 8 95290 linjoista (1, 4, 5, 6, 7, 8) sekä vaahdon poistokanavista (9), tunnettu siitä, että vaahdotuskennojen syöttölinjoihin on järjestetty fraktiointilaitteet (2), joilla keräyspape-risulpusta erotetaan karkeampi jae ennen hienomman jakeen 5 syöttämistä vaahdotuslaitteseen (3)

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaahdotettu hienompi jae yhdistetään osittain tai kokonaan karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperi- 10 sulppuun syöttölinjän (6) kautta.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnuttu siitä, että vaahdotettu hienompi jae yhdistetään osittain tai kokonaan karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperi- 15 sulppuun syöttölinjän (7) kautta.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, vaahdotettu hienompi jae yhdistetään karkeampaa ainesta sisältävään keräyspaperisulppuun syöttölinjän (6) 20 ja syöttölinjän (7) kautta.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää yhden tai useamman frak-tiointilaitteen (2) sekä yhden tai useamman vaahdotuslait- 25 teen (3) sekä tarvittavan määrän kuljetuslinjoja (1, 4, 5, 6, 7, 8).

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, fraktiointilaite (2) on on painelajitin tai painee- 30 ton läjitin, kuten kaarisihti.

9:290

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaahdotuslaite (3) on paineellinen tai paineeton vaahdotuskenno tai vastaava painovärin erotuslaite. 9 $5290