JPH02182986A

JPH02182986A - ハイドロサイクロン分離方法

Info

Publication number: JPH02182986A
Application number: JP33523688A
Authority: JP
Inventors: Shunji Omori; 大森　俊二
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（Ａ）産業上の利用分野本発明は懸濁液をハイドロサイクロンによって分離する
方法に関する。ハイドロサイクロンは種々の分野、例え
ばパルプ及び製紙業界において長年使われ、そしてスク
リーン工程によってはパルプから除去するのに適さない
シーブ（シャイブ）・樹皮・小砂、及び他の汚物等の不
純物を除去するのに好適である。

（Ｂ）従来の技術ハイドロサイクロン分離機の全体的構成、及び操作方法
は良く知られている。典型的なハイドロサイクロンは先
細形状（例えば円錐形）の室を有し、該室の円形断面は
拡大端部から縮小、又は頂点端部にその断面形状が減少
している。重質フラクション用廃棄口は該円錐室の反対
側端部に軸方向に設けられた受容口から排出する。該パ
ルプ懸濁液は流動渦を作り出すため、該室の拡大端部に
隣接する位置以上の直角方向に配向された入口から該室
内に投入される。該渦によって作られた遠心力は懸濁液
中の重質粒子核円錐室の壁側に押し付け、隣接する固体
の集中化をひきおこす。

一方、軽質粒子は室の中央に引きつけられ、軸方向に設
けられた空気核を包囲する内方に位置する渦流によって
運ばれる。この軽質フラクションは受容口を通って外部
に運ばれる。重質粒子は該ハイドロサイクロンの内壁に
沿って螺旋運動を続け、終局的に廃棄口を通って外部に
排出される。

該ハイドロサイクロン内の流速は極めて大きく、そして
それによって作り出される力は、重力が装置の作動に及
ぼす影響を通常無視することが出来る程度に充分な大き
さを有している。従って、ハイドロサイクロンは満足な
作動を維持する限り種々の態様、例えば水平・垂直、又
は斜め方向に設置することが出来る。

ハイドロサイクロンは供給口・受容口、及び廃棄口と接
続するため配設された適宜の供給用・受容用、及び廃棄
用ヘッダー、又は室を備えた数ダース、又は数百のハイ
ドロサイクロンの大きなバンク内に通常配設される。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題初期のハイドロサイクロン分離機はバルブ中のシーブや
樹皮の様に、分離しようとする軽質粒子と重質粒子の比
重差の少ないものには充分な効率を与えない。これは内
部のショートパスの為に除塵されない原料がアクセプト
に混入してしまうことによる。

Ｂａｕｅｒ社のＢｅ１ｌオーバーフローノズルは、この
問題を若干解決するものではあるが、なお充分な効果を
有するものではない。この様にサイクロン内部に分離効
率を上げるための細工を施したものは枚挙にいとまがな
い。

特公昭６０−７５４６号公報、実公昭６０−９９９７、
同６０−９９９９号公報考案者はこれらの設計になるサ
イクロンを入手テストしたが、充分な効果は得られなか
った。

ハイドサイクロンにおいては除去すべき重量成分の体積
流量を出来る限り低いレベルに抑える努力がなされてい
る。この為には、実際には分離コーンの頂部に設ける重
量成分の排出口は詰まりの発生をまねかない範囲で、で
きる限り小さな寸法にされている。短繊維を含む懸濁液
は重量成分の体積流量を低く抑えようとすると、重量成
分排出口付近に極端に集中する。この様な場合、集中し
た重量成分中に流れを阻害するよう粗大で不均質な重量
成分が存在すると、これがきっかけとなって排出口の詰
まりとなり、ハイドサイクロンの作動が中断されること
がある。

この様な問題に対する１つの解決策は、水ジェツトを用
いることにより重量成分を希釈することにある。しかし
ながら、この解決策においては、後の純化段階における
体積流量が増大するばかりでなく、水ジェツトの装置は
特に、いわゆるタンクタイプの加注水型渦流分装室にお
いて不便を生ずることになる。ハイドロサイクロンの詰
まりを防止する方向に向けての別の解決策においては、
不合格成分の流出口が選別コーンに関して偏心的に配置
されている例とか、排出口付近に円錐ノズルの内側表面
上で螺旋軌道に沿って進行する重質成分に半径方向向き
の運動成分を付与せしむるようなガイドを備えた例等が
あるが、これらの構造は実際上、特にタンクタイプの渦
流分離装置において充分な信頼性を有していないことが
判明している。

（Ｄ）問題点を解決するための手段本発明は、ハイドロサイクロンを２段に組み込むことに
より繊維の分離精選効果を高めると共に、さらに組み込
むべき第１段のハイドロサイクロンには低差圧型のハイ
ドロサイクロンを選択することにより、第１回目の分離
精選を行い乍ら、次段の高次精選の障害となる粗大な重
質粒子を分離する。次段のハイドロサイクロンには高差
圧型のサイクロン配し、前段で分離出来なかった重質成
分を分離・精選する。

（Ｅ）作用本発明においては、ハイドロサイクロンを２段に組み合
わせる。前記したようにハイドロサイクロンにはショー
トパス現象が存在し、これは従来技術では完全なる解決
は不可能である。ハイドロサイクロンにおける分離は、
分離される物質の密度分布が連続的であるため確率的に
行われる。

従って、本来分離される重量成分が濃度等の僅かなバラ
ツキが理由で、アクセプトに混入することがある。この
非分離成分を含むアクセプトを再度ハイドロサイクロン
に通すことで、従来技術では到達し得ない高次処理を構
成する。かつ、上記２段のハイドロサイクロンについて
、初段ではいわゆる低差圧型のサイクロン、第２段では
高差圧型のサイクロンを組み合わせることによって、排
出口のノズル詰まりなしに高次処理を達成できる。

初段に組み合わすべき低差圧型のサイクロンは、それの
みでは高次処理目的には合わないが、相対的に粗大な重
量異物を取り除き乍ら第１段の除塵を行う。低差圧型の
サイクロンでは重量成分の集中化は激しく起こらない為
、ノズル詰まりの原因になるような重量成分を含む場合
でも、ノズル詰まりなしに運転できるような構造になっ
ている。

かくて、ノズル詰まりの原因になる粗大な重量成分を取
り除かれた軽質成分は、第２段の高差圧型サイクロンに
導かれるが、ここでは高次処理を行う為、重量成分の集
中化は激しく起こるが、ノズル詰まりのきっかけとなる
粗大重量成分が除かれている為、ノズル詰まりは発生せ
ず、目的とする高次処理を安定して行える。

（Ｆ）実施例実施例１．２第１図は本発明によるハイドロサイクロン分離精選方法
の実施例である。図において被処理は、まず、被処理液
流路１を経由して、処理液供給ポンプ２より低差圧型ハ
イドロサイクロン３に加入される。サイクロンにより分
離された処理液中の軽質成分は処理液流路４を経由して
処理液供給ポンプ１４にて再び高差圧型ハイドロサイク
ロン１５に圧入される。再び分離、精選がなされた軽質
成分は処理液流路１６を経て分離、精選の終了した完成
品として次工程へ送出する。

高差圧型ハイドロサイクロン１５によって分離せられた
重質成分は処理液流路１７を経て被処理液流路１に合し
再処理される。

一方、低差圧型ハイドロサイクロン３によって分離せら
れた重質成分は処理液流路５を経て処理液供給ポンプ６
により低差圧型ハイドロサイクロン７に圧入される。こ
こで分離され軽質成分は処理液流路８を経て被処理液流
路１に合し再処理される。

低差圧型ハイドロサイクロン７からの重質成分は処理液
流路９、処理液供給ポンプ１０を経て低差圧型ハイドロ
サイクロン１１に圧入される。

低差圧型ハイドロサイクロン１１からの軽質成分は処理
液流路１２を経て処理液流路５と合し再処理される。重
質成分は処理液流路１３を経て系外に排出される。市販
のハイドロサイクロンを数種選択し、これらを上記の流
れ図に従って組み合わせたものを実施例の１と２として
示す。

この実施例に基づいて、ケミグランドパルプからシャイ
ブや砂などの夾雑物を分離、精選した時の効率を表−１
中に示す。被処理液の濃度は０゜７％、処理量は３５０
Ｒ／分、低差圧型ハイドロサイクロンへの圧入圧は１８
．　５ｋｇ／ａｄ、高差圧型ハイドロサイクロンへの圧
入圧は２８．５ｋｇ／ｄである。分離、精選の効率は次
式のより算出した。

分離精選効率（％）処理パルプ中の夾雑物量＝１００Ｘ　　（１−）被処理パルプ中の夾雑物量パルプ中の夾雑物量はＪＩＳ　　Ｔ−１１３、製紙用パ
ルプ試験法によって計測した。また表には第１図高差１
５に示す高差圧型ハイドロサイクロンにおける重量成分
側吐出口の運転中における吐まりの状況を１日当たりの
掃除回数も示した。

比較例１〜９第２図は通常のハイドロサイクロン分離、精選の方法で
ある。図において被処理液はまず被処理流路１を経由し
て処理液供給ポンプ２により低差圧型ハイドロサイクロ
ン３に圧入される。サイクロンにより分離された処理液
中の軽質成分は処理液流路４を経由して分離、精選の終
了した完成品として次工程へ送出される。

一方、低差圧型ハイドロサイクロン３によって分離せら
れた重質成分は処理液流路５を経て処理液供給ポンプ６
により低差圧型ハイドロサイクロン７に圧入される。こ
こで分離された軽質成分は処理液流路８を経て被処理流
路１と合し再処理される。

低差圧型ハイドロサイクロン７からの重質成分は処理液
流路９、処理液供給ポンプ１０を経て低差圧型ハイドロ
サイクロン７に圧入される。低差圧型ハイドロサイクロ
ン１１からの軽質成分は処理液流路１２を経て処理液流
路５と合し再処理される。重質成分は処理液流路１３を
経て系外に排出される。

市販のハイドロサイクロンを数種選択し、これらを上記
の流れ図に従って組み合わせた結果を比較例の１〜９と
して示す。

比較例１０〜１１実施例の流れ図において使用するハイドロサイクロンを
すべて低圧型にした場合を比較例１０、また、すべて高
圧型とした場合を比較例１１として示す。

（以下余白）（Ｇ）発明の効果この発明に係るハイドロサイクロンシステムによる懸濁
液の分離・精選においては、その低差圧型サイクロンに
高差圧型サイクロンを組み合わせて使用するという独特
の方法により、従来の１段のサイクロンでは到達できな
かった高次の処理効果が、ノズル詰まり等の問題なしに
安定した運転条件下で得られるようになった。

又、処理効果を従来の方式と同様にした場合で比較する
と、全体として体積流を少なくすることができるため、
装置はコンパクト化が可能で設備費、エネルギー費を節
約できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の装置の概略図である。第２図は比較例の装置の概略図である。１・・・被処理液流路２・・・処理液供給ポンプ３・・・低差圧ハイドロサイクロン４・・・処理液流路５・・・処理液流路６・・・処理液供給ポンプ７・・・低差圧ハイドロサイクロン８・・・処理液流路９・・・処理液流路１０・・・処理液供給ポンプ１１・・・低差圧ハイドロサイクロン１２・・・処理液流路１３・・・処理液流路１４・・・処理液供給ポンプ１５・・・高差圧ハイドロサイクロン１Ｇ・・・処理液流路１７・・・処理液流路第１ｆ！！第２図１日

Claims

【特許請求の範囲】

ハイドロサイクロンを２段に組合せることによってなる
分離・精選方法であって、処理すべき懸濁液はまず初め
に圧力損失が水柱で１２〜１８ｍで運転されるハイドロ
サイクロンで処理し、分離された軽質成分を更に圧力損
失が水柱で２５〜３１ｍで運転されるハイドロサイクロ
ンで再び分離・精選を行うことを特徴とするハイドロサ
イクロン分離方法。