KR19990067424A - 오염된 펄프 부유물 처리를 위한 방법 및 설비 - Google Patents

오염된 펄프 부유물 처리를 위한 방법 및 설비 Download PDF

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KR19990067424A
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multihydrocyclone
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로인 앤더슨
잔 백맨
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라르스 달크비스트
알파 라발 에이비
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Abstract

다수의 하이드로사이클론을 가진 멀티하이드로사이클론 유닛(6)을 통해 펄프 부유물을 펌프질함으로써 오염된 펄프 부유물로부터 상대적으로 중오염물을 분리시킨다. 각 하이드로사이클론은 하이드로사이클론 내의 방사상 액채 외층에서 섬유질망을 형성하지 못하도록 하는 난류 형성 수단을 갖추고 있다. 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 펄프 습식 기계(2)에서 탈수된다. 본 발명에 따르면 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 0.9 %이다.

Description

오염된 펄프 부유물 처리를 위한 방법 및 설비
종이 펄프를 생산하기 위한 공장에서 펄프 건조 기계라고 불리기도 하는 펄프 습식 기계는 최종 처리 단계를 구성하는데, 그 최종 처리 단계에서 펄프는 탈수되어 펄프를 건조시켜 보관하거나 종이 생산 공장으로 이송하기에 적합한 섬유질 농도를 가지게 된다. 펄프 습식 기계에서 탈수된 펄프는 만일 펄프가 재생 용지로부터 생산된다면 보통 충전 혼합물(소위 충전제)을 전혀 포함하지 않거나 경미한 정도의 충전 혼합물만을 포함한다. 그러한 충전 혼합물이 없는 펄프는 펄프가 아주 쉽게 탈수될 수 있기 때문에 털모양의 섬유질 형태로 섬유질망을 쉽게 형성하는 성질을 가지며, 그 섬유질망은 하이드로사이클론의 오염물 출구를 막는 털부스러기에 의해 하이드로사이클론에서의 펄프 세척을 방해할 수 있다. 그러나 그러한 섬유질 부스러기가 형성되는 경향은 섬유질 농도를 감소시킴으로써 줄어들게 된다. 게다가 세척 효율은 섬유질 농도가 증가됨에 따라 감소한다. 이러한 이유로 종래의 펄프는 약 0.4 % 내지 0.75 % 정도의 섬유질 농도로 희석된다. 앞서 언급한 섬유질 농도는 중량비와 관련된다. 섬유질 부스러기의 형성은 멀티하이드로사이클론 유닛의 난류 형성 수단에 의해서도 적극적으로 방해된다. 그러한 난류 형성 수단은 진동 형성 수단, 예컨대 초음파 발생 수단 또는 하이드로사이클론의 벽면을 기계적으로 두드리도록 배치된 수단을 포함할 수 있다. 국제 공개 특허 제93/10908호에 개시된 바와 같이 하이드로사이클론의 분리 챔버에서 외측 방사상 형태로 매우 효율적인 난류 형성 수단을 구비한 하이드로사이클론은 스텝릴리즈(StepReleaseTM)라는 상표명으로 알파 라발 셀레코 에이비(Alfa Laval Celleco AB)에 의해 판매되고 있다.
대부분의 펄프 습식 기계는 제한된 탈수 능력을 가지고 있어서 펄프 습식 기계에 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 보통 멀티하이드로사이클론 유닛을 거친 세척된 펄프 부유물에 형성된 섬유질 농도보다 더 짙어야만 한다. 이러한 이유로 세척된 펄프 부유물은 펄프 부유물이 펄프 습식 기계에 공급되기 전에 농축 장치(thickening device) 등의 수단에 의하여 농축되어야 한다.
상기 멀티하이드로사이클론 유닛과 반드시 필요한 상기 농축 장치를 갖춘 설비를 위한 투자 및 운용비는 멀티하이드로사이클론 유닛과 농축 장치가 일반적으로 분당 40000리터 내지 180000리터 정도의 대규모 유량에 맞는 치수로 되어야 하기 때문에 막대하다.
중오염물을 분리하기 위한 멀티하이드로사이클론 유닛과 농축 장치 및 펄프 습식 기계를 포함한 설비는 유럽 특허 제0 422 314호에 공지되어 있다.
본 발명은 오염된 펄프 부유물(pulp suspension)을 처리하는 방법에 관한 것으로서, 다수의 하이드로사이클론(hydrocyclone)을 포함한 멀티하이드로사이클론 유닛을 통해 펄프 부유물을 펌프질함으로써 펄프 부유물로부터 상대적으로 중오염물을 분리시키고, 각각의 멀티하이드로사이클론 유닛은 하이드로사이클론 내의 방사상 액체 외층에서 섬유질망이 형성되지 못하도록 하는 난류 형성 수단을 갖추고 있다. 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 펄프 습식 기계에서 탈수된다. 본 발명은 또한 오염된 펄프 부유물을 처리하기 위한 설비에 관한 것이며, 그 설비는 상기와 같은 종류의 멀티하이드로사이클론 유닛과 멀티하이드로사이클론 유닛을 통해 펄프 부유물을 펌프질하기 위한 펌프와 세척된 펄프 부유물을 수용하기 위한 펄프 습식 기계를 포함한다.
도1은 세척 효율이 난류 형성 수단을 구비한 하이드로사이클론과 난류 형성 수단을 구비하지 않은 하이드로사이클론에서 각각 펄프 부유물의 섬유질 농도에 얼마나 의존하는 지에 대하여 도시한 다이어그램이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비의 흐름도를 도시하고 있다.
도3은 도2에 따른 실시예의 변형예를 도시하고 있다.
도4, 도5 및 도6은 본 발명의 제2, 제3 및 제4 실시예에 따른 설비의 흐름도를 각각 도시하고 있다.
도7은 도6에 따른 실시예의 변형예를 도시하고 있다.
도8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 설비의 흐름도를 도시하고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술과 비교하여 처리될 펄프 부유물의 유량을 실질적으로 감소시킴으로써 투자 및 운용비가 실질적으로 감소하게 되는 펄프 부유물의 처리를 위한 방법과 설비를 각각 제공하는 것이다.
이러한 목적은 멀티하이드로사이클론 유닛에 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도가 적어도 0.9 %인 것을 특징으로 하는 처음에 언급된 방법으로 달성된다. 난류 형성 수단을 갖춘 하이드로사이클론은 세척 효율을 허용할 수 없을 정도로 낮추지 않고 0.9 %라는 상대적으로 높은 섬유질 농도로 펄프 부유물을 세척할 수 있다는 사실이 놀랍게도 밝혀졌다. 사실 세척 효율은 약 1.5 %까지 섬유질 농도를 높여도 만족스럽게 유지될 수 있다.
그래서 본 발명을 이용하게 되면, 펄프 부유물의 섬유질 농도가, 예컨대 0.45 %에서 0.9 %까지 증가될 수 있어서 멀티하이드로사이클론 유닛을 통한 유량을 50 %까지 감소시킬 수 있다. 나아가 반감된 유량은 멀티하이드로사이클론 유닛에서의 하이드로사이클론의 수를 반감시킬 수 있게 된다. 일반적으로 섬유질은 직렬로 연결된 여러 스테이지의 하이드로사이클론에 의해 멀티하이드로사이클론 유닛에서 나온 배출 유량으로부터 복구된다. 본 발명에 의하면 배출 유량도 감소되므로 본 실시예에서 직렬로 연결된 하이드로사이클론의 수는 약 30 %까지 감소될 수 있다.
본 발명에 따르면 적어도 0.9 %까지 세척되지 않은 펄프 부유물의 섬유질 농도를 증가시키는 것은 펄프 부유물이 일정한 형식의 펄프 습식 기계에 공급되기 전에는 펄프 부유물을 농축시킬 필요가 없게 되는 결과를 초래한다. 바람직하게는 상기 섬유질 농도는 적어도 1.0 %이고 기껏해야 1.5 %이므로 세척된 펄프 부유물은 대부분의 펄프 습식 기계를 사용하는 경우 농축되어질 필요가 없게 된다. 어떤 경우에는 상기 섬유질 농도가 1.5 %를 초과하지만 3.0 %를 넘지는 않는다.
만일 상대적으로 경오염물이 펄프 부유물에 나타난다면, 예컨대 펄프가 재생 용지로부터 생산되는 경우라면 경오염물은 펄프 부유물이 상대적으로 중오염물을 분리시키기 위한 상기 멀티하이드로사이클론으로 공급되기 전에 추가 멀티하이드로사이클론에 의하여 펄프 부유물에서 분리되는 것이 바람직하다. 적합하게는, 경오염물에서 분리된 펄프 부유물은 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛에서부터 상기 하이드로사이클론 유닛까지 펌프질되는 것이다. 그러나 분리된 펄프 부유물을 상기 하이드로사이클론 유닛으로 직접 전달할 수 있다. 이와 관련하여 경오염물은 또한 그 자체에 섬유질보다 더 무거운 입자를 포함하지만 그 형상 때문에 하이드로사이클론에서는 가벼운 섬유질처럼 움직인다.
한편, 경오염물은 중오염물이 상기 멀티하이드로사이클론 유닛에 의하여 펄프 부유물에서 분리된 후 및 펄프 부유물이 펄프 습식 기계에서 탈수되기 전에 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛에 의해 펄프 부유물에서 분리될 수 있다. 이러한 경우 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 상기 멀티하이드로사이클론 유닛에서부터 펌프를 거쳐 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛까지 전달된다.
본 발명의 목적은 또한 멀티하이드로사이클론 유닛으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도를 적어도 0.9 %로 유지하기 위해 배치된 수단을 특징으로 하는 앞서 언급한 설비에 의해서도 달성된다. 바람직하게는 멀티하이드로사이클론 유닛이 멀티하이드로사이클론 유닛에서부터 펄프 습식 기계까지 분리된 펄프 부유물을 이송하기 위한 이송 도관을 거쳐 펄프 습식 기계에 직접 연결되는 것이다.
적합하게는 상기 수단이 펄프 부유물의 섬유질 농도에 영향을 주도록 배치되어 멀티하이드로사이클론 유닛으로 공급된 펄프 부유물이 적어도 1.0 %이고 최대 3 %, 바람직하게는 최대 1.5 %의 섬유질 농도를 갖게 된다.
펄프 부유물에서 상대적으로 경오염물을 분리하기 위해 추가 멀티하이드로사이클론 유닛이 필요한 경우에는 추가 멀티하이드로사이클론 유닛은 상기 멀티하이드로사이클론 유닛의 상류측 및 상기 펌프의 하류측에 배치된다. 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛은 경오염물에서 분리된 펄프 부유물을 이송하기 위한 추가 펌프를 구비한 연결 도관을 거쳐 상기 멀티하이드로사이클론 유닛으로 연결되는 것이 바람직하다.
적합하게는 제어 장치는 상기 추가 펌프 상류측 연결 도관에서의 압력에 응답하여 상기 추가 펌프의 용량을 제어하도록 되어 있다. 한편, 제어 장치는 펄프 습식 기계 입구 박스에서의 압력에 응답하여 상기 추가 펌프의 용량을 제어하도록 되어 있다.
바람직하게는 세척된 펄프 부유물을 위한 회수 도관은 상기 이송 도관에서부터 상기 펌프의 흡입측까지 연장되고 제어 장치는 펄프 습식 기계의 입구 박스에서의 압력에 응답하여 회수 도관에서 제어 밸브를 제어하도록 되어 있다.
상기 연결 도관은 상기 추가 펌프의 상류측 및 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛의 하류측에 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛의 입수물을 위한 출구에서 일정한 배압을 유지하도록 되어 있는 배압 장치를 갖추고 있는 것이 바람직하다. 배압 장치는 상기 하이드로사이클론의 배출부에서 나온 복구된 섬유질을 구비한 회수 유량을 상기 회수 유량과 함께 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛을 부가하지 않고도 상기 멀티하이드로사이클론 유닛으로 되돌려 보낼 수 있게 한다.
본 발명에 따른 설비의 특징은 첨부된 청구항에서도 한정되어 있다.
본 발명은 도면을 참고하여 이하에서 더 상세히 기술된다.
도면에서 동일한 요소는 같은 참고 부호로 되어 있다.
도1에는 다이어그램이 도시되어 있는데, 그 다이어그램에는 종래의 통상적인 구 하이드로사이클론에 관한 펄프 부유물의 섬유질 농도(C)에 대한 세척 효율(η)의 의존도가 실선으로 도시되어 있고, 국제 공개 특허 제93/10908호에 공지된 것과 같은 종류의 난류 형성 수단을 갖춘 통상적인 신 하이드로사이클론에 관한 펄프 부유물의 섬유질 농도(C)에 대한 세척 효율(η)의 의존도는 점선으로 도시되어 있다. 이 경우에 있어 각 하이드로사이클론의 입구와 입수 출구 사이의 압력차(dP)는 120 kPa이다. 다이어그램에서 밝혀진 바와 같이 종래 하이드로사이클론의 세척 효율은 0.5 % 섬유질 농도에서의 약 92 %에서부터 0.9 % 섬유질 농도에서의 약 87 %까지 감소하는 반면, 신 하이드로사이클론의 세척 효율은 여전히 0.9 % 섬유질 농도에서 약 92 %정도로 높게 유지된다. 이것은 단지 8 % 오염물만이 펄프 부유물에 남아 있게 되고, 펄프 부유물은 0.9 %의 섬유질 농도를 가지며 신 하이드로사이클론에 의해 분리되는 반면, 13 % 오염물은 구 하이드로사이클론에 의해 분리된 같은 펄프 부유물에 남겨지게 된다는 것을 의미한다. 그래서 구 하이드로사이클론은 0.9 % 섬유질 농도를 가진 펄프 부유물을 분리시키는 경우 신 하이드로사이클론보다 약 60 % 더 많은 오염물을 통과시킨다.
다이어그램에서 밝혀진 바와 같이 1.0 %의 고 섬유질 농도에서는 신 하이드로사이클론의 세척 효율은 여전히 약 92 %인 반면, 구 하이드로사이클론의 세척 효율은 약 85 % 까지 더 감소했다. 0.9 % 보다 높은 섬유질 농도에서는 섬유질망을 구비한 구 하이드로사이클론의 정점 출구에서의 차단 위험성은 현저히 증가되며, 이러한 이유 때문에 실제로 구 하이드로사이클론은 0.9 % 이하의 섬유질 농도를 가진 펄프 부유물에 대해서만 이용된다. 그러나 신 하이드로사이클론은 차단 위험성없이 1.5 % 이상의 섬유질 농도를 가진 펄프 부유물의 분리에 이용될 수 있다. 여기서 제한 요인은 차단 위험성이 아니라 불량한 세척 효율인 것이다.
도2에서는 상대적으로 중오염물을 포함한 펄프 부유물을 위한 용기(1)와, 세척된 펄프 부유물을 수용하기 위한 입구 박스(3)를 구비한 펄프 습식 기계(2)와, 펄프 습식 기계(2)로부터 희석수(white water)를 수용하기 위한 희석수 용기(4)를 포함한 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비를 도시하고 있다. 도관(5)은 희석수 용기(4)에서부터 멀티하이드로사이클론 유닛(6)까지 연장되는데, 여기서 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 국제 공개 특허 제93/10908호에 공지된 것 같은 종류의 난류 형성 수단을 가진 평행 결합된 하이드로사이클론들을 포함한다. 펄프 부유물을 위한 입구(6a)와 상대적으로 중오염물을 포함한 배출물을 위한 정점 출구(7)와 세척된 펄프 부유물을 포함한 입수물을 위한 기부 출구(8)를 구비한 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에 있는 각 하이드로사이클론은 원추형으로 되어 있다. 이송 도관(9)은 기부 출구(8)에서부터 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)로 직접 연장된다.
도관(5)은 펌프(10)와 펌프(10)의 하류측에 배치된 보호막(11)을 갖추고 있다. 도관(5)에 연결된 도관(12)은 용기(1)에서부터 펌프(10)의 상류측으로 연장된다. 또한 도관(12)은 펌프(13)를 갖추고 있으며, 그 펌프의 용량은 펄프 습식 기계(2)를 떠나 탈수된 펄프의 기초 중량에 응답하여 제어 장치(14)에 의해 제어된다. 기초 중량은 펄프 습식 기계의 다음 지점 쯤에 있는 수단(14a)으로 감지된다. 펌프(10)의 용량은 신호 도관(16)을 거쳐 제어 장치(15)에 의해 제어된다. 제어 장치(15)는 신호 도관(17)을 거쳐 입구(6a)에 미치는 압력과 신호 도관(18)을 거쳐 출구(8)에 미치는 압력을 감지하는 압력 센서를 포함한다.
분리된 펄프 부유물을 위한 회수 도관(19)은 이송 도관(9)에서부터 도관(5)까지 연장된다. 회수 도관(19)은 제어 밸브(20)를 갖추고 있으며, 그 제어 밸브(20)는 신호 도관(22)을 거쳐 입구 박스에서의 압력을 감지하도록 되어 있는 제어 장치(21)에 의해 제어된다.
멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 정점 출구(7)를 통해 흘러 나온 배출물은 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에서와 같은 종류의 평행 결합된 하이드로사이클론을 포함한 멀티하이드로사이클론 유닛(23)에 의하여 복구된 섬유질을 포함한다(배출물 내의 섬유질은 보통 직렬로 결합된 멀티하이드로사이클론 유닛의 몇가지 스테이지에서 복구되지만 여기서는 간단히 표시하기 위해 하나의 스테이지만이 도시되어 있다.)
연결부와 도관(12, 19) 사이의 연결부 상류측에 있는 도관(5)과 연결된 도관(24)은 멀티하이드로사이클론 유닛(23)까지 연장된다. 도관(24)에는 펌프(25)가 있다. 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 정점 출구(7)는 도관(26)을 거쳐 펌프(25)의 상류측 도관(24)으로 연결된다. 도관(26)에는 제어 장치(28)에 의해 제어되는 제어 밸브(27)가 있다. 제어 장치(28)는 압력 센서를 포함하는데, 그 압력 센서는 신호 도관(29, 30)을 거쳐 정점 출구(7)에 미치는 압력과 (도관(9)을 거쳐) 기부 출구 (8)에 미치는 압력을 감지한다. 멀티하이드로사이클론 유닛(23)에 있는 기부 출구 (31)는 도관(32)을 거쳐 복구된 섬유질을 펌프(10)에 공급하기 위해 도관(5)과 도관(24) 사이에 있는 연결부의 하류측 도관(5)에 연결된다. 멀티하이드로사이클론 유닛(23)의 정점 출구(33)는 비록 도시되지는 않았지만 분리된 중오염물을 위한 용기에 연결된다.
도2에 따른 설비의 작동 중 펄프 부유물은 펌프(13)에 의해 용기(1)에서부터 펄프 부유물이 희석수 용기에서 나온 희석수로 희석되는 펌프(10)의 흡입측까지 펌프질되므로 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 0.9 %가 되고 기껏해야 3 %밖에 되지 않는다. 펌프(13)의 용량은 제어 장치(14)에 의해 제어되므로 펌프 습식 기계에서 탈수된 펄프의 적정 기초 중량은 달성된다. 희석화된 펄프 부유물은 펌프(10)에 의하여 보호막(11)을 거쳐 멀티하이드로사이클론 유닛(6)까지 더 펌프질된다. 보호막(11)은 펄프 부유물에서 발생가능한 거친 오염물을 분리시킨다. 펌프(10)의 용량은 제어 장치(15)에 의해 제어되므로 멀티하이드로사이클론(6)을 최적으로 작동시키기 위한 입구(6a)와 기부 출구(8) 사이의 적정 압력차는 유지된다.
상대적으로 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 기부 출구(8)에서부터 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)로 전달된다. 입구 박스(6)에서의 압력은 제어 장치(21)에 의해 제어되므로 이송 도관(9)에서의 유량 중 일부는 펌프(10)로 되돌아간다. 그래서 제어 장치(21)는 입구 박스에서의 압력이 규정치를 초과하게 되면 제어 밸브(20)에 의해 상기 일부 유량을 증가시키고 입구 박스에서의 압력이 상기 규정치에 미달하는 경우에는 제어 밸브(20)에 의해 상기 일부 유량을 감소시키게 된다.
멀티하이드로사이클론 유닛의 기부 출구(8)와 정점 출구(7) 사이의 압력차는 제어 밸브(27)의 개구도(opening degree)를 제어하는 제어 장치(28)에 의해 적정치로 유지된다. 정점 출구(7)에서 나온 배출물은 도관(24) 내의 희석수로 희석되며 펌프(25)에 의해서 멀티하이드로사이클론 유닛(23)까지 펌프질되며, 멀티하이드로사이클론 유닛(23)은 복구된 섬유질을 가진 입수물을 기부 출구(31)를 통해 배출하고 중오염물을 가진 배출물을 정점 출구(33)를 통해 배출한다. 입수물은 도관(32)을 통해 펌프(10)로 되돌아간다.
멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 제어 장치(14, 15, 21)에 의해 제어된다. 본 발명에 따르면 이러한 제어 장치(14, 15, 21)는 서로 협동하므로 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 0.9 %로 유지된다.
도3에서는 도2에서 도시된 것과 같은 설비지만 수정된 제어 장치를 구비한 설비가 도시되어 있다. 그래서 펌프(10)의 용량은 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 제어 장치(34)에 의해 제어된다. 제어 장치(35)에 의하여 제어 밸브(20)의 개구도는 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 입구(6a)와 기부 출구(8) 사이의 압력차에 응답하여 제어된다. 이 경우 제어 장치(14, 34, 35)는 서로 협동하므로 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 0.9 %로 유지된다.
도4에서는 펄프 부유물에서 나온 상대적으로 경오염물을 분리시키기 위한 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 상류측 및 펌프(10)의 하류측에 배치된다는 사실에 의하여 도2에 따른 설비와 기본적으로 상이한 본 발명의 제2 실시예에 따른 설비를 도시하고 있다. 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은, 예컨대 알파 라발 셀레코 에이비(Alfa Laval Celleco AB)에 의해 판매된 트리팩 90 리버스(Tripac 90 ReverseTM)와 같이 평행 결합되고 연결 도관(38)을 거쳐 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 입구(6a)에 직접 연결된 정점 출구(37)와 배출관(40)에 연결된 기부 출구(39)를 가진 다수의 역형 하이드로사이클론을 포함한다. 도2에 따른 설비와 대조되는 것이라면 펌프(10)의 용량은 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에서의 적정 압력치를 달성하도록 제어되지 않는다. 그 대신 상기 압력차는 제어 장치(41)에 의하여 달성되는데, 그 제어 장치는 멀티하이드로사이크론 유닛(6)의 입구(6a)에서의 압력과 기부 출구(8)에서의 압력에 응답하여 배구 도관(40)에서 제어 밸브(42)의 개구도를 제어한다.
멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 기부 출구(39)를 통해 흘러 나온 경배출물은 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에서와 같은 종류의 평행 결합된 원추형 하이드로사이클론을 포함한 멀티하이드로사이클론 유닛(43)에 의해 복구된 섬유질을 포함하고 있다(배출물에서의 섬유질은 보통 직렬로 결합된 멀티하이드로사이클론 유닛의 몇가지 스테이지에 의하여 복구되지만 여기서는 간단히 표시하기 위해 하나의 스테이지만 도시되어 있다.) 펌프(45)를 구비한 도관(44)은 도관(24)에서부터 멀티하이드로사이클론 유닛(43)까지 연장된다. 배출관(40)은 펌프(45)의 상류측의 도관(44)에 연결된다. 멀티하이드로사이클론 유닛(43)의 정점 출구(46)는 복구된 섬유질을 펌프(10)에 공급하기 위해 도관(47)을 거쳐 도관(5)과 도관(24) 사이에 있는 연결부 하류측의 도관(5)에 연결된다. 멀티하이드로사이클론 유닛(43)의 기부 출구(48)는 도시되어 있지는 않지만 분리된 경오염물을 위한 용기에 연결되어 있다.
도4에 따른 설비의 작동 중 펄프 부유물은 희석수로 희석되어 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도가 약 0.7 %가 됨으로써 정점 출구(37)를 통해 흘러나온 펄프 부유물에 약 1.5 %정도의 섬유질 농도를 부여한다.
제어 장치(41)는 제어 밸브(42)를 제어하여 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 최적 작동을 위한 적정 압력차를 유지한다. 이 경우 기부 출구(8)를 통해 흘러 나온 펄프 부유물에는 섬유질 농도가 약 1.49 %정도가 된다. 기부 출구(39)에서 나온 경배출물은 도관(44)에서 희석수로 희석되고 펌프(45)에 의하여 멀티하이드로 사이클론 유닛(43)까지 펌프질되고 멀티하이드로사이클론 유닛(43)은 정점 출구(46)를 통해 나온 복구된 섬유질을 가진 입수물과 기부 출구(48)를 통해 나온 경오염물을 가진 경배출물을 부여한다. 입수물은 도관(47)을 통해 펌프(10)로 되돌아간다. 게다가 도4에 따른 설비는 도2에 따른 설비와 같은 방식으로 작동된다.
도5에서는 펌프(49)가 도관(38) 내에 배치되어 있다는 사실에 의하여 도4에 따른 설비와 기본적으로 상이한 본 발명의 제3 실시예에 따른 설비를 도시하고 있다. 펌프(49)의 용량은 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 정점 출구(37)에 미치는 압력에 응답하여 제어 장치(50)에 의해 제어된다. 펌프(10)의 용량은 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 입구에 미치는 압력에 응답하여 제어 장치(51)에 의해 제어된다. 도5에 따른 설비의 장점은 펌프(10, 49)의 에너지 소비가 도4에 따른 설비에서의 단일 펌프(10)에 대해서보다도 실질적으로 더 적다는 점이다.
도5에 따른 설비의 작동 중 펌프(10)의 용량은 제어 장치(51)에 의해 제어되어 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 입구에서의 압력이 적정치로 유지되고 펌프(49)의 용량은 제어 장치(50)에 의해 제어되어 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 정점 출구(37)에서의 압력은 적정치로 유지된다. 다시 말해서, 제어 장치(50, 51)는 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 입구와 정점 출구(37) 사이의 압력차를 제어한다. 게다가 도5에 따른 설비는 도4에 따른 설비와 같은 방식으로 작동된다.
도6에서는 펌프(49)와 제어 밸브(18, 42)가 상이하게 제어된다는 사실에 의하여 도5에 따른 실시예와 기본적으로 상이한 본 발명의 제4 실시예에 따른 설비를 도시하고 있다. 그래서 연결 도관(38)은 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 정점 출구(37)에서부터 오버플로우(overflow, 53)를 가진 제1 개방 용기(52)까지 상향 연장되는 제1 부분(38a)과 오버플로우(53)를 거쳐 용기(52)로부터 펄프 부유물을 수용하도록 배치된 제2 개방 용기(54)에서부터 펌프(49)까지 이끌어내는 제2 부분(38b)을 포함한다. 용기(52, 54)와 오버플로우(53)는 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 정점 출구(37)에 일정한 배압을 유지하도록 되어 있는 배압 장치를 구성한다.
수위 제어 수단(55)은 제2 용기(54)에서 액체 표면 수위에 응답하여 제어 밸브(42)를 제어하도록 되어 있어서 상기 수위는 오버플로우(53) 이하가 된다. 펌프(49)의 용량은 이 경우 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 제어 장치(56)에 의하여 제어된다. 제어 밸브(20)는 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 입구(6a)와 기부 출구(8) 사이의 압력차에 응답하여 제어 장치(57)에 의하여 제어된다.
개방 용기(54)때문에 복구된 섬유질을 가진 입수물은 회수 도관(58)을 거쳐 멀티하이드로사이클론 유닛(23)에서부터 용기(54)까지 전달될 수 있으므로 펌프(10)와 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 상기 입수물을 부담할 필요가 없게 된다. 회수 도관(58)은 밸브(59)를 거쳐 도관(32)으로 연결된다. 또한 도관(32)에는 밸브(60)도 있다. 밸브(59, 60)에 의하여 회수 도관(58)과 도관(32)에서의 적정 유량은 조정될 수 있다. 게다가 도6에 따른 설비는 도5에 따른 설비에 대응한다.
도7에서는 도6에 따른 설비의 변형예를 도시하고 있다. 그래서 회수 도관(19)은 제어 밸브(62)를 거쳐 이송 도관(9)에서부터 개방 용기(54)까지 연장되는 회수 도관(61)에 의하여 대체된다. 제어 밸브(63)는 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 입구(6a)와 기부 출구(8) 사이의 압력차에 응답하여 제어 밸브(62)를 제어하도록 되어 있다. 이 때문에 펌프(10)와 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 이송 도관(9)에서 회수되어진 세척된 펄프 부유물을 부담할 필요가 없게 된다.
도8에서는 펄프 부유물에서 상대적으로 경오염물을 분리하기 위해 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(36)과 같은 종류의 멀티하이드로사이클론 유닛(64)이 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 하류측 및 펄프 습식 기계(2)의 상류측에 배치된다는 사실에 의해 도2에 따른 설비와 기본적으로 상이한 본 발명의 제5 실시예에 따른 설비를 도시하고 있다. 도관(65)은 펌프(66)에서부터 멀티하이드로사이클론 유닛(64)의 입구(67)까지 연장된다. 도관(68)은 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 기부 출구(8)에서부터 밸브(69)를 거쳐 펌프(66)의 흡입측까지 연장된다. 이송 도관(70)은 멀티하이드로사이클론 유닛(64)의 정점 출구(71)에서부터 입구 박스(3)까지 연장된다. 제어 장치(72)는 멀티하이드로사이클론 유닛(64)의 입구(67)와 정점 출구(71) 사이의 압력차에 응답하여 펌프(66)의 용량을 제어하도록 되어 있다.
멀티하이드로사이클론 유닛(64)에서 나온 경배출물의 섬유질은 멀티하이드로사이클론 유닛(64)과 같은 종류의(그러나 하이드로사이클론은 적게 가진) 멀티하이드로사이클론 유닛(73)을 포함하는 복구 스테이지(recover stage)에 의하여 복구된다. (물론 직렬로 결합된 멀티하이드로사이클론 유닛들을 포함하는 복구 스테이지는 더 많이 배치될 수 있다) 펌프(75)를 가진 도관(74)은 도관(5)에서부터 멀티하이드로사이클론 유닛(73)까지 연장된다. 제어 밸브(77)를 구비한 배출관(76)은 펌프(75)의 상류측에 있는 도관(74)에 연결되어 있다. 제어 밸브(77)는 이송 도관(70)에서의 압력에 응답하여 제어 장치(78)에 의하여 제어된다. 멀티하이드로사이클론 유닛(73)의 정점 출구(79)는 도관(80)을 거쳐 도관(5)과 펌프(66)의 흡입측에 연결된다.
분리된 펄프 부유물을 위한 회수 도관(81)은 이송 도관(70)에서부터 펌프(66)의 흡입측까지 연장된다. 회수 도관(81)은 제어 밸브(82)를 갖추고 있으며, 그 제어 밸브는 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 제어 장치(83)에 의하여 제어된다.
도8에 따른 설비의 작동 중 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 0.9 % 내지 1.3 % 범위 내에서의 섬유질 농도를 가진 펄프 부유물을 공급받는다. 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 0.85 % 내지 1.25 % 범위의 섬유질 농도를 가지며, 멀티하이드로사이클론 유닛(73)에서 나온 입수물과 함께 0.6 % 내지 0.7 % 범위의 섬유질 농도로 희석된다. 이러한 방식으로 희석된 펄프 부유물은 펌프(66)에 의하여 멀티하이드로사이클론 유닛(64)까지 펌프질되고 멀티하이드로사이클론 유닛(64)은 정점 출구(71)를 거쳐 1.3 % 내지 1.7 % 범위의 섬유질 농도를 가진 경오염물에서 분리된 펄프 부유물의 일부를 배출한다. 중오염물과 경오염물에서 분리된 펄프 부유물은 이송 도관(70)을 거쳐 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)로 직접 이송된다.

Claims (34)

  1. 다수의 하이드로사이클론을 포함하는 멀티하이드로사이클론 유닛(6)을 통해 펄프 부유물을 펌프질함으로써 펄프 부유물로부터 상대적으로 중오염물을 분리시키고, 각각의 하이드로사이클론은 하이드로사이클론 내의 방사상 액체 외층에서 섬유질망을 형성하지 못하도록 하는 난류 형성 수단을 갖추고 있으며, 중오염물에서 분리된 펄프 부유물을 펄프 습식 기계(2)에서 탈수시키도록 된 오염된 펄프 부유물의 처리 방법에 있어서,
    멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 0.9 %인 것을 특징으로 하는 오염된 펄프 부유물의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물은 적어도 1.0 %의 섬유질 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 최대 3.0 %인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도는 적어도 1.0 % 및 최대 1.5 %인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프 부유물이 중오염물을 분리하기 위한 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급되기 전에 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에 의하여 펄프 부유물로부터 상대적으로 경오염물을 분리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상대적으로 경오염물에서 분리된 펄프 부유물을 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에서부터 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 직접 전달시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상대적으로 경오염물에서 분리된 펄프 부유물은 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에서부터 펌프(49)를 거쳐 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)까지 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상대적으로 중오염물에서 분리된 펄프 부유물은 중오염물을 분리하기 위한 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에서부터 어떠한 중간 농축 과정도 없이 펄프 습식 기계(2)로 직접 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중오염물이 중오염물을 분리하기 위한 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에 의하여 펄프 부유물에서 분리되고 난 후 펄프 부유물이 펄프 습식 기계(2)에서 탈수되기 전에 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(64)에 의하여 펄프 부유물로부터 상대적으로 경오염물을 분리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상대적으로 중오염물에서 분리된 펄프 부유물을 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에서부터 펌프(66)를 거쳐 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(64)까지 전달시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 펄프 부유물에서 상대적으로 중오염물을 분리하기 위해 다수의 하이드로사이클론을 가진 멀티하이드로사이클론 유닛(6)을 포함하며, 각각의 하이드로사이클론은 하이드로사이클론 내의 방사상 액체 외층에서 섬유질망을 형성하지 못하도록 하는 난류 형성 수단과 멀티하이드로사이클론 유닛을 통해 펄프 부유물을 펌프질하기 위한 펌프(10)와 중오염물에서 분리된 펄프 부유물을 수용하기 위한 입구 박스(3)를 구비한 펄프 습식 기계(2)를 갖추고 있는 오염된 펄프 부유물을 처리하기 위한 설비에 있어서,
    멀티하이드로사이클론 유닛(6)으로 공급된 펄프 부유물의 섬유질 농도를 적어도 0.9 %로 유지하도록 배치된 수단(14, 15, 21; 14, 34, 35;, 14, 21, 41; 14, 56, 57; 14, 56, 63; 14, 15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염된 펄프 부유물을 처리하기 위한 설비.
  12. 제11항에 있어서, 상기 수단은 상기 섬유질 농도를 적어도 1.0 %로 유지하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 수단은 상기 섬유질 농도를 최대 3.0 %로 유지하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  14. 제11항에 있어서, 상기 수단은 상기 섬유질 농도를 적어도 1.0 % 및 최대 1.5 %로 유지하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 중오염물을 분리하기 위한 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 펄프 부유물을 펄프 습식 기계로 이송하기 위한 이송 도관(9)을 거쳐 펄프 습식 기계(2)로 직접 연결된 것을 특징으로 하는 설비.
  16. 제15항에 있어서, 세척된 펄프 부유물을 위한 회수 도관(19)은 상기 이송 도관(9)에서부터 상기 펌프(10)의 흡입측까지 연장되고, 제어 밸브(20)는 회수 도관 내에 배치되고, 제어 장치(21)는 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 제어 밸브를 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 펄프 부유물이 분리되는 입구(6a)와 분리된 펄프 부유물을 위한 출구(8)를 포함하며, 제어 장치(15)는 멀티하이드로사이클론 유닛의 입구와 출구 사이의 압력차에 응답하여 상기 펌프(10)의 용량을 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  18. 제15항에 있어서, 제어 장치(34)는 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 상기 펌프(10)의 용량을 제어하도록 되어 있는 설비.
  19. 제15항 또는 제18항에 있어서, 세척된 펄프 부유물을 위한 회수 도관(19)은 상기 이송 도관(9)에서부터 상기 펌프(10)의 흡입측까지 연장되고, 제어 밸브(20)는 회수 도관에 배치되고, 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 펄프 부유물이 분리되는 입구(6a)와 분리된 펄프 부유물을 위한 출구(8)를 포함하며, 제어 장치(35)는 멀티하이드로사이클론 유닛의 입구와 출구 사이의 압력차에 응답하여 제어 밸브를 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  20. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프 부유물에서 상대적으로 경오염물을 분리하기 위한 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 중오염물을 분리하기 위한 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 상류측 및 상기 펌프(10)의 하류측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  21. 제20항에 있어서, 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 경오염물에서 분리된 펄프 부유물을 이송하기 위한 연결 도관(38)을 거쳐 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 설비.
  22. 제20항에 있어서, 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 경오염물에서 분리된 펄프 부유물을 이송하기 위한 연결 도관(38)을 거쳐 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에 연결되고 추가 펌프(49)는 연결 도관에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  23. 제22항에 있어서, 제어 장치(50)는 상기 추가 펌프의 상류측에 있는 연결 도관(38)에서의 압력에 응답하여 상기 추가 펌프(49)의 용량을 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  24. 제22항에 있어서, 제어 장치(56)는 펄프 습식 기계(2)의 입구 박스(3)에서의 압력에 응답하여 상기 추가 펌프(49)의 용량을 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는설비.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 연결 도관(38)은 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛의 입수물을 위한 출구(37)에서 일정한 배압을 유지하도록 된 배압 장치(52 내지 54)를 상기 추가 펌프(49)의 상류측과 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)의 하류측에 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  26. 제25항에 있어서, 배압 장치는 오버플로우(53)를 가진 제1 개방 용기(52)와 오버플로우를 거쳐 제1 용기에서 펄프 부유물을 수용하도록 배치된 제2 개방 용기(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  27. 제26항에 있어서, 연결 도관(38)은 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)에서부터 제1 개방 용기(52)까지 상향 연장되는 제1 부분(38a)과 제2 개방 용기(54)에서부터 상기 추가 펌프(49)까지 연장되는 제2 부분(38b)을 가지는 것을 특징으로 하는 설비.
  28. 제27항에 있어서, 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(36)은 경배출물을 위한 기부 출구(39)를 포함하고, 제어 밸브(42)를 구비한 배출관(40)은 기부 출구(39)에서부터 연장되며, 수위 제어 수단(55)은 제2 용기(54)에서 액체 표면의 수위에 응답하여 제어 밸브(42)를 제어하도록 되어 있어서 상기 수위가 오버플로우(53) 이하가 되는 것을 특징으로 하는 설비.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 배출물을 위한 출구(7)를 포함하고, 그 출구는 배출물에서 섬유질을 복구하기 위한 적어도 하나의 멀티하이드로사이클론 유닛(23)에 연결되고, 회수 도관(58)은 복구된 섬유질을 가진 입수물을 상기 섬유질 복구를 위한 멀티하이드로사이클론 유닛(23)에서부터 상기 제2 개방 용기(54)까지 이송되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 펄프 부유물을 위한 입구(6a)와 분리된 펄프 부유물을 위한 출구(8)를 포함하고, 제어 밸브(62)를 구비한 회수 도관(61)은 상기 이송 도관(9)에서부터 상기 제2 개방 용기(54)까지 연장되고, 제어 장치(63)는 상기 멀티하이드로사이클론 유닛의 입구와 출구 사이의 압력차에 응답하여 제어 밸브를 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  31. 제20항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)은 멀티하이드로사이클론 유닛에서부터 펄프 습식 기계까지 중오염물에서 분리된 펄프 부유물을 이송하기 위한 이송 도관(9)을 거쳐 펄프 습식 기계(2)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.
  32. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프 부유물에서 상대적으로 경오염물을 분리하기 위한 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(64)은 중오염물을 분리하기 위한 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)의 하류측 및 펄프 습식 기계(2)의 상류측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  33. 제32항에 있어서, 추가 펌프(66)는 상기 멀티하이드로사이클론 유닛(6)에서부터 상기 추가 멀티하이드로사이클론 유닛(64)까지 펄프 부유물을 펌프질하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  34. 제33항에 있어서, 상기 추가 펌프(66)가 펌프질하도록 되어 있는 펄프 부유물을 희석하기 위한 수단(64, 76, 75, 73, 80)을 가진 것을 특징으로 하는 설비.
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