KR930011078B1

KR930011078B1 - 현탁액용 정제장치

Info

Publication number: KR930011078B1
Application number: KR1019860005823A
Authority: KR
Inventors: 헬뮤트 쾨닝히
Original assignee: 요트. 엠. 보이트 게엠베하; 바이쩰, 쉬레테
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1993-11-20
Also published as: GB2177949B; NL8601797A; KR870000969A; GB8616573D0; GB2177949A; US4849096A; BE905131A; JPS6221892A; DE3525483C1; JPH0816316B2; FR2584950B1; AT387044B; CH668563A5; ATA147086A; FR2584950A1

Abstract

내용 없음.

Description

현탁액용 정제장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 배열을 도시한 선도.

제2도는 클리너의 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 다른 배열을 도시한 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유입구 3, 5 : 유출구

2, 4 : 유출실 9 : 유입부분

10 : 원추형부분 11 : 제1유출관

12 : 제2유출관 13 : 수집용기

s : 무거운입자 m : 중간입자

l : 가벼운입자 17, 21~23 : 펌프

본 발명은 현탁액, 특히 섬유현탁액을 위한 정제장치에 관한 것으로, 하이드로 사이클론(hydrocyclone)과 같은 다수의 클리너가 몇개의 연속적인 단계로 배열되어져 있는 장치에 관한 것이다.

이러한 장치의 앞 단계에는 세종류의 입자에 대한 분류를 제공하는 클리너가 다단계로 배열되어 있으며, 적어도 하나의 메인라인을 갖추어 한조의 장치를 형성하고 있다. 병렬로 배열된 다수의 클리너의 몸체 중앙에 위치된 제1유출관을 통하여 클리너 내에서 일어나는 와동 중심(vortex core)으로부터 추출되는 한 종류의 입자는 제일 가벼운 중량의 소일(soil)을 포함하고 있으며, 다른 입자는 제1유출관에 동축으로 배열된 제2유출관을 통하여 추출되도록 구성되어 있고 부분적으로 무거운 중량의 소일을 포함하며 가벼운 중량은 포함되어 있지 않고, 또 다른 입자는 클리너 몸체의 유출구로부터 방사상으로 외측으로 추출되는데, 주로 무거운 중량의 소일을 포함하며 가벼운 중량의 소일은 전혀 포함되어 있지 않다.

이러한 장치는 잡지 ＂Wochenblatt fur Papierfabrikation＂(종이제조를 위한 주간 잡지), 1966년 389 내지 400 페이지에, 특히 제8도와, 11도에 잘 나타나 있다.

이러한 장치에 사용되어 지는 정밀정제 하이드로사이클론(클리너)은 원추형의 구멍 각이 약 4 내지 10°사이에, 바람직하게는 6 내지 8°사이에 위치되어 있는 가는 원추형 하부 부분으로 구성되어 있다. 이들 소위 클리너는 실시예의 방법에 의해 US 44 62 899 와 WO 84/03236으로부터 알려진 바와 같이, 동시에 한 단계로 형성하기 위해 한조의 장치로 연결되어 있다.

위에서 언급된 ＂Wochenblatt＂에서 알려진 장치에 대하여, 만약 필요할 경우, 매우 미세한 스크린에 의해 최종, 정제후, 기계용기의 방향으로 전달되는 주된 수용량은 단지 그룹으로 이루어져 있는 클리너의 주요그룹의 첫번째 단계로부터 이미 제거되어진다. 그룹의 다른 단계 계단조(cascade)로 연결되어져 있다.

정밀정제 단계의 이들 클리너에 있어서, 이러한 시도는 접착력있는 부분이 특별하게 속하도록 섬유 현탁액에서 특별한 형태로 발견되어진 섬유 현탁액으로부터 완전하게 중간 중량을 가지는 소일을 제거하기 위하여 만들어져 있으나, 종래의 장치에 있어서 그리고 클리너를 갖춘, 특히 스위칭배열에 대하여도 만족한 성공이 성취되지 못했다.

본 발명의 목적은 소일의 최대범위 분리, 특히 가벼운 중량을 가지는 소일과 동시에 특별한 접착성의 부분을 분리하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따른 현탁액용 정제 장치에 의해서 이루어지는데, 이러한 현탁액용 정제장치는 제1단계에서 분류된 3종류의 입자를 후속처리하기 위하여 적어도 한개의 클리너가 더 제공되어 있으며, 무거운 입자 및 중간 입자에 대한 각각의 제1처리단계로부터 전체 장치에서 최종적으로 수용되는 수용입자가 얻어진다. 제1단계의 가벼운입자, 및 제1단계의 중간입자에 대한 후속 처리단계에 의해 분리된 가벼운 입자를 처리하기 위한 2차 회로의 단계가 제공되며, 제1단계의 중간입자에 대한 적어도 한개의 후속 처리단계에는 마찬가지로 3종류의 입자에 대한 분류를 제공하는 클리너가 제공되어 진다.

본 발명은 첨부된 도면에서 설명된 실시예에 의해 이하에서 상세히 설명되어져 있다.

섬유현탁액은 제일 먼저 메인라인의 클리너장치의 제1단계(S1)에서 분류되어 진다. 이러한 단계는 서로 평행하게 연결된 다수의 클리너(cleaners)를 포함하고 있는데, 이러한 클리너는 공지된 장치이다. 이들 클리너는 제2도에 도시된 바와 같은 바람직한 구조로 형성되어 있다. 여기에는 유입구(1)가 상부에 구성되어 있고, 상이한 중량을 가지는 입자들의 분류를 위한 유출구(3, 5)가 있다. 또한, 클리너의 중심에는 경중량 소일(soil)의 분류용 제1유출관(11)이 제공되어 있는데, 이것은 클리너의 원추형부분(10)내로 어느정도 돌출되어 있다. 원추형부분 위로는, 직선형 유입부분(9)이 형성되어 있다. 유출구(3, 5)는 각각 유출실(2, 4)에 연결되어 있고, 중간 정도의 중량을 가진 부분이 유출실(4)로 유입되어서, 중앙의 제1유출관(11)에 동축으로 연결된 제2유출관(12)에 의해 보다 세밀하게 분리되어 진다. 동시에, 유출실(2)에는 무거운 중량을 가진 부분이 수집되는데, 이와 같은 클리너의 설계에 의해서 실제로 가벼운 중량을 가지는 물질은 포함되어 있지 않으며, 특히 광범위한 영역으로 유입되는 가벼운 중량의 오염입자는 없다. 상이한 분류를 위한 유출구는 참조부호(m, l)로 제1도에 표시되어 있다, 참조부호들은 각각 무거운 중량을 가지는 입자(s), 중간 중량정도의 입자(m) 및 가벼운 입자(1)를 표시한다. 가벼운 입자는, 점착성 물질을 포함하는 특히 가벼운 불순물을 의미한다. 이러한 클리너의 설계에서 무거운 입자(s)는 공급되어 지는 양의 약 20 내지 50% 비율을 가지며, 바람직하게는 약 50%의 범위 이내이다. 각각의 단계(S1 내지 S5)는 제1도에서 메인라인을 형성하고 있으며, 제2도에 도시된 형상의 클리너로 구성되어 있다. 이러한 메인라인의 끝단에서는 제지기계(papermaking machine : PM)에 공급할 수 있는 허용량의 약 50%를 얻을 수 있다.

제1단계 이하의 메인라인의 각 단계들로부터 무거운 입자가 제지기계에 공급되어지며, 중간입자(m)는 한 단계로부터 연속하는 다음 단계까지 전달되어 진다. 물론 이것을 위하여 펌프가 필요하지만, 이는 설명을 간단히 하기 위해서 여기에서는 생략한다. 메인라인의 각각의 단계(S1~S5)에서 가벼운 입자(1)는 수집용기(13)내로 수집되어 2차 회로의 단계(N2)에서 더 분류되어 진다. 이러한 2차 회로의 단계(N2)는 펌프(17)에 의해 현탁액을 수용하는데, 병렬식 클리너장치로 구성되어 있으며, 제1도에는 도시되어 있지 않지만 하이드로사이클론을 사용한다. 이 하이드로사이클론은 2종류, 즉 무거운 입자 및 가벼운 입자에 대해서만 분류되는 것이며, 무거운 입자는 메인라인의 제1단계(S1)의 입구로 다시 전달된다. 제1도에 파선으로 도시된 바와 같이, 가벼운 입자는 2차 회로의 다음번 단계(14)에서 더 정제되어질 수 있다. 가벼운 입자는 단계(14)에서 배출되어 지는 반면, 무거운 입자는 메인라인의 가벼운입자가 수집되어 지는 수집용기(13)로 다시 공급된다. 메인라인의 제1단계(S1)에서의 무거운 입자는 펌프(18)를 통해 후속 처리단계(N1)에 공급되며, 이 단계(N1)는 클리너장치의 일부를 구성하는 것이며, 2종류의 분류를 제공한다. 메인라인의 단계(S1)의 무거운 입자(S)가 어떠한 가벼운 불순물을 더이상 포함하지 않는 경우에, 단계(N1)로부터 무거운 불순물과 같은 무거운 입자가 추출 가능하고, 따라서 가벼운입자만을 제기기계(PM)에 공급할 수 있다. 단계(N1)를 출발한 무거운입자는, 라인(15)을 통하여 다른 후속적으로 연결된 클리너 단계로 보내져서, 2차회로(N2)에 관하여 파선으로 도시되어진 바와 같은 유사한 방법으로 더 정제될 수 있다. 이러한 회로에서 발생되는 섬유물질의 최대 손실은 0.3%라는 것이 공지되어 있다.

제1도에 도시된 장치는 메인라인의 최종 단계(S5) 대신에, 메인라인의 제1 단계(S1) 앞으로 단계(S4)의 중간입자 및 가벼운입자(m, l)를 다시 공급하도록 약간 수정되어질 수 있다. 이 경우에, 이러한 단계에는 더 많은 수의 클리너가 제공되어야 할 것이다.

제2차 회로의 단계들(N1, N2)에 제공된 클리너는 제1도에 도시된 바와 같이, 이러한 단일 방향으로 된 클리너일 필요는 없으며, 중앙 제1유출관에 의해서 두꺼운 클리너의 단부에서 가벼운 입자들이 제거되면 족하다. 이들 클리너에서는, 무거운 입자 및 가벼운 입자들이 제거되도록 클리너가 분리되어 있다.

상기한 바와 같이, 메인라인의 단계를 위하여 사용되는 클리너는 단일 방향의 클리너이고, 흐름의 방향은 입구로부터 출구까지 대체로 변경되지 않으며, 이하의 칫수로 구성되는 것이 바람직한 것이다. 중간입자를 위한 바깥쪽의 제2유출관(12)에 대한 직경(D2)은 원추형부분(10)의 직경 즉, 클리너몸체의 유출구 구멍에서의 외측 직경의 약 75 내지 85%가 되어야 한다. 그러나, 이러한 직경(D2)은 클리너의 원추형부분의 외측 직경(D3)의 60% 보다 작지않은 것이 바람직할 것이다. 더구나, 바깥쪽 제2유출관(12)은 적어도 약 4mm 정도 돌출되어야 하며, 안쪽의 제1유출관(11)은 원추형부분(10)으로 적어도 약 20 내지 60mm 정도 돌출되어야 한다. 이러한 물입 깊이는 바깥쪽 제2유출관(11)에 대하여 어느정도, 대체로 약 0 내지 40mm 사이에서 변화되어질 수 있다. 그러나, 안쪽의 유출관이 바깥쪽 유출관과 겹쳐짐으로써 적어도 약 15 내지 20mm 의 겹침을 측정할 수 있다. 제2도에 있어서, 이것을 칫수 f2=f3-f1으로 도시하였다.

물론, 섬유 현탁액의 형태, 즉 폐기물 종이가 나무를 포함하고 있던지 또는 나무를 배제하고 있는지의 여부, 혹은 마찬가지로 소일의 포함되어 있는 정도가 이들 칫수의 변화에 어느 정도의 역할을 한다. 특히, 메인라인에서 클리너의 견실한 처리는 0.4 내지 1% 사이의 확실한 만족을 이루어야 한다(섬유 현탁액의 경우에 절대 건조).

메인라인의 클리너로부터 추출된 각 입자들의 양은 큰 범위로 범위로 변화되어 질 수 있는데, 그러나, 이러한 점에서 약 50%의 무거운입자(s)와 5 내지 10% 사이의 가벼운입자로 분류되는 것이 적절하게 되어짐을 알수 있다. 종래에는, 무거운입자에 대해서 최대로 15% 정도로 선택하는 것이 관계적으로 되어 있는데, 비록 본 발명에 따른 장치와는 다른 클리너의 형상으로 얻어진 결과지만 대체로 본 발명에 따른 결과 보다 좋지 못하다.

물론, 이것은 제3도에 도시된 장치에 의해서도 가능한데, 제1단계(S1)의 클리너장치를 위해 세개의 분류를 우선 분리하는 클리너를 사용하고, 그 다음에 허용되는 분류로써 중간입자를 처리하는 것이 가능하다. 가벼운입자(1)는 마찬가지로 수집용기(13)내로 수집되어 진다. 더구나, 메인라인의 단계(S3 내지 S5)는 생략될 수 있고, 단계(S2)의 중간입자(m)는 이 단계의 전방으로 다시 돌아갈 수 있다.

제3도에 도시된 장치에서, 대체로 3종류의 입자(s, m, l)에 대한 클리너 즉, 제2도에 따른 장치에서 바람직하게 구성된 클리너로 제공되어 있다. 물론, 이러한 클리너에서 제1단계(S1)의 무거운 입자에 대한 후속 처리단계는 적어도 상이한 형상, 즉 2종류입자에 대해서만 제공된 형상으로 구성된 클리너(20)를 정하고 있다. 물론, 이러한 형상의 클리너에 있어서, 무겁지 않은 분류가 부호(l) 또는 부호(m)로 표시될 것인지에 대한 의문이 발생한다. 이들 부호는, 어떠한 경우에 있어서도 무거운 입자(s)에 대응하는 분류인 것이다.

제3도에는, 각각의 입자들(s, m, l)에 대한 펌프(21, 22, 23) 및 수집 용기(24, 25, 26)가 도시되어 있다.

제3도에서, 단계(N2)의 가벼운 입자(1)는 그대로 수집되지 않고 진동 스크린에서 더 처리될 수 있도록 구성될 수 있으며, 반면에 단계(20)의 무거운 입자(s)는 방출되는 소일로 고려된다.

Claims

하이드로 사이클론과 같은 다수의 클리너가 몇개의 연속적인 단계로 배열되어 있는 현탁액용 정제장치로서, 상기 장치의 앞 단계에는 적어도 하나의 메인라인을 갖추고 있는 다수의 클리너가 병렬로 배열되어 있으며, 3종류의 입자(l, m, s)를 분류하기 위한 상기 다수의 클리너가 다단계(S1~S5)로 연속적으로 배열되어 있으며, 상기 3종류의 입자들중 한 입자(1)는 상기 각각의 클리너의 몸체의 중앙에 위치된 제1유출관(11)을 통하여 상기 클리너내에서 발생되는 와동 중심(vortex core)으로부터 유출되도록 구성되어 있고, 제일 가벼운 중량의 소일을 포함하고 있으며, 상기 다른 입자(m)는 상기 제1유출관(11)에 대해서 동심으로 배열된 제2유출관(12)를 통해서 유출되도록 구성되어 있으며 부분적으로 무거운 중량의 소일을 포함하고 가벼운 중량의 소일은 거의 포함되어 있지 않으며, 상기 또 다른 입자(s)는 상기 클리너몸체의 유출구(13)로부터 반경방향 바깥쪽으로 유출되도록 구성되어 있고 주로 무거운 중량의 소일을 포함하며 가벼운 중량의 소일은 전혀 포함되어 있지 않은, 현탁액용 정제장치에 있어서, 제1단계(S1)에서 분류된 3종류의 입자(l, m, s)의 후속 처리를 위하여 적어도 하나의 클리너가 더 제공되어 있으며, 상기 무거운입자(s) 및 중간입자(m)에 대한 각각의 제1후속 처리단계(S2, S'2)로부터 전체장치에서 최종적으로 수용되는 ＂수용＂ 입자가 얻어지는데 실제로 상기 무거운입자(s) 및 중간입자(m) 대신 다른 입자가 얻어지며, 상기 제1단계(S1)이 가벼운입자(1) 및 상기 제1단계(S1)의 중간 입자(m)에 대한 후속 처리단계(S2)에서 분류된 가벼운입자(1)의 처리를 위하여 2차 회로의 단계(N2)가 제공되어 있고, 상기 제1단계(S1)의 중간입자(m)에 대한 적어도 하나의 후속 처리단계(S2 내지 S5)에는 3종류의 입자(l, m, s)에 대한 분류를 제공하는 클리너가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 현탁액용 정제장치.
제1항에 있어서, 상기 제1단계(S1)의 가벼운입자(1)에 대한 상기 제2차 회로의 단계(N2)에 제공된 클리너가 3종류의 입자에 대한 분류를 제공하는 클리너이며, 상기 2차회로의 단계(N2)에서 분류된 무거운입자(S)가 상기 제1단계(S1)의 무거운입자(S)에 대한 상기 제1후속 처리단계(S'2)로 이송되며, 상기 2차 회로의 단계(N2)에서 분류된 중간입자(m)가 상기 제1단계(S1)의 중간입자(m)에 대한 상기 제1후속처리단계(S2)로 이송되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1단계(S1)의 무거운입자(S)에 대한 상기 제1후속 처리단계(S'2)에 제공된 클리너가 3종류의 입자에 대한 분류를 제공하는 클리너인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1단계(S1)의 중간입자(m)에 대한 상기 제1후속 처리단계(S2)에서 중간입자가 이 후속 처리단계(S2)의 앞쪽으로 다시 이송되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1단계(S1)의 무거운입자(S)에 대하여 3종류의 입자를 분류시키는 클리너로 구성된 제1후속 처리단계(N1)가 제공되어 있으며, 상기 수용입자들에 대해서 각각 하나씩의 출구가 제공되어 있으며, 상기 수용입자들은 매우 미세한 구멍들이 관통되어 있는 스크린에 의해 밀도가 높여지고 최종 분류된 후에 체스트 머신(chest machine)으로 공급되며, 2혹은 3종류의 입자들을 분류시키는 다수의 클리너로 구성된 2차 회로 단계(N2)가 상기 메인라인의 각가의 단계(S1 내지 S5)의 가벼운입자를 후속 처리하도록 제공되어 있으며, 부분적으로 가벼운 오염입자 및 무거운 오염입자를 여전히 포함하는 상기 메인라인의 각각의 단계(S1 내지 S4)의 중간입자에 대한 각각의 출구가 상기 메인라인의 후속하는 단계(S2 내지 S5)의 입구쪽으로 직렬연결되어 있으며, 상기 제1단계에 후속하는 상기 메인라인의 단계(S2 내지 S5)의 무거운입자가 상기 매우 미세한 구멍들이 관통되어 있는 스크린에 의해 밀도가 높여지고 최종 분류된 후에 상기 체스트 머신으로 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서, 상기 2차 회로의 단계(N2)의 무거운 입자의 출구가 수집용기 및 펌프에 의해서 상기 메인라인의 상기 제1단계(S1)의 입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1단계(S1)의 무거운입자(s)에 대한 상기 제1후속 처리단계(N1)의 클리너의 수용 입자가 가벼운 입자이며, 이들 클리너는 2종류의 입자(s 및 l 또는 m)를 분류시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 2차 회로의 단계(N2)의 클리너들이 2종류의 입자(s 및 l 또는 m)를 분류시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 메인라인의 다수의 클리너에서의 처리도가 0.4 내지 1% 고체입자(섬유 현탁액으로 완전 건조된)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 단계(S1~S5)의 각각의 클리너가 입자들의 흐름이 두꺼운 유입부분(9)으로부터 얇은 유출구(13)로 비가역적으로 유동하는 단일방향 클리너이며, 상기 클리너의 몸체는 유출구 쪽으로 감소되는 절두 원추형부분(10)을 포함하고 있으며, 가벼운 소일이 포함된 가벼운 입자에 대한 제1유출관(11)이 상기 원추형부분의 상기 유출구(13)를 통하여 돌출하고 있고, 중간입자에 대한 제2유출관(12)이 상기 제1유출관(11)에 대해서 동축으로 배열되어 상기 클리너몸체의 원추형부분(10) 안으로 상기 제1유출관보다는 조금 덜 돌출하여서, 상기 제2유출관(12)이 상기 클리너몸체의 유출구(13)의 직경의 적어도 70%, 최대로 85% 까지를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서, 상기 제2유출관(12)의 유출구(5)가 유압실(4)에 개방되어 있으며, 상기 제1유출관(11)은 상기 클리너몸체의 유출구(13) 부근에서 유출되는 무거운 소일을 포함하고 있는 무거운 입자에 대한 제1유출실(2) 및 상기 유출실(4)을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2유출관(12)의 외경이 상기 유출구(13)의 직경이 적어도 75%, 최대로 85% 이며, 상기 제1유출관(11)의 외경이 상기 제2유출관(12)의 직경이 최대로 40%인 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 제2유출관(12)의 상기 절두원추형부분(10)의 안쪽으로 적어도 4mm 돌출해 있고, 상기 제1유출관(11)이 상기 절두 원추형부분(10)의 안쪽으로 적어도 20mm, 최대로 60mm 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 메인라인의 상기 제1단계(S1)의 각각의 클리너에서의 무거운입자의 유출량이 공급량의 20 내지 50%인 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서, 상기 메인라인의 상기 다단계(S1~S5)의 각각의 클리너에서의 유출량이, 상기 무거운 입자에 대한 공급량의 20 내지 50%이며 상기 가벼운입자에 대한 공급량의 5 내지 10%인 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 제2유출관(12)의 상기 절두원추형부분(10)의 안쪽으로 적어도 4mm 돌출해 있고, 상기 제1유출관(11)이 상기 절두 원추형부분(10)의 안쪽으로 적어도 20mm, 최대로 60mm 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 장치.