NO178217B - Fremgangsmåte og apparat for kontinuerlig filtrering og væskefortrengning av en flytende suspensjon av et fibröst eller finfordelt materiale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kontinuerlig utskiftning av væsken i en væskesuspensjon av et fibrøst eller findelt materiale med i det minste delvis en annen væske, forskjellig i sine fysiske og/eller kjemiske egenskaper, ved dannelse av dette materiale et sjikt på en bevegelig filteroverflate og ved å fortrenge væsken tilstede i dette sjikt med den andre væsken. Oppfinnelsen vedrører også et apparat for filtrering av en flytende suspensjon slik det nærmere fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige apparatkrav.

Operasjonene med filtrering og væskefortrengning av material-suspens joner er av stor betydning, og de benyttes ofte i ulike bransjer innenfor prosessindustrien og særlig i masse-produksjons-prosesser innenfor treforedlingsindustrien, der de benyttes: til vasking av masse hvor fibermaterialet separeres fra kjemikalier benyttet under kokeprosessen og fra de

oppløste substanser,

i bleking av massen i form av massevasking, men også for å

innføre blekekjemikalier i fibermaterialet i den såkalte

dynamiske (fortrengnings) bleking,

for preparering av kokekjemikalier, for eksempel i kaustiseringsprosessen i sulfatmasse-industrien når hvitlut separeres fra kalkslam eller mesa.

Til å begynne med ble satsvise prosesser benyttet i de ovenfor nevnte operasjoner. For eksempel ble vasking av masse utført i en såkalt diffusør, dvs. en tank med en bunn i form av en sil som ble fylt med masse fra kokeren ved å skylle eller skyve massen inn i den. Deretter ble den basiske lut i massen, som inneholder kjemikaliene benyttet ved kokingen og de oppløste substanser, fortrengt fra massen gjennom bunnsilen i diffusøren ved å tilsette en skyllevæske i det øvre partiet av diffusøren. Når massen på denne måten var blitt vasket tilstrekkelig ren, ble den skylt ut fra diffusøren som deretter igjen kunne motta en ny sats med masse for vasking.

Denne type av enkel, satsvis vasking av massen "ble gjort mer effektiv ved å bruke en flertrinns prosess. I denne ble de forskjellige trinn utført i prinsipp på den ovenfor nevnte måte, bortsett fra at i det første trinn ble det ikke benyttet noe vaskevann, men en vaskelut uttynnet med vaskevann, der vaskeluten var blitt gjenvunnet fra det andre vasketrinn fra den forutgående massesats, og at rent vaskevann ikke ble benyttet før i det siste trinn.

I en slik satsvis diffusørvasking ble væskefortrengningen i fibersjiktet utført med en vertikal væskestrøm, og i dette tilfellet med en nedad rettet strømning, som tar fordelen av den hydrauliske forskjell over fibersjiktet, forårsaket av gravitasjonen. Ettersom fibersjiktet er stasjonært, benyttes ingen av de horisontale dimensjoner operasjonelt til fortrengningen; de benyttes kun til å gi vaskeapparaturen fysiske dimensjoner og således gjennomføre den ønskede massevaskingskapasitet.

Ved satsfiltrering eller væskefortrengning er det naturligvis også mulig å benytte en vilkårlig valgt strømningsretning for væsken, og for eksempel ved hjelp av egnede pumpearrangemen-ter og innretninger, å frembringe den nødvendige trykkforskjell i denne valgte retning over fibersjiktet, hvilken retning for eksempel kan være parallell med en radius som er vilkårlig orientert i forhold til gravitasjonen. Det er imidlertid typisk at i en satsvis vaskeprosess benyttes kun en dimensjonsretning operasjonelt, dvs. for væskefortrengning i massesj iktet, mens de to andre dimensjonene retniger hvorav en kan være tangensiell, kun gir størrelse til apparaturen.

Sammen med teknisk utvikling har kontinuerlige metoder blitt tatt i bruk for nevnte operasjoner, metoder som allerede i lang tid har vært så økonomisk konkurransedyktige at de nå er i en fullstendig herskende stilling innenfor masseproduk-sjons-industrien. I en kontinuerlig metode benyttet for nevnte filtrerings- og væskefortrengningsoperasjoner, må to dimen-sjonsmessige retninger benyttes operasjonelt i selve operasjonen: en som i den satsvise prosess for væskestrømning gjennom fibersjiktet, men i tillegg nok en dimensjonen retning vinkelrett til den ovenfor nevnte retning for kontinuerlig befordring fremover av fibersjiktet.

Det er helt teoretisk tenkbart at også i en kontinuerlig prosess kunne væskefortrengning i et fibersjikt utføres ved å benytte kun en dimensjonen retning, dvs. ved å bruke den såkalte motstrøms-metoden, dvs. at sjiktet befordres fremad i en retning helt motsatt av væskestrømmen. I praksis er det imidlertid ikke mulig å benytte en motstrøms-metode av denne type for væskefortrengning i et defibrert massesjikt, ettersom trykkforskjellen som er nødvendig for å frembringe væskestrømmen ville være så stor at den mekaniske kraft frembragt av den mot fibrene i massesjiktet, når sammenlignet med deres mekaniske styrke, ville bevirke slik komprimering av sjiktet at det ville hindre tilstrekkelig væskestrømning gjennom sjiktet, og slik er det ikke mulig å utvikle teknisk apparatur for befordring av sjiktet fremad.

Så langt har den mest vanlige apparatur benyttet for vasking av cellulosemasse som en kontinuerlig prosess vært et vaskefilter som er basert på en roterende trommel. I dag blir det benyttet forskjellige typer apparatur basert på dette, slik som sugefiltre, trykkfiltre, skillepresser etc. Hva alle disse har til felles, er at en trommel som roteres om en horisontal akse benyttes og at massesjiktet (bane) dannes på toppen av trommelen, hvor det deretter vaskes ved tilsetning av en vaskevæske over banen og ved å suge filtratet fra sjiktet gjennom silflaten på trommelen.

I prinsipp er det tenkelig at et vaskefilter av denne typen kan benyttes for å utføre flere fortrengninger med den samme trommel, men i praksis er maksimalt to fortrengningstrinn fordelaktig. I dag, for å utføre en tilstrekkelig effektiv vasking av masse, er det vanligvis påkrevet med fire vaskefiltre, som er koblet i samsvar med motstrømsprinsippet for å utgjøre hele vaskeavdelingen.

For å kunne utføre vaskingen av massen effektivt nok ved å benytte et hovedapparat, har det vært utviklet de såkalte f lattråd-vaskere, hvis prinsipp er det samme som det for våtenden av massetørkingsmaskinen, hvor det ved å øke trådlengden er mulig å oppta antallet væskefortrengnings-trinn, dvs. vasketrinnene ; nødvendig for å gjennomføre en tilstrekkelig vaskevirkningsgrad.

Ovenfor i trommelfilteret beveger massebanen seg fremad i den tangensielle retning og væsken strømmer gjennom massebanen i radialretningen. I flattråd-vaskeren beveger massebanen seg kontinuerlig i horisonalretningen sammen med tråden og vaskevæsken fortrenges gjennom massebanen vertikalt nedover ovenfra.

I tillegg til dette utgjør den kontinuerlig arbeidende diffusør og trykkdiffusøren svært vanlig brukte massevask-ingsutstyr. I disse apparater beveger massen seg fremover vertikalt og vaskevæsken fortrenges i en horisontal radial-retning gjennom massesjiktet tildannet i apparatet.

Det kan bemerkes at, i utstyret så langt utviklet og benyttet for vasking av masse, er det benyttet operasjonelt ikke bare en av de horisontale dimensjonsretninger, men alltid også den vertikale dimensjonsretning, enten for befordring av massesjiktet eller for væskefortrengning, eller begge deler. Det har blitt observert at de kontinuerlige vaskeapparater benyttet så langt ikke er særlig effektive i den betydning at effektiviteten for fortrengningen i disse ved det beste er kun halvparten av den som er mulig ved satsvis fortrengning, og normalt, for eksempel i et sugefilter eller et trommel-filter, er det kun en fjerdedel av effektiviteten av den satsvise fortrengning. Av denne årsak er det nødvendig, som angitt ovenfor, å koble flere vaskeapparater i en serie for å utføre tilstrekkelig effektiv massevasking uten at den gjenvunnede kjemiske oppløsning blir unødvendig uttynnet.

Derfor er utstyret som kreves i dag for vasking av masse forholdsvis komplekst og kostbart. I tillegg er ulike praktiske problemer vanlig. For eksempel er skummingsproble-mer svært betydelige, særlig ved vasking av sulfatmasse. På grunn av disse problemer er det nødvendig å benytte anti-skummingskjemikalier hvis bruk er vanlig. Energibehovet er også generelt multippelt sammenlignet med det teoretiske energibehov for å utføre befordringen av massen og væskefortrengningen, og således er driftskostnadene ved vasking av masse også betraktelige.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere, eller i det minste redusere, de ovenfor angitte ulemper som inngår i de nåværende metoder og utstyr ved å besørge, i en kontinuerlig prosess, væskefortrengning som er så effektiv som i den satsvis prosess, og å eliminere blant annet skummingsproblemene.

Hovedkarakteristikkene ved oppfinnelsen er gitt i de vedlagte krav.

I samsvar med oppfinnelsen er det blitt observert at, dersom den vertikale dimensjonsretning etterlates operasjonelt ubenyttet og kun de eksisterende to horisontale dimensjonsretninger benyttes for befordring av massesjiktet fremad og for fortrengning av væske gjennom det, og at siloverflaten som befordrer massen fremad og gjennom hvilken væsken fortrengt fra massesjiktet fjernes, er i sin helhet i væsken, er det mulig å finne et apparat system som eliminerer de ovenfor nevnte ulemper som inngår i nåværende utstyr.

Prinsippet for oppfinnelsen er som følger:

Filteroverflaten, dvs. siloverflaten, hvorpå det først er dannet et sjikt av et f ibermater iale ved å fortykke en fibermaterial-suspensjon påført dette, og som mater og transporterer massesjiktet fremad for å utføre væskefortrengningene, er blitt installert slik at ved hvert punkt er tverrsnittet vinkelrett på bevegelsesretningen vertikalt. Siloverflaten er tilvirket av et endeløst, bredt bånd som er permeabelt for væske, men ikke for fiber, dvs. en videre eller fortrinnsvis et tynt perforert stålbånd.

Sporprofilen på silbåndet kan i prinsipp være vilkårlig: det kan for eksempel fremstilles ved å benytte vertikalt installerte bærerruller og trekkruller. Imidlertid er sporprofilen som er enklest av alt og generelt det mest fordelaktige i betydning av prosess og utstyrsteknologi en rund profil. I dette tilfellet er siloverflaten en rund sylindrisk mantel som roterer omkring en imaginær vertikal akse beliggende på mantelens senterakse.

I dette tilfellet, tatt i betraktning forhold slik som styrke, oppnås ved mest fordelaktig system når massebanen av fibermaterialet dannes på den innvendige overflaten av mantelen.

Uansett type sporprofil som siloverflaten utgjør, holdes siloverflaten og massebanen tildannet på denne kontinuerlig under væskenivået for at det skal være mulig å frembringe en konstant trykkforskjell over hele bredden av siloverflaten for å hindre blanding av luft eller andre gasser med væsken og massebanen, og til å frembringe og opprettholde de ønskede væskestrømningsforhold.

I dette prinsippsystem frembringes trykkforskjellen nødvendig for å bevirke væskestrømningen som utfører tildanningen av et massesjikt på siloverflaten og deretter den ønskede væskefortrengning i massebanen, ved å opprettholde et høyere væskenivå innenfor silmantelen enn utenfor silmantelen.

Nedenfor er det beste apparatalternativ for å implentere fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen beskrevet i detalj.

Oppfinnelsen er beskrevet nedenfor i nærmere detalj med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom en anbefalt

utførelse,

fig. 2 viser det tilsvarende horisontalsnitt gjennom den

samme,

fig. 3 viser prinsippet av styrediagrammet for apparatet.

Bortsett fra pumper 1, 2, 3, 4, 5 som er nødvendige for å overføre massesuspensjonen inn i apparatet og for å fjerne denne, og også for væskeoverføring, innbefatter apparatet i tillegg til den faste bærerkonstruksjon 6 kun to bevegelige deler: en roterende silmantel 7 sammen med driften 8 koblet til denne, og røreanordningen 9 for den vaskede massebane.

Den sirkulære form av silmantelen opprettholdes ved hjelp av en øvre silbærende ring 10 og en nedre bærerring 11. Den ønskede rotasjonshastighet tildeles silmantelen ved hjelp av en silmantel-trekkring 12 og en drift 8 koblet til denne.

Væskevolumet mellom den indre og ytterste bærerkonstruksjon 13, 14, der silmantelen også roterer, er delt ved hjelp av delevegger 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 på en slik måte at separate væskekammere er utformet for de ulike fortrengningstrinn.

Silmantelen er avtettet ved hjelp av pakninger 28, 29 festet til bærerringene, for å kunne ha et høyere væskenivå 30, 31 innenfor silen enn utenfor silen når det er en massebane 32 på siloverflaten.

Massesuspensjonen som skal vaskes pumpes inn i matebeholderen 33 i fortykningssonen, der den danner en massebane med en jevn tykkelse på silmantelen, når en del av væsken som kommer inn med massesuspensjonen, strømmer gjennom silen og inn i hovedkammeret 34 i filtratbeholderen utenfor silen i fortykkelsessonen. Filtratet strømmer først oppad, og såpen og gassene separerer før filtratet strømmer inn i det sekundære kammer 32 i filtratbeholderen, hvorfra det pumpes ut av apparatet.

Massebanen tildannet på denne måte beveger seg sammen med silen til den påfølgende sone, der dens første væskefortrengning utføres. Her benyttes filtratet fått fra den påfølgende vaskesone som fortrengnings- eller vaskevæsken. I den siste vaskesone benyttes rent vann vanligvis som vaskevæske.

Apparatet vist i figurene har kun to vaskesoner, men i samsvar med oppfinnelsen kan et og samme apparat, når nødvendig, ha et antall væskefortrengningssoner. Etter den siste væskefortrengning løsgjøres massebanen fra silmantelen ved å fortrenge væsken 36 fra utsiden gjennom silen. Væsken blandes ved hjelp av en røreanordning 9 med den løsgjorte masse, hvoretter den pumpes ut av apparatet.

Etter løsgjøring av massebanen, fortsetter den nakne sil til fortykkelsessonen, der en ny massebane igjen tildannes på denne på samme måte som beskrevet ovenfor.

Vaeskeoverføring ved hjelp av pumping fra en vaskesone til en annen finner sted i apparatet nedenfra gjennom bærerkonstruk-sjonen via rør mellom filtratbeholderen og matebeholderen for vasking av væske fra det forutgående vasketrinn.

For at massesuspensjonen i fortykkelsessonen skal bevege seg til enhver tid med samme hastighet som silmantelen, er fortykkelsessonen delt ved hjelp av en fleksibel delvegg 25, hvor avstanden fra silen avtar etterhvert som væsken som kommer inn i massesuspensjonen strømmer gjennom silen. Ved å opprettholde på den andre siden av den ovenfor nevnte fleksible plate et væskenivå høyere enn nivået i massesuspensjonen, oppnås en høyere konsistens når dette er ønsket, for massebanen enn hva som ellers tillates av konsistensen for massesuspensjonen som mates og trykkforskjellen benyttet for fortykningen. I de forskjellige væskefortrengningssoner er det respektive fleksible plater 26, 27 for at vaskevæsken også skal oppnå den samme hastighet som silen og massebanen før den møter disse.

Væske som har samme konsentrasjon benyttes på begge sider av de ovenfor nevnte fleksible plater for at enhver mulig utetthete i de fleksible plater ikke skal medføre unødvendig blanding.

For å sikre at både massesuspensjonen i fortykningssonen og skyllevæsken i vaskesonen skal strømme på den ovenfor nevnte måte med samme hastighet som bevegelseshastigheten for massebanen, har massesuspensjon-matebeholderen 33 og vaskevæske-matebeholderene 37, 38 en spiralutforming i samsvar med fig. 2. I tillegg kan de fleksible plater beveges ved hjelp av en mekanisk anordning slik at deres avstand fra siloverflaten alltid er korrekt uansett forskjellige massebehandlingskapasiteter.

Selv om en forholdsvis stor trykkforskjell benyttes for å frembringe en væskestrøm gjennom massesjiktet (omlag 3 m vannsøyle), er strømningshastighen likevel svært lav sammenlignet med bevegelseshastigheten til silen og massebanen, i størrelsesorden kun en hundredel.

For å opprettholde konsentrasjonsprofilen i væsken som strømmer gjennom silene, er de vertikale delevegger 16, 17 som skiller dé ulike vaskesoner fra hverandre blitt installert parallelle med væskestrømsretningen ved det tidspunkt den forlater silen, dvs. nesten tangensielt til silmantelen.

Vaskesonene er ikke tett isolert fra hverandre med nevnte delevegger; deleveggene etterlater en spalt 39, 40 med jevn bredde i forhold til den roterende siltrommel. Via denne slisse kommuniserer hovedkammerene 41, 42, 43 i filtratbeholderene med hverandre. På denne måten forblir væskenivået det samme i alle f iltratbeholderene uten at de er utstyrt med separate væskenivå-styringer. Væskenivået kan reguleres ved å regulere uttrekningen av filtrat kun fra den første vaskesone.

I betydning av vaskevirkningsgrad er et arrangement slik som dette svært fordelaktig, ettersom for eksempel et filtrat som, på grunn av et ikke-optimalt fortrengningsvæskevolum, har endt opp i et feil filtratkammer, at dette kan automatisk føres inn i det korrekte kammer før det har blitt blandet med en annen filtratfraksjon.

Dette arrangement gir også en mulighet til å balansere kreftene som virker på silen og derved til å minske frik-sjonen generert ved den rotasjon og moment som behøves. I tillegg, ved å benytte dette arrangement, er det mulig innenfor hele kapasitetsområdet, ved hjelp av svært enkle målinger og styring å automatisk oppnå det ønskede konstante vasketap med en minimums uttynning.

For å utføre dette er filtratbeholderen i den siste vaskesone blitt delt i to deler ved hjelp av en delevegg 17 i likhet med disse ved hjelp av hvilke på den ovenfor nevnte måte filtratbeholderene i de ulike vaskesoner er blitt separert fra hverandre. Den siste vaskesone er således utstyrt ikke bare med en pumpe 4 som pumper væske fra beholderen 44 i den førende ende av filtratbeholderen inn i vaskevann-matebeholderen 37 for den forutgående vaskesone, men også med et annet pumpearrangement 5, ved hjelp av hvilke filtratet pumpes fra beholderen 45 i den bakre ende av filtratbeholderen inn i vaskevann-matebeholderen 38 for den siste vaskesone, og den korrekte mengde av dette filtrat justeres ved å måle konsentrasjonen av filtratet som kommer gjennom silmantelen ved nevnte delevegg.

Når den roterende sil ankommer naken, etter løsgjøringssonen, inn i fortykkelsessonen i den førende ende av fortykkelsessonen, passerer ikke bare væske som kommer inn i massesuspensjonen, men også noe fiber gjennom denne før et massesjikt ugjennomtrengelig for fiber er blitt dannet. For at filtratet 46 som forlater apparatet ikke skal inneholde fiber som er skadelig for den videre behandling (for eksempel fordampning) av dette filtrat, behandles filtratet 47 som passerer gjennom silmantelen ved den førende ende av fortykkelsessonen separat ved å benytte dette i sin helhet til å fortynne massesuspensjonen før den pumpes inn i matebeholderen i fortykkelsessonen i apparatet.

For å tilveiebringe dette arrangement avtettes den førende ende av filtratkammeret i fortykkelsessonen fra resten av filtratkammeret ved hjelp av en filtrat-oppsamlingsboks 48, som tetter mot silmantelen. Det er fordelaktig å dele denne boks i to deler 49, 50 på en slik måte at ved nivåstyring av den førende ende, er det mulig å opprettholde et høyere væskenivå og dermed å opprettholde et vesentlig lavere trykk over silmantelen enn den respektive trykkforskjell ellers i fortykkelses- og vaskesonen. På denne måten er det sikret at massefibrene ikke vil tilstoppe selv en del av hullene i den nakne silmantel.

Når kontinuerlig filtrering av et fibermateriale eller dets fortykning pågår, vil tykkelsen av det tildannede sjikt ikke endre seg direkte i omvendt forhold med bevegelseshastigheten for filteroverflaten, men kun omvendt i forhold til kvadratroten av dens hastighet. Således endrer filtreringskapasi-teten seg direkte i forhold til kvadratroten for hastigheten av filteroverflaten når ellers prosesstilstandene, slik som trykkforskjell og matekonsistens, opprettholdes konstant.

Respektivt, når væskefortrengningene utføres på det tildannede sjikt, endrer strømningshastigheten av væsken seg på tilsvarende måte, og således kvantitetskoeffisienten for væskefortrengningen forblir konstant. Når kapasiteten endres, er det av de ovenfor nevnte årsaker mest fordelaktig først og fremst å endre kun hastigheten 51 på filteroverflaten, i hvilket tilfellet uttynningen av filtratet som gjenvinnes vil forbli konstant og også vasketapene vil forbli omtrentlig konstant.

Ettersom kvantitetskoeffisienten for væskefortrengningene er avhengig av tykkelsen av sjiktet tildannet under fortykkelsen og tykkelsen av sjiktet for sin del primært er avhengig av konsistensen av suspensjonen som mates, er suspensjonskonsi-stensen primært valgt og styrt for at den ønskede kvantitets-mengde for væskefortrengning kan oppnås og opprettholdes.

Fordi matekonsistensen varierer noe i praksis, selv med et godt styresystem, er den midlere valgte matekonsistens noe lavere enn hva som påkreves med den ønskede kvantitetskoeffi-sient for væskefortrengninger, slik at når matekonsistensen når maksimalverdien på grunn av variasjoner, er det fortsatet mulig å få til den ønskede kvantitetskoeff isient. Dette overskudd, på grunn av variasjoner i konsistens, i kvanti-tetskoef f isienten "elimineres" på den ovenfor angitte måte ved å resirkulere minst i væskefortrengningsssonen den siste filtratfraksjon 52 som en skyllevæske inn i den samme sone.

Målingen av konsistensen i en massesuspensjon er generelt problematisk og vagt. I tillegg til å være viktig for bestemmelse av den korrekte og faktiske masseproduksjon, er den korrekte bestemmelsen av konsistensitet svært viktig for vaskingen slik at det ønskede vasketap kan nås ved å benytte så lav en uttynningskoeffisient som mulig.

I apparatursystemet ifølge oppfinnelsen er det mulig å måle og styre med presisjon, for eksempel trykkforskjellen som virker over silmantelen i fortykkelsessonen, ved å måle og justere væskeni våene 53, 54, 55 i denne sonen. Av denne årsak er det en utvetydig avhengighet mellom konsistensen i massesuspensjonen som er matet og den totale mengde av den matede massesuspensjon, slik at når konsistensen av massesuspensjonen tenderer til å øke, minsker dens respektive totale mengde automatisk, ettersom mengden av masse øker, og derfor vokser tykkelsen av det fortykkede sjikt med en hurtigere hastighet enn ved en lavere suspensjonskonsistens, slik at dens strømningsmotstand øker, som for sin del reduserer mengden av massesuspensjon som har tid til å bli tykkere. Motsatt, også når konsentrasjonen av massesuspensjonen som mates tenderer til å avta, øker dens volumstrømningsmengde.

Ved å justere volumstrømmen 56 for massesuspensjonen som mates slik at dens nivå 53 forblir konstant i matebeholderen og ved å justere væskemengden som blandes med massesuspensjonen 58 før den mates inn i matebeholderen slik at volummengden 59 for den matede massesuspensjon forblir konstant, kan konsistensen i den matede massesuspensjon standardiseres ved det ønskede optimale nivå uten separat måling av konsistensen. Væsken som blandes med massesuspensjonen er filtrat fra fortykkelsessonen.

For at denne måling og styring skal være så nøyaktig og hurtig som mulig, må tverrsnittsarealet for nivåstyringsbe-holderen forbundet til matebeholderen i fortykkelsessonen være forholdsvis liten, dvs. i kun samme størrelsesorden som tverrsnittsarealet for massesuspensjon-materøret.

For å justere de korrekte mengder av skyllevæsker for de ulike vaskesoner til nivåer som er optimale i betydning av vasking også i forstyrrende situasjoner, så hurtig som mulig, må tverrsnittsarealet for nivåkontrollbeholderene for vaskevæskene i disse soner være på tilsvarende måte forholdsvis små.

I stedet er tverrsnittsarealet for massesuspensjons-nivåstyr-ingsbeholderen i løsgjøringssonen forholdsvis stort for at justering av massebanens løsgjøring og uttynningsvann vil få tid til å skje også under forstyrrende forhold og vil således være i stand til å opprettholde konstant konsistensitet i den vaskede massesuspensjon som forlater apparatursystemet.

Bortsett fra faktorene nevnt ovenfor, er det viktig for å oppnå en effektiv vasking at anordningen som overfører massebanen fra en vaskesone til en annen har en slik form at den tar med seg så lite væske som mulig, ettersom i betydning av effektiv fortrengning vil strømningsforholdene i væskekammeret hos en slik massebevegende innretning på sitt beste tilsvare kun til ideell blanding, som er i sin effektivitet kun omtrentlig en tiendedel av effektiviteten for væskefortrengning i et godt utformet massesjikt.

I vaskeapparaturene benyttet så langt, for eksempel i et sugefilter, er dette væskekammer forholdsvis stort, til og med større enn væskevolumet holdt i massesjiktet. Dette er en vesentlig årsak til at fortrengningseffektiviteten for disse apparaturer selv på sitt beste kun er en tredjedel av hva som mulig å oppnå under ideelle forhold. På den andre side, i apparatet i samsvar med oppfinnelsen, innehar apparatkomponenten som befordrer massesjiktet fremad et svært lite væskevolum, kun i størrelsesorden 1/200 del av volumet holdt i massesjiktet, ettersom den er av en perforert metallplate kun omlag 1 mm tykk, der dets perforerte delvolum er omlag 20%. Av denne årsak er den negative effekt i betydning av fortrengning praktisk talt uten betydning.

Når denne faktor tillegges den ovenfor nevnte nesten ideelle tildanning av massesjiktet og dets opprettholdelse gjennom hele apparaturen, følger det at ut fra et vaskesynspunkt, er væskef ort rengningen nær opp til hva som er oppnåelig med et ideelt massesjikt.

Bortsett fra den ovenfor nevnte effektive væskefortrengning og vasking, gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og dens foretrukne apparatsystem også andre fordeler: med et apparat er det mulig å utføre hele massevaskingen

og å fortrenge hele dagens vaskeavdeling,

apparatet er enkelt, lite og med lav vekt, og det krever

ikke en separat bygning,

forbruket av elektrisitet er kun omlag 1/10 av det for

dagens apparat,

andre driftskostnader er også lave, ettersom styringen er helt automatisk, vedlikeholdet og styringen er enklere enn

med dages apparat, og det er ingen problemer med skumming, bortsett fra dets bruk i vaskeavdelingen er apparatet også

spesielt egnet for massebleking, ettersom flere væskefor-trengningstrinn kan opptas i samme apparat,

det er egnet for alle typer masse,

apparatet for en produksjon på 1000 tonn masse pr. 24

timer er lite i sine dimensjoner, total diameter kun 10 m og høyde omlag 12 m.

Selv om metoden kan benyttes for svært forskjellige prosess-forhold når det dreier seg om vasking av masse, er hoved-variablene for prosessen i dens foretrukne utførelse av følgende størrelsesorden: Matekonsistensen er 2-4%. Tykkelsen av massesjiktet er 20-100 mm, fortrinnsvis omlag 50 mm. Trykkforskjellen for å oppnå væskefortrengning er 1-4 m vannsøyle. Silens bevegel-seshastighet er 0,2-1 m/s, fortrinnsvis omlag 0,5 m/s. Kvantitetskoeffisienten for væskeutskiftning eller fortrengning i et behandlingstrinn er omlag 1,1. På basis av verdiene ovenfor, vil den totale oppholdstid for fibersjiktet i et behandlingstrinn være 5-15 sekunder, vanligvis omlag 10 sekunder.

I dette tilfellet er det mulig, med et apparat som har en siltrommeldiameter på omlag 8 m og en høyde på omlag 6 m og som innehar fire vasketrinn, å behandle 1000 tonn med sulfatmasse pr. dag, dvs. apparatet alene tilsvarer en fullstendig vaskeavdeling.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig utskifting av væsken i en væskesuspensjon av et fibrøst eller findelt materiale med i det minste delvis en annen væske, forskjellig i sine fysiske og/eller kjemiske egenskaper, ved dannelse av et sjikt (32) av dette materialet på en bevegelig filteroverflate (7) og ved å fortrenge væsken tilstede i dette sjikt med den andre væsken, karakterisert ved at materialsjiktet (32) tildannes på en sylindrisk filteroverflate (7) som er blitt installert i en vertikal orientering under væskeoverf laten (31) i en beholder (14). og befordring av denne kontinuerlig fremad for utførelse av en filtrering og en eller flere påfølgende væskefortrengninger, hvilke utføres ved å opprettholde en hydrostatisk trykkforskjell over det tildannede sjikt, hvilket tildannede sjikt befordres kontinuerlig horisontalt fremad og gjennom 'sjiktet strømmer væsker horisontalt under filtreringen og væskefortrengningen, og etter den siste væskefortrengning løsgjøres materialsjiktet (32) fra filteroverflaten (7) ved hjelp av en løsgjøringsvæske (36) som føres gjennom filteroverflaten fra en side motsatt av den for suspensjonen og fortrengningsvæsken.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at banen langs hvilken den sylindriske filteroverflate (7) befordrer materialsjiktet (32) under filtreringen og væskefortrengningen har en konstant eller nesten konstant krumningsradius.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at mater ialsj iktet (32) er tildannet på den innvendige overflate av den sylindriske filterflate (7).

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at strømningsretningen for materialvæskesuspensjonen før et materialsjikt (32) dannes av den, er parallell med strømningsretningen for væsken i det dannede materialsjikt, og at strømningsretningen for væsken benyttet i væskefortrengningene er, før væskene møter materialsjiktet, parallell med strømningsretningen for væsken i det dannede materialsj ikt.

5 . Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at de ulike filtratkammere (41-43) i væskefortreng-ningssonene er adskilt fra hverandre med slike delevegger (16,17) at tilstøtende filtratkammere kommuniserer med hverandre slik at filtratnivåene i disse forblir ved nesten det samme nivå og slik at primært det filtratparti som har forlatt filterflaten (7) ved stedet for deleveggen beveger seg fra et filtratkammer til tilstøtende filtratkammer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at det hydrostatiske trykk over filterflaten (7) for dannelse av massesjiktet (32) og for å utføre væskefortrengning opprettholdes ved å opprettholde et høyere væskenivå (30) på den side av filteroverflaten hvorpå materialsjiktet dannes enn på den andre siden (31).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialsjiktet (32) løsgjøres fra filtrat-overflaten (7) ved å opprettholde et høyere væskenivå på den siden av overflaten hvorfra løsgjøringsvæsken tilføres.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at mengden av fibermaterialet matet inn i filteret og fiberkonsentrasjonen i dens væskesuspensjon justeres til et konstant nivå ved å justere væskemengden som blandes med fibermaterialsuspensjonen før den mates inn i filteret, slik at suspensjons-matehastigheten forblir konstant når nivået i suspensjonen i dens matebeholder (33) eller trykkforskjellen over filterflaten (7) i filteret justeres til et konstant nivå.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert ved at filtratet for den siste væskefortrengningssonen er delt i to fraksjoner og den siste fraksjon benyttes som del av vaskevæsken i den samme væskefortrengningssone, og mengden av denne fraksjon justeres slik at dens maksimale kjemiske konsentrasjon, som for denne fraksjon er konsentrasjonen av den filtratandel som er den første filtratandel til å komme fra filteroverflaten (7) inn i denne fraksjon, forblir konstant.

10. Apparat for filtrering av en flytende suspensjon av et fibrøst eller findelt materiale og for å fortrenge suspen-sjonsvæsken med en annen væske, som er forskjellig i sine fysiske og/ellef kjemiske egenskaper, hvilket apparat innbefatter en bevegelig filteroverflate (7) hvorpå et materialsjikt (32) kan dannes, innretninger for å mate suspensjonen (33), fortrengningsvæsken og en væske (36) for løsgjøring av materialsjiktet (32) fra filterflaten (7) etter væskefortrengningen, og innretninger for oppsamling av væsken som er ført gjennom filteroverflaten, karakterisert ved at f ilteroverf laten (7) er formet som en vertikal sylinder som er plassert i en beholder (14) slik at filterflaten forblir under overflaten (31) av væsken i beholderen, i hvilket tilfellet væske-strømmen gjennom filterflaten og sjiktet (32) på denne, i forbindelse med filtrering og væskefortrengning, finner sted i en horisontal retning, og at innretninger for mating av fortrengningsvæsken (36) er anordnet på en side av filterflaten som er motsatt til den med suspensjonen og fortrengningsvæske.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at krumningsradien for den sylindriske filterflate (7) på banen langs hvilken filteroverflaten befordrer materialsj iktet (32) er hovedsakelig konstant.

12. Apparat ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at innretninger (33) for mating av suspensjonen og fortrengningsvæsken (37,38) ligger innenfor den sylindriske f ilteroverf late (7) på en slik måte at materialsj iktet (32) er dannet på den innvendige overflate av filterflaten.

13. Apparat ifølge et eller flere av kravene 10-12, karakterisert ved at filtratkammerene (41-43) for de ulike væskefortrengningssoner er adskilt fra hverandre ved hjelp av slike delevegger (16,17) at tilstøtende filtratkammere kommuniserer med hverandre slik at overflatenivåene for filtratene i disse forblir i nesten samme nivå og på en slik måte at filtratfraksjonen som har forlatt filteroverflaten (7) ved deleveggen er den som primært passerer fra et filtratkammer til tilstøtende filtratkammer.