NO301431B1

NO301431B1 - Reaktor og fremgangsmåte for bleking av masse

Info

Publication number: NO301431B1
Application number: NO922486A
Authority: NO
Inventors: David E White; Michael A Pikulin; Thomas P Gandek; William H Friend
Original assignee: Union Camp Patent Holding
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1997-10-27
Also published as: KR920703923A; FI922322A0; BR9106115A; US5181989A; ES2115664T5; CN1047418C; SE9201641D0; PT99289B; DE69129017T2; DE69129017D1; US5863389A; CA2069436C; NZ240215A; NO922486L; AU9040391A; CN1078006A; ZA918280B; WO1992007999A1; JPH05504796A; FI922322A

Description

Oppfinnelsen angår ny apparatur og fremgangsmåte for delignifisering og bleking av lignocellulosemasse med et gassformig blekemiddel slik som ozon.

For å unngå anvendelse av klor som blekemiddel for masse eller andre lignocellulosiske materialer, har anvendelse av ozon i bleking av kjemisk masse tidligere blitt forsøkt. Selv om ozon til å begynne med kan synes å være et ideelt materiale for bleking av lignocellulosiske materialer, har de eksepsjonelle oksydative egenskapene til ozon og de relativt høye kostnader tidligere begrenset utvikling av tilfredsstillende ozonblekeprosesser for lignocellulosiske materialer generelt og spesielt for sørlige bartrær.

Ozon vil raskt reagere med lignin for effektivt å redusere mengden av lignin i massen, men vil også under mange betingelser aggressivt angripe karbonhydratet som omfatter cellulosefibrene i treet og i det vesentlige redusere styrken til den resulterende massen. Ozon på samme måte er ekstremt sensitivt til prosessbetingelser slik som pE med hensyn på dens oksydative og kjemiske stabilitet. Endringer i disse prosessbetingelsene kan i betydelig grad endre reaktiviteten til ozon med hensyn på de lignocellulosiske materialene.

Siden de delignifiserende evnene til ozon først ble oppdaget rundt århundreskiftet, har det blitt utført et vesentlig og kontinuerlig arbeid av en lang rekke personer innenfor fagområdet for å utvikle en kommersielt velegnet fremgangsmåte som anvender ozon i bleking av lignocellulosiske materialer. Videre har en lang rekke artikler og patenter blitt publisert innenfor dette området og det har vært rapporter på forsøk ved å gjennomføre ozonbleking på en ikke-kommersiell pilotskalabasis. For eksempel beskriver US-patent nr. 2.466.633 til Brabender et al. en blekeprosess der ozon blir sendt gjennom en masse som har et fuktighetsinnhold (justert til en ovnstørr konsistens) på mellom 25 og 55$ og en ph justert til området fra 4 til 7.

Andre ikke-klorblekesekvenser er beskrevet av S. Rothenberg, D. Robinson & D. Johsonbaugh, "Bleaching of Oxygen Pulps with Ozone", Tapp i. 182-185 (1975) - Z, ZEZ, ZP og ZP (P,-peroxyacetic acid); og N. Soteland, "Bleaching of Chemical Pulps with Oxygen and Ozone", Pulp and Paper Magazine of Canada, T153-58 (1974) - OZEP, OP og ZP. Videre beskriver US-patent nr. 4.196.043 til Singh en mange-trinns blekeprosess som utnytter ozon og peroksyd som også forsøker å eliminere anvendelse av klorforbindelser, og innbefatter resirkulering av det som strømmer ut.

Forskjellig blekeapparatur som utnytter en sentral aksel med armer knyttet til denne er generelt kjent (se for eksempel US-patenter nr. 1.591.070 til Wolf, 1.642.978 og 1.643.566, begge til Thorne, 2.431.478 til Hill og 4.298.426 til Torregrossa et al.). US-patent nr. 3.630.838 til Liebergott et al. og 3.725.193 til de Montigny et al. beskriver også en blekeapparatur til anvendelse med masse som har en konsistens over 15$, og denne apparaturen innbefatter en roterende aksel som har radialt adskilte kontaktarmer for finfordeling av massen. Richter US-patent nr. 4.093.506 beskriver en fremgangsmåte og apparatur for kontinuerlig distribusjon og blanding av høykonsistensmasse med et behandlingsfluid slik som klor eller klordioksyd. Apparaturen består av et konsentrisk hus som har en sylindrisk del, en generelt konvergerende åpen konisk del som strekker seg ut fra en ende av den sylindriske delen, og en lukket vegg som strekker seg innover fra den andre enden av den sylindriske delen. En rotoraksel som er montert i huset inkluderer et nav som en lang rekke armer er tilknyttet. Disse armene er hver tilknyttet et transportblad eller vinge. Rotasjon av akselen tillater behandlingsfluidet å bli distribuert i og blandet med massen "så jevnt som mulig".

Fritzold US-patent nr. 4.278.496 beskriver en vertikal ioniseringsinnretning for behandling av høykonsistens (dvs. 35-50$) masse. Både oksygen/ozongass og massen (ved en pE på ca. 5) blir transportert inn i toppen av reaktoren for å bli distribuert gjennom hele tverrsnittet, slik at gassen kommer i nærkontakt med massepartiklene. Massen og gassblandingen blir fordelt i lag på bærende anordninger i en serie med underliggende kamre. De bærende anordningene inkluderer åpninger eller spalter som har en form slik at massen danner massebroer tvers over, mens gassen passerer gjennom hele reaktoren i nærkontakt med massen.

Erstatning av masse gjennom reaktoren foregår ved gjentatt, men regulert brytning av de bærende anordningene ved rotasjon av brytningsanordningene som er knyttet til og rotert med en sentral aksel. Dette tillater at massen passerer gjennom åpningene og inn i underliggende kamre. Fritzvold et al. US-patent nr. 4.123.317 beskriver mer spesifikt reaktoren som er beskrevet i det forannevnte 4.278.496-patentet. Denne reaktoren blir anvendt til behandling av masse med en oksygen/ozongassblanding.

US-patentene 4.468.286 og 4.426.256 begge til Johnson beskriver en fremgangsmåte og apparatur for kontinuerlig behandling av papirmasse med ozon. Massen og ozonet blir sendt gjennom forskjellige veier enten sammen eller separat.

US-patent nr. 4.363.697 illustrerer visse skrueskovletran-sportører som blir modifisert ved å inkludere røreskovler, kuttet og foldede skrueskovler eller kombinasjoner av disse til anvendelse i bleking av lavkonsistensmasse med oksygen.

Fransk patent nr. 1.441.787 og europeisk patentsøknad nr. 276.608 beskriver hver fremgangsmåter for bleking av masse med ozon. Europeisk patentsøknad nr. 308.314 beskriver en reaktor for bleking av masse med ozon som utnytter en lukket skovleskruetransportør, der ozongassen blir pumpet gjennom en sentral aksel for fordeling ut i hele reaktoren. Massen har en konsistens på 20-50$ og ozonkonsentrasjonen i behandlings- gassen er mellom 4 og 10$ slik at 2 til 8$ anvendelse av ozon på O.D.-fiber blir oppnådd.

Til tross for all forskningen som er gjennomført innenfor dette området, har ingen kommersiell enkel fremgangsmåte for fremstilling av ozonbleket lignocellulosisk masse fra bartraer og beslektede masser, særlig sørlige bartrær, enda ikke blitt beskrevet, og en lang rekke mislykkede forsøk har blitt rapportert.

Foreliggende oppfinnelse skaffer tilveie en ny apparatur og gassformig blekeprosess som overvinner problemene som blir møtt innenfor kjent teknikk som her er diskutert for å fremstille en høykvalitets bleket masse på en kommersielt enkel måte.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en reaktorapparatur for ozonbleking av høykonsistens-masse hvori massepartikler som har en konsistens over 20$, en første GE-klarhet, og en partikkelstørrelse som er tilstrekkelig til å forenkle vesentlig fullstending inntrenging i en hoveddel av massepartiklene med ozon når de blir eksponert til dette, blekes til en annen, høyere GE-klarhet, kjennetegnet ved at apparaturen omfatter: en kappe som har et masseinnløp og et masseutløp; anordninger for å innføre høykonsistens massepartikler inn i kappen;

anordninger for å innføre en strøm av ozon som inneholder gassformig blekemiddel inne i kappen for å frembringe en ozoninneholdende gassfase i nevnte kappe; og

dispergerings- og fremføringsanordninger for kontinuerlig dispergering og eksponering av vesentlig alle overflater til en hoveddel av høykonsistens massepartiklene til det gassformige blekemidlet for å tillate tilnærmet lik tilgang av ozon til alle massepartiklene ved løfting, fortrenging og kasting av massepartiklene i en radial retning for å

dispergere partiklene og suspendere massepartikler i gassfase under fremføring av de dispergerte og eksponerte massepartiklene gjennom kappen på en plugg-strømlignende måte med en dispersjonsindeks som er mindre enn ca. 8 i en forhåndsbestemt masseoppholdstid som er tilstrekkelig til å opprettholde et fyllnivå på minst ca. 10$ av de dispergerte massepartiklene i kappen under suspendering av partiklene i gassfase for å oppnå vesentlig jevn bleking ved reaksjon med nevnte ozon gjennom hoveddelen av massepartiklene for å danne en bleket masse som har den andre GE-klarhet, der nevnte dispergering og fremføringsanordninger omfatter

en aksel som strekker seg gjennom kappen langs en langsgående akse derav og som har en første ende tilgrensende til masseinnløpet og en andre ende tilgrensende til masseutløpet, og

anordninger som strekker seg radialt fra akselen for å bevege partiklene gjennom kappen både i radial retning for å frembringe nevnte eksponering og nevnte dispersjon og i langsgående retning for å frembringe nevnte plugg-strøm og nevnte forhåndsbestemte oppholdstid.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for bleking av massepartikler som angitt i krav 52.

Foreliggende oppfinnelse angår således en reaktorapparatur for bleking av massepartikler fra en første GE-klarhet til en annen, høyere GE-klarhet med et gassformig blekemiddel slik som ozon. Denne apparaturen omfatter en kappe og anordninger for å innføre massepartikler i kappen. Massepartiklene har en konsistens over 20$, en første GE-klarhet og en partikkel-størrelse som er tilstrekkelig til å forenkle i det vesentlige fullstendig inntrenging av en hoveddel av massepartiklene ved et gassformig blekemiddel når den blir eksponert til dette.

Apparaturen inkluderer også anordninger for innføring av et gassformig blekemiddel i kappen og anordninger for å dispergere massepartiklene i det gassformige blekemidlet, mens massepartiklene forflyttes gjennom kappen. Dispergering og forflyttingsanordninger omfatter anordninger for nærkontakt, blanding og dispergering av massepartiklene med gassformig blekemiddel under løfting, forskyving og kasting av massepartiklene i en radial retning og fremskyving av massepartiklene i en aksial retning slik at det gassformige blekemidlet strømmer og omgir de løftede, forskjøvede og kastede massepartiklene. Dette eksponerer i det vesentlige hele overflaten til hoveddelen av massepartiklene til det gassformige blekemidlet.

Dispergering og fremføringsanordningene fører frem de dispergerte massepartiklene på en plugg strømlignende måte i tilstrekkelig oppholdstid og under denne blir temperaturen opprettholdt tilstrekkelig for å oppnå en masseoverføring av gassformig blekemiddel inn i massepartiklene. Dette produserer i sin tur i det vesentlige jevn bleking gjennom hoveddelen av massepartiklene for å danne en bleket masse som har en annen, høyere GE-klarhet. Oppholdstiden er basert på reaktordimensjoner, tilførselhastighet på innkommende partikler, og virkning av dispergering og fremføringsanord-ningene. Videre kan kappen til apparaturen bli orientert slik at den utnytter tyngdekraften som hjelper til i fremføring av massepartiklene.

De gassformige blekemiddelintroduserende anordningene kontrollerer strømhastighet og oppholdstid for det gassformige blekemidlet i kappen. Dette blir oppnådd ved kontroll av strømhastigheten på tilførselgasstrømmen i forbindelse med påfyllingsnivået av faste stoffer i reaktoren. Tilførsels-gassen har en spesifikk ozonkonsentrasjon, slik at nivået på ozon som blir anvendt til massen er som ønsket. Kontroll av tilførselsgasshastighet og ozonkonsentrasjon i forbindelse med nær blanding og kontakt med massepartiklene, resulterer i en høy masseoverføring av gassformig blekemiddel inn i massen slik at den bleker massen til det ønskede klarhetsnivå.

Massepartikkeldispergering og fremføringsanordningene innbefatter fortrinnsvis en skovletransportør som har en aksel som strekker seg gjennom kappen langs en langsgående akse derav og som har sin første ende plassert tilgrensende til enden av kappen der massepartiklene kommer inn, og en andre ende plassert tilgrensende til enden av kappen der massepartiklene kommer ut. Akselen innbefatter en lang rekke skovleblader som strekker seg radialt ut fra og er tilknyttet akselen og plassert og orientert i et forhåndsbestemt mønster som representerer den ønskede stillingen til skovletranspor-tøren. I tillegg til stigningen blir skovlerommet rundt akselen, skovlestørrelse og form, og skovlevinkelretningen valgt for å oppnå den ønskede bevegelse av massepartiklene gjennom kappen.

Alternativt kan massepartikkeldispergings- og fremføringsan-ordningene være kontinuerlige skrueskovler som utgår radialt og heliksformet (spiral- eller skrueformet) fra og langs akselen og som har en forhåndsbestemt stigning. Skrueskovlen har en mengde deler som blir kuttet ut fra skovlen for å danne åpninger deri, der de utkuttede delene blir bøyet i en forhåndsbestemt vinkel med hensyn på akselen. En mindre foretrukket utforming er der massepartikkeldispergering og fremføringsanordningene omfatter et båndblad som utgår radialt og helisk rundt akselen og som har en forhåndsbestemt stigning. Når et båndblad blir anvendt, kan et skrånende bånd som har uendelig stigning bli anvendt.

For en hvilken som helst utførelsesform med unntagelse for det uendelige stigende båndet, kan stigningen til padle-bladene eller til skrueskovlene avta på samme aksel-RPM for å oppnå høyere fyllnivåer. Dette øker masseoppholdstiden i apparaturen for dermed å oppnå øket omdanning av gassformig blekemiddel. Stigningen i den første enden av akselen kan være høyere enn stigningen i den andre enden av akselen for å skaffe tilveie en øket transporthastighet i masseinnløps-enden til kappen, der massen har den laveste bulktettheten. Stigningen kan bli modifisert for å redusere transporteffektiviteten, slik at akselen kan rotere ved høyere RPM for mer effektiv kontakt av massepartikler med gassformig blekemiddel og øket omdanning av gassformig blekemiddel, mens man opprettholder en vesentlig konstant oppholdelsestid til massepartiklene deri.

I stedet for padleblader eller skrueskovler kan en serie av kantformede skovler eller albueformede løftere bli anvendt, forutsatt at de er adskilt i en tilstrekkelig distanse for å begrense eller unngå brodannelse eller tetting av massepartiklene mellom disse.

Massepartikkeldispergering og fremføringsanordningene til apparaturen, som for eksempel padletransportøren, kan også bli justert for å redusere fyllnivået av massepartikler i kappen. Denne justeringen kan bli gjennomført ved å skaffe tilveie en første transportseksjon som har en høyere transporthastighet. Denne første transportseksjonen er operativt forbundet med en andre transportseksjon for dispergering av massepartiklene i det gassformige blekemidlet. Det er fordelaktig at første og andre transportseksjoner innbefatter transportelementer, slik som skovler montert på en felles aksel i en avstand som er tilstrekkelig til å begrense eller unngå brodannelse eller tetting av massepartiklene mellom dem. Anordninger for å kontrollere operasjonsparametre i første og andre transportseksjoner kan bli anvendt for å skaffe tilveie et ønsket reaktorfyllnivå, massepartikkeloppholdstid og/eller blekemiddeloppholdstid.

I en foretrukket utforming har kappen to kappeseksjoner, en montert over den andre og vendt i motsatte retninger. Den første (eller øvre) kappeseksjonen inkluderer første og andre transportseksjoner som massen føres gjennom til en leder som fører til at den lavere kappeseksjonen der massen videre blir behandlet, mens den blir ført frem med en tredje transportseksjon til utløpet av den lavere kappeseksjonen. Dette arrangementet bevarer anleggsplass.

Gasstrømmen gjennom apparaturen kan være medstrøms (samme retning) eller motstrøms i forhold til den fremførende massen, mens motstrømmende gasstrøm er foretrukket. Anordninger for innføring av gassformig blekemiddel i kappen kan bli lokalisert i en enkelt posisjon som innfører gassblekemidlet medstrøm eller motstrøms i forhold til den fremførende massen på et eller flere steder.

En fortynningstank kan bli anvendt for å motta den blekede massen og resterende gassformig blekemiddel. Apparaturen inkluderer videre anordninger for å utvinne det resterende gassformige blekemidlet og anordninger for å utvinne den blekede massen. Anordningene for å utvinne den blekede massen omfatter et første utløp som er lokalisert i en lavere del av fortynningstanken, og for medstrøms gasstrøm, anordninger for å utvinne det resterende gassformige blekemidlet som omfatter et annet utløp som lokalisert i en øvre del av fortynningstanken.

En spesielt nyttig komponent ved foreliggende apparatur innbefatter anordninger for finfordeling av massepartiklene. Slike anordninger er operativt forbundet med anordninger for å innføre massepartiklene i kappen.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart ved hjelp av tegninger, der: Fig. 1 er en graf av aksel-EPM vs. massekonsolideringstrykk

til massetransportører med forskjellige diametre; fig. 2 er en graf av massekonsolideringstrykk vs. kritisk skovleavstand for en 42$ konsistens sørlig bartremasse;

fig. 3 er en graf av litiumkonsentrasjon av masse som kommer ut av reaktoren vs. tid etter litiumbehandlet blir tilsatt på reaktorinngangen som en indikator for å bestemme oppholdstiden til massen i reaktoren for

visse skovletransportører;

fig. 4 er en graf som viser relativt vide og smale masse-oppholdstidsfordelinger for visse skovletranspor-tører ;

fig. 5 er en graf av et reaktorfyllnivå vs. akselhastighet

for forskjellige skovletransportører;

fig. 6 er en graf av masseoppholdstid vs. akselhastighet for

forskj ellige skovletransportører;

fig. 7 er en foretrukket ozonreaktor sett fra siden ifølge

oppfinnelsen;

fig. 8 er en forstørret sideskisse av reaktoren i fig. 7; fig. 9A og 9B er sideskisser av skovletransportørene i

reaktoren i fig. 7;

fig. 10 er et tverrsnitt av reaktoren i fig. 8 tatt langs

linje 10--10;

fig. 11 og 12 er perspektiv og sideskisser av en typisk skovle til anvendelse på transportøren i fig. 9A og

9B;

fig. 13 er en graf av litiumkonsentrasjonen av massen som kommer ut av reaktoren vs. tid etter litiumbehandlet masse blir tilsatt ved reaktorinnløpet til skovle-transportøren i eksempel 5;

fig. 14-16 er fotografier der man ser inn i reaktoren langs en linje parallell til akselen for å vise massedispersjon som en funksjon av forskjellige akselhastigheter; og

fig. 17-20 er skisser av forskjellige transportørelementer

til anvendelse ifølge oppfinnelsen.

Reaktoren i foreliggende oppfinnelse utnytter et gassformig blekemiddel, slik som ozon, mens man begrenser graden av angrep på den cellulosiske delen av treet, og danner således et produkt som har aksepterbare styrkeegenskaper for fremstilling av papir og forskjellige papirprodukter. Før detaljene i reaktorapparaturen beskrives, er det fordelaktig å ha en forståelse for den underliggende delignifisering og blekeprosesen der appaturen blir anvendt.

Ozongassen som blir anvendt i blekeprosessen kan bli benyttet som en blanding av ozon med oksygen og/eller en inert gass, eller en blanding av ozon med luft. Mengden av ozon som tilfredsstillende kan bli inkorporert i behandlingsgassene er begrenset ved stabiliteten til ozonet i gassblandingen. Ozongassblandinger som typisk, men ikke nødvendig, inneholder ca. 1.8 vekt-$ ozon/okgygenblanding, eller 1-4 vekt-$ ozon/luftblanding, er velegnet til anvendelse i denne oppfinnelsen. En foretrukket blanding er 6$ ozon med balansen hovedsaklig oksygen. Den høyere konsentrasjonen av ozon i ozon/oksygenblandingen tillater anvendelse av relativt småstørrelsesreaktorer og en kortere reaksjonstid til å behandle tilsvarende mengde masse, dermed senkes kapitalkost-nadene som er nødvendige for utstyret.

En ytterligere regulerende faktor for bleking av massen er den relative vekten av ozonet som blir anvendt til å bleke en gitt vekt av massen. Denne mengden blir bestemt i det minste delvis ved mengden lignin som må bli fjernet under ozonblekeprosessen, balansert mot den relative mengden av degradering av cellulose som kan bli tolerert under ozonblekingen. Fortrinnsvis vil en mengde ozon som blir anvendt som vil reagere med ca. 50$ til 70$ av ligninet være tilstede i massen.

Det er mange fremgangsmåter for å måle graden av delignifisering, men de fleste er variasjoner av permanganattesten. Normal permanganattest skaffer tilveie en permanganat eller "K nr." som er antall kubikkcentimeter av tiendedelen av normal kaliumpermanganatoppløsning som er konsumert av et gram av ovnstørret masse under spesifiserte betingelser. Den blir bestemt ved Tappi standardtest T-214.

Hele mengden av lignin, som fremkommer ved det endelige K nr., bør være slik at ozonet ikke i stor grad reagerer med cellulosen for i det vesentlige å senke graden av polymerisa-sjon av cellulosen. Mengden av tilsatt ozon, basert på ovnstørret vekt av massen, er fortrinnsvis typisk fra ca. 0,2$ til ca. 2$ for å oppnå de ønskede 1 igninni våene. Høyere mengder kan være nødvendige hvis betydelige mengder av oppløste faste stoffer er tilstede i systemet. Siden ozon er relativt kostbar, er det fordelaktig og kostnadseffektivt å utnytte de minste mengdene som er nødvendige for å oppnå den ønskede blekingen.

Varigheten av reaksjonen som blir anvendt til ozonblekings-trinnet blir bestemt ved den ønskede graden av fullføring av ozonblekereaksjonen som indikert ved fullstendig eller vesentlig fullstendig forbruk av ozon som blir utnyttet. Denne tiden vil variere avhengig av konsentrasjonen ozonet i ozongassblandingen, med relativt mer konsentrerte ozonbland-inger som reagerer raskere, og den relative mengden lignin som det er ønskelig å fjerne. De foretrukne oppholdstidene for masse og gass er beskrevet videre i detalj under.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at massen blir bleket jevnt. Dette trekket blir oppnådd delvis ved finfordeling av massen forut for behandling med ozon til adskilte massepartikler med en tilstrekkelig størrelse og med en tilstrekkelig lav bulktetthet slik at ozongassblandingen vil fullstendig trenge inn i hoveddelen av fiberflokkulatene.

Et ytterligere viktig trekk ved oppfinnelsen er at under ozonblekeprosessen bør partiklene som skal bli bleket bli eksponert til ozonblekeblandingen ved blanding slik at det tillates tilnærmet lik tilgang på ozongassblandingen til alle flokkulatene. Blandingen av massen i ozongassblandingen gir ypperlige resultater med hensyn på jevnhet sammenlignet med resultatene som ble oppnådd med et statisk eller bevegende sjikt av masse, der noe av massen blir isolert fra ozongassen relativt i forhold til annen massse og dette skyldes forskjeller i sjikthøyde og bulktetthet ved forskjellige posisjoner i sjiktet. Dette medfører ikke-jevn passering av ozoninneholdende gass gjennom fibersjiktet som i sin tur resulterer i ikke-jevn gassmassekontakt og ikke-jevn bleking. Operatøren i foreliggende oppfinnelse har mer evne til å begrense trykkfall og er også mer fleksibel ved at den raskt kan bli kjørt med ozongass som beveger seg medstrøms eller motstrøms til massen sammenlignet med en sjiktreaktor som anvender bare medstrømsbevegelse.

For å forstå de unike trekkene ved reaktoren i foreliggende oppfinnelse, bør man være kjent med begreper og prinsipper som blir anvendt i transportering av faste stoffer som utnytter skruetransportører. Begrepet med stigning av slike transportører er velkjent innenfor fagområdet (se for eksempel Colijn, H. , "Mechanical Conveyors for Bulk Solids", Elsevier, New York, 1985).

For en lukket skovleskruetransportør er stigningen for eksempel avstanden som blir målt fra et hvilket som helst punkt på en skrueskovle til det korresponderende punktet på den tilgrensende skrueskovlen, målt parallelt til akselaksen.

(Det korresponderende punktet kan bli funnet ved å følge kanten av skovlen i 360" rundt akselen. ) For en full skovleskrue er den målte avstanden mellom disse punktene lik diameteren i skrueskovlen.

En variasjon av den lukkede skovleskruetransportøren er en som anvender adskilte skovler som er plassert i avstandsfor-hold langs den heliksformede (spiralformede) linjen som den lukkede skovleskrue-transportøren vil følge. I en skovle-transportør vil således skovlene erstatte skrueskovlene, og stigningen er forskjellen fra et hvilket som helst punkt på en skovle til et korresponderende punkt på tilgrensende skovle målt parallelt til akselaksen. I visse skovlekon- figurasjoner er imidlertid noen av skovlene fjernet, og i den situasjonen er det korresponderende punktet der skovlen ville ha vært etter en rotasjon på 360° når man følger en vei langs og mellom kantene på skovlene.

Terminologien for å betegne skovleavstander innbefatter et vinkelforhold og en avstand som er bestemt ved skovlen. For eksempel har en 60° fullskovlekonfigurasjon til en 45,7 cm diameter transportør de første seks skovlene adskilt 7,62 cm langs aksen til akselen med hver etterfølgende skovle plassert 60° rundt omkretsen til akselen fra den foregående skovlen. Skovlemønsteret gjentas deretter i løpet av de neste 45,7 cm. En 120° fullskovlekonf igurasjon til samme 45,7 cm diametertransportør har de første tre skovlene plassert i avstand 15,2 cm fra hverandre langs akselaksen med hver etterfølgende skovle plassert 120° rundt akselomkretsen. Skovlemønsteret gjentas således de neste 45,7 cm. En 120° halvskovlekonfigurasjon til den samme 45,7 cm diametertran-sportøren vil ha skovler som er plassert 7,62 cm fra hverandre langs akselaksen med hver etterfølgende skovle plassert 120° fra hverandre rundt akselomkretsen. Igjen blir det en repetisjon av skovlemønsteret som fremkommer på de første 45,7 cm til skovleaksiallengden.

240°skovlekonfigurasjon krever ytterligere diskusjon. Som et eksempel har en 240° kvartskovlekonfigurasjon til en 45,7 cm transportør også seks skovler adskilt 7,62 cm fra hverandre langs akselaksen, men nå er hver etterfølgende skovle plassert 240° rundt akselomkretsen. For den neste 45,7 cm lengden av akselen, vil dette mønsteret bli gjentatt. Ved å plotte en helisk vei langs kantene på skovlene, vil man finne at fire gjentagende helikser blir generert hver 45,7 cm langs akselen med seks skovler: således er en fjerdedelen av skovlearrangementet bekreftet, men bare de første, fjerde og syvende skovlene er i klokken 12 (eller o-grad) posisjon over den 45,7 cm aksellengden.

Det er en lang rekke andre variabler som kan bli regulert i skovletransportører. Skovlevinkelen er orienteringen til en individuell skovle målt ved en linje som er projesert ned til akselen fra overflaten av skovlen med hensyn på en linje som er parallell til aksen på skovlen. Som en person innenfor transportørfagområdet vil kjenne, vil en skovlevinkel på 45° skaffe tilveie de største aksiale kreftene (dvs. i retningen til akselaksen) til det materialet som blir transportert. Når denne vinkelen avtar mot 0 eller øker mot 90°, avtar de aksiale kreftene. Ved 0 og 90° blir det ikke skaffet tilveie noen aksiale krefter i det hele tatt.

En spesiell fordel ved anvendelse av skovlekonfigurasjonen i motsetning til andre alternative konfigurasjoner, slik som båndblander og kontinuerlig skrue med bøyde åpninger på skovlen, er at med skovlene har man mulighet til å skaffe tilveie en unik og definert orientering på skovlene relativt til rotasjonsaksne. Med dette menes at skovlene kan bli tilknyttet akselen ved spesifikke punkter langs rotasjons-aksen. Videre kan skovlevinkelen som er definert over bli arrangert slik at skovlene kan spesifikt bli orientert for å skaffe tilveie enten en forover- eller bakoverbevegelse på materialet som blir prosessert gjennom reaktoren. Dette har den fordel at i anvendelsen av apparaturen, kan skovlene bli orientert som nødvendig for å skaffe tilveie en gitt mengde av reaksjon i en gitt del av reaktoren eller til enten å begrense eller fremskyve materialet som blir bearbeidet. En videre fordel med skovler er at de individuelle skovlene raskt kan bli justert for å skaffe tilveie endringer med hensyn på operasjonsbetingelser mellom forskjellige tretyper eller forskjellige prosesseringsbetingelser i motsetning til kontinuerlig skrue, og lignende, som krever at man erstatter hele enheten.

Skovlestørrelsen og formen er ytterligere variabler. De fysikalske dimensjonene til særlig flate skovler til anvendelse i forskjellige diameterskovletransportører har blitt standardisert ved Conveyor Equipment Manufacturer's Association ("CEMA") i deres bulletin ANSI/CEMA 300-1981 med tittelen "Screw Conveyor Dimensional Standards". Denne bulletinen refereres det til når spesifikke dimensjonsdetal-jer og alternative transportelementkonfigurasjoner. Andre former slik som kopp, kurvede eller vinklede skovleutform-inger kan også bli tilpasset avhengig av de ønskede bleke-resultatene.

Endelig har skovletransportører en viss "hånd", som i forbindelse med retningen på flotasjonen av akselen bestemmer en aksial retning på strømmen av materialet som skal bli transportert. En "venstre hånd" konfigurasjon på en aksel som blir rotert i klokkeretningen, når man ser fra enden av akselen, transporterer materialet vekk fra iakttageren, mens en "høyre hånd" konfigurasjon som roterer med klokken, transporterer materialet mot iakttageren. For transport mot klokken blir materialet transportert motsatt: strømretningen blir reversert ved å reversere retningen på rotasjonen.

Selv om den foretrukne operasjonsmåten til apparaturen i foreliggende oppfinnelse utnytter et beholderfyllnivå på ca. 10 til 50$ og fortrinnsvis ca. 15 til 40$, har billedanalyse-teknikker vist at hoveddelen av massefibrene plassert i reaktoren i foreliggende oppfinnelse har blitt suspendert i gassfasen. Dette er i motsetning til fibrene som blir beveget langs bunnen av transportrøret som man normalt kunne forvente ved å anvende en lukket skovlekontinuerlig skrue-transportør.

"Fyllnivå" som ble anvendt her refererer til mengden av masse i de åpne rommene i reaktoren ved volum. For eksempel indikerer et fyllnivå på 25$ at 25$ av de åpne rommene i reaktoren er fylt med masse, basert på bulktetthet av massen når den er i hvile, mengden av masse i reaktoren og reaktor-volum. For en hvilken som helst spesiell transportørutform-ing, massetilførsel og aksel-RPM, blir et spesielt fyllnivå

oppnådd. Ved å variere RPM ved konstant massetilførselshas-tighet, kan fyllnivået bli endret. Hvis RPM blir øket, blir fyllnivået redusert tilsvarende. I foreliggende oppfinnelse må fyllnivået være tilstrekkelig til at det muliggjør at en betydelig andel av massen blir dispergert. Dette krever generelt et fyllnivå på ca. 10$. På tilsvarende måte er fyllnivået fortrinnsvis mindre enn ca. 50$ slik at det skaffer tilveie tilstrekkelig åpent rom som massen kan bli dispergert i. Fordelaktige fyllnivåer er i området fra ca. 15 til 40$. Fyllnivåer så høye som ca. 75$ kan bli anvendt, men med redusert gass/massekontakteffektivitet.

Reaktoren i foreliggende oppfinnelse blir konstruert på en slik måte at den minimaliserer den aksiale dispersjonen av fibrene når de blir transportert fremover. Konvensjonell teknikk anbefaler ikke anvendelse av en skovletransportør som omfatter mindre-enn-CEMA-standardstørrelse skovler montert i en ikke-overlappende skovlekonfigurasjon. Kjent teknikk vil medføre store usvøpede områder eller døde soner i reaktoren, og dette resulterer i en vid masseoppholdelsestidfordeling med ikke-jevn bleket masse som et resultat. Konvensjonell teknikk vil også foreslå at suspendering av fiberen vil forårsake at en del av fiberen faller over transportørsenter-akselen, og i dette tilfellet vil fiberen ikke transporteres forover så effektivt, og dette medfører igjen en stor aksial dispersjon av fiberen. Den foretrukne skovleutformingen av foreliggende oppfinnelse resulterer uventet i en smal aksial dispersjon av fiberen. Den foretrukne skovleutformingen suspenderer fiberen ved å gi tilstrekkelig moment for å transportere den forover mens den forårsaker radial bevegelse slik at fiberen suspenderer i gassfasen. Det samme fenomen presser også fibrene i de døde sonene slik at de likeledes beveger seg forover med sluttresultatet som bare er en liten grad med aksial dispersjon av fibrene når de beveger seg forover. Denne lille graden av dispersjon tilsvarer en smal fiberoppholdelsestidfordeling, dette resulterer i jevn bleking. Disse trekkene tillater at massepartiklene blir vesentlig jevnt delignifisért og bleket til ønsket lignin-innhold, viskositet og klarhet.

En foretrukket transportør er en som har skovler plassert i 240°avstander i en helisk fjerdedel-skovlemønster langs lengden på akselen, der hver skovle er plassert i en tilnærmet 45° vinkel til aksen på akselen. I en 48,3 cm transportørreaktor, med innkommende høykonsistens masse som beskrevet over, er transportørlengden slik at oppholdstiden for massen er tilnærmet 60 sekunder for akselhastigheter på ca. 75 RPM mens gassoppholdstiden er ca. 50 sekunder.

En variasjon av skovlene som blir anvendt for skovler, kutt og foldede skovler og andre typer transportører. En fjerdedels skovle har blitt funnet å være fordelaktig til reaktoren i foreliggende oppfinnelse selv om det er mulig å anvende andre grader av skovler til spesielle anvendelser.

CEMA-standardene fremsetter visse skovlebladestørrelser for gitte diametre. I denne oppfinnelsen vil de størrelsene bli referert til som "standard"-størrelse. For å oppnå høy masse/gasskontakt, kan store skovler som har et areal på to ganger standardstørrelse bli anvendt. Imidlertid øker også slike store skovler transporthastigheten betydelig. For økede blandingseffekter, kan små skovler som har et areal på ca. halvparten av en standardskovle bli anvendt.

Skovlevinkelen kan også bli variert etter ønske. Selv om 45° vinkeler er foretrukket for maksimal aksial bevegelse, kan andre vinkler bli anvendt for å øke oppholdstiden til massen i reaktoren.

Skovleavstanden er viktig for å unngå brodannelse av massen når den beveger seg gjennom reaktoren, siden brodannelse svekker muligheten for å oppnå jevn massebleking. Brodannelse (dvs. foroverbevegelse av masse i store klumper eller masser som har dannet buer mellom etterfølgende skovler) er forårsaket av sammenpressing og konsolideringskrefter som blir øvet på massen som øker massetettheten og massens evne til å feste til seg selv.

For en hvilken som helst spesiell transportørutforming, kan en person innenfor fagområdet beregne de estimerte konsoli-deringskref tene eller trykket på massen fra operasjonskarak-tertrekkene til transportøren som utnytter inertialkraften fra sentrifugalbevegelsen til skovlene og det statiske hodet fra vekten av massen deri. Konsolideringstrykkene for standard skovletransportører med forskjellig diametre når de blir operert ved et fyllnivå på ca. 25$ og ved forskjellige RPM er illustrert i fig. 1. For eksempel vil en 0,6 m diameter skovlereaktor operert ved 60 RPM generere et estimert konsolideringstrykk på ca. 241,3 kPa.

For den spesielle massen som skal bli bleket, kan man måle massestyrke versus konsolideringstrykk og deretter bestemme hvor langt fra hverandre skovlene må være for å forhindre brodannelse (lengden over som massen ikke bærer sin vekt og vil brytes til mindre segmenter). For 42$ konsistens sørlig bartremasse, illustrerer fig. 2 en grafisk representasjon av beregnet kritisk (minimum) skovleavstand versus konsolideringstrykk. I det spesielle eksempelet foreslås det et konsolideringstrykk ved 241,3 kPa en minimum skovleavstand på ca. 15,2 cm.

Skovleavstand blir bestemt ved å måle en rett linje mellom de to nærmeste punktene til tilgrensende skovlekanter. For en 240° fjerdedels skovletransportør, er de to nærmeste punktene bakkanten til den første skovlen og forkanten til den fjerde skovlen. For andre konfigurasjoner, slik som 60° full skovle, vil de to nærmeste punktene være bakkanten til den første skovlen og forkanten til den andre skovlen. For en hvilken som helst spesiell skovlekonfigurasjon, må denne avstanden være større enn den kritiske buedimensjonen til massen for å unngå brodannelse.

Ozongassen kan bli innført i en hvilken som helst posisjon gjennom den ytre veggen til kappen i reaktoren. Skovlen kan også hjelpe til i å indusere strømmen av ozongass i radial retning, og således forbedre masseoverføring.

Ved lave RPM .beveger skovlene massen på en måte slik at den synes å bli "rullet" eller "løftet og droppet" gjennom reaktoren. Ved høyere RPM blir massen dispergert i gassfasen i reaktoren, og massepartiklene separerer jevnt og fordelt med gassen, og dette forårsaker jevn bleking av massen. Således oppnår foreliggende foretrukne skovletrans-portør målene med foreliggende blekeprosess, nemlig: (1) Store tonnasjer med masse kan bli transport gjennom reaktoren uten vesentlig sammenpressing, brodannelse eller tetting av massen mens massen går fremover på en nesten pluggstrømmåte, ved fyllnivåer som er høye nok til at det resulterer i aksepterbare gass-massekontakt, (2) Vesentlig alle massepartiklene blir jevnt bleket i det tidspunktet de forlater reaktoren, og (3) En stor mengde (større enn 75 og fortrinnsvis større enn 90$) av ozonet blir konsumert ved det tidspunktet den forlater reaktoren.

En annen faktor som er viktig i ozonblekereaktorutformingen er oppnåelse av jevn bleking av massepartiklene med gassformig blekemiddel, via kontroll av oppholdstidsfordeling av massen i reaktoren. Masseoppholdstidsfordelingen i reaktoren bør være så smal som mulig, dvs. massen bør ideelt transporteres gjennom reaktoren på en plugg-strømlignende måte. Hvis noen massepartikler beveger seg for raskt gjennom reaktoren, vil de bli ublekede, mens de som beveger seg for langsomt blir bleket for mye.

Som beskrevet over, tillater skovletransportøren at massen kommer effektivt i kontakt og blir blandet med gassen. Det ble uventet funnet at økning av RPM i disse relativt ineffektive transportørene muliggjorde at dispergert masse ble transportert gjennom reaktoren på en plugg-strømlignende måte. Denne dispergerte plugg-strømbevegelsen muliggjør at massen oppnår den ønskede oppholdstidsfordelingen i reaktoren.

For å bestemme masseoppholdstiden for en spesiell transportør har en indikatorteknikk blitt utviklet som anvender litiumsaltet. Siden litium generelt ikke er tilstede i delvis delignifisert masse som skal bli bleket med ozon i reaktoren i oppfinnelsen, inkluderer denne teknikken tilsetning av et litiumsalt, slik som litiumsulfat eller litiumklorid, som en sporsetter inn i massen som kommer inn i reaktoen på et spesielt tidspunkt, prøvetaging av massen som kommer ut fra reaktoren ved forhåndsbestemte tidsintervaller etter at litiumsaltet har blitt tilsatt, måling av litiummengden i hver prøve, og grafisk tegning av litiumkonsentrasjon vs. tid.

Fig. 3 illustrerer oppholdstidsfordelingen til fem forskjellige skovletransportører i en 49,5 cm indre diameter reaktorkappe der en mindre mengde litiumbehandlet masse blir tilsatt ved reaktormasseinnløpet og prøvene blir tatt fra reaktormasseutløpet ved regulære tidsintervaller deretter. Reaktoren ble operert ved et 20$ fyllnivå for hver transportørkonfigurasjon og ved 20 tonn pr. dag masse tilførselses-hastighet. Kurvene viser at transportørene som er mindre effektive transportører, krever operasjon ved høyere RPM for å opprettholde et ønsket fyllnivå, skaffe tilveie en smalere masseoppholdstidsfordeling som er nærmere den virkelige tettingsstrømmen. Denne reguleringen av masseoppholdstidsfordeling bidrar til jevnhet av blekingen av massen.

En kortnotasjon blir anvendt for å betegne de forskjellige skovlekonfigurasjonene: det første tallet er vinkelavstanden til skovlene; dette taller er etterfulgt av bokstaver, F, E eller Q som står for henholdsvis fullstignings-, halvstig-nings eller fjerdedelsstignings-skovlearrangementer. De neste to bokstavene indikerer skovlestørrelse: SD-standard-størrelse (dvs. CEMA-standard for fullt stigende transportører); LG-stor (2X standard) størrelse; SM-liten (1/2 standard) størrelse. Det siste nummeret er aksel RPM, og hver skovlevinkel med hensyn på akselen er 45° dersom den ikke er utformet på annen måte. 240 O-SM-90 RPM betegner for eksempel 240° fjerdedel stigning liten størrelse skovle på en aksel rotert ved 90 RPM. 240 Q-SM-90 RPM 25° er av samme utforming med unntagelse av at skovlevinkelen er 25° i stedet for 45° .

I en ideell plugg-strømreaktor har alt materiale som strømmer gjennom reaktoren den samme oppholdstiden, dvs. den forbruker den samme tidsmengden i reaktoren før den kommer ut på den andre siden. I virkeligheten kan dette resultatet ikke bli eksakt oppnådd. I stedet vil noe materiale forbruke mer tid i reaktoren enn annet materiale, og dette blir bleket relativt til den gjennomsnittlige mengden, mens annen masse med en kortere oppholdstid vil bli mindre bleket relativt til gjennomsnittet.

Masseoppholdstidsfordelingen ("RTD") kan bli målt ved å anvende litiumindikatorteknikken som er beskrevet over der en mindre mengde av massen blir behandlet med en litiumsalt-tracer. Massen blir deretter tilsatt alt på en gang til reaktorinnløpet ved tidspunktet null (t = 0). Konsentrasjonen av litium i massen blir deretter registrert ved reaktorutløpet ved å ta bestemte masseprøver og å måle litiumkonsentrasjonen. Evis litiumkonsentrasjonen blir målt kontinuerlig, kan et kontinuerlig RTD bli oppnådd.

De følgende definisjonene er tatt fra Levenspiel, 0., The Chemical Reactor Omnibook. OSU Book Stores, Inc., januar 1989 (ISBN: 0-88246-164-8). Den gjennomsnittlige masseoppholdstiden er:

hvis tracerkonsentrasjonen, c,., blir oppnådd på kontinuerlig måte, mens hvis Cr er i diskret form, kan t,,, bli tilnærmet ved: der n prøver ble oppnådd for oppholdstidsfordelingen. Variansen, , til oppholdstidsf ordelingen er et mål på hvor vid den er. Dette er gitt som: og kan bli tilnærmet for diskret fordeling som:

For en perfekt plugg-strømbeholder, vil variansen være null. Dess større varians, dess videre er masseoppholdstidsfordelingen, og således mer aksial blanding. En videre oppholdstidsfordeling vil føre til mindre jevn bleking, med noen fibre som er for mye bleket og noen som er for lite bleket. Dette kan umuliggjøre bleket massekvalitet og kan konsumere omfattende blekekjemikalie. Variansen kan således bli anvendt som et mål på bleke jevnhet med et lite tall som det foretrukne.

For å sammenligne bl eke jevnhet en mellom eksperimenter som har forskjellige gjennomsnittlige oppholdstider, er det nødven-dig å normalisere variansen. Dispersjonsindeks ("DI") er definert som følger: for kontinuerlig målte oppholdstidsfordelinger, som kan bli tilnærmet som:

for diskrete fordelinger. Dispersjonsindeksen er proporsjo-nal med variansen. Denne normaliserte variansen, som måler avvik fra pluggstrøm og således er et mål på aksial dispersjon, vil bli anvendt som indikator på blekeenhet. En verdi på null vil indikere perfekt pluggstrøm. Store verdier indikerer dårlig blekejevnhet.

For å illustrere begrepene, henvises det til fig. 4 der den eksperimentelt bestemte masseoppholdstidsfordelingen er plottet for to forskjellige skovleutf orminger: 60° full stigning med overlappende skovler, og 240° fjerdedels stigning med ikke-overlappende skovler. I hvert tilfelle var massefremstillingshastigheten ca. 20 tpd. Skovleakselrota-sjonshastighetene var henholdsvis 25 og 90 rpm. Legg spesielt merke til at selv om de gjennomsnittlige oppholdstidene var omtrentlig de samme (49 og 45 sekunder), var bredden på fordelingen meget forskjellig.

I det første tilfellet (60° utforming), hadde ca. 10$ av massen en oppholdstid på mindre enn 32 sekunder, mens en annen 10$ hadde en oppholdstids som var mer enn 71 sekunder. I det andre tilfellet (240° utforming), er det tilsvarende området 36 sekunder og 55 sekunder. Det vide området er indikert med høyere dispersjonsindeks, 8,2 vs. 2,6. Massen med den korteste oppholdstiden vil være for lite bleket og den med den høyeste vil være for mye bleket, relativt til gjennomsnittlig mengde bleking. Denne effekten vil være større i det tilfellet med høyere dispersjonsindeks.

Sammenligning kan også bli gjort med lukkede skovleskrue-transportører. Selv om lukkede skovleskruer frembringer nær pluggstrøm med lave DI-verdier, dispergeres ikke massen i gassen. Det er ikke nok for å oppnå pluggstrøm dersom massen ikke også blir dispergert, siden pluggstrømmen av ikke-dispergert masse også resulterer i ikke-jevn bleking. Som beskrevet over, blir massen i skovletransportøren løftet og kastet i reaktoren for å maksimalisere hastighet og effektivitet i blekeprosessene, som skyldes øket overflateareal av massefibrene som er eksponert til ozon.

Det er også blitt funnet at å utnytte en kuttet og foldet skruestigende utforming oppnås resultater som er noe tilsvarende de som kan oppnås ved anvendelse av en skovle-transportør. En typisk kutte- og foldeskruestigende utforming er vist med 52 i fig. 17. De åpne delene 54 til skovlen 56 tillater at gassen blir rettet gjennom disse, mens de foldede delene 58 forårsaker både radial fordeling av gassen og passende løfting, kasting, fortrengning og dispersjon av massen i gassen ved at massen blir forflyttet for å oppnå den ønskede jevne blekingen. Ved korrekt innstilling av reaktorlengden, skruestigning, skruerotasjons-hastighet og utforming, kan en relativt kort gass og masseoppholdstid med jevn eksponering av massen til gassen bli oppnådd, og resultatet av dette er en meget jevn bleket masse.

Den samlede effektiviteten til denne apparaturen for bleking er hovedsaklig kontrollert ved utvikling av en indre skovlekonfigurasjon som kjører motsatt i forhold til konvensjonell transportørteknikk. Som bemerket over, har den konvensjonelle skovleutformingen for transportører blitt spesifikt utviklet for å forbedre transporteringseffektivlteten, mens i foreliggende oppfinnelse har utformingen til hensikt i det vesentlige å redusere transporteffektiviteten. En slik reduksjon av transporteffektivitet, tillater imidlertid forbedret kontroll av masseoppholdelsestiden, kvaliteten på massen som er tilgjengelig for kontakt, og energiutnyttelsen som er nødvendig for å oppnå passende gass og masseblanding. Lavere transporteffektivitet tillater relativt høye rota-sjonshastigheter til skovlene, og således økes dispersjonen og suspensjonen av massen i gassfasen mens man beholder en relativt lang masseoppholdelsestid i reaktoren for kontakt med ozonet.

For å illustrere effektene av fyllnivå og masseoppholdelsestid ved å variere skovledesignet, henvises det til fig. 5 og 6. For disse transportørene var massetilførselen 20 ovns-tørkede tonn pr. dag (ODTPD), skovlevinkelen til akselen var 45° dersom annet ikke er utformet, og en 6$ ozon/oksygen-blanding ved 35 SCFM ble igjen utnyttet. Gassoppholdelses-tiden var ca. 60 sekunder. Massen hadde en konsistens på ca. 42$ slik at ozonanvendelsen var 1$ på O.D.-masse. Data antyder at fyllnivåer mellom ca. 20 og 40$ ved akselhastigheter på 40 til 90 rpm og en masseoppholdelsestid på ca. 40 til 90 sekunder er foretrukket når en ozonanvendelse på ca. 1$ på ovnstørket tørr masse blir utnyttet. I tillegg viser disse grafene hvordan en endring i aksel-EPM kan påvirke fyllnivå, masseoppholdelsestid og ozonomdanning. I oppfinnelsen er en gassoppholdelsestid på minst ca. 50$ eller mer av oppholdstiden til massen nyttig, med minst ca. 67$ som det foretrukne.

I fig. 5 og 6 er prosent ozonomdanning indikert ved en nummerisk verdi som er forbundet med visse datapunkter på grafen. Disse nummeriske verdiene er også opplistet i tabell IX i eksempel 10 sammen med de respektive skovleutformingene og reaktoroperasjonsbetingelsene. Disse data antyder at høyere fyllnivåer kan bli oppnådd ved å redusere stigningen på transportøren, utnytte mindre skovler eller ved å anvende en flatere skovlevinkel. Spesielt blir dramatiske reduk-sjoner i transporteffekten oppnådd ved å endre skovlevinkelen fra 45° til 25° . For å kompensere er det nødvendig med mye aksel-RPM for å beholde fyllnivåer.

Lavere stigning og mindre skovletransportører blir operert ved høyere aksel-RPM mens man beholder de ønskede fyllnivåene på 20 til 40$ uten å forårsake brodannelse eller tetting av massen. Ozongassomdanning i området fra 90 til 99$ blir også oppnådd, og konsumerer således effektivt ozonet og reduserer kostnaden for å skape den samme.

Fra disse data kan en person innenfor fagområdet velge både optimal skovleutforming for å oppnå de ønskede oppholdstidene og fyllnivåene, så vel som hvordan man skal justere RPM for å regulere fyllhastighet for en hvilken som helst massetilfør-selshastighet. For eksempel vil senket aksel-RPM ved konstant tilførsel øke oppholdstid og fyllnivåer. Denne utformingen tillater således at operatørene justerer transportyteevnen som svar på endringer i massetilførsels-egenskaper, produksjonshastighet eller andre operasjonsbetingelser.

Selv om reaktoren i oppfinnelsen kan bli utnyttet til å bleke en lang rekke forskjellige masser, vil et ønskelig område for begynnende masseegenskaper som kommer inn i reaktoren for bartre- eller løvtremasse være et K nr. på 10 eller mindre, en viskositet som er større enn ca. 13 eps og en konsistens som er over 25$ men mindre enn 60$. Før de kommer inn i reaktoren, kan massepartiklene bli kondisjonert ved surgjør-ing og/eller tilsetning av natalgelaterende midler for å øke effektiviteten av ozonforbruk av massen. Etter bleking av massen som beskrevet her, har massen som kommer ut av ozonreaktoren en GE-klarhet på minst ca. 45$ og generelt ca.

45 til 70$, med bartrær vanligvis over 45 og løvtrær over 55$. Massen (for løvtrær eller bartrær) har også en viskositet som er større enn ca. 10 og en K nr. på 5 eller mindre, og generelt mellom ca. 3 og 4.

En apparatur ifølge foreliggende oppfinnelse er skjematisk illustrert i fig. 7. Før massen kommer inn i apparaturen, blir den sendt inn i en blandekasse der den blir kondisjonert ved behandling med syre og et gelaterende middel. Den surgjorte, gelaterte lav-konsistensmassen blir innført i en fortykningsenhet for fjerning av overskuddsvæske fra massen, slik som en tvillingrullepresse der konsistensen i massen heves til det ønskede nivået. Minst en del av denne overskuddsvæsken kan bli resirkulert til blandekassen.

Den resulterende høykonsistensmassen blir deretter sendt gjennom en skrueføder som virker som en gassforsegling for ozongassen i en ende av reaktoren og deretter gjennom finfordelingsenheten, slik som en fluffer, der massen blir finfordelt til massefiberflokkulanter av en tilstrekkelig størrelse som fortrinnsvis måler ca. 10 mm eller mindre i størrelse. De finfordelte partiklene blir deretter innført i et dynamisk ozonreaksjonskammer som innbefatter en transportør og som er spesifikt utformet for blanding og transportering av massepartiklene slik at det tillates at hele overflaten til partiklene blir eksponert til ozongassblandingen under bevegelse av massen. Etter ozonblekebehandling, får massefiberflokkulantene anledning til å falle fra reaktoren inn i en fortynningstank,

Som vist i fig. 7, blir høykonsistensmasse 10 sendt inn i en f infordelingsinnretning, slik som en fluffer 12, som er montert i en ende til ozonreaktor 14. Fluffer 12 finfordeler den innkommende høykonsistensmassen til massefiberpartikler 16 som deretter faller inn i reaktorkammeret. Ozongassen 18 blir innført i reaktoren 14 på en måte slik at den strømmer motstrøms til massen. Massefiberpartiklene 16 blir bleket av ozonet i reaktor 14 typisk for å fjerne en vesentlig del, men ikke alt ligninet derfra. Massefiberpartikler 16 kommer i nær kontakt og blir blandet med ozonet ved anvendelse av en skovletransportør 20, som i en foretrukket utførelsesform inkluderer en lang rekke skovler 22 montert på en aksel 24 som blir rotert ved hjelp av motor 26.

Transportør 20 fremfører massefiberpartiklene 16 mens den kaster og fortrenger dem i en radial retning. Ozongassen blir indusert ved skovler 22 for å strømme og omgi massefiberpartiklene slik at hele overflaten til partiklene blir eksponert til ozonet for vesentlig fullstendig inntrenging. Skovletransportøren fremfører massefiberpartiklene på en plugg-strømlignende måte ved en kontrollert masseoppholdstid. Ozongassoppholdstiden blir også kontrollert. Disse trekkene tillater at massefiberpartikler i det vesentlige blir jevnt delignifisert og bleket av ozonet.

I motstrømsprosess-konfigurasjonen er spesiell oppmerksomhet også rettet mot utforming av massefiber innløps/gassutløps-seksjonene for effektivt å separere gass og fiberstrømmer. Spesielt blir gasshastighetene i gass-masseseparasjonssonen opprettholdt under den kritiske hastigheten som vil medføre massen i den utstrømmende gasstrømmen. Fig. 8 er en forstørret ytre skisse av reaktor 14 i fig. 7. Fig. 9A og 9B viser transportørseksjonene til skovletranspor-tør 20 som er plassert i reaktoren. Masse fra flufferen kommer inn i reaktor 14 gjennom masseinnløp 34, og faller på skovletransportørseksjon 20A i øvre kappe 38. Transportør-seksjon 20A har en høyrehånds skovleutforming som beskrevet under. Masseinnløp 34 inkluderer gassformig blekemiddelutløp 82 som tillater at ozon/oksygenblandingen kommer ut etter kontakt med massen. Massen beveger seg i retningen til pil A inntil den når enden av øvre kammer 38, og på dette tidspunktet faller den gjennom en leder, i form av en fallrenne 40, og på transportørseks jon 20B i den lavere kappen 44. Transportørseksjon 20B har en venstrehånds skovleutforming slik at massen beveger seg i samme retning som pil B. På slutten av den nedre kappe 44, faller massen gjennom utløp 46 og inn i massefortynningstank som vist i fig. 7. I den øvre delen av tank 30 blir høykonsistens masse som inneholder resterende mengder ozon samlet. Resterende ozon kan fortsette å reagere med massen inntil den når den nedre delen av tanken der fortynningsvann 32, som tjener som en ozongassforsegling i den ytre enden av reaktoren, blir tilsatt for å redusere konsistensen i masssen til et lavt nivå for å forenkle bevegelse av den blekede masse 34 gjennom de etterfølgende prosesstrinnene. Skovletransportørseksjonen 20A og 20B blir drevet av motor 48, som roterer akselen til transportseksjon 20B, som deretter overfører rotasjonskref-tene til akselen i transportørseksjon 20A gjennom drivkobling 50. Alternativt kan adskilte drivmotorer bli anvendt for hver aksel.

Akselen til transportørseksjon 20A i den øvre kappen (vist i fig. 9A) har tre adskilte soner: en første massetilfør-selssone (A) som er plassert under masseinnløp 34, en andre sone (B) som tjener som en gassformig blekemiddelreaksjonssone, og en tredje massepartikkelutløpssone (C) som omfatter en bar aksel uten noen skovler, plassert over fallrenne 40. I noen anvendelser kan sone A ha den samme skovlekonfigurasjon som sone B.

Når massen kommer inn i øvre kappe 38, er den ved sin laveste bulktetthet etter passering gjennom flufferen 12. Begynnende sammenpressing foregår når denne lave tetthetsmassen møter tilførselssoneskovler 22A. Den første sonen på akselen har således en høyere transportørhastighets-skovlekonfigurasjon enn den andre sonen for å skaffe tilveie det ønskede massefyllnivået. Massebevegelsen er omtrent to ganger så rask som den som forekommer i den gassformige blekemiddel-reaksjonssonen (B). På grunn av dette utnytter sone (A) halvstigning standardstørrelsesskovler 22A orientert 45° til akselen, mens sone (B) utnytter 240° fjerdedels stignings liten (dvs. halv) størrelsesskovler 22B, også orientert 45° på akselen. Skovlene i seksjon A og B er festet til akselen på transportør 20A på en "høyrehånds" konfigurasjon for å transportere massen mot massepartikkelutløpssone C ved rotasjon med klokken på akselen (som man observere ved å se fra venstre side av fig. 8).

Etter å ha falt ned i den nedre kappe 44, ved hjelp av fallrenne 40, blir massen transportert på transportørsek-sjonen 20B i en retning som er motsatt i forhold til den som resulterer fra rotasjon av transportørseksjon 20A. Denne bevegelsen blir produsert siden skovler 22C på transportør-seksjon 20B er konfigurert i et "venstrehånds"-arrangement, i motsetning til "høyrehånds"-konfigurasjonen til skovlen 22A og 22B på transportørseksj onen 20A. Skovlene 22C på transportørseksjon 20B roterer også i en retning med klokken (ved å se fra venstre side) på en måte som tilsvarer skovlene i øvre kappe 38. På transportørseksjonen 20B vil massen til å begynne med møte gassformig blekemiddelreaksjonssone D der den kommer i kontakt med skovlene 22C. Skovlene 22C er 240° skovlestigende små (dvs. halv) størrelsesskovler, orientert i en vinkel på 45° på akselen. Dette arrangementet, som beskrevet over, forenkler reaksjonen mellom massen og ozoninneholdende blekemiddel. Zone E i transportørseksjon 20B, som ligger direkte over utløp 46, har ingen skovler i ren spesifikk lengde for å tillate at massen faller ut av reaktoren gjennom utløp 46 og inn i fortynningstanken som er lokalisert direkte under.

Som nevnt over, driver en motor 48 og en kobling 50 synkront hver aksel samtidig. Fig. 10 illustrerer skovlekonfigurasjonen som man finner i de gassformige blekemiddelreaksjonssonene (dvs. sonene B og D) av henholdsvis øvre kappe 38 og nedre kappe 44. Som beskrevet over, har skovler 22B og 22C 240° fjerdedels stigning, og er orientert i en vinkel på 45° på akselen. Fig. 11 og 12 viser forbindelsen mellom alle skovler 22 til aksel 24. Skovleblad 22 er sveiset eller på annen velegnet måte knyttet til mutter 23. Denne kombinasjonen blir festet til aksel 24 ved en tvunnet stav 25 som passerer gjennom mutter 23a i forbindelse med mutter 23 for sikkert å holde skovlebladet på aksel 24 i den ønskede orienteringen. For skovlene som er vist i fig. 11-12, er skovlebladene 22 posisjonert i den mest foretrukne vinkelen på 45° til den langsgående aksen til aksel 24. Blader 22 kan være posisjonert i en hvilken som helst ønsket vinkel ved å løsne muttere 23a, rotering av bladet 22, og gjen-festing av muttere 23a; og således muliggjøre at transportørskovlene blir modifisert til de spesielle anvendelsene. I stedet for dette boltearrangement kan skovlene være direkte sveiset til akselen for mer permanente transportørutforminger.

Bladene inkluderer en overflate som har en bredde og en lengde som er tilstrekkelig til å ta opp, løfte og dispergere massen langs hele radius i reaktoren. Overflaten har også konfigurasjon og er plassert slik at den fremfører massepartiklene aksialt.

Selv om en skovletransportør er foretrukket, kan andre transportørkonfigurasjoner bli anvendt. En velegnet reaktor kan bli laget ved å anvende en skrueskovletransportør som har såkalte "kuttede og foldede" skovler, som vist i fig. 17 som er diskutert over. En serie med kileformede skovler 60 (vist i tverrsnitt i fig. 20) eller albueformede løfteelementer 62 (vist både fra side og tverrsnitt i fig. 19) er også nyttige for å suspendere massen i det gassformige blekemidlet. Båndblandere 64 kan også bli anvendt (fig. 18). En stigende reaktor som utnytter en totalt flat båndskovle, dvs. en som har en uendelig skovle, med vinkler i stedet for flate blader, transporterer fiberpartiklene med en tilsvarende løfte- og fallevirkning for å gjennomføre den ønskede gass-massekontakt og reaksjon. Den stigende båndutformingen resulterer i plugglignende strømbevegelse til den dispergerte massen med lite tilbakeblanding, men denne utformingen kan ikke bli justert så enkelt som skovletransportøren. En kombinasjon av skovler og kuttede og foldede skovler kan bli anvendt, hvis ønskelig, i overensstemmelse med det foregående. Umodifiserte full-skrueskovletransportører er typisk ikke aksepterbare, fordi de generelt "skyver" massen gjennom, i stedet for å kaste og fortrenge den som skovletransportøren gjør. Konvensjonelle skrueskovler skaffer ikke tilveie tilstrekkelig blanding og kontakt av masse og ozon for å oppnå jevn bleking av massen dersom det ikke blir operert ved ekstremt lave fyllnivåer (<10$) og ved relativt høye masseoppholdelsestider.

Som diskutert i beskrivelsen, er det foretrukne gassformige blekemidlet ozon. Prinsippene ved operasjon av denne reaktoren kan imidlertid bli utnyttet for bleking av masse med andre gassformige blekemidler slik som klor, klordioksyd etc. Selv om klorinneholdende blekemidler ikke er foretrukket på grunn av generering av utslipp som inneholder relativt store mengder klorider og potensielle miljømessige effekter av klorinerte organiske forbindelser i slike utslipp, kan de med suksess bli utnyttet som blekemidler i reaktoren i oppfinnelsen. For å unngå miljømessige betraktninger når det gjelder forurensning, er ozon det mest foretrukne gassformige blekemidlet.

Ozonreaktoren er tegnet som en horisontal, forlenget kappe i fig. 7. Hvis ønskelig, kan imidlertid kappen være i svak vinkel med hensyn på horisontalplanet for å tillate at tyngdekraften hjelper i forflytting av massepartiklene. En typisk "forflyttingsvinkel" opp til 25° kan bli anvendt.

Reaktoren i fig. 7 viser massen som blir behandlet med ozon motstrøms med ozongassblanding. Massen som kommer inn i reaktoren har det høyeste lignininnholdet og er til å begynne med i kontakt med den utløpende, nesten utsluppede ozonblandingen og frembringer dermed den optimale muligheten til å konsumere så og si all ozon. Dette er effektiv fremgangsmåte for å strippe ozon fra ozon/oksygen eller ozon/luftblanding. Alternativt kan imidlertid den delen av massen som har i liten grad blitt bleket til å begynne med bringes i kontakt med den nylig innført ozonblandingen som inneholder maksimal mengde ozon ved å passere den ozoninneholdende gassen i en retning motstrøms til strømmen av masse.

Når ozon 18 er i kontakt med massen på en motstrømsmåte, kan den resterende ozongassen 28 bli utvunnet som vist i fig. 7. Den resterende ozongass 28 fra utløp 82 (fig. 8) er rettet til et bærergass-forbehandlingstrinn 36 der en bærergass 37 med oksygen (eller luft) blir tilsatt. Denne blanding 40 er rettet mot ozongenerator 42 der passende mengder ozon blir generert for å oppnå den ønskede konsentrasjon. Eiktig ozon/gassblanding 18, som bemerket over, inkludert fortrinnsvis ca. 6 vekt-$ ozon, blir rettet mot ozonreaktor 14 for delignifisering og bleking av massen.

Den blekede massen etter ozonbehandling vil ha en redusert ligninmengde, og derfor et lavere K nr. og en aksepterbar viskositet. De eksakte verdiene for K nr. og viskositeten som ble oppnådd er avhengig av den spesielle behandlingen som massen har vært utsatt for. Den resulterende massen vil også være merkbart klarere enn utgangsmassen. For eksempel vil sørlig bartre ha en GE-klarhet på ca. 45 til 70$.

Eksempel

Eekkevidden av oppfinnelsen blir videre beskrevet i forbindelse med følgende eksempler. Dersom annet ikke er angitt, er alle kjemiske prosentdeler beregnet på basis av vekt av ovnstørket fiber (OD). En person innenfor fagområdet vil forstå at endelige klarhetsverdier ikke trenger å bli oppnådd nøyaktig, da GEB-verdier på pluss eller minus fra det endelige er aksepterbare. Den tilførende massen i disse eksemplene er fluffret oksygenbleket masse som har et K nr. på omtrent 10 eller mindre, en viskositet som er større enn 13 eps, en konsistens på ca. 42$ og en innkomstklarhet som generelt er i området fra ca. 38-42$ GEB. Denne massen blir surgjort til en pH på ca. 2 før den blir innført i reaktoren i oppfinnelsen.

I eksemplene 1-10 og 13 som følger, hadde reaktoren en 49,5 cm indre diameter, 6,01 m lang kappe som har transportør-intervaller deri som definert. Full helning av denne reaktoren er 42,3 cm, og tilførselshastigheten dersom annet ikke er presisert, var generelt ca. 20 tonn pr. dag av en 42$ konsistens partielt bleket bartremasse som beskrevete over. Motstrømmende ozongasstrøm ble utnyttet dersom annet ikke er nevnt. Data i eksemplene 11 og 12 ble oppnådd i en 35,6 cm transportør.

Eksempel 1

En kutte- og folde-skruetransportørraktor og en utførelses-form av en skovletype transportørreaktor fra foreliggende oppfinnelse som utnytter samme tilførselshastigheter av masse, rotasjonshastighet og gassoppholdelsestid ble sammenlignet. Som det kommer tydelig frem fra resultatene som er illustrert i tabell I, resulterte anvendelse av skovlekonf iguras jonen i en ozonomdanning som var ca. 18$ høyere enn den som ble oppnådd med den konvensjonelle kutte-og folde-skruetransportørreaktoren. Skovlereaktoren utviste også en forbedret (dvs. lavere) dispersjonsindeks, og dette indikerer en massebevegelse som er nærmere pluggstrøm.

Eksempel 2

I en sammenligning mellom en konvensjonell skruetype transportørreaktor og en skovletransportørreaktor, var skovletype transportørkonfigurasjonen spesifikt utformet til å oppnå en lavere transporthastighet enn skruen. Dette muliggjorde at skovletransportøren ble kjørt ved betydelig høyere rotasjonshastighet, mens man opprettholdt et fyllnivå som var tilsvarende til skruen. Tabell II illustrerer at betydelig større rotasjonshastighet til padletransportøren resulterte i en 24$ økning i ozonomdanning i skovletranspor-tøren. Tabell II illustrerer også hvordan skovlekonfigurasjonen kan spesifikt være utformet for å oppnå utmerket gass-fiberkontakt i motsetning til en konvensjonell transportkon-figurasjon.

Eksempel 3

Utformingen av skovlene i skovletransportøren ble endret for å tillate høyere RPM-operasjoner under opprettholdelse av et konstant fyllnivå på 20$ ved en tilføringshastighet på ca. 18 til 20 ovnstørket tonn pr. dag, og dermed beholde masseoppholdelsestiden konstant. Endringen i utforming ga en betydelig økning i ozonomdanning som klart fremgår av tabell III. Som vist ved dette eksempelet, vil endring av fyllstig-nings konvensjonell skovlearrangement som beskrevet i foreliggende oppfinnelse, dramatisk fobedre gass-fiberkontakt ved å tillate betydelig fyllnivåoperasjon ved høyere RPM.

Eksempel 4

Masseoppholdstidsfordelingen blir betraktet som en indikator på blekejevnhet. I en utførelsesform av oppfinnelsen ble skovleutforming justert slik at den resulterte i en reaktor med en forbedret, dvs. smalere oppholdstidsfordeling. Resultatene som er illustrert i tabell IV demonstrerer at utnyttelse av endret padleutforming tillater bedre blanding ved høyere RPM ved et konstant fyllnivå med betydelig forbedring i dispersjonsindeks (DI). En DI på 0 er en perfekt ikke-dispergert pluggstrøm, mens høyere indeksverdier indikerer at massen strømmer på en mindre plugg-strømlignende måte.

Eksempel 5

En foretrukket skovlekonfigurasjon er en 240°, en fjerdedel stigningsutforming som anvender skovler som har dimensjoner som er halvparten av CEMA-standarden montert på en 45° transportørvinkel. Ved å anvende denne konfigurasjonen skaffes det tilveie en høy ozonomdanningsef fekt som illustrert i skovletransportøren i eksempel 2. Det er overrask-ende at anvendelse av denne konfigurasjonen frembringer ytterligere fordeler med å opprettholde en konstant oppholdstidsf ordeling over et vidt område under operasjonsbetingelsene og fiberoppholdstidene, og forsikrer således jevnhet på blekingen. Dette er illustrert ved litiumindikatordataene som er vist i fig. 14.

Eksempel 6

En sammenligning av motstrøms- og medstrøms-gasstrøm resulterte i gunstig resultater for begge retninger av gasstrømmen. En økning i effektivitet, som er illustrert i tabell V, var et resultat av anvendelse av motstrømmende gasstrøm.

Eksempel 7

Gassoppholdstiden i reaktoren ble justert for å bringe den til et nivå som var tilsvarende som masseoppholdstiden. Resultatene som er illustrert i tabell VI under, demonstrerer at nesten fullstendig ozonomdanning ble gjennomført under oppnåelse av et utmerket økende klarhetsnivå.

Eksempel 8

Ved å endre rotasjonshastigheten til en hvilken som helst spesiell konfigurasjon av skovler, kan masseoppholdstiden bli kontrollert slik at man oppnår det ønskede målet for ozonomdanning, som illustrert under i tabell VII. Dataene som er presentert der er for en 240° Q-STD 45° transportør.

Eksempel 9

De følgende testene ble gjennomført for å vise effektene av en endring i skovleutforming for en konstant tilførsel og samme aksel-RPM.

Dataene viser at en endring til mindre skovler reduserer vesentlig transporteffektiviteten, mens fyllnivå og masseoppholdelsestid i reaktoren øker. Disse endringene har resultert i forbedret blekeyteevne målt ved ozonomdanning og endring i klarhet.

Ytterligere variasjoner er vist i eksempel 10. Fra denne informasjonen kan en fagperson bestemme hvordan man skal utforme og kjøre en spesiell skovletransportørreaktor for å oppnå den ønskede grad av bleking på en spesiell masse.

Eksempel 10

Den følgende tabell IX oppsummerer de spesifikke skovleutformingene og operasjonsbetingelsene som ble anvendt for å lage fig. 5 og 6. En massetilførsel på 20 TDP og en reaktorkappestørrelse på 49,5 cm I.D. ble utnyttet, med et endelig fyllnivå på ca. 20$ for de første fem radene i tabell IX. Igjen ble et 6 vekt-$ ozonblekemiddel anvendt ved en strømhastighet på 35 SCFM for å anvende ca. 1$ ozon på OD-masse.

Data i tabell IX sammen med grafisk presentasjon i fig. 5 og 6 illustrerer at blekeresultater er mulige over forskjellige operasjonsområder for å bestemme optimal gass-massekontakt og ozonomdanningsnivåer. Dataene forteller også hvordan man kan endre aksel-RPM for å kontrollere fyllnivå og masseoppholdstid.

Eksempel 11

For å verifisere at de teoretiske beregningene som er presentert i fig. 1 og 2 var representative for virkelig operasjon av skovletransportøren, ble det gjort en serie med tester for å bestemme massebrodannelse i forskjellige skovletransportører som ble operert under forskjellige parametre. For å gjennomføre disse testene ble en 43,2 cm transportør som var tilpasset en skovleaksel som hadde fem forskjellige skovleavstander - 8,9 cm, 11,9 cm, 14,9 cm, 18,3 cm og 22,9 cm - og ble deretter operert som vist under i tabell X. De virkelige massekonsolideringskreftene (PCF) i kilo/m<2>ble beregnet og den minimale skovleavstanden ble estimert fra de teoretiske data og sammenlignet med virkelige resultater.

Disse data antyder at de teoretiske beregningene stemmer overens med de virkelige observasjonene innenfor ± 2,54 cm, og at de teoretiske verdiene er nyttige for å estimere minimums skovleavstand.

Eksempel 12

For å bestemme den relative graden av dispersjon av masse i de åpne rommene i reaktoren ved forskjellige operasjonsbetingelser, ble følgende tester gjennomført. En 43,2 cm 240° fjerdedel stigning standardstørrelse 45° skovletransportør ble operert ved forskjellige RPM med rotasjon mot klokken. Reaktoren hadde samme fyllnivå i hver test - ca.25$. Et kamera ble montert på enden av akselen og tok stoppfotogra-fier mens akselen opererte ved forskjellige RPM når et av bladene var i posisjon klokken 12. Bildeanalyse ble gjort for å kontrollere arealet i den øvre venstre delen av reaktoren, og beregninger ble gjort for å bestemme hvor mye masse som okkuperte dette arealet, siden dette er represen-tativt for de relative massedispergeringsegenskapene til transportøren når den ble operert ved den spesielle akselhas- tigheten. Resultatene er vist under i tabell XI og i fig. 14-16.

Dette illustrerer høyere massedispergeringsevner til skovle-transportøren når den blir operert ved høyere RPM. Som forklart over, blir fyllnivået i reaktoren redusert når høyere aksel-RPM blir anvendt, men disse data illustrerer fordelene i massedispersjon som kan bli oppnådd ved høyere RPM for samme fyllnviå.

Eksempel 13

Skovletransportøren kan oppnå utmerkede resultater over et stor område med massetilsetningshastigheter. For eksempel ble ozonomdanning på minst 90$ og tilsvarende nivåer av klarhetsøkning oppnådd ved både 18 ODTPD- og 11 ODFTPD-tilførselshastigheter, mens ved 11 ODTPD skovlerotasjonshas-tigheten avtok for å opprettholde et tilnærmet konstant fyllnivå i reaktoren, som vist under i tabell XII.

Selv om det er tydelig at foreliggende oppfinnelse som her er beskrevet, tilfredsstiller målene som er skissert over, er det inneforstått at forskjellige modifikasjoner og utform-inger kan bli gjennomført av personer innenfor fagområdet. For eksempel kan i tillegg til de foretrukne skovletranspor-tørene, andre transportelementer slik som kutte- og folde-skrueskovler, båndblandere, albueformede løfteelementer og kileformede skovleelementer bli anvendt som vist i fig. 17-20.

Claims

1. Reaktorapparatur (14) for ozonbleking av høykonsistens-masse hvori massepartikler som har en konsistens over 20$, en første GE-klarhet, og en partikkelstørrelse som er tilstrekkelig til å forenkle vesentlig fullstending inntrenging i en hoveddel av massepartiklene med ozon når de hl ir eksponert til dette, "blekes til en annen, høyere GE-klarhet,karakterisert vedat apparaturen (14) omfatter: en kappe (38, 44) som har et masseinnløp (34) og et masse- utløp (46); anordninger (12) for å innføre høykonsistens massepartikler (16) inn i kappen; anordninger (18) for å innføre en strøm av ozon som inneholder gassformig blekemiddel inne i kappen (14) for å frembringe en ozoninneholdende gassfase i nevnte kappe (14); og dispergerings- og fremføringsanordninger (20) for kontinuerlig dispergering og eksponering av vesentlig alle overflater til en hoveddel av høykonsistens massepartiklene (16) til det gassformige blekemidlet for å tillate tilnærmet lik tilgang av ozon til alle massepartiklene ved løfting, fortrenging og kasting av massepartiklene i en radial retning for å dispergere partiklene og suspendere massepartikler i gassfase under fremføring av de dispergerte og eksponerte massepartiklene gjennom kappen (14) på en plugg-strømlignende måte med en dispersjonsindeks som er mindre enn ca. 8 i en forhåndsbestemt masseoppholdstid som er tilstrekkelig til å opprettholde et fyllnivå på minst ca. 10$ av de dispergerte massepartiklene i kappen (14) under suspendering av partiklene i gassfase for å oppnå vesentlig jevn bleking ved reaksjon med nevnte ozon gjennom hoveddelen av massepartiklene (16) for å danne en bleket masse som har den andre GE- klarhet, der nevnte dispergering og fremføringsanordninger (20) omfatter en aksel (20) som strekker seg gjennom kappen (14) langs en langsgående akse derav og som har en første ende tilgrensende til masseinnløpet (34) og en andre ende tilgrensende til masseutløpet (46), og anordninger (22) som strekker seg radialt fra akselen for å bevege partiklene (16) gjennom kappen (14) både i radial retning for å frembringe nevnte eksponering og nevnte dispersjon og i langsgående retning for å frembringe nevnte plugg-strøm og nevnte forhåndsbestemte oppholdstid.

2. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat den videre omfatter anordninger for å utvinne resterende gassformig blekemiddel og anordninger for å utvinne den blekede massen.

3. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte dispergerings- og fremføringsanordninger som innbefatter kappen (14) til apparaturen, er i helningsvinkel i forhold til horisontalplanet slik at man utnytter tyngdekraften i å hjelpe til i fremføring av massepartiklene.

4. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut radialt fra akselen omfatter en lang rekke skovleblader plassert og orientert i et forhåndsbestemt mønster som definerer en stigning for dispergering- og fremføringsanordningene.

5 . Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut radialt fra akselen omfatter en kontinuerlig skrueskovle som definerer en stigning på dispergings- og fremføringsanordningene, nevnte skrueskovle har flere deler som er kuttet ut fra skovlen for å danne åpninger deri, nevnte utkuttede deler er bøyd i en forhåndsbestemt vinkel med hensyn på akselen.

6. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut radialt fra akselen omfatter en kontinuerlig skrueskovle som definerer en helling på dispergering- og fremføringsanordningene, nevnte skrueskovle har en eller flere løfteelementer festet til hver skovle.

7. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut fra akselen omfatter et båndblad som definerer en helling på dispergings- og fremfør-ingsanordningene.

8. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut fra akselen omfatter et hellende bånd som har uendelig helling.

9. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 4, 5, 6 eller 7,karakterisert vedat den videre omfatter anordninger for å oppnå høyere fyllnivåer og økende masseoppholdstid i apparaturen ved å senke nevnte helling ved en gitt aksel-RPM (omdreininger per minutt) for å oppnå øket omdanning av gassformig blekemiddel.

10. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 4, 5, 6, 7 eller 8,karakterisert vedat den videre omfatter anordninger for å øke fyllnivået ved å senke aksel- RPM uten endring av hellingen i massepartikkel-dispergering og fremfør ingsanordningene for å oppnå øket omdanning av gassformig blekemiddel, eller for å kontrollere masseoppholdstiden.

11. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 4, 5, 6 eller 7,karakterisert vedat dispergerings- og fremføringsanordningene har varierende helling der stigningen ved den første enden av akselen er høyere enn stigningen i den andre enden av akselen for å frembringe en øket transporthastighet ved enden av kappen der massepartiklene kommer inn, for dermed å skaffe tilveie anordninger for å frembringe et forhåndsbestemt massepartikkelfyllnivå i nevnte reaktor.

12. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene som strekker seg ut radialt fra akselen er plassert i avstand med en tilstrekkelig distanse aksialt langs akselen for å minimalisere eller unngå brodannelse eller tetting av massepartiklene.

13. Apparatur ifølge krav 2,karakterisert vedat den videre omfatter en fortynningstank for å motta bleket masse.

14. Apparatur ifølge krav 13,karakterisertved at vann blir tilsatt fortynningstanken for å senke konsistensen på den blekede massen og for å tjene som en ozongassforsegling og der anordninger for å uttynne bleket masse omfatter et første utløp lokalisert i den nedre del av f ortynningstanken.

15 . Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat den videre omfatter anordninger for finfordeling av massepartikler operativt forbundet med anordninger for innføring av massepartikler i kappen.

16. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene for å innføre gassformig blekemiddel i kappen er lokalisert i en posisjon for å innføre midlet motstrøms til den fremførende massen.

17. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat anordningene for å innføre gassformig blekemiddel i kappen er lokalisert i en posisjon for å innføre midlet medstrøms til den fremførende massen.

18. Apparatur ifølge krav 1,karakterisert vedat kappen innbefatter en første massepartikkel-fyllnivåsone og en andre massepartikkel/blekemiddelreaksjonssone; nevnte dispergering og fremføringsanordninger omfatter en første transportørseksjon som er plassert i nevnte første sone og en andre transportørseksjon som er plassert i nevnte andre sone, der hver av nevnte seksjoner inkluderer en aksel som strekker seg gjennom kappen langs en langsgående akse derav og som har en første ende tilgrensende til masseinnløpet og en andre ende tilgrensende til masseutløpet, og anordninger som strekker seg radialt ut fra akselen for å bevege partiklene gjennom kappen både i radial retning for å frembringe eksponering og dispersjon og i langsgående retning for å frembringe plugg-strøm og forhåndsbestemte oppholdstid; der nevnte forhåndsbestemte fyllnivå av massepartikler i kappen omfatter nevnte første transportørseksjon som har en transporthastighet som er større enn andre seksjon.

19. Apparatur ifølge krav 18,karakterisertved at den første transportørseksj onen og den andre transportørseksjonen har en felles aksel.

20. Apparatur ifølge krav 18,karakterisertved at den første og andre transportørseksjonen inkluderer transportelementer som er montert på en aksel og plassert i avstand fra hverandre som er tilstrekkelig til å minimalisere eller unngå brodannelse eller tetting av massepartiklene mellom seg.

21. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportørelementene i første og andre transportseksjon inkluderer skovleblader montert på akselen.

22. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportørelementene i første og andre transportseksjon inkluderer en kontinuerlig skrueskovle som har en mengde deler som er kuttet ut fra skovlen for å danne åpninger deri, nevnte utkuttede deler blir bøyd i en forhåndsbestemt vinkel med hensyn på akselen.

23. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at massepartikkel-dispergeringsanordningene omfatter en kontinuerlig skrueskovle som strekker seg radialt ut og heliksformet (spiralformet) fra og langs akselen og som har en forhåndsbestemt stigning, nevnte skrueskovler har en eller flere løfteelementer knyttet til hver skovle.

24. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportørelementene til den andre transportseksjonen inkluderer et båndblad som strekker seg radialt ut og heliksformet rundt akselen og har en forhåndsbestemt stigning.

25 . Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportørelementene i den andre transportsek-s jonen inkluderer et stigende bånd som har en uendelig stigning og som er i avstand fra akselen.

26. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportelementene i første og andre transportørseksj oner innbefatter en serie med kileformed skovler montert på akselen.

27. Apparatur ifølge krav 20,karakterisertved at transportelementet i første og andre transportørseksjon inkluderer en serie med albueformede løfteele-menter.

28. Apparatur ifølge krav 18,karakterisertved at innføringsanordninger for gassformig blekemiddel er operativt forbundet med massepartikkel-innføringsanord-ningene og innbefatter anordninger for å tilføre en konstant mengde gassformig blekemiddel til de innførte massepartiklene .

29. Apparatur ifølge krav 28,karakterisertved at anordninger for innføring av gassformig blekemid del inkluderer anordninger for å innføre gassformig blekemiddel i en motstrøms retning til bevegelsen til massepartiklene .

30. Apparatur ifølge krav 18,karakterisert vedat den omfatter anordninger slik at første og andre transportørseksj oner frembringer en massepartikkeloppholdstid i reaktoren på minst ca. 40 sekunder og gassformig blekemiddel-innførende anordninger frembringer en gassformig blekemiddeloppholdstid i reaktoren på minst 67$ av massepartikkel oppholdelsestiden.

31. Apparatur ifølge krav 18,karakterisert vedanordninger slik at første og andre transportørseksjoner frembringer et reaktorfyllnivå på mellom 15 og 50$ og en dispersjonsindeks på mindre enn ca. 8.

32. Apparatur ifølge krav 1, der kappen ytterligere innbefatter en massepartikkelfyllnivå-tilveiebringende sone og en utløpssone for blekemasse-partikler,karakterisert vedat apparaturen ytterligere omfatter: anordninger for å frembringe et forhåndsbestemt fyllnivå av massepartiklene i kappen lokalisert i nevnte massepartikkelfyllnivå-tilveiebringende sone i kappen; anordninger for å fjerne blekede massepartikler fra utløps-anordningen for blekemassepartikler i kappen.

33. Apparatur ifølge krav 32,karakterisertved at anordningene for massepartikkelfyllnivå-tilveie-bringelse omfatter en første transportørseksjon av anordningene for dispergering og fremføring av massepartiklene, nevnte første transportørseksjon har en tilstrekkelig transporthastighets-konfigurasjon for å skaffe tilveie og opprettholde det forhåndsbestemte fyllnivået av massepartikler, anordningene for massepartikkeldispergering og frem-føring omfatter videre en andre transportørseksjon for løfting og dispergering av massen i ozongassblekemidlet, idet den første transportørseksjonen har en større transporthastighet enn den andre transportørseksjonen.

34. Apparatur ifølge krav 33,karakterisertved at kappen innbefatter første og andre kappeseksjoner, der den første kappeseksjonen inkluderer massepartikkel-innføringssonen, massepartikkelfyllnivå-tilveiebringende sone og en første massepartikkel/ozongassblekemiddelreaksjonssone, og den andre kappeseksjonen inkluderer en andre massepartikkel/ozongassblekemiddelreaksjonssone og blekemassepartikkel-utløpssonen.

35. Apparatur ifølge krav 34,karakterisertved at den første kappeseks jonen er plassert over den andre kappeseks jonen og knyttet til denne med en leder, og den første og andre transportørseksjonen er lokalisert i den første kappeseksjonen og hver inkluderer transportørelemen-ter montert på en felles aksel og plassert i avstand fra hverandre som er tilstrekkelig til å minimalisere eller unnggå brodannelse eller tetting av massepartiklene seg i mellom, med den andre kappeseksjonen som inkluderer en tredje transportørseksjon som har transporterende elementer montert på en aksel for å rette massepartiklene fra lederen gjennom den andre massepartikkel/ozongassblekemiddelreaksjonssone og til massepartikkelutløpssonen.

36. Apparatur ifølge krav 35,karakterisertved at første og andre kappeseksjon vender i motsatte retninger, der akselen til den tredje transportørseksjonen og dens transporterende elementer er ordnet slik at den transporterer massepartiklene i en retning som er motsatt i forhold til transportelementene i de første og andre transportørseksjonene, slik at hver aksel roterer i samme retning med en enkel drivanordning.

37. Apparatur ifølge krav 36,karakterisertved transportørelementene til i det minste en av første, andre og tredje transportørseksjoner innbefatter skovleblader.

38. Apparatur ifølge krav 1,karakterisertved: dispergerings- og fremføringsanordninger som omfatter anordninger for å redusere transporteffektiviteten til transportanordningen, og apparaturen omfatter ytterligere anordninger for å øke transporthastigheten i transportør-anordningen for å tilveiebringe den forhåndsbestemte fyllfaktoren av massepartikler i kappen.

39. Apparatur ifølge krav 1,karakterisertved anordninger for å oppnå at: partikkelstransportøranordningen transporterer partiklene gjennom kappen ved en viss transporthastighet og transport-ef f ektivitet , mens det frembringes et forhåndsbestemt fyllnivå av massepartikler i kappen; og transporthastigheten blir øket ved redusert transporteffektivitet for å føre frem de dispergerte partiklene på en plugg-strømlignende måte gjennom kappen ved den forhåndsbestemte fyllfaktoren.

40. Apparatur ifølge krav 39,karakterisertved at kappen innbefatter en massepartikkel-utløpssone og omfatter ytterligere anordninger for fjerning av massepartikler fra massepartikkel utløpssonen.

41. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 38, 39 eller 40, kar'akterisert ved at nevnte partikkel-transportanordninger omfatter en aksel; nevnte dispergerings-anordninger omfatter en lang rekke skovlelegemer som er montert på akselen; nevnte transporteffektivitetsreduserende anordninger omfatter anordninger for modifisering av minst en av størrelse, form, konfigurasjon og orientering på nevnte skovlelegemer med hensyn på akselen; og nevnte transporthastighetsøkende anordninger omfatter anordninger for å øke RPM til akselen for å kompensere for skovlelegememodifiserende anordninger og oppnå nevnte pluggstrøm.

42. Reaktorapparatur ifølge krav 1,karakterisertved anordninger slik at nevnte aksel blir rotert ved en hastighet og nevnte radialt utstrekkende anordninger er tilveiebragt med en stigning, en avstand, en vinkel, en størrelse og en form; og der nevnte hastighet, helling, avstand, vinkel, størrelse og form er utvalgt for å frembringe et forhåndsbestemt fyllnivå av massepartikler i reaktoren og å øke radialdispersjon og avta aksialdispersjon til massepartiklene under dispergering og fremføring av massepartiklene gjennom kappen på en plugg-strømlignede måte i nevnte forhåndsbestemte oppholdstid for å oppnå en forhåndsbestemt ozonomdanning.

43. Reaktorapparatur ifølge krav 42,karakterisertved at den forhåndsbestemte oppholdstiden er mindre enn ca. 2 minutter og den forhåndsbestemte ozonomdanningen er større enn ca. 70$.

44. Reaktorapparatur ifølge krav 43,karakterisertved at den videre omfatter anordninger for kontrollering av strøm av nevnte blekemiddel for å frembringe en forhåndsbestemt oppholdstid for nevnte blekemiddel i kappen og der nevnte kontrollanordninger blir justert for å innstille nevnte oppholdstid ved minst 50$ av virkelig masseoppholdstid.

45. Reaktorapparatur ifølge krav 1,karakterisertved at nevnte dispergering- og transportøranordninger også innbefatter anordninger for å øke radial dispersjon av massen for å suspendere en hoveddel av massepartiklene i ozoninneholdende gass og redusering av aksial dispersjon av massen for å frembringe en dispersjonsindeks på mindre enn ca. 8; anordninger som strekker seg radialt ut fra akselen for løfting, fortrenging og kasting av massepartiklene langs radius av kappen for å suspendere hoveddelen av massepartiklene i ozoninneholdende gass, under samtidig transportering av massepartiklene aksialt gjennom kappen, nevnte radialt utstrekkende anordninger er plassert rundt nevnte aksel for å frembringe minst en forhåndsbestemt transportmengde ved en forhåndsbestemt hastighet.

46. Reaktorapparatur ifølge krav 45,karakterisertved at nevnte dispergerings- og transportøranordninger maksimaliserer radial dispersjon og minimaliserer aksial dispersjon av massepartiklene for å redusere transporteffektiviteten til nevnte anordninger under en maksimal oppnåelig transporteffektivitet.

47. Reaktorapparatur ifølge krav 45,karakterisertved at nevnte dispergerings- og transportøranordninger innbefatter anordninger for å frembringe et forhåndsbestemt massefyllnivå i nevnte kappe; og nevnte frembringingsanordninger omfatter en første seksjon av nevnte aksel der transporthastigheten er større enn etter-følgende seksjoner.

48. Reaktorapparatur ifølge krav 47,karakterisertved at nevnte radialt utstrekkende anordninger inkluderer skovler som omfatter mindre-enn-CEMA-standard-størrelse montert i en ikke-overlappende konfigurasjon.

49. Reaktorapparatur ifølge krav 47,karakterisertved at nevnte radialt utstrekkende anordninger inkluderer skovler plassert tilnærmet ved 240" avstander i et heliksformet (spiralformet), fjerdedels-stigende mønster langs minst en del av akselen.

50. Reaktorapparatur ifølge krav 47,karakterisertved at nevnte radialt utstrekkende anordninger er konfigurert for å tilveiebringe et massefyllnivå i nevnte reaktor på mellom 15 til 40$ og dispersjon av massen i aksial retning som har en dispersjonsindeks (DI) på minst 3 eller mindre.

51. Reaktorapparatur ifølge krav 47,karakterisertved at de radialt utstrekkende anordninger inkluderer skovler plassert tilnærmet ved 240° avstander i et heliks formet, fjerdedels-stigende mønster langs lengden på akselen, nevnte skovler i nevnte første seksjon er CEMA-standard-størrelses-skovler; og akselen inkluderer en andre seksjon der nevnte skovler er halv CEMA-standardstørrelse.

52. Fremgangsmåte for bleking av massepartikler som har en høy konsistens over 20$, en første GE-klarhet, og en partik-kelstørrelse som er tilstrekkelig til å forenkle vesentlig fullstending inntrenging i en hoveddel av massepartiklene med et gassformig blekemiddel når de blir eksponert til dette, til en andre, høyere GE-klarhet,karakterisert vedat den omfatter anvendelse av apparaturen ifølge krav 1, og medfører: innføring av nevnte høykonsistensmassepartikler i en reaktor; innføring av et ozoninneholdende gassblekemiddel i reaktoren; og nær kontakt og blanding av massepartiklene med ozonet ved løfting, fortrengning og kasting av massepartiklene i en radial retning for å dispergere massen og eksponere vesentlig hele overflaten til hoveddelen av massepartiklene til gassformig blekemiddel under fremføring av dispergerte massepartikler gjennom reaktoren på en plugg-strømlignende måte i et forhåndsbestemt tidsrom for å oppnå vesentlig jevn bleking gjennom hoveddelen av massepartiklene og for å danne en bleket masse som har den andre GE-klarhet.

53. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at den videre omfatter kontroll av fyllnivå og oppholdstid av massepartiklene i reaktoren og også kontroll av strømhastighet og oppholdstid av gassformig blekemiddel i reaktoren.

54 . Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at den videre omfatter redusering av aksial bevegelse og maksimal isering av radial bevegelse av massepartikler for å maksimalisere blanding og kontakt av massepartikler og gassformig blekemiddel mens massepartiklene blir løftet, fortrengt og kastet.

55. Fremgangsmåte ifølge krav 53 eller 54,karakterisert vedat strømhastighetsoppholdstiden til gassformig blekemiddel blir kontrollert for å oppnå en omdanningshastighet av gassformig blekemiddel på minst ca. 69$.

56. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at gassformig blekemiddel blir innført motstrøms til bevegelsen av massepartiklene.

57. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at den videre omfatter utvinning av bleket masse fra reaktoren ved sending av konsistensmasse og resterende gassblekemiddel inn i en øvre del av en tank og tilsetting av vann til en lavere del av tanken for å senke konsistensen på den blekede massen og å forenkle bevegelse derav under etter-følgende bearbeidingstrinn.

58. Fremgangsmåte ifølge krav 53,karakterisertved at massepartiklene bringes i kontakt og blandes med gassformig blekemiddel ved operering av transportøranord-ninger som har en lang rekke skovleblader og er anbragt på en roterbar aksel.

59. Fremgangsmåte ifølge krav 58,karakterisertved at minst en av fyllnivå eller oppholdstid til massepartiklene i reaktoren blir kontrollert ved å velge en spesiell skovleutforming, avstand, helling, form eller overflateareal i kombinasjon med rotasjonshastighet til akselen.

60. Fremgangsmåte ifølge krav 59,karakterisertved at den videre omfatter modifisering av minst en av skovleutforming, avstand, stigning, form av overflateareal for å redusere transporteffektivitet og rotering av akselen ved høyere RPM for å kompensere for slik redusert transport-ef fektivitet, og således oppnå effektiv kontakt av massepartikler med gassformig blekemiddel, øket omdanning av gassformig blekemiddel eller et vesentlig konstant fyllnivå av massepartikler i kappen.

61. Fremgangsmåte ifølge krav 59,karakterisertved at den videre omfatter kontroll av oppholdstid til gassformig blekemiddel for å oppnå både en høy blekehastighet og høy omdanningshastighet av gassformig blekemiddel.

62. Fremgangsmåte ifølge krav 59,karakterisertved at skovleutforming, avstand, helling, form eller overflateareal og akselrotasjonshastighet blir valgt for å kontrollere masseoppholdstid for å oppnå høye blekehas-tigheter.

63. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at den videre omfatter: finfordeling av massepartikler til en relativt lav bulktetthet forut for innføring av nevnte partikler i reaktoren; og opprettholdelse av et vesentlig konstant og forhåndsbestemt fyllnivå på nevnte massepartikler i reaktoren ved til å begynne med fremføring av nevnte relativt lave bulktetthets-massepartikler ved en første hastighet og økning av bulktettheten, og fremføring av nevnte økede bulktetthetspartikler ved en andre hastighet som er mindre enn nevnte første hastighet.

64. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at nevnte nærkontakt og blanding innbefatter suspendering av en hoveddel av massepartiklene i gassformig blekemiddel.

65. Fremgangsmåte ifølge krav 58,karakterisertved at den videre omfatter vesentlig forhindring av brodannelse av massepartikler mellom nevnte skovler.

66. Fremgangsmåte ifølge krav 60,karakterisertved at den omfatter rotering av akselen ved en hastighet som er større enn ca. 30 RPM.

67. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at nevnte trinn av nærkontakt og blanding av massepartikler med ozon innbefatter dispergering av massepartiklene langs radius av reaktoren for å suspendere en hoveddel av massepartiklene i ozoninneholdende gassformig blekemiddel for å forenkle nevnte eksponering av vesentlig hele masseoverflaten.

68. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at det ozoninneholdende gassblekemiddelet blir innført i reaktoren for å tilveiebringe en ozoninneholdende atmosfære i reaktoren før innføring av høykonsistens massepartiklene, og deretter blir massepartiklene bragt i nær kontakt og blandet med ozonet ved løfting, fortrengning og kasting av massepartiklene i en radial retning for å dispergere massepartiklene langs radius av reaktoren for å suspendere en hoveddel av massepartiklene i den ozoninneholdende atmosfære, og dermed eksponere vesentlig hele overflaten til hoveddelen av massepartiklene til gassformig blekemiddel under fremføring av dispergerte massepartikler gjennom reaktoren på en plugg-strømlignende måte i et forhåndsbestemt tidsrom for å oppnå vesentlig jevn bleking gjennom hele hoveddelen av massepartiklene og for å danne en bleket masse som har den andre GE-klarhet.

69. Fremgangsmåte ifølge krav 52,karakterisertved at den videre omfatter opprettholdelse av et forhåndsbestemt fyllnivå av dispergerte høykonsistens massepartikler i reaktoren, nevnte forhåndsbestemte fyllnivå er mellom 10$ til 50$.

70. Fremgangsmåte ifølge krav 69,karakterisertved at den videre omfatter senking av bulktettheten til høykonsistens massepartiklene ved finfordeling forut for innføring i reaktoren.

71. Fremgangsmåte ifølge krav 70,karakterisertved at trinnet med opprettholdelse av det forhåndsbestemte fyllnivået omfatter: opprettholdelse av en- vesentlig konstant hastighet på massepartikkelinnføringen i nevnte kappe; fremføring av nevnte massepartikler ved en første hastighet umiddelbart etter nevnte innføring; og etterfølgende fremføring av nevnte massepartikler ved en annen hastighet, der nevnte første hastighet i fremføringen er større enn nevnte andre hastighet.