SE425145B - Sett och anleggning for att medelst flotation avlegsna fororeningar i form av fasta partiklar i vetska - Google Patents

Description

1704203-4 vätskan insprutas i flotationscellen cirkuleras därvid vätskan utmed en bana i en blandningskammare i form av 2 ett skikt samtidigt som luften införes i detta vätske- ' skikt i banans tvärriktning och utmed åtminstone en del É av banan. I Den svenska utläggningsskriften 381.410 och den schweiziska patentskriften 551.220 är exempel på publika- tioner som beskriver behandling av en vätska som skall renas medelst en annan vätska som mättas med en gas under tryck genom att gasen under tryck införes i en vätska som är upptagen i en kammare eller ballong. Sådana kända sätt medför dock vissa nackdelar och medger icke till- räckligt effektiv rening med minimalt spill.

Det har överraskande visat sig att det är möjligt att åstadkomma selektiv separation av föroreningarna genom flotation genom att oberoende av varandra kontrollera bubblornas dimensioner och volymen av luft. Vid exempelvis avfärgning av defibrerad, förbehandlad pappersmassa på basis av gamla tidningar, är det nu möjligt att erhålla olika bubbeldimensioner för flotation av trycksvärtan, för flotation av fyllnadsmedel såsom kaolin, eller för flotation av fibrer, och följaktligen för att kunna uppnå selektiv separation av dessa ämnen.

Föreliggande uppfinning har särskilt till ändamål att åstadkomma en process som medger inställning av dimen- sionerna av bubblorna oberoende av volymen av luft blandad med vatten som skall renas.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas väsentligen av att luftskiktets tjocklek inställes mellan två motstående parallella väggar till kammaren som bildar en strömnings- passage för vätskan för ökning eller minskning av bredden av passagen däremellan och därigenom vätskans strömnings- 'hastighet genom passagen i ändamål att omvänt ändra stor- leken av de bildade bubblorna.

Sådan inställning medför en ökning av vätskeflödets _..__. _ ._ .í_..-,__...___. _ ..-.,.. .-_._.:- 7704203-4 hastighet och en minskning av bubbelstorleken vid given matningsmängd, nämligen då inställningen minskar avstån- det mellan väggarna, under det att motsatsen inträffar då avståndet mellan väggarna bringas att öka. Sådan kontroll av bubblornas storlek oberoende av matnings- mängdens variationer är av praktisk betydelse, eftersom bubblornas storlek signifikant påverkar effektiviteten hos reningen genom flotation och dess optimum är varier- bart i beroende av speciella karakteristika för den vätskeblandning som renas, önskad matningsmängd, graden av rening i föregående steg vid stegvisa reningsförlopp och liknande faktorer, vilka samtliga är variabla.

Vid avfärgning av en oappersmassa gjord på tidnings- avfall har det befunnits att volymen av luft inblandad i massan och massans genomqångshastighet i blandningskammaren har inverkan på pappersmassans vithet, och att det genom nämnda inställning av sagda volym respektive hastighet är möjligt att erhålla skillnader med avseende på vitheten av mellan 570 och 66,5° Scan.

Dessa inställningsoperationer gör det möjligt att åstadkomma effektiv rening med minimalt spill.

I praktiken föredrages att längden av tillförsel- sträckan för luft till vätskan som skall behandlas regle- ras. Det är därigenom möjligt att korrekt proportionera mängden luft i förhållande till det vätskeskikt som passe- rar genom blandningskammaren.

Ett ytterligare kännetecken för sättet är att en luftström tillföres flotationscellen vid nivån för skummet i ändamål att överföra detta till ett kärl, i vilket det bringas att nedfalla till bottnen, under det att luften återvinnas för recirkulering.

Vid flotation med ett flertal celler tillföres en blandning av luft och vätska som i vartdera fallet kommer från en blandningskammare till varje cell. Det är sålunda möjligt att reglera dimensionerna eller bubblorna direkt 7704203-4 från en cell till en annan för att selektivt återvinna föroreningarna. nå vätskan innehåller fibrerdär det för att una- i vika maximal förlust av dessa möjligt att recirkulera skum från andra celler till den vätska som skall renas och som passerar genom den första flotationscellen.

Uppfinningen avser även en anläggning för att medelst flotation eliminera föroreningar i form av fasta partiklar i vätska, vilken anläggnings väsentliga känne- tecken är angivna i krav 7.

Ytterligare kännetecken för och närmare detaljer i samband med uppfinningen kommer att framgå av nedanstående beskrivning av en anläggning som hänvisar till bifogade ritningar. På dessa visas endast som exempel en utförings- form av uppfinningen, som är speciellt lämpad för avfärg- ning av pappersmassa som framställts av gamla tidningar.

Fig. l är en schematisk sidovy av en av flera våningar bestående anläggning.

Fig. 2 är ett horisontalsnitt utmed linjen II-II i fig. l.

Fig. 3 visar i större skala ett vertikalt längdsnitt genom en blandningskammare.

Fig. 4 är ett snitt utmed linjen IV-IV i fig. 3.

Fig. 5 är ett vertikalsnitt i större skala av en första utföringsform av en blandningskammare.

Fig. 6 är ett snitt utmed linjen VI-VI i fig. 5.

Fig. 7, slutligen, är ett diagram som visar två vit- hetskurvor.

På ritningarna har identiska element givits sama hänvisningssiffror. I Anläggningen innefattar fyra flotationsceller, l, 2, 3, 4. Dessa celler är ringformade och axiellt över- lagrade den ena på den andra, så att de bildar fyra steg eller nivåer i ett torn med ett antal bottnar eller golv 5.

Det är uppenbart att tornet kan ha ett antal steg som 7704203-4 skiljer sig från fyra. _ Den defibrerade, kemiskt förbehandlade pappers- massan i form av en fibrös suspension innehållande ett skumningsmedel avges medelst en pump 6 via ett rör 7- till cellens 1 inlopp, varvid den först passerar en blandningskammare 8. Denna kammare har en trång passage, i vilken den fibrösa suspensionen cirkulerar i form av ett tunt skikt, samtidigt som luft tillföres till den- samma tvärs skiktets rörelseväg utmed en del av denna genom ett rör 9 som är förenat med en lufttryckskälla (icke visad) via en ventil 10.

Blandningskammaren 8 står i förbindelse med den ringformade cellen 1 genom ett rör ll som leder tangen- tiellt in i cellens cylindriska vägg nära dess golv 5, så att den fibrösa suspensionen bringas att cirkulera om-- kring den ringformade cellens centrala rör 12. De bubblor som skapas i suspensionen fastnar på föroreningarna och bringar dessa att stiga till ytan i form av skum. Detta föres ut ur cellen via rörets 12 utlopp 18, delvis till_ följd av suspensionens virvelrörelse och delvis av en luftström som alstras över desamma. Én vertikal platta_ som är anordnad över massans nivå styr skummet till ut- loppet. Skummet uppsamlas i ett kärl 13 som omger röret 12 och avgår i en avfallstank 37 som är fylld med vatten.

Luftströmmen för avgivning av skummet införes i cellens överdel genom ett rör 14 som är anslutet till en vakuum- sug 15, vilken befinner sig över ett stympat koniskt 7 axiellt rör 16 för recirkulering av luften som bringar skummet att avgå. Detta rör är anordnat koncentriskt i det centrala avloppsröret 12 för skum och är gemensamt för samtliga överlagrade celler. Luften som avger skummet inkommer i cellen via öppningen 17 och lämnar denna genom utloppet 18 medförande skummet, vilket under inverkan av tyngdkraften nedfaller i kärlet 13, under det att luften avgår genom röret 16. Det sistnämnda sträcker sig in i 7704203-4 intilliggande cell 2 under bildning av en kon, som avsmal- nar uppåt och är riktad mot det vidare röret för recirku- ! lering av luften som åstadkommer avgivning av skummet till ' sagda intilliggande cell samt till övriga celler 3, 4. De É delar som utgör röret 16 bildar en cyklon, och ger sålunda I skummet en virvlande rörelse, vilket medger separering av luft som insugits i röret under inverkan av suganordningen 15, då den återgår till röret 14 för att åter användas för avgivning av skum.

Massan som är delvis renad i cell l lämnar den sist- nämnda via ett rör 19 försett med en pump 20 som medger en ökning av trycket. Röret 19 ingår i blandningskammaren till påföljande cell 4 belägen i tornets sista steg, och den process som äger rum är identisk med den som utnyttjas i den första cellen liksom fallet är i övriga celler. Dessa matas successivt med massan eller vatten som innehåller fibrer med ökande renhetsgrad, under det att skummet som uppsamlas i övriga celler i sin tur recirkuleras till den lägre cellen.

Skumet som innehåller avfallet från den första cellen a och övriga celler kan naturligtvis antingen recirkuleras eller avges vid varje steg för behandling i en separat an- ordning i beroende av för vilken produkttyp massan är av- sedd.

Anläggningen innefattar även ett lock 40 som.försluter cellen i det första steget; ett inspektionsfönster 41 som medger snabb tömning för åstadkommande av rening, en töm- ningsventil 42 till varje cell, en klaff 46 i luftröret för transport av skum, ett golv eller en botten 43 i röret l2 för att uppta recirkulerat avfallsmaterial, ett rör 44 för avgivning av detta avfallsmaterial i cell 1, och ett rör för avgivning av accepterad massa i cellen 2 som be- handlar den mest höggradigt renade massan.

Pig. 3, 4 resp. 5, 6 illustrerar två utföringsformer av blandningskammaren. 7704203-4 Enligt den första utföringsformen som visas i fig. 3 och 4 har blandningskammaren en rektangulär sektion eller del som innefattar två parallella plana väggar 21,' 22 vilka är anbragta i en parallellepipedisk kropp 23, och de bildar en mellanliggande kanal som står i förbin- delse med inlopps- och utloppsrör 7 och ll för massa.

Väggen 21 är rörlig parallell med väggen 22 och påverkas av en gängad stång 24, som är styrd i ett gängat hål 26 i en hylsa 27, som ingriper i den övre intilliggande väggen till den parallellepipediska kroppen och medger medelst en ratt 25 inställning av avståndet mellan de parallella väggarna för att reglera tjockleken av det skikt massa som utsättes för inverkan av den inblåsta luftströmmen. Väggen 21 är försedd med ett membran som tillförsäkrar att kammaren är tät, under det att väggen 22 består av poröst material, t.ex. kalcinerat eller sintrat glas som medger passage av luftströmmarna mot massaskiktet som passerar genom kammaren. Det är av för- del om blandningskammaren även är försedd med en platta 28 som gör det möjligt att avstänga en del av genomgångs- ytan i den kalcinerade eller sintrade plattan i och för reglering av storleken av den yta som medger tillförsel av luftströmmen.

Vid den i fig. 5 och 6 visade utföringsformen är blandningskammaren 8 konisk och uppvisar tvâ parallella koniska väggar 29, 30 på avstånd från varandra under bild- ning av en mellanliggande kanal eller passage för massan.

Massan inmatas i kammaren via ett munstycke 31 som mynnar tangentiellt in i kammaren genom väggen 29 för att bi- bringa massan en virvel- eller rotationsrörelse samtidigt som den upptar luften som insprutas genom kanalerna 47 i innerväggen 30, vilka står i förbindelse med luftinloppet 32 som är anslutet till en källa för luft under tryck (icke visad). Den inre konen 30 är anordnad att kunna för- skjutas axiellt i den yttre konen 29 för inställning av 7704205-4 utrymmet mellan väggarna och följaktligen tjockleken av massaskiktet. För ändamålet styrs den inre konen, som kan vara roterbar, av ett rör 32 som samtidigt bildar tillförselröret för luft. En konisk tätningsanordning 33 anordnad på insidan av konen 30 är lagrad på två stänger 34 och 35 som är förskjutbara i konens 30 änd- vägg och gör det möjligt att då så önskas försluta en del av hålen till luftfördelningskonen. Pâ detta sätt _ möjliggöres inställning av storleken av den yta som med- ger tillförsel av luftströmmen till blandningskammaren.

Inställningen av luftströmmen oberoende av strömnings- hastigheten för och -mängden massa gör det möjligt att i cellerna skapa den typ av bubblor som är lämpad för flotation av trycksvärta, för flotation av kaolin eller för flotation av fibrer och på detta sätt åstadkomma selek- - tiv separering av dessa komponenter.

Den beskrivna uppfinningen avser en anläggning för avfärgning av pappersmassa. Den kan användas för andra ändamål, exempelvis rening av legeringar eller för rening av fiberbemängt vatten genom flotation av fibrer. Laborato- rieprov har gjort det möjligt att upprätta ett diagram, som i fig. 7 visar vithetskurvor 48 och 49 för massa som funktion av förhållandet mellan volymen luft och massa och som funktion av massans hastighet i blandningskammaren. På abscissa-axeln anges förhållandet mellan vdlymen luft och volymen massa i liter, under det att på ordinata-axeln anges massans vithet i Scan-grader. Kurvan 48 visar vit- heten hos en massa vid en massa-hastighet av 4,23 m per sekund, under det att kurvan 49 visar vitheten för en massa med en hastighet av 6,35 m.per sekund.

Genom inställning av luft-massa-blandningen och av massans hastighet i blandningskammaren är det möjligt att uppnå skillnader med avseende på vitheten som varierar mellan 57° och 66,50 Scan. Försöken utfördes med gamla tidningar av typen Veckotidningar eller "magasin", som 7704203-4 innehöll omkring 50% mekanisk massa med en ursprunglig vithet hos de icke tryckta kanterna av 66,5° Scan.

Genom att tillämpa sättet enligt uppfinningen kan vitheten hos de med tryck försedda delarna, som inne- håller omkring 2% trycksvärta ökas från 46 till 6s,s° Scan, vid en uppehållstid om 20 minuter. Efter 2,5 minu- ters uppehållstid har vithetstalet redan förändrats från 460 till 64,50 Scan. Den bästa tidigare kända konventio- nella processen gjorde det möjligt att med samma pappers- typ uppnå 62,30 Scan efter en uppehållstid av 20 minuter och omkring 540 Scan efter 2,5 minuter.

Det står klart att uppfinningen icke är begränsad till de utföringsformer som ovan beskrivits och illustre- ras på ritningarna utan att många modifikationer kan göras med avseende på utformning, arrangemang och sammansättning av vissa ingående element utan att uppfinningens grundtanke frångås. Uppfinningen avser sålunda alla tänkbara modifi- kationer inom ramen för dess grundtanke sådan denna defi- nieras av bifogade patentkrav.

Claims (13)

77o42o3+4 10 Patentkrav

1. l. Sätt att genom flotation eliminera föroreningar i form av fasta partiklar upptagna i en vätska som innehåller åtminstone ett skumningsmedel, varvid en luftström inspru- tas i en ström av vätskan innan den inkommer i åtminstone en flotationscell på sådant sätt att det bildas luftbubblor som fördelas i vätskan, vilka fastnar på föroreningarna och sti- ger till ytan under bildning av skum som bemänges med förore- I ningarna och som avledes från vätskans yta, och varvid innan luften och vätskan insprutas i flotationscellen vätskan cir- kuleras utmed en bana i en blandningskammare i form av ett skikt samtidigt som luften införes i detta vätskeskikt i banans tvärriktning och utmed åtminstone en del av banan, k ä n n e t e c k n a t av att luftskiktets tjocklek in- ställes mellan två motstâende parallella väggar till kamma- ren som bildar en strömningspassage för vätskan för ökning eller minskning av bredden av passagen däremellan och där- igenom vätskans strömningsnastighet genom passagen i ända- mål att omvänt ändra storleken av de bildade bubblorna.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att längden av tillförselsträckan för luft till vätskan som skall behandlas regleras.

3. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att" en luftström tillföres flotationscellen vid nivån för skum- met i ändamål att överföra detta till ett kärl, i vilket det bringas att nedfalla till botten, under det att luften återvinnes för recirkulering.

4. Sätt enligt något av krav l-3, varvid ett antal flo- tationsceller utnyttjas, k ä n n e t e c k n a t av att en blandning av vätska och luft från en blandningskammare till- föres varje cell.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att skummet från flotationscellerna avges till ett gemensamt kärl, under det att strömmarna av utblåsnings- eller töm- 7704203-4 ll ningsluft utsättes för undertryck för att recirkulera strömmarna tillsammans med varandra.

6. Sätt enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att skum från andra celler recirkuleras i den vätska som passerar den första flotationscellen.

7. Anläggning för att medelst flotation eliminera föroreningar i form av fasta partiklar i en vätska, vilken anläggning innefattar åtminstone en flotationscell (1), ett inlopp för att medge tillförsel av vätska till cellen, en blandningskammare (8) genom vilken vätska passerar till inloppet och bemänges med luft för att forma bubblor i denna, k ä n n e t e c k n a d av att blandningskammaren (8) innefattar motstående parallella väggar (21, 22; 29, 30) som bildar en strömningskanal för vätskan genom kammaren, att åtminstone en (22; 30) av väggarna har genomgående porer eller hål (47), att luftningsorgan åstadkommer en luftström genom porerna för bildning av bubblor i vätskan som strömmar genom passagen, inställningsorgan (25; 32) för relativ rörelse av väggarna mot och från varandra för att minska resp. öka passagens bredd och därigenom vätskeströmmens hastighet genom passagen i ändamål att förändra storleken av de bildade bubblorna samt ett inlopp för att åstadkomma en vätskeström till passagens uppströms belägna ände.

8. Anläggning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att inställningsorganen (25; 32) är inrättade att åstad- komma ett avstånd mellan väggarna som har litet djup rela- tivt dess bredd.

9. Anläggning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att väggarna (29, 30) är koniska och koaxiella, och att inställningsorganen (32) är inrättade att förskjuta väggarna axiellt relativt varandra.

10. Anläggning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att inloppet är inrättat att åstadkomma ett tangentiellt vätskeflöde i passagen. 7704203-4 12

11. ll. Anläggning enligt krav 9 eller 10, k ä n n e- t e c k n a d av att den innefattar organ för att leda vätskeströmmen bort från passagen vid en hastighet som icke är högre än vätskeströmmen genom passagen.

12. Anläggning enligt något av krav 9-ll, k ä n n e- t e c k n a d av att den innefattar organ för att kon- trollera strömningshastigheten för vätska till inloppet samt för luft till luftningsorganet.

13. Anläggning enligt något av krav 9-12, k ä n n e- t e c k n a d av att den innefattar organ (33) som är inställbara för att försluta ett antal av porerna. ÅNFURDA PUBLIKATIONER: SE 309 760, 324 745, 381 410, 389 278 CH 551 220 ' DE 1 792 539