SE436652C - Forfarande och anordning for behandling av hogkoncentrerade fibersuspensioner - Google Patents

Description

15 20 35 40 g79n4sss-9 i 2 suspensionen sättes andra ämnen t;ex. kemikalier, inblandas de snabbt i den. Då behandlingen kan utföras vid hög fiber- koncentration, blir effektbehovet räknat på fibermängden litet.

Då båda ytorna, mellan vilka fibersuspensionen flyter, är försedda med utsprång, kan fibersuspensionen fluidiseras utan att skillnaden mellan ytornas hastigheter behöver vara stor.

Genom att dimensionera och utforma ytornas utspräng på lämp-- ligt sätt kan sådana från fibersuspensionens huvudströmnings- riktning avvikande, till sin riktning växlande strömningar åstadkommas att hela fibersuspensionsströmmen fluidiseras fast avståndet mellan ytorna är stort. Det uppfinningsenlíga förfaran- det anges i kravet 1, och utföringsformer därav anges i kraven 2 och 3.

Anordningar, vilka baserar sig på fluidisationsprincipen, har tidigare föreslagits t.ex. för silning av fibersuspensioner. il svenska patentansökan 7513434-6 visas en silanordning, varmed stora partiklar kan avskiljas ur en högkoncentrerad fibersus- pension. Där âstadkommes fluidísering av fibersuspensionen fram- för en sílspalt bildad av två roterande väggar, vilka under rotation förflyttas i förhållande till varandra, genom energi- tillförsel från de roterande delarna och på dessa anbragta vingar. Då silspalten är liten, måste man av kapacitetsskäl förse anordningen med ett flertal sílspalter, vilket innebär en komplicerad konstruktion.

I silanordningar har man tidigare använt strömningskanaler bildade av en rörlig och en stillastående yta, där den rörliga ytan är försedd med utsprång och fördjupningar. Som ett exempel 'på en dylik konstruktion kan hänvisas till amerikanska patentet 3 586 172, som berör en silanordning omfattande en siltrumma och en innanför denna unbragd roterande trumma, mellan vilka fibersuspensionen, som skall behandlas, inmatas. Den roterande trumman är på sin utsida försedd med tryckimpulser alstrande knölar och fördjupningar. Dessa silanordningar fungerar dock endast vid relativt låga konsistenser, dvs. under 3 %.

I I virvelrenare har man såsom t.ex. framgår av tyska patent- ansökan OS 2423528 använt en i ett cylindrísk hus roterande med vingar försedd rotor. Anordningen är dock avsedd för låga konsistenser.

Den uppfinningsenliga anordningen anges i kravet 4. Ut- 10 15 20 25 30 Lu in 40 7904558-9 föringsformer därav anges i kraven 5 till 9.

Uppfinningen beskrivs i det följjande närmare under hän- visning till bifogade ritningar, som visar några för utförande av förfarandet enligt uppfinningen avsedda fördelaktiga ut- föringsformer. 7 Figur 1 visar ett längdsnitt av en anordning, som är av- sedd för inblandning av kemikalier, gas eller ånga i en fiber- suspension. Figur 2 visar ett snitt längs linjen A-A i figur 1.

Figur 3 visar en alternativ utföringsform av anordningen enligt figur 1 i längdsnitt. Figur 4 visar ett snitt längs linjen B-B i figur 3. Figur 5 visar ett längdsnitt av en anordning som är avsedd för avskiljning av vätska eller en fin fíberfraktíon ur en fibersuspension. Figur 6 visar ett snitt längs linjen C-C i figur 5. Figur 7 visar ett längdsnitt av en anordning av- sedd för avskiljning av vätska eller gas ur en fibersuspension.

Figur 8 visar ett snitt längs linjen D-D i figur 7. Figur 9 visar en för tvättning och kemikaliebehandling avsedd anordning i längdsnitt. Figur 10 visar ett snitt längs linje E-E i figur 9. Figur 11 visar en anordning avsedd för silning av en fiber- suspension i ett vertikalsnitt längs linjen G-G i figur 12.

Figur 12 visar ett snitt längs linjen H-H i figur 11.

I anordningen enligt figurerna 1 och 2 är i ett hus 1 roterbart lagrad en rotor 3 på en axel 2. Rotorns yttre yta 4 och husets inre yta S bildar en kanal 6, genom vilken en genom en inloppsöppning 7 inmatad fibersuspension strömmar. Den rotorn omgivande husväggen är försedd med utsprång 8, som be- finner sig närmare rotorn än de mellan utsprången liggande cylind- riska ytorna 9. Rotorn är såsom av figur 2 framgår orund. Dess yttre yta omfattar partier 10, som är närmare husets inre yta än de mellanliggande partierna 15. Axeln är försedd med en borr- ning 11, som står i förbindelse med en borrning 12 i rotorn.

Fibersuspensionen strömmar med relativt låg hastighet som ett pluggflöde genom inloppskanalen 13 till utrymmet 6 mellan rotorn och den rotorn omgivande husväggen, där den försätts i rotation under inverkan av den snabbt roterande rotorn. Mellan den snabbt rörliga rotorns yttre yta och husets stillastående inre yta utsätts fibersuspensionen för så stora skärkrafter att den helt fluidíseras. Detta förorsakas huvudsakligen av utsprången i huset och rotorn, på grund av vilka strömnings- ~ee79o45ss-9 6 4 10 l5 DJ Lfl 30 40 kanalens 6 tvärsnittsform och strömningens riktning upp- repade gånger förändras. Fibersuspensionens strömningsrörelse i fluidiseringszonen, dvs. kanalen 6 är huvudsakligen spiral- formigë men på grund av kanalens form förekommer även till sin riktning växlande från huvudströmningsriktning avvikande komponenter. ' _ Genom borrningarna 11 och 12 i axeln och rotorn kan till den i fluidiserat tillstånd varande fibersuspensionen i kanalen 6 tillföras kemikalier i vätske- eller gasform, varvid de snabbt inblandas i fibersuspensionen. Efter kanalen 6 övergår strömningen ånyo till pluggflöde i utloppskanalen 14.

I den i figurerna 3 och 4 visade alternativa utförings- formen är rotorn 20 anordnad i huset 21 tvärställd i förhållande till inloppskanalen 22. Rotorn är försedd med vingar 23 och huset med utsprång 24. Båda löper i rotorns rotationsaxels riktning. Mellan rotorns_yttre yta 19 och husets inre yta 29 uppstår en fluidiseringszon 25, där fíbersuspensionen utsätts för riktningsändringar och där den fluidiseras under inverkan av skärkrafter. Genom borrningen 27 i rotoraxeln 26 och genom borrningarna 28Üi rotorn kan erforderliga kemikalier och gaser ledas till fibersuspensionen.

I figurerna 5-10 avser hånvisningsbeteckningen 50 en rotor på en roterbart lagrad rotor på axel 31. Inloppskanalen för fibersuspensionen har betecknats med siffran 32 och utlopps- kanalen med 33. Hänvisningsbeteckningen 34 avser husets 35 rotorns periferi omgivande, huvudsakligen cylindriska inre yta, som tillsammans med rotorns yttre yta 48 begränsar en fluidise- gringszon 36. I anordningen i.figurerna 7 och 9 har genom rotorn borrats ett hål 37, som står i förbindelse med hålen i rotorn.

I figurerna 5 och 9 år ytan 34 som omger rotorn försedd med hål.

Rotorn är försedd med axiellt riktade utsprång 40 (figurerna 5, 7 och 9) eller klotformiga knölar. Husets inre yta 34 har mot- svarande utsprâng 42. I anordningarna i figurerna 5 och 9 finns en kammare 43 eller kamrar 43 och 44, som omger ytan 34. 4 l anordningen enligt figurerna 5 och 6 avlägsnas vätska från fluidiseringszonen genom öppningar 39 i den rotorn omgivande cylindriska ytan 34. Beroende av.öppningarnas storlek avgår samtidigt en fíberfraktion av önskad storlek. Rotorn är här konisk, varvid kanalen 36 avsmalnar mot utloppskanalen 33. Vätskan 10 15 20 25 35 40 7904558-9 som strömmar genom öppningarna avlägsnas från kammaren 43 genom öppningen 45.

I anordningen enligt figurerna 7 och 8 avlägsnas vätska och/eller gas från fibersuspensionen genom rotorns öppningar 38 och borrningen 37 i axeln.

I anordningen enligt figurerna 9 och 10 tvättas den fluidiserade fibersuspensionen eller behandlas med en kemikalie- lösning, som matas till kamrarna 43 och 44 genom inlopps- öppningarna 46 och 47, varvid vätska tillförs till fibersuspen- sionen genom öppningarna 39 i den rotorn omgivande ytan 34 och vätska avlägsnas från den genom rotorns hål 38, som leds bort genom borrningen 37 i axeln.

Silanordningen enligt figurerna ll oxh 12 omfattar en roterande siltrumma 50, som består av ett flertal bredvid varandra liggande ringar 51 med fyrkantigt tvärsnitt, mellan vilka bildas slítsar 52. Pâ utsidan av siltrumman anbragda trekantiga stänger 53 förenar ringarna med varandra. Sil- trumman är ansluten till drivaxeln 55 medelst ribbor 54. Inne i siltrumman är anordnad en trekantíg rotor 56, vilkas hörn 90 bildar mot siltrumman riktade utsprâng och som också är ansluten till drivuxeln, så att delarna 5l-56 roterar till- sammans. Pâ insidan av siltrumman nära dess yta är anbragda huvudsakligen trekantiga stänger 57, vilkas övre och nedre ändar är förenade med varandra medelst ringar 58 och S9. Den övre ringen 59 är fästad vid silanordningen så, att stängerna 57 hålls på stället. Vid stängerna är fästade knivar 60, som hindrar silens slitsar att bli tilltäppta. Silanordningens hus 61 omger siltrumman och dess inre yta är försedd med axiellt löpande ribbor 62 av triangulärt tvärsnitt. Silanordningen har en inloppsöppning 63 för materialet som skall behandlas, en utloppsöppning 64 för acceptct och en utloppsöppning 65 för rejektet. ' Fibersuspcnsionen, som skall silas, inmatas genom inlopps- öppningen 63 i en av siltrummans inre yta 68 samt stängernas 57 inätriktade sidytor 91 samt rotorns yttre yta 65 begränsade fluidiseringszon 66. Under inverkan av den roterande rotorn, den roterande siltrumman och de stillastående stängerna 57 fluidi- seras fibersuspensionen i utrymmet 66. Acceptet avgår genom siltrummans slitsar till eüzutrymme 67, som utgör en andra 10 15 20 25 50 40 7904558-9 s 6 fluidiseringszon utanför siltrumman, där det fluidiserade till- ståndet upprätthålls mellan síltrummans rörliga och husets stillastående yta, varefter acceptet avlägsnas genom utlopps- öppningen 64. Rejektet avlägsnas genom utloppsöppningen 65 i silanordningens nedre del. 0 Utförda prov utvisar, att fluidíseringszonens höjd bör vara 10-150 mm, företrädesvis 30-60 mm. Utsprångens avstånd från varandra i strömningens riktning bör vara 2-50 gånger större än deras höjd, företrädesvis 5-Z0 gånger. Den rörliga ytans hastighet bör vara 5-30 m/s, företrädesvis större än IU m/S; lämpligast ca. 20 m/s.

Effektförbrukníngar för en silanordning enligt figurer- na 11 och 12 utgör ca. 3 kWh/t 100 % massa vid en konsistens av 12 %, medan den i en konventionell silanordning är 6-7 kWh/t vid en konsistens av 1,5-2_%.

Uppfinningen är ej begränsad till de visade utförings- formerna, utan kan modifieras på mângahanda sätt inom ramen för det av patentkraven definierade skyddsomfånget. Sålunda kan i samma anordning anordnas två perforerade silelement, exempelvis så att det ena befinner sig utanför och det andra innanför en operforerad vägg, varvid antingen silelementen eller den opcrforcrnde väggen eller båda rör sig. Fluídiseringszoncns porfororadc och operforcrado ytor kan vuru huvudsakligen cy- lindriska, koniska eller skivformiga. Utsprången kan vara riktade parallellt med rotorns centrumaxel eller bilda en vinkel med denna.

Claims (9)

7904558-9 3 PATENTKRAV

1. Förfarande för avskiljning av vätska eller gas ur en fibersuspension, inblandning av kemikalier i vätske- eller gas- form i en fibersuspension eller silning av en fibersuspension, varvid fibersuspensionen är högkoncentrerad och företrädesvis har en konsistens av 5 - 25 %, speciellt 8 - 12 %, k ä n n e - t e c k n a t av att fibersuspensionen försätts i en rotations- rörelse och bringas att strömma mellan ytor som båda i mot- stàende områden uppvisar utspràm, vilka utsätter den strömmande suspensionen för upprepade motsatt riktade riktningsändringar' och för skärkrafter som är större än de suspensionens fiber- nätverk sammanhållande krafterna, så att suspensionen fluidi- seras i hela den volym som avgränsas av de båda ytornas med utäpräm försedda områden, att åtminstone en av ytorna uppvisar åtminstone en öppning i nämnda område, och att partiklar, vätska eller gas tillföres och/eller avskiljes från suspensionen medelst öppningen medan suspensionen befinner sig i fluidiserat tillstånd.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a t av att fibersuspensionen försätts i spiralrörelse, i vilken förekommer till sin riktning växlande, från spiralrörelsens rikt- ning avvikande komponenter.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k - n a t av att fibersuspensionen försätts i en cylindrisk spiral- rörelse, i vilken förekommer till sin riktning växlande, radiellt riktade komponenter.

4. Anordning för avskiljning av vätska eller gas ur en fibersuspension, inblandning av kemikalier i vätske- eller gasform i en fibersuspension eller silning av en fibersuspension, varvid fibersuspensionen är högkamenmerad' och företrädesvis har en konsistens av S - 25 %, speciellt 8 - 12 %, vilken an- ordning innefattar ett med inlopps- och utloppsöppningar för- sett hus i vilket en på en roterbar axel anbringad rotor är belägen, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar mot- satta anordningsytor (4¿5;19,29;48,34;69,68) vilka begränsar en ringformig zon (6,25,36,66) i vilken suspensionen är anord- nad att strömma, att begränsningsytorna omfattar utsprång (8,10; 23,24;40,4Z;ö6,57;53,62) som sträcker sig utöver väsentligen 7904558-9 hela zonens längd och är rörliga i förhållande till den motsatta begränsningsytan, och att åtminstone den ena av begränsnings- ytorna är försedd med öppningar (12,28,38,39,52) i zonen, varigenom partiklar, vätska eller gas tillföres och/eller av- skiljes från suspensionen medelst öppningen medan suspensionen befinner sig i fluidiserat tillstånd.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k - n a d av att den ena av fluidiseringszonens motsatta be- gränsningsytor består av till huset anslutna orörlíga ytor Å (5,29,34,57,62) och den andra av till rotorn anslutna rör- _ liga ytor (4,l9,40,48,62,90).

6. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k - n a'd av att åtminstone den ena av fluidíseringszonen mot- satta begränsningsytor består av till huset anslutna orörliga ' ytor (S7) och till rotorn (S6) anslutna rörliga ytor (50).

7. Anordning enligt nagot av patentkraven 4-6, k å n n e t e c k n a d av att utspràngen är riktade parallella med rotorns centrumaxel.

8. Anordning enligt nagot av patentkraven 4-6, k ä n - n e t e c k n a d av att utsprången bildar en vinkel med rotorns centrumaxel.

9. Anordning enligt något av kraven 4-8, k ä n n e - t e c k n a d av att utsprången består av radiella ribbor.