NO971699L

NO971699L - Flotasjonsfremgangsmåte og blandeanordning for gjennomföring av denne

Info

Publication number: NO971699L
Application number: NO971699A
Authority: NO
Inventors: Jens Mueller
Original assignee: Voith Sulzer Stoffaufbereitung
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1997-10-20
Also published as: DE19615089C1; EP0801989B1; US6129212A; EP0801989A1; NO971699D0

Description

Oppfinnelsen vedrører en flotasjonsfremgangsmåte for utskillelse av faste stoffer fra en papirstoffholdig suspensjon ifølge ingressen til krav 1 samt en blandeanordning ifølge ingressen til krav 17.

Fremgangsmåter av denne typen er for eksempel kjent fra DE-OS 34 01 161. Disses anvendelser ligger innenfor papirindustrien ved fjerningen av trykkfarger, klebemidler eller slike forstyrrende forurensninger, som i overveiende grad stammer fra brukt papir. Her bortføres fibrene på grunn av sin hydrofobi i suspensjonen som nyttestoff, mens de forurensende faste stoffene kastes sammen med skummet. På grunn av denne oppdelingen av faststoffstrømmene i fibrene og forurensninger snakker man om en selektiv flotasjon. Det er også kjent andre anvendelser av fremgangsmåter av denne typer, ved hvilke en størst mulig andel av de faste stoffene fjernes ved flotasjon, for eksempel ved behandling av ved pressing oppnådd avløpsvann i papirindustrien. I slike tilfeller snakker man også om klar flotasjon eller på grunn av utgassingsmekanismen om avspenningsflotasjon.

Som allerede forklart, har slike fremgangsmåter vært lenge brukt og har oppnådd en relativt høy effektivitetsstandard. Likevel har man kravene til en ytterligere forbedring av effekten.

Oppfinnelsen legger derfor den oppgaven til grunn å tilveiebringe en flotasjonsfremgangsmåte med en bedre skilleeffekt og/eller et lavere spesifikt energibehov. Bedre skilling betyr at mengden fjernede uønskede bestanddeler i papirfiberstoffsuspensjonen økes ytterligere, altså en bedre renhet av papirfiberstoffet oppnås eller et lavere fibertap eller begge deler.

Denne oppgaven løses fullstendig ved de kjennetegnede trekk i krav 1 eller krav 17.

De vesentlige virkningene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg beskrive som følger: Impulsutbyttet i blandeelementets område er slikt at nettopp den spesifikt nødvendige energidissipasjonen finner sted for å fremme avleiringen av hydrofobe faststoffdeler på blærene. Derved endres hverken luftblærene ufordelaktig eller avrives allerede på luftblærene avleirede deler. Videre kan, etter ønske, blærestørrelsen influeres bedre ved hjelp av fremgangsmåten. Det har nemlig vist seg at et kravspesifikt blærestørrelsesspektrum spesielt i fiberstoffsuspensjonen er vanskelig å fremstille eller er ustabil alene ved konvensjonelle injektorer. Hele energiomsetningen finner ved den nye fremgangsmåten sted under spesielt gunstige betingelser, spesielt sammenlignet med de kjente injektorene, da på grunn av de større medvirkende volumene kan hastighetene være lavere.

Suspensjonen som befinner seg i flotasjonsbeholderen får en omdriftsbevegelse, da det ved hjelp av blandeelementet oppnås et virksomt sug inne i flotasjonsbeholderen. På grunn av dette suget kan bestemte andeler av den i flotasjonsbeholderen seg befinnende suspensjonen blande seg flere ganger med den friskt innstrømmede suspensjonen med høy gassandel. Denne resirkulasjonsbevegelsen øker derfor sannsynligheten for at faststoffpartiklene som skal utskilles kommer i kontakt med luftblærene i suspensjonen. Også derigjennom forbedres flotasjonsfremgangsmåtens skillevirkning. Den beskrevne sugvirkningen er videre egnet å trekke bort virvelen, som innenfor teknikkens stand kan oppstå umiddelbart ved munningen til innløpsrøret i flotasjonsbeholderen. Denne virvelen forstyrrer flotasjonen og koster unødig energi. Suges den bort ifølge oppfinnelsen, kan energien i denne bringes til nytte for utgassing og blanding.

På den andre siden styres omdriftsbevegelsen slik at den ikke kan skade flotasjonen. Det betyr: bevegelsen av gassblærene mot overflaten finner som tidligere sted på den nødvendige måten, da omdriftsstrømningen er begrenset lokalt til en liten del av den i flotasjonsbeholderen seg befinnende suspensjonen. Fortrinnsvis forlater suspensjonen blandeelementet i omtrent vannrett retning, noe som også gjelder ved loddrett anordnet innløpsledning.

Oppfinnelsen og dens fordeler forklares ved hjelp av tegninger. Her viser:

fig. 1 gjennomføringen av fremgangsmåten ved hjelp av et skjemtisk vist

flotasjonsapparat,

fig. 2 skjematisk en blandeanordning ifølge oppfinnelsen,

fi. 3 og 4 hver en variant med endret strømningsføring,

fig. 5 en ytterligere skjematisk blandeanordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 6, 7 og 8 skjematisk ytterligere utførelsesformer av blandeanordningen ifølge

oppfinnelsen.

I fig. 1 ser man et skjematisk vist flotasjonsapparat i forbindelse med hvilket fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan forklares. Flotasjonsapparatet inneholder en ikke fullstendig tegnet flotasjonsbeholder 1. Denne er ved gjennomføring av fremgangsmåten i overveiende grad fylt med suspensjon, på hvis overflate det seg, som i og for seg kjent, dannes et skum 8, som inneholder en størst mulig del av bestanddelene som skal utflotteres. Det kan flyte bort som avfall R via et skumvern. Den papirfiberstoffholdige suspensjonen Sl strømmer gjennom et innløpselement 6 oppvisende en innløpsåpning 2 til flotasjonsbeholderen 1. Her kan den, som vist her, allerede før innløpet i flotasjonsbeholderen blandes med gass G, for eksempel luft. Ifølge oppfinnelsen føres den innstrømmede suspensjonen gjennom et blandeelement 3, hvis tilstrømningsåpning 4 befinner seg i en avstand a fra innløpsåpningen 2. Som antydet ved piler, suges en del av suspensjonen S2, som befinner seg i flotasjonsbeholderen 1, inn i rommet mellom innløpsåpningen 2 og tilstrømningsåpningen 4. Dette mellomrommet har funksjon av et samlerom 7 (fig. 2). Den ved flotasjon rengjorte suspensjonen trer igjen ut av flotasjonsbeholderen 1 som nyttestoff A gjennom utløpsningsåpningen 5.1 flere tilfeller dreier det seg her om en fiberstoffsuspensjon befridd for fremmedstoffer, eller i spesielle tilfeller om klaret vann, ved hvilket også en størst mulig andel av alle de faste stoffene i dette er fjernet ved flotasjonen.

I fig. 2 er blandeelementet 3 og det tilhørende innløpselementet 6 noe mer detaljert, men likevel skjematisk tegnet. Antydet stiplet er samlerommet 7 mellom innløpsåpningen 2 og tilstrømningsåpningen 4. Sett i strømningsretningen har blandeelementet 3 utstrekningen c. Et spesielt trekk er avsatsen b mellom de to åpningenes midtlinjer. Denne avsatsen kan være foranderlig for regulering av blandeeffekten, spesielt når av konstruktive grunner endringen av avstanden a er vanskelig. Dette ville være tilfellet ved radiell strømningsføring, slik som i fig. 6 og 7. Avsatsen b influerer på resirkuleringen av suspensjonen inne i flotasjonsbeholderen. Den i fig. 2 viste anordningen begunstiger på grunn av avsatsen sugvirkningen på suspensjonen over blandeelementet 3.

Ved den i fig. 1 viste utførelsesformen er utløpsåpningen 2 ikke i plan med flotasjonsbeholderens 1 vegger, noe som ved flotasjonen kan være en fordel. Avvikende fra dette kan imidlertid også, som vist i fig. 3, innløpsåpningen ligge i beholderveggen. Ved dette eksempelet pumpes den blæredannende gassen G direkte gjennom flotasjonsbeholderens 1 vegger. Denne varianten er også mulig ved andre anordninger.

Blant annet bestemmer størrelsen av avstanden a blande- og dermed også flotasjonseffekten. Derfor kan forandring av denne så absolutt anvendes som mulighet for styring av flotasjonsfremgangsmåten. For dette er det i fig. 4 vist et enkelt eksempel, ved hvilket blandeelementet 3 er forskyvbart forbundet med innløpselementet 6. Denne forskyvningen kan også skje med en motor og motoren fungerer som reguleringsledd i en reguleringskrets. Realiseringen av innstillbarheten er mulig på forskjellige måter og nærliggende for en fagmann.

Fig. 5 viser en svært spesiell anordning for å gjennomføre fremgangsmåten med spesielt enkle midler. Her danner nemlig blandeelementet 3 en enhet med innløpselementet 6. Sugvirkningen på den allerede i flotasjonsbeholderen seg befinnende suspensjonen skjer her gjennom avlange hull, som er anbrakt oppstrøms fra blandeelementet 3. På denne måten oppstår også ved denne enkle anordningen en avstand a mellom innløpsåpningen 2 og tilstrømningsåpningen 4, hvorved disse åpningene her er antydet som ovale.

I fig. 6 er det vist et snitt gjennom en flotasjonsbeholder 1', som avvikende fra fig. 1 har et ovalt tverrsnitt. Dessuten tilføres og luftes suspensjonen Sl i denne beholderen gjennom et innløpselement 6', som oppviser en sylindrisk innløpsåpning. Derigjennom strømmer suspensjonen som skal roteres radielt innenfra og utover i flotasjonsbeholderen V. Denne i og for seg kjente strømningsføringen har betraktelige fordeler ved flotasjonen. Innløpselementet 6' kan med fordel, som her vist, være anbrakt usentrert i flotasjonsbeholderen 1'. Også ved en slik flotasjonsinnretning er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendbar, hvorved på grunn av den radielle tilstrømningen av suspensjonen blandeelementet 3' hovedsakelig er plassert ringformet rundt innløpsåpningen 2'.

Forholdene i innløpselementets 6' beskrevne område er noe me detaljert vist i fig.7. Her har blandeelementet en høydeforskyvning i forhold til innløpsåpningen 2'. Denne er ikke nødvendig, men kan imidlertid anvendes for regulering av blandingen i flotasjonsbeholderen, som allerede forklart. Den mekaniske realiseringen av denne innstillingsmuligheten er ikke vist her, da den er nærliggende for en fagmann.

I de tilfeller der suspensjonen trer ut av blandeelementet i en radielt utoverrettet strømning, kan blandeelementet 3" også være av den typen som er vist i fig. 8. Her tilføres suspensjon Sl gjennom innløpselementet 6' loddrett i flotasjonsbeholderen 1, hvorved så vel innløpsåpningen 2" som tilstrømningsåpningen 4" er vannrett. Derimellom oppstår en hovedsakelig loddrett strømning, i hvilken en blanding av den allerede i flotasjonsbeholderen seg befinnende suspensjon S2 med den nye tilførte suspensjonen Sl finner sted. Omstyringen ut av loddrett til vannrett retning skjer inne i blandeelementet 3", som oppviser en tilsvarende utformet kanal. Også her kan igjen, etter ønske, blandeelementet 3" være anordnet forskyvbart i forhold til innløpsdelen 6', for derved å styre flotasjonsfremgangsmåten.

Claims

1. Flotasjonsfremgangsmåte for adskillelse av faste stoffer fra en papirfiberstoffholdig suspensjon, ved hvilken suspensjonen (Sl) ledes gjennom en innløpsåpning (2, 2', 2") til en flotasjonsbeholder (1, 1') og rengjort nyttestoff (A) ledes ut gjennom en utløpsåpning (5), hvorved minst en del av de faste stoffene i suspensjonen (Sl) konsentreres ved flotasjonen i et på overflaten seg samlende skum og så bortføres fra flotasjonsbeholderen (1,1'), karakterisert ved at minst den overveiende delen av den til flotasjonsbeholderen (1,1') innstrømmede suspensjonen føres slik gjennom et blandeelement (3, 3', 3") at den før innløpet til blandeelementet (3,3', 3") suger til seg en del av den allerede i flotasjonsbeholderen (1, V) eksisterende suspensjon (S2) og sammen med denne strømmer gjennom blandeelementet (3, 3', 3") med en hastighet på høyst 2 m/sek., hvorved en blanding av disse strømmene skjer.

2. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at strømningen gjennom blandeelementet (3, 3', 3") skjer med en hastighet på høyst 1 m/sek.

3. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at blandeelementet (3, 3', 3") er inne i flotasjonsbeholderen (1, 1'), hvorved dens tilstrømningsåpning (4, 4', 4") har en avstand (a) på høyst 1 m fira innløpsåpningen (2, 2', 2").

4. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 4, karakterisert ved at blandevolumet i blandeelementet (3, 3', 3") høyst er 5% av suspensjons volumet i flotasjonsbeholderen (1,1').

5. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at avstanden (a) mellom innløpsåpningen (2, 2', 2") og tilstrømningsåpningen (4,4', 4") i blandeelementet (3,3', 3") er innstillbar.

6. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at blandeelementets (3, 3', 3") posisjon i forhold til innløpsåpningen (2, 2', 2") er innstillbar på tvers av innløpsstrømningsretningen, slik at etter ønske kan en forskyvning (b) oppnås.

7. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert v e d at innstillingen under driften forandres i avhengighet av måleverdiene som karakteriserer flotasjonseffekten.

8. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav et av de foregående krav, karakterisert ved at suspensjonen (Sl) strømmer inn i flotasjonsbeholderen (1, 1') i en horisontal strømning gjennom innløpsåpningen (2, 2', 2").

9. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at suspensjonen (Sl) strømmer inn i flotasjonsbeholderen (1, 1') i en loddrett strømning gjennom innløpsåpningen (2, 2', 2").

10. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at suspensjonsstrømningen omstyres i blandeelementet (3") slik at den trer radielt utover fra dette.

11. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at suspensjonen (Sl) strømmer i en horisontal radiell strømning gjennom innløpsåpningen (2') til flotasjonsbeholderen (T) og at blandeelementet (3') gjennomstrømmes radielt innenfra og utover.

12. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de for flotasjonen bestemt gassblærene tilføres suspensjonen (Sl) før uttredenen fra innløpsåpningen (2,2', 2").

13. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de for flotasjonen bestemte gassblærene tilføres suspensjonen i det minste delvis i blandeelementet (3, 3', 3").

14. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de for flotasjonen bestemte gassblærene tilføres suspensjonen i det minste delvis direkte i flotasjonsbeholderen (1, 1').

15. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at suspensjonen (Sl) før innføringen i flotasjonsbeholderen (1, 1') settes under overtrykk sammen med en i denne oppløslig gass og at de for flotasjonen bestemte gassblærene oppstår ved en etterfølgende avspenning av suspensjonen.

16. Flotasjonsfremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at volumet av de for flotasjonen bestemte gassblærene i blandeelementet (3, 3', 3") er høyst tre ganger suspensjonsvolumet.

17. Blandeanordning for gjennomføring av flotasjonsfremgangsmåten ifølge et av kravene 1 til 16, med et minst en innløpsåpning (2, 2') oppvisende innløpselement (6, 6') for innføring av den papirfiberholdige suspensjonen (Sl) i flotasjonsbeholderen (1,1'), karakterisert ved at blandeanordningen omfatter minst et blandeelement (3, 3', 3") med minst en tilstrømningsåpning (4,4', 4"), som befinner seg nedstrøms av innløpsåpningen (2, 2', 2") i en avstand (a), hvorigjennom det danner seg et samlerom (7) mellom innløpsåpningen (2, 2', 2") og tilstrømningsåpningen (4, 4', 4").

18. Blandeanordning ifølge krav 17, karakterisert ved at blandeelementet (3, 3") oppviser en strømningskanal.

19. Blandeanordning ifølge krav 18, karakterisert ved at midten av tilstrømningsåpningen (4, 4") strømningstverrsnitt i blandeelementet (3, 3") flukter med midten av innløpsåpningen (2, 2").

20. Blandeanordning ifølge krav 18 eller 19, karakterisert ved at så vel innløpsåpningen (2,2") som tilstrømningsåpningen (4,4") er sirkelformet eller oval.

21. Blandeanordning ifølge krav 18 eller 19, karakterisert ved at så vel innløpsåpningen (2,2") som tilstrømningsåpningen (4,4") hovedsakelig er firkantet.

22. Blandeanordning ifølge krav 18, karakterisert ved at blandeelementet (3) har et konstant strømningstverrsnitt mellom 0,001 til 0,05 m <2> .

23. Blandeanordning ifølge krav 17, karakterisert ved at så vel innløpsåpningen (2') som tilstrømningsåpningen (4') har en sylindrisk form eller form av en sylindrisk sektor, hvorved sylinderens radius ligger i strømningsretningen og at den kan gjennomstrømmes radielt.

24. Blandeanordning ifølge et av kravene 17 til 23, karakterisert v e d at blandeelementet (3, 3', 3") har en utstrekning (c) på 0,1 til 1 m i strømsningsretningen.

25. Blandeanordning ifølge krav 17, karakterisert ved at innløpselementet (6') ender ved innløpsåpningen (2") med en hovedsakelig loddrett kanal, at strømningstverrsnittet i tilstrømningsåpningen (4") ligger vannrett og at blandeelementet (3") omfatter en kanal med en omstyring fra loddrett til vannrett.

26. Blandeanordning ifølge krav 25, karakterisert ved at den spesifiserte utstrømningen fra blandeelementet (3") er en radiell strømning.

27. Blandeanordning ifølge et av kravene 17 til 26, karakterisert v e d at tilstrømningsåpningens (4, 4', 4") flate i blandeelementet (3, 3', 3") er omtrent 1,5 til 5 ganger så stort som flaten til den tilhørende innløpsåpningen (2,2', 2") i innløpselementet (6, 6').