[go: up one dir, main page]

FI123427B - Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid - Google Patents

Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid Download PDF

Info

Publication number
FI123427B
FI123427B FI20115884A FI20115884A FI123427B FI 123427 B FI123427 B FI 123427B FI 20115884 A FI20115884 A FI 20115884A FI 20115884 A FI20115884 A FI 20115884A FI 123427 B FI123427 B FI 123427B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
electrode
att
chemical
inre
Prior art date
Application number
FI20115884A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115884A0 (en
FI20115884L (en
Inventor
Olavi Imppola
Paeivi Solismaa
Erkki Laehderanta
Alexander Lashkul
Original Assignee
Upm Kymmene Oyj
Wetend Technologies Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Upm Kymmene Oyj, Wetend Technologies Oy filed Critical Upm Kymmene Oyj
Priority to FI20115884A priority Critical patent/FI123427B/en
Publication of FI20115884A0 publication Critical patent/FI20115884A0/en
Publication of FI20115884L publication Critical patent/FI20115884L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123427B publication Critical patent/FI123427B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4602Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for prevention or elimination of deposits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

MENETELMÄ JA REAKTORI REAKTION TOTEUTTAMISEKSI YHDEN TAI USEAMMAN KEMIKAALIN JA PROSESSINESTEEN VÄLILLÄMETHOD AND REACTOR FOR CARRYING OUT THE REACTION BETWEEN ONE OR MORE CHEMICALS AND PROCESSING FLUID

Keksinnön ala 5 [001] Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja reaktoriin reaktion toteuttamiseksi yhden tai useamman kemikaalin ja prosessinesteen välillä. Keksinnön mukainen menetelmä ja reaktori soveltuvat edullisesti syöttämään ja sekoittamaan prosessinestevirtaan yhden tai useamman kemikaalin, joilla joko yksin 10 tai yhdessä materiaalin kanssa, joka kulkeutuu yhdessä tai useammassa prosessivirrassa, on taipumus muodostaa joko orgaanisia tai epäorgaanisia kerroksia, kerääntymiä tai saostumia reaktorin sisäpinnalle. Keksintö on erityisen edullisesti soveltuva käytettäväksi esim. puunjalostusteollisuudessa, kun yksi tai useampia massan ja/tai paperin (mukaan lukien myös kartonki ja pehmopaperi) 15 tuotannossa käytettäviä kemikaaleja syötetään tuotantoprosessiin.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process and a reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and process fluids. The process and reactor of the invention are preferably adapted to feed and mix in the process fluid stream one or more chemicals which, either alone or in combination with the material carried in one or more process streams, tend to form either organic or inorganic layers, deposits or deposits on the reactor interior. The invention is particularly advantageously suitable for use in the wood processing industry, for example, when one or more chemicals used in the production of pulp and / or paper (including cardboard and tissue) are fed into the production process.

Keksinnön taustaa [002] Esimerkiksi paperinvalmistuksessa, kuten useilla muilla teollisuuden aloilla, 20 esiintyy tarvetta syöttää ja in-line- sekoittaa putkivirtaukseen ainakin yhtä sellaista ainetta, jota jatkossa kutsutaan kemikaaliksi sanan laajimmassa merkityksessä, joka/jotka voi/-vat yksinään tai kemiallisesti, sähkökemiallisesti tai mekaanisesti keskenään tai yhdessä putkivirtauksessa olevien materiaalien kanssa muodostaa kiintoainekeräytymiä, saostumia tai vastaavia virtausputken tai -kanavan 25 seinämälle. Tulee siis ymmärtää, että tämän keksinnön yhteydessä sana ’kemikaali’ kattaa kaasumaiset aineet, nestemäiset aineet sekä kiinteät materiaalit. ToisinBACKGROUND OF THE INVENTION For example, in papermaking, as in many other industries, there is a need to feed and in-line mix at least one substance, hereinafter referred to as a chemical in the broadest sense of the word, which can individually or chemically, electrochemically or mechanically with one another or with the materials in the flow of the tube, forms solids deposits, precipitates or the like on the wall of the flow tube or channel. It is to be understood, therefore, that in the context of the present invention, the term "chemical" includes gaseous, liquid and solid materials. Otherwise

COC/O

£ sanoen mainittu kemikaali voi olla esim. aine, joka reagoi kemiallisesti aiemmin tai c\j ^ yhtä aikaa prosessoidaan syötetyn tai siinä jo alun perin olleen kemikaalin kanssa, ° tai esim. retentio- tai sideaine, joka on kiinnittynyt toiseen virrassa olevaan kiinteäänThat is, said chemical may be, for example, a substance that has reacted chemically previously or is simultaneously processed with a chemical that has been fed or was originally present, or, e.g., a retention or binding agent attached to another solid in the stream.

COC/O

00 30 aineeseen tai partikkeliin tai jota syötetään siihen yhdessä kemikaalin kanssa tai sen00 30 or fed to or with the substance or particle

XX

£ lähellä. Ajatuksena on siis myös se, että sana ’reaktio’ kattaa kemialliset reaktiot, sähkökemialliset reaktiot sekä partikkelien kiinnittymisen toisiinsa retentioaineiden S ja/tai sideaineiden avulla. Toisin sanoen kaikkia sellaisia tilanteita, joissa o prosessivirrassa kulkeva ja/tai siihen syötetty aine muodostaa materiaalia, jolla on c\j 2 pyrkimys kiinnittyä prosessiputken pinnalle tai siinä oleviin rakenteisiin, kutsutaan selvyyden vuoksi reaktioksi. Tässä sovelluksessa sana Ίη-line-sekoitus’ tarkoittaa sekoittamista, joka suoritetaan suoraan prosessiputkessa, esim. paperinvalmistuksessa, silloin kun kemikaali lisätään suoraan prosessiputkessa 5 paperikoneen perälaatikkoa kohti viilaavaan massaan. In-line-sekoitus kattaa myös sovelluksia, joissa sekoittaminen tapahtuu pää- tai osaprosessin neste- tai suspensiovirtaan ilman että mainitussa osaprosessissa syntynyttä tuotetta varastoidaan lähivarastoon joko yksin tai yhdessä toisen tuotteen kanssa.£ close. Thus, it is also contemplated that the word 'reaction' encompasses chemical reactions, electrochemical reactions and the attachment of particles by retention agents S and / or binders. In other words, any situation in which o the substance flowing in and / or fed into the process stream forms a material that has a tendency to adhere to the surface or structures of the process tube is called a reaction for clarity. In this embodiment, the word Ίη-line mixing 'refers to mixing that is carried out directly in the process tube, e.g. papermaking, when the chemical is added directly to the filing pulp in the process tube 5 per headbox of the papermaking machine. In-line mixing also encompasses applications in which mixing takes place in the main stream or sub-process liquid or suspension stream without the product resulting from said sub-process being stored in a local warehouse, either alone or in combination with another product.

10 [003] Joissakin tunnetun tekniikan yhteydessä esitetyissä tapauksissa riittää, että annetaan halutun kemikaalimäärän virrata putkivirtaukseen niin, että se sekoittuu virtaavaan materiaaliin, joka on neste tai kaasu, itse putkivirtauksessa esiintyvän turbulenssin avulla. Joskus haluttu kemikaalimäärä lasketaan sellaiseen putkivirtauksen kohtaan, jossa on turbulenssia kehittävä mekaaninen laite, joko 15 staattinen elementti, pyörivä sekoitin tai esim. keskipakopumppu, hieman kemikaalin lisäyskohdan jälkeen. Joissakin tapauksissa kemikaali syötetään prosessiin järjestettyyn suhteellisen suureen säiliöön tai sekoitusastiaan joko suoraan tai yhdessä esim. säiliöön syötettävän aineen kanssa, jolloin säiliöön järjestetään kemikaalin sekoittamiseen tarvittava mikseri tai sekoitin.In some cases described in the prior art, it is sufficient to allow the desired amount of chemical to flow into the tubular stream so that it is mixed with the flowing material, which is a liquid or gas, by the turbulence in the tubular flow itself. Sometimes the desired amount of chemical is calculated at a point in the flow of the tube that has a mechanical device generating turbulence, either a 15 static element, a rotary mixer or e.g. a centrifugal pump, just after the chemical addition point. In some cases, the chemical is fed into a relatively large container or mixing vessel provided in the process, either directly or in combination with, e.g., a substance fed into the container, whereupon a mixer or mixer for mixing the chemical is provided.

20 [004] Kaikissa näissä yhteyksissä on mahdollista, että prosessiin vaikuttavia joko orgaanisia tai epäorgaanisia saostumia kerääntyy joko virtausputken tai erityisen reaktorin seinämälle tai jonkun muun kiinteän rakenteen, kuten esim. kemikaalin syöttölaitteen tai mikserin/sekoittimen eri rakenteiden, päälle. Esimerkiksi sellaisia 25 haittoja on koettu, että orgaaninen aines alkaa pilaantua ja levittää mikrobeja virtaukseen, jolloin pahimmassa tapauksessa koko lopputuotteesta tuleeIn all these contexts, it is possible that either organic or inorganic precipitates affecting the process accumulate on either the wall of a flow tube or a special reactor or on top of another solid structure such as a chemical feeder or mixer / mixer. For example, it has been a disadvantage that organic matter begins to deteriorate and spreads microbes into the stream, in the worst case, the entire end product becomes

COC/O

ς hylkytavaraa, tai että hiukkaset irrotessaan suurempina partikkeleina pilaavatς wreckage, or that the particles when spilled into larger particles spoil

(M(M

^ lopputuotteen aiheuttaen esim. reikiä valmistettuun paperiin, pehmopaperiin tai ° kartonkiin (käytettäessä paperiteollisuutta esimerkkinä) tai epäedullisia muutoksia^ end product, causing holes in, for example, recycled paper, tissue or ° board (using paper industry as an example) or adverse changes

COC/O

^ 30 perälaatikon virtauksissa, jolloin lopputuotteen laatu muuttuu. Saostumat voivat^ 30 headbox flows, which changes the quality of the end product. Precipitation can

XX

a. myös kokonaan tai osittain tukkia joitakin prosessilaitteita tai niiden putkistoja, lisätä pumppauksen kustannuksia, heikentää kemikaalien vaikutusta, vähentää lämmön 00 m talteenottoa jne. Lisäksi tietyn tyyppinen kerros voi muodostaa pohjan toiselle δa. also completely or partially clog some process equipment or their piping, increase pumping costs, diminish the effect of chemicals, reduce 00 m heat recovery, etc. In addition, a certain type of layer may form the basis for another δ

C\JC \ J

3 saostumalle, esim. kalsiumkarbonaattikerros lisää merkittävästi natriumkarbonaatin saostumista mustalipeän haihduttimissa.3, for example, the calcium carbonate layer significantly increases the precipitation of sodium carbonate in the black liquor evaporators.

[005] Koska mainittu erilaisiin saostumiin liittyvä ongelma on ollut tiedossa niin 5 kauan kun teollisia prosesseja on ollut olemassa, on sitä pyritty ratkaisemaan lukuisin keinoin.Since this problem of various precipitates has been known for as long as industrial processes have existed, numerous efforts have been made to solve it.

[006] Eräs menetelmä on luonnollisesti välttää saostumia muodostavien materiaalien käyttöä ja korvata ne ei-saostavilla materiaaleilla, joskin tämä 10 menetelmä voi kuitenkin tuoda helpotusta vain marginaaliseen määrään ongelmatapauksia. Joissakin tapauksissa ei ole mahdollista välttää saostavien materiaalien käyttöä ja joissakin tapauksissa korvaavat materiaalit ovat niin kalliita, että niiden käyttö on taloudellisesti mahdotonta.One method, of course, is to avoid the use of precipitating materials and to replace them with non-precipitating materials, although this method can only provide relief for a marginal number of problem cases. In some cases, it is not possible to avoid the use of precipitating materials and in some cases, replacement materials are so expensive that it is economically impossible to use them.

15 [007] Toinen vaihtoehto on käyttää korkealaatuisia raaka-aineita aloittaen massatehtaan kuorimosta (otettaessa massa-ja paperiteollisuus esimerkiksi). Toisin sanoen saostumisongelmaa voidaan vähentää minimoimalla puun kuorikerroksen pääsy jatkoprosessiin. On myös mahdollista vähentää käytössä olevien, saostumia aiheuttavien kemikaalien kierrätystä kiinnittämällä enemmän huomiota 20 saostumisongelmia aiheuttaviin kemikaaleihin kemikaalien kierrätyksessä. Toisin sanoen huomioimalla saostumisongelmat tehtaan jokaisessa osaprosessissa, joka käytettäessä sellu-, massa- ja paperiteollisuutta esimerkkinä käsittää ainakin keittoprosessit ja ruskean massan pesu- ja valkaisuprosessit kemikaalien talteenottoprosessien lisäksi, on mahdollista vähentää saostumien riskiä 25 huomattavasti.Another alternative is to use high quality raw materials starting from the pulp mill bark (taking the pulp and paper industry as an example). In other words, the precipitation problem can be reduced by minimizing the access of the bark layer to the downstream process. It is also possible to reduce the recycling of existing precipitating chemicals by paying more attention to chemicals that cause precipitation problems in the recycling of chemicals. In other words, by taking into account the precipitation problems in each sub-process of the mill, which, for example, using pulp, pulp, and paper, includes at least cooking processes and brown pulp washing and bleaching processes in addition to chemical recovery processes.

COC/O

£ [008] Kolmas vaihtoehto on järjestää sellaiset virtausolosuhteet prosessiin, että c\j ^ saostumat eivät pääse kerääntymään esim. virtausputkistoon. Toisin sanoen ° tavoitteena on suunnitella virtausputkisto niin, että siinä on mahdollisimman vähänA third alternative is to provide flow conditions in the process such that no precipitate can accumulate e.g. in the flow piping. In other words, the goal is to design the flow piping with as little as possible

COC/O

00 30 paikkoja, joissa virtaus on niin rauhallista, että virran mukana kulkeutuvat00 30 places where the flow is so calm that it flows with it

XX

£ kiintoaineet voisivat asettua putkiston pintaa vasten. Tämäkin menetelmä on rajallinen, koska käytännössä on mahdotonta suunnitella virtausputkisto niin että S minkäänlaista saostumista ei pääse tapahtumaan. Huolellisella suunnittelulla o voidaan kuitenkin pidentää pesuvälejä ja niiden vaatimaa laitoksen seisonta-aikaa.£ solids could settle against the piping surface. This method is also limited because it is virtually impossible to design the flow piping so that no precipitation of S occurs. However, careful planning can extend the washing intervals and the plant downtime required by them.

CVJCVJ

4 [009] Neljäs vaihtoehto on huomioida putkiston puhdistusvaatimukset jo suunnitteluvaiheessa, jolloin mahdollistetaan vaadittavan, esim. prosessilaitteiden happopuhdistukseen tai vastaavaan, tai jopa manuaaliseen 5 kerrostumien/saostumien poistoon tarvittavan, seisokkiajan lyhentäminen.A fourth alternative is to take into account the cleaning requirements of the pipeline already at the design stage, thus allowing for a reduction of the required downtime, eg for acid cleaning of process equipment or the like, or even for manual removal of deposits / precipitates.

[010] Viides tapa on valmistaa tai päällystää esim. virtausputkijärjestelmä tai reaktori sellaisella materiaalilla, että saostumaan taipuvaiset materiaalit eivät pääse kiinnittymään siihen. Tämän haittana on kuitenkin se, että perinteisen teräksisen 10 virtausputken tai reaktorin korvaaminen melkeinpä millä tahansa materiaalilla moninkertaistaa kustannukset.A fifth way is to fabricate or coat, for example, a flow pipe system or reactor with a material such that materials liable to precipitate cannot adhere to it. However, this has the disadvantage that replacing a conventional steel flow tube or reactor with almost any material will multiply the cost.

[011] Kuudes vaihtoehto on käyttää sellaisia lisäkemikaaleja, kuten joitakin retentiokemikaaleja, kelaatteja, pinta-aktiivisia aineita tai estoaineita, jotka tavalla tai 15 toisella estävät saostumien muodostumisen. Luonnollisesti tällaiset kemikaalit aiheuttavat kuitenkin ainakin lisäkustannuksia, koska niitä täytyy annostella jatkuvasti prosessinesteeseen. Tällaiset kemikaalit voivat aiheuttaa ongelmia myös prosessin purkuvesien käsittelyssä, veden uudelleenkäytettävyydessä tai varsinaisessa lopputuotteessa, sen käsittelyssä tai kierrätyksessä.A sixth alternative is to use additional chemicals, such as some retention chemicals, chelates, surfactants, or inhibitors, which in one way or another prevent the formation of precipitates. Naturally, however, such chemicals cause at least additional costs because they have to be continuously added to the process fluid. Such chemicals can also cause problems in the treatment of process effluents, water re-usability, or in the final end product, its treatment or recycling.

20 [012] Mikään edellä esitetyistä menetelmistä ei ole kuitenkaan osoittautunut täysin toimivaksi massa- ja paperiteollisuudessa, vaan sekä virtausputkien että prosessilaitteiden sekä reaktoreiden ja säiliöiden kanssa on suuria ongelmia, kun saostumia kerääntyy niiden seinämille.However, none of the above methods have proven to be fully functional in the pulp and paper industry, but there are major problems with both flow tubes and process equipment, as well as reactors and tanks, when deposits are deposited on their walls.

25 [013] Yllämainittuja saostumisongelmia on painotettu, kun mm. patenttijulkaisuissa 5 EP-B1-1064427, EP-B1-1219344, FI-B-111868, FI-B-115148 ja FI-B-116473 c\j ^ esitettyjä injektiosekoittimia on otettu laajemmin käyttöön. Ongelmien lisääntymisen ° syynä on se, että näiden injektiosekoittimien kyetessä sekoittamaan kemikaaleja[013] The above precipitation problems are emphasized when e.g. Injection mixers disclosed in EP-B1-1064427, EP-B1-1219344, FI-B-111868, FI-B-115148 and FI-B-116473 are widely used. The reason for the increased problems is that these injection mixers are capable of mixing chemicals

COC/O

00 30 hyvin nopeasti ja tasaisesti prosessivirtaukseen, kemikaalien keskinäinen reaktio tai00 30 very quickly and uniformly in the process flow, reaction of chemicals or

XX

£ reaktio virtauksessa olevien kiinteiden aineiden tai kemikaalien kanssa on hyvin nopea. Siten virtausputken seinämän läheisyydessä on samanaikaisesti myös suuri S määrä kemikaaleja, joten kemikaalien muodostaessa kiintoainekiteen tai -partikkelin o on suuri riski, että kide tai partikkeli kiinnittyy virtausputken seinämään toisenThe reaction with solids or chemicals in the stream is very rapid. Thus, a large number of chemicals are simultaneously present in the vicinity of the flow tube wall, so that when the chemicals form a solid crystal or particle o there is a high risk that the crystal or particle will adhere to the flow tube wall.

CVJCVJ

5 kiinteän partikkelin, kuten kuitu- tai täyteainepartikkelin, sijasta. Vastaavat kemikaalit syötettiin aiemmin vähemmän tehokkaiden sekoittimien avulla, jolloin kemikaalien keskinäinen reagointi tai reagointi virtaukseen aiemmin syötetyn kiintoaineen tai kemikaalin kanssa kesti kymmeniä sekunteja, joskus jopa minuutteja, joten myös 5 saostumat virtausputken sisäpinnalle jakaantuivat olennaisesti pitemmälle osalle virtausputkea. Saostumien jakaantuessa aiemmin prosessiputkien lähes koko pituudelle syöttökohdan jälkeen, ne peittävät nykyisin monissa tapauksissa virtausputken pinnan muutaman metrin matkalta kemikaalien syöttökohdasta. Koska voidaan olettaa, että sekä perinteisessä sekoittamisessa että injektiosekoitinta 10 käytettäessä olennaisesti sama määrä kemikaalien reaktiotuotteita saostuu virtausputken pinnalle, on todennäköistä, että injektiosekoittimia käytettäessä muodostunut saostumakerros voi tulla samana ajanjaksona huomattavasti paksummaksi kuin perinteisessä sekoitusmenetelmässä. Samalla riski, että saostumat rikkoutuvat ja pääsevät palasina virtaukseen, kasvaa ja palasien 15 aiheuttamien ongelmien esiintymismäärä voi niinikään nousta. Tällaisia saostumisongelmia on luonnollisesti sekä puunjalostusteollisuudessa että monilla muilla prosessiteollisuuden aloilla. Itse asiassa lähes kaikilla teollisuuden aloilla, joilla putkivirtaukseen syötettyjen tai sekoitettujen kemikaalien annetaan reagoida joko keskenään tai putkessa viilaavan väliaineen mukana kulkeutuvan materiaalin 20 tai sinne aiemmin syötetyn kemikaalin kanssa, esiintyy ylläkuvattuja saostumisongelmia, jotka jollakin tavalla vaikuttavat prosessin etenemiseen tai väli-tai lopputuotteiden laatuun tai tuotantoon.5 instead of a solid particle such as a fiber or filler particle. Previously, similar chemicals were fed through less efficient agitators, whereby the reaction of the chemicals or the flow with the previously supplied solid or chemical took tens of seconds, sometimes up to minutes, so that deposits on the inner surface of the flow pipe were also distributed over a substantial portion of the flow pipe. Formerly precipitated over the entire length of the process tubes after the feed point, they now, in many cases, cover the surface of the flow pipe a few meters from the chemical feed point. Since it can be assumed that substantially the same amount of reaction products of chemicals will be precipitated on the surface of the flow tube in both conventional mixing and injection mixer 10, it is likely that the deposition layer formed with injection mixers may become significantly thicker than conventional mixing method. At the same time, the risk that the precipitates will break and flow into pieces increases, and the number of problems caused by the pieces may also increase. Such precipitation problems are naturally present both in the wood processing industry and in many other process industries. In fact, in virtually every industry where chemicals fed or mixed in a tube stream are allowed to react with either the material 20 or the chemical that has been fed into the tube filing medium, the precipitation problems described above affect in some way the process progress or intermediate or end product. .

[014] Kuvatun kaltaisia saostumisongelmia esiintyy esim. teollisissa ympäristöissä, 25 joissa syötetään ja sekoitetaan prosessinesteisiin suuria määriä erilaisia kemikaaleja, mukaan lukien retentiokemikaalit, sideaineet ja/tai stabilointiaineet ym.[014] Precipitation problems such as those described occur, for example, in industrial environments in which a wide variety of chemicals, including retention chemicals, binders and / or stabilizers, and the like, are fed and mixed with process fluids.

COC/O

δ c\j ^ [015] Paperinvalmistuksen lisäksi kyseiset prosessit puunjalostusteollisuudessa ° käsittävät mekaanisen massan, kemimekaanisen massan ja mikrokuitu- jaIn addition to papermaking, these processes in the wood processing industry include mechanical pulp, chemimechanical pulp and microfibres.

COC/O

00 30 nanokuitumassan tuotanto-, pesu-, valkaisu- ja kemikaalien talteenottoprosessit,00 30 nanofibre pulp production, washing, bleaching and chemical recovery processes,

XX

£ joissa muodostuu suuri määrä saostumia muodostavia kemiallisia yhdisteitä. Nämä "t voidaan karkeasti jakaa epäorgaanisiin ja orgaanisiin yhdisteisiin.£ which form a large amount of chemical compounds which form precipitates. These can be roughly divided into inorganic and organic compounds.

COC/O

m δm δ

CVJCVJ

6 [016] Epäorgaanisista saostumia aiheuttavista yhdisteistä voidaan jo edellä lyhyesti mainitun kalsiumkarbonaatin lisäksi mainita seuraavat yhdisteet. Kalsiumoksalaatti, jonka ioni muodostuu kemiallisen massan happivalkaisussa. Bariumsulfaatti muodostuu, kun bivalenttinen bariumkationi poistetaan 5 puumateriaalista erityisesti valmistettaessa massaa happamissa olosuhteissa ennen kemiallisen massan valkaisua. Alunan, eli alumiinisulfaatin, läsnäolo lisää saostumispyrkimyksiä. Saostuvaa alumiinihydroksidia muodostuu joskus välittömästi alunan syöttämisen jälkeen. Itse alunaa käytetään yleisesti paperinvalmistuksessa, kuten joissakin retentio-ohjelmissa, hartsiliimana, koagulanttina jne. Kun mm. nämä 10 yhdisteet ja muut jo kuitususpensiossa olevat tai sinne myöhemmin syötettävät yhdisteet ja kemikaalit reagoivat, muodostuvien uusien kemikaalien saostuminen estetään käyttämällä erilaisia kemikaaleja. Muita epäorgaanisia yhdisteitä, joilla on saostumistaipumuksia, ovat mm. kalsiumsulfaatti, kalsiumsilikaatti, alumiinisilikaatti, alumiinifosfaatti ja magnesiumsilikaatit.Of the inorganic precipitating compounds, in addition to the calcium carbonate briefly mentioned above, the following compounds may be mentioned. Calcium oxalate, the ion of which is formed by the oxygen bleaching of a chemical pulp. Barium sulphate is formed when the bivalent barium cation is removed from the wood material especially during pulping under acidic conditions prior to chemical pulp bleaching. The presence of alum, or aluminum sulfate, increases the precipitation tendency. Sometimes precipitating aluminum hydroxide is formed immediately after feeding the alum. Alum itself is commonly used in papermaking, as in some retention programs, as a resin glue, as a coagulant, etc. these compounds and other compounds and chemicals already present in the fiber suspension or subsequently introduced therein are reacted to prevent precipitation of the new chemicals formed by using various chemicals. Other inorganic compounds which have a tendency to precipitate include e.g. calcium sulfate, calcium silicate, aluminum silicate, aluminum phosphate and magnesium silicates.

15 [017] Orgaaniset saostumat liittyvät useimmiten erilaisten partikkelien kiinnittymiseen prosessiputkiin tai muihin prosessivirtauksen yhteydessä oleviin laitteisiin ja rakenteisiin sideaineen avulla. Näistä sideaineista voidaan mainita seuraavat: Pihka, joka on puupohjainen materiaali. Useimmiten pihkat ovat 20 rasvahappoja tai hartsihappoja, joskin eräitä muitakin yhdisteitä kutsutaan perinteisesti pihkaksi. Tahmeita materiaaleja ovat kierrätetystä paperista peräisin oleva liima tai tartunta-aine. Limat ovat mikrobisen aktiivisuuden muodostamia materiaaleja ja ne sopeutuvat hyvin paperiteollisuuden suhteellisen stabiileihin korkeisiin lämpötiloihin ja suhteellisen pysyvään pH-arvoon. Sieni voidaan vielä 25 mainita yhtenä sideaineena. Kaikki edellä mainitut saostumia aiheuttavat sideaineet ovat tavallaan materiaaleja, jotka on syötetty prosessiin tuotettavan paperinOrganic precipitates are most often associated with the attachment of various particles to process tubes or other devices and structures associated with the process stream by means of a binder. Among these binders, the following can be mentioned: Resin, which is a wood-based material. In most cases, the resins are fatty acids or resin acids, although some other compounds are traditionally referred to as resins. Sticky materials include glue or adhesive from recycled paper. Mucus is a material formed by microbial activity and is well adapted to the relatively stable high temperatures and relatively constant pH of the paper industry. The fungus may be further mentioned as one binder. All of the above-mentioned precipitating binders are, in a sense, materials fed to the paper produced in the process.

COC/O

£ alkumateriaalien joukossa, eli niitä ei tarkoituksellisesti lisätä prosessiin. Näiden c\j ^ lisäksi on kemikaaleja, jotka lisätään prosessiin muista syistä, kuten ° vaahdonestoaineet, polysiloksaanit, mineraaliöljyt, retentiopolymeerit ja -kemikaalit,£ amongst the starting materials, meaning they are not intentionally added to the process. In addition to these, there are chemicals that are added to the process for other reasons, such as antifoam agents, polysiloxanes, mineral oils, retention polymers and chemicals,

COC/O

00 30 nanopartikkelit, mikropartikkelit, pH-arvon säätöaineet, kiiltolisät (OBA, FWA),00 30 nanoparticles, microparticles, pH adjusters, gloss additives (OBA, FWA),

XX

£ dispergoimisaineet, tärkkelykset, väriaineet, pigmentit, vahat, täyteaineet (esim.Dispersants, starches, dyes, pigments, waxes, fillers (e.g.

Ti02, CaC03, talkki, kaoliini), mineraalit ja liimat (perinteiset hydrofobiset liimat: S AKD, ASA, hartsi ja synteettiset liimat) jne., joilla on taipumus muodostaa saostumia δTiO2, CaCO3, talc, kaolin), minerals and adhesives (traditional hydrophobic adhesives: S AKD, ASA, resin and synthetic adhesives) etc. which tend to form precipitates δ

CVJCVJ

7 edullisissa olosuhteissa joko itsestään tai erityisesti yhdessä prosessissa olevien kiintoaineiden tai kemikaalien kanssa.7 under favorable conditions, either spontaneously or especially in combination with solids or chemicals in the process.

[018] Julkaisuissa FI-A1-20105231 ja FI-A1-20105232 esitetään uudenaikaisia 5 reaktoreita kemikaalien sekoittamiseksi prosessinestevirtaan siten, että saostumia ei pääse muodostumaan lainkaan tai niitä muodostuu merkityksetön määrä reaktorin pinnoille reaktion aikana. Fl-julkaisuissa kuvataan prosessi, jossa ainakin yksi kemikaali lisätään reaktorissa olevaan prosessinesteeseen, kemikaali sekoitetaan prosessinesteeseen ja sen annetaan reagoida joko toisen kemikaalin tai itse 10 prosessinesteessä olevan materiaalin kanssa reaktiotuotteiden muodostamiseksi, kun samanaikaisesti estetään joko kemikaalin/-ien tai reaktiotuotteiden kiinnittyminen reaktorin tai sen yhteydessä olevin laitteiden pinnoille.FI-A1-20105231 and FI-A1-20105232 disclose state-of-the-art reactors for mixing chemicals in a process fluid stream such that no or negligible amount of precipitate is formed on the reactor surfaces during the reaction. The Fl publications describe the process of adding at least one chemical to a process fluid in a reactor, mixing the chemical with a process fluid, and reacting with either another chemical or the material in the process fluid itself to form reaction products while simultaneously preventing the chemical (s) from on the surfaces of existing devices.

[019] Kemikaalien tai reaktiotuotteiden tarttumisen estäminen reaktorin tai sen 15 yhteydessä olevan laitteen pinnoille suoritetaan sähkökemiallisesti. Reaktorissa on keskuselektrodi, joka ulottuu reaktorin akselia pitkin olennaisesti reaktorin tai reaktiovyöhykkeen koko pituudelle. Reaktorin tai reaktiovyöhykkeen koko pituudella ymmärretään etäisyyttä (tai aikaa), jonka syötetyt kemikaalit tarvitsevat reagoidakseen toistensa tai prosessivirrassa olevan materiaalin kanssa. Reaktorin 20 pinta muodostaa toisen elektrodin. Toisin sanoen joko reaktori valmistetaan sähköisesti johtavasta materiaalista tai reaktorin pinta on varustettu sähköisesti johtavalla päällysteellä tai joukolla erillisiä sähköisesti johtavia listoja tai vastaavia, jotka muodostavat toisen elektrodin. Kun elektrodit liitetään sähkövirtapiiriin, toinen elektrodi muodostaa katodin ja toinen anodin. Sähkövirran olemassaolo muuttaa 25 elektrodipinnoilla olevan neste(vesi-)kerroksen pH-arvoa siten, että pH anodin lähellä laskee ja pH vastaavasti katodin lähellä nousee. Käytännössä tämäPreventing the adherence of chemicals or reaction products to the surfaces of the reactor or associated apparatus is accomplished electrochemically. The reactor has a central electrode which extends along the reactor axis along substantially the entire length of the reactor or reaction zone. Throughout the length of the reactor or reaction zone, it is understood the distance (or time) the chemicals fed to react with each other or with the material in the process stream. The surface of the reactor 20 forms a second electrode. In other words, either the reactor is made of an electrically conductive material or the reactor surface is provided with an electrically conductive coating or a plurality of separate electrically conductive strips or the like forming a second electrode. When the electrodes are connected to an electrical circuit, one electrode forms a cathode and the other anode. The existence of an electric current changes the pH of the liquid (water) layer on the electrode surfaces so that the pH near the anode decreases and the pH near the cathode respectively. Practically this

COC/O

£ tarkoittaa, että reaktorin sisäpinnan ollessa anodi, ja sähkövirran ollessa riittävän c\j ^ voimakas, pH on sisäpinnalla niin matala, että esim. kalsiumkarbonaatti ei kykene ° saostumaan reaktorin seinämälle. Keskuskatodi kuitenkin vetää puoleensa£ means that when the internal surface of the reactor is an anode and when the electric current is sufficiently high, the pH on the inner surface is so low that e.g. calcium carbonate is not capable of precipitation on the reactor wall. However, the central cathode is attracted

COC/O

00 30 karbonaattikiteitä, jolloin keskuselektrodi peittyy vähitellen kalsiumkarbonaattikiteillä.00 30 carbonate crystals whereby the central electrode is gradually covered with calcium carbonate crystals.

XX

£ Tätä tarkoitusta varten sähkövirtapiiri on järjestetty muuttamaan napaisuutta siten, että tietyn ajan keskuselektrodi toimii anodina ja reaktorin pintaelektrodi katodina. S Nyt nestekerroksen pH lähellä keskuselektrodia laskee, jolloin kalsiumkarbonaatti δFor this purpose, the electrical circuit is arranged to change the polarity such that, for a given time, the center electrode serves as the anode and the reactor surface electrode acts as the cathode. S Now the pH of the liquid layer near the center electrode drops, resulting in calcium carbonate δ

CVJCVJ

8 liukenee elektrodin pinnalta nestefaasiin ja elektrodin pinta puhdistuu. Sen jälkeen sähkövirtapiirin napaisuus voidaan taas muuttaa.8 dissolves from the surface of the electrode into the liquid phase and the surface of the electrode is cleaned. The polarity of the electric circuit can then be changed again.

[020] Edellä kuvattu reaktori toimii hyvin ja pitää sekä reaktorin että 5 keskuselektrodin pinnat puhtaina. Käytettäessä edellä kuvattua reaktoria täysimittaisessa paperitehtaassa, on ollut nähtävissä kuitenkin muutamia epäkohtia, jopa ongelmia.The reactor described above operates well and keeps both the reactor and the 5 central electrode surfaces clean. However, when using the reactor described above in a full-size paper mill, there have been some drawbacks, even problems.

[021] Ensinnäkin sähkövirta, jota tarvitaan pH:n laskemiseksi riittävän alhaiseen 10 arvoon halutulle toiminnolle, voimistuu huomattavasti reaktorin halkaisijan kasvaessa. Tämä johtuu pääasiassa elektrodien välissä olevan paksun nestekerroksen muodostamasta vastuksesta. Voimakas sähkövirta merkitsee korkeaa energiankulutusta.First, the electric current required to lower the pH to a value sufficiently low for the desired function is greatly enhanced as the reactor diameter increases. This is mainly due to the resistance formed by the thick liquid layer between the electrodes. High electric current means high energy consumption.

15 [022] Toiseksi, voimakkaan sähkövirran seurauksena on luonnollisesti myös korkea virrantiheys erityisesti keskuselektrodin kohdalla, koska sen pinta-ala on vain pieni osa toisen elektrodin pinta-alasta. Korkea virrantiheys johtaa helposti keskuselektrodin korroosioon. Koska keskuselektrodin korroosio ei ole hyväksyttävissä, virrantiheys keskuselektrodilla on pidettävä turvallisen alhaisella 20 tasolla.Secondly, the high current density also naturally results in a high current density, especially at the center electrode, since its surface area is only a small fraction of the surface area of the other electrode. High current density easily leads to corrosion of the central electrode. Since the corrosion of the central electrode is unacceptable, the current density at the central electrode must be kept at a safe low level of 20.

[023] Kolmanneksi, ratkaisu molempiin edellä esitettyihin ongelmiin voisi olla pienemmän reaktorihalkaisijan käyttö. Pieni reaktori voisi kuitenkin merkitä huomattavaa reaktorin pituuden lisäystä saman reaktioajan varmistamiseksi. Pitkä 25 reaktori, jossa keskuselektrodi ulottuu reaktorin koko pituudelle, tarkoittaa käytännössä sitä, että keskuselektrodin ollessa käytännön syistä olennaisen ohut,Third, a solution to both of the above problems could be the use of a smaller reactor diameter. However, a small reactor could mean a significant increase in reactor length to ensure the same reaction time. A long reactor with a central electrode extending over the entire length of the reactor means in practice that, for practical reasons, the central electrode is substantially thin,

COC/O

£ sitä täytyy tukea säännöllisin, olennaisen lyhyin välein, jotta prosessinestevirran c\j ^ turbulenssi ei saa elektrodia värähtelemään ja pahimmassa tapauksessa ° rikkoutumaan. Tämä merkitsee sitä, että reaktorissa on oltava joukko tukivarsia,It must be supported at regular, substantially short intervals so that the turbulence of the process fluid stream does not cause the electrode to vibrate and, at worst, to break. This means that the reactor must have a number of support arms,

COC/O

00 30 jotka muodostavat rakenteen, johon kiinteät saostumat voivat kerääntyä. Varsien00 30 which form a structure in which solid precipitates can accumulate. arms

XX

£ puhdistaminen on luonnollisesti ongelma. Myös suoran, noin kymmenen tai useamman metrin mittaisen reaktorin järjestäminen on hankalaa, joskus S käytännössä jopa mahdotonta.£ Cleaning is of course a problem. It is also difficult to arrange a straight reactor, about 10 meters or more in length, sometimes even impossible in practice.

δδ

CVJCVJ

99

Keksinnön lyhyt yhteenveto [024] Esillä olevan keksinnön tavoitteena on parantaa tunnetun tekniikan mukaista reaktoritekniikkaa esittämällä sellainen uusi reaktori, joka vähentää tai jopa 5 kokonaan poistaa ainakin joitakin tunnetun tekniikan mukaisten reaktorien ongelmista.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve prior art reactor technology by providing a novel reactor that reduces or even completely eliminates at least some of the problems of prior art reactors.

[025] Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on parantaa tunnetun tekniikan mukaista reaktoritekniikkaa esittämällä sellainen uusi reaktori, joka vähentää 10 reaktorin puhtaanapitoon käytettävien elektrodien energiankulutusta ja silti mahdollistaa suurten reaktorihalkaisijoiden käytön.Another object of the present invention is to improve the reactor technology of the prior art by providing a new reactor which reduces the energy consumption of the electrodes used for cleaning the 10 reactors while still allowing the use of large reactor diameters.

[026] Esillä olevan keksinnön lisätavoitteena on kehittää reaktori, joka toimii eri teollisuuden alojen erilaisissa sovelluksissa ilman saostuma- tai kasaumakerrosten 15 muodostumisriskiä, josta aiheutuu lopputuotteen laadun heikkenemistä, prosessiongelmia, tuotantokatkoksia tai ylimääräisiä seisonta-aikoja.It is a further object of the present invention to provide a reactor that operates in a variety of applications in various industries without the risk of formation of precipitation or aggregate layers, which results in degradation of the final product, process problems, production interruptions or extra downtime.

[027] Vielä eräänä esillä olevan keksinnön lisätavoitteena on kehittää reaktori, joka voidaan liittää prosessi putkistoon, reaktorin käsittäessä sellaisen tehokkaan 20 kemikaalien sekoitusjärjestelmän ja reaktorin puhdistusjärjestelyn, että putkimaisen in-line-reaktorin käyttöönottoa pidetään hyvänä investointina tai että reaktorin pituutta vähennetään osaan tunnetun tekniikan mukaisten reaktorien pituudesta.It is a further object of the present invention to provide a reactor that can be connected to a pipeline process, the reactor comprising an efficient chemical mixing system and a reactor cleaning arrangement such that introducing an in-line tubular reactor is considered a good investment or part of the reactor. the length of the reactors.

[028] Ainakin joitakin esillä olevan keksinnön tavoitteista saavutetaan 25 menetelmällä reaktion toteuttamiseksi yhden tai useamman kemikaalin ja prosessinesteen välillä, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet:At least some of the objects of the present invention are achieved by a process for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process fluid comprising the steps of:

COC/O

^ · järjestetään reaktori osaksi prosessinestettä kuljettavaa virtausputkea, c\j ^ · varustetaan reaktori sisäpinnalla, jota pitkin prosessineste virtaa, o ' · varustetaan reaktori sähkökemiallisilla välineillä estämään reaktiotulosten^ · Arranging the reactor in a flow tube carrying the process fluid, c) providing the reactor with an internal surface along which the process fluid flows, o '· equipping the reactor with electrochemical means to prevent reaction results

COC/O

00 30 saostuminen reaktorin sisäpinnalle,00 30 precipitation on the inside of the reactor,

XX

£ · lisätään ainakin yksi kemikaali reaktorissa olevaan prosessinesteeseen, ^ · sekoitetaan mainittu ainakin yksi kemikaali prosessinesteeseen,£ · adding at least one chemical to the process fluid in the reactor, ^ · mixing said at least one chemical into the process fluid,

COC/O

m δm δ

CVJCVJ

10 • annetaan mainitun kemikaalin reagoida joko toisen kemikaalin kanssa tai varsinaisessa prosessinesteessä olevan materiaalin kanssa reaktiotuotteiden muodostamiseksi, • estetään joko kemikaalin/-en tai reaktiotuotteiden saostuminen reaktorin 5 tai sen yhteydessä olevien laitteiden pinnoille, • jolloin • saostumisen esto toteutetaan järjestämällä sähkökenttä olennaisen pienelle osalle reaktorin tilavuutta hyvin lähelle reaktorin sisäpintaa.• reacting said chemical with either another chemical or with the material in the process fluid itself to form reaction products, • preventing the deposition of either the chemical or reaction products on the surfaces of reactor 5 or associated equipment, • wherein: preventing the precipitation by providing an electric field volume very close to the inner surface of the reactor.

10 [029] Ainakin joitakin esillä olevan keksinnön tavoitteista saavutetaan reaktorilla reaktion toteuttamiseksi yhden tai useamman kemikaalin ja prosessinesteen välillä, joka reaktori on sijoitettu osaksi prosessinestettä kuljettavaa virtausputkea, jossa reaktorissa on sisäpinta, jota pitkin prosessineste virtaa, ja elektrodipari, eli säteen suunnassa sisempi ja ulompi elektrodi, estämään sähkökemiallisesti reaktiotulosten 15 saostuminen reaktorin sisäpinnalle, joka ulompi elektrodi on järjestetty reaktorin sisäpinnalle, jolloin sisempi elektrodi on järjestetty hyvin lähelle reaktorin sisäpintaa.At least some of the objects of the present invention are achieved by a reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and process fluid, which is disposed within a flow tube carrying the process fluid, the reactor having an inner surface along which the process fluid flows; electrode, to prevent electrochemical precipitation of the reaction results 15 on the inner surface of the reactor, which outer electrode is arranged on the inner surface of the reactor, wherein the inner electrode is arranged very close to the inner surface of the reactor.

[030] Muut esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja reaktorin tyypilliset piirteet käyvät ilmi liitteenä olevista patenttivaatimuksista ja seuraavasta 20 selityksestä, jossa esitetään keksinnön edullisimmat suoritusmuodot.Other typical features of the process and reactor of the present invention will be apparent from the appended claims and the following description, which show the most preferred embodiments of the invention.

[031] Esillä olevan keksinnön käytöllä saavutetaan mm. seuraavia etuja, kun keksinnön mukainen reaktori on mitoitettu pituudeltaan vastaamaan olennaisesti sekoittamista, joka tapahtuu putkivirtauksessa tai mahdollisella saostumisalueella, 25 joka on aiemmin aiheuttanut virtausputken pinnan likaantumista jollakin tavalla.By using the present invention, e.g. the following advantages when the length of the reactor of the invention is dimensioned to substantially correspond to the mixing that occurs in the pipe flow or any precipitation zone that has previously caused some contamination of the surface of the flow pipe.

• saostumia ei pääse muodostumaan tai kiinnittymään virtausputken δ pinnalle heikentämään lopputuotetta tai sen laatua tai vaikuttamaan sen• no precipitate is formed or adheres to the δ surface of the flow pipe to degrade or affect the end product or its quality

CNJCNJ

^ tuotantoon, cp ^ · putkien pesemistä saostumisen poistamiseksi voidaan välttää,^ production, cp ^ · washing of pipes to eliminate precipitation can be avoided,

CVJCVJ

30 · erilaisten lisäkemikaalien käyttöä voidaan joko kokonaan välttää tai cc merkittävästi vähentää, ra · lyhyt reaktiovyöhyke - reaktori voidaan sijoittaa jopa lyhyelle osalle virtausputkea eri prosessivaiheiden välille, ° · hyvä reaktorin hallinta ja prosessin ajettavuus, 11 • raportointi on helppo toteuttaa ohjausjärjestelmän avulla, • tomografian käyttö mahdollistaa joukon erilaisia hälytyksiä, mikä helpottaa huomattavasti laadunvalvontaa, • nopeammin ja aggressiivisemmin reagoivia kemikaaleja voidaan käyttää, 5 koska nopea ja tehokas sekoittaminen varmistaa tasaisen sekoitustuloksen ja reaktorin puhdistusjärjestely varmistaa, että reaktorin seinämät pysyvät puhtaina, ja • keksinnön mukainen reaktori ohjaa kohti sellaisten kemikaalien käyttöä, joilla on nopeammat reaktiot, koska nopeammin reagoivien kemikaalien 10 kanssa on mahdollista käyttää lyhyempiä reaktoreita, joka helpottaa reaktorin asentamista osaksi prosessiputkijärjestelmää.30 · use of various additional chemicals can be either completely avoided or significantly reduced, · short reaction zone - the reactor can be positioned up to a short section of the flow line between different process steps, · good control of the reactor and process runnability, 11 • easy control by reporting; use allows for a variety of alarms, greatly facilitating quality control, • faster and more aggressive reactive chemicals can be used, 5 because rapid and efficient mixing ensures a consistent mixing result and reactor cleaning arrangement ensures that reactor walls remain clean, and having faster reactions because it is possible to use shorter reactors with faster reacting chemicals 10, which facilitates the installation of the reactor into the process piping system I.

Piirustusten lyhyt kuvaus 15 [032] Seuraavassa esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää ja reaktoria ja sen toimintaa kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kaavamaisiin piirustuksiin, joistaBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, the process and reactor of the present invention and its operation will be described in more detail with reference to the accompanying schematic drawings, in which:

Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti tunnetun tekniikan mukainen reaktori, jossa on keskuselektrodi, 20 Kuviossa 2 esitetään kaavamaisesti esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen reaktori,Figure 1 schematically illustrates a prior art reactor having a central electrode; Figure 2 schematically shows a reactor according to a preferred embodiment of the present invention,

Kuviossa 3 esitetään yksityiskohtaisemmin esillä olevan keksinnön mukaisen sisemmän elektrodin eräs edullinen suoritusmuoto,Figure 3 shows in more detail a preferred embodiment of an inner electrode according to the present invention,

Kuviossa 4 esitetään esillä olevan keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon 25 mukaisen reaktorin poikkileikkaus,Figure 4 is a cross-sectional view of a reactor according to another preferred embodiment of the present invention,

Kuviossa 5 esitetään esillä olevan keksinnön erään kolmannen edullisenFigure 5 shows a third preferred embodiment of the present invention

COC/O

5 suoritusmuodon mukaisen reaktorin poikkileikkaus, c\j ^ Kuviossa 6 esitetään esillä olevan keksinnön erään neljännen edullisen o ^ suoritusmuodon mukainen reaktori, jaFig. 6 shows a reactor according to a fourth preferred embodiment of the present invention, and

CNJCNJ

30 Kuviossa 7 esitetään esillä olevan keksinnön erään viidennen edullisenFigure 7 shows a fifth preferred embodiment of the present invention

XX

£ suoritusmuodon mukainen reaktori, ^ Kuviossa 8 esitetään pH-arvon muutos ajan funktiona, kun hiilidioksidista jaFig. 8 shows the change of pH as a function of time over carbon dioxide and

COC/O

^ kalkkimaidosta valmistetaan kalsiumkarbonaattia esillä olevan keksinnön mukaisella o reaktorilla.Calcium carbonate is prepared from lime milk in the o reactor of the present invention.

1212

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus [033] Kuviossa 1 esitetään suhteellisen kaavamaisesti tunnetun tekniikan 5 mukainen reaktori 10, joka on kuvattu julkaisuissa FI-A1-20105231 ja FI-A1-20105232. Kuvion 1 reaktori 10 käsittää suoran sylinterimäisen virtausputken 12, jonka sisään keskeisesti virtausputkeen 12 nähden kiinnitetään sähköisesti johtava elektrodisauva 16 varsien 14 avulla. Sauva on sähköisesti liitetty yhden varren 14’ välityksellä ohjausjärjestelmään 18, jossa on edullisesti jännitelähde. 10 Elektrodisauvan 16 tulee olla sähköisesti eristetty virtausputkesta 12 siltä varalta, että virtausputki 12 on valmistettu metallista niin kuin se useimmissa tapauksissa on. Eristäminen voidaan suorittaa esim. järjestämällä sauvan 16 kiinnitysvarret 14 ja 14’ sähköä johtamattomasta materiaalista tai valmistamalla sauva 16 pääasiassa sähköä johtamattomasta materiaalista ja päällystämällä sen sopivat osat sähköä 15 johtavalla materiaalilla. Toinen elektrodi 20 on järjestetty virtausputken 12 sisäpinnalle. Mainittu toinen elektrodi 20 on sähköisesti liitetty jännitelähteeseen/ohjausjärjestelmään 18, joka on samanlainen kuin ensimmäinen, joten haluttu jännite-ero voidaan järjestää virtausputken 12 sisäpinnan ja putken keskellä sijaitsevan elektrodisauvan 16 välille. Yksinkertaisin ratkaisu on 20 luonnollisesti se, että virtausputki 12 valmistetaan metallista, jolloin se voi toimia kokonaisuudessaan elektrodina 20 eikä erillistä elektrodia tarvita. Kun virtausputki 12 on valmistettu sähköä johtamattomasta materiaalista, mainittuja toisia elektrodeja 20 on muutamia, jotka on edullisimmin jaettu tasaisin välein sekä putken 12 kehän suunnassa että reaktorin 10 pituussuunnassa. Toinen vaihtoehto on päällystää 25 virtausputki sisäpuolelta sähköä johtavalla materiaalilla, jolloin mainittu pinnoite toimii elektrodina 20.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Figure 1 shows, relatively schematically, a reactor 10 according to prior art 5, which is described in FI-A1-20105231 and FI-A1-20105232. The reactor 10 of Figure 1 comprises a straight cylindrical flow tube 12 into which an electrically conductive electrode rod 16 is centrally attached to the flow tube 12 by means of arms 14. The rod is electrically connected via a single arm 14 'to the control system 18, which preferably has a voltage source. The electrode rod 16 should be electrically insulated from the flow tube 12 in case the flow tube 12 is made of metal as it is in most cases. The isolation can be accomplished, for example, by arranging the rods 14 and 14 'fixing rods 14 and 14' of non-conductive material, or by making the rod 16 essentially non-conductive and coating the appropriate portions thereof with the conductive material 15. A second electrode 20 is disposed on the inner surface of the flow tube 12. Said second electrode 20 is electrically connected to a voltage source / control system 18 similar to the first so that the desired voltage difference can be provided between the inner surface of the flow tube 12 and the electrode rod 16 located in the middle of the tube. Of course, the simplest solution 20 is that the flow tube 12 is made of metal, whereby it can function as a complete electrode 20 without the need for a separate electrode. When the flow tube 12 is made of non-conductive material, there are a few of said second electrodes 20, which are preferably spaced evenly along the circumference of the tube 12 and the longitudinal direction of the reactor 10. Another alternative is to coat the flow tube 25 from the inside with an electrically conductive material, wherein said coating acts as an electrode 20.

COC/O

δ c\j ^ [034] Jännitelähde/ohjausjärjestelmä 18 käsittää edullisesti, mutta ei välttämättä, ° jonkinlaisen mittausanturin 22, jolla seurataan mm. sekoittumisen tehokkuutta ja/taiVoltage source / control system 18 preferably, but not necessarily, comprises some kind of measuring sensor 22 which monitors e.g. mixing efficiency and / or

COC/O

^ 30 reaktioiden etenemistä reaktorissa 10. Tämä anturi voi perustua esim. tomografiaan^ 30 reaction progress in reactor 10. This sensor may be based e.g. on tomography

XX

£ (tässä tomografinen mittaus perustuu edullisesti kuitususpension, eli lähinnä veden, g sähkönjohtokykyyn), mutta se voi yhtä hyvin mitata massan pH-arvoa tai sen S sähkönjohtavuutta. Mittausanturin tarkoituksena on seurata sekoittumisen o tehokkuutta, reaktion etenemistä ja/tai reaktorin pinnan puhtautta siten, että esim.£ (here the tomographic measurement is preferably based on the electrical conductivity of the fiber suspension, i.e. mainly water, g), but it may equally well measure the pH of the pulp or the electrical conductivity of S. The purpose of the measuring probe is to monitor the efficiency of mixing, the progress of the reaction and / or the purity of the reactor surface such that e.g.

C\JC \ J

13 syöttöpainetta tai tilavuusvirtaa voidaan tarvittaessa säätää. Tarvittaessa mainittu mittausanturi ja toinen mittausanturi mainitun anturin lisäksi voidaan järjestää elektrodisauvan 16 yhteyteen, jolloin on mahdollista seurata esim. reaktion etenemistä, reaktorin pinnan läheisyyden lisäksi, virtauksen keskellä. Tarvittaessa 5 mittausanturi voidaan järjestää sijaitsemaan etäisyyden päähän varsinaisesta elektrodisauvasta esim. eristävästä materiaalista valmistetun varren avulla, eli joko reaktorin akselin suunnassa, reaktorin säteen suunnassa tai molemmissa suunnissa. Tulisi lisäksi huomata, että reaktion etenemistä tai reaktorin puhtautta voidaan seurata myös konenäköpohjaisilla menetelmillä tai laitteilla, jotka 10 rekisteröivät prosessivirtauksen tai reaktorin seinämän lämpötilan sopivalla tavalla, kuten perinteiset lämpömittarit, lämpötila-anturit tai lämpökamera.The supply pressure or flow rate can be adjusted as required. If necessary, said measuring sensor and a second measuring sensor in addition to said sensor may be arranged in connection with the electrode rod 16, whereby it is possible to monitor, for example, reaction progress, in addition to the reactor surface, in the middle of the flow. If necessary, the measuring transducer 5 can be arranged to be located at a distance from the actual electrode rod, e.g. It should further be noted that the progress of the reaction or reactor purity can also be monitored by machine vision based methods or devices that record the process flow or reactor wall temperature in an appropriate manner such as conventional thermometers, temperature sensors or a thermal camera.

[035] Tunnetun tekniikan mukainen reaktori käsittää lisäksi laitteen 24 kemikaalien syöttämiseksi. Syöttölaitteen 24 tarkoituksena on tässä tapauksessa sekä syöttää 15 että sekoittaa joukko kemikaaleja prosessivirtaukseen. Tämä suoritetaan injektoimalla yksi tai useampia kemikaaleja olennaisesti kohtisuoraan prosessinesteen virtaussuuntaan nähden (suuntaan, joka on kohtisuorassa prosessinesteen virtaussuuntaan nähden +/- 30 astetta) ja suurella injektointinopeudella suhteessa prosessinesteen virtausnopeuteen. Edullisesti 3-12 20 kertaa prosessinesteen virtausnopeus. Jos kemikaali on nopeasti reagoiva, sekoittumisen tasaisuus on täysin riippuvainen syöttölaitteiden toiminnasta. Lisäksi suuresti vaihtelevat syötettävät kemikaalimäärät asettavat suuria vaatimuksia syöttölaitteelle. Esimerkiksi kun puunjalostusteollisuudessa syötetään kalsiumia sisältävää kalkkimaitoa paperikoneen perälaatikkoon viilaavaan massaan 25 täyteaineena käytettävän kalsiumkarbonaatin tuottamiseksi, on usein välttämätöntä syöttää niin paljon kalkkimaitoa, että kalsiumin pitoisuus kuitumassassa on luokkaaThe prior art reactor further comprises a device 24 for feeding chemicals. The purpose of the feeder 24 in this case is to both feed 15 and mix a number of chemicals into the process stream. This is accomplished by injecting one or more chemicals substantially perpendicular to the process fluid flow direction (in a direction perpendicular to the process fluid flow direction +/- 30 degrees) and at a high injection rate relative to the process fluid flow rate. Preferably 3 to 20 times the process fluid flow rate. If the chemical is fast reacting, the uniformity of mixing is completely dependent on the operation of the feeders. In addition, the highly variable amounts of chemicals to be fed place great demands on the feeder. For example, in the wood processing industry, when calcium-containing lime is fed to the papermaking machine headbox for pulping calcium carbonate as a filler, it is often necessary to supply enough lime milk to have a calcium content in the pulp of the order of

COC/O

£ >1 g/l. Jos kalsiumkarbonaatin kiteytymisreaktio aiheutetaan pienemmässä c\j ^ nestetilavuudessa, kuten massakomponenttiin, kalsiumin pitoisuus ° massakomponentissa (kuten myös kalsiumin todellinen määrä) on luonnollisesti£> 1 g / l. If the crystallization reaction of calcium carbonate is induced in a smaller volume of liquid, such as in the pulp component, the calcium content in the pulp component (as well as the actual amount of calcium) is naturally

COC/O

00 30 suurempi, joskus jopa useita kertoja edellä mainittu arvo. Tässä kuvauksessa termi00 30 higher, sometimes several times the above value. In this description, the term

XX

£ ’prosessineste’ tarkoittaa ensiömassasuspensiota (pitkäkuituista massaa, lyhytkuituista massaa, mekaanista massaa, kemimekaanista massaa, kemiallista S massaa jne.), kierrätettyä massasuspensiota (kierrätettyä massaa, hylkyä, rejektiä, o kuitujaetta kuiduntalteenottosuotimesta), lisäainesuspensiota, kiintoainesta£ 'process fluid' means primary pulp suspension (long fiber pulp, short fiber pulp, mechanical pulp, chemimechanical pulp, chemical S pulp, etc.), recycled pulp suspension (recycled pulp, wreckage, reject, o fiber fraction from fiber recovery filter,

CVJCVJ

14 sisältävää suodosta, suodosta kuiduntalteenottosuotimesta tai näiden yhdistelmää. Tunnettua tekniikkaa edustavassa kuviossa 1 virtausputken seinämässä on ainakin yksi injektiosekoitin 24, edullisesti Wetend Technologies Oy:n kehittämä ja myymä TrumpJet®-injektiosekoitin, jonka avulla yksi kalsiumkarbonaatin tuotannon 5 komponenteista, hiilidioksidi ja/tai kalkkimaita, voidaan nopeasti syöttää ja sekoittaa tasaisesti virtausputkessa 12 viilaavaan massaan. Tyypillinen injektiosekoittimen 24 erään version piirre on se, että hiilidioksidin ja kalkkimaidon syöttö ja sekoitus suoritetaan syöttönesteellä siten, että kemikaali saatetaan kosketuksiin olennaisesti samanaikaisesti syöttönesteen kanssa, kun sen seos injektoidaan massaan. 10 Käytettäessä injektiosekoitinta hiilidioksidin ja kalkkimaidon määrä voi vaihdella suuresti suhteessa syöttönesteen määrään, jolloin on mahdollista käyttää suhteellisen suuria määriä syöttönestettä siten varmistaen, että kemikaalien määrä, joissakin tapauksissa hyvin pieni määrä, tunkeutuu syvälle massaan ja sekoittuu siihen tasaisesti. Syötettävän hiilidioksidin ja kalkkimaidon määrät pidetään 15 edullisesti stoikiometrisinä siten, että olennaisesti kemikaalien koko määrä reagoi reaktorissa eikä kummastakaan kemikaalista jää jäämiä massaan. Tyypillinen injektiosekoittimen erään toisen version piirre on se, että ainakin yhtä sekoitettavaa kemikaalia ja syöttönestettä syötetään toisiinsa ja tarvittaessa sekoitetaan keskenään jo ennen varsinaista syöttölaitetta.14, a filtrate from a fiber recovery filter, or a combination thereof. In the prior art Figure 1, the wall of the flow tube has at least one injection mixer 24, preferably a TrumpJet® injection mixer developed and sold by Wetend Technologies Oy, which allows one of the components of calcium carbonate production 5, carbon dioxide and / or lime, to mass. A typical feature of one version of the injection mixer 24 is that the carbon dioxide and lime milk is fed and mixed with the feed liquid such that the chemical is contacted substantially simultaneously with the feed liquid when the mixture is injected into the pulp. When using an injection mixer, the amount of carbon dioxide and lime milk can vary greatly with the amount of feed fluid, allowing relatively large amounts of feed fluid to be used, ensuring that the amount of chemicals, in some cases a very small amount, penetrates deep into the mix. Preferably, the amounts of carbon dioxide and lime milk fed are preferably stoichiometric such that substantially all of the chemicals in the reactor react and no trace of any chemical remains in the pulp. A typical feature of another version of the injection mixer is that at least one chemical to be mixed and the feed liquid are fed to each other and, if necessary, mixed with one another prior to the actual feeder.

20 [036] Kuviossa 1 esitetty tunnetun tekniikan mukainen reaktorin 10 seinämän 12 puhdistusjärjestely, jolla olemassa olevat kalsiumkarbonaattisaostumat liuotetaan ja uusien kalsiumkarbonaattisaostumien muodostuminen estetään, toimii siten, että tasajännite ohjataan elektrodisauvalle 16 ja reaktorin seinämän 12 kanssa 25 jännitteensyötön/ohjausjärjestelmän 18 kautta yhteydessä olevalle elektrodille 20 siten, että elektrodisauva 16 toimii katodina ja reaktorin seinämä 12 anodina. KunThe prior art cleaning arrangement of reactor wall 12 shown in Figure 1 to dissolve existing calcium carbonate precipitates and prevent the formation of new calcium carbonate precipitates operates by directing the DC voltage to the electrode rod 16 and the reactor wall 12 via the power supply / control system 18. such that the electrode rod 16 acts as the cathode and the reactor wall 12 acts as the anode. When

COC/O

£ seinämä 12 on anodi, seinämän 12 vieressä olevan nesteen pH-arvo laskee selvästiThe wall 12 is the anode, the pH of the liquid adjacent to the wall 12 is clearly decreasing

CNJCNJ

^ happamalle alueelle, alle 6:een, edullisesti alle 5:een, edullisimmin arvoon 2-3, ° jolloin karbonaatin kiinnittyminen seinämään 12 estyy. Itse asiassa karbonaattikiteetto an acidic region, less than 6, preferably less than 5, most preferably between 2 and 3, whereby the carbonate is not attached to the wall 12. In fact, carbonate crystals

COC/O

00 30 eivät voi tulla edes kosketuksiin seinämän kanssa, koska ne liukenevat nestefaasiin00 30 cannot even come into contact with the wall because they dissolve in the liquid phase

XX

£ alhaisessa pH-arvossa. Luonnollisesti karbonaatilla on taipumus saostua katodina toimivan elektrodisauvan pinnalle, kun pH on korkea lähellä mainittua pintaa.£ at low pH. Naturally, the carbonate tends to precipitate on the surface of the cathode electrode rod when the pH is high near said surface.

S Mainitusta saostumistaipumuksesta peräisin olevia haittoja on helppo eliminoida 5 ohjelmoimalla jännitelähde/ohjausjärjestelmä 18 muuttamaan järjestelmänS The disadvantages of said precipitation tendency are easily eliminated by programming the voltage source / control system 18 to change the system

CVJCVJ

15 napaisuutta, jolloin aiemmin katodina toimineelle pinnalle saostunut karbonaatti liukenee nopeasti happamaan nesteeseen, joka on muodostunut nyt anodina toimivan elektrodin lähelle. Yksinkertaisin ohjausmenetelmä on ohjelmoida ohjausjärjestelmä muuttamaan napaisuutta tietyin välein (sekunnin murto-osista 5 minuutteihin tai tunteihin) molempien elektrodien pitämiseksi puhtaana. Toinen tapa ohjata napaisuusmuutoksia on käyttää prosessista saatavaa ohjausimpulssia. On esimerkiksi mahdollista seurata katodin ja anodin välistä jännitemuutosta, jolloin tietty jännitteen lisäys tarkoittaa käytännössä tietyn paksuista saostumakerrosta (kerroksen toimiessa eristyksenä). Siten ohjausjärjestelmä voidaan kalibroida 10 muuttamaan järjestelmän napaisuutta tietyllä potentiaalierolla. Vastaavasti kun mainittu potentiaaliero on pienennetty takaisin alkuperäiselle tasolleen tai kun potentiaaliero ei enää muutu, ohjausjärjestelmä muuttaa napaisuuden takaisin alkuperäiseen tilaan.15 polarities, whereby the carbonate precipitated on the surface of the former cathode is rapidly dissolved in the acidic liquid formed near the electrode now functioning as the anode. The simplest control method is to program the control system to change the polarity at regular intervals (from fractions of a second to 5 minutes or hours) to keep both electrodes clean. Another way to control polarity changes is to use the control pulse from the process. For example, it is possible to monitor the voltage change between the cathode and the anode, whereby a certain voltage increase practically means a layer of precipitation of a certain thickness (the layer acting as an insulation). Thus, the control system can be calibrated 10 to change the polarity of the system by a given potential difference. Similarly, when said potential difference is reduced back to its original level or when the potential difference no longer changes, the control system changes the polarity back to its original state.

15 [037] Edellä kuvattu tunnetun tekniikan mukainen puhdistusjärjestelmä on luonnollisesti käyttökelpoinen, edellä esimerkkinä käytetyn paperiteollisuuden kalsiumkarbonaatin tuotantoon liittyvän sovelluksen lisäksi kaikissa sellaisissa prosessiteollisuuden sovelluksissa, joissa saostumien muodostuminen on riippuvainen nesteen pH-arvosta. Edellisen esimerkin mukaisesti keksinnön 20 mukaista puhdistusjärjestelyä voidaan käyttää säätämään prosessiputken seinämän tai putken sisälle asennettujen rakenteiden lähellä olevan nesteen pH-arvoa siten, että saostumia ei pääse kiinnittymään niihin.The above-described prior art purification system is naturally useful, in addition to the exemplary application of calcium carbonate for the papermaking industry, in all applications in the process industry where the formation of precipitates is dependent on the pH of the liquid. According to the previous example, the cleaning arrangement of the invention 20 can be used to adjust the pH of a liquid near the process tube wall or structures mounted inside the tube so that no precipitate can adhere to them.

[038] Kuten jo aiemmin mainittiin, tunnetun tekniikan mukaisessa 25 puhdistusjärjestelyssä on kuitenkin vakavia ongelmia, jos reaktorin halkaisijaa suurennetaan. Käytännössä tunnetun tekniikan mukainen puhdistusjärjestelmäHowever, as previously mentioned, the prior art purification arrangement has serious problems if the reactor diameter is increased. In practice, a cleaning system according to prior art

COC/O

£ toimii hyvin, kun reaktorin halkaisija on luokkaa muutama kymmenen senttimetriä, c\j ^ mutta sen kasvaessa lähelle metriä tai sen yli, energiankulutus nousee ja ° keskuselektrodin korroosio-ongelmat kasvavat siinä määrin, että tunnetun tekniikan£ works well when the reactor diameter is in the order of a few tens of centimeters, but as it grows to about a meter or more, energy consumption increases and the corrosion problems of the central electrode increase to such an extent that the prior art

COC/O

00 30 mukaisen puhdistusjärjestelmän käyttöä on harkittava tarkkaan.The use of a cleaning system according to 00 30 should be carefully considered.

XX

cccc

CLCL

[039] Kuviossa 2 kaavamaisesti esitetty esillä olevan keksinnön mukainen S puhdistusjärjestely tarjoaa ratkaisun, jossa reaktorin halkaisijalla ei ole negatiivista o vaikutusta puhdistusjärjestelyn toimintaan. Esillä olevan keksinnön mukaisellaThe purification arrangement S according to the present invention, schematically shown in Fig. 2, provides a solution in which the reactor diameter has no negative effect on the operation of the purification arrangement. In accordance with the present invention

CVJCVJ

16 reaktorilla 30 on samanlainen virtausputki 12 kuin kuviossa 1 esitetyssä tunnetun tekniikan mukaisessa reaktorissa virtausputken toimiessa reaktorin vaippana, jossa on haluttaessa päätylaipat 26 ja 28 reaktorin 30 vastakkaisissa päissä. Reaktorin vaippa, eli virtausputki 12 tai sen sisäpinnan päällyste tai erillisesti kiinnitetyt 5 elementit, toimivat puhdistusjärjestelyn ulompana elektrodina 20. Sisempi elektrodi 32 on nyt esillä olevan keksinnön mukaisesti järjestetty hyvin lähelle ulompaa elektrodia 20. Sisempi elektrodi 32 on siten muodoltaan putkimainen sallien prosessinesteen tai suspension virtauksen sisätilansa kautta esteettä. Sisempi elektrodi 32 on tuettu virtausputken 12 sisäpintaan, eli reaktorin vaippaan jalkojen 10 34 avulla. Jalkojen 34 lukumäärä riippuu luonnollisesti reaktorin pituudesta, sen halkaisijasta ja sisemmän elektrodin 32 jäykkyydestä. Edullisesti jalkoja 34 on ainakin kaksi sarjaa, jotka on järjestetty sisemmän elektrodin 32 päihin tai niiden lähelle. Kukin jalkasarja on edullisesti, mutta ei välttämättä, järjestetty omalle kehälleen sisemmän elektrodin ympärille. Edullisesti jalkoja 34 on ainakin kolme 15 kussakin jalkasarjassa järjestettynä säännöllisin välein sisemmän elektrodin 32 ympärille. Tämän suoritusmuodon mukaisesti sisempi elektrodi on valmistettu teräsputkesta, jonka paksuus on 3 - 15 mm, aukkojen halkaisija luokkaa 5-20 mm ja etäisyys reaktorin sisäseinämästä 5-50 mm. Tulisi kuitenkin ymmärtää, että annettuja mittoja ei voi pitää kriittisinä, vaan ne ovat ainoastaan esimerkinomaisia, 20 koska esim. massatyypillä (mekaaninen, kemiallinen, kierrätetty, hylky jne.) ja/tai massan sakeudella voi olla vaikutusta mittoihin, kuin myös käytetyn sähkövirran voimakkuudella.The reactor 30 has a flow tube 12 similar to that of the prior art reactor shown in Figure 1, with the flow tube serving as a reactor jacket having, if desired, end flanges 26 and 28 at opposite ends of the reactor 30. The reactor jacket, i.e. the flow tube 12 or its inner surface coating or separately attached elements 5, serves as the outer electrode 20 of the purification arrangement. The inner electrode 32 is arranged very close to the outer electrode 20 in accordance with the present invention. unobstructed through its interior. The inner electrode 32 is supported on the inner surface of the flow tube 12, i.e. the reactor jacket, by the feet 10 34. The number of legs 34 will naturally depend on the length of the reactor, its diameter and the stiffness of the inner electrode 32. Preferably, there are at least two sets of legs 34 disposed at or near the ends of the inner electrode 32. Each leg set is preferably, but not necessarily, arranged in its own circumference around the inner electrode. Preferably, there are at least three legs 34 in each set of legs arranged at regular intervals around the inner electrode 32. According to this embodiment, the inner electrode is made of a steel tube having a thickness of 3 to 15 mm, a hole diameter of the order of 5 to 20 mm and a distance from the inner wall of the reactor of 5 to 50 mm. It should be understood, however, that the dimensions given cannot be considered as critical, but are merely exemplary 20 since, for example, the type of pulp (mechanical, chemical, recycled, wreck, etc.) and / or pulp consistency can influence the dimensions as well as the electric current used.

[040] Ohjausjärjestelmä ja sen jännitelähde 18 kytketään johdon 36 avulla 25 ulompaan elektrodiin 20, johdon 38 avulla sisempään elektrodiin ja johdon 40 avulla valinnaiseen anturiin 22.The control system and its voltage source 18 are connected by wire 36 to the outer electrode 20, by wire 38 to the inner electrode and by wire 40 to an optional sensor 22.

COC/O

δ c\j ^ [041] Puhdistusjärjestely toimii siten kuin kuvion 1 yhteydessä on esitetty. Toisin ° sanoen, ja otettaessa kalsiumkarbonaatin kerrostumisen estäminen ainoastaanThe cleaning arrangement operates as shown in connection with Figure 1. In other words, and when taking calcium carbonate deposition only

COC/O

00 30 esimerkkinä, kalsiumkarbonaatin kerrostuminen estetään sähkökemiallisellaAs an example, calcium carbonate deposition is prevented by electrochemical

XX

£ menetelmällä. Sähkökemiallisen menetelmän pääperiaate on alentaa pH-arvoa sähkökemiallisesti lähellä reaktorin pintaa elektrolysoimalla vettä, eli saturoimalla S tämä osa prosessinestettä protoneilla. Vedessä (vesihän on pääaines selvässä 5 enemmistössä prosessinesteitä, joihin keksintöä sovelletaan) tapahtuu C\1 17 pelkistymisreaktio negatiivisesti varatussa katodissa, kun elektronit e- luovutetaan katodista vetykationeille muodostamaan vetykaasua (hapolla tasapainotettu puolireaktio).£ method. The basic principle of the electrochemical process is to lower the pH electrochemically near the reactor surface by electrolyzing water, i.e. by saturating S with that part of the process fluid by protons. In water (water is the major component in the vast majority of process fluids to which the invention is applied), the C117 reduction reaction occurs in a negatively charged cathode when electrons are e-released from the cathode to hydrogen cations to form hydrogen gas (acid-balanced half reaction).

5 Anodi (hapettuminen): 2 H20 (I) -> 02 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e' (1)5 Anode (oxidation): 2 H 2 O (I) -> 02 (g) + 4 H + (aq) + 4 e '(1)

Katodi (pelkistys): 2 H+ (aq) + 2 e -> H2 (g) (2) [042] Veden elektrolysoimiskennon standardipotentiaali on -1.23 V lämpötilassa 25 °C. On mahdollista alentaa paikallisesti, eli anodin pinnan lähellä, pH-lukua alle 10 kalsiumkarbonaattisaostuman pH-luvun nostamalla vetyionien pitoisuutta (ks. yhtälö 1). Periaatteena on käyttää riittävän voimakasta sähkövirtaa, jonka tuloksena päästään vetyionien konsentroitumiseen lähellä virtausputken, eli reaktorin, sisäpintaa asentamalla sisempi elektrodi (katodi) tämän sisäpinnan ympäristöön.Cathode (reduction): 2 H + (aq) + 2 e -> H2 (g) (2) The standard potential of the water electrolysis cell is -1.23 V at 25 ° C. It is possible to locally lower the pH to less than 10 of the calcium carbonate precipitate, i.e. near the anode surface, by increasing the concentration of hydrogen ions (see equation 1). The principle is to use an electric current of sufficient strength, which results in the concentration of hydrogen ions near the inner surface of the flow tube, i.e. the reactor, by installing an inner electrode (cathode) around this inner surface.

15 [043] Luonnollisesti sisemmällä elektrodilla, eli katodilla, on taipumus kerätä karbonaatti-ioneita pinnalleen, jolloin elektrodien napaisuutta täytyy ajoittain muuttaa. Tämä on selitetty yksityiskohtaisesti myös kuvion 1 yhteydessä. Johtuen siitä, että sähkökenttä sijaitsee käytännössä reaktorin sisäpinnan ja putkimaisen sisemmän elektrodin ulkopinnan välissä, napaisuuden muutos ei kuitenkaan muuta 20 olosuhteita sisemmän elektrodin sisäpuolen pinnalla, ellei erityisiä toimenpiteitä suoriteta. Itse asiassa, jos sisemmällä elektrodilla on kiinteä pinta, elektrodin sisäpinta sallii kalsiumkarbonaatin kerrostumisen pinnallensa ikään kuin sähkökemiallista puhdistusjärjestelyä ei olisi lainkaan.Naturally, the inner electrode, i.e. the cathode, tends to accumulate carbonate ions on its surface, whereupon the polarity of the electrodes has to be changed from time to time. This is also explained in detail in connection with Figure 1. Due to the fact that the electric field is located practically inside the reactor and a tubular inner surface of the outer electrode surface, the change in polarity does not change the conditions of the inner electrode 20 inside of the surface, unless special measures are taken. In fact, if the inner electrode has a solid surface, the inner surface of the electrode will allow the calcium carbonate to deposit on its surface as if there was no electrochemical cleaning arrangement.

25 [044] Injektiosekoittimessa 24 voidaan itse prosessista saatavaa nestettä, prosessin läheisyydestä saatavaa kiintoaineita sisältävää nestettä, täyteainefraktiotaInjection mixer 24 may contain process fluid itself, process fluid solids fluid, filler fraction

COC/O

£ tai kuitususpensiota käyttää syöttönesteenä. Toisin sanoen käytettävä neste voi c\j ^ puhtaan veden, raakaveden tai prosessista peräisin olevan samean, kirkkaan tai ° superkirkkaan suodoksen lisäksi olla esimerkiksi myös suspensiota, jossa on£ or fiber suspension is used as feed fluid. In other words, in addition to pure water, raw water or a cloudy, clear or super clear filtrate from the process, the liquid used may also be, for example, a suspension of

COC/O

00 30 runsain määrin kiintoaineita. Eräs harkinnan arvoinen vaihtoehto on itse massan tai00 30 abundant solids. One option worth considering is the mass itself

XX

£ jonkun sen kuitu- tai täyteainekomponentin käyttäminen syöttönesteenä. Massaa käytettäessä tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi ottamalla sivuvirtaus S virtausputkesta 12, jonka virtaus on tässä suoritusmuodossa massaa, ja sitten o syöttämällä se injektiosekoittimeen 24 pumpun avulla.£ Using one of its fiber or filler components as a feed liquid. When using pulp, this can be accomplished, for example, by taking a side stream S from the flow tube 12, which in this embodiment is pulp, and then o feeding it into the injection mixer 24 by means of a pump.

CVJCVJ

18 [045] Toinen injektiosekoittimen 24 olennainen piirre on se, että syöttöneste- ja hiilidioksidi- tai kalkkimaitosuihkun nopeus on olennaisesti suurempi kuin virtausputkessa virtaavan massan nopeus. Näin kemikaali- ja syöttönestesuihku 5 tunkeutuu syvälle prosessinestevirtaan ja sekoittuu siihen tehokkaasti.Another essential feature of the injection mixer 24 is that the velocity of the jet of liquid feed and carbon dioxide or lime milk is substantially higher than the velocity of the pulp flowing in the flow tube. Thus, the chemical and feed fluid jet 5 penetrates deeply into the process fluid stream and mixes it effectively.

Virtausnopeuksien suhde voi vaihdella alueella 2 - 20, edullisesti alueella 3 - 12. Edullisesti, mutta ei välttämättä, on mahdollista valmistaa keksinnön mukainen reaktori 30 siten, että kaikki kanavat, putkistot, pumput ja puhdistuslaitteet sijaitsevat putkistossa laippojen 26 ja 28 määrittelemän pituuden sisällä, jolloin reaktorin 30 10 asennus putkistoon voidaan luonnollisesti suorittaa mahdollisimman helposti. Olennainen rakenteellinen ratkaisu reaktorin toiminnalle on sijoittaa sekä elektrodisauva että ainakin yksi elektrodi virtausputken kehälle siten, että niiden vaikutus ulottuu sekä etäisyyden päähän reaktiovyöhykkeen ylävirran puolta ja reaktiovyöhykkeen pituutta. Tämä mitoitussääntö soveltuu myös silloin, kun 15 kemikaalilla itsellään on taipumus kiinnittyä prosessiputken seinämään tai prosessiputkessa oleviin rakenteisiin. Myös tässä tapauksessa elektrodisauvan tulisi ulottua ainakin sellaisen etäisyyden päähän kemikaalin syötöstä, jossa kemikaali on jo käytetty loppuun.The ratio of flow rates may range from 2 to 20, preferably from 3 to 12. Advantageously, but not necessarily, it is possible to fabricate the reactor 30 according to the invention with all ducts, piping, pumps and purifiers within the piping within the lengths defined by flanges 26 and 28, the installation of the reactor 30 10 in the pipeline can of course be carried out as easily as possible. An essential structural solution for the operation of the reactor is to place both the electrode rod and at least one electrode on the circumference of the flow pipe so that their effect extends both to the distance upstream of the reaction zone and to the length of the reaction zone. This dimensioning rule is also applicable when the chemical itself tends to adhere to the wall of the process tube or the structures in the process tube. Also in this case, the electrode rod should extend at least a distance from the supply of the chemical in which the chemical has already been used up.

20 [046] Reaktorissa yhden kemikaalin tai kemikaaliyhdisteen syöttöön käytettävien injektiosekoittimien lukumäärä riippuu pääasiassa reaktorin tai virtausputken halkaisijasta. Käytettäessä standardikokoisia Wetend Technologies Oy:n TrumpJet® -injektiosekoittimia tarvitaan niitä 1 - 6 kappaletta riippuen virtausputken halkaisijasta.The number of injection mixers used to supply one chemical or chemical compound in a reactor is mainly dependent on the diameter of the reactor or flow tube. When using standard size Wetend Technologies Oy TrumpJet® Injection Mixers, 1 to 6 are required, depending on the diameter of the flow tube.

25 [047] Kuviossa 2 esitetään tilanne, jossa hiilidioksidia tai kalkkimaitoa syötetäänFigure 2 shows a situation in which carbon dioxide or lime milk is fed

COC/O

£ injektiosekoittimesta 24 reaktorin 30 sisällä oikealle viilaavaan massaan siten, että c\j ^ syöttösuihku tunkeutuu lähes silmänräpäyksellisesti olennaisesti ° reaktorin/virtausputken koko poikkileikkaukselle. Koska syöttö tapahtuu injektoimallaFrom the injection mixer 24 within the reactor 30 to the right filing mass such that the jet of jet penetrates almost instantaneously over substantially the entire cross-section of the reactor / flow tube. Because the injection is by injection

COC/O

00 30 tätä tarkoitusta varten suunnitellusta suuttimesta, poistettu kemikaalivirta on00 30 nozzle designed for this purpose, the chemical stream has been removed

XX

£ pääasiassa niin pieninä pisaroina tai kuplina (kun syötetään kaasumaista hiilidioksidia), että hiilidioksidin tai kalkkimaidon sekoittaminen tapahtuu hyvin S nopeasti, käytännössä välittömästi. Samalla sekä keskenään reagoivat kemikaalit o että kemikaalin kanssa reagoivat tai muuten sen kanssa yhteistoiminnassa olevat£ mainly in such small drops or bubbles (when gaseous carbon dioxide is fed) that carbon dioxide or lime milk is mixed very quickly, virtually immediately. At the same time, both reactive chemicals o and react with or otherwise interact with the chemical

CVJCVJ

19 massakomponentit pääsevät kosketuksiin toistensa kanssa olennaisen välittömästi injektiosekoituksen jälkeen. Toisin sanoen tehokkaasti toteutettu injektiosekoitus varmistaa, että materiaalin siirtoon tarvittava aika ennen reaktiota on minimaalinen verrattuna perinteisiin sekoitusmenetelmiin.The pulp components come into contact with one another substantially immediately after injection mixing. In other words, an efficient injection mixing ensures that the time required for the transfer of material before the reaction is minimal compared to conventional mixing methods.

5 [048] Kuviossa 3 esitetään yksityiskohtaisemmin esillä olevan keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen sisemmän elektrodin rakenne, joka tarjoaa ratkaisun yllämainittuun ongelmaan. Toisin sanoen sisempi elektrodi 32 muodostuu putkesta, jossa on sarja jalkoja 34 ainakin sen molemmissa päissä.Figure 3 shows in more detail the structure of an inner electrode according to a first preferred embodiment of the present invention, which provides a solution to the above problem. In other words, the inner electrode 32 consists of a tube having a series of legs 34 at least at both ends thereof.

10 Putki on edullisesti sähköä johtavaa materiaalia, esimerkiksi metallia. Se voi kuitenkin olla myös päällystetty johtavalla kerroksella. Putki on rei’itetty siten, että sähkökenttä kykenee pääsemään sisemmän elektrodin 32 sisäpuolelle ja, elektrodin toimiessa anodina, alentamaan pH arvoon, joka vaikuttaa kalsiumkarbonaatin liukenemiseen nestefaasissa. Kuvion 3 suoritusmuodossa sisemmässä elektrodissa 15 32 olevat aukot 36 ovat pyöreitä. Aukot 36 on järjestetty edullisesti sellaiseen kuvioon, että aukkojen väliset kannasalueet 38 minimoituvat. On havaittu, että mitä laajempia kannasalueita 38 elektrodin sisäpinnassa 40 olevien aukkojen 36 välillä on, sitä suurempi on riski, että kalsiumkarbonaatti kerrostuu pysyvästi noille alueille. Tämän riskin minimoimiseksi aukot 36 voidaan valinnaisesti tehdä kartiomaisiksi 20 siten, että kartiomaiset aukot suppenevat ulospäin, jolloin sisemmän elektrodin 32 sisäpinnalla 40 olevat kannasalueet 38 ovat pienempiä kuin tavallisilla rei’illä, joiden halkaisija on vakio.Preferably, the tube is made of an electrically conductive material, for example metal. However, it may also be coated with a conductive layer. The tube is perforated so that the electric field is able to reach the inside of the inner electrode 32 and, when the electrode acts as an anode, lower the pH to affect the solubility of the calcium carbonate in the liquid phase. In the embodiment of Figure 3, the openings 36 in the inner electrode 15 32 are circular. The apertures 36 are preferably arranged in such a pattern that the heel areas 38 between the apertures are minimized. It has been found that the wider the base areas 38 between the apertures 36 on the inner surface 40 of the electrode, the greater the risk that the calcium carbonate will permanently deposit in those areas. To minimize this risk, the apertures 36 may optionally be made conical 20 so that the conical apertures taper outwardly so that the heel areas 38 on the inner surface 40 of the inner electrode 32 are smaller than the standard holes of constant diameter.

[049] Kun testireaktori PCC:n tuottamiseksi varustettiin keksinnön mukaisella 25 sähkökemiallisella puhdistusjärjestelyllä, eli 6 mm:n etäisyyden päähän reaktorin 30 ulommasta elektrodista 20 järjestetyllä sisemmällä elektrodilla 32, reaktorin 30When the test reactor for the production of PCC was provided with the electrochemical purification arrangement 25 according to the invention, that is, 6 mm away from the inner electrode 32 arranged at the outer electrode 20 of the reactor 30, the reactor 30

COC/O

£ sisäpinta pysyi puhtaana koko koeajojen keston ajan. Myös sisemmän elektrodin 32 c\j ^ kaikki pinnat pysyivät puhtaina sen jälkeen kun kannasalueiden muoto minimoitiin ° tekemällä sisemmän elektrodin aukot kartiomaisiksi. Toisin sanoen£ The inner surface remained clean throughout the duration of the test runs. Also, all surfaces of the inner electrode 32 remained clean after minimizing the shape of the base regions by making the openings of the inner electrode tapered. In other words

COC/O

00 30 puhdistusjärjestely kykeni estämään täysin saostumien muodostumisen sekä00 30 the cleaning arrangement was able to completely prevent the formation of precipitates as well

XX

£ reaktorin pinnalle että sisemmän elektrodin pinnoille. Toinen asia, joka havaittiin suoritettujen kokeiden aikana oli se, että ligniini toimii päinvastoin kuin S kalsiumkarbonaatti. Toisin sanoen ligniini saostuu matalassa pH-arvossa. Tämä o tarkoittaa, että karbonaattikerääntymien liuetessa matalassa pH-arvossa, ligniini£ on the reactor surface and on the inner electrode surfaces. Another thing that was discovered during the experiments performed was that lignin acts in contrast to S calcium carbonate. In other words, lignin precipitates at low pH. This means that when carbonate deposits are dissolved at low pH, lignin

CVJCVJ

20 tavallaan korvaa kalsiumkerääntymät. Nyt kun elektrodien napaisuutta muutetaan, pH nousee, jolloin ligniini liukenee ja kalsiumkarbonaatti alkaa saostua elektrodin pinnalle.20 kind of replaces calcium deposits. Now, as the polarity of the electrodes is changed, the pH rises, whereby the lignin dissolves and calcium carbonate begins to precipitate on the electrode surface.

5 [050] Edelleen eräs lisämenetelmä sisemmän elektrodin sisäpinnalla olevien kannasalueiden koon pienentämiseksi on tehdä aukot kolmionmuotoisiksi, tai suorakaiteenmuotoisiksi tai kuusikulmaisiksi tai itse asiassa niillä voi olla mikä tahansa muoto, jossa kannasalueet voivat olla tankomaisia, eli tasalevyisiä. Kuviossa 4 esitetään esillä olevan keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon 10 mukaisen reaktorin 30 kaavamainen poikkileikkaus. Virtausputki 12, eli reaktorin vaippa, tukee sisempää elektrodia 32 jalkojen 34 avulla. Kun sisemmässä elektrodissa 32 olevien suppenevien aukkojen 36 välisillä kannasalueilla 38 on sama leveys, on helppoa tehdä kannasalueiden 38 koko poikkileikkauksesta yleisesti ottaen kolmionmuotoinen (tarkoittaen muotoa, jossa yleisesti kolmiomaisen 15 muodon kanta B on päin ulompaa elektrodia 20 ja kärki T on olennaisesti pelkkä linja, eli i.e. yleisesti kolmiomaisen muodon sivuilla ei tarvitse olla mitään erityistä muotoa, vaan ne voivat olla tasomaisia, kaarevia tai ne voivat jopa muodostua kahdesta tai useammasta tasomaisesta tai kaarevasta osasta) siten, että kannasalueilla 38 ei ole mitään tasaista pintaa sisemmän elektrodin 32 sisäpinnalla 20 40, vaan ainoastaan linja kärjen T kohdalla. Suoritetut kokeet osoittavat, että aukkojen sivupinnat S (eli myös kannasalueiden sivupinnat) ovat selvästi sähkökentän sisällä, eli alueella, jossa pH muuttuu riittävästi estämään pysyvät karbonaattisaostumat.A further method of reducing the size of the base regions on the inner surface of the inner electrode is to make the apertures triangular, or rectangular or hexagonal, or in fact have any shape in which the base regions may be rod-shaped, i.e. flat. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a reactor 30 according to another preferred embodiment 10 of the present invention. The flow tube 12, i.e. the reactor jacket, supports the inner electrode 32 by the feet 34. With the base width 38 between the tapering apertures 36 in the inner electrode 32 having the same width, it is easy to make the entire cross-section of the base regions 38 generally triangular (meaning the base B of generally triangular shape 15 faces the outer electrode 20 and tip T is substantially ie, generally, the sides of the triangular shape need not have any particular shape, but may be planar, curved, or even consist of two or more planar or curved portions) such that the base regions 38 have no flat surface on the inner surface 20 of the inner electrode 32. only line at tip T. Experiments carried out show that the side surfaces S of the apertures (i.e. also the side surfaces of the heel regions) are clearly within the electric field, that is, in an area where the pH changes sufficiently to prevent permanent carbonate precipitation.

25 [051] Esillä olevan keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon, joka esitetään kuviossa 5, mukaisesti sisempi elektrodi 32 muodostuu tangoista 42, jotka[051] According to a third preferred embodiment of the present invention shown in Figure 5, the inner electrode 32 consists of bars 42 which

COC/O

£ ulottuvat toisiinsa nähden rinnakkain haluttuun suuntaan. Ilmeinen vaihtoehto on c\j ^ järjestää tangot ulottumaan reaktorin 30 pituussuunnassa, eli prosessinesteen ° virtaussuunnassa. Mikäli kuitenkin halutaan, että prosessineste etenee kierteisesti£ extend parallel to each other in the desired direction. An obvious alternative is to arrange the rods to extend in the longitudinal direction of the reactor 30, i.e. in the flow direction of the process fluid. However, if it is desired that the process fluid proceeds helically

COC/O

00 30 reaktorissa 30, tangot 42 voidaan järjestää mihin tahansa haluttuun kulma-asemaanIn the reactor 30, the rods 42 may be arranged in any desired angular position

XX

£ aksiaaliseen suuntaan nähden. Tankojen 42 poikkileikkaus on edullisesti kolmiomainen siten, että kolmion kanta B on reaktorin sisäseinään päin, jolloin S kolmion kärki T on sisemmän elektrodin 32 sisäpuoleen päin muodostaen sisemmän o elektrodin 32 kuvitteellisen sisäpinnan 40’. Tangoista 42 muodostuvan sisemmän£ relative to the axial direction. The bars 42 are preferably triangular in cross-section with the base B of the triangle facing the inner wall of the reactor, whereby the tip T of the triangle is toward the inside of the inner electrode 32 to form an imaginary inner surface 40 'of the inner electrode 32. An inner member of the rods 42

CVJCVJ

21 elektrodin 32 kokoonpano edellyttää, että tangot 42 järjestetään olennaisesti rinnakkain toistensa sivuille muodostamaan putkimainen kappale siten, että tankojen 42 välinen etäisyys on olennaisesti sama elektrodin 32 koko pituudella. Tämä voidaan toteuttaa järjestämällä pieniä, samankokoisia välikappaleita (ei 5 esitetty) tankojen väliin tai kiinnittämällä tangot kannoistaan B ainakin yhteen pariin pyöreitä renkaita 44. Tuettaessa elektrodi 32 reaktorin sisäpintaan samankaltaisilla jaloilla 34 kuin kuvion 3 yhteydessä on esitetty, jalat kiinnitetään edullisesti, mutta ei välttämättä, välikappaleisiin tai pyöreisiin renkaisiin 44, tai ainakin samalle kehällä kuin välikappaleet.The configuration of the electrode 32 requires that the bars 42 be arranged substantially parallel to each other to form a tubular body such that the distance between the bars 42 is substantially the same over the entire length of the electrode 32. This may be accomplished by arranging small spacers (not shown 5) of equal size between the rods or by attaching the rods B from their sockets to at least one pair of circular rings 44. Supporting electrode 32 to the inner surface of the reactor with legs 34 similar to FIG. spacers or circular rings 44, or at least the same circumference as the spacers.

10 [052] Edellä esitetyissä suoritusmuodoissa on oletettu, että reaktori on sylinterimäinen astia, jonka halkaisija on olennaisesti sama kuin prosessivirtausputkella, johon reaktori on asennettu.In the above embodiments, it has been assumed that the reactor is a cylindrical vessel of substantially the same diameter as the process flow tube in which the reactor is mounted.

15 [053] Esillä olevan keksinnön neljännen edullisen suoritusmuodon mukaisesti reaktori 30 on sylinterimäinen, mutta sen halkaisijaa on suurennettu verrattuna prosessivirtausputkeen 50, johon se on kiinnitetty. Itse asiassa tällainen rakenne ei olisi ollut mahdollinen ilman esillä olevaa keksintöä, joka mahdollistaa niin suurten halkaisijoiden käytön kuin muuten on sovellettavissa, koska reaktorin 20 puhdistusjärjestely ei aseta minkäänlaisia rajoja reaktorin halkaisijalle. Luonnollisesti on selvää, että tämän suoritusmuodon reaktori 30 voi käyttää esillä olevan keksinnön minkä tahansa tyyppistä sisempää elektrodia 32.According to a fourth preferred embodiment of the present invention, the reactor 30 is cylindrical but has a larger diameter compared to the process flow pipe 50 to which it is attached. In fact, such a structure would not have been possible without the present invention, which allows the use of such large diameters as is otherwise applicable since the purification arrangement of the reactor 20 does not place any limits on the diameter of the reactor. Of course, it will be appreciated that the reactor 30 of this embodiment may utilize any type of inner electrode 32 of the present invention.

[054] Esillä olevan keksinnön viidennen edullisen suoritusmuodon mukaisesti 25 reaktori 30 on kartiomainen siten, että sen halkaisija kasvaa prosessinesteen virtaussuunnassa. Tässä tapauksessa on myös mahdollista käyttää mitä tahansaAccording to a fifth preferred embodiment of the present invention, the reactor 30 is conical so that its diameter increases in the direction of flow of the process fluid. In this case, it is also possible to use anything

COC/O

£ esillä olevan keksinnön mukaisen sisemmän elektrodin tyyppiä. Tangoista c\j ^ valmistetut sisemmät elektrodit tarjoavat kuitenkin varteenotettavan vaihtoehdon, ° koska rakenne mahdollistaa sen, että tankojen välinen etäisyys kasvaaThe type of inner electrode according to the present invention. However, the inner electrodes made of rods provide a viable alternative, since the design allows the distance between the rods to increase

COC/O

00 30 virtaussuunnassa, mikäli niin halutaan. On myös mahdollista käyttää tankoja, joiden00 30 downstream if desired. It is also possible to use rods with

XX

£ poikkileikkausmuoto muuttuu pitkin tangon pituutta, jolloin reaktorin sisäseinään päin olevien (edullisesti kolmiomaisten) tankojen kantojen leveys kasvaa vastatakseen S kartiomaisen sisemmän elektrodin kasvavaa kehää siten, että vierekkäisten δThe cross-sectional shape changes along the length of the rod, whereby the widths of the bars (preferably triangular) facing the inner wall of the reactor increase to meet the growing circumference of the conical inner electrode S such that adjacent δ

CVJCVJ

22 tankojen välinen rako pysyy vakiona. Tässä tapauksessa tangon pääkartiokulma myös muuttuu.22 the gap between the bars remains constant. In this case, the main cone angle of the rod also changes.

[055] Mitä tulee käytännössä esillä olevan keksinnön mukaisen reaktorin käyttöön, 5 sitä voidaan soveltaa minkä tahansa teollisuuden alan mihin tahansa positioon, jossa on sellaisen kiinteän materiaalin saostumisriski reaktorin pinnalle, joka on liuotettavissa nesteen pH-arvoa muuttamalla. Mukana olevat kemikaalit voidaan siis syöttää millä tahansa tavalla. Injektiosekoittimien käyttö on kuitenkin varteenotettava vaihtoehto. Kuviossa 2 esitetään kaavamaisesti yhden injektiosekoittimen tai yhden 10 injektiosekoitinryhmän (tai -aseman) käyttö järjestettynä samalle reaktorin kehälle. Kuviossa 7 esitetään reaktori, jossa on kaksi injektiosekoitinta tai sekoitinasemaa (joukko sekoittimia sekoittamassa samaa kemikaalia olennaisesti samalla reaktorin kehällä) 24’ ja 24” samalla reaktorin kehällä. Mainittujen sekoittimien 24’ ja 24” avulla on mahdollista varmistaa, vain esimerkkinä, hiilidioksidin ja kalkkimaidon 15 syöttö ja sekoittaminen, jota jo edellä olevassa selitettiin, viilaavaan massaan huomattavasti tehokkaammin, nopeammin ja tasaisemmin kuin ennen.As regards the use of the reactor of the present invention in practice, it can be applied to any position in any industry which has a risk of precipitation of solid material on the reactor surface which is soluble by changing the pH of the liquid. The chemicals involved can thus be fed in any way. However, the use of injection mixers is a viable option. Figure 2 schematically illustrates the use of one injection mixer or one set of 10 injection mixers (or stations) arranged in the same reactor circumference. Figure 7 shows a reactor having two injection mixers or mixer stations (a set of mixers mixing the same chemical on substantially the same reactor ring) 24 'and 24' on the same reactor ring. By means of said mixers 24 'and 24', it is possible, by way of example only, to ensure the supply and mixing of carbon dioxide and lime milk 15, as described above, into the filing pulp much more efficiently, faster and more uniformly than before.

[056] Kuvion 7 mukaista reaktoria, eli sellaista, jossa on kaksi erilaista injektiosekoitinta/injektiosekoitinasemaa 24’ ja 24” samalla tai olennaisesti samalla 20 reaktorin kehällä lomittain, käytetään PCC:n in-line-tuotannossa esimerkiksi siten, että hiilidioksidia syötetään ja sekoitetaan yhdestä injektiosekoittimesta 24’ tai sekoitinsarjasta 24’ ja kalkkimaitoa syötetään toisesta injektiosekoittimesta 24” tai sekoitinsarjasta 24”. On myös mahdollista sijoittaa mainittu/-tut sekoitin/-timet tai sekoitinasemat virtausputken kahdelle eri kehälle, jolloin kemikaalien syöttö ja 25 sekoittaminen suoritetaan peräkkäin. Mainittujen kemikaalien syöttö voidaan järjestää missä tahansa järjestyksessä, eli ensin kalkkimaito (Ca(OH)2) ja sittenThe reactor of Fig. 7, i.e. having two different injection mixer / injection mixer stations 24 'and 24 "in the same or substantially the same circumference of the 20 reactors, is used in-line production of PCC, for example by feeding and mixing carbon dioxide injection mixer 24 'or mixer set 24' and lime milk is fed from another injection mixer 24 'or mixer set 24'. It is also possible to position said mixer (s) or mixer stations on two different circumferences of the flow pipe whereby the supply of chemicals and the mixing are performed sequentially. The feed of said chemicals can be arranged in any order, i.e. first the milk of lime (Ca (OH) 2) and then

COC/O

ς hiilidioksidi (C02) tai päinvastoin. Testeissämme on todettu, että ilman minkäänlaistaς carbon dioxide (C02) or vice versa. Our tests have found that without any

CMCM

^ puhdistus- tai kiinnittymisenestojärjestelmää huomattava PCC-kerros kiinnittyy hyvin ° nopeasti perälaatikolle, eli reaktorille 10, johtavan virtausputken seinämälle^ the PCC layer noticeable in the cleaning or anti-fouling system attaches very rapidly to the wall of the flow pipe leading to the headbox, i.e. the reactor 10

COC/O

^ 30 aiheuttaen yllämainittuja ongelmia.^ 30 causing the above problems.

XX

cc 0- [057] Esimerkiksi paperinvalmistuksessa täyteaineena käytettävän S kalsiumkarbonaatin saostaminen voidaan siis suorittaa in-line-menetelmän avulla o suoraan paperikoneen perälaatikolle johtavassa prosessiputkessa. Tähäncc 0- For example, the precipitation of calcium carbonate S used as a filler in papermaking can thus be carried out by the in-line process o directly in the process tube leading to the headbox of the papermaking machine. Over here

CMCM

23 tarkoitukseen käytettävässä reaktorissa tarvitaan edullisesti injektiosekoittimia sekä hiilidioksidin että kalkkimaidon syöttämiseen. On luonnollisesti myös mahdollista, että yksi kemikaaleista syötetään massaan jo edellisessä vaiheessa, mahdollisesti jopa käyttämällä toisen tyyppistä sekoitinta. Tässä tapauksessa ainakin myöhemmin 5 syötetyn kemikaalin injektiosekoittaminen kuitenkin mahdollistaa sen, että PCC:n, eli saostuneen kalsiumkarbonaatin, kiteytyminen tapahtuu hyvin lyhyen etäisyyden päässä prosessiputkessa. Toisin sanoen, viitaten kuvioon 2 ja olettaen, että toinen kemikaaleista (Ca(OH)2 ja C02) on jo syötetty ja sekoitettu massaan jo ennen reaktoria 30, tai viitaten kuvioon 7 ja olettaen, että hiilidioksidi ja kalkkimaito on 10 ensin syötetty sekoittimesta 24', ja hiilidioksidi tai kalkkimaito sitten sekoittimesta 24", varsinainen PCC:n kiteytymisreaktio voi käytännössä alkaa välittömästi jälkimmäisen kemikaalin syöttökohdan jälkeen.In the reactor used for this purpose, injection mixers are preferably needed to supply both carbon dioxide and lime milk. Of course, it is also possible for one of the chemicals to be fed into the pulp already in the previous step, possibly even using another type of mixer. In this case, however, injection mixing of the chemical introduced at least later allows the crystallization of PCC, i.e. precipitated calcium carbonate, to occur within a very short distance in the process tube. In other words, with reference to Figure 2 and assuming that one of the chemicals (Ca (OH) 2 and CO 2) has already been fed and mixed into the pulp before reactor 30, or with reference to Figure 7 and assuming carbon dioxide and lime milk 10 are first fed from mixer 24 '. , and then carbon dioxide or lime milk from the mixer 24 ", the actual crystallization reaction of the PCC can, in practice, begin immediately after the introduction of the latter chemical.

[058] Kuvion 8 käyrä näyttää massan pH-arvon (pystyakseli) muutoksen ajan 15 (vaaka-akseli, sekunteina) funktiona, kun kalsiumkarbonaattia saostetaan massaan kuviossa 7 esitetyllä reaktorilla. Kaavamaisesti kuviossa esitetyssä kiteytymisprosessissa hiilidioksidi syötetään ensin massaan (akselien alkupisteessä), jolloin massan pH-arvo laskee jonkin verran normaalista pH-arvosta 7.5, riippuen syötetystä hiilidioksidin määrästä ja ajasta hiilidioksidin syöttämisen ja 20 kalkkimaidon syöttämisen välillä. Välittömästi kalkkimaidon syöttämisen aloituksen ja sekoittamisen jälkeen massan pH-arvo alkaa nousta ja käytännössä se nousee maksimiarvoonsa alueelle 11-12, josta se nopeasti palautuu n. 7.5:n tienoille heti kun kemikaalit on käytetty loppuun kiteytymisreaktiossa. Testeissä kemikaalit, jotka on syötetty stoikiometrisessä suhteessa toisiinsa, kuluivat loppuun alle kahdessa 25 sekunnissa, eli noin puolessatoista sekunnissa. Edellytyksenä noin nopealle kiteytymisreaktiolle on se, että kernikaalin/-ien sekoittuminen on olennaisenThe graph of Fig. 8 shows the change in pulp pH (vertical axis) as a function of 15 (horizontal axis, in seconds) as calcium carbonate is precipitated into the pulp with the reactor shown in Fig. 7. In the crystallization process shown schematically in the figure, carbon dioxide is first introduced into the pulp (at the origin of the axes), whereby the pH of the pulp slightly decreases from the normal pH of 7.5, depending on the amount of carbon dioxide injected and time. Immediately after the start of lime milk feeding and mixing, the pH of the pulp begins to rise and in practice reaches its maximum value in the range of 11-12, from where it rapidly returns to about 7.5 as soon as the chemicals are used up in the crystallization reaction. In the tests, chemicals fed in stoichiometric relation to each other consumed in less than two 25 seconds, or about one and a half seconds. A prerequisite for such a rapid crystallization reaction is that the mixing of the kernal (s) is substantially

COC/O

g täydellistä käytettäessä oikein toteutettua injektiosekoittamista (ainakin c\j ^ jälkimmäisenä syötetylle kemikaalille, edullisesti molemmille) ja massaan ° muodostuneet Ca2+ ja CO32' -ionit löytävät nopeasti toisensa ja reagoivatg perfect using properly executed injection mixing (at least for the chemical fed to the latter, preferably both) and the Ca 2+ and CO 32 'ions formed in the mass quickly find each other and react

COC/O

00 30 muodostaen kalsiumkarbonaattikiteitä. Reaktion hyvin lyhyen kokonaiskeston vuoksi00 30 to form calcium carbonate crystals. Because of the very short overall duration of the reaction

XX

£ muodostuneiden karbonaattikiteiden kokojakauma on hyvin tasainen. Joidenkin arvioiden mukaan tällaiselle PCC:n tuotantoreaktiolle on tyypillistä, kuten jo edellä S on lyhyesti mainittu, että välittömästi kiteytymisreaktion jälkeen karbonaattikiteet o ovat sellaisessa vaiheessa, eli epästabiilissa kidemuodossa ennen muuttumistaanThe size distribution of the carbonate crystals formed is very uniform. According to some estimates, it is typical of such a PCC production reaction, as already mentioned above in S, that immediately after the crystallization reaction, the carbonate crystals o are in such a stage, i.e. in an unstable crystalline form

CVJCVJ

24 kalsiitiksi, että niillä on taipumus kiinnittyä käytännössä mihin tahansa sopivaan kiintoainepartikkeliin tai lähellä sijaitsevaan pintaan. Massassa näihin partikkeleihin kuuluvat kuidut, erilaiset hienot kiintopartikkelit, täyteainepartikkelit ja muut karbonaattikiteet. Luonnollisesti myös virtausputken seinämät ja muut 5 virtausputkessa olevat kohteet ja rakenteet, kuten syöttö- ja sekoituslaitteiden suuttimet yms., ovat hyvä alusta karbonaattikiteiden kiinnittymiselle, jolloin saostumia muodostuu virtausputken pinnalle. Toisin sanoen karbonaattisaostumia muodostuu virtausputken seinämille ja muihin rakenteisiin vain epästabiilin kidemuotovaiheen aikana, jolloin virtausputki voidaan pitää käytännössä täysin 10 puhtaana estämällä epästabiilin karbonaatin saostuminen virtausputken pinnalle kuten edellä on kuvattu keksinnön erään edullisen suoritusmuodon yhteydessä.24 calcite that they tend to adhere to virtually any suitable solid particle or nearby surface. In the pulp, these particles include fibers, various fine solid particles, filler particles, and other carbonate crystals. Of course, the walls of the flow pipe and other objects and structures in the flow pipe, such as the nozzles of the feed and mixing devices and the like, are also a good base for adhering carbonate crystals, whereupon deposits are formed on the surface of the flow pipe. In other words, carbonate precipitates are formed on the walls of the flow pipe and other structures only during the unstable crystalline form step, whereby the flow pipe can be practically completely clean by preventing the unstable carbonate from precipitating on the surface of the flow pipe.

[059] Yllämainittu voimakas pH-arvon muutos syötettäessä hiilidioksidia ja kalkkimaitoa kiteytymisreaktion edetessä ja erityisesti kiteytymisreaktion loppuessa 15 tarjoaa mahdollisuuden seurata reaktion etenemistä yllämainittua pH-arvoa mittaavien antureiden avulla. Jos anturi 22 sijoitetaan kuviossa 2 esitetyllä tavalla elektrodin toisen pään tasolle, eli reaktorin pään tasolle, anturin 22 mittaaman pH-arvon tulisi olla samaa luokkaa kuin ennen ensimmäisen kemikaalin syöttämistä, jotta vältetään lisäsaostumien muodostuminen putken pinnalle. Näin ollen, mikäli 20 sijoitetun anturin avulla mitattu pH-arvo on huomattavasti korkeampi, kemikaalien syöttö-/sekoitusparametrejä tulisi muuttaa kemikaalien sekoitustehon parantamiseksi. Luonnollisesti pitkin reaktorin pituutta (joko reaktorin seinämällä tai sisemmällä elektrodilla tai molemmissa) voi olla lukuisia tällaisia pH-antureita, jolloin pH-arvon muutos antaa selvän kuvan kiteytymisreaktion etenemisestä.The above-mentioned strong pH change as carbon dioxide and lime milk is fed as the crystallization reaction proceeds, and in particular at the end of the crystallization reaction, provides the ability to monitor the progress of the reaction via sensors measuring the above pH. If the sensor 22 is positioned as shown in Figure 2 at the level of one end of the electrode, i.e. the level of the reactor end, the pH measured by the sensor 22 should be of the same order as before the first chemical is applied to avoid additional deposits on the tube. Thus, if the pH value measured by the 20 sensors placed is significantly higher, the feed / mixing parameters of the chemicals should be changed to improve the mixing efficiency of the chemicals. Of course, there may be a plurality of such pH sensors along the length of the reactor (either on the wall of the reactor or on the inner electrode, or both), whereby the change in pH provides a clear picture of the progress of the crystallization reaction.

25 [060] Edellä mainittuun esimerkkiin viitaten on yksi mainitsemisen arvoinen[060] With reference to the above example, one is worth mentioning

COC/O

^ ratkaisu sellainen, jossa reaktorin reaktiovyöhykkeelle saapuvan suspension pH- c\j ^ arvoa mittaava anturi sijaitsee reaktorin ylävirran puolella, jolloin ohjausjärjestelmä ° vastaanottaa ajantasaista tietoa reaktoriin saapuvan suspension pH-arvosta. ItseThe solution is one in which the sensor measuring the pH of the suspension entering the reactor reaction zone is located upstream of the reactor, whereby the control system receives up-to-date information on the pH of the suspension entering the reactor. Self

COC/O

00 30 asiassa tällaisen anturin tulisi sijaita ensimmäisenä syötetyn kemikaalin ylävirran00 30 such a sensor should be located first upstream of the chemical introduced

XX

£ puolella, jotta saadaan selville kuitususpension pH-arvo ilman kemikaalien vaikutusta. Kun reaktoriin tämän anturin jälkeen syötettyjen hiilidioksidin ja S kalkkimaidon suhde pidetään stoikiometrisenä syöttämällä kemikaalit 5 virtausmittauksen valvonnassa, on mahdollista haluttaessa seurata karbonaatin£ to find out the pH of the fiber suspension without chemicals. By keeping the ratio of carbon dioxide to S lime milk fed to the reactor after this sensor by supplying chemicals 5 under the control of flow measurement, it is possible to monitor carbonate

CVJCVJ

25 kiteytymisreaktion etenemistä järjestettyjen pH-anturien avulla. Vastaavasti on mahdollista varmistaa reaktorin päässä, että kiteytymisreaktio on päättynyt. Tämä on helppo todentaa vertaamalla pH-arvoa reaktorin loppupäässä mitattuun arvoon ennen reaktoria. Jos arvot ovat samoja, kemikaalit ovat kokonaisuudessaan 5 reagoineet eikä enää ole riskiä, että karbonaatti saostuisi putken pinnalle tai sen sisällä oleviin rakenteisiin.25 crystallization reaction by means of arranged pH sensors. Similarly, it is possible to ensure at the end of the reactor that the crystallization reaction is complete. This is easily verified by comparing the pH value at the end of the reactor with that measured before the reactor. If the values are the same, the chemicals as a whole have reacted and there is no longer a risk that carbonate will precipitate on the surface of the pipe or on the structures inside it.

[061] Vastaava reaktorin toiminnan seuranta voidaan aikaansaada myös käyttämällä tomografiaa. Mainitsemisenarvoinen reaktion etenemisen 10 seurantamenetelmä on lisäksi mittaus, joka perustuu lämpötilagradienttiin, jossa esimerkiksi prosessiputkessa sijaitsevia lämpömittareita tai lämpötila-antureita käytetään mittaamaan tai seuraamaan prosessinesteen lämpötilaa, jolloin reaktion vaihe saadaan selville reaktion ollessa eksoterminen tai endoterminen. Toinen mahdollinen tapa on valokuvata reaktio lämpökameralla, jolloin reaktio voidaan 15 erottaa taustasta sen ollessa endoterminen tai eksoterminen.Similar monitoring of reactor operation can also be achieved using tomography. A noteworthy method of monitoring the progress of the reaction is further a measurement based on a temperature gradient in which, for example, thermometers or temperature sensors in the process tube are used to measure or monitor the temperature of the process fluid, where the reaction step is detected. Another possible way is to photograph the reaction with a thermal camera, whereby the reaction can be distinguished from the background when it is endothermic or exothermic.

[062] Edellä kuvattu kiteiden muodostuminen, kemikaalien saostuminen tai vastaavien reaktiotulosten, tai varsinaisten saostumasta kemiallisten reaktioiden kautta peräisin olevien kemikaalien kiinnittyminen reaktorin seinämille tai sen 20 prosessilaitteiden rakenteisiin, tapahtuu myös pintakemiallisen ilmiön tuloksena mm. paperi-, massa- ja selluloosateollisuudessa, kun massavirran mukana kulkeutuva anioniaktiivinen jäte, uutteet (pihka), oksalaatit, kalsium jne. saostuvat reaktorissa.The crystalline formation described above, the precipitation of chemicals, or the attachment of the corresponding reaction results, or the chemicals derived from the precipitation itself by chemical reactions, to the reactor walls or to the structures of its process equipment, also occur as a result of a surface chemistry phenomenon. in the paper, pulp and cellulose industries, when anionic waste, extracts (pitch), oxalates, calcium, etc., carried in the pulp stream are precipitated in the reactor.

[063] Lisäksi reaktiokemikaalit, kuten erilaiset alumiinijohdannaiset (aluminaatti, 25 aluna) aiheuttavat niinikään hankalia saostumia omilla toimintatavoillaan.In addition, reaction chemicals such as various aluminum derivatives (aluminate, alum) also cause troublesome precipitates by their own modes of operation.

Vastaavasti erilaiset liimat, kuten AKD, ASA, hartsit ja synteettiset liimat, kutenSimilarly, various adhesives such as AKD, ASA, resins and synthetic adhesives such as

COC/O

^ SMA, aiheuttavat saostumia sopivissa sovelluksissa.^ SMA, cause precipitation in suitable applications.

c\j i C\l ? [064] Vastaavanlaisia ratkaisuja voidaan löytää esimerkiksi, selluloosa- jac \ j i C \ l? Similar solutions can be found, for example, in cellulose

COC/O

00 30 massatehtailla jäteliuosten, mustalipeän ja valkolipeän käsittelyn yhteydessä,00 30 in pulp mills for the processing of waste solutions, black liquor and white liquor,

XX

£ sellutehtaan erilaisten rinnakkaistuotteiden tuotannossa (biodiesel jne.), "t valkaisulaitoksen kemikaalien syötössä, kierrätysmassatehtaan DIP-prosesseissa S jne.£ for the production of various by-products of the pulp mill (biodiesel, etc.), "t chemical feed for the bleaching plant, DIP processes S for the pulp mill, etc.

δδ

CMCM

26 [065] Lopuksi on huomautettava, että edellä on esitetty vain muutamia edullisimpia suoritusmuotoja. Näin on siis selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu edellä mainittuihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin oheisten patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteissa. On luonnollisesti 5 ymmärrettävä, että edellä olevassa puunjalostusteollisuutta sekä massan tai sulpun käsittelyä eri suoritusmuotojen yhteydessä on käytetty vain esimerkkinä. Niinpä keksinnön mukaista menetelmää ja reaktoria voidaan käyttää kaikissa sellaisissa prosesseissa, joissa erilaisilla saostumilla on taipumus kerääntyä prosessiputkijärjestelmään ja jossa saostumat tai kerrostumat voidaan poistaa 10 liuottamalla ne matalassa pH-arvossa. Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä piirteitä voidaan käyttää myös muiden suoritusmuotojen yhteydessä keksinnön suojapiirin puitteissa ja/tai erilaisia kokoonpanoja voidaan yhdistellä esitetyistä piirteistä, jos niin halutaan ja jos se on teknisesti toteutettavissa.Finally, it should be noted that only some of the most preferred embodiments are described above. Thus, it is clear that the invention is not limited to the above embodiments, but can be applied in many ways within the scope defined by the appended claims. It should be understood, of course, that in the foregoing, the wood-processing industry and the treatment of pulp or stock in various embodiments have been used by way of example only. Thus, the process and reactor of the invention can be used in any process in which various precipitates tend to accumulate in the process tube system and in which the precipitates or deposits can be removed by dissolving them at low pH. The features disclosed in connection with various embodiments of the present invention may also be used in connection with other embodiments within the scope of the invention and / or different configurations of the features disclosed may be combined if desired and technically feasible.

1515

COC/O

δ C\lδ C \ l

C\JC \ J

o coo co

C\JC \ J

XX

DCDC

CLCL

't co co't co

LOLO

δ c\jδ c \ j

Claims (20)

1. Menetelmä reaktion toteuttamiseksi yhden tai useamman kemikaalin ja prosessi nesteen välillä, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa 5 a. järjestetään reaktori osaksi prosessinestettä kuljettavaa virtausputkea (12), b. varustetaan reaktori sisäpinnalla, jota pitkin prosessineste virtaa, c. varustetaan reaktori sähkökemiallisilla välineillä estämään reaktiotulosten saostuminen reaktorin sisäpinnalle, d. lisätään ainakin yksi kemikaali reaktorissa (30) olevaan prosessinesteeseen, 10 e. sekoitetaan mainittu ainakin yksi kemikaali prosessinesteeseen, f. annetaan mainitun kemikaalin reagoida joko toisen kemikaalin kanssa tai varsinaisessa prosessinesteessä olevan materiaalin kanssa reaktiotuotteiden muodostamiseksi, g. estetään joko kemikaalin/-en tai reaktiotuotteiden saostuminen reaktorin (10) 15 tai sen yhteydessä olevien laitteiden pinnoille, tunnettu siitä, että h. saostumisen esto toteutetaan järjestämällä sähkökenttä olennaisen pienelle osalle reaktorin tilavuutta hyvin lähelle reaktorin sisäpintaa.A process for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process fluid comprising the steps of: a. Arranging a reactor into a flow tube (12) for transporting the process fluid; b. Providing the reactor with an internal surface along which the process fluid flows; c. equipping the reactor with electrochemical means to prevent precipitation of reaction results on the inner surface of the reactor, d. adding at least one chemical to the process fluid in the reactor (30); e. mixing said at least one chemical in the process fluid; f. reacting said chemical with either another chemical or material in the process fluid itself, to form reaction products, g. preventing the deposition of either the chemical (s) or reaction products on the surfaces of the reactor (10) 15 or associated devices, characterized in that h. the precipitation inhibition is accomplished by providing an electric field for a substantially small portion of the reactor volume 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att det elektriska fältet anordnas alldeles intill reaktorns inre yta med hjälp av en pä ett avständ frän reaktorns inre yta anordnad rörformig inre elektrod. 252. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att det electriska fältet anordnas alldeles intill reactor inre yta med hjälp av ond fränder reactor inre yta anordnad rörformig inre electrode. 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestään sähkökenttä hyvin lähelle reaktorin sisäpintaa etäisyyden päähän reaktorin sisäpinnasta järjestetyn putkimaisen sisemmän elektrodin avulla.Method according to Claim 1, characterized in that an electric field is provided very close to the inner surface of the reactor at a distance from the inner surface of the reactor by means of a tubular inner electrode. 3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat av att utfällningen pä den inre co g elektroden förebyggs genom att perforera elektroden och därigenom underlätta ^ ätkomsten av det elektriska fältet in i den inre elektroden. C\1 cp CO ^ 303. Förfarande enligt patentkravet 2, transducer av att utfällningen Päden inre co g electrode förebyggs genome att perforera electroden och därigenom underlätta ^ ätkomsten av electriska fältet in i den inre electrode. C \ 1 cp CO ^ 30 4. Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, kännetecknat av att den inre elektroden X £ perforeras sä att den inre elektrodens inre areal minimeras. co4. Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, rotation technique av x den perre electrodes X £ perforated at att den inre electrode inre areal minimer. c/o 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että estetään 25 saostuminen sisemmän elektrodin päälle revittämällä elektrodi ja siten helpottamalla sähkökentän pääsyä sisemmän elektrodin sisäpuolelle. CO δ c\j , 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että revitetään CVJ ° sisempi elektrodi siten, että sisemmän elektrodin sisäpuolinen pinta-ala CO 00 30 minimoidaan. X cc CLMethod according to claim 2, characterized in that deposition on the inner electrode is prevented by tearing the electrode and thereby facilitating the access of the electric field to the inner electrode. A method according to claim 2 or 3, characterized in that the inner electrode CVJ is torn so that the inner surface CO 00 30 of the inner electrode is minimized. X cc CL 5. Reaktor för att utföra en reaktion mellan en eller flera kemikalier och en o processvätska, vilken reaktor (10) är placerad som en del av ett flödesrör (12) som C\J transporterar processvätskan, och vilken reaktor har en inre yta, längs vilken processvätskan flödar, och är försedd med ett elektrodpar, dvs. en radiellt sett inre och yttre elektrod för att elektrokemiskt förebygga utfällningen av reaktionsprodukterna pä reaktorns inre yta, vilken yttre elektrod är anordnad pä 5 reaktorns inre yta, kännetecknad av att den inre elektroden är anordnad alldeles intill reaktorns (10) inre yta.The reactor (10) and the reactor (10) and the reactor (12) som C \ J transporter and the processor, slow the process electrodes, and the electrodes for the electrode, dvs. en radiellt sett inre och yttre electrode för att electrochemistry förebygga utfällningen av reactorsprodukterna main reactor inre yta, reactor yttre electrodes in the reactor end of the electrode, anordnad alldeles intill reactors (10) inre yta. 5. Reaktori reaktion toteuttamiseksi yhden tai useamman kemikaalin ja S prosessinesteen välillä, joka reaktori (10) on sijoitettu osaksi prosessinestettä o kuljettavaa virtausputkea (12) ja jossa reaktorissa on sisäpinta, jota pitkin CVJ prosessineste virtaa, ja elektrodipari, eli säteen suunnassa sisempi ja ulompi elektrodi, estämään sähkökemiallisesti reaktiotulosten saostuminen reaktorin sisäpinnalle, joka ulompi elektrodi on järjestetty reaktorin sisäpinnalle, tunnettu siitä, että sisempi elektrodi on järjestetty hyvin lähelle reaktorin (10) sisäpintaa. 5A reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and process fluid S, which reactor (10) is disposed within a flow tube (12) for transporting process fluid o and having a reactor inner surface along which the process fluid flows, and radially inward and outward electrode, to prevent electrochemical precipitation of the reaction results on the inner surface of the reactor, which outer electrode is arranged on the inner surface of the reactor, characterized in that the inner electrode is arranged very close to the inner surface of the reactor (10). 5 6. Reaktor enligt patentkravet 5, kännetecknad av att den inre elektroden är rörformig för att möjliggöra strömningen av processvätskan genom elektrodens (32) 10 insida.6. The reactor is patent patent 5, the bending path of the electrode (32) 10 insida is transformed into an electrode (32). 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sisempi elektrodi on muodoltaan putkimainen prosessinesteen virtauksen sallimiseksi elektrodin (32) sisäpuolen kautta.6. The reactor according to claim 5, characterized in that the inner electrode has a tubular shape to permit flow of the process fluid electrode (32) through the interior. 7. Reaktor enligt patentkravet 6, kännetecknad av att den inre elektroden är försedd med öppningar med upphöjningsomräden däremellan.7. Reactor enligt patentkravet 6, a rotary tube for att att den inre electrode and försedd med öppningar med upphöjningsomräden jam. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sisemmässä elektrodissa on aukot, joiden väliin jää kannasalueita.Reactor according to Claim 6, characterized in that the inner electrode has openings with basal areas between them. 8. Reaktor enligt patentkravet 7, kännetecknad av att öppningarna är anordnade i ett mönster som minimerar upphöjningsomrädena mellan öppningarna.8. The reactor enligt patentkravet 7, the rotating screws of the att attöppningarna and the canister som minimerar upphöjningsomrädena mellan öppningarna. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että aukot on järjestetty kuvioon, joka minimoi aukkojen väliset kannasalueet. 15Reactor according to Claim 7, characterized in that the openings are arranged in a pattern which minimizes the heel areas between the openings. 15 9. Reaktor enligt patentkravet 7 eller 8, kännetecknad av att öppningarna är runda, triangulära, rektangulära eller sexhörniga. 209. Reactor enligt patentkravet 7 eller 8, with rotunda, triangular, rectangular eller sexhörn. 20 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että aukot ovat pyöreitä, kolmiomaisia, suorakaiteen muotoisia, kuusikulmaisia.Reactor according to claim 7 or 8, characterized in that the openings are circular, triangular, rectangular, hexagonal. 10. Reaktor enligt patentkravet 7, 8 eller 9, kännetecknad av att öppningarna avsmalnar mot den yttre elektroden.10. The reactor is equipped with patent screws 7, 8, or 9, with rotating screws at the electrodes. 10. Patenttivaatimuksen 7, 8 tai 9 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että aukot 20 suppenevat kohti ulompaa elektrodia.Reactor according to Claim 7, 8 or 9, characterized in that the apertures 20 converge towards the outer electrode. 11. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 7-10, kännetecknad av att 25 upphöjningsomrädena har i regel en triangulär form, där triangelformens bas är mot den yttre elektroden. CO δ (M ^ 12. Reaktor enligt patentkravet 5, kännetecknad av att den inre elektroden är o anordnad pa ett avstand fran den yttre elektroden. ” 30 X £ 13. Reaktor enligt patentkravet 12, kännetecknad av att avständet mellan ^ elektroderna är 5-50 mm. CO LO δ C\l11. Reactor enligt face av föregäende patent krav 7-10, kännetecknad av att 25 upphöjningsomrädena har i regel en triangular form, där triangelformens bas om mot den yttre electrode. CO δ (M ^ 12. Reactor enligt patent dowel 5, rotary terminals avert den in electrode terminals.). 50 mm .CO LO δ C \ l 11. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 7 - 10 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että kannasalueet ovat yleensä muodoltaan kolmiomaisia kolmiomuodon kannan ollessa ulompaa elektrodia päin. 25A reactor according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the base regions are generally triangular in shape with the base of the triangular shape facing the outer electrode. 25 12. Patenttivaatimuksen 5 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sisempi elektrodi CO g on järjestetty etäisyyden päähän ulommasta elektrodista. c\j i CVJA reactor according to claim 5, characterized in that the inner electrode COg is arranged at a distance from the outer electrode. c \ j i CVJ ° 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että elektrodien CO 00 30 välinen etäisyys on 5 - 50 mm. CC CLA reactor according to claim 12, characterized in that the distance between the electrodes CO 00 30 is 5 to 50 mm. CC CL 14. Reaktor enligt patentkravet 5, 12 eller 13, kännetecknad av att den inre elektroden utgörs av stänger som är fästa sida vid sida pä ett avständ frän varandra.14. A reactor enligt patent cravet 5, 12 eller 13, a turn-off valve for the use of an electrode uterus or a strainer for the connection to the stock. 14. Patenttivaatimuksen 5, 12 tai 13 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sisempi S elektrodi muodostuu tangoista, jotka on kiinnitetty vierekkäin etäisyyden päähän o toisistaan. CVJReactor according to Claim 5, 12 or 13, characterized in that the inner S electrode consists of rods which are mounted side by side at a distance o from each other. CVJ 15. Reaktor enligt patentkravet 14, kännetecknad av att stängerna har i regel ett 5 triangulärt tvärsnitt.15. The reactor enligt patent kravet 14, the rotating tongs av att stängerna har i regel to 5 triangular torsion rods. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että tangot ovat yleensä poikkileikkaukseltaan kolmion muotoisia.Reactor according to Claim 14, characterized in that the bars are generally triangular in cross-section. 16. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 5-15, kännetecknad av att den inre elektroden är stödd med fötter pä reaktorns inre yta.16. The reactor enligt face av föregäende patent krav 5-15, the bending jets av att den inre electrode and med fötter head reactor inre yta. 16. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 5-15 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sisempi elektrodi on tuettu jaloilla reaktorin sisäpintaan.Reactor according to one of the preceding claims 5 to 15, characterized in that the inner electrode is supported by feet on the inner surface of the reactor. 17. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 5-16, kännetecknad av att reaktorn har en diameter som är större än diametern av processröret, vid vilket reaktorn är fäst.17. Reactor enligt face av föregäende patent application no. 5-16, turn-off reactor har en diameter som and större än diametern av processröret, vid flashing reactor. 17. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 5 - 16 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktorin halkaisija on suurempi kuin prosessiputken halkaisija, johon reaktori 10 on kiinnitetty.A reactor according to any one of claims 5 to 16, characterized in that the reactor diameter is larger than the diameter of the process tube to which the reactor 10 is attached. 18. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 5-17, kännetecknad av att 15 reaktorn har en diameter som ökar i processvätskans flödesriktning.18. Reactor enligt face av föregäende patent krav 5-17, kännetecknad av att 15 reactor har en diameter som ekar i processvätskans flödesriktning. 18. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 5-17 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktorilla on halkaisija, joka kasvaa prosessinesteen virtaussuunnassa.A reactor according to any one of claims 5 to 17, characterized in that the reactor has a diameter which increases in the direction of flow of the process liquid. 19. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 5-18, kännetecknad av att reaktorn är försedd med en mätanordning (22), företrädesvis en tomografisk givare, en givare som mäter pH-värdet eller en givare som mäter elledningsförmägan. 2019. Reactor enligt face av föregäende patent krav 5-18, kännetecknad av att reactor tower försedd med en mätanordning (22), företrädesvis en tomografisk givare, en givare som mäter pH standard eller en givare som mäter elledningsförmägan. 20 19. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 5-18 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktorissa on mittauslaite (22), edullisesti tomografinen anturi, pH-lukua mittaava anturi tai sähkönjohtavuutta mittaava anturi.Reactor according to one of the preceding claims 5 to 18, characterized in that the reactor comprises a measuring device (22), preferably a tomographic sensor, a pH meter sensor or a conductivity sensor. 20. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 5-18 mukainen reaktori, tunnettu siitä, 20 että reaktorissa (10) on mittauslaite, joka on reaktorilta lämpötilatietoa keräävä tai mittaava laite, kuten lämpömittari, lämpötila-anturi tai lämpökamera. co δ c\j i cm o CO C\l X cc CL 00 00 m δ CM 5 1. Förfarande för att utföra en reaktion mellan en eller flera kemikalier och en processvätska, vilket förfarande innefattar steg, i vilka a. en reaktor anordnas som en del av ett flödesrör (12) som transporterar processvätskan, b. reaktorn förses med en inre yta, längs vilken processvätskan flödar, 10 c. reaktorn förses med elektrokemiska medel för att förebygga utfällningen av reaktionsprodukterna pä reaktorns inre yta, d. ätminstone en kemikalie tillsätts i processvätskan i reaktorn (30), e. nämnda ätminstone en kemikalie inblandas i processvätskan, f. nämnda kemikalie tilläts att reagera antingen med en annan kemikalie eller 15 ett material i själva processvätskan för att bilda reaktionsprodukter, g. utfällningen av antingen kemikalien/-rna eller reaktionsprodukterna pä ytorna av reaktorn (10) eller anordningarna i samband därmed förebyggs, kännetecknat av att h. utfällningen förebyggs genom att anordna ett elektriskt fält i en väsentligen 20 liten del av reaktorns volym alldeles intill reaktorns inre yta.A reactor according to any one of claims 5 to 18, characterized in that the reactor (10) has a measuring device which is a device for collecting or measuring temperature information from the reactor, such as a thermometer, a temperature sensor or a thermal camera. co δ c \ ji cm o CO C \ l X cc CL 00 00 m δ CM 5 1. Förfarande för att utföra en reaction mellan en eller flera chemikalier och en processvätska, wilk förfarande innefattar steg, i wolf a. en Reactor anordnas som. en del av et flödesrör (12) som transporterar processvätskan, b. reactor tower förses med en inre yta, sluggish processvätskan flödar, 10 c. reactor reactor product electrochemical reactor reactor product reactor inre yta, d. the chemical process in the process reactor (30), e. the chemical process in the process, the chemical reactant in the antenna med in the chemical process, the image reaction. utfällningen av antingen chemicals / products eller reactionproducterna ytorna av reactor (10) eller anordningarna i samband därmed förebyggs, aftecknat av att h. utfällningen förebyggs genome att anordna et elvt reacting on 20 liten . 20. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav 5-18, kännetecknad av att reaktorn (10) är försedd med en mätanordning som är en anordning för uppsamling eller mätning av temperaturdata frän reaktorn, säsom en termometer, en temperaturgivare eller en värmekamera. CO δ c\j C\J cp co C\l X cc CL co co LO δ C\J20. Reactor enligt face av föregäende patent krav 5-18, kännetecknad av att reactor (10) and försedd med en mätanordning som är en anordning för uppsamling eller mätning av thermurdata frän reactor, säsom en termometer, en tempurgivare eller en color camera. CO δ c \ j C \ J cp co C \ l X cc CL co co LO δ C \ J
FI20115884A 2011-09-09 2011-09-09 Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid FI123427B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115884A FI123427B (en) 2011-09-09 2011-09-09 Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115884 2011-09-09
FI20115884A FI123427B (en) 2011-09-09 2011-09-09 Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115884A0 FI20115884A0 (en) 2011-09-09
FI20115884L FI20115884L (en) 2013-03-10
FI123427B true FI123427B (en) 2013-04-30

Family

ID=44718792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115884A FI123427B (en) 2011-09-09 2011-09-09 Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI123427B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20115884A0 (en) 2011-09-09
FI20115884L (en) 2013-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI124831B (en) Process and reactor for in-line production of calcium carbonate in a pulp flow
EP2544808B1 (en) A method and a reactor for mixing one or more chemicals into a process liquid flow
FI123392B (en) Method for Precipitation of Calcium Carbonate in a Fibrous Web Process and Fiber Machine Machine Approach
TWI398566B (en) Method and arrangement for feeding chemicals into a process stream
CN103370471B (en) Manufacture the method for paper
FI111177B (en) Device and method for controlling alkalinity and pH in an industrial process
FI123427B (en) Process and reactor for carrying out a reaction between one or more chemicals and a process liquid
Ravichandran et al. Measuring sparingly-soluble, aqueous salt crystallization kinetics using CSTRs-in-series: Methodology development and CaCO3 studies
CA2787347A1 (en) A method and apparatus for mixing various flows into a process liquid flow
JP2013521123A5 (en)
CN102139169B (en) Settler, method and the system containing this settler
BR112015007197B1 (en) continuous electrolysis method with electrolytic bath for polysulfide production
US20140360885A1 (en) Method of producing biocides from industrial process waters
JP2011012325A (en) Electrolytic cell
FI131809B1 (en) A membraneless electrolytic cell for converting alkali metal sulphate to sulphuric acid and alkali metal hydroxide, an industrial processing plant comprising the membraneless electrolytic cell and a method for converting alkali metal sulphate to sulphuric acid and alkali metal hydroxide
CN213596421U (en) Baffle plate horizontal chlorate decomposer
US20150209739A1 (en) Method and device for feeding at least one chemical substance into a main process stream
JP7052907B2 (en) Suspended solids deposition suppression method, pitch failure suppression method and suspended solids deposition detection method
CN210394049U (en) Decomposition treatment device for refractory compounds in papermaking wastewater
CN107630229A (en) Pigment hydrolyzes coating reactor disturbed flow pipe
CN117046188A (en) Filtration devices, filter concentrators and crystallization equipment
WO2025219252A1 (en) An inlet system for a system for production of a sterilising solution
FI20235928A1 (en) Process and reactor for producing PCC

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123427

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed