FI78746B

FI78746B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER URVATTNING AV EN VAETSKEHALTIG FIBERSUSPENSION.

Info

Publication number: FI78746B
Application number: FI873020A
Authority: FI
Inventors: Kaj Henricson; Toivo Niskanen; Vesa Vikman
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1987-07-08
Publication date: 1989-05-31
Also published as: FI78746C; FI873020A0; FI873020L

Description

1 787461 78746

Menetelmä ja laite nestepitoisen kuitususpension saostami-seksi - Förfarande ooh anordning för urvattning av en vätskehaltig fibersuspension 5Method and apparatus for precipitating a liquid fiber suspension - Application of a method for precipitating a liquid fiber suspension 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite veden jatkuvaksi poistamiseksi suspensiosta, erityisesti kuitupitoisesta massasta, jolloin massa saatetaan saostumaan ilman, että vesi joutuu suotautumaan paksun huopautuneen 10 massakerroksen läpi.The present invention relates to a method and an apparatus for continuously removing water from a suspension, in particular from a fibrous pulp, whereby the pulp is caused to precipitate without the water having to seep through a thick layer of felted pulp.

Kuitumateriaalin, erityisesti selluloosa- ja puukuitumassan käsittely tapahtuu usein laimeana suspensiona. Esimerkiksi lajittelu reikä- tai rakosihdillä suoritetaan 1 - 3 %:n 15 sakeudessa. Lajittelun jälkeen kuitumateriaali seostetaan korkeampaan sakeuteen monista eri syistä. Usein sakeus nostetaan 10 - 15 %:n alueelle esimerkiksi varastointia tai valkaisua varten.The treatment of fibrous material, especially cellulose and wood pulp, often takes place as a dilute suspension. For example, sorting through a perforated or slotted screen is performed at a consistency of 1 to 3%. After sorting, the fibrous material is blended to a higher consistency for a variety of reasons. Often the consistency is increased to a range of 10 to 15%, for example for storage or bleaching.

20 Aikaisemmin sovelletuista ratkaisuista ovat yleisimmin käytössä erilaiset imusuodattimet. Näissä massan sakeus saadaan nousemaan imemällä vettä massasta sihtipinnan, esimerkiksi paksun huopautuneen massakerroksen peittämän viirakankaan läpi. Saostettaessa massaa imuvaikutuksen 25 avulla voidaan käyttää n. 0,5 barin paine-eroa, koska voimakkaampi imu saattaisi suodoksen kiehumaan, mikä taas ei ole toivottavaa.20 Of the previously applied solutions, various suction filters are the most commonly used. In these, the consistency of the pulp is increased by absorbing water from the pulp through a screen surface, for example a wire cloth covered with a thick layer of felted pulp. When precipitating the pulp by means of the suction effect 25, a pressure difference of about 0.5 bar can be used, because a stronger suction would cause the filtrate to boil, which in turn is not desirable.

Ongelmana näissä ja myös muun tyyppisissä saostimissa on 30 niiden pyrkimys tukkeutua. Esimerkkinä voidaan mainita mm. tilanne, jossa seostettava suspensio johdettiin saostajaan paineellisena, jolloin periaatteessa voidaan käyttää kuinka suurta paine-eroa tahansa. Laboratoriokokeissa tällainen saostaja tukkeutui sulfaattimassalla noin 10 sekunnissa, 35 minkä jälkeen se täytyi puhdistaa.The problem with these and also other types of precipitators is their tendency to clog. An example is e.g. a situation in which the suspension to be mixed was introduced into the precipitator under pressure, in which case, in principle, any large pressure difference can be used. In laboratory experiments, such a precipitant was clogged with sulfate mass in about 10 seconds, after which it had to be purified.

P499FI.FIN/8901 2 78746P499EN.FIN / 8901 2 78746

Ennestään tunnetaan myös monia erilaisia tapoja tukkeutumisen estämiseksi tai tukkeutumien irrottamiseksi sihdistä. Esimerkiksi FI-patenttijulkaisussa 41712 ja US-patenttijulkaisussa 3,455,821 pyritään puhdistamaan sihtipinta värähte-5 lyillä. Kuitenkin kaasu- ja kuitupitoisen paperimassan vaimennuskyky estää värähtelyjen puhdistusvaikutuksen.Many different ways of preventing clogging or removing clogs from the screen are also known in the art. For example, FI patent publication 41712 and US patent publication 3,455,821 seek to clean the screen surface with vibrations. However, the damping ability of the gaseous and fibrous pulp prevents the cleaning effect of the vibrations.

Yhtenä tapana on esitetty FI-julkaisun 68005 mukainen kiekkosuotimen puhdistus paineilmaa käyttäen. Tietyssä vai-10 heessa kiekkosektorin kiertoa paineilmaa johdetaan kiekko-sektorin sisälle, jolloin puhallus irrottaa suodatetun massan sektorin ulkopuolelta.One way is to clean the disc filter according to FI publication 68005 using compressed air. At a certain stage in the circulation of the disc sector, compressed air is led inside the disc sector, whereby the blow separates the filtered mass from outside the sector.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on välttää edellä esi-15 tettyjen ratkaisujen haittapuolet ja aikaansaada uudentyyppinen menetelmä ja laite kuitususpension saostamiseksi jatkuvasti, ilman virtaussuunnan muutostarvetta ja ilman, että neste jouduttaisiin poistamaan paine-eron vaikutuksesta huopautuneen massakerroksen läpi. Sihtilevyt pystyvät 20 poistamaan huomattavasti suurempia nestemääriä, mutta sihtilevyn pinnalle saostuva massa estää tehokkaasti suurempien nestemäärien poiston. Siten suodatuskapasiteettia on mahdollista lisätä huomattavasti, jos pystytään estämään paksun huopautuneen massakerroksen muodostuminen sihtilevyn 25 pinnalle.It is an object of the present invention to obviate the disadvantages of the above solutions and to provide a new type of method and apparatus for continuously precipitating a fiber suspension, without the need to change the flow direction and without having to remove the liquid through the felted pulp layer. The screen plates are able to remove considerably larger amounts of liquid, but the mass deposited on the surface of the screen plate effectively prevents the removal of larger amounts of liquid. Thus, it is possible to significantly increase the filtration capacity if it is possible to prevent the formation of a thick layer of felted mass on the surface of the screen plate 25.

Keksinnön pyrkimyksenä on siis saada aikaan laite, jossa sihtipinnalle tuodaan jatkuvana virtana seostettavaa massaa, joka ei missään vaiheessa kiinnity sihtipintaan, vaan virtaa 30 pintaa tai ohuen paksuussäädetyn massakerroksen peittämää pintaa pitkin kohti poistoaukkoa ollen koko ajan voimakkaassa turbulenttisessa tilassa ja ainakin osittain fluidisoi-tuneena niin, ettei ehjää kuituverkostoa pääse syntymään ja saostuen koko ajan. Tätä haluttua toimintaa voidaan 35 edistää käyttämällä jo tunnettuja sihtirumpuja, joiden reikien tai rakojen halkaisija on jopa alle 0,3 mm, jolloin P499FI.FIN/8901 3 78746 massan kuidut eivät enää mene reikälevyn läpi tai vastaavasti rei'ityksen ollessa yli 0.3 mm muodostetaan ohut huopau-tunut massakerros estämään turbulentissa tilassa liikkuvien kuitujen meno sihtipinnan reikien läpi. Järjestämällä näiden 5 reikien tai rakojen tiheys riittävän suureksi saavutetaan tarkoitukseen sopiva avoin pinta-ala.It is therefore an object of the invention to provide a device in which a continuously doped mass is introduced into the screen surface, which at no point adheres to the screen surface but flows along the surface or the surface covered by a thin thickness-controlled mass layer towards the outlet, being in a strongly turbulent state that an intact fiber network cannot be formed and precipitates all the time. This desired function can be promoted by using already known screen drums with holes or slits up to less than 0.3 mm in diameter, whereby the fibers of the pulp no longer pass through the perforated plate or, if the perforation is more than 0.3 mm, a thin film is formed. a felted mass layer to prevent fibers moving in the turbulent state from passing through the holes in the screen surface. By arranging the density of these holes or slots sufficiently high, a suitable open surface area is achieved.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että sihti-rummun yhteyteen järjestetään seostettavan massan puolella 10 sihtirummun suhteen liikkuva siipiratkaisu, joka ei kuitenkaan mekaanisesti pyyhi sihtirummun pintaa, vaan aiheuttaa liikkuessaan painepulssin sihtirummun pintaan puristaen massaa kohti levyn pintaa ja aiheuttaen jättöpuolelle imua sihtirummun rei'ista sisällepäin, jolloin reikien ja 15 sihtirummun pintaan mahdollisesti tarttuneet kuidut irtoavat. Siipien toisena tehtävänä on pitää massakerros turbulentissa tilassa, joten keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä, että flokkimuodossa olevan kuitusus-pension saostustapahtuma jaetaan toiminnallisesti kahteen 20 vaiheeseen: saostusvaiheeseen, jossa suodatuspinnan läheisyydessä olevasta massakerroksesta poistetaan nestettä, ja sekoitusvaiheeseen, jossa suodatuspinnalle saostusvaiheessa saostuneesta kuitukerroksesta ainakin osa irroitetaan, ja jossa vaiheessa saostustilassa olevassa massassa ylläpide-25 tään turbulenssia, jolla mainittu suodatuspinnasta irroitet-tu saostettu massa sekoitetaan saostustilassa olevaan muuhun massaan, jolla menettelyllä koko saostustilassa olevan kuitususpension sakeus tasoitetaan.The method according to the invention is characterized in that a sieve solution moving relative to the sieve drum is arranged in connection with the sieve drum, which does not mechanically wipe the surface of the sieve drum but causes a pressure pulse as it moves to the sieve drum. whereby the fibers which may have adhered to the surface of the holes and the screen drum 15 come off. The second function of the vanes is to keep the pulp layer in a turbulent state, so the method according to the invention is characterized in that the flocculant fibrous-pension precipitation , and in which step turbulence is maintained in the pulp in the precipitating state, by which said precipitated mass detached from the filter surface is mixed with other pulp in the precipitating state, by which procedure the consistency of the entire fiber suspension in the precipitating state is smoothed.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle variaatiolle on ominaista, että käytettäessä avoimessa saostajassa rumpu-maista tai kartiokasta sihtiä muodostetaan saostajän keskiöön kaasukupla, joka ohjaa saostajaan tulevan massan sihtipinnoille. Paineistetussa saostajassa sama efekti 35 saadaan aikaan keskiövaipalla. Keskiövaippaa voidaan luonnollisesti käyttää myös avoimessa saostajassa.A variation of the method according to the invention is characterized in that when using a drum-like or conical sieve in an open precipitator, a gas bubble is formed in the center of the precipitator, which directs the pulp entering the precipitator to the screen surfaces. In a pressurized precipitator, the same effect 35 is obtained with a central jacket. The center jacket can, of course, also be used in an open precipitator.

P499FI.FIN/8901 4 7 8 7 4 όP499EN.ENG / 8901 4 7 8 7 4 ό

Keksinnön mukaisen laitteen eräälle edulliselle suoritusmuodolle on tunnusmerkillistä, että saostustilana on suodos-pinnoilla varustettu putki.A preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the precipitation space is a tube provided with filtration surfaces.

55

Keksinnöllä saavutettavia etuja ovat mm. sakeutustapahtuman nopeutuminen ja saostimen nesteenpoistokyvyn lisääntyminen, koska seostettavaan massaan ei anneta muodostua paksua huo-pamaista pintakerrosta, joka estäisi nesteen kulkeutumisen 10 virtauksen keskeltä suodospinnoille. Muina etuina voidaan mainita suljetulla ratkaisulla se, että saostuksessa ei pääse syntymään hajuhaittoja ja se että laite on joko paineistettavissa tai alipaineistettavissa.The advantages achieved by the invention are e.g. an acceleration of the thickening process and an increase in the dewatering capacity of the precipitator, since no thick porous surface layer is allowed to form in the doped mass, which would prevent the liquid 10 from passing from the middle of the flow to the filtrate surfaces. Other advantages of the closed solution are that no odor nuisance can occur during precipitation and that the device can be either pressurized or vacuumed.

15 Seuraavassa keksintöä esitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää keskisakean selluloosamassan käyttäytymistä putkivirtauksessa virtausnopeuden kasvaessa.In the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 shows the behavior of a medium-thick cellulose pulp in a pipe flow as the flow rate increases.

2020

Kuvio 2 esittää erästä tapaa massan saattamiseksi turbulenssi tilaan ja tapaa tähän tarvittavan energian mittaamiseksi.Figure 2 shows one way to bring the mass into a state of turbulence and a way to measure the energy required for this.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisella laitteistolla mitattua 25 vääntömomenttia roottorin pyörintänopeuden funktiona massan eri sakeuksilla ja puhtaalla vedellä mitattuna.Figure 3 shows the torque 25 measured by the apparatus of Figure 2 as a function of rotor rotation speed measured at different pulp consistencies and pure water.

Kuvioissa 4-8 esitetään erityyppisiä laitevaihtoehtoja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.Figures 4-8 show different types of equipment alternatives for carrying out the method according to the invention.

3030

Kuviossa 1 esitetään kuinka selluloosamassa käyttäytyy putkivirtauksessa virtausnopeuden kasvaessa. FI-patenttihakemuksen 865136 mukaisessa ratkaisussa vettä poistetaan massasta silloin, kun massasuspensio virtaa tulppavirtaukse-35 na, ts. kuituverkosto on ehjä. Liikutaan kuviossa 1 alueella A - C, jolloin kuituverkosto vetää mukaansa suodospinnoilla P499FI.FIN/8901 5 78746 olevat kuidut, jotka ovat nekin tiukasti kiinni katuverkostossa. Vaikka tällä menettelyllä varmistetaankin, että suodospinta pysyy puhtaana, on haittapuolena toisaalta suhteellisen hidas saostuminen, koska massan virtausnopeutta 5 saostimessa ei voi nostaa, ja toisaalta se, että nestettä pääsee poistumaan vain kuitutulpan pintakerroksista, jonka jälkeen tulppa on rikottava sakeuden tasoittamiseksi koko suspensiossa samaksi, minkä jälkeen voidaan aloittaa uusi saostusvaihe.Figure 1 shows how the cellulose pulp behaves in the pipe flow as the flow rate increases. In the solution according to FI patent application 865136, water is removed from the pulp when the pulp suspension flows as a plug flow, i.e. the fiber network is intact. Moving in Fig. 1 in the area A-C, the fiber network pulls with it the fibers on the filtration surfaces P499EN.FIN / 8901 5 78746, which are also firmly attached to the street network. Although this procedure ensures that the filtrate surface remains clean, the disadvantages are relatively slow precipitation, since the pulp flow rate in the precipitator cannot be increased, and liquid can only escape from the surface layers of the fiber plug, after which the plug must break to even out the whole suspension. after which a new precipitation step can be started.

1010

Kun virtausnopeutta nostetaan kuvion 1 mukaisesti alueelle D -> H alkaa kuituverkoston muodostaman tulpan pintakerroksesta irrota yhä enemmän kuituja, jotka muodostavat turbu-lenttisen kerroksen tulpan ja putken seinämän välille. Vir-15 tausnopeuden vaikutuksesta pintakitka on kasvanut suuremmaksi kuin kuituverkoston sisäinen kitka. Toisaalta vastaavanlainen turbulenssi voidaan saada aikaan myös syöttämällä suspensioon energiaa tarkoitusta varten kehitetyllä laitteella. Siten kuituverkosto voidaan rikkoa myös esimerkiksi 20 kuvassa 2 esitetyllä roottoriratkaisulla tuomalla suspensioon riittävä määrä energiaa. Kyseisellä alueella D - H massasta ei voida poistaa nestettä enää em. FI-patenttihakemuksen 865136 mukaisella menetelmällä, koska irtonaiset kuidut tukkisivat suodospinnat välittömästi. Kuitenkin on 25 ilmennyt tarve saostaa massaa suuremmilla virtausnopeuksilla, johon tarkoitukseen on kehitetty uusi menetelmä.As the flow rate is increased according to Fig. 1 to the area D -> H, more and more fibers begin to detach from the surface layer of the plug formed by the fiber network, forming a turbulent layer between the plug and the wall of the pipe. As a result of the Vir-15 backing velocity, the surface friction has increased to be greater than the internal friction in the fiber network. On the other hand, a similar turbulence can also be achieved by supplying energy to the suspension with a device developed for this purpose. Thus, the fiber network can also be broken, for example by the rotor solution shown in Figure 2, by introducing a sufficient amount of energy into the suspension. In this area D to H, it is no longer possible to remove liquid from the pulp by the method according to the above-mentioned FI patent application 865136, because the loose fibers would immediately clog the filtrate surfaces. However, there has been a need to precipitate pulp at higher flow rates, for which purpose a new method has been developed.

Kuvio 2 esittää koelaitetta, jolla voidaan mitata massan sisäisiä leikkausvoimia. Laitteisto koostuu kammiosta 1, 30 joka on täynnä massaa, ja jonka seinämissä on ripoja 2. Kammiossa 1 pyörii roottori 3, jonka kehällä on vastaavasti ripoja 4. Roottorin 3 akselille 5 on järjestetty momenttianturi 6, josta luetaan roottorin pyörimistä vastustava momentti. Roottorin 3 akseli 5 on kytketty 35 kierrosluvultaan säädettävään moottoriin 7.Figure 2 shows a test device with which the shear forces within the mass can be measured. The apparatus consists of a chamber 1, 30 which is filled with mass and has ribs 2 in its walls. The shaft 5 of the rotor 3 is connected to a variable speed motor 7.

P499FI.FIN/8901 6 78746P499EN.ENG / 8901 6 78746

Kuviossa 3 esitetään mainitulla koelaitteella mitattuja tuloksia. Pystyakseli kuvaa momenttia M, vaaka-akseli roottorin pyörintänopeutta N ja käyräparametreinä on massan sakeus. Kuviosta nähdään kuinka roottorin pyörimistä 5 vastustava momentti muuttuu sekä roottorin pyörintänopeuden että massan sakeuden funktiona. Kuviossa on tummennettuna merkitty piste, josta alkaen kunkin sakeuden momenttikäyrä kääntyy veden momenttikäyrän suuntaiseksi. Toisin sanoen massasuspensio käyttäytyy veden tavoin mainitusta pisteestä 10 lähtien. Kuvion antamista tiedoista voidaan myös laskea se teho, mikä tarvitaan massan muuttamiseen jähmeästä kuituver-kostosta veden tavoin virtaavaksi. Saostuksen onnistumisen edellytyksenä on meneminen kuvion 1 alueelle F-H, mutta kuitenkin siten, että ei ylitetä edellä esitettyä turbulens-15 sitasoa, jossa kuidut olisivat irrallaan yksitellen. Siten saostuksen kannalta sopivaksi alueeksi jää täysin turbulenttien alue, jossa suspensio on kauttaaltaan turbulenttisessa tilassa ja kuidut esiintyvät toisiinsa sitoutuneina pieninä flokkeina, jotka eivät pysty tukkimaan suodospinnan aukkoja. 20 Flokkien koko voi edullisesti vaihdella saostimen eri kohdilla esimerkiksi nuppineulan pään kokoisista sormenpään kokoisiin. Mainittu flokkien koko on säädeltävissä suspensioon tuotavan energian määrällä.Figure 3 shows the results measured with said test device. The vertical axis represents the torque M, the horizontal axis the rotor rotation speed N and the curve parameters are the consistency of the mass. The figure shows how the torque resisting the rotation of the rotor 5 changes as a function of both the rotational speed of the rotor and the consistency of the mass. In the figure, the point from which the moment curve of each consistency turns parallel to the moment curve of water is marked in bold. In other words, the pulp suspension behaves like water from said point 10. From the data given in the figure, it is also possible to calculate the power required to convert the pulp from a solid fibrous network to flow like water. A prerequisite for successful precipitation is to go to the area F-H of Fig. 1, but in such a way that the above-mentioned level of turbulence-15, in which the fibers are detached individually, is not exceeded. Thus, a suitable area for precipitation remains a completely turbulent region, where the suspension is in a turbulent state throughout and the fibers are present as small flocs bound together, which cannot block the openings in the filtrate surface. The size of the flocs can advantageously vary at different points in the precipitator, for example from the size of the head of the pin to the size of the fingertip. Said size of the flocs is controllable by the amount of energy introduced into the suspension.

25 Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että yhdessä vaiheessa voidaan poistaa suuriakin määriä nestettä. Kuten kuviosta 3 nähdään, voidaan esimerkiksi sakeudeltaan 4 %: seen massasuspensioon syöttää energiaa yli 10 %:sen suspension fluidisointiin tarvittavan määrän nostamalla 30 roottorin aiheuttama turbulenssitaso riittävän korkealle. Tässä tapauksessa roottorin kierrosluku on nostettava tasolle 25 r/s, jotta pystyttäisiin nostamaan sakeus arvosta 4 % arvoon 10 %. Toisin sanoen saostumisen aikana kuitusus-pensioon on syötettävä energiaa sen verran, että kuituflokit 35 eivät pääse saostimen sakeassa päässä muodostumaan liian suuriksi eli ei pääse syntymään tulppavirtausta. Ylärajan P499FI.FIN/8901 7 78746 syötettävälle energialle puolestaan määrää laimean pään suspension sakeus, jonka suspension kuidut eivät saa joutua täysin irralleen syötetyn energian vaikutuksesta, vaan flokkien koon täytyy pysyä sellaisena, että ne eivät tuki 5 suodospinnan aukkoja. Joissakin tapauksissa on edullista antaa ohuen massakerroksen muodostua suodospinnoilla. Kerroksen paksuutta pystytään kuitenkin säätelemään turbulenssi tasoa ja /tai suodospinnan yli vaikuttavaa paine-eroa muuttamalla. Näin tehdään esim. silloin, kun suodospintojen 10 aukot ovat suhteellisen suuria ja varsinaisena suodospintana toimiikin ohut huopautunut massakerros. Lisäksi on syytä huomata, että koska massa on voimakkaasti turbulenttisessa tilassa, massan sakeus tasoittuu jatkuvasti niin, että suodospintojen lähelläkään massan sakeus ei suuresti poikkea 15 keskimääräisestä sakeudesta. Sekä sakeuden nousun määrän että saostetun massan sakeusarvon tasaisuuden suhteen on esillä oleva menetelmä ylivoimainen aiempiin menetelmiin verrattuna.The advantage of the method according to the invention is that even large amounts of liquid can be removed in one step. As can be seen from Figure 3, for example, energy can be fed to a pulp suspension with a consistency of 4% by the amount required to fluidize a suspension of more than 10% by raising the turbulence level caused by the rotor to a sufficiently high level. In this case, the rotor speed must be increased to 25 r / s in order to be able to increase the consistency from 4% to 10%. That is, during precipitation, energy must be applied to the fiber suspension to such an extent that the fiber flocs 35 cannot become too large at the thick end of the precipitator, i.e., no plug flow can occur. The upper limit for the energy supplied P499EN.ENG / 8901 7 78746 is determined by the consistency of the dilute end suspension, the fibers of the suspension must not be completely detached by the energy supplied, but the size of the flocs must remain such that they do not support the filtrate surface openings. In some cases, it is advantageous to allow a thin layer of pulp to form on the filtrate surfaces. However, the thickness of the bed can be controlled by changing the turbulence level and / or the pressure difference across the filtrate surface. This is done, for example, when the openings of the filtrate surfaces 10 are relatively large and the actual filtrate surface is a thin felt layer. In addition, it should be noted that since the pulp is in a strongly turbulent state, the consistency of the pulp is constantly equalized so that even near the filtrate surfaces, the consistency of the pulp does not differ greatly from the average consistency. In terms of both the amount of increase in consistency and the uniformity of the consistency value of the precipitated pulp, the present method is superior to previous methods.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän varjopuoli on se energiankulutus, joka joudutaan käyttämään massan turbulenssitilan aikaansaamiseksi. Sillä käytetäänkö nyt esillä olevaa menetelmää veden poistamiseksi massasta vai FI-patenttihakemuksen 865136 mukaista menetelmää riippuu laite- ja energiahintojen 25 suhteesta. Optimaalinen ratkaisu voi vaihdella tapauksesta toiseen.The downside of the method according to the invention is the energy consumption that has to be used to create a turbulence state of the pulp. Whether the present method for removing water from the pulp or whether the method according to FI patent application 865136 is used depends on the ratio of equipment and energy prices. The optimal solution may vary from case to case.

Olennaista keksinnön mukaista menetelmää soveltaville laitteille on mm. se, että käytettävän suodospinnan reikien, 30 rakojen tai huokosten koko on riittävän pieni. Kokeissa on todettu, että useimmilla puukuiduilla 0.2 mm:n reikäkoko on riittävän pieni. Kun käytetään näin pientä reikäkokoa, voidaan suodospinnan läpi poistaa nestettä ilman, että suodoksessa olisi häiritsevässä määrin kuituja. Eräässä 35 suoritetussa kokeessa, jossa massan sakeus nostettiin 10 %:sta 15 %:iin, oli suodoksen kuitupitoisuus alle 0.1 %.Essential to the devices applying the method according to the invention is e.g. the fact that the size of the holes, slits or pores of the filtrate surface to be used is sufficiently small. Experiments have shown that most wood fibers have a sufficiently small hole size of 0.2 mm. When such a small hole size is used, liquid can be removed through the filtrate surface without the disturbing amount of fibers in the filtrate. In one of 35 experiments in which the consistency of the pulp was increased from 10% to 15%, the fiber content of the filtrate was less than 0.1%.

P499FI.FIN/8901 _ 78746 oP499EN.FIN / 8901 _ 78746 p

Mikäli reikäkoko on esimerkiksi 0,5 mm, on ohuen massaker-roksen annettava muodostua suodospinnoille, jolloin tämä massakerros estää kuitujen tunkeutumisen suodoksen mukaan.For example, if the hole size is 0.5 mm, a thin layer of pulp must be allowed to form on the filtrate surfaces, whereby this pulp layer prevents the fibers from penetrating according to the filtrate.

5 ESIMERKKI5 EXAMPLE

Massaa pumpataan sakeamassapumpulla ja saatetaan virtaamaan suurella nopeudella suodospinnoilla varustetussa kanavassa. Painehäviö on virtauksen aikana n. 1 bar/m. Virtauskanavan turbulenssi-intensiteetti on niin suuri, että massan sakeus 10 voidaan nostaa 8 - 10 % alueelta 14 - 15 % alueelle yhdessä noin kolme metriä pitkässä suodoskammiossa. Energiaa joudutaan käyttämään noin 3 barin paine-eroa vastaava määrä.The pulp is pumped by a thick pulp pump and made to flow at high speed in a channel with filtration surfaces. The pressure drop during flow is approx. 1 bar / m. The turbulence intensity of the flow channel is so high that the consistency 10 of the pulp can be increased from 8 to 10% to 14 to 15% in one filtration chamber about three meters long. An amount of energy corresponding to a pressure difference of about 3 bar has to be used.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa montaa eri 15 tyyppiä olevissa laitteissa. Yksinkertaisin laite (Fig. 4) on halkaisijaltaan riittävän pieni putki 10, jonka seinämä/ seinämät 11 toimivat suodospintoina. Tällöin riittävään turbulenssitasoon päästään pelkästään pumppaamalla massasuspensio tarpeeksi suurella nopeudella putkeen 20 (30 - 50 m/s). Lähtökohta on tietenkin se, että saostimen poistopäädyn alueella vallitseva turbulenssitaso estää massan flokkautumisen tulppavirtaukseksi ja alkupään turbulenssitaso massan hallitsemattoman huopautumisen suodospinnoille.The method according to the invention can be applied in many different types of devices. The simplest device (Fig. 4) is a sufficiently small diameter pipe 10, the wall (s) 11 of which act as filter surfaces. In this case, a sufficient level of turbulence is achieved only by pumping the pulp suspension at a sufficiently high speed into the pipe 20 (30 - 50 m / s). The starting point is, of course, that the turbulence level prevailing in the region of the precipitator outlet prevents the pulp from flocculating into a plug flow and the upstream turbulence level on the filtrate surfaces of the pulp uncontrolled.

2525

Toisena laitevariaationa (Fig. 5) on halkaisijaltaan suurempi putki 20, jossa virtaavan suspension turbulenssi-tasoa ei saada riittävän korkeaksi pelkällä virtausnopeuden kasvattamisella. Tällöin putken suodatuspintojen 21 30 kohdalle on järjestettävä turbulenssitasoa nostava elin 22, joka edullisesti on roottori. Roottorin pyörintänopeutta säätämällä saavutetaan haluttu turbulenssitaso.Another device variation (Fig. 5) is a larger diameter tube 20, in which the turbulence level of the flowing suspension cannot be made high enough simply by increasing the flow rate. In this case, a turbulence-raising member 22, which is preferably a rotor, must be provided at the filter surfaces 21 30 of the tube. By adjusting the rotor speed, the desired level of turbulence is achieved.

Seuraavana laiteversiona (Fig. 6) on saostin 30, jonka 35 sihtipintana on rumpu 31, jonka sisäpuolella tai vaihtoehtoisesti ulkopuolella pyörii roottori 32 suhteellisen P499FI.FIN/8901 9 78746 lähellä suodospintaa. Järjestämällä roottorin 32 muoto sellaiseksi, että se kiihdyttää massan riittävän suureen kehänopeuteen, voidaan tälläkin ratkaisulla varmistaa tarpeeksi suuri turbulenssitaso. Toisena vaihtoehtona on tie-5 tenkin saostinrummun järjestäminen pyöriväksi, jolloin vas-tinosan, staattorin, tehtävä on pyrkiä pitämään massa paikallaan tai paremminkin antaa sen virrata saostimen läpi ak-siaalisuunnassa.Another device version (Fig. 6) is a precipitator 30, the screen surface 35 of which is a drum 31, inside or alternatively outside of which a rotor 32 rotates relatively close to the filter surface. P499EN.FIN / 8901 9 78746. By arranging the shape of the rotor 32 in such a way that it accelerates the mass to a sufficiently high circumferential speed, a sufficiently high level of turbulence can also be ensured with this solution. Alternatively, the tie-5 can be arranged to rotate the precipitator drum, whereby the function of the counter part, the stator, is to try to keep the mass in place or rather to allow it to flow through the precipitator in the axial direction.

10 On tietenkin selvää, että kaikki edellä esitetyt laitteet voidaan sijoittaa käytännöllisesti katsoen mihin asentoon hyvänsä.10 It is, of course, clear that all the above devices can be placed in virtually any position.

Seuraavana versiona (Fig. 7) esitetään saostin 40, joka 15 on ajateltu käytettäväksi edullisimmin vaakasuorassa asennossa. Toisessa laitteessa suodatusrumpu on kiinteä ja rummun sisälle on järjestetty pyörivä roottori 42, joka ylläpitää massan turbulenssitasoa. Ilman syöttämistä varten suodatusrumpua 41 ympäröi tila 43, johon on johdettavissa 20 paineilmaa yhteestä 44, ja josta tilasta myös suodos poistetaan yhteen 45 kautta. Ilma voidaan syöttää joko sykäyksittäin tai jatkuvana virtana, tärkeintä on se, että ilma korvaa massakerroksesta radiaalisuuntaan poistuneen veden.The next version (Fig. 7) shows a precipitator 40, which is intended to be used most preferably in a horizontal position. In the second device, the filtration drum is fixed and a rotating rotor 42 is arranged inside the drum, which maintains the turbulence level of the pulp. For the supply of air, the filter drum 41 is surrounded by a space 43 to which 20 compressed air can be led from the joint 44, from which space the filtrate is also removed together via 45. The air can be fed either in pulses or in a continuous stream, the most important thing being that the air replaces the water leaving the pulp layer in the radial direction.

2525

Toisena versiona on ratkaisu, jossa saostinrumpu pyörii ja jollekin rummun sektorille on järjestetty mainittu paineil-mapuhallus. Puhallus voi olla jatkuva, jolloin suodospinnan puhtaanapysyminen varmistuu.The second version is a solution in which the precipitating drum rotates and said pressure blowing is arranged for one of the drum sectors. Blowing can be continuous, ensuring that the filtrate surface remains clean.

3030

Ilman joutumista saostimen sisälle voidaan joissakin tapauksissa hyödyntää siten, että annetaan ilmakuplan kasvaa saostimen keskiössä niin, että tämä kupla säätelee suodospinnan läheisyydessä liikkuvan kuitukerroksen paksuuden. Tällöin 35 roottori kehittää massakerrokseen riittävän turbulenssin saostuksen onnistumiseksi. Tarvittaessa voidaan ilmakupla P499FI.FIN/8901 10 78746 korvata keskiövaipalla, jonka vaipan ja sihtipinnan välissä roottori pyörii.The entry of air inside the precipitator can in some cases be exploited by allowing an air bubble to grow in the center of the precipitator so that this bubble regulates the thickness of the fibrous layer moving in the vicinity of the filtrate surface. In this case, the rotor 35 generates sufficient turbulence in the pulp bed for successful precipitation. If necessary, the air bubble P499EN.ENG / 8901 10 78746 can be replaced by a central jacket with a rotor rotating between the jacket and the screen surface.

Viimeisenä tässä käsiteltynä vaihtoehtona on keskipakopumppu 5 50, jossa tarkoitukseen soveltuvat osat muodostuvat suodos- pinnoista. Esimerkiksi keskisakean massan pumppaukseen tarkoitetussa pumpussa, jossa imukanavassa 51 on roottori 52, voi jo imukanavan seinämä olla suodospintana sekä myös itse pumpun kotelon sopivat seinämät 54.The last alternative discussed here is a centrifugal pump 5 50, in which suitable parts consist of filter surfaces. For example, in a pump for pumping medium-thick mass, in which the suction channel 51 has a rotor 52, the wall of the suction channel can already be a filtrate surface as well as the suitable walls 54 of the pump housing itself.

1010

Edellä on esitetty vain muutamia edullisia suoritusmuotoja keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle, joilla esimerkeillä ei ole tarkoitusta rajoittaa keksinnön suojapiiriä siitä, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.Only a few preferred embodiments of the method and device according to the invention have been described above, the examples of which are not intended to limit the scope of the invention from what is stated in the appended claims.

15 P499FI.FIN/890115 P499EN.ENG / 8901

Claims

11,78746

A method for precipitating a fibrous slurry, wherein the fibrous slurry is passed at least partially to a space provided with filtration surfaces, wherein the slurry is dewatered by a pressure difference across the filtration surface, characterized in that the flocculant fibrous slurry precipitation liquid is removed from the pulp layer in the vicinity of the filtration surface, and a mixing bed in which at least a portion of the fibrous layer deposited on the filtration surface is deposited, and the consistency of the fiber suspension is smoothed.

A method according to claim 1, characterized in that the turbulence is maintained by feeding the fiber suspension at a high flow rate to the precipitation space, whereby due to surface friction the turbulence is at the filter surface.

A method according to claim 1, characterized in that the turbulence is maintained by a special energy supplying member arranged in the precipitation space, causing positive and negative pressure shocks on the filter surface, controlling the thickness of the precipitated fibrous layer and mixing said thicker mass fraction with the rest of the suspension. P499EN.ENG / 8901 i2 78746

Device for carrying out the method according to Claims 1 or 2, characterized in that the precipitation space is a tube (10) provided with filtration surfaces (11). 5

Device for carrying out the method according to Claims 1 or 3, characterized in that a precipitator (20, 30, 40, 50) provided with filtration surfaces (21, 31, 41, 51, 54) is provided with an energy supply to the suspension which controls the thickness of the fibrous layer deposited on the filtration surface. body (22, 32, 42, 52).

Device according to Claim 5, characterized in that the element (22, 32, 42, 52) is a rotor which rotates in the vicinity of the filter surfaces (21, 31, 41, 51, 54).

Device for carrying out the method according to Claims 1 or 3, characterized in that the filtrate surface is movable (e.g. a rotating drum) and in the vicinity of the filtrate surface there is a means, e.g.

Device according to Claim 5, characterized in that the precipitator is a centrifugal pump (50), the suspension of which at least one of the surfaces (53, 54) in contact with it acts as a filtrate surface. P499EN.ENG / 8901 13 78746