FI87809C - Foerfarande foer separation av plastpartiklar fraon suspensioner, speciellt fraon suspensioner av cellulosa och pappersfibrer - Google Patents

Description

87809

Menetelmä muovipartikkelien erottamiseksi suspensioista, ) erityisesti selluloosa· ja paperikuitususpensioista Förfarande för separation av plastpartiklar frän suspensioner, speciellt frän suspensioner av cellulosa och pappersfibrer 5

Keksinnön kohteena on menetelmä muovipartikkelien erottamiseksi suspensiosta, esim. selluloosamassa- tai sellusulppususpensiosta, jossa kui-tu-höytäleaines rikotaan muovipartikkeleiden irrottamiseksi.

10

Useissa ennestään tunnetuissa ratkaisuissa muovin poisto selluloosakui-tujen joukosta on perustunut lähinnä muovin tiheyteen, joko nestefaasissa tai keskipakomenetelmissä.

Hakijan aikaisemmassa patenttihakemuksessa 885180 on esitetty menetelmä ja laite muovipartikkelien erottamiseksi liuoksista, joka ratkaisu perustuu muovipartikelien erottamiseen sähköisesti. Tässä tunnetussa ratkaisussa liuoksessa olevat muovipartikkelit on erotettu sähköisesti sijoittamalla liuokseen anodi ja katodi ja säätämällä anodin ja katodin 2q potentiaali siten, että muovit on saatu erotettua liuoksesta.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on esittää menetelmä muovien erottamiseksi suspensioista, esim. selluloosa-suspensioista, jotta esim. muovien määrä suspensiossa voidaan analysoida ja suorittaa tarvittavia 25 tutkimuksia, esim. muovin alkuperä, laatu jne.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, että menetelmässä 2Q a) mainittuun suspensioon aiheutetaan turbulentteja virtauksia, joilla -*·' virtauksilla erotettavat partikkelit erotetaan muusta massasta kuitu- verkoston hajotessa, jolloin kevyemmät partikkelit erottuvat, .'·. b) kohdistetaan vaiheessa a) saatuun suspensioon sellainen käsittely, ; · 35 että aikaansaadaan konsentraatioero, joka estää kuituverkoston uudel- '··' leen muodostumisen ja siten muovipartikkeleiden siihen sitoutumisen, ja 2 87809 ^ c) suunnataan virtaus erotuskohtaan, jossa muovipartikkelit erotetaan suspensiosta.

Keksinnön muita edullisia tunnuspiirteitä on esitetty patenttivaatimuk-5 sissa 2-10.

Olennaista keksinnön mukaisessa menetelmässä on se, että keksinnön mukaisessa menetelmässä turbulenssin avulla aiheutetaan kuitu-/höytä-leaineksen rikkoutuminen leikkausvoimien ansiosta. Turbulenssi voidaan 10 saada aikaan kuten edellä on esitetty nestesuihkulla, mahdollista on myös käyttää pyörivää sylinterimäistä roottoria tai törmäyttämällä kaksi erillistä massavirtausta vastakkain. Lisäksi turbulenssi on saatavissa aikaan siten, että massasuspension sekaan suihkutetaan massa-suspensiota paineen avulla. Lisäksi on mahdollista sekoittaa massaa 15 mekaanisesti pinnan alla.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on olennaista myös se, että turbu-lenssialue on korkeudeltaan matala, jolloin muovipartikkeleilla on lyhyt matka siirtyä suspensiosainesäiliön pintaan. Edullista on myöskin 20 se, että jälkimmäisen ohjauslevyn jälkeen synnytetään toinen turbulens-sialue. Turbulenssien ja nestevirtauksien yhteisvaikutuksella saadaan * aikaan erilaiset sakeusgradientit säiliössä olevan suspension sekaan.

Tällöin muovipartikkelit pääsevät irtoamaan kuitu-/höytäleaineksesta eivätkä pysty palautumaan takaisin kuituun. Sakeusgradienttien tehosta-25 miseksi on myös mahdollista suspensioaineseoksen pinnalle lisätä 0 % -sakeuksista ainetta suihkuttamalla siihen esim. lisää nestettä.

Virtauksen ohjauslevyjen sijasta voidaan virtausta ohjata myös esim. altaan muotoja muuttamalla.

30

Kuitu-/höytäleaines on myös mahdollista rikkoa muovipartikkelien irrottamiseksi siten, että suspensiovirtaukseen aiheutetaan hetkellinen kuristus.

35 Keksinnön mukaisessa menetelmässä muovin erotus perustuu muovipartikke-leita sitovan kuituaineksen rikkomiseen turbulenssin ja painesuihkujen 3 87809 1 avulla, jolloin partikkelit vapautuvat ja nousevat pintaan syntyneen sakeusgradientin ansiosta. Muovit voidaan pinnalta kerätä joko sähköi- t sesti ja/tai mekaanisesti.

5 Erotettaessa muovia esim. selluloosasta on keksinnön mukaista menetelmää toteuttavan laitteiston edullinen sijainti lajittamossa, esim. toisen tai kolmannen lajituksen jälkeen johtuen muovien rikastumisesta poistovirtauksessa.

10 Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioihin, joiden esittämään keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti laitetta keksinnön mukaisen menetelmän 15 toteuttamiseksi, jossa laitteessa pinnalle nousseet muovipartikkelit poistetaan ylivuotoon.

Kuviossa 2 on kaaviollisesti esitetty laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa pinnalle nousseet muovit poiste-; · 20 taan mekaanisella kerääjällä.

Kuviossa 3 on esitetty kaaviollisesti laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa pinnalle nousseet muovit poistetaan sähköistetyllä kerääjällä.

25

Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa pinnalle nousseet muovit poistetaan sekä mekaanisella kerääjällä että ylivuotoon.

30 Keksinnön periaatteena on se, että muovit, jotka on tarkoitus erottaa suspensiosta, ovat kevyempiä kuin suspensiossa oleva kuituaines, jol-• - loin muovit luonnostaan pyrkivät nousemaan suspension pinnalle. Muovien pinnalle nousun useimmissa olosuhteissa, esim. laminaarisissa virtaus-olosuhteissa kiintoainepitoisuuden painoprosentteina ollessa yli 0,2 %, 35 estää kuitu- sekä höytäleaines. Jotta muovit voidaan vapauttaa, tulee 4 87809 ^ kuitu-höytäleaines eli flokki hajoittaa. Kun höytäleet on saatu hajoi-tettua, muovit nousevat pinnalle, mistä ne voidaan kerätä.

Kuvion 1 mukaisesti suspensio L johdetaan säiliöön 12 syöttöputken 15 5 ja syöttöventtiilin 16 kautta. Kun suspensio L on saapunut säiliöön 12 sen virtaus F ohjataan ohjauslevyllä 13 siten, että kuituvirtauksen F suunta on kohti säiliön 12 pintakerrosta S. Kuviossa 1 muovipartikke-leja on merkitty viitemerkinnällä P. Tämän jälkeen suspensio L ohjataan nestesuihkulla 23 pitkin säiliön 12 nestepintaa S ja edelleen 10 toisen nestesuihkun 24, ohjauslevyn 14 ja kolmannen nestesuihkun 25 avulla kohti säiliön 12 ylivuotoaukkoa 19. Virtaukseen F kohdistettavat nestesuihkut 23,24,25 aiheuttavat höytäleainekseen leikkausrasitusta sekä turbulenssia, jolloin muovipartikkelit P vapautuvat höytäleainek-sesta ja nousevat säiliön 12 pintaan S.

15

Ylivuotoaukosta 19 muovipartikkeleita P sisältävä virtaus Fp johdetaan säiliöön 30. Muovipartikkeleista P vapautunut kuitu- ja höytäleainesta sisältävä suspension osuus Ft ohjataan poistoventtiilin 18 ja poistoput-ken 17 kautta pois säiliöstä.

20

Kuvion 2 esittämässä suoritusmuodossa laite 102 muodostuu säiliöstä 12, johon suspensio L johdetaan syöttöputken 15 ja syöttöventtiilin 16 kautta. Suspensio etenee virtauksena F ohjauslevyn 13 ohjaamana kunnes se saapuu nestesuihkun 24 kohdalle, joka nestesuihku aiheuttaa kuitu-25 /höytäleaineksen hajoamisen turbulenssin ja leikkausrasituksen välityksellä. Kuiduista ja höytäleistä vapautuvat muovipartikkelit P ja suspensio L edelleen johdetaan virtauksena F kohti säiliön 12 nestepintaa S.

30 Säiliön 12 nestepinnan S olennaiseen läheisyyteen on sovitettu kuvion 2 esittämässä suoritusmuodossa viirakokooja 20, joka on varustettu poikittaisilla keräyskauhoilla 21. Viirakokooja 20 pyörii ohjaustelojen 28,29 ympäri kiertosuunnassaan D. Tällöin kauhat 21 keräävät suspension L pinnalta S muovipartikkelit P. Viirakerääjä 20 kuljettaa inuovipartik-35 kelit p edelleen virtauksena Fp poistosäiliöön 30. Säiliöstä 12 johde- 5 87809 1 taan pois suspensiovirtaus F2, joka sisältää nestettä, höytäleitä ja kuituja, poistoventtiilin 18 ja poistoputken 17 kautta.

Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa laite 103 muovipartikkeleiden P 5 kerääminen perustuu sähköiseen erotteluun. Suspensio L johdetaan säiliöön 12 syöttöventtiilin 16 ja syöttöputken 15 kautta ja virtausta ohjataan ohjauslevyllä 13 ja kuitu-/höytäleaines hajotetaan nestesuihkulla 24 ja virtausta F edelleen johdetaan ohjauslevyllä 14. Muovipartikkelit P kerätään viirakokoojalla 20, joka on varustettu keräyskauhoin 21.

10 Muovipartikkelit P kerätään viirakokoojan 20 potentiaalieroihin perustuen ja suspensiossa olevia elektrodeja on merkitty viitenumeroilla 37 ja 38. Vertailuelektrodia on merkitty viitenumerolla 36. Teholähteestä 35 johdetaan virta myös viirakokoojaan 20, joka näin varautuu sähköisesti muodostaen oman elektrodinsa 40.

15 Säiliössä 12 olevasta suspensiosta L kerätään muovipartikkelit P siten, että teholähteen 35, esim. tasavirtalähteen välityksellä, aikaansaadaan jännite elektrodeihin 37,38 ja 40. Kun elektrodien 37,38 ja 40 välillä on potentiaaliero, tarttuvat hiukkaset P sopivan potentiaalin omaavalle : 20 elektrodille, sopivimmin viirakokooja-elektrodille 40. Vertailuelektro- din 36 avulla tarkkaillaan muiden elektrodien 37,38,40 potentiaalia ja vertailuelektrodin 36 mittaustulosten perusteella ohjataan elektrodien 37,38 ja 40 potentiaalia siten, että ne pysyvät sopivina, ts. sellaisina, että muovipartikkelit P ohjautuvat elektrodina 40 toimivalle viira-25 kokoojalle.

Elektrodina 40 toimivalta viirakokoojalta 20 poistetaan muovipartikkelit P virtauksena Fp säiliöön 30. Muu osa suspensiosta L eli nesteaines ja kuituaines sekä höytäleet poistuvat virtauksena FL poistoventtiilin 30 18 ja poistoputken 17 kautta.

· Kuviossa 4 esitetty laitteen 104 suoritusmuoto on kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen laitteistojen 101 ja 102 yhdistelmä siten, että muovipartikkeleiden P poisto tapahtuu kahtena virtauksena Fpl ja Fp2 siten, että 35 virtaus Fpl poistetaan viirakokoojan 20 ja keräyskauhojen 21 avulla ja ... - virtaus Fp2 poistuu suoraan ylivuotovirtauksena säiliöön 30.

6 87809 ^ Laitteet keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi ovat sovitettavissa paineen alaisuudessa toimiviksi, kuviossa esitettyjen avoallas-tyyppisten konstruktioiden lisäksi.

5 Edellä esitetyt laitteet ovat keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi yhdistettävissä peräkkäin ja rinnakkain siten, että mikä tahansa suoritusmuoto voidaan yhdistää mihin tahansa suoritusmuotoon.

Keksintöä on edellä selostettu erääseen sen edulliseen suoritusesimerk-10 kiin viitaten, tällä ei kuitenkaan millän tavoin haluta rajoittaa keksintöä vain tätä esimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ja muunnelmat ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimuksien määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

15 20 25 30 35

Claims (10)

1. 7 87809 Patentt ivaat imuks e t
2. 1. Menetelmä muovipartikkelien (P) erottamiseksi suspensiosta (L),. esim. selluloosamassa- tai sellusulppususpensiosta, jossa kuitu-höytä-leaines rikotaan muovipartikkeleiden (P) irrottamiseksi, jossa menetelmässä a) mainittuun suspensioon (L) aiheutetaan turbulentteja virtauksia, joilla virtauksilla erotettavat partikkelit (P) erotetaan muusta massasta kuituverkoston hajotessa, jolloin kevyemmät partikkelit (P) erottuvat, ja b) suunnataan virtaus (F) erotuskohtaan, jossa muovipartikkelit (P) erotetaan suspensiosta (L), tunnettu siitä, että c) kohdistetaan vaiheessa a) saatuun suspensioon (L) sellainen käsittely, että aikaansaadaan konsentraatioero, joka estää kuituverkoston uudelleen muodostumisen ja siten muovipartikkeleiden (P) siihen sitoutumisen. „ 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • että muovipartikkelit (P) erotetaan erotuskohdassa mekaanisesti.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • että muovipartikkelit (P) ohjataan säiliön (12) pinnalle (S) ja että muovipartikkelit (P) erotetaan säiliön (12) ylivuotoon (19).
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovipartikkelit (P) erotetaan erotuskohdassa keräämällä muovipar-tikkelit (P) viirakokoojan (20) keräyskauhojen (21) avulla.
5. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovipartikkelit (P) erotetaan erotuskohdassa sähköisesti. 8 87809
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovipartikkelit (P) erotetaan säiliöön (12) sovitetun tasavirta-lähde-elektrodi-järjestelmän (35,36,37,38,40) sopivan potentiaalin omaavalle elektrodille (40).
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovipartikkelit (P) erotetaan erotuskohdassa mekaanisesti ja sähköisesti.
8. 8. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä muovipartikkeleita (P) sisältävä suspensio jatkokäsitellään erotuskohdassa laimentamalla suspensiota sakeusgradientin vahvistamiseksi, jolloin kuitutappio minimoidaan.
9. 9. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että turbulenssi aiheutetaan ohjauselimillä (13,14), edullisesti ohjauslevyillä.
10. 10. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension (L) laimennus ja/tai suuntaus toteutetaan nestesuihkujen (24,25,26) välityksellä. 9 87809