FI67579C - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER FIBRERING OCH PUMPNING AV CELLULOSAMASSA OCH RETURPAPPER - Google Patents

Description

6757967579

Menetelmä ja laite selluloosamassan tai keräyspaperin hajottamiseksi ja pumppaamiseksi - Förfarande och anordning för fibrering och pumpning av ceI IuI osamassa och returpapperMethod and apparatus for breaking down and pumping cellulosic pulp or recovered paper - Förfarande och anordning för fibrering och pumpning av ceI IuI osassa och returpapper

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja laitetta massan hajottamiseksi ja pumppaamiseksi, joka erikoisesti on tarkoitettu sovellettavaksi korkeassa sakeudessa (6 - 18 %). Keksintöä voidaan kuitenkin myös soveltaa sakeusaIueeI I a 1 - 6 %.The present invention relates to a method and apparatus for disintegrating and pumping pulp, which is especially intended for application at a high consistency (6 to 18%). However, the invention can also be applied in a consistency range of 1 to 6%.

Selluloosa tai keräyspaperi voidaan hajottaa esim. pulpperissa tai suomalaisessa patenttihakemuksessa 753109 esitetyssä pyörivässä rumpusysteemissä. Pulpperi koostuu säiliöstä, jossa aines roottorin imun vaikutuksesta liikkuu kohti kehää, jossa roottorin siivet repivät paperiaineksen pieniksi palasiksi. Roottorista virtaavan aineksen ja ympäröivä aineen välisen nopeuseron vaikutuksesta paperipalat joutuvat alttiiksi kitkavoimille, jotka irrottavat kuidut. Hajottaminen tapahtuu 2-3 %:n sakeudessa, minkä vuoksi tehonkulutuksen pitämiseksi kohtuullisena loppuhajotus suoritetaan yleensä erillisessä ku i dut t imessa.The cellulose or recovered paper can be decomposed, for example, in a pulper or in a rotating drum system disclosed in Finnish patent application 753109. The pulper consists of a container in which the material, due to the suction of the rotor, moves towards the circumference, where the rotor blades tear the paper material into small pieces. Due to the velocity difference between the material flowing from the rotor and the surrounding material, the pieces of paper are exposed to frictional forces that detach the fibers. The decomposition takes place at a consistency of 2-3%, so that in order to keep the power consumption reasonable, the final decomposition is usually carried out in a separate fiber.

Rumpusysteemissä keräyspaperi kuidutetaan pyörivässä rummussa, joka on varustettu revitetyllä vaipalla ja pitkittäisillä sisäpuolisilla nostin IevyiI Iä. Kostutetun paperin pudotessa keskiakselin yläpuolelta rummun vaipan alimpaan osaan kuitu-sidokset hajoavat ja irrotetut kuidut ja kuitukimput poistuvat kuidutusnesteen mukana vaipassa olevien reikien läpi rummun alapuolelle sijoitettuun säiliöön. Käsittelyn jälkeen paperi-palasten maksimikoko on n. 6 mm ja sulpun sakeus 3 - 5 %.In a drum system, the recovered paper is defibered in a rotating drum equipped with a torn sheath and longitudinal internal lifters. As the moistened paper falls from above the center axis to the bottom of the drum casing, the fiber bonds break and the detached fibers and fiber bundles exit through the holes in the casing with the defibering fluid into the tank located below the drum. After treatment, the maximum size of the pieces of paper is about 6 mm and the consistency of the stock is 3-5%.

Keräyspaperin hajottaminen pulpperissa korkeassa sakeudessa (10 - 18 %) on osoittautunut mahdoI Iiseksi käyttäen kartio-hajotinta (ks. esim. Wochenblatt fur Papierfabrikation 1980, s. 747 - 748). Tässä menetelmässä verraten suuri ruuvimainen 67579 -ίDecomposition of recovered paper in a pulper at high consistency (10-18%) has been shown to be possible using a cone diffuser (see, e.g., Wochenblatt fur Papierfabrikation 1980, pp. 747-748). In this method, a relatively large helical 67579 -ί

LL

roottori aiheuttaa pyörimisliikkeen pulpperissa. Virtaavien ainekerroksien väliset nopeuserot aiheuttavat kitkavoimia, jotka hajottavat selluarkit tai paperipalat ja irrottavat kuidut toisistaan. Hajotuksen jälkeen massa laimennetaan pumpattavaan sakeuteen (1 — 6 %) ja poistetaan pulpperista. Hajotusajan pitämiseksi kohtuullisena loppuhajotus yleensä suoritetaan erillisessä kuiduttimessa tai sekundääripuIppe-rissa, jonne massa pumpataan pulpperin tyhjennyssäi I iöstä.the rotor causes a rotational motion in the pulper. Differences in velocity between the flowing layers of material cause frictional forces that break up the pulp sheets or pieces of paper and separate the fibers from each other. After decomposition, the mass is diluted to the pumped consistency (1-6%) and removed from the pulper. In order to keep the disintegration time reasonable, the final disintegration is generally carried out in a separate fiberizer or secondary pulper, into which the pulp is pumped from the pulper discharge space.

Pulpperia voidaan tyhjentää yli 6 %:n sakeudessa siihen tarkoitukseen rakennetulla erikoispumpuI I a. Yli 6 %:n sakeuksis-ten massasuIppujen käsittelyyn tavallinen keskipakopumppu ei sovellu, koska pumppu massan f Iokkaantumisen vuoksi tukkeutuu. Esim. suomalaisissa patenttihakemuksissa 771541 ja 781071 onkin esitetty laite, joka mahdollistaa suursakeuksiSten (> 6 %) kuitususpensioiden käsittelyn. Tämä aikaansaadaan siten, että ennen juoksupyörää kuitususpensio joutuu alttiiksi kuitusidoksia hajottaville voimille, jolloin suspensio fluidi-soituu ja muuttuu helposti pumpattavaksi. Fluidisointi on aikaansaatu mm. imujohdon sisäpintaan muodostetuilla syvennyksillä tai ulkonemilla ja roottorin epäpyöreällä muodolla.The pulper can be emptied at a consistency of more than 6% with a special pump built for that purpose. A standard centrifugal pump is not suitable for handling pulps with a consistency of more than 6%, because the pump becomes clogged due to the pulp. For example, Finnish patent applications 771541 and 781071 disclose a device that enables the processing of high-density (> 6%) fiber suspensions. This is accomplished by subjecting the fiber suspension to forces to break the fiber bonds prior to the impeller, causing the suspension to fluidize and become easily pumpable. Fluidization has been achieved e.g. with recesses or protrusions formed in the inner surface of the suction line and with a non-circular shape of the rotor.

Loppuhajotus, joka normaalisti tehdään erillisessä kuidutti-messa, voidaan myös suorittaa suomalaisen patenttihakemuksen nro 824113 mukaisesti pumpun imupuolella synnyttämällä tälle alueelle voimakkaita I eikkausvoimia. Hajotusvaikutus aikaansaadaan esim. laitteen sisäseinämi II e ja roottoriin sovitetuilla erityisen muotoisilla riparakentei I I a , jotka saavat aikaan voimakkaita paikallisia turbuIenssikenttiä, tai jotka ovat niin lähellä toisiaan, että syntyy jauhatusvaikutusta. Menetelmää voidaan soveltaa 1 - 15 %:n sakeusaIueeI I a. Suur-sakeuksisia (> 6 %) sulppuja käsiteltäessä aikaansaa juoksu-pyörän eteen sovitettu roottori hajotusvaikutuksen lisäksi pumpun toiminnan kannalta tarpeellisen f Iuidisoinnin.The final decomposition, which is normally carried out in a separate fiberizer, can also be carried out in accordance with Finnish Patent Application No. 824113 on the suction side of the pump by generating strong shear forces in this area. The dispersing effect is achieved, for example, by the inner walls IIe of the device and by specially shaped rib structures Iaa fitted to the rotor, which produce strong local turbulence fields or which are so close to each other that a grinding effect occurs. The method can be applied to a consistency range of 1 to 15%. In the case of high-density (> 6%) stock, the rotor arranged in front of the impeller provides, in addition to the disintegration effect, the fluidization necessary for the operation of the pump.

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää selluloosan, muiden massojen tai keräyspaperin hajottamiseksi korkeassa sakeudessaThe present invention relates to a process for decomposing cellulose, other pulps or recovered paper in a high consistency

IIII

3 67579 rumpupuIpperissa, Ioppuhajotuksen suorittamiseksi korkeassa sakeudessa ja massan pumppaamiseksi korkeassa sakeudessa. Keksintö koskee myös laitetta yllä mainittujen toimintojen suorittamiseksi jatkuvatoimisena prosessina.3 67579 in a drum pump, for final disintegration at high consistency and for pumping pulp at high consistency. The invention also relates to an apparatus for performing the above-mentioned functions as a continuous process.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että materiaali esihajo te taan pyörivässä rummussa ja pumpataan pumpulla, jossa loppuhajotus tapahtuu ja että esi- ja loppu-hajotus suoritetaan korkeassa 6-18 %:n, sopivimmin 8 -12 %:n sakeudessa.The process according to the invention is characterized in that the material is pre-disintegrated in a rotating drum and pumped by a pump in which the final disintegration takes place and that the pre- and final disintegration is carried out at a high consistency of 6-18%, preferably 8-12%.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että se käsittää nostosiivekkeeI Iä varustetun pyörivän rummun, jonka toisessa päässä on hajotettavan materiaalin syöttöaukko ja toisessa päässä on hajotetun materiaalin poistoaukko ja laitteet hajotetun materiaalin vastaanottamiseksi ja johtamiseksi hajo tus root tori I I a varustetun keskipakopumpun sisään-tuIoaukkoon.The device according to the invention is characterized in that it comprises a rotating drum with a lifting vane, which has a feed opening for the material to be dismantled at one end and an outlet for the material to be discharged at the other end and means for receiving and directing the disintegrated material to a centrifugal pump inlet.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitteistoa kaavio I Iisesti pystykuvantona , ja kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta viivaa A-A pitkin.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows the apparatus according to the invention in a diagrammatic view, and Figure 2 shows a section along the line A-A in Figure 1.

Kuvioissa esitetyssä laitteistossa massa syötetään kuljetti-meI I a 1 nostosi ivekkei IIä 2 varustetun pyörivän rummun 3 syöttöaukkoon 4. Rummussa massa hajoaa ja hajonnut massa poistuu rummun toisessa päässä olevan poistoaukon 5 kautta ja putoaa säiliöön 6. Rummun ja säiliön väliin voidaan sijoittaa pyörivä sihtirumpu milloin tämä on tarpeellista epäpuhtauksien tms. vuoksi. Loppuhajotus suoritetaan säiliöön sovitetussa keskipakopumpussa 7 synnyttämällä voimakkaita 1 eikkausvoimi a pumpun sisääntuIoaukossa 8 juoksupyörän 9 eteen sovitetun hajotusroottorin 10 avulla.In the apparatus shown in the figures, the pulp is fed to the feed opening 4 of a rotating drum 3 equipped with a conveyor MeI I a 1 lift. this is necessary due to impurities, etc. The final disintegration is carried out in a centrifugal pump 7 arranged in a tank by generating strong shear forces a at the pump inlet 8 by means of a dissipation rotor 10 arranged in front of the impeller 9.

Kuvioiden mukaisella puIpperointisysteemiI Iä saavutetaan monta 4 67579 suurta etua. Eräs sellainen on se, että massan hajottamiseen rumpupuIpperissa kuluu vähän energiaa. RumpupuIpperissa energiankulutus on ainoastaan 10 - 20 kWh/1.se I Iua, kun se tavanomaisilla pulppereilla on 30 - 50 kWh/1.se I Iua. Toinen etu on se, että hajotettu sellu on poispumpattavissa korkeassa, 8-12 %:n sakeudessa. Tällainen massa voidaan varastoida sakeamassasäiIiöön, jolloin tiIavuustarve on vain noin 3 10 m / t.s. Tavanomaisen puipperin jälkeen poispumpatun massan sakeus on 4 %, jolloin tiIavuustarve säiliöissä on noin 3 25 m /t.s. Kolmantena huomattavana etuna on se, että edellä kuvattu toiminta on jatkuvatoiminen mainitulla sakeusaIueeI I a.Many advantages of 4,67579 are achieved with the piping system of the figures. One such is that it takes little energy to break up the pulp in the drumper. The energy consumption of a drum pump is only 10 to 20 kWh / 1.se I Iua, while that of conventional pulpers is 30 to 50 kWh / 1.se I Iua. Another advantage is that the decomposed pulp can be pumped out at a high consistency of 8-12%. Such a mass can be stored in a thick mass container, whereby the volume requirement is only about 3 10 m / t.s. After conventional pepper, the consistency of the pumped-out mass is 4%, whereby the volume requirement in the tanks is about 3 25 m / t.s. A third significant advantage is that the operation described above is continuous in said consistency zone Ia.

Koska hajotettava materiaali syötetään rummun toisesta päästä sisään ja hajotettu materiaali poistetaan rummun toisesta päästä, joutuvat materiaalin kaikki osat läpikäymään saman käsittelyn, minkä johdosta aikaansaadaan homogeeninen hajotus-tulos.Since the material to be disintegrated is fed in from one end of the drum and the disintegrated material is removed from the other end of the drum, all parts of the material have to undergo the same treatment, as a result of which a homogeneous disintegration result is obtained.

Normaalisti kaikki pulpperissa tarvittava vesi lisätään massan mukana pyörivään rumpuun. Milloin hajotusrummun 3 ja pumpun 7 välissä on sihtirumpu, joka tarvitsee puhdistusta, voidaan joutua käyttämään sihdillä pesuvettä, mikä jonkin verran laimentaa massaa rummun ja pumpun välillä. Tällöin sakeus rummussa 3 voi olla 15 - 18 % ja säiliössä 6 n. 8 - 12 %. Tällainen väI i I aimennus voi myös olla tarpeellinen pumpun toiminnan kannalta. On näet osoittautunut vaikeaksi pumpata eräitä massalaatuja yli 12 - 14 %:n sakeudessa.Normally, all the water needed in the pulper is added to the drum that rotates with the pulp. When there is a screen drum between the dispersing drum 3 and the pump 7 that needs cleaning, it may be necessary to use washing water with a sieve, which somewhat dilutes the pulp between the drum and the pump. In this case, the consistency in the drum 3 can be 15 to 18% and in the tank 6 about 8 to 12%. Such color dimming may also be necessary for pump operation. It has proved difficult to pump some pulp grades at a consistency of more than 12-14%.