FI91171C - Menetelmä ja laite kuitususpension saostamiseksi - Google Patents

Description

91171 i

Menetelma ja laite kuitususpension saostamiseksi

Esilia olevan keksinnttn kohteena on menetelma ja laite, jolla pyritaan erottamaan aikaisempaa tehokkaamin nestetta 5 neste/kuitususpensiosta jakamalla suspensio kahteen osaan, joista toinen sisaltaa paaasiassa nestetta ja toinen seka kuituja etta nestetta. Keksinndn mukainen menetelma ja laite soveltuvat erityisen hyvin paperi- ja selluloosateol-lisuuden matalan (0.5 - 5 %) sakeusalueen kuitususpensioiden 10 sakeuttamiseen.

Sellu- ja paperiteollisuudessa on prosesseja, jotka joudu-taan viemaan lapi matalassa, jopa alle 1 %:n sakeudessa. Tailaisia prosesseja ovat esim. normaali ja kaanteinen 15 pyOrrepuhdistus. PyiSrrepuhdistuksen jaikeen massasuspensio johdetaan seuraavaan prosessivaiheeseen, joka voi olla saostin tai paperi- tai kuivatuskoneen peraiaatikko. Joka tapauksessa pydrrepuhdistusta seuraavana vaiheena on lahes aina saostus, Jolloin tarvitaan matalan sakeusalueen 20 saostuslaitetta, jonka taytyy pystya kasittelemaan suuria maaria kuitususpensiota ja poistamaan myds suuria maaria nestetta suspensiosta, vaikkakaan sakeuden kasvu n&ennéises-ti ei olisikaan suuri (vrt. 0.5 % -> 3 %).

25 Jopa paperikoneiden kehityssuuntana on nykyaan yha korkeam-pien peraiaatikkosakeuksien (1 - 3 %) kayttO itse paperiko-neen ja valmiin tuotteen kustannusrakenteen ja laatutason parantamiseksi, jolloin pydrrepuhdistimilta tulevan massan sakeus on auttamatta liian matala paperikonetta ajatellen.

30

Saostus suoritetaan nykytekniikan mukaisesti erityyppisilia kiekko- tai rumpusaostimilla ja kaariseuloilla. Konventio-naalisilla rumpu- tai kiekkosaostimilla nesteenpoisto eli saostus perustuu painovoimaan (ns. gravity deckers), imu-35 saostukseen (ns. vacuum filters) tai painesaostukseen (ns. pressure filters).

2

Painovoimasaostimissa saostus tapahtuu viirapaailysteiselia reikaievysta valmistetulla rummulla. Saostukseen tarvittava palne-ero syntyy massan tuloaltaan ja suodostilan vaiisesta 5 pintaerosta. Massa voidaan suodattaa joko rununun sisaita ulospéin tal ulkoa sisaanpain, mika on tavallisinta. KaytannOssa rununun halkaisija voi olla 4 m, josta upoksissa on esim. 60 %. Rununun sisaiia on suodospintaa 10 - 15 %. Maksimipaine-eroksi saadaan nain olien n. 20 kPa. Rununun 10 pohjakuolokohdassa palne-ero on nolla, josta se sltten kasvaa tuloaltaan plntaan pain mentaessa mainittuun maksi-mlarvoon. T3sta seuraa, etta alakuolokohdan molemmin puolin el saostusta juurikaan tapahdu. Same tilanne vallitsee tletenkin rununun silia osalla, joka el ole 15 upoksissa. Painovoimasaostimen rununun pinnoista on slten huomattava osa tehottomassa kaytdssa. Tehollisessa kaytds-sakin olevan rummun osan kayttdteho vaihtelee riippuen paine-erosta, joka vallitsee suodospintaan nahden. Paino-voimasuotimien ominaissaostuskapasiteetti vaihtelee massasta 20 ja ajo-olosuhteista riippuen, mutta se on tyyplllisestl 400 - 700 1/m2/min. Taman tyyppisia saostlmia kaytetaan esisaostamaan laimeata massaa esim. 0,5 %:sta 1,5 - 5 %:iin.

25 Rummun suodattava pinta pidetaan puhtaana tai virtaukselle avoimena liikuttamalla sita suodosta vasten tai kayttamaiia ilmaa sen puhdistukseen. Esim. 500 tonnia 90 prosenttista sellua tuottavassa tehtaassa tarvitaan halkaisijaltaan 4 m ja pituudeltaan 7 m oleva suodin, jonka pinta-ala on noin 30 88 m2 viirapintaa, saostamaan sulppu 0,5 %:sta 1,5 %:iin.

Imurumpusaostimissa ja kiekkosaostimissa suodatukseen tarvittava paine-ero aikaansaadaan imujalalia. Taman tyypin saostimet eroavat painovoimasaostimista siten, etta niille 35 muodostetaan massakerros. Tama merkitsee sita, etta saos-timen jaikeen massan sakeus on 8 - 14 %. Imu- tai kiekko-

II

91171 3 saostimen uppouma on samaa luokkaa kuin painovoimasuotimes-sa. Erona on se, etta suodattavalle pinnalle sen ollessa upotettuna massasuspensioon pyritaan muodostamaan massarata Imun avulla. Suspension pinnan yiapuolelle kohonneelle 5 rummun osalle muodostuneesta radasta imetaan suodosta niin, etta sakeus on poistossa mainlttu 8 - 14 %. On selvaa, etta muodostettaessa suodattavalle pinnalle massakerros, nesteenpoisto kerroksen lapi hidastuu oleelli-sesti.

10

Ei ole edullista kayttaa taman tyyppisia saostimia pyrit-taessa esisaostukseen, vaan sovelletuksena tulevat kysymyk-seen kohteet, jossa poistosakeusvaatimus on korkea. Ominaissaostuskapasiteetti vaihtelee massalaadun ja olosuh- 15 telden mukaan 50 - 300 1/min/m2. Edelliseen esimerkkiin verrattuna tarvittaisiin 2 kpl mainitun kokoisia imusuotimia pyrittaessa 10 %:n sakeuteen. Kiekkosuotimen etuna imurum-pusuotimeen nahden on se, eta suodatuspintaa saadaan samaan tilavuuteen huomattavastl enenunan.

20

Painesuodatin eroaa imurumpusuodattimesta siina, etta suo-dattava paine-ero aikaansaadaan paineilmalla. Suodatusky-ky ei poikkea imurumpusuodattimesta oleellisesti.

25 Kaariseulatyyppinen saostus perustuu painovoimasuodatuk- seen. Saostettava suspensio pumpataan vinossa olevalle suodattavalle pinnalle. Saostuskyky kaytannOssa on 3 - 5 % ja ominaisnesteenpoistokapasiteetti samaa luokkaa kuin rumpusuodattimilla. Etuna on, ettei laitteessa ole mekaa- 30 nisesti liikkuvia osia. Haittana on laitteen suuri tukkeu- tumisalttius, koska tehokkaan puhdistuksen jarjestaminen on hankalaa. Kaariseulatyyppisia saostimia kaytetaan massa-teollisuudessa, kun kysymyksessa on vahainen saostus- ja massakapasiteetti.

35 4

Edelig kuvatunlaisille konventionaalisille saostimille on tyypilliatg, ettg saostus suoritetaan hyvin pienelig paine-erolla enemmgn tal vghemmgn avoimlssa laitteistoissa ja hyd-dynnetggn valn osa suodattavasta pinnasta. Pienestg paine-5 erosta Ja oslttaisesta suodatusplnnan kgytdstg on seuraukse-na alhainen nesteenpolstokyky. Avoimesta rakenteesta ja tolmlntaperiaatteesta puolestaan on seurauksena se, ettg massa ja suodos saattavat sisgltgg llmaa. Massassa oleva llma heikentgg tunnetustl massan suotautumlsominaisuuksla 10 alvan ratkalsevasti.

Viime alkolna on markkinollle tullut A. AHLSTROM 0Y:n suomalalsten patenttlhakemusten 873020 ja 874854 mukalsla lalttelta, jolden tolmintaperlaate polkkeaa suurestl edelig 15 esltetyistg konventlonaallslsta lalttelsta. Malnltulssa hakemuksissa kgsltellggn mm. saostusmenetelmgg, jossa massa sydtetggn palneelllsena ulkoilmasta suljettuun laitteeseen, joka koostuu slhtipinnasta ja sen suhteen lllkkuvasta plnnasta, jol loin pinto j en nopeuseron johdosta sihtipintaan 20 kohdistuu paine/imupulsseja, joilla sihtipinnan lgheisyyteen saostunut massakerros rikotaan ja sekoitetaan sakeuden tasaamiseksi. Tavallisimmin sihtipinta on pystyasentoon jgrjestetty rumpu ja sen suhteen lilkkuva pinta on sihtipinnan sisglle jgrjestetty olennaisesti sylinterimginen 25 roottori, jonka pintaan on jgrjestetty joko kalottimaisia kohoumia tal silplmgisig elimig palkalllsten palne-erojen aiheuttamiseksi. Kaikissa tapauksissa kuitenkin sihtipintana on ollut pinnaltaan sileg, rei'itetty levymateriaali.

30 Kyseisen tyyppisellg laitteella on pggsty noin 4500 - 5500 1/m2/min ominaissaostuskapasiteettiin. Kuitenkin testeissg on havaittu, ettg sihtipinnan lgheisyyteen muodostuu ohut, mut ta sellaisenaankin saostusta haittaava, saostuneesta mas-sasta muodostunut kuitumatto, jonka lgpi suspensiosta irtau-35 tuvan nesteen on puristuttava pggstgkseen poistumaan suodos-tilaan. Jotta kyseinen kuitumatto saataisiln tehokkaasti

II

91171 5 hajotetuksl roottorin paine-eroja aiheuttavilla elimilia, ollsi mainituilla elimilia tuotava lisaa turbulenssienergiaa suspensioon esimerkiksi joko elimia uudelleen muotoilemalla tal nilden nopeutta nostamalla, jolloin kultumatto saatai-5 siin hajotetuksi, mutta samalla energiankulutus kasvaisi voimakkaasti.

Keksinndss&mme on edelia esitetty ongelma ratkaistu siten, etta i tse sihtipintaan on jarjestetty lntenslteetiltaan 10 korkeata mikroturbulenssia aiheuttavla elimia, ja etta sihtipinnan aukkojen kokoa on pienennetty siten, etta aukkojen (reikien) halkaisija on noin 0.15 - 0.2 nun. TailOin roottorin paine-eroja aiheuttavien elimien aikaansaama sihtipinnan suuntainen suspension lilke hairiintyy sihti-15 pinnan ellnten vaikutuksesta vain silna maarin, etta sihtipinnan pintaa pitkin lilkkuva saostusta haittaava kultumatto rikkoutuu ja sekoittuu muuhun suspensioon tasoittaen sakeu-den. Kyseessa ei kuitenkaan ole saostustilassa olevan suspension taydellinen fluidisointi, koska tahan ei ole 20 tarvetta johtuen sllta, etta nestetta on mahdollista poistaa haluttu maara ilman, etta kaikkl suspension pienehkOt kuitu-flokit tarvitsisi rikkoa. Liséksi sihtipinnan laheisyydessa vallitseva mikroturbulenssi pitaa kiertavan massan flokki-koon mahdollisimman pienena, jolloin kuitujen ja pienten 25 flokkien valissa oleva "vapaa" neste paasee helpommin irtau-tumaan ja poistumaan suodossailiOOn. Erityisen olennaista sihtipinnan turbulenssia aiheuttaville elimille on viela se, etta ne eivat olennaisesti vaikuta kuitususpension paaasialliseen virtaussuuntaan, joka edelleen pysyy sihti-30 pinnan kehan suuntaisena. KeksinnOllemme on siten ominaista, etta pyritaan aiheuttamaan lntenslteetiltaan korkeata turbulenssia juuri sinne, missa sita tarvitaan eli sihtipinnan vaiittOmaan laheisyyteen. Siten jo silia, etta on pystytty jakamaan saostuslaitteen tehtavat roottorin ja sihtipinnan 35 kanssa oikein eli siten, etta roottori kaytannOllisesti katsoen pelkastaan kierrattaa massaa pitkin sihtipintaa 6 ts. pysyttaa saostettavan massaan kiertonopeuden halutussa arvossaan ja sihtipinta puolestaan kehittaa mikroturbulens-sia, joka on intensiteetiltaan voimakkaimmillaan itse pinnassa, on voitu pienentaa laitteen ominaisenergiankulu-5 tusta ja suurentaa sen kapasiteettia.

Toki tekniikan tasosta tunnetaan ennalta laite, jossa sihti-pintaan on jarjestetty elimia estamaan kuitumaton syntyminen sihtipinnalle. Kyseinen laite on tarkoin kuvattu FI patent-10 tihakemuksessa 771541, jossa keskitytaan sakeusalueella 5 - 25 % olevien massojen kasittelyyn. Esimerkiksi mainitun hakemuksen kuvioissa 5-8 laitetta sovelletaan massan saostukseen. Kyseisen hakemuksen mukainen sihtipinta on varustettu harvakseen sijoitetuilla ripamaisilla ulkonemil-15 la, joiden kerrotaan edullisesti olevan noin 3 - 18 mm korkeita. Kuten ripojen korkeudesta huomataan, kyseessa ei suinkaan ole kevyen mikroturbulenssin synnyttaminen sihti-pintaan, vaan koko saostustilassa roottorin ja sihtipinnan vålissa olevan suspension fluidisoiminen, kuten mainitusta 20 hakemuksesta myOs kSy ilmi. Syyna tahan on se, etta yli 5 %:n sakeusalueella (ns. keskisakealla alueella) olevan massan saostaminen vaatii aivan toisenlaiset olosuhteet ja toimenpiteet kuin jossakin 1 %:n sakeusalueella toimiminen johtuen mm. siita, etta suspensiossa oleva neste on matalas-25 sa sakeudessa aivan eri tavalla erotettavissa kuiduista kuin yli 5 %:n sakeudessa. Yli 5 %:n massa muodostaa etenkin saostettaessa, ja sakeuden taildin noustessa, suuria ja kuitujen vaiisilta sidoksiltaan vahvoja massapaakkuja, jotka tfiytyy rikkoa jo pelkastaan siita syysta, etta massa 30 ylipaataan voisi virrata saostuslaitteessa eteenpåin. Toisaalta massa on pyrittdva fluidisoimaan tflydellisesti koko saostustilassa, koska nestettd ei muutoin voitaisi tehokkaasti erottaa keskisakeasta tai korkeasakeuksisesta massasta. Fluidisointi koko tilassa vaatii kuitenkin suuret 35 ma&rat energiaa, joten sita taytyy pyrkia valttamaan, mikali mahdollista. Edelia kuvatun tyyppisilia suhteellisen 7 91171 korkeilla ulkonemilla varustetut sihtiplnta ja roottori aiheuttavat kautta koko suspension kfisittelyalueen ulottuvan voimakkaan turbulenssin, jonka keskimfifirfilnen intensiteetti koko kfisittelyalueella on kuitenkin matala.

5

Lisfiksi on huomattava, ettfi kyseisen FI hakemuksen mukaises-sa ratkaisussa sihtipinnan ripojen tai kohoumien lukukfifirfi on suhteellisen pieni, toisin sanoen ne on sijoitettu hyvin harvaan sihtipinnalle. Esimerkiksi kuvion 6 mukaisessa 10 ratkaisussa sihtipinnalla on vain kuusi ripaa. Tfillainen jfirjestely synnyttfifi voimakkaan, mutta intensiteetiltfifin matalan turbulenssin, joka vaimenee nopeasti. Turbulenssin vaimenemista edesauttaa huomattavasti nesteen suotautuminen sihtipinnan lfipi, koska kfiytfinnOssfi suurin osa pyOrteistfi 15 hfivififi suodoksen mukana.

KeksinnOn mukaiselle saostusmenetelmfille on tunnusmerklllis-tfi, ettfi aiheutetaan sihtipinnalle sihtipinnan avulla mikroturbulenssia, jolla hajotetaan pinnalle saostunut 20 kuitumatto tai estetfifin sen syntyminen sihtipinnalle.

Esillfi olevan keksinnOn mukaiselle saostuslaitteelle on tunnusmerkillistfi, ettfi sihtipinnalle on jfirjestetty epfitasaisuuksia, jotka yhdessfi kuitususpension liikenopeuden 25 kanssa synnyttfivfit intensiteetiltfifin korkeaa mikroturbulenssia, jolla sihtipinnan vfilittOmfifin lfiheisyyteen muodostumaan pyrkivfi kuitumatto hajotetaan saostustapahtuman optimoimi-seksi.

30 KeksinnOn mukaista menetelmfifi ja laitetta kuvataan seuraa-vassa lfihemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittfifi keksinnOn mukaista laitetta soveltavan saostuslaitteen pfifiaslalllsen rakenteen, 35 kuvio 2 a.. .c esittfifi puolestaan keksinnOn mukaisen laitteen erfifin edullisen suoritusmuodon, 8 kuvio 3 esittaa eréSn variaation kuvion 2 mukaisesta suoritusmuodosta, ja kuvio 4 esittaa keksinnOn mukaista laitetta testattaessa kaytettya koej ar j estelya.

5

Kuvion 1 mukaisesti koostuu keksinnOn mukaisen laitteen sisaitava saostuslaite rungosta 1, kannesta 2, jalustasta 3 ja kayttttlaitteista 4. Rungossa 1 on massan sydttdyhde 5, suodoksen poistoyhde 6, saostuneen massan poistoyhde 7 10 seka mahdollisen romun eli rejektin poistoyhde 8. Rungon 1 sisalla on kiintea sihtisylinteri 9. Sihtisylinterin 9 sisalla on pyOrivasti laakeroitu roottori 10, jonka pinnalla on massakerrosta irrottavia elimia 11. Laitteeseen voidaan lisaksi haluttaessa liittaa kevyiden epapuhtauksien kuten 15 muovin tai vastaavan poistojarjestely 12.

Kuviossa 2 a...c esitetaan eraan edullisen suoritusmuodon mukainen sihtisylinteriratkaisu 9, joka on valmistettu olennaisesti tasomaisesta sileasta metalli- tai vastaavasta 20 levysta 21, johon on tehty kauttaaltaan pienia reikia 22, halkaisijaltaan edullisesti 0.1 - 0.25 mm, tal saostusomi-naisuukslltaan vastaavaa kokoa olevia muun muotoisia aukkoja. Joissakin tapauksissa, lahinna silloin kun saostet- ✓ tavan suspension lahtOsakeus on korkeampi, voidaan kayttaa 25 jonkin verran suurempaa reika/aukkokokoa. Riippumatta mainittujen reikien/aukkojen 22 sijainnista levyssa 21 on levyn 22 suspension puolelle tulevaan pintaan 23 koneistettu epatasalsuuksia 24, edullisesti matalia uria, jolden muoto voi suurestikin poiketa kuviossa esitetysta. Kuitenkin 30 tarkeinta on huomata, etta koneistettujen urien 24 tarvitsee olla syvyydeltaan vain noin 0.2 - 1.0 mm. Tdllaisella pinnan epatasaisuudella saadaan aikaan intensiteetiltaan riittavdn korkea mikroturbulenssi nimenomaan sihtipinnan vaiittdmaan laheisyyteen, jolloin sihtiplnnalle muodostunut 35 suhteellisen ohut ja matalasta sakeudesta johtuen vahvuudel-taan heikko kuitumatto saadaan hajotetuksi tai estetyksl 91171 9 syntymasta. Kokeissa on muun muassa todettu, etta pitamaiia intensiteetiltaan korkean turbulenttisen kerroksen paksuus yll 0.5 nun:n voidaan massan huopautuminen sihtipinnalle estaa. Mikali kyseisen turbulenttisen kerroksen paksuus 5 ylittaa merkittavasti 2 nun kasvaa myds turbulenssin maara niin, etta kuitujen mahdollisuus joutua suodokseen kasvaa.

Kuviossa 3 esitetaan toisena edullisena vaihtoehtona keksinndn mukaisen sihtilevyn 9 valmistamiseksi levy 26, 10 johon on tehty kuvion 2 levya vastaavia slhtiaukkoja 27, mutta jonka pintaan 28 on taman jaikeen kiinnitetty epa-tasaisuuden aiheuttavia elimia kuten esimerkiksi listoja 29 tai vastaavia. Voidaan ajatella kaytettavan myds esimerkiksi terdslankoja tai vastaavia, jotka on helppo valita siten, 15 etta niiden kulutuskestavyys on perusainetta suurempi, koska ne joutuvat tekemisiin kuluttavan virtauksen kanssa. Tietenkin on myds mahdollista, etta kyseiset listat 29 tai langat kiinnitetaan levyyn ennen sihtiaukkojen 27 koneistus-ta, jolloin myds listojen 29 kohdalle on mahdollista saada 20 sihtipintaa.

Edelia eri suoritusmuotojen yhteydessa kuvattu laite toimii siten, etta matalassa sakeudessa oleva kuitususpensio sydte-taan paineen avulla laitteeseen, jolloin se virtaa laitteen 25 paadyn suunnasta edullisesti roottorin 10 ja sihtisylin-terin 9 vaiiseen saostustilaan ja jolloin edullisesti tangentiaalisesta sydttdtavasta ja nopeasti pydrivan roottorin 10 vaikutuksesta johtuen kuitususpensio saa pydrivan liikkeen saostustilassa sihtisyllnterin 9 ja roottorin 10 30 vaiissa. Pienireikainen sihtilevy 9 paastaa lapi suodoksen, mutta ei kuituja. Taildin sihtilevyn 9 pinnalle pyrkii muodostumaan saostuneen massan kerros, joka hajotetaan saostuneen suspension kiertavan liikkeen ja sihtilevyn 9 pinnan epatasaisuuksien 24,29 tahan synnyttaman mikroturbu-35 lenssin avulla. Roottorlna 10 olevat tai roottorin 10 pinnalle jarjestetyt elimet aiheuttavat matalampltaajuisia 10 paine/imupulsseja saostustilassa olevaan suspensioon sekolttaen jo saostuneen ja mlkroturbulenssln hajottaman suspension tuoreeseen suspensioon siten pitgen suspension sakeuden tasalsena koko saostustilassa. Roottorln 10 Ulke 5 alheuttaa myOs keksintOmme mukalsessa ratkalsussa lghes koko saostustilassa vallltsevan intensiteetiltggn raatalan turbulenssin, joka myOs edesauttaa edelig kuvattua suspension sekoltusta. Kultenkln on huomattava, ettg suspension sakeus kasvaa tasalsestl mitg lghemmgs saostetun massan 10 polstopggtyg mennggn, vastaavastl myOs sihtipinnan lapi suotautuvan nesteen mggrg vghenee.

Kuvlon 4 mukaisella koejgrjestelyllg on menetelmgg ja lal-tetta tutkittu laboratorlossa. Viitenumerolla 30 on esltetty 15 kierrgtyssgiliOtg, josta massaa pumpataan syOttOpumpulla 31 koe- ell sihtilaitteelle 32 syOttOventtiilin 33 kautta. Tar-vlttaessa massa voldaan ohjata takaisin kierrgtyssgiliOOn 30 suoraan slhtllaltteen 32 ohl venttiililia 34. Ngyte saos-tamattomasta massasta otettlin yhteesta 35 ja ngyte saoste-20 tusta massasta yhteestg 36 sakeamassaventtlilln 37 jglkeen. Ngyte suodoksesta otettlin yhteesta 38 suodosventtlllln 39 jglkeen. Venttlllelllg 37 ja 39 voldaan s&&tg& haluttu pai-netilanne sihtllaitteeseen 32.

25 Koelaitteen sihtisylinterin pinta-ala oli 0,4 m2 , josta avointa pinta-alaa 10 % reikgkoon ollessa 0,2 mm. Keksinndn mukainen slhtipinta oli valmistettu siten, ettg sileån rei'-1tetyn levyn pintaan oli koneistettu olennaisesti aksiaali-sia uria, joiden syvyys oli noin 0.5 mm. Uran pohjatason ke-30 h&n suuntainen mitta oli noin 1.5 mm, uran sivusein&mista toinen oli kohtisuorassa sihtipintaa vastaan ja toinen muo-dosti 30°:n kulman sihtipinnan kanssa. Urien våliin jg&v&n harjanteen rummun kehgn suuntainen mitta oli noin 0.35 mm. Siten harjanteiden vMliksi saadaan hieman yli kolme milli-35 metrig. Olennaista keksintOmme mukaiselle sihtilevylle ja erityisesti sen epgtasaisuuksllle on, ettg nilden korkeus

II

91171 11 jaa vaiille 0.2 - 2.0 mm, edul11sesti vaiille 0.2 - 1.5 mm Ja, etta nliden vaiimatka on 1.0 - 10 mm, edullisesti 1.0 - 6.0 mm.

5 Koeajoissa on ensinnakin k&ynyt ilmi, etta kaytettaessa epatasaisella pinnalla varustettua sihtisylinteria on tehonkulutus saostettua massatonnia kohti eli toisin sanoen ominaistehonkulutus ollut pienempi kuin slleata sylinteria kaytettaessa. Selityksena malnittuun odottamattomaan ilmiOOn 10 on se, etta sileaiia sihtipinnalla on jatkuvasti ohut saostunut kuitumatto, Joka vaikeuttaa nesteen suotautumista sihtipinnan lapi. Pinnan epatasaisuudet puolestaan synnytta-essaan lntensiteetiltaan korkean mikroturbulenssin rikkovat saostuneen kuitumaton Ja sekoittavat mytts Jonkin verran 15 massaa, Jolloin pintakerroksen nestepitoisuus on suurempi. Vastaava kay selitykseksi myOs sille, etta testeissa ominaissaostuskapasiteetin on todettu olevan yli 80 %:a suurempi epatasaista levya kaytettaessa. Kuitujen vaiinen ' vapaa neste' paasee helpoitunin kosketuksiin sihtipinnan 20 kanssa Ja siten mytts suotautuu helpommin pinnan lapi.

Verrattaessa laskennallisesti turbulenssitasoa silean Ja epatasaisen sihtipinnan laheisyydessa saadaan virtausnopeu-den funktiona seuraava taulukko: 25

Virtausnopeus Turbulenssitaso m/s Silea pinta Epatasainen pinta 5 1.0 2.5 10 1.7 3.5 30 20 2.7 7.6

Huomataan, etta sileaiia pinnalla tarvitaan noin nelinker-talnen virtaus-/kiertonopeus tietyn turbulenssitason saavut-tamiseen. Toisaalta noahdaan, etta epatasaisella pinnalla 35 turbulenssitaso on samalla kierrosnopeudella 2-3 -kertai-nen slleaan pintaan verrattuna.

12

Varsinaisissa saostuskokeissa saavutettlln seuraavla tulok-sla: 5 si lea levy epatas.levy - tulosakeus laltteelle 0.5 % 0.5 % - saostetun massan sakeus 1.5 % 1.5 % - suodoksen sakeus n. 0.03 % n. 0.06 % - nesteenpoistokapas. 1/m2/rain n. 5500 n. 10000 10 - paine-ero koeajossa 20 - 40 kPa 20 - 40 kPa

Suorltetut kokeet osolttavat, etta ensinnakin paineellisella saostusmenetelmaiia ja -laitteella on mahdollista saavuttaa monlnkertalnen kapaslteeettl konventionaalisiin saostimiin 15 nahden. Llsaksl tulokslsta huomataan, etta, kuten jo edelia malnittiin, on epatasalsta slhtllevya kaytettaessa ominais-saostuskapaslteettl yll 80 % korkeampi kuln slleata levya kaytettaessa. Tehonkulutusta vertalltaessa havaltaan tehon-tarpeen olevan epatasalsta levya kaytettaessa noln 80 % 20 silean levyn arvosta. Siten keksintOmme mukalsen saostusle-vyn kSytOn voldaan katsoa olevan lahes 130 % tehokkaampl, jos vertailuperustana kaytetaan tletyn massamaaran saostuk-seen kaytettya tehoa. Llsaksl kekslntOmme mukalsella ratkalsulla on kalkkl palneellisen massankasittelyn edut 25 puolellaan. Palneellisen tolmintaperlaatteen anslosta seka suodos etta saostettu massa ovat ylipaineisia, joten sijoit-telussa tehdasolosuhtelslln on suuri vapaus ja tilansaastd-mahdolllsuus. Llsaksl liman joutumlnen saostuksessa massan sekaan on mahdotonta.

30

Koeajolssa on selvdstl kaynyt 11ml, etta kuitususpenslon sakeus nousee nopeastl syOttOpaadysta poistopaatyyn pain, jolloln saostustapahtumaa on mahdollista tehostaa muuttamal-la slhtlpinnan epatasalsuukslen kokoa. Tama johtuu sllta, 35 etta kuldulsta muodostuneet flokit ovat sakeuden kohotessa lujempla elka ykslttainen kultu Irtoa nlista niin helposti, ii 91171 13 jolloin epatasaisuuksien ollessa samaa kokoa koko sihtipin-nan pituudelta/korkeudelta ne eivat yhta tehokkaastl hajota saostunutta kultumattoa. Siten laltteessa voldaan kayttaa sihtilevya, jossa on yhta tal useampaa erl kokoa olevia 5 epatasaisuuksla. Kaytanndllisin jarjestely on suorltettu esltn. ni in, etta tulopaassa on pienimmat epatasaisuudet, keskelia vahan suuremmat ja saostuneen massan poistopaassa suurimmat.

10 Kuten edelia esitetysta huomataan, on kehltetty alvan uudentyyppinen saostusmenetelma ja -lalte, jolla pystytaan poistamaan tunnetun tekniikan mukaisten laitteiden haitta-puolet liman uusia ongelmakohtia. On selvaa, etta edelia on esitetty vain muutamia edullisia laitevaihtoehtoja ja so-15 vellutuskohteita, joilla el miliaan muotoa ole tarkoitus rajata keksintoa siita, mika on esitetty oheisissa patent' tivaatimuksissa, jotka yksin maarittelevat keksinnOn kohteen ja sen suojapiirln laajuuden. Siten on selvaa, etta seka slhtipinta etta sen suhteen liikkuva plnta voivat olla muo-20 doltaan syl interimaisesta poikkeavia, olennalsta malnitullle elimllle on vain, etta ne ovat olennaisesti pyOrahdyssynunet-risia, sylinteri-, kartio- ja pallopinta tai jokin niiden yhdistelma vain muutamia mainiten. MyOs esimerkkina mainit-tua uritettua sihtipintaa voidaan kayttaa kumman suuntaisena 25 tahansa, toisin sanoen uran kohtisuora sivupinta vol olla joko urien val i sen harjanteen otsapintana tai jattOpintana.

Claims (15)

14

1. Menetelma paperi- ja selluloosateollisuuden matalan 5 (1 - 5 %) sakeusalueen kuitususpensioiden saostamiseksi, jossa menetelmassfl kultususpensio syOtetaan ainakin yhdel-ia slhtlplnnalla varustettuun saostustilaan ja saatetaan lllkkeeseen ainakin yhden sihtipinnan suhteen, jolloin suspensiosta paineen avulla poistetaan sihtipinnan lapi 10 nestetta, tunnettu siita, etta aiheutetaan sihtipinnalle sihtipinnalla olevien epStasaisuuksien avulla mikroturbu-lenssia, jolla hajotetaan pinnalle saostunut kuitumatto tai estetaan sen syntyminen sihtipinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen saostusmenetelma, tun nettu siita, etta synnytetaan kuitususpensioon intensitee-tiltaan matalaa turbulenssia, yliapidetaan kuitususpension liiketta saostustilassa ja sihtipinnan epatasaisuuksien avulla aiheutetaan sihtipinnalle intensiteetiltaan korkeaa 20 mikroturbulenssia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen saostusmenetelma, tunnettu siita, etta synnytetaan sihtipintoihin itseensa kuuluvilla elimilia yhdessa kuitususpension liikenopeuden 25 kanssa sihtipinnasta kohoava intensiteetiltaan korkea mikroturbulenssi, jolla hajotetaan saostunut kuitumatto tai estetaan saostuneen kuitumaton muodostuminen sihti-pinnoille.

4. Laite paperi- ja selluloosateollisuuden matalan sakeusalueen (1 - 5 %) kuitususpensioiden saostamiseksi, joka laite koostuu paaosiltaan rungosta (1), kannesta (2), yhteista (5,6 ja 7) sydtettavaile massalle, suodokselle ja saostuneelle massalle, vastaavasti, seka rungon (1) sisa-35 puolelle jarjestetysta ainakin yhdesta aukoilla varuste-tusta sihtipinnasta (9; 23, 28) ja sen pinnan laheisyy-dessa sen suhteen liikkuvasta pinnasta tai elimesta (10), tunnettu siita, etta sihtipinnalle (23, 28) on jarjestetty ii 91171 15 syvennyksia ja/tai ulokkelta (24, 29), jotka yhdessa kuitususpension liikenopeuden kanssa synnyttåvat intensi-teetlltaan korkeaa mlkroturbulenssia, jolla slhtiplnnan (9? 23, 28) vaiittOmaan lahelsyyteen muodostumaan pyrkiva 5 kultumatto hajotetaan saostustapahtuman optimoimiseksi.

5. Patenttlvaatlmuksen 4 mukalnen saostuslaite, tunnettu siita, etta sihtipinta (9; 23, 28) koostuu olennaisesti sihtilevysta (9), jossa on yhta tal useampaa eri kokoa 10 olevia aukkoja (22, 27).

6. Patenttivaatimusten 4 mukainen saostuslaite, tunnettu siita, etta sihtipinnan (9; 23, 28) reian (22, 27) tai raon lapimitta sydttdpaassa on enintaan 0,2 mm. 15

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen saostuslaite, tunnettu siita, etta sihtipintaan (23) on koneistettu uria (24), syvennyksia tai vastaavia aiheuttamaan mlkroturbulenssia.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen saostuslaite, tunnettu siita, etta sihtipintaan (23) on kiinnitetty nauhamaisia, lankamaisia tai nystymaisia ulokkeita (29) aiheuttamaan mlkroturbulenssia.

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen saostuslaite, tunnettu siita, etta sihtipinnan (23, 28) aukot (22, 27) on tehty riippumatta pinnan epatasaisuuksien (24, 29) asemasta tai tulevasta sijainnista.

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelman to- teuttava ja patenttivaatimuksen 4 mukaisessa saostuslait-teessa kaytettava saostuslevy, tunnettu siita, etta se muodostuu sileasta levysta (21, 26), siihen tehdyista suodatusaukoista (22, 27) ja saostettavan massan puolelle 35 levyn (21, 26) pintaan (23, 28) jarjestetyista epStasai-suuksista (24, 29). 16

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen saostuslevy, tunnettu slltS, etta epStasaisuudet (29) sihtipinnassa (27) ovat nauhamaisia, lankamaisia tai nystymaisia ulokkeita.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen saostuslevy, tunnettu slita, etta epatasaisuudet (24) sihtipinnassa (22) ovat silhen koneistettuja uria, syvennyksia tai vastaavia.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen saostuslevy, tunnettu 10 siita, etta epStasaisuuksien (24, 29) korkeus on vaiilia 0.2 - 2.0 mm.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen saostuslevy, tunnettu siita, etta suodatusaukkojen (22, 27) ollessa reikiå 15 niiden halkaisija on vSlilia 0.1 - 0.25 mm.

15. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen saostuslevy, tunnettu siita, etta sihtipinnassa (23, 28) olevien ulok-keiden (29), syvennyksien (24) tai vastaavien vaii on 1.0 20 - 10 mm. II 17 91171