SE445052C - Sett och anordning for kontinuerlig inblandning av gas- och/eller vetskeformiga behandlingsmedel i en massasuspension - Google Patents

Description

8001970-6 10 15 20 25 30 35 mentan inblandning menas här att blandningsanordningen (mixern) i egentlig mening "saknar" retentionstid och att kemikalierna och massasuspensionen hela tiden tillsättes kontinuerligt och samtidigt till mixern. Mixern saknar med andra ord någon utjämnande effekt av betydelse vad beträffar ex-vis "snabbare" kancentrationssväng- ningar, vilket ju ofta är fallet med traditionella lögkoncentra- tionsmixar. Uppfinningen grundar sig på att för god inblandning av en flytande eller gasformig kemikalie såsom syrgas, klorgas, klor- dioxidvatten eller en blandning av klor och klordioxíd till en massasuspension fordras först och främst att fibrerna i suspensionen frilägges väl varefter kemikalierna så jämnt som möjligt tillsätts dessa frilagda fibrerf Uppfinningens närmare kännetecken framgår av patentkraven.

Några utföringsformer av uppfinningen skall i det följande beskrivas med hänvisning till figurerna.

Fig 1 visar i genomskärning en anordning enligt upp- finningen; visar ett snitt enligt II-II i fig 1; och 4 visar alternativa detaljkonstruktioner i Fig 2 Fig 3 anordningen; och 6 visar ett snitt enligt V-V resp VI-VI i fig 3 resp 4; ä Fig 7 visar ytterligare en utföringsfarm av delar av anordníngen; .

Fig 8 visar ett snitt enligt VIII-VIII i fig 7.

Anardningen i fig 1 består av ett cylindriskt hus l i vilket roterar en cylindrisk rotor 2 lagrad i ett utvändigt beläget lager- Inloppet 4 till mixern Fig 5 hus 3 och driven av en här ej visad motor. ligger centrerat i förhållande till den cylindriska rotorn medan utloppet 5 är tangentiellt placerat på det cylindriska huset 1. Ett inlopp 6 för kemikalietillsats är symmetriskt placerat i inloppet 4 och mynnar i rotorcentrum 7. Om ratorns 2 diameter är stor i för- hållande till inloppets 4 diameter skall inloppet 6 visserligen mynna i massainloppet 4 men inte nödvändigtvis i rotorcentrum 7.

Mellan den cylindriskd rotorn 2 och en i huset fastsatt statorring 8 erhålles en cirkulär spalt 9. I stället för av en speciell sta- torring kan spalten 9 utåt begränsas av en del av själva huset 1.

Spalthöjden (h) bär vara 1-30 mm, lämpligen 2-10 mm och företrädes- vis 3-5 mm. Spaltlängden (1) skall vara så stor så att en effektiv 10 15 20 25 30 35 3 soo197o-6 blandning uppnås i spalten. Spaltlängden (1) bör därför vara fler- faldígt större än spalthöjden (h) ex-vis 3-25 ggr, lämpligen 5-20 ggr och företrädesvis 10.15 ggr. Längst ut på periferin på rotorn finns ett antal rensfingrar 10. I botten på huset 1 finns också ett speciellt utrymme 11 fungerande som skrotfälla. I stället för rensfingrar kan andra organ vara anordnade vid rotorns 2 periferi för att åstadkomma turbulens i suspensionen, såsom halvsfäriska ut- skjutande partier e.dyl. Ånordningen fungerar på följande sätt: Massan vid en koncentration av upp till max 20% matas konti- nuerligt in i mixern via inloppet 4. På grund av den cylindriska rotorns 2 rotation bildas mellan rotorn och massan ett skjuvfält som förmår massan att under ett visst tryckfall passera den förhåll- andevis smala spalten 9 mellan den cylindriska rotorn 2 och statorn 8. Under inverkan av det intensiva skjuvfältet dels vid inträdet in i och dels inne i spalten friläggs fibrerna i suspensionen mycket väl. Hassan som på detta sätt passerat spalten trycks sedan ut ur mixern via utloppet 5.

På samma sätt som massan kontinuerligt matas in i mixern ma- suspensionen tas den eller de kemikalier som skall blandas in 1 kontinuerligt in via kemikalieinloppet 6. Genom att kemikalierna satsas till centrum av den snabbt roterande rotorn 2 (500-1500 varv/min , lämpligen ca 750 varv/min) erhålles jämn och homogen fördelning av de tillsatta kemikalierna radiellt ut efter den plana cylinderytan mot ytterkanten och spalten. De tillsatta kemikalier- na fördelar sig runt spalten och varje "massaskikt“ som pressas ge- nom spalten får sig tilldelat exakt lika mängder kemikalier.

Genom att tillsätta kemikalierna till centrum av den rote- rande rotorn som figuren 1 visar, erhålles förutom den jämna för- delningen av kemikalier till suspensionen i spalten, dessutom för- delen att skjuvkraften mellan den roterande släta framsidan av rotorn 2 och massasuspensionen väsentligt reduceras p g a det ut- bildade kemikalieskiktet närmast rotorytan. Detta fenomen är spe- ciellt märkbart vid användandet av gasformiga kemikalier typ klor- eller syrgas. Genom att friktionen mellan aospensionen och rotorn 2 på detta sätt har kunnat reduceras har också en större del av energiinsatsen kunnat utnyttjas för nyttigt inblandningsarbete vid ingången till och i själva spalten 9.

De ovan beskrivna rensfingrarna 10 fungerar förutom som 10 15 20 25 30 35 8001970-6 4 "skrotutkastare" till skrotfällan 11 också som fiberfriläggare och blandningselement_vid massans och kemikaliernas inträde i spalten.

För att förbättra blandningen i spalten vid större spalthöj- der (h), t ex över 5 mm, har på rotor 2 resp stator 8 med gott re- sultat utprovats några olika turbulensbildande organ såsom visas i fig 3 - 6 i avsikt att öka energiomsättningen i spalten, dvs energi- överföringen från rotorn 2 genom massaskíktet mot statorn 8, för att öka blandningsförmågan. Turbulensbildarna kan ex-vis vara utformade som tappar 12 eller runtomgående lister 13.

Tapparna 12, vilka även kan ha annan form än den visade, ex- vis halvsfärisk, kan vara anordnade på rotorn 2 eller statorn 8 eller båda. I sistnämnda fall bör de sträcka sig förbi varandra.

De runtomgående listerna 13 kan vara en eller flera till an- talet och bör vara anordnade på både rotorn 2 och statorn 8. Lämp- ligen sträcker sig listerna så långt in i spalten att deras tappar är belägna på ungefär samma diameter. - Ett sött att öka kapaciteten på den beskrivna mixern är att utföra rotor och statar så att flera spalter bildas såsom visas i fig 7 och 8. Antalet spalter kan då vara 3 - 7, lämpligen 3 - 5 och företrädesvis 3. På detta sött har med bibehållen spalthöjd den öppna arean och därmed kapaciteten på mixern kunnat ökas. För att de_till centrum av rotorn satsade kemikalierna (antingen i gas- eller vätskeforml skall kunna fördelas jämnt över flera spalter som ligger koncentriskt utanför varandra, finns ett antal "ekrar" 14 på rotorn framför spalterna vilka förutom som skrotutkastare och fiber- frilöggare också fungerar som turbulensbildare och fördelare av kemikalierna jämnt över de olika spalterna.

Rotorns 2 framsida kan vara plan eller konad med spetsen vänd mot eller från inloppet 4. Rotorns 2 baksida kan vara slät eller försedd med ribbor, upphöjningar eller liknande för att förhindra stagnation av suspensionen bakom rotorn.

För att erhålla en ur alla avseenden optimal blandning har det visat sig att förhållandet mellan spaltlöngd (1), spalthöjd (h) och rotordiameter bör väljas för varje rotorhastighet och produk- tionsnivå genom mixern. Som exempel kan nämnas att vid 3 cirkulära spalter med h = 4 mm, 1 = 50 mm och en rotordiameter av 500 mm har en kapacitet av 450 ton per 24 timmar uppmätts vid massakoncentra- tionen 8 - 12%. Rotorvarvtolet var 750 varv/min. Utvärderingen av mixern har huvudsakligen genomförts i en pilotanlöggning för syr- 5 18001970-6 gasdelignifiering vid .medelmassakoncentration (5 - 20%), särskilt vid ca 10%. Vid utvärderingen av mixern har därvid reaktíonskine- tiken för syrgasdelignifieringen vid medelmassakoncentration jäm- förts med kínetiken vid syrgasdelignifiering (ca 30% massakonc).

Därvid har med hjälp av den beskrivna mixerkonstruktionen erhållits ett uppseendeväckande gott resultat. Med hjälp av den beskrivna mixern har ett i alla avseenden lika gott blekresulat som vid syr- gasdelignifieríng vid 30% massakonc (gasfasblekning) erhållits.

Claims (10)

1. 0 15 25 30 35 é P a t e n t k r a v 8001970-6 l. Sött för kontinuerlig inblandning av gas- och/eller vötskeformiga k ö n n e t e c k n a t massasuspensionen tillföres genom ett inlopp (4) till centrum av en behandlingsmedel i en massasuspension, av att cylindrisk rotor (2) med plan framsida varvid behandlingsmedlet tillföres till massainloppet (4), att massan och behandlingsmedlet först strömmar utåt längs rotorns plana framsida och därefter i huvudsak axiellt i farm av minst ett tunt skikt genom minst en ringformad spalt (9) samt att turbulens åstad- kommes i strömningen vid övergången från utåtriktad till huvudsakligen axiellt riktad strömning.

2. Sött enligt kravet 1, k ü n n e t e c k n a t av att behandlings- medlet tillföres till massainloppet (4) i centrum av rotorn (2).

3. Sätt enligt kravet l eller 2, k ö n n e t e c k n a t av att turbulens åstadkommes i massasuspensionen även i massoskiktet i spalten (9).

4. Sött enligt något av kraven l-3, k ö n n e t e c k n a t av att massasuspensionens koncentration ör 5-20 %.

5. Anordning för kontinuerlig inblandning av gas- och/eller vütske- formiga behandlingsmedel i en massasuspension, innefattande ett hus (l) med ett inlopp (4) och ett utlopp (5) för massan samt ett inlopp (6) för behandlingsmedlet, k 6 n n e t e c k n a d av att huset (1) innefattar en cylindrisk rotor (2) med plan framsida och en stater (8) vilka mellan sig bildar minst en runtomgående huvudsakligen axiellt riktad spalt (9), att massainloppet (4) mynnar i centrum av rotarns (2) plana framsida, att inlappet (6) för behandlingsmedel mynnar i massainloppet (4), att organ (10, 14) är anordnade vid rotorns (2) periferi omedelbart före spalten (9) för att åstadkomma turbulens i suspensionen, samt att utloppet (5) ör beläget vid husets (1) periferi på andra sidan spalten (9). av att såväl massainloppet (4) som inloppet (6) för behandlingsmedel mynnar i centrum av rotorn (2).

6. Anordning enligt kravet 5, k d n n e t e c k n a d

7. Anordning enligt kravet 5 eller 6, k ö n n e t e c k n a d av att utloppet (5) ör tongentiellt riktat.

8. Anordning enligt något av kraven 5-7, k U n n e t e c k n a d av att huset (l) ör utformat med ett utrymme (ll) för uppsamling av grovt material som inte kan passera spalten (9).

9. Anordning enligt något av kraven 5-8, k ö n n e t e C k n a d av att turbulensbildande organ (12, 13) ör anordnade i spalten (9).

10. att flera spalter (9) bildas mellan koncentriika ringar förbundna med rotorn (2) respektive statarn (8) (fig 7, 8).f Anordning enligt något av kraven 5-9, k ö n n e t e c k n a d av