SE435581B

SE435581B - PROCEDURE FOR DIVIDING A MIXTURE OF A RELATIVELY LOWER FIBER SUSPENSION (ACCEPT) AND LIGHT POLLUTION (REJECT)

Info

Publication number: SE435581B
Application number: SE8204709A
Authority: SE
Inventors: R H Frykhult
Original assignee: Celleco Ab
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1984-10-08
Also published as: SE8204709D0; SE8204709L; CA1203778A; DE3329256A1

Description

82047 09-3 vilket begrepp innefattar limpartiklar, tjära etc. I detta fall används hydrocyklonseparatorer på så sätt, att fiber- fraktionen, renad från lätta föroreningar uttages genom det nämnda första centrala utloppet, medan de lätta för- oreningarna och fiber uttages som ett rejektflöde genom det andra centrala utloppet. I jämförelse med det vanligaste sättet att använda hydrocyklonseparatorer har utloppen för acceptfraktion och rejektfraktion sålunda bytt plats. Man talar i praktiken om "reverse cleaner" eller Pomvänd cyklon". Under många år har man strävat efter att förbättra dessa omvända cvkloners driftseffektivitet. Hittills har det visat sig vara nödvändigt att driva dem med relativt stort tryckfall mellan inloppet och acceptutloppet för att tillräckligt stor andel av de i blandningen förekommande lätta föroreningarna skall överföras till rejektfraktionen. Det rör sig om tryckfall av storleksordningen 300-600 kPa (3-6 kp/cmz), vilket sålunda medför motsvarande energiför- brukning i form av pumparbete. Med tanke på de stora flöden som hanteras inom pappersindustrin, betingade av de låga torrsubstanshalterna i de aktuella suspensionerna, innebär denna energiförbrukning en stor driftskostnad som det finns anledning att försöka minska så långt det är möjligt. 82047 09-3 which term includes glue particles, tar, etc. In this In this case, hydrocyclone separators are used in such a way that the fraction, purified from light contaminants is taken through the said first central outlet, while the light the impurities and fiber are taken out as a reject flow through it second central outlet. In comparison with the most common the way to use hydrocyclone separators has the outlets for acceptance fraction and reject fraction thus changed place. MAN speaks in practice of "reverse cleaner" or Pom revers cyclone ". For many years, efforts have been made to improve the operating efficiency of these inverted cv clones. So far it proved necessary to drive them with relative large pressure drop between the inlet and the acceptance outlet to a sufficient proportion of the light present in the mixture the pollutants must be transferred to the reject fraction. The These are pressure drops of the order of 300-600 kPa (3-6 kp / cm 2), which thus results in a corresponding energy use in the form of pumping work. Given the large flows handled in the paper industry, conditioned by the low the dry matter contents of the suspensions in question, means this energy consumption a large operating cost that there is reason to try to reduce as much as possible.

Det har nu överraskande visat sig, att det finns en enkel möjlighet att utforma hydrocyklonseparatorer för ett för- farande av det inledningsvis nämnda slaget på så sätt, att man uppnår god avskiljningseffektivitet beträffande lätta föroreningar i fibersuspensioner vid tillämpande av ett lågt tryckfall. Ett sådant förfarande utmärkes enligt uppfinningen av att blandningen bringas att uppdelas i en separerings- kammare, vilken är försedd med minst en ledskena, så ut- formad, att de lätta föroreningarna, strömmande i en spiral- bana utmed separeringskammarens vägg, bibringas en radiellt inåtriktad rörelsekomposant.It has now surprisingly been shown that there is a simple one possibility to design hydrocyclone separators for a conduct of the kind mentioned at the outset in such a way that good separation efficiency is achieved with respect to light impurities in fiber suspensions when applying a low pressure drop. Such a method is characterized according to the invention by causing the mixture to divide into a separation chamber, which is provided with at least one guide rail, so shaped, that the light contaminants, flowing in a spiral path along the wall of the separation chamber, a radial is imparted inward movement component.

Man kan på detta sätt uppnå mycket god separeringseffektivitet beträffande lätta föroreningar vid ett så lågt tryckfall som 3204709-3 180 kPa och en godtagbar separeringseffekt vid 90 kPa, som kommer att framgå av de driftsekempel som lämnas nedan.In this way very good separation efficiency can be achieved with regard to light contaminants at such a low pressure drop as 3204709-3 180 kPa and an acceptable separation effect at 90 kPa, which will be apparent from the operating examples provided below.

I och för sig har hydrocyklonseparatorer försedda med led- skenor av det slag som här avses förekommit sedan många år inom cellulosaindustrin. De har emellertid använts i syfte att hindra fibrer från att sätta igen rejektutloppet vid rening av fibersuspension från tunga partiklar. Härvid har man kunnat iaktta en viss försämring av separeringseffek- tiviteten beträffande tunga partiklar. Denna nackdel har dock uppvägts av fördelen att rejektutloppet kunnat hållas öppet. Denna nedsättning av separeringseffektiviteten har varit allmänt bekant bland fackmän och har uppenbarligen varit orsaken till, att förfarande enligt uppfinningen ej föreslagits förrän nu, trots att behovet av effektiva hydrocykloner som kan drivas med låg energiförbrukning för rening av fibersuspension från lätta partiklar varit påtag- ligt under många år.As such, hydrocyclone separators equipped with rails of the type referred to here have existed for many years in the cellulose industry. However, they have been used for purpose to prevent fibers from clogging the reject outlet at purification of fiber suspension from heavy particles. Hereby have some deterioration of the separation effect has been observed activity on heavy particles. This disadvantage has however, offset by the advantage that the reject outlet could be kept open. This reduction in separation efficiency has has been widely known among those skilled in the art and has obviously has been the reason why the method according to the invention does not proposed until now, despite the need for effective hydrocyclones that can be operated with low energy consumption for purification of fiber suspension from light particles has been for many years.

I en fördelaktig utföringsform av förfarandet enligt upp- finningen bringas blandningen att uppdelas i en separerings- kammare, vilken är försedd med minst en ledskena utformad som en axiellt orienterad skena, företrädesvis utformad med ett väsentligen triangulärt tvärsnitt, anordnad med basen i anslutning till separeringskammarens vägg.In an advantageous embodiment of the method according to the mixture is caused to divide into a separation medium. chamber, which is provided with at least one guide rail designed as an axially oriented rail, preferably formed with a substantially triangular cross-section, arranged with the base adjacent to the wall of the separation chamber.

Utformningen av ledskenorna måste anpassas till de före- kommande lätta föroreningarna för att optimalt resultat skall uppnås. Ledskenornas axiella utsträckning i separerings- kammarens koniska resp. cylindriska del kan variera avse- värt från driftsfall till driftsfall. Så kan det i vissa fall vara lämpligt att anordna ledskenor i separerings- kammarens hela axiella utsträckning, men vanligen bara i en del av dess axiella utsträckning. Det har emellertid visat sig, att det ofta är lämpligt att förse separeringskammarens koniska del med axiella ledskenor, sträckande sig från den koniska delens spets till 0,7 av den koniska delens diameter. a2o47o9¿a Ledskenan kan även vara utformad som en utmed separerings- kammarens koniska del löpande skruvbana.The design of the guide rails must be adapted to the future light pollutants for optimal results achieved. The axial extent of the guide rails in the separation chamber conical resp. cylindrical part may vary considerably. worth from operating case to operating case. So can it in some In some cases it may be appropriate to arrange guide rails in the entire axial extent of the chamber, but usually only in one part of its axial extent. However, it has been shown that that it is often convenient to supply the separation chamber conical part with axial guide rails, extending from it the tip of the conical part to 0.7 of the diameter of the conical part. a2o47o9¿a The guide rail can also be designed as one along the separation the conical part of the chamber is a continuous helical path.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade figurerna, av vilka fig. l visar ett schema av en anläggning för rening av fibersuspension både från tunga och lätta föroreningar; fig. 2 visar ett längdsnitt genom en hydrocyklonseparator som används till förfarandetenligt uppfinningen, medan fig. 3 visar ett tvärsnitt genom hydrocyklonseparatorn i fig. 2 efter linjen III-III, och fig. 4 visar ett längdsnitt genom den koniska delen av en separeringskammare som används till förfarandet enligt uppfinningen.The invention will be described in more detail below reference to the accompanying figures, of which Fig. 1 shows a diagram of a plant for purification of fiber suspension both from heavy and light contaminants; Fig. 2 shows a longitudinal section through a hydrocyclone separator used for according to the method, while Fig. 3 shows a cross section through the hydrocyclone separator in Fig. 2 along the line III-III, and Fig. 4 shows a longitudinal section through the conical the part of a separation chamber used for the procedure according to the invention.

I figur l betecknar l en konventionell hydrocyklonseparator och 2 en "omvänd cyklon". Fibersuspension, förorenad både med tunga och lätta föroreningar tillföras hydrocyklonsepara- torn l genom en ledning 3. Ett förtjockat flöde av tunga föroreningar uttages genom ett rejektutlopp 4, medan ett flöde av fiber och lätta föroreningar avgår genom ett acceptutlopp 5 för att tillföras den omvända cyklonen 2 genom ett inlopp 6. I den omvända cyklonen 2 delas det in- kommande flödet upp i ett flöde av anrikade lätta förore~ ningar och fiber, som avgår genom ett rejektutlopp 7, medan renad fiber avgår genom ett acceptutlopp 8.In Figure 1, 1 denotes a conventional hydrocyclone separator and 2 a "reverse cyclone". Fiber suspension, contaminated both with heavy and light contaminants are added to hydrocyclone tower l through a conduit 3. A thickened flow of tongue pollutants are taken out through a reject outlet 4, while a flow of fiber and light pollutants emit through a acceptance outlet 5 to be fed to the reverse cyclone 2 through an inlet 6. In the inverted cyclone 2 the coming flow up in a flow of enriched light pollutants ~ and fiber, which exits through a reject outlet 7, while purified fiber departs through an acceptance outlet 8.

I figur 2 betecknar 9 en separeringskammare och l0 dess koniska del, ll ett tangentiellt inlopp, 12 ett första centralt utlopp, acceptutlopp och 13 ett andra centralt utlopp, rejektutlopp. I den koniska delen 10 av separerings- kammaren är anordnade axiella ledskenor 14 med en axiell utsträckning motsvarande 0,7 av separeringskammarens koniska dels 10 största diameter.In Figure 2, 9 denotes a separation chamber and 10 its conical part, ll a tangential inlet, 12 a first central outlet, acceptance outlet and 13 a second central outlet, reject outlet. In the conical part 10 of the separation the chamber are arranged axial guide rails 14 with an axial to the extent corresponding to 0.7 of the conical chamber of the separation chamber partly 10 largest diameter.

I figur 3 visas ett tvärsnitt efter linjen III-III.varav framgår, att fyra ledskenor är anordnade i separerings- kammarens koniska del, Ledskenornas tvärsnitt är i detta 8204709-3 fall väsentligen triangulärt med basen vänd mot separe- ringskammarens vägg.Figure 3 shows a cross section along the line III-III, of which It can be seen that four guide rails are arranged in the separation the conical part of the chamber, the cross section of the guide rails is in this 8204709-3 case substantially triangular with the base facing the separator the wall of the annulus.

I figur 4 visas ett längdsnitt genom en separeringskammares koniska del, försedd dels med 4 axiella ledskenor 15, lik- nande de ovannämnda ledskenorna 14, och dels av en ledskena i form av en skruvbana 16, som är lutande mot separerings- kammarens symmetriaxel så att ett flöde i riktning mot sepa- reringskammarens centrala utlopp, acceptutloppet 121, bi- bringas en radiellt riktad rörelsekomposant.Figure 4 shows a longitudinal section through a separation chamber conical part, provided partly with 4 axial guide rails 15, similar to using the above-mentioned guide rails 14, and partly by a guide rail in the form of a helical path 16, which is inclined towards the separation axis of symmetry of the chamber so that a flow in the direction of the central outlet of the chamber, the acceptance outlet 121, bring a radially directed component of motion.

För att åskådliggöra fördelarna med det nya förfarandet lämnas här några driftsexempel avseende rening av fiber- suspension, som är förorenad med lätta föroreningar, på så sätt som sker i den omvända cyklonen 2 i figur 1. För alla fyra här nedan redovisade driftsfall gäller följande gemen- samma data: Driftsdata för fallen A - D Ink. flöde Qi l/min 200 Acceptflöde Qa l/min 7 100 Rejektflöde Qr l/min 100 Fiber i Qi vikt% 0,7 -“- kg/min 1,4 Fiber i Qa kg/min l,l Fiber i Qr kg/min 0,3 Lätta föroreningar i Qi rel. viktkonc. 100 . Tryckfall inlopp- Lätta föroren. i Q Qšššišiâàà accegtutlogg kPa rel. Viktk0nC- r A konv. omv. cyklon 630 84 B enl. uppfinningen 180 84 C konv. omv. cyklon 300 55 D enl. uppfinningen 90 65 Av denna jämförelse framgår klart, att man kan sänka tryck- fallet högst väsentligt, dvs. från 630 till 180 kPa under ¿2ø41oa-s bibehållande av en så hög separationseffektivitet som 84/100, medan man vid en ännu ràdikalare sänkning av tryck- fallet till 90 kPa ändå lyckas nå en så god separerings- effektivitet som 65/100. Med en konventionell omvänd cyklon när man redan vid tryckfallet 300 kPa inte högre separe- ringseffektivitet än 55/100.To illustrate the benefits of the new procedure Here are some operating examples regarding the purification of fiber suspension, which is contaminated with light contaminants, on so way that happens in the inverted cyclone 2 in figure 1. For everyone four operational cases reported below, the following same data: Operating data for cases A - D Ink. flow Qi l / min 200 Acceptance flow Qa l / min 7 100 Reject flow Qr l / min 100 Fiber in Qi weight% 0.7 - “- kg / min 1.4 Fiber in Qa kg / min l, l Fiber in Qr kg / min 0.3 Light contaminants in Qi rel. weight conc. 100 . Pressure drop inlet- Light contaminants. and Q Qšššišiâàà accegtutlogg kPa rel. Viktk0nC- r A conv. conv. cyclone 630 84 B enl. invention 180 84 C conv. conv. cyclone 300 55 D enl. invention 90 65 It is clear from this comparison that the pressure can be reduced the case most significantly, ie. from 630 to 180 kPa below ¿2ø41oa-s maintaining such a high separation efficiency as 84/100, while an even more radical reduction in pressure the case to 90 kPa still manages to reach such a good separation efficiency as 65/100. With a conventional reverse cyclone when already at the pressure drop of 300 kPa no higher separator ring efficiency than 55/100.

Förfarandet enligt uppfinningen medför sålunda en hög separeringseffektivitet vid lågt tryckfall och innebär så- lunda en väsentlig energibesparing jämfört med hittills tillämpade metoder att rena fibersuspensioner från lätta föroreningar.The method according to the invention thus entails a pile separation efficiency at low pressure drop and thus means a significant energy saving compared to so far applied methods to clean fiber suspensions from light pollutants.

Claims

A process for dividing a mixture of fiber suspension and light impurities, partly into an acceptance fraction, containing fiber substantially free of light impurities, and partly into a reject fraction, containing most of the light impurities and fiber, the mixture being introduced through a tangential inlet into a hydrocyclone separator rotationally symmetrical separation chamber, which at least partly consists of a conical chamber, the mixture being divided into said fractions, after which the acceptance fraction departs directly through a first central outlet in the tip of the conical part, while the rejection fraction is caused to escape through a second central outlet, located in the opposite part of the separation chamber, characterized in that the mixture is caused to divide into a separation chamber (10), which is provided with at least one guide rail (14, 15, 16), so designed, that the light contaminants, flowing in a spiral path along separation chambers even (l0) wall, a radially inwardly directed motion component is imparted.

Method according to claim 1, characterized in that the mixture is caused to be divided into an separation chamber (10), which is provided with at least one guide rail (14, 15) formed as an axially oriented rail, preferably formed with a substantially triangular cross-section, arranged with the base adjacent to the wall of the separation chamber.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture is caused to divide into a separation chamber (10), which in the conical part is provided with at least one guide rail extending axially from the tip of the conical part to 0.7 of its diameter. .

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixture is caused to be divided into a separation chamber (10), which is provided with a screw path (16) running along the wall.