KR930002071B1 - 가압부유선별 모듈과 가압거품 분리방법 - Google Patents

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Description

가압부유선별 모듈과 가압거품 분리방법

제1도는 본 발명에 따른 가압부유선별모듈을 이용하는 잉크제거 장치의 개략도.

제2도는 모듈내에 슬러리를 보여주는 본 발명에 따른 가압부유선별 모듈의 종단면도.

제3도는 제2도의 선 2-2에 따른 가압부유선별모듈의 확대 횡단면도.

제4도는 가압부유선별모듈의 원뿔형배출구의 확대 종단면도.

제5도는 가압부유선별모듈의 원뿔형배출구의 확대 종단면도.

제6도는 가압부유선별모듈의 중앙몸체부의 확대종단면도.

제7도는 가압부유선별모듈을 위한 다른 실시예의 종단면도.

제8도는 제7도에 도시된 모듈의 평면도.

제9도는 본 발명의 가압부유선별모듈을 위한 또다른 실시예의 종단면도.

제10도는 제9도에 도시된 모듈의 평면도.

제11도는 가압부유선별모듈을 위한 또다른 실시예의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 모듈 13 : 원료

14 : 원료탱크 18 : 흡입구

19 : 배출구 20 : 펌프배출구

22 : 잉크거품배출구 24 : 재순환루프

26 : 펌프배출관 27 : 폐기물관

28,30,32 : 밸브 40 : 몸체부

42 : 흡입원뿔대 44 : 배출원뿔대

50 : 공기혼합부 52 : 공기주입장치

54 : 난류혼합부 100 : 배플어셈블리

102 : 배플 플레이트 104 : 위어 플레이트

110 : 폐기물배출실

본 발명은 일반적으로 거품부유선별분리에 관한 것이여, 폐지를 재사용하기 위한 공정에서 종이에서 잉크를 제거하는 분야에 특히 사용된다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 잉크가 묻은 거품을 제지원료의 슬러리와분리하기위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

거품부유선별은 흡착거품분리로 알려진 분리기술의 일종이다. 거품부유선별에서, 입자는 서로 다른 입자를 액체에서 떠오르는 기포에 접착시키는 서로 다른 능력에 의해 선택적으로 분리된다.

부유선별분리는 여러가지 공정에서 여러가지 목적으로 자주사용된다. 예를 들어, 선택적인 부유선별은 광물을 분리하기위해 사용될 수 있고, 포괄적인 부유선별은 모든 고형물을 제거시키므로 분류시키는데 사용된다. 최근에, 부유선별분리로 개발된 응용은 종이의 재생분야에서 잉크를 제거하기위해 이용된다.

종이를 만들기위해 종이를 재펄프화할 목적으로 폐지를 재생하는 기술에 여러가지 요인이 발전을 했다.재생은 이용가능한 원료, 처리해야할 필요가 있는 폐지 또는 버려진 종이를 사용한다. 통상적으로 이것은 매우 값이싸고, 쉽게 이용할 수 있는 원료를 나타내며, 따라서 폐지를 재생하는 제지업자에게 경제적이다.여러가지 오염에 의해 생태학적인 지각이 요구되므로 종이를 재생하여 폐기문제와 생태학적 영향이 제거된다. 따라서, 제지업자가 소비자에게 종이를 재생하게하고 제지업자 자신이 재생된 섬유를 사용하기위한 동기가된다. 재생된 섬유의 사용은 종종 최초섬유의 사용보다 값이싼 종이를 생산할 수 있게 한다. 소비자가 스스로 재생을 위해 폐지를 이용 가능할 수 있을 뿐만 아니라 소비자의 편에서 제지업자로 하여금 재생된섬유를 사용하게 하는 경제적인 동기가 있다.

폐지 재생과정은 사용할 수 있는 섬유에서 오염물질을 제거하는 것중 하나이다. 전반적인 폐지 재생시장에서 중요한 부분인 폐지의 잉크제거 과정에 있어서, 중요한 단계중의 하나는 펄프섬유의 슬러리에서 잉크를 제거하는 것이다. 전형적으로 재생되는 종이는 몇가지 형태로 재생되고 재생된 섬유의 슬러리가 만들어진다, 섬유로부터 잉크입자를 분리하고, 펄프슬러리에 잉크입자를 자유롭게 분산시키기 위해 화학제품이 첨가된다. 여러가지 다른 공정과 화학제품이 사용될 수 있는데, 이것은 본 발명의 일부를 구성하지않고 더 상세히 기술되지 않을 것이다.

잉크가 섬유에서 분리된 후에, 그것은 펄프슬러리에서 제거되어야 한다. 슬러리에서 잉크를 제거하는 두개의 과정이 가장좋은 재생기에 의해 사용되고, 그것의 선택은 재생되는 섬유와 제거되는 잉크의 여러가지 특성에 따른다. 잉크입자를 제거하는 제1공정은 펄프로부터 잉크입자를 씻어내는 희석식 세척을 의미한다.

잉크를 분리하는 제2형태는 일반적으로 거품부유선별을 의미한다. 거품부유선별분리에 있어서, 저밀도펄프는 일련의 부유선별 셀을 통과한다.공기는 지방산 또는 표면활성제와 같은 부유선별화학제품과 함께 원료와 혼합된다. 잉크입자는 종이섬유보다 기포에 대하여 보다 큰 친화력을 갖고 있으며, 잉크입자는 기포에부착된다. 거품은 슬러리표면에서 연속하여 제거될 수 있는 잉크 거품(ink-laden foam)을 형성하는 부유선별 셀 내의 표면에 떠오른다. 거품의 제거는 중력, 진공에 의해 또는 패들(paddle)이나 다른 제거장치로표면에서 이루어진다. 거품부유선별공정은 또한 펄프슬러리로부터 끈적끈적한 것으로 알려진 여러가지 접착성오염물질을 제거하기 위하여 사용될 수 있다.

일반적으로, 슬러리내에 존재하는 전체 잉크의 30% 미만이 단일의 거품부유선별 셀에서 제거될 것이다.그러므로 과거에는 재펄프된 슬러리에 처음에 존재한 잉크의 수용가능한 부분을 제거하기 위해 연속적으로 네개 내지 여석개의 부유선별 셀을 제공하는 것이 일반적이었다. 잉크를 제거하는 각각의 셀은 여러가지 밸브, 펌프 그리고 슬러리를 셀에 공급하는 파이프와, 공기를 주입하여 혼합하는 장치와, 화학제품의 첨가와,거품의 제거 및 슬러리를 제거하는 장치를 포함하는 관련장치를 필요로 한다. 그러므로, 시스템이 재생된 섬유로부터 잉크의 필요한 부분을 제거하기 위해 필요한 자본투자를 아주 높일 수 있다.

공지된 거품부유선별 셀은 모두 대기압식이다. 즉 셀 내의 슬러리는 대기압 상태이다. 잉크입자를 부유시키기위해 슬러리에 주입시킨 공기는 대기로 달아난다. 여기에 공지된 거품부유선별 잉크제거 셀의 전형적인한가지에는 미합중국 특허 4,548,673에서 알 수 있다. 잉크를 제거하는 셀에 가끔 덮개가 제공되는데, 셀은대기압하에서 작동된다. 예를 들어, 미합중국 특허4,328,095는 덮개가 있는 일련의 챔버를 제시한다. 그러나 챔버는 대기압에서 작동한다.

따라서 본 발명의 목적은 거품을 슬러리에서 효과적인 방법으로 제거하는 가압부유선별모듈을 제시하는것으로, 이것은 거품부유선별과정에서 이전에 필요한 파이핑, 펌프 그리고 밸브를 제거할 수 있다.

본 발명의 또다른 목적은 거품 제거장치를 이중으로 하지 않고 적당한 오염물질의 제거를 하도톡 단일장치에서 조작될 수 있는 거품부유선별 잉크 제거 과정을 위한 가압부유선별모듈을 제시하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대기압 이상의 압력에서 작동될 수 있고, 슬러리에서 나온 공기가 유용한 일을수행할 수 있게 하는 펄프슬러리에서 잉크를 제거하는 가압부유선별모듈을 제시하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 공지된 거품부유선별 셀과 비교했을 때 거품폐기물 양을 감소시키고 수율의 손실을 감소시키며, 큰 부피장치등 여러가지 요구되는 크기에 최소의 공간으로 설계하기에 아주 적당한 펄프슬러리에서 잉크를 제거하는 가압부유선별모듈을 제시하는 것이다.

이러한 것과 또 다른 목적은 본 발명에서 부유선별 분리방법 및 이전에 공지된 대기압식 부유선별 방밥및 모듈 대신에 비대기압하에서 작동될 수 있는 부유선별모듈을 제시함으로 이루어진다. 본 발명의 부유선별모듈은 여러가지 형태를 포함하고 공기 및/또는 발포제가 슬러리에 첨가되는 혼합지역에서 원료를 받아들이는 흡입구를 포함한다. 배출구는 원료의 수용할 수 있는 부분만을 위해 제공되고, 거품배출구는 잉크가적재된 거품을 슬러리로부터 제거하기위해 제공된다. 모듈의 바람직한 실시예에서, 배플은 거품과 원료의배출구 사이에 제공되어서, 원료를 원료배출구로 향하게하고 잉크를 적재한 거품은 거품배출구로 향하게 한다. 밸브는 원료배출구 및 거품배출구에서 흐름율을 조절한다. 연속적으로 잉크를 제거하는 셀의 작동을 되풀이하도록, 받아들여지는 슬러리의 여러가지 부분이 흡입구에 재순환될 수 있다. 방법 및 모듈은 부압 또는 정압하에서 작동될 수 있다.

본 발명의 부가적인 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면에서 명백할 것이다.

도면을 참고로 보다 상세하게 설명하면, 제1도에 부품번호(10)는 본 발명에 따라 가압부유선별모듈(12)이 이용될 수 있는 거품부유선별장치를 표시한다. 본 장치(10)는 재생된 폐지에 잉크를 제거하기 위한 장치이다. 그러나, 모듈(12)은 광물분리, 유체분류 등과 같은 다른 목적으로 사용될 수 있다. 잉크제거장치(10)에서 폐지원료(13)가 펄프제조기 또는 이와 유사한 것으로부더 흡입원료탱크(14)에 공급된다. 흡입원료탱크는 슬러리 상태의 일정한 섬유 현탁액을 유지시키기 위하여 교반기 또는 이와 유사한 것을 포함한다. 펌프(17)에 의해 공급되는 공급관(16)은 흡입원료탱크(14)와 가압부유선별모듈의 흡입구(18) 사이에 뻗어있다.본 기술에 숙련된 사람은 모듈의 유입은 펌프외에 의해서도 공급될 수 있음을 인식할 것이다.

예를 들어, 중력공급이 또한 사용될 수 있다. 흡입구(18)에서 가압부유선별모듈의 맞은 편 단부에는 잉크가 제거된 펄프배출구(20)와 잉크 거품배출구(22)를 포함하는 배출구(19)가 위치해 있다. 재순환루프(24)는 잉크가 제거된 펄프의 배출관(26)과 흡입원료탱크(14) 사이에 뻗어있다. 재순환루프(24)는 잉크가 제거된 원료의 조절가능한 부분이 재생되게하여 잉크를 제거하는 일련의 장치를 제공하지 않고 잉크의 제거를 원하는 수준까지 유지시킨다. 폐기물관(27)은 잉크 거품이 부유선별모듈과 따로 운반되도록 제공되어 있다. 본발명에 따라 가압부유선별모듈(12)을 이용하는 본 장치의 조작과 특히 잉크가 제거된 슬러리의 일부를 재생시키는 것이 이후에 더욱 상세하게 설명될 것이다.

밸브(28),(30) 그리고 (32)와 같은 여러가지 장치의 조절은 거품 폐기물관(27), 잉크가 제거된 펄프관(26) 그리고 재순환루프(24)내에 각각 위치해 있다. 여러가지 다른 흐름조절밸브, 펌프 그리고 관련장치가또한 필요하고, 이러한 모든 것은 잉크를 제거하는 기술에 숙련된 사람이 알 수 있는 것이며 여기서 더 상세하게 기술하지 않을 것이다.

제2도, 특히 제3,4,5,6도를 참고로, 가압부유선별모듈(12)의 한가지 실시예는 더욱 상세하게 설명될 것이다. 제2도 내지 6도에 있어서, 부유선별모듈은 일반적으로 실린더형의 주몸체부(40), 흡입원뿔대(42),그리고 배출원뿔대(44)를 포함한다. 그러나, 본 발명에 따라 부유선별모듈은 도시된 일반적인 실린더형 뿐만 아니라 타원형 또는 원추형과 같은 여러가지 형태로 구성될 수 있고, 본 명세서 및 청구범위는 이러한 다른 형태를 포함하려고 한다. 더우기, 일반적으로 모듈에 대하여 수평으로 설치되어 있는 반면에, 최소의변형으로 보다 수직하게 설치될 수 있음을 이해해야 한다. 가압부유선별모듈의 또다른 여러가지 실시예가 여기에 기술될 것이다.

모듈(12)의 흡입원뿔대(42)는 흡입원료탱크로부터 슬러리를 받아들이는 공기혼합부(50)에 연결되고, 공기주입장치(52)와 난류 혼합부(54)를 포함한다. 현재의 가압부유선별모듈과 함께 사용하기 위한 적당한 형태의 공기혼합부는 계류중인 미국 출원번호 898,475에 나타나 있다. 공기혼합물의 여러가지 다른 형태가 또한사용될 수 있음이 이해될 것이다.

흡입측원뿔대(42)는 그것을 공급관에 연결하기 위하여 다수의 보울트구멍(62) 또는 다른 적당한 수단을 갖는 제 1 플랜지(60)를 포함한다. 다수의 보울트구멍(66)를 포함하는 제 2 플랜지(64)는 가압부유선별모듈의몸체부(40)에 원뿔대를 연결하기위해 원뿔대의 맞은편 단부에 배치되어 있다. 플랜지(60)과 플랜지(64) 사이로 뻗어있는 것은 흡입측원뿔대의 일반적인 나팔벽(68)이다. 벽(68)의 팽창각은 중요한데, 각이 너무크면, 공급관으로부터 가압부유모듈 속으로 흐르는 슬러리가 좋지못한 와류를 일으키고, 부유선별모듈의 작동을 방해한다. 슬러리 내에 잉크가 적재된 거품이 슬러리 내에 와류에 휩쓸리지 않고 부유선별모듈을 통해흐르는 슬러리의 윗부분으로 떠오를 수 있도록 모듈을 통한 주흐름궤적이 선형인 것이 바람직하다. 이러한 이유때문에,40° 또는 그 이하의 흡입원뿔대에 대한 팽창각이 바람직하며, 보다 바람직하게는 팽창각이 30°이하인 것이 발견되었다. 점차적으로 팽창되는 벽(68)은 그것이 모듈로 들어갈때 슬러리의 유체속도를 느리게하여 슬러리속의 기포과 슬러리를 통해 떠오르게 한다. 달리, 유체속도를 느리게하여 위하여 확산기가 사용될 수 있다.

몸체부(40)는 플랜지(70),(72)를 포함하는데, 이들 각각은 몸체부를 흡입원뿔대와 배출원뿔대 각각에 연결하기 위하여 다수의 보울트구멍(74)을 갖고 있다. 앞에 설명되어 있는 바와 같이, 몸체부(40)는 일반적으로 벽(76)에 의해 정해져 있는데, 예를 들어 실린더형 또는 일반적으로 발산하는 원불형 등으로 여러가지형태가 될 수 있다. 몸체부는 모듈을 지지하기 위하여 다리(78),(79)를 포함한다. 일반적으로 흡입구에서 배출구까지 점차적으로 윗쪽을 향해, 최소한 몸체부(40)의 상부를 따라 떠오르는 것이 바람직함을 알았다.따라서 다리(79)는 다리(78)보다 일반적으로 길다. 본 발명의 한가지 모델에서 길이 2m(7ft)의 몸체부(40)에 대하여 15cm(6inch)의 높이인 것이 적당하다.

배출원뿔대(44)는 그것을 몸체부(40)에 연결하기 위하여 다수의 보울트구멍(82)을 갖는 플랜지(80)을 포함한다. 본 기술에 숙련된 사람은 흡입 및 배출원뿔대를 몸체부(40)에 고정시키고, 원뿔대를 장치내에서 여러가지 슬러리관에 고정시키기 위해 보울트형태의 연결외의 것이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

프랜지와 보울트형태의 연결로 통상적으로 도시되어있지 않지만 가스킷이 인접한 플랜지 사이에 위치하여 확실한 밀봉을 하게 한다.

배출원뿔대(44)는 다수의 보울트구멍(94)을 갖는 플랜지(92)를 갖고서 배출원뿔대를 잉크가 제거된 펄프관(26)에 연결시키기 위하여 수평으로 뻗은 배출벽(90)을 포함한다. 원추형벽(96)이 벽(90)의 내단부와 플랜지(80) 사이에 뻗어있다. 배출벽(90) 가까이 상부에 벽(96) 안에 배출원뿔대를 잉크를 적재한 폐기물관(27)에 연결하기 위해 플랜지하우징(98)이 위치해 있다.

폐기물배출구에서 슬러리 액셉트(accept) 배출구를 분리하기 위하여 배플어셈블리(100)가 가압부유선별모듈에 위치하고, 벽(90)으로부터 안쪽으로 돌출하여 윗쪽으로 각을 두고 뻗어있으며, 그것의 단부에 위어플레이트(104)를 갖는 배플 플레이트(102)를 포함한다. 흡입원뿔대(42)의 각이진 벽을 따라, 배플 플레이트(102)는 수평으로부터 약 40° 또는 그 이하, 바람직하게는 30°이하의 각을 형성해야 한다. 배플 플레이트(102)의 수평으로부터 각이 너무크면, 바람직하지 못한 흐름의 형태가 배출구 가까이에서 발생하는데, 이것은 액셉트 배출구를 통해 수용할 수 있는 슬러리와 함께 공기 및/또는 거품 폐기물이 인출될 수 있다. 수평에서 약 30°이하의 각이 난류 및 와류의 형성을 최소화하고, 배출구를 통해 바람직한 선형흐름을 중지시키는 것을 알게 된다.

위어플레이트(l04)는 본질적으로 배플 플레이트에서 윗쪽으로 수직하게 뻗어있고, 그것의 길이를 따라 존이 제공되어 있으며, 이것은 모듈내에 표면파를 수용하여 부드럽게하고 슬러리 수준내 요동을 허용한다. 벽(96)의 상부와 함께, 배플어셈블리(10)는 거의 밀페된 폐기물배출실(l10)을 형성하고, 그곳에 있는 유일한구멍은 위어플레이트(104)위에 있는 구멍(112)이다.

본 발명의 방법에 있어서, 가스는 최소한 제거되어야 할 하나의 성분을 포함하는 슬러리와 함께 혼합된다. 그안에 분산되어 용해된 가스와 함께 슬러리가 밀폐된 용기안에 공급되어, 가스는 슬러리의 표면까지떠오르게되고, 슬러리는 구성성분을 가스와 함께 운반하고, 슬러리 상에 거품을 발생시킨다. 슬러리 및 거품으로부터 빠져나온 가스는 용기내에 수용되고, 거품이 폐기물배출구로 나가게되며, 이때 슬러리는 액셉트배출구를 통해 흐른다. 흐름조절은 모듈내에 흐름 및 압력을 조절하기위하여 슬러리흡입 또는 폐기물배출중에 최소한 하나로 유지된다. 변형된 방법으로, 본 발명의 모듈내에 부압력을 유지하기 위하여 폐기물배출구에 진공상대를 제공하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명에 따른 가압부유선별의 사용 및 작동에 있어서, 특히 제2도 내지 6도에 도시된 모듈(12)과 같은것 중의 하나, 그리고 제1도에 설명된 잉크제거시스템에 있어서, 원료탱크(14)로부터 슬러리가 공기혼합부(50)를 통해 부유선별모듈까지 펌프된다. 공기는 슬러리속으로 주입되고, 난류혼합부(54)속에서 슬러리와함께 거칠게 혼합된다. 공기를 통한 슬러리가 흡입원뿔대(42)를 통해 부유선별모듈로 들어간다. 흡입원뿔대내 약간의 팽창각의 슬러리가 유체속도에 상응하는 감소에 따라, 모듈속으로 점차 분산되게 된다.

슬러리가 모듈을 통해 압력을 받으며 흐를때, 잉크를 적재한 거품이 슬러리의 표면까지 떠오른다. 흡입및 배출관에 여러가지 밸브 및 펌프가 부유선별모듈내 유체수준을 유지하기위해 조절되어서 유체가 위어플레이트(l04)의 하부위에 있고 위어플레이트의 상부 아래에 있게된다. 슬러리표면의 상부 존이 거품으로 채워질때, 거품은 구멍(112)을 통해 공기가 슬러리를 통해 빠져나갈때 발생된 공기압력에 의해 배출실(110)로 들어가게 된다. 펌프, 패들, 진공 또는 이와 유사한 것에 대한 필요성없이 압력은 거품을 폐기물배출구를통하게 한다. 슬러리 수준을 위어플레이트(l04)의 높이의 전면적 내에 유지하는 것이 바람직하다.

슬러리수준이 위어플레이트의 상부위로 떠오르면, 받아들일 수 있는 섬유가 거품 폐기룰배출구 밖으로 빠져나갈 것이다. 바람직하게는, 슬러리수준이 위어플레이트의 아래로 되어 표면파가 위어플레이트에서 놀이치지않게 한다. 슬러리수면이 위어플레이트(l04)의 바닦면 아래로 떨어지면, 잉크를 적재한 거품이 배출구(20)를 통해 수용할 수 있는 슬러리와 함께 인출될 수 있다.

설명한 바와 같이 가압부유선별모듈은 고형물이 약 0.1% 내지 5%의 원료성분과 함께 작동될 수 있고,잉크를 제거하는 화학약품으로 모든 원료에 사용될 수 있다. 가압 모듈은 거품이 많은 원료를 충분히 조절할 수 있다. 본 부유선별모듈의 하나의 특이한 이점은 거품이 있는 폐기물 흐름이 압력을 받아서 제어밸브(28)를 통하게 되는 것이다. 제어밸브에서 거품에 의한 높은 전단응력은 밸브에서 거품을 파괴시켜서 밸브로부터 배출이 대기의 부유선별모듈에서 얻은 거품보다 휠씬더 조절하기 쉬운 액체가 되게 한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 명백한 이점은 재순환루프를 사용함으로, 최소의 외형을 갖는 가압부유선별모듈이 원하는 정도의 오염을 제거하기 위하여 사용할 수 있다. 이것은 가압 모듈에 의해제시되는 기하학적 결과이다. 모듈은 통한 속도는

이다. 따라서 용량의 증가는 반경의 증가에의해 이루어지고, 용량은 반경의 제곱에 따라 변하므로, 모듈의 반경에 있어서 증가는 용량을 상당히 증가시킨다.

예를 들면, 매일 모듈에 100톤을 처리하는 것은 직경이 3ft보다 약간 크다. 이러한 모듈을 매일 500톤까지 축절할 때, 직경은 4 내지 5ft사이까지 증가할 것이다. 폐기물 부유선별 셀의 또 다른 형태로 알려진 바와 같이, 슬러리의 깊이가 증가할때, 모듈내에 증가된 흐름의 길이는 슬러리의 바닥에서 슬러리의 상부까지거품이 부유하도록 충분한 슬러리 체류시간을 제공하는 것을 요구한다. 따라서, 본 발명의 모듈의 반경의적당한 증가외에, 모듈이 보다 큰 용량의 규모가 될때, 몸체부(40)의 길이는 슬러리의 체류시간을 증가하도록 증가될 것이다.

대기 부유선별 셀로 이루어진것과 같이, 예를 들어, 매일의 모듈당 500톤을 연속으로 사용하는 대신에 보다 큰 용량으로 모듈이 될 수 있는 경우에, 일 모듈 당 500톤은 액셉트배출구(20)으로부터 흐름의 80%를 재순환하여 사용할 수 있다. 달리, 소형인 액셉트배출구는 제2부유선별모듈로 안내되는 제2난류 혼합부까지 직접 굽어져 있을 수 있다. 일련의 가압모듈이 사용될때 조차도, 압력이 모듈내에 유지되므로, 압력이셀 내에서 손실되는 대기압식 부유선별 셀에서와 같이 각 단계사이에서 펌프가 요구되지 않는다는 점에서 자금이 절약된다. 그러나, 통상적으로 원료를 재순환하여 보다 큰 모듈을 사용하는 것이 더욱 효과적이라믿는다. 본 발명에 따라 가압보유모듈은 종래의 대기압 셀의 열한번째 단계의 잉크를 제거하는 과정에서 사용될 수 있어서, 예를 들면,90% 이상의 클리이닝효과를 얻기 위하여, 일 용량당 1100톤의 모듈이 매일1000톤을 재순환시키고 깨끗해진 슬러리를 매일 100톤 정도 생산하게 될 것이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 가압부유선별모듈의 외형에는 여러가지 변화가 가능하다. 제7 및 8도에 모듈(100)이 제2도에서 제6도까지 도시된 모듈보다 더 수직하게 시작하는 변형된 실시예가 도시되어 있다. 모듈(100)은 그것의 저부에 위치한 슬러리흡입구(134)와 슬러리배출구(106)를 갖는 외부하우징 또는 벽(102)을 포함한다.

일반적으로, 슬러리흡입구는 슬러리배출구 보다 어느 정도 높게 설치되어서 흡입구로부터 배출구까지 직접적으로 오염물질을 짧게 순환시키는 것을 방지하는 것이 좋다. 거품 폐기물 파이프(108)는 모듈(100)의상부에 위치하고 파이프의 바닥부를 따라 가늘고 긴 오리피스(140)를 포함하며, 오리피스는 모듈내 파이프의 단부에서 벽(112)의 내부면 가까이 까지 뻗어있다. 폐기물 파이프상에 밸브(142)와 같은 적당한 제어기구가 제공된다. 이러한 실시예에서, 오염물질을 적제한 거품은 슬러리의 표면으로 부유하고, 이것은 폐기물파이프(108)의 수면이하를 유지한다. 모듈내의 압력은 표면으로부터 거품을 폐기물 파이프로 들어가게하여처리되도록 모듈밖으로 나가게 한다.

가압모듈의 또다른 실시예(120)는 제9도 및 10도에 도시되어 있다. 이러한 실시예는 외부벽(102), 원료흡입구(134) 그리고 원료 배출구(1063)를 갖는 모듈(100)과 유사하다. 배플어셈블리(l22)가 부유선별모듈의상부에 위치하고 윗쪽으로 각을 두고 뻗어있는, 벽(l02)에서 안쪽으로 돌출해있는 플레이트부(124) 및 플레이트(124)의 안쪽단부로부터 윗쪽을 향해 뻗어있는 거의 수직인 위어플레이트(126)를 포함한다. 모듈하우징을 갖는 배플어셈블리는 일반적으로 폐기물배출실(128)을 형성한다. 거품은 위어플레이트(126)의 상부위로흐름으로 일반적으로 원추형인 배출실(128)로 들어간다. 모듈내 압력은 거품을 모듈로부터 배출구(130)를 통하게 한다.

수직모듈의 또다른 변형은 제11도에 도시되어 있다. 본 실시예의 가압부유선별모듈(150)은 원료 배출구(154)를 향해 경사진 하측원추형하우징(152)을 포함한다. 원추형하우징 윗부분은 거의 실린더형하우징(156)으로 원료흡입구(158)를 포함한다. 돔(160)은 가시유리(162)로 되어 있어서, 모듈의 상부에 제공되어 있다.중앙의 폐기물 파이프(164)는 모듈의 상부 가까이에서 모듈내에 위치해있고, 하측원추형하우징의 바닦에 뻗어있다. 이러한 실시예에서, 특히 유리한 배플어셈블리(l66)가 도시되어 있는데, 이것은 가요성 배플판(l68)과 부유 배플링(l70)을 포함한다. 링(170)은 슬러리의 표면을 부유하고, 그러한 부분은 폐기물 파이프속으로 슬러리가 흘러가는 것을 방지하도록 슬러리위로 떠오른다. 슬러리의 표면에 발생된 거품이 배플링의상부를 흘러넘어 폐기물 파이프로 흘러나간다. 가요성막(168)은 자체적으로 겹쳐 있을 수 있고, 여기에 도시된 배플어셈블리는 자동적으로 슬리리 표면에서 파동을 보상한다. 이러한 실시예는 앞에 설명된 실시예와유사한데, 여기서 슬러리는 모듈로 들어가서, 거품이 슬러리의 표면에 떠올라, 배플어셈블리위로 흘러 폐기물 파이프로 들어간다, 받아들일 수 있는 슬러리는 모듈에 정지되고 거품이 폐기물 파이프를 통하도록 이용된다.

여기에 설명된 방법 및 가압모듈은 잉크를 제거하는 것 외에 분리공정에서도 응용된다. 예를 들어, 본 발명을 이용하는 부유분리 선별기술은 플라스틱과 같은 다른 오염물질을 펄스슬러리로부터 분리하기위해 사용될 수 없고, 광물분리 또 이와 유사한 것에 사용될 수 있다. 분류는 전체 부유선별에의해 이루어질 수 있는데, 이것은 본 가압부유선별모듈에서 가능한 재순환에의해 상당히 단순화되어 진다.

더우기, 본 발명은 정압에서 작동하기위해 기술되어 있는 반면에, 부압에서 부유선별모듈의 조작으로도또한 가능하다. 이러한 변형에서, 폐기물관은 진공에 연결되어질 것이고, 액체면 위의 모듈면적은 부압으로유지될 것이다. 이러한 점에서, 본 발명은 슬러리 표면에서 거품을 제거하기 위해 진공이 사용되는 이전의 보유선별장치와 다르다. 본 발명에 있어서 전 모듈은 밀폐되어 있다. 본 부유선별모듈은 -0.7바아에서 +7.1바아(-10에서 +100psi)의 절대압력 범위에서 작동될 수 있는 다양성을 나타낸다.

가압부유선별모듈과 압력하에 슬러리로부터 거품을 분리하는 방법의 여러가지 실시예가 여기에 상세히 기술되어 있는 반면에 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 여러가지의 변화가 이루어질 수 있다.

Claims (26)

1. 가스가 분산되어서 슬러리 내에 용해되어 하나의 높은 농도의 구성물을 포함하는 표면거풍을 형성하는 기포를 발생하는, 슬러리에서 최소한 하나의 구성물을 분리시키기위한 거품부유선별방법에 있어서, 슬러리의 흡입구, 슬러리의 배출구와 폐기물배출구를 갖는 밀폐용기를 제공하는 것과 ; 밀폐용기를 통해 슬러리를 공급하는 것과 ; 상기 공급단계의 최소한 하나와 용기내에 액체면을 유지시키기위해 폐기물배출구로부터흐름을 조절하는 것과 ; 슬러리의 표면에서 거품층을 발생하는 것과 ; 그리고 슬러리위의 지역에서 용기 내압력을 비대기압으로 유지시키는 것을 포함하도록 개선된 것을 특징으로 하는 거품부유선별방법.
2. 제1항에 있어서, 용기의 액셉트배출구에서 흡입구까지의 흐름의 일부를 재순환하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 액셉트배출구에서 상기의 제1용기와 동일하게 작동되는 제2용기로 향해 흐르게하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 비대기압으로 유지되는 단계가 슬러리의 상부 지역에서 정압이되도록 용기로부터 달아나는 가스의 흐름을 조절하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 비대기압으로 유지시키는 단계가 폐기물배출구에서 진공이 되게하고 슬러리의 상부지역에서 부압이 되게하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 배출구들 사이에 배플수단을 제공하고, 폐기물배출구 주위에 한정된 액세스챔버를 형성하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 잉크가 적재된 거품이 공기를 통한 펄프슬러리로부터 분리하는 부유선별모듈에 있어서, 슬러리 처리존에서 슬러리 표면까지 거품이 그 안에 떠오르도록 처리 존을 한정하는 몸체부와 ; 상기 몸체부에 연결되어 슬러리 공정으로부터 슬러리를 받아 들이는 흡입구와 ; 상기 존으로부터 슬러리가 직접 흐르도록 상기몸체부에 연결된 슬러리배출구와 ; 상기 존에서 상기 기포를 직접 흐르게 상기 몸체부에 연결된 폐기물배출구를 포함하고 ; 상기 흡입구와, 배출구와 몸체부가 거의 밀폐된 압력용기를 한정하고 ; 슬러리 표면과 모듈내의 압력을 조절하기 위해 슬러리의 흐름율과, 액셉트흐름과 폐기물흐름을 조절하기 위한 흐름조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
8. 제7항에 있어서, 상기 흡입구가 상기 공급부에 대한 연결부와 상기 몸체부의 연결부 사이에 뻗어있는 점차적으로 팽창하는 벽을 갖는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
9. 제8항에 있어서, 상기의 점차적으로 팽창하는 벽이 수평에서 약 40°미만의 각으로 위치해 있는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
10. 제9항에 있어서, 상기 액셉트배출구가 상기 슬러리흡입구 아래에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는부유선별모듈.
11. 제7항에 있어서, 배플어셈블리가 상기 액셉트배출구와 상기 폐기물배출구 사이의 상기 용기내에 위치하고, 제한된 입구를 그곳에 갖는 폐기물실을 한정하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
12. 제11항에 있어서, 상기 배플어셈블리가 상기 모듈의 벽으로부터 각을 두고 윗쪽을 향해 안쪽으로 뻗어있는 플레이트를 포함하고 플레이트의 끝부분이 플레이트의 단부로부터 거의 수직으로 위를 향해 뻗어있는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
13. 제12항에 있어서, 상기 플레이트가 수평에서 40°이하의 각으로 안쪽을 향해 뻗어있는 것을 특징으로하는 부유선별모듈.
14. 제7항에 있어서, 상기 몸체부가 횡단면이 대체로 실린더 형인 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
15. 제7항에 있어서, 상기 몸체부가 횡단면이 대체로 타원형인 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
16. 제7항에 있어서, 상기 몸체부가 그것의 흡입구에서 배출구까지 벌어져 있는 원추형인 것을 특징으로하는 부유선별모듈.
17. 제7항에 있어서, 상기 흐름 조절장치가 상기 슬러리 수면위에 정압을 제공하기위해 슬러리로부터 달아나는 폐기물배출구를 통한 공기의 흐름을 제한하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
18. 제7항에 있어서, 상기 흐름 조절장치가 상기 슬러리위에 부압을 제공하도록 상기 폐기물배출구에 작동되게 연결된 진통수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
19. 제7항에 있어서, 상기 몸체부가 흡입구에서 배출구까지 벌어져 있는 원뿔대를 한정하고, 상기 원뿔대가 아래쪽으로 위치한 배출구에 따라 수직으로 시작되고, 상기 폐기물배출구가 슬러리의 표면가까이 까지상기 원뿔대 내에 뻗어있는 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
20. 제19항에 있어서, 부유배플어셈블리가 상기 파이프에 연결되어 상기 파이프속으로 슬러리가 흐르는것을 제한하는 것을 특징으로 하는 부유선별모듈.
21. 슬러리가 처리되어서 슬라리의 성분을 포착하여 거품을 발생시키고, 거품이 슬러리의 상부로 떠올라슬러리와 거품이 모듈에서 분리되어 제거되는 모듈에서 거품이 슬러리와 분리되는 거품부유선별 분리방법에있어서, 흐름을 조절하면서 모듈로 밀폐용기를 제공하는 것과 ; 그리고 용기내를 비대기압으로 유지시키는것을 포함하는 것을 개선된 것을 특징으로 하는 거품부유선별 분리방법.
22. 제21항에 있어서, 용기내를 정압으로 유지시키는 것을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제21항에 있어서, 용기내를 부압으르 유지시키는 것을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 가스가 슬러리와 혼합하므로 발생된 거품을 모듈을 통해 공급되는 슬러리와 분리시키기위한 거품부유선별모듈에 있어서, 상기 모듈이 ; 슬러리흡입구, 슬러리배출구 그리고 거품배출구를 서로 간격을 두고 떨어져 위치시킨 밀폐된 몸체부와 ; 그리고 상기 몸체부 내에 비대기압을 제공하여 유지시키는 압력조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 거품부유선별모듈.
25. 제24항에 있어서, 상기 압력조절수단이 가스의 흐름을 제한하고 상기 모듈내에 정압을 주기위해 슬러리에서 상기 몸체부로 달아나는 약간의 가스를 한정시키는 흐름조절수단을 상기 거품배출구에 포함하는 것을 특징으로 하는 거품부유선별모듈.
26. 제24항에 있어서, 상기 압력조절수단이 상기 모듈내 부압을 제공하기 위하여 상기 거품배출구에 작동가능하게 연결된 진공발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 거품부유선별모듈.

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