(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ製造プロセスにおいて、液体の流れ又は１．５％未満の粘度である低粘度の繊維懸濁液から、有害物質を分離するための装置であって、該装置は、それぞれが垂直なチャンバを有する２つ以上のサイクロン型の分離器を有し、前記垂直なチャンバの上側部分が、清浄化される流れに対して渦運動を生じさせるための接線方向の入口と、アクセプト出口とを備え、前記分離器の円錐形の下側部分の底部が、リジェクト出口を備え、前記２つ以上のサイクロン型の分離器の前記入口が、少なくとも１つの入口を有する少なくとも１つの供給流路に開口し、それらのアクセプト出口が、少なくとも１つの出口を有する共通のアクセプト放出流路に開口し、それらのリジェクト出口が、少なくとも１つの出口を有する共通のリジェクト放出流路に開口し、前記共通のリジェクト放出流路が、アクセプト及びリジェクトを放出するための複数の管路を有する少なくとも１つの補助分離器に接続されている装置において、
前記複数のサイクロン型の分離器が共通のハウジングの中に配置され、該共通のハウジング内に共通の前記アクセプト放出流路、共通の前記供給流路及び共通の前記リジェクト放出流路が垂直方向に重なって位置し、また前記共通の供給流路と前記共通のリジェクト放出流路の間に中間の空間が形成されること、及び
前記中間の空間が前記共通のリジェクト放出流路と連通し、それによって、前記中間の空間内の圧力が、前記共通のリジェクト流路内の圧力と同じであることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記供給流路が、中間の壁によって、別個の入口を有する少なくとも２つの区画に分割され、前記アクセプト放出流路が、中間の壁によって、別個の出口を有する少なくとも２つの区画に分割されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記補助分離器に送り込まれる部分を希釈するために、前記共通のリジェクト放出流路が、希釈液用の管路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記清浄化される流れのための前記共通の供給流路が、前記共通の供給流路の入口に接続された供給配管内に配置された弁によって供給圧力を調整するために、圧力測定デバイスを備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、前記清浄化される液体のための前記共通の供給流路及び前記共通のアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされ、また測定された圧力差を用いて前記補助分離器の出て行くアクセプトの流れを調整するために、前記共通のリジェクト放出流路及び前記補助分離器の前記アクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、前記清浄化される流れのための前記共通の供給流路及び前記共通のアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされ、また希釈液を導入し、前記補助分離器の中に導かれる前記リジェクトを希釈するために、前記清浄化される流れのための供給配管が前記共通のリジェクト放出流路に接続され、それによって、測定された圧力差を用いて前記補助分離器を出て行くアクセプトの流れを調整するために、希釈液ライン及び前記補助分離器の前記アクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
化学パルプミルの蒸解器供給システムの戻り循環から分離された副流の中に配置されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
化学パルプミルのスクリーン室の中に配置されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
パルプ製造プロセスにおいて、セルロースを含有する繊維材料を高圧の処理槽の中に供給するシステム内の液体の流れから有害物質を分離するための方法であって、その方法の実施において、
低圧の繊維材料の流れが、移動デバイス内で加圧され、
高圧の繊維材料の流れが、前記移動デバイスから処理槽の中に導かれ、
前記処理槽内で前記繊維材料から溶液が除去される
方法において、
前記除去された溶液が、少なくとも第１及び第２の溶液の流れに分割され、
前記第１の溶液の流れが、前記移動デバイスの上流で前記低圧の繊維材料の流れに送り込まれ、
有害物質が、前記第２の溶液の流れから、前記流れを平行に接続され共通のハウジング内に配置された２つ以上のサイクロン型の分離器を備える装置内で遠心力に曝すことによって除去され、前記分離器において、前記第２の溶液の流れが、清浄化された溶液の流れと第１のリジェクトとに分割され、前記第１のリジェクトが、第２の清浄化された溶液の流れと有害物質を含む第２のリジェクトとを得るために補助分離に導かれ、共通のアクセプト放出流路、共通の供給流路及び共通のリジェクト放出流路が垂直方向に重なって位置し、また前記共通の供給流路と前記共通のリジェクト放出流路の間に中間の空間が形成され、前記中間の空間が前記共通のリジェクト放出流路と連通し、それによって、前記中間の空間内の圧力が、前記共通のリジェクト流路内の圧力と同じであり、
前記清浄化された第２の溶液の流れが、前記移動デバイスの上流で前記低圧の繊維材料の流れに送り込まれる
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記有害物質が砂であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の流れが、前記第１の流れより小さいことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
有害物質の分離に導かれる前記第２の流れの供給が、その圧力を調整することによって制御されることを特徴とする請求項９、１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記清浄化された流れが、前記第２の流れの供給圧力と前記清浄化された流れの圧力の間の圧力差を用いて調整されることを特徴とする請求項９から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記補助分離器を出る前記第２の清浄化された溶液の流れが、前記第１のリジェクトの流れと前記第２の清浄化された溶液の流れの間の圧力差を用いて調整されることを特徴とする請求項９から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記補助分離器内に導かれる前記第１のリジェクトの流れが希釈されることを特徴とする請求項９から１４までのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学パルプの製造中に化学パルプミルの繊維ラインにおいて有害物質を分離及び除去することによって生じる問題に関し、その理由は、有害物質が除去されない場合にはそれがプロセスに障害を引き起こし、設備に損傷を与える可能性があるためである。
【背景技術】
【０００２】
従来型のパルプ製造プロセスで処理される粉砕されたセルロース系繊維材料、例えば木材チップは、通常、砂、ほこり、石、様々な金属片（例えば釘、金属ワイヤの断片、又はボルト及びナット）などの非セルロース系有害物質、金属の切れ端、又は他の重いセルロース系材料（例えばノット）若しくは非セルロース系材料を含む。この有害物質の密度は、通常は処理されるセルロース系材料の密度より少なくとも１０％高い（例えば、少なくとも５０％高い）。チップの製造中、こうした物質のきわめて多くの部分を除去することが可能であるが、物質の一部はどうしても蒸解器供給システム及び任意選択の含浸槽の中、並びに蒸解器自体に通される。通常、この物質は、いくつかの分離器を用いて供給システム内のチップから分離される。この種の分離器が、米国特許第６，３１５，１２８号に記載されている。砂などの有害物質は、パルプ製造に用いられる液体、蒸解液及び洗浄液などの液体の流れから除去することもできる。蒸解器システムでは、蒸解溶液が含浸及び蒸解器用の槽から除去されて蒸解プロセス（特に蒸解器供給システム）内に戻される。従来型の砂分離器は、蒸解器プラントにおいてチップ搬送装置を介して循環される蒸解溶液から砂及び他の粒子を除去する。米国特許第４，２８０，９０２号は、供給システムの液体の流れから望ましくない物質、特に砂及び相当物を除去するためのサイクロン型の分離デバイスについて記載している。砂分離器は通常、円筒形の容器内への接線方向の入口を備えている。砂及び他の重い粒子は、容器の中で下方へ渦を巻いて分離ホッパに入り、それを通って砂及び粒子が収集槽の中に移動する。円筒形のチャンバの上側部分には、清浄化された溶液のための出口が配置される。
【０００３】
従来技術の装置では、通常は戻り循環である蒸解器供給システムは、直径が比較的大きい１つのサイクロン型の分離器を有する。それは、戻り循環の流れ全体を連続的に処理するために、適切に高い能力を有していなければならない。適切なサイズによって、摩耗、したがって損傷も低減される。大きなサイズの結果として、分離能力は、小さい粒子からなる有害物質に対して常に効率的というわけではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３１５，１２８号
【特許文献２】米国特許第４，２８０，９０２号
【特許文献３】フィンランド特許出願第２００１０８５１号
【特許文献４】米国特許第５，０００，０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、蒸解プロセス用の供給システムの機能性をさらに高め、改善することである。特に本発明の目的は、蒸解器供給システムからの望ましくない物質、特に砂の除去を改善することである。本発明の目的はまた、蒸解器の後のパルプ製造段階でも、スクリーニングにおける低粘度の繊維懸濁液などから、小さい粒子からなる望ましくない物質を除去するために使用することができる装置を提供することである。
【０００６】
本発明の目的は特に、蒸解器供給システム内の戻り循環から最も細かい砂粒子も以前より効率的に分離することが可能な方法及び装置を提供することである。装置の摩耗を引き起こすのは、まさに最も細かい砂粒子である。最も細かい砂粒子を循環から分離することができない場合には、それらがプロセス中に蓄積する可能性があり、それによってプロセスが妨げられ、装置の機能上の能力が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的を達成するために、本発明は、化学的なパルプ製造プロセスにおいて、液体の流れ又は低粘度の繊維懸濁液から、有害物質、特に砂を分離するための装置であって、垂直なチャンバを有するサイクロン型の分離器を有し、垂直なチャンバの上側部分が、清浄化される流れに対して渦運動を生じさせるための接線方向の入口及びアクセプト出口を備え、分離器の円錐形の下側部分、すなわち底部がリジェクト出口を備えた装置に関する。本発明は、装置が、平行に接続された２つ以上のサイクロン型の分離器を有し、それにより、それらの入口が、少なくとも１つの入口を有する少なくとも１つの供給流路に通じ、それらのアクセプト出口が、少なくとも１つの出口を有する共通の放出流路に通じ、それらのリジェクト出口が、少なくとも１つの出口を有する共通の放出流路に通じ、共通の放出流路が、アクセプト及びリジェクトを放出するための複数の管路を有する少なくとも１つの補助分離器に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
したがって本発明による装置は、２つ以上の分離器を有する連続して配置された第１のステップと、通常はサイクロン型のものである、通常は１つの分離器を有する第２のステップとを備える。アクセプトは、清浄化された流体又は懸濁液であり、リジェクトは、分離の際に有害物質がその中に蓄積した部分である。
【０００９】
低粘度の繊維懸濁液は、蒸解器内で製造され、１．５％未満、通常は１．２〜１．５％の粘度を有する繊維懸濁液である。化学パルプミルでの繊維ラインのスクリーン室におけるノットの分離は、ノットの洗浄を含み、その後、この繊維懸濁液の流れから砂が分離される。砂がスクリーン室の細かいスクリーニングのリジェクトから除去された後、リジェクトを洗浄する。本発明は、こうした砂の分離に関連して利用することが可能である。
【００１０】
本発明の好ましい実施例によれば、サイクロン型の分離器は、共通のハウジングの中に、アクセプト放出流路、供給流路及びリジェクト放出流路が垂直方向に重なって位置するように配置される。供給流路とリジェクト流路の間に空間が設けられ、その空間がリジェクト放出流路と連通し、それによって、前記空間内の圧力がリジェクト流路内の圧力と同じになる。
【００１１】
本発明の好ましい実施例によれば、装置は２つの供給回路及び２つのアクセプト回路を有する。それにより、供給流路は、中間の壁によって、別個の入口を有する少なくとも２つの区画に分割され、アクセプト放出流路は、中間の壁によって、別個の出口を有する少なくとも２つの流路に分割される。この実施例は、蒸解器の下流のスクリーン室において好ましく、それによって、一方の区画は、ノットの洗浄からの繊維懸濁液を処理することが好ましく、他方の区画は、細かいスクリーニングからのリジェクトを処理する。本発明によれば、こうした砂の分離を１つの装置で実施することが可能になる。アクセプトの流れは、それ自体知られている方法で異なる処理ステージに導かれる。
【００１２】
本発明の実施例によれば、補助分離器に送り込まれる部分を希釈するために、装置のリジェクト放出流路の中に希釈液用の管路が設けられる。好ましくは、希釈液は、清浄化される流れである。リジェクトの粘度が過剰になる場合には、希釈によって補助分離器における最適な分離が保証され、それを第２のステップと呼ぶこともある。希釈は逆圧を調整し、それによって、第１のステップにおける圧力の釣り合いが得られる。
【００１３】
本発明の好ましい実施例によれば、清浄化される流れの供給流路は、供給流路の入口に接続された供給配管内に配置された弁を用いて供給圧力を調整するために圧力測定デバイスを備える。
【００１４】
本発明の好ましい実施例によれば、測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、清浄化される流れに対する供給流路及びアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされ、測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、補助分離器のリジェクト放出流路及びアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされる。
【００１５】
本発明の好ましい実施例によれば、清浄化される流れを、補助分離器に導かれるリジェクトを希釈する希釈液として導くために、清浄化される流れに対する供給配管がリジェクト放出流路に接続され、それにより、希釈液の流れは、弁を用いて希釈液の供給圧力を調整するために圧力測定デバイスを備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施例によれば、測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、清浄化される流れに対する供給流路及びアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされ、希釈液を導入し、補助分離器の中に導かれるリジェクトを希釈するために、清浄化される蒸気に対する供給配管がリジェクト放出流路に接続され、それにより、測定された圧力差を用いて出て行くアクセプトの流れを調整するために、希釈液ライン及び補助分離器のアクセプト放出流路に関連して圧力差を測定するようにされる。
【００１７】
本発明の好ましい実施例によれば、装置は、砂などの有害物質を分離するために、化学パルプミルにおける蒸解器の供給システムの戻り循環から分離された副流の中に設けられる。
【００１８】
本発明の好ましい実施例によれば、装置は、砂などの有害物質を分離するために、化学パルプミルのスクリーン室の中に設けられる。
【００１９】
本発明はまた、化学パルプ製造プロセスにおいて、砂などの有害物質を、セルロースを含有する繊維材料を高圧の処理槽の中に供給するシステム内の液体の流れから分離するための方法に関し、その方法の実施において、
−低圧の繊維材料の流れが、移動デバイス内で加圧され、
−高圧の繊維材料流れが、移動デバイスから処理槽の中に導かれ、
−処理槽内で繊維材料から溶液が除去される。その方法は、
−除去された溶液が、少なくとも第１及び第２の溶液の流れに分割され、
−第１の溶液の流れが、移動デバイスの上流で低圧の繊維材料の流れに送り込まれ、
−平行に接続され共通のハウジング内に配置された２つ以上のサイクロン型の分離器を有する装置内で第２の溶液の流れを遠心力に曝すことによって有害物質が第２の溶液の流れから除去され、第２の溶液の流れが、第２の清浄化された溶液の流れ及び第２のリジェクトを得るために、清浄化された溶液の流れと補助分離に導かれる第１のリジェクトとに分割され、
−清浄化された第２の溶液の流れが、移動デバイスの上流で低圧の繊維材料の流れに送り込まれる
ことを特徴とする。
【００２０】
清浄化された溶液の流れは混合され、混合された流れが、移動デバイスの上流で低圧の繊維材料の流れに送り込まれる。清浄化された溶液の流れは、溶液の流れに含まれる圧力エネルギーを用いて、低圧の繊維材料の流れに送り込まれる。これには、高圧槽から放出される戻りラインの圧力が利用され、したがって副ラインにも、流れを運ぶための別個のポンプは不要である。通常は、主ライン内の圧力が副流を運ぶのに適切ではないため、主流からの副流の分離には、副ライン内にポンプなどの圧力を増加させるデバイスが必要になる。
【００２１】
高圧の処理槽の中に導かれる繊維材料は、通常はチップである。
【００２２】
本発明の好ましい実施例によれば、第２の流れは第１の流れより小さく、それは言及した最初のものが、蒸解器の供給システムの戻りラインの副流であるためである。通常、第２の流れは、第１の流れの体積流量（例えば、リットル／秒）の３０％未満を含む。
【００２３】
本発明の好ましい実施例によれば、砂などの有害物質の分離に導かれる第２の流れの供給は、その圧力を調整することによって制御される。
【００２４】
本発明の好ましい実施例によれば、清浄化された流れは、第２の流れの供給圧力と清浄化された流れの圧力の間の圧力差を用いて制御される。
【００２５】
本発明の好ましい実施例によれば、補助分離器を出る第２の清浄化された溶液の流れは、第１のリジェクトの流れと第２の清浄化された溶液の流れの間の圧力差を用いて制御される。
【００２６】
本発明の好ましい実施例によれば、補助分離器内に導かれる第１のリジェクトの流れは希釈される。
【００２７】
添付図面を参照して、本発明についてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術による解決策を示す図である。
【図２】本発明による好ましいプロセスの利用を示す図である。
【図３】本発明による好ましい装置を示す図である。
【図４】図１の線Ａ−Ａに沿った装置の細部を示す図である。
【図５】本発明による単一の分離器の側面図である。
【図６】本発明による好ましい装置を示す図である。
【図７】本発明による好ましい装置を示す図である。
【図８】本発明による装置を調節するための原理を概略的に示す図である。
【図９】本発明による装置を調節するための原理を概略的に示す図である。
【図１０】本発明による装置を調節するための原理を概略的に示す図である。
【図１１】分離器の砂の分離能力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、例えばフィンランド特許出願第２００１０８５１号によって知られている、蒸解器又は含浸槽に接続された従来技術の再循環ループを示している。このシステムでは、高圧フィーダではなく、蒸解器１１の入口にチップを運ぶための少なくとも１つ、好ましくは２つの高圧の懸濁液用ポンプ２５１、２５１’を用いてチップを移動させる。チップは、蒸気処理槽２２１に導入される。蒸気処理槽２２１は、１つ又は複数の管路２２通して蒸気を受け入れる、米国特許第５，０００，０８３号に記載のＤＩＡＭＯＮＤＢＡＣＫ（登録商標）蒸気処理槽であることが好ましい。蒸気で処理されたチップは、槽２２１を出て計量デバイス２２３に入るが、計量デバイス２２３は、ポケット構造の（ｐｏｃｋｅｔｅｄ）ロータ又はスクリュー型のデバイスとすることができる。
【００３０】
計量デバイス２２３からの放出は、直接、管路又はシュート２２６の中に行うことができる。一方において、計量デバイス２２３とシュート２２６の間に、ポケット構造のロータ型アイソレータ・デバイスなどの圧力アイソレータを配置することが可能であり、その隔離デバイス、例えば従来型の低圧フィーダが、２２４の点線として表されている。シュート２２６の中に蒸解液が加えられ（図１の線２２６’参照）、その結果、観察可能なレベルのチップ及び溶液の懸濁液が形成される（図示せず）。懸濁液は、湾曲した出口２５０を介してシュート２２６からポンプ２５１の入口へ放出される。通常、ポンプ２５１の入口へ進む懸濁液を、溶液タンク２５３から管路２５４を通って来る溶液を用いて増加させる。
【００３１】
図１に示される実施例は２つのポンプを有しているが、別法として、ただ１つのポンプのみ、又は２つ以上の直列若しくは平行に接続されたポンプを使用することができる。
【００３２】
加圧され、通常は加熱された懸濁液は、ポンプ２５１’から管路２３４へ放出される。管路２３４は、懸濁液を連続的な蒸解器１１の入口に運ぶ。過剰な溶液は、懸濁液からスクリーン１２を介して従来の方法で除去される。この過剰な溶液は、管路２３５を介して供給システム２１０に戻され、好ましくは溶液タンク２５３に入り、管路２５４を通して管路２５０内のスラリー化のために使用される。望ましい場合には、管路２３５内の溶液を、砂分離器２３７を通して運ぶことができる。前記砂分離器２３７は、所望の動作モードに従って加圧又は非加圧で使用するように設計することが可能である。
【００３３】
しかしながら、高圧フィーダを用いる他の周知のシステムとは異なり、図１の装置の動作では、加圧されたループ２３５をポンプ２５１、２５１’の入口に戻すことは重要ではない。管路２３５内の流れに対して利用可能なエネルギーは、必要に応じて化学パルプミル内の任意の場所で使用することができる。通常は約１０．４〜２７．６バールである戻りライン２３５の圧力を使用する方法は、供給システム２１０の動作モードによって決まる。槽２２６を非加圧で（本質的には大気圧で）動作させる場合、管路２３５内の戻される溶液は本質的に大気圧まで戻された後、管路２５０に送り込まれる。これを実施する１つの方法は、管路２３５内で圧力調整弁５８及び圧力検知器５９を使用することである。弁５８の開口部は、弁５８の下流の管路２３５内で、所定の低下した圧力になるように制御される。さらに、溶液タンク２５３は、「フラッシング・タンク」として動作するように設計することが可能であり、その結果、管路２３５内の高温の加圧された溶液を迅速に蒸発させ、槽２５３に対する蒸気の供給源として使えるようになっている。この蒸気は、例えば管路６０を介して槽２２１内で使用することができる。しかしながら、好ましい実施例では、ポンプ２５１’から出た流れを管路６１及びポンプ６２によって増加させるために、又はポンプ６４を使用して或いは使用することなく、管路２５２内のポンプ２５１と２５１’の間の流れを管路６３によって増加させるために、管路２３５内の加圧された溶液が使用される。
【００３４】
図１は、加圧された流れがポンプ２５１又は２５１’に戻るのを防止する、管路２３４内に配置された一方向の（逆止）弁６５を示している。さらに、従来型の自動（例えばソレノイド動作の）隔離弁６６及び６７が、それぞれ管路２３４及び２３５内に配置され、加圧された管路２３４、２３５を供給システム２１０の残りの部分から隔離する。１つの好ましい動作モードでは、管路２３４内のポンプ２５１’の下流に、従来型の圧力スイッチ６８が配置される。スイッチ６８を用いてライン２３４内の圧力を監視し、圧力が所定の値から外れた場合、従来型の制御器６９が、弁６６及び６７を自動的に閉じることによって、自動的に蒸解器１１を供給システム２１０から隔離する。
【００３５】
前述のプロセス及び装置が効率的であることは証明されているが、本発明の目的は、蒸解プロセスの動作上の機能性、特に蒸解器の供給システムからの砂などの有害物質の除去をさらに改善することである。
【００３６】
図２は、図１の蒸解器の供給システムに適用された、本発明による砂などの有害物質の分離を示している。図１に見られるものと本質的に同一である図２の構成要素は、同じ参照番号によって示されている。
【００３７】
本発明によるプロセスでは、副流２３６が、蒸解器供給システムへの蒸解器の戻りライン２３５から分離される。本発明に関して、戻りライン２３５は主要な戻りラインであり、副ライン２３６は副次的な戻りラインである。ここでは、通常は約１０．４〜２７．６バールである戻りライン２３５の圧力が利用され、したがって、副ラインの中に流れを運ぶための分離ポンプは不要である。通常は、主流内の圧力が副流を運ぶのに適切ではないため、主流からの副流の分離には、副流内にポンプなどの圧力を増加させるデバイスが必要になる。本発明による装置では、副流を送り込む圧力は通常、約４〜６バールである。
【００３８】
副ライン２３６は、砂及び相当する粒子を戻り循環から除去するために、本発明による砂分離用の設備２６０を備えている。これにより、そうでなければ蒸解器供給システムの中に蓄積する最も細かい部分であって、例えばチップの移動に使用されるポンプ２５１〜２５１’’の重大な摩耗を引き起し、したがってそれらの動作特性を損なう最も細かい部分も除去することが可能になる。
【００３９】
主要な戻りラインは通常、管路２６９を介して白液の供給を受ける。主要な戻りライン２３５内の液体は、前記ライン内の液体を加熱するための、又はそれをシュート２２６に送り込む前に冷却するための熱交換器２６８を通して運ばれる。これは、このライン内の溶液が、管路２２６内の圧力に対応するフラッシング温度を超えた温度であるときに望ましく、その結果、管路２２６内でのフラッシングを最小限に抑えることが可能になる。液体は、チップの懸濁液をスラリー化するために、溶液タンクを介して管路２２６内に導かれる。蒸気が、管路２６５を介して蒸気槽２２１に導入される。
【００４０】
砂分離装置内で清浄化された溶液は、必要に応じて供給システムの様々な場所へ、またポンピング装置２５１〜２５１’’（又は高圧フィーダ）の吸引側へ向けることができる。これらには、例示的な方法として×で印が付けられている。清浄化された溶液は通常、管路２６４を介して蒸気槽２２１へ、又はチップの懸濁液を、管路２６３、２６６若しくは管路２６１、２６７から供給システムに導入される他の部分と一緒にスラリー化するために管路２２６へ向けられる。黒液の繊維フィルタからの流れが、管路２６７内に導入される。管路２３６内の清浄化された溶液を、管路２６２、２７０を介して主要な戻り流路へ向けることもできる。
【００４１】
砂分離システムは、連続的な蒸解器１１と関連付けて使用されることが好ましいが、含浸槽に関連付けるなど、他の垂直な（通常は少なくとも約１０バール過圧の圧力で）加圧された処置槽と関連付けて使用することもできる。
【００４２】
図３、４及び５は、本発明による砂分離装置をさらに詳しく示している。本発明による装置３００は、清浄化される物質に対して平行に接続された、いくつかのサイクロン型の分離器３０を備えている。図５には、単一の分離器が正確な図として示されている。単一の分離器３０１は、垂直なチャンバ３０２を含み、その上側端部３０３、すなわち供給端部は、清浄化される流れに対して渦運動を発生させるための接線方向の入口３０４を備えている。チャンバの上側端部３０３は、清浄化された液体、すなわちアクセプト用の放出管３０５も備え、その管は、チャンバの垂直方向の中心軸線と同心になるように位置決めされる。円錐形の下側端部３０６の底部、すなわちリジェクト部分３０７は、砂及び相当する粒子を含む部分、すなわちリジェクトに対する出口３０８を備えている。
【００４３】
装置３００は、平行に接続された２つ以上のサイクロン型の分離器３０１を備えている。チャンバの上側部分３０３に配置された清浄化される液体に対する接線方向の入口３０４は、共通の供給流路３０９に通じている。供給流路３０９は入口３１０を備え、それを通して、分離器内で清浄化される液体が装置の中に導かれる。供給流路３０９は、垂直なチャンバの上側部分３０３を囲んでいる。
【００４４】
チャンバの外側に配置されたアクセプト管３０５の端部は、共通のアクセプト放出流路３１２に通じるアクセプト出口３１１を備えている。放出流路３１２は、垂直方向にチャンバ３０２より上に配置され、アクセプト、すなわち分離器内で清浄化された液体又は繊維懸濁液を装置３００から放出するための少なくとも１つの出口３１３を備えている。
【００４５】
チャンバのリジェクト出口３０８は、本質的に垂直なチャンバより下に配置された共通のリジェクト放出流路３１４に通じている。この放出流路３１４は少なくとも１つの出口を備え、それを通してリジェクトが除去される。放出流路は動作上、リジェクトをさらに処理するための少なくとも１つのサイクロン型の補助分離器３１６に接続される。したがって、リジェクト出口は、補助分離器の入口３１５に接続される。分離器３１６では、リジェクトがアクセプト部分とリジェクト部分にさらに分割される。補助分離器３１６は、アクセプトを放出するための管路３１９及びリジェクトを放出するための管路３１８を有している。
【００４６】
連続して接続されたサイクロン型の分離器３０１は、共通のハウジング３２０内に、アクセプト放出流路３１２、供給流路３０９及びリジェクト放出流路３１４が、垂直方向に重なって位置するように配置される。供給流路３０９とリジェクト流路３１４の間には、分離器の円錐形の下側部分３０６を囲む空間３２１が形成される。中間の空間３２１は、円錐形のリジェクト用の端部３０７を囲む開口部３２２を介してリジェクト放出流路に関連付けられ、その結果、中間の空間３２１内の圧力は、リジェクト放出流路３１４内の圧力と同じになる。したがって、円錐部分３０６の外側の圧力もリジェクトの圧力になっている。分離器３０１を共通の圧力槽３２０内に配置することによって、装置３００の安全性及び性能が改善される。また補助分離器３１６が、同じハウジング３２０内に配置されることが好ましい。個々の分離器の円錐部分３０６が完全に摩耗し、破損した場合も、他の分離機が動作し、破損した分離器から放出される液体の流れが圧力槽の内部に留まり、中間の空間３２１及びリジェクト放出空間３１４に入るため、装置の動作能力が本質的に低下することはなく、緊急の状態は生じない。従来技術の装置では、蒸解器供給システムの戻り循環は、通常、比較的大きい直径（例えば８００ｍｍ）を備えた１つのサイクロン型の分離器を有する。それは、戻り循環の流れ全体を連続的に処置するために、十分に高い能力を有していなければならない。また適切なサイズ設定をすることによって、摩耗、したがって損傷が低減される。しかしながらサイズを大きくすると、装置の分離能力は弱くなり、そのため戻り循環によって、有害な砂及び細かい粒子の形の相当する物質が、蒸解器の供給システム内に蓄積することがある。
【００４７】
図４は、図３の装置の断面Ａ−Ａ、すなわち、供給流路の上から見た分離器３０１を示している。分離器は、互い違いに配置することが好ましいが、互いに対する他の位置決めも可能である。清浄化される液体は供給流路３０９内を流れ、矢印３２３によって示すように分離器の接線方向の入口３０４に入り、分離器のチャンバ内に渦を巻く流れを発生させる。清浄化された液体、すなわちアクセプト用の放出管３０５は、分離器の中心部に配置され、その管は、供給流路より上に配置された、清浄化された液体用の放出流路３１２に通じている。
【００４８】
図６は図３の装置を示しているが、リジェクトを希釈するために、リジェクト放出流路３１４内に希釈液用の管路３２４及び希釈液用の開口部３２５を備えている。したがって、補助分離器３１６に送り込まれる部分の粘度を、リジェクト放出流路３１４内で所望されるように調整することができる。通常、希釈液Ｄ１は装置に送り込まれる液体である。リジェクトの粘度が過剰になる場合には、希釈によって補助分離器、すなわち第２のステップに対して最適な粘度が保証される。
【００４９】
図７は、図３の装置に対する代替的な実施例を示している。この場合、供給流路及びアクセプト流路に中間の壁３２６が配置され、その結果、これらの流路は２つの空間、すなわち第１（３０９’）及び第２（３０９’’）の供給流路の区画、並びに第１（３１２’）及び第２（３１２’’）のアクセプト流路の区画に分割される。両方の供給流路の空間は、清浄化される流れを装置に送り込むための入口３１０’、３１０’’を備えている。それに対応して、両方のアクセプト流路の区画は、アクセプトを装置の外へ導くための出口３１３’、３１３’’を有している。第１の組の分離器３０１’は、供給流路の区画３０９’を通してそれらの供給を受け、第２の組の分離器３０１’’は、第２の供給流路の区画を通してそれらの供給を受ける。第１の組の分離器３０１’において、アクセプトは第１のアクセプト流路の区画３１２’の中に導かれ、第２の組の３０１’’において、アクセプトは第２のアクセプト流路の区画３１２’’の中に導かれる。両方の組の分離器から、リジェクトが、単一の流れとしてリジェクト流路３１４を介して補助分離器３１６の中に放出され、またアクセプトＡ３が形成され、リジェクトが分離されて、そのリジェクトは管路３１８を介して除去される。この実施例は、特にスクリーン室のノットの除去における砂の分離、及び細かいスクリーニングにおけるリジェクトからの砂の除去に適しており、それによって、こうした砂の除去を同じ装置の中で実施することが可能になる。ノットの分離によって流れＦ２が放出され、スクリーン室からのリジェクトは流れＦ１になり、アクセプトの流れはそれぞれＡ２及びＡ１になる。供給流路の区画及びアクセプト流路の区画は、処理される材料の量に応じて、同じサイズのもの又は異なるサイズのものである。アクセプトの流れＡ２、Ａ１及びＡ３は、次の処理へ導かれる。
【００５０】
図８〜１０は、本発明による装置を調節するための原理を概略的に示している。図８では、図３による装置が、蒸解器の供給システムの戻り循環の副流に接続されている。（図２による流路２３６の形の）供給ラインは供給圧力の調整を伴い、調整は、流路２３６内の圧力調整弁３３１及び圧力検知器ＰＦを用いて実施される。アクセプト流路３１２からの清浄化された液体が逆圧のない空間に送り込まれ、ポンプ２５１〜２５１’’の吸引側、またプロセスの所望される位置に至ることが重要である。装置の供給流路の入口に接続された、供給管ライン３２７内に配置された弁３３１の開口部は、弁３２７の下流のライン３２７で所定の低減された圧力になるように制御される。アクセプト流路は、圧力測定値ＰＡ１を伴う。圧力検知器ＰＤＩＣによって示される圧力差ＰＦ−ＰＡ１、及びアクセプト流路の出口に接続されたアクセプト放出管ライン３２８内に配置された弁３３２を用いて、アクセプトの流れを各プロセスの状況に従って、広い範囲の中で調整することができる。リジェクト放出流路３１４は、圧力測定値ＰＲ１を伴う。補助分離器のアクセプト放出流路３２９は、圧力測定値ＰＡ２を伴う。アクセプトの流れは、圧力差ＰＲ１−ＰＡ２、及び補助分離器のアクセプト出口に接続されたアクセプト放出管３３０内に配置された弁３３３を用いて調整される。
【００５１】
図９は、図６に示す装置が蒸解器の供給システムの戻り循環の副流に接続されたときの、流れの調整を示している。図９に示す接続は、希釈部３３４がリジェクト放出流路に接続される点において、図８の実施例と異なっている。希釈液は、装置の供給ライン３２７から副流３３４として導入される。圧力測定値ＰＤは、好ましくはリジェクト放出流路３１４内のものである。希釈液ライン３３４内に、弁３３５が配置される。弁３３５の開口部は、弁の後、希釈液ラインにおいて所定の低減された圧力になるように制御される。戻り循環の圧力は、通常は約１０バールであり、供給ライン３２７内の圧力は、通常は約６バールまで、希釈ライン３３４では約３〜４バールまで低減される。前記アクセプト・ライン３３０内の流れは、弁３３３を用いて、希釈ライン３３４と補助分離器のアクセプト・ライン３３０の間の圧力差ＰＤ−ＰＡ２によって調整される。
【００５２】
図１０は、図７の装置が、スクリーン室のノットの洗浄の下流の流れＦ２、及びスクリーン室のリジェクトの流れＦ１に接続されたときの流れの調整を示している。その場合、装置は、清浄化される材料に対して２つの平行に接続された供給部Ｆ２及びＦ１、並びに２つのアクセプトの除去部Ａ２及びＡ１を備えている。供給ラインは供給圧力の調整を伴い、調整は、圧力調整弁、並びに圧力検知器ＰＦ１及びＰＦ２を用いて実施される。第１の供給ラインＦ１は、第１の組の分離器３０１’に流れ込み、第２の供給ラインＦ２は第２の組の分離器３０１’’に流れ込む。供給ライン内の弁４０１、４０２の開口部は、弁の後、それらの中で所定の低減された圧力になるように制御される。アクセプト・ラインＡ２及びＡ１内の流れは、図８及び９に関するものと同様に、前記供給ラインとアクセプト・ラインの間の圧力差、及び対応する弁を用いて調整される。第１及び第２の組の分離器は、補助分離器３１６に通じる共通のリジェクト流路３１４を有する。後者のアクセプト・ラインＡ３内の流れは、これまでに既に記述したように、リジェクト・ラインと前記アクセプト・ラインの間の圧力差を用いて調整される。
【００５３】
図１１は、粒子のサイズに応じた、異なるサイズの分離器の砂分離能力を示している。粒子のサイズはＩＳＯの分類に従って定められ、１が最大の粒子のサイズを、５が最小の粒子のサイズを表す。分離器の直径が２００〜３００ｍｍであるとき、小さい粒子は、本質的により大きい直径、通常は８００ｍｍの直径を有する分離器を用いるときよりずっと簡単に分離される。
【００５４】
言及する価値がある本発明の利点は、蒸解器供給システムに関連して、砂の分離を戻り循環の副流の中に配置できることであり、その場合、流れは、蒸解器の圧力を用いて実施される。清浄化された副流は、チップ供給ライン内のポンプの吸引側に戻され、必要に応じたプロセスの位置に至る。本発明による装置は小型である。また装置は、円錐部分など分離器の摩耗する部分が好ましくはセラミック材料で製造されるため、高い耐摩耗性を有する。装置全体で分離された砂は、補助分離器のリジェクト放出管路内に配置された１つの砂収集器に集められ、定期的に取り出される。装置は、小さい直径、通常は１００〜３００ｍｍ、好ましくは１５０〜３００ｍｍを有する分離器を備えているため、小さい粒子の砂に対して高い分離レベルをもたらす。装置は通常、１０〜１５個の分離器を備える。接続部及びそれに接続される調整デバイスは、密に配置することができる。装置は容易に理解できるものであるため、装置の保守及び修理は簡単である。装置のハウジング内で使用する分離器の数を変えることによって、能力を簡単に変更及び最適化することができる。
【００５５】
これまでの記述は、より詳細には、蒸解器供給システムに関連した、本発明による砂分離装置の使用に関するものである。装置は、蒸解器室の後のスクリーン室の砂の分離、ノットの分離に関する砂の分離、並びに混合されたノットの分離／スクリーン室のリジェクト、及び他の対応する用途に関する砂の分離に用いることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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