JPS643995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルプ懸濁液に処理液体又は気体を混
合する方法及び装置に関する。

一般的混合、及び特に化学的混合は、実質上セ
ルロース処理工業全体において重要な位置を占め
る。

例えばセルロースパルプの漂白において十分満
足のゆく脱リクニン化及び／又は漂白を得るため
には良好な化学的混合が絶対的に必要である。漂
白剤が良好に混合されると、結果として均一な漂
白が得られ、また最低の反応温度で且つ最も短い
反応時間で漂白剤が十分に利用される。

今日に至るまでセルロース工業において満足す
る結果を得るために、対処するのが最も困難であ
つた“混合の問題”は、平均的パルプ濃度又は
過濃度（５〜20％）におけるパルプ懸濁液への化
学薬品の混合である。

しかしながら、低濃度のパルプ懸濁液（５％未
満、例えば従来の塩素処理）への漂白剤の混合、
及び高濃度（20％以上、気相漂白）における気体
状漂白剤の添加は公知であり且つ試験済の方法で
あつて、これらは顕著な混合問題を引き起こして
いない。

しかしながら、低パルプ濃度で混合する場合の
一つの問題は、大量の液体が必要とされ、このた
めポンプの高エネルギーが必要とされ、また対応
する漂白プラントからの大量排出の原因となるこ
とである。

一方、高パルプ濃度（20％以上）における操作
には、高度脱水用の専用装置が必要とされ、且つ
当然のことながらこの場合の漂白剤は処理中気体
状媒質として存在することが必要である。

このいわゆる高パルプ濃度（20％以上）におけ
る気相漂白は、従来そして現在酸素、オゾン、塩
素、アンモニア及び二酸化塩素のような気体状化
学薬品で漂白するために工業的な規模で行なわれ
ている。

本発明は平均的濃度（５〜20％）のパルプ懸濁
液に気体状及び液体状媒質の両方を均一に且つ効
率的に混合するための方法及び装置に関する。こ
の混合方法は、パルプ懸濁液に薬品を瞬時に混合
することによる強力な混合方法として記載され得
る。この場合の瞬間的混合とは、混合デバイス
（ミキサー）が厳密な意味で滞溜時間を“欠く”
ものであり、化学薬品及びパルプ懸濁液が常時連
続的に且つ同時にミキサーに供給されることを意
味するものとする。換言すると、ミキサーは、例
えば従来の低濃度ミキサーの場合によくあるよう
な“より早い”濃度変化に関する重要なバランス
効果をもたない。本発明は、酸素ガス、塩素ガ
ス、二酸化塩素水又は塩素及び二酸化塩素の混合
物のような液体状又は気体状化学薬品をパルプ懸
濁液に良好に混合するために、第１に懸濁液中の
繊維を十分に露出させ、その後これらの遊離繊維
に前記薬品を出来得る限り均一に添加することを
基礎としている。

本発明の特徴は特許請求の範囲の記載により更
に明確にされる。

以下添付図面に基づき本発明のいくつかの具体
例を説明する。

第１図に示された装置は円筒状ハウジング１を
有し、該ハウジング内において円筒状回転子２が
外側ベアリングハウジング３中で支持され、モー
ター（図示せず）により駆動されて回転する。ミ
キサーの入口４は前記円筒状回転子に対して心合
せして配置され、一方出口５は円筒状ハウジング
１上で接線方向に配置されている。薬品添加用入
口６は入口４内に対称的に配置され回転子中央部
７内に開口している。回転子２の直径が入口４の
直径と比較して大きい場合には、前記入口６は確
実にパルプ入口４内には開口するが、必ずしも回
転子中央部７に開口する必要はない。円筒状回転
子２と、ハウジング内に取り付けられている固定
子リング８との間には円形ギヤツプ９が得られ
る。該ギヤツプは、特別な固定子リングによる代
わりに、ハウジング１自体の構成部分によつても
外側に規定され得る。ギヤツプの高さｈは１〜30
mm、好ましくは２〜10mm、更に好ましくは３〜５
mm、である。ギヤツプの長さｌはギヤツプ内で効
率的な混合が得られるような長さにすべきであ
る。従つて、ギヤツプの長さｌはギヤツプの高さ
ｈより数倍大きくなければならず、例えば３〜25
倍、好ましくは５〜20倍、更に好ましくは10〜15
倍である。回転子周囲の最外縁部には複数のクリ
ーニング用指状突起１０が配設されている。ハウ
ジング１の底部の特別な空間１１はスクラツプト
ラツプとして働く。懸濁液中に乱流を起させるた
めにクリーニング用指状突起の代わりに、例えば
半球状突出部等の他の部材を回転子２の外周に配
設し得る。

装置は以下のように動作する。最高20％までの
濃度のパルプが、入口４を介して連続的にミキサ
ーに供給される。円筒状回転子２の回転により回
転子とパルプとの間に剪断力場が形成され、該剪
断力場によりパルプはある大きさの圧力低下の下
で円筒状回転子２と固定子８との間にある比較的
狭いギヤツプ９を通過できる。ギヤツプ入口及び
ギヤツプ内の両方における強力な剪断力場の作用
によつて懸濁液中の繊維は非常に効率的に露出さ
れる。このようにギヤツプを通過した後のパルプ
は出口５を介してミキサーの外に押出される。

パルプがミキサーに供給されるのと同様に、懸
濁液に混合されるべき単数又は複数の薬品も薬品
用入口６を介して連続的に供給される。高速で回
転している回転子２（500〜1500r.p.m.、好まし
くは約750r.p.m.）の中央部に薬品が装入される
ため添加された薬品は平担な円筒の表面に沿つて
放射方向に外縁部及びギヤツプに向かつて均一且
つ均質に分配される。添加された薬品は、ギヤツ
プ周辺に分配され、ギヤツプを通つて押圧された
各“パルプ層”には的確に等量の薬品が配分され
る。

第１図に示されるように、回転している回転子
の中央部に薬品を添加することにより、上記ギヤ
ツプ中の懸濁液への均一な薬品の分配が得られる
他に、更に、回転子２の回転している平滑な前面
とパルプ懸濁液との間の剪断力は、回転子表面近
傍に薬品層が形成されるため、実質的に減少する
という効果が得られる。この現象は塩素ガス又は
酸素ガスのタイプの気体状の化学薬品が使用され
る場合には特に顕著である。このようにして懸濁
液と回転子２との間の摩擦が低下するため、ギヤ
ツプ９の入口、及びギヤツプ内自体における有効
な混合の作業にエネルギー負荷のより大きな部分
を利用することが可能となる。

前記クリーニング用指状突起１０はスクラツプ
トラツプ１１への“スクラツプ噴射手段”として
の作動の他、パルプ及び薬品がギヤツプに入る際
に繊維露出手段及び混合手段としての働きもす
る。

例えば５ｍ以上の巨大な高さｈのギヤツプ内で
の混合を改良するために、第３図乃至第６図に示
されるように回転子２及び固定子８の夫々に異つ
た乱流形成部材を取り付けることにより試験をし
たところ、良好な結果が得られた。目的は、混合
能力を増大させるべくギヤツプ内のエネルギー転
換、即ちパルプ層を介して回転子２から固定子８
へのエネルギー伝達を増大させることであつた。
該乱流形成部材は例えば、回転子及び固定子の
夫々の周囲全域にわたつて存在するピン１２又は
ストリツプ１３の形状とつてもよい。

ピン１２は図示されているものと、異なつた形
状、例えば半球状でもよく、回転子２又は固定子
８、又はその両方に配設することができる。後者
の場合ピンは互い違いに配設されなければならな
い。

周囲全域にわたつて伸延するストリツプ１３は
単数でも複数でもよく、回転子２及び固定子８の
両方に配設されなければならない。該ストリツプ
は、ピンが同一直径上に配置される程度に、ギヤ
ツプ内に離れて伸長することが好ましい。

前記ミキサーの能力を増大するための一つの方
法は第７図及び第８図に示されるように、数個の
ギヤツプが形成されるべく回転子及び固定子を構
成することである。ギヤツプの数は３〜７でよく
好ましくは３〜５、更に好ましくは３である。こ
のようにギヤツプ高さを維持したまま開放部分を
増加して、これと共にミキサー能力が増加した。
回転子中央部に装入された薬品（気体状又は液体
状）を、同心円的に配設された数個のギヤツプに
わたつて均一に分布させることが可能ならしめる
ためにギヤツプ前方には回転子上に複数の“スポ
ーク”１４が配設され、該スポークは、スクラツ
プ噴射手段及び繊維露出手段として働く他に、乱
流形成手段及び異つたギヤツプにわたつて均一に
薬品を分散させる手段としても働く。

回転子２の前面は平面でも斜面でもよく、斜面
の際円垂の先端は入口４に向つているか入口４か
ら回転子の外周に向つている。回転子２の背面は
平滑でもよく、又は回転子の後方における懸濁液
の淀みを阻止すべくリブ、隆起部等を備えていて
もよい。

すべての点において最高の混合を得るために
は、ギヤツプ長さｌ、ギヤツプ高さｈ及び回転子
直径の間の比は各回転速度及びミキサーによる生
産レベルに対して選択されるべきであることが判
明した。例えば、ｈ＝４mm、ｌ＝50mmの円形ギヤ
ツプが３個備えられ、回転子直径が500mmである
場合、パルプ濃度が８〜12％の時、24時間で450t
という能力が測定された。回転子速度は750r.p.
m.であつた。ミキサーの実質的評価は、平均パ
ルプ濃度（５〜20％）、特に約10％における酸素
ガス脱リブニン用パイロツトプラントにおいて実
施された。ミキサーの評価に当つては平均パルプ
濃度での酸素ガス脱リグニン反応速度が酸素ガス
脱リグニン（約30％のパルプ濃度）反応速度と比
較された。前述の構成のミキサーにより驚意的に
良好な結果が得られた。該ミキサーにより得られ
た漂白結果は、あらゆる点においてパルプ濃度30
％（気相漂白）における酸素ガス脱リグニンと同
程度に良好であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の断面図、第２図は第１
図の−線に沿う断面図、第３図及び第４図は
装置中の細部の構造の変形を示す図、第５図及び
第６図は夫々、第３図の−、及び第４図の
−線に沿う断面図、第７図は装置の部分のもう
一つの具体例を示す図、第８図は第７図の−
線に沿う断面図である。 １……ハウジング、２……回転子、４……パル
プ入口、５……パルプ出口、６……処理媒質用入
口、８……固定子、９……円形ギヤツプ、１０…
…クリーニング用指状突起、１１……スクラツプ
トラツプ（空間）、１２……ピン（乱流形成部
材）、１３……ストリツプ（乱流形成部材）、１４
……スポーク（乱流生起用部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルプ懸濁液が平坦な前面を有する円筒状回
   転子の中央部に入口を介して供給され、処理媒質
   がパルプ入口に供給されること、パルプ及び処理
   媒質が最初に回転子の平坦な面に沿つて外向きに
   流れ、次に少なくとも１つの環状ギヤツプを通つ
   て少なくとも１つの薄層形状で実質上軸方向に流
   れること、及び流れの方向が外向きの流れから実
   質上軸方向の流れに変化する際に懸濁液中に乱流
   が形成されることを特徴とするパルプ懸濁液への
   気体状及び／又は液体状の処理媒質の連続的混合
   法。 ２ 処理媒質が回転子の中央部にあるパルプ入口
   に供給されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の混合法。 ３ 前記ギヤツプ内のパルプ層においてもパルプ
   懸濁液中に乱流が形成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載の混合法。 ４ パルプ懸濁液の濃度が５〜20％であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれかに記載の混合法。 ５ ハウジングが平坦な前面を有する円筒状回転
   子と固定子とから成り、該回転子は、それと該固
   定子との間に実質上軸方向に伸延する少なくとも
   １つの環状ギヤツプを形成していること、パルプ
   入口が回転子の平坦な前面の中央部内に開口する
   こと、処理媒質用入口がパルプ入口内に開口する
   こと、前記ギヤツプ直前の回転子の外周に懸濁液
   中に乱流を生起するための部材が配設されている
   こと、及びギヤツプの他方の側でハウジングの円
   周上に出口が配設されていることを特徴とするパ
   ルプ用入口及び出口と処理媒質用入口を有するハ
   ウジングから成るパルプ懸濁液への気体状及び／
   又は液体状処理媒質の連続式混合装置。 ６ パルプ入口及び処理媒質用入口の双方が回転
   子の中央部内に開口することを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 出口が接線方向に配向されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項又は第６項に記載の
   装置。 ８ ハウジングがギヤツプを通過し得ない組大材
   料集収用の空間と共に形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれ
   かに記載の装置。 ９ 乱流形成部材がギヤツプ内に配設されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第８
   項のいずれかに記載の装置。 １０ 回転子及び夫々の固定子に接続されている
   同心円上のリングの間に数個のギヤツプが形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   乃至第９項のいずれかに記載の装置。