Foam breaking — key process in detoxification of kraft mill effluents by foam separation

Authors


Abstract

A study was undertaken to demonstrate on pilot plant scale the performance of a turbine foam breaking system and to develop the design parameters for large scale application.

Among various configurations a 3-blade vaned-disc turbine was found to be optimal for foam breaking. Major process variables controlling foam breaking were system design, tip velocity, rotation speed, and foam load. A foam breaking system with only restricted liquid draw-off performed 3 - 16 times better than a conventional flow through system. A 38 cm diameter turbine operating at 1800 τ/min (3600 cm/s tip velocity) collapsed up to 1.2 m3/min (42 ft3/min) of foam.

Design equations developed for sizing of foam breakers suggest that a 61 cm (2-ft) diameter 21 kW turbine will collapse 4.7 m3/min of foam. For a 95 × 103m3/d foam separation plant, approximately 12 foam breakers are required. Capital costs are estimated at $108,000.

Abstract

On a fait une étude pour démontrer, sur une base d'installation-pilote, la performance d'un système à turbine de séparation de l'écume et mettre au point les paramètres de concept pour une application sur une grande échelle.

On a trouvé que, parmi diverses configurations, une turbine avec disque à ailettes de trois lames était optimale pour séparer l'écume. Les principales variables dans le processus de contrôle de la séparation de l'écume se sont avérées être la conception du système, la vitesse de la pointe (tip), la vitesse de rotation et la charge de l'écume. Un système de séparation de l'écume impliquant un enlèvement limité du liquide s'est comporté 3 à 16 fois mieux qu'un système classique d'écoulement libre. Une turbine de 38 centimètres de diamètre qui fonctionne à raison de 1800 tours à la minute (vitesse de la pointe de 3600 centimètres à la seconde) a permis de séparer jusqu'à 1.2 mètre cube d'écume à la seconde (42 pieds cubes à la minute.

Les équations de conception qu'on a mises au point pour déterminer les dimensions des dispositifs pour séparer l'écume indiquent qu'une turbine de 61 centimètres (2 pieds) de diamètre et de 21 kilowatts pourrait séparer 4.3 mètres cubes d'écume. Dans le cas d'une usine pour séparer l'écume à raison de 95 × 103 mètres cubes par jour, il faut approximativement 12 dispositifs pour cette séparation; on évalue les coûts d'immobilisations à $108,000.

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