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

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. On a fait une etude pour demontrer, sur une base d'installation-pilote, la performance d'un systeme a turbine de separation de l'ecume et mettre au point les parametres de concept pour une application sur une grande echelle. On a trouve que, parmi diverses configurations, une turbine avec disque a ailettes de trois lames etait optimale pour separer l'ecume. Les principales variables dans le processus de controle de la separation de l'ecume se sont averees etre la conception du systeme, la vitesse de la pointe (tip), la vitesse de rotation et la charge de l'ecume. Un systeme de separation de l'ecume impliquant un enlevement limite du liquide s'est comporte 3 a 16 fois mieux qu'un systeme classique d'ecoulement libre. Une turbine de 38 centimetres de diametre qui fonctionne a raison de 1800 tours a la minute (vitesse de la pointe de 3600 centimetres a la seconde) a permis de separer jusqu'a 1.2 metre cube d'ecume a la seconde (42 pieds cubes a la minute. Les equations de conception qu'on a mises au point pour determiner les dimensions des dispositifs pour separer l'ecume indiquent qu'une turbine de 61 centimetres (2 pieds) de diametre et de 21 kilowatts pourrait separer 4.3 metres cubes d'ecume. Dans le cas d'une usine pour separer l'ecume a raison de 95 × 103 metres cubes par jour, il faut approximativement 12 dispositifs pour cette separation; on evalue les couts d'immobilisations a $108,000.