DE102010028571A1 - Mixture arrangement for interference of multiple partial chemically formed fluids into main stream, is provided with multiple nozzle openings, which are arranged over channel wall in distributed manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mischanordnung zur Einmischung von einem oder mehreren Fluiden, von denen zumindest ein Fluid wenigstens teilweise von einer Chemikalie gebildet wird, in einen Flüssigkeits-Hauptstrom über mehrere in den Hauptstrom gerichtete Düsenöffnungen, welche in der den Hauptstrom führenden Kanalwand angeordnet sind.The invention relates to a mixing arrangement for mixing one or more fluids, at least one fluid of which is at least partially formed by a chemical, into a main stream of liquid via a plurality of nozzle openings directed into the main stream, which are arranged in the channel wall carrying the main stream.
Bei der Herstellung der Faserstoffsuspension kommen zunehmend Chemikalien zum Einsatz, die den Herstellungsprozess und/oder die Qualität der Faserstoffbahn positiv beeinflussen sollen. Dabei handelt es sich meist um Fixier- oder Retentionsmittel. Beim Zuführen eines Fluids in einen Hauptstrom, insbesondere jedoch in eine strömende Faserstoffsuspension stellt sich grundsätzlich das Problem einer möglichst guten Durchmischung. Dabei ist der Grad der Durchmischung auch mit dem Chemikalienbedarf verbunden.In the manufacture of the pulp suspension increasingly chemicals are used, which should positively influence the manufacturing process and / or the quality of the fibrous web. These are usually fixing or retention agents. When feeding a fluid into a main stream, but in particular into a flowing pulp suspension, there is basically the problem of the best possible thorough mixing. The degree of mixing is also linked to the need for chemicals.
Um den Chemikalienbedarf zu minimieren gibt es bereits seit längerer Zeit Bestrebungen die Durchmischung zu verbessern, was jedoch bisher noch nicht ausreichend befriedigen kann. Problematisch sind dabei insbesondere auch Ablagerungen im Bereich der Eindüsung.In order to minimize the need for chemicals, there has long been an effort to improve the mixing, which, however, can not yet sufficiently satisfy. In particular, deposits in the area of the injection are also problematic.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine möglichst umfassende Einmischung einer Flüssigkeit, insbesondere einer Chemikalie in eine strömende Faserstoffsuspension mit möglichst geringem Aufwand zu gewährleisten.The object of the invention is therefore to ensure the widest possible interference of a liquid, in particular a chemical in a flowing pulp suspension with the least possible effort.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Düsenöffnungen so über die Kanalwand verteilt angeordnet sind, dass die von ihnen ausgehenden Düsenstrahlen insgesamt den überwiegenden Teil des Strömungsquerschnittes des fluiden Hauptstromes durchdringen.According to the invention the object has been achieved in that the nozzle openings are arranged distributed over the channel wall, that the nozzle jets emanating from them penetrate a total of the majority of the flow cross-section of the main fluid flow.
Über die starke Durchdringung des Hauptstromes wird allein bereits eine umfassende Durchmischung der Fluide mit dem Hauptstrom gewährleistet, was auch eine umfassende Verteilung der Chemikalie bewirkt. Dabei sollte die Intensität der Düsenstrahlen so hoch sein, dass die Düsenstrahlen möglichst bis zur Mitte des Hauptstromes reichen. Allerdings sollte die Intensität der Düsenstrahlen aus energetischen Gründen auch nicht so groß sein, dass sie wesentlich über die Mitte des Hauptsroms hinausreichen.The strong penetration of the main stream alone already ensures a thorough mixing of the fluids with the main stream, which also causes a comprehensive distribution of the chemical. The intensity of the jets should be so high that the jets extend as far as possible to the middle of the main stream. However, for energetic reasons, the intensity of the jets should not be so great that they extend well beyond the center of the main stream.
Die Reichweite der Düsenstrahlen hängt neben den Parametern des Hauptstromes im Wesentlichen vom Fluiddruck an der Düsenöffnung und der Strahlfläche sowie deren Veränderung über die Länge des Düsenstrahls ab. Ein geringerer Fluiddruck führt genauso wie eine starke Verbreiterung des Düsenstrahls zu einer Verminderung der Reichweite des Düsenstrahls im Hauptstrom. Dies bietet die Möglichkeit die Reichweite der Düsenstrahlen in der gewünschten Form zu beeinflussen.The range of the jets depends in addition to the parameters of the main flow substantially from the fluid pressure at the nozzle opening and the jet area and their change over the length of the jet. A lower fluid pressure as well as a strong broadening of the jet reduces the reach of the jet in the main stream. This offers the possibility to influence the range of the nozzle jets in the desired shape.
Beim Auftreffen der Düsenstrahlen aufeinander kommt es zur Bildung von Turbulenzen im Hauptstrom die die Durchmischung zusätzlich fördern.When the nozzle jets hit each other, turbulence forms in the main stream which additionally promote mixing.
Um dabei die Durchmischung noch zu intensivieren, ist es von Vorteil, wenn die Düsenstrahlen mehr als 65%, vorzugsweise mehr als 75% und insbesondere mehr als 85% des Strömungsquerschnitts des Hauptstroms durchdringen.In order to intensify the mixing even more, it is advantageous if the jet streams penetrate more than 65%, preferably more than 75% and in particular more than 85% of the flow cross-section of the main flow.
Im Interesse einer intensiven Vermischung und Verwirblung ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn sich die Düsenstrahlen im Hauptstrom zumindest teilweise schneiden. Außerdem kann durch das Schneiden der Umfang der Abdeckung des Hauptstroms mit den Düsenstrahlen vergrößert werden.In the interest of intensive mixing and Verwirblung it is also advantageous if the jet streams intersect at least partially in the main stream. In addition, by cutting, the circumference of the cover of the main flow with the nozzle jets can be increased.
Zur konstruktiven Vereinfachung sollten sich hierzu mehrere, vorzugsweise alle Düsenöffnungen etwa auf einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Umfangslinie des Hauptstromes befinden.For constructional simplification, several, preferably all, nozzle openings should be located approximately on a circumferential line of the main flow running perpendicular to the direction of flow.
Falls ein Schneiden von Düsenstrahlen nicht gewünscht ist, beispielsweise um die beigemischten Chemikalien zu schonen, so sollten sich die Düsenstrahlen in Strömungsrichtung des Hauptstromes zumindest teilweise überdecken. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Düsenöffnungen in Strömungsrichtung des Hauptstromes versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführung, wenn die Düsenöffnungen spiralförmig um den Hauptstrom angeordnet sind.If it is not desired to cut jet streams, for example in order to protect the added chemicals, then the jet streams should at least partly overlap in the direction of flow of the main stream. For this purpose, it is advantageous if the nozzle openings are arranged offset in the flow direction of the main stream to each other. This results in a particularly advantageous embodiment, when the nozzle openings are arranged spirally around the main stream.
Entsprechend den Anforderungen können sich auch einzelne Düsenstrahlen schneiden und andere überdecken.Depending on the requirements, individual jets can intersect and cover others.
Insbesondere in Abhängigkeit von der Stärke des Hauptstromes können die Düsenstrahlen zur Strömungsrichtung des Hauptstromes geneigt, vorzugsweise entgegen dieser Strömungsrichtung geneigt oder aber senkrecht zur Strömungsrichtung des Hauptstromes ausgerichtet sein.In particular, depending on the strength of the main stream, the nozzle jets can be inclined to the flow direction of the main stream, preferably inclined against this flow direction or aligned perpendicular to the flow direction of the main stream.
Um die Abdeckung des Querschnitts des Hauptstromes über möglichst wenig Düsenöffnungen realisieren zu können, sollten die Düsenöffnungen quer zur Strömungsrichtung breiter als in Strömungsrichtung des Hauptstromes sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Düsenöffnungen quer zur Strömungsrichtung um mindestens 50%, vorzugsweise wenigstens 100% breiter als in Strömungsrichtung des Hauptstromes sind. Einen qualitativen Schritt bedeutet es in diesem Zusammenhang aber, wenn die Düsenöffnungen quer zur Strömungsrichtung um mindestens 200%, vorzugsweise zumindest 300% breiter als in Strömungsrichtung des Hauptstromes sind. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Düsenöffnungen einen elliptischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen.In order to be able to realize the coverage of the cross section of the main flow through as few nozzle openings as possible, the nozzle openings should be wider transversely to the flow direction than in the direction of flow of the main flow. It is advantageous if the nozzle openings are transverse to the flow direction by at least 50%, preferably at least 100% wider than in the flow direction of the main stream. In this context, however, a qualitative step means that the nozzle openings are transverse to the flow direction at least 200%, preferably at least 300% wider than in the direction of flow of the main stream. For this purpose, it is advantageous if the nozzle openings have an elliptical or rectangular cross-section.
Zur Minimierung des Herstellungsaufwandes, aber auch zur Schaffung ausgeglichener Strömungsverhältnisse ist es von Vorteil, wenn der von der Kanalwand begrenzte Hauptstrom einen runden, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.To minimize the production costs, but also to create balanced flow conditions, it is advantageous if the main wall of the main wall limited by a current, in particular a circular cross-section.
Allerdings sind bei bestimmten Anwendungen eckige, insbesondere rechteckige Querschnitte angebracht. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die den Hauptsstrom führende Kanalwand, wie beispielsweise bei einer Siebwasserrinne, nach oben offen ist.However, in certain applications angular, in particular rectangular cross sections are appropriate. This is especially true when the main wall leading channel wall, such as in a white water gutter, is open at the top.
Besondere Vorteile biete die Erfindung wegen der dort anstehenden Probleme hinsichtlich Durchmischung bei einem von einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn gebildeten Hauptstrom.The present invention offers particular advantages in terms of mixing in a main stream formed by a pulp suspension for producing a paper, board, tissue or other fibrous web.
Vorteilhaft ist die Anwendung jedoch auch bei Hauptströmen, die von Prozess-, Frischwasser o. ä. gebildet werden.However, the application is also advantageous for main streams that are formed by process, fresh water o. Ä.
Dabei können die beigemischten Fluide von Chemikalien, einer Faserstoffsuspension oder Wasser gebildet werden, wobei in Abhängigkeit von der Art und Wirkung einer Chemikalie diese auch bereits vorab der Faserstoffsuspension oder dem Wasser beigemischt sein kann.In this case, the admixed fluids can be formed by chemicals, a pulp suspension or water, and depending on the nature and effect of a chemical, these may also be added in advance to the pulp suspension or the water.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments. In the attached drawing shows:
Die hier dargestellten Mischanordnungen dienen zur Beimischung von mehreren Fluiden zu einem fluiden Hauptstrom
Die Fluide werden hierbei zumindest teilweise von Chemikalien, insbesondere Retentionsmitteln, wie beispielsweise Polyacrylamid, Polyvinylamin, Polyethylenoxid, Fixiermitteln oder aber auch von Mikropartikeln, wie z. B. Bentonit oder Silikat gebildet. Um einen thermischen Schock dieser Chemikalien bei ihrer Eindüsung zu vermeiden, ist es meist von Vorteil, deren Temperatur an die Temperatur des Hauptstroms
Dabei setzt eine umfassende Wirkung dieser Chemikalien auch eine intensive Vermischung der Fluide in dem Hauptstrom
Die Fluide können aber zumindest teilweise auch von einer Faserstoffsuspension oder Wasser (Prozess- oder Frischwasser) gebildet werden. Falls die Fluide gänzlich aus Faserstoffsuspension oder Wasser bestehen, so dienen sie im Wesentlichen der Turbulenzbildung im Hauptstrom
Es besteht allerdings auch die Möglichkeit einem Fluid aus Faserstoffsuspension oder Wasser vor der Eindüsung in den Hauptstrom
Beim den in den Figuren gezeigten Mischanordnungen wird der Hauptstrom
Die Düsen werden hierbei von Flachstrahldüsen gebildet, wobei die Düsenöffnungen
Dies schont insbesondere sehr langkettige Chemikalien, da diese bei der Eindüsung in den Hauptstrom
Bei der Einmischung wird ein großer Querschnitt des Hauptstroms
In
Falls ein Überschneiden der Düsenstrahlen
Ist ein Überschneiden der Düsenstrahlen
Zur Ausbildung eines ausreichenden Düsenstrahls
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102012220771A1 (en) | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Voith Patent Gmbh | Mixture/dosing device for manufacturing machine of fibrous material web, has electrolysis device that is exhibited with electrochemically generated aluminum ions for producing substrate fluid |
WO2016055450A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Steinmüller Babcock Environment Gmbh | Oxidation basin and method for treating outlet water of a seawater-flue gas scrubber |
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2010
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WO2016055450A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Steinmüller Babcock Environment Gmbh | Oxidation basin and method for treating outlet water of a seawater-flue gas scrubber |
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