DE102010038694A1

DE102010038694A1 - Konstantteil

Info

Publication number: DE102010038694A1
Application number: DE201010038694
Authority: DE
Inventors: Günther Kriechbaum; Axel Erzler
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-02
Also published as: EP2598690A1; WO2012013407A1; CN103154362B; CN103154362A; EP2598690B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn durch Mischen von wenigstens einem, von aufbereitetem Faser- und Füllstoff gebildeten Hochkonsistenzstrom (1) mit wenigstens einem, vorzugsweise von Frischwasser, Siebwasser o. ä. gebildeten Niedrigkonsistenzstrom (2) in einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei der Hochkonsistenzstrom (1) gereinigt und vor sowie nach dieser Reinigung mit zumindest einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) vermischt wird. Dabei soll der Aufwand dadurch vermindert werden, dass der Hochkonsistenzstrom (1) erstmalig nach einer, der Reinigung folgendenden Vermischung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) entgast wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn durch Mischen von wenigstens einem, von aufbereitetem Faser- und Füllstoff gebildeten Hochkonsistenzstrom mit wenigstens einem, vorzugsweise von Frischwasser, Siebwasser o. ä. gebildeten Niedrigkonsistenzstrom in einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei der Hochkonsistenzstrom gereinigt und vor sowie nach dieser Reinigung mit zumindest einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes vermischt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus wenigstens einem, von aufbereitetem Faser- und Füllstoff gebildeten Hochkonsistenzstrom sowie wenigstens einem, vorzugsweise von Frischwasser, Siebwasser o. ä. gebildeten Niedrigkonsistenzstrom im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei der Hochkonsistenzstrom durch wenigstens eine Reinigungsvorrichtung geleitet und vor sowie nach dieser Reinigungsvorrichtung in zumindest je einer Mischvorrichtung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes verdünnt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
Im konstanten Teil von Papiermaschinen wird der vorher aufbereitete hochkonsistente Gutstoff mit dem in der Papiermaschine aufgefangenen Siebwasser verdünnt, gereinigt und entgast, bevor eine Zuführung zum Stoffauflauf der Papiermaschine erfolgen kann.
Hierzu ist es beispielsweise aus der WO 2004/072365 bekannt, das gesamte Siebwasser vor dessen Beimischung durch eine Entgasungsvorrichtung zu leiten. Es ist des Weiteren bekannt, den Aufwand für die Reinigung des Gutstoffes zu vermindern, indem dieser in zwei Stufen verdünnt wird und die Reinigung bereits nach der ersten Verdünnung erfolgt. Auf diese Weise kann die durch die Reinigungsvorrichtung geführt Fluidmenge wegen der relativ hohen Konsistenz minimiert werden.
Falls das Siebwasser nicht bereits vor der Zumischung entgast wurde, so erfolgt im Fall der zweistufigen Verdünnung sowohl eine Entgasung des gereinigten Hochkonsistenzstromes nach der ersten Verdünnung, als auch eine Entgasung des Niedrigkonsistenzstromes für die zweite Verdünnung.
Frischwasser kommt dabei in immer geringer werdendem Umfang meist nur noch im Bereich der Papiermaschine zum Einsatz.
Bei beiden Ausführungen ist der Aufwand insbesondere für die Entgasung relativ hoch.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Aufwand im Konstantteil bei ausreichender Entlüftung zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Hochkonsistenzstrom erstmalig und insbesondere einmalig nach einer, der Reinigung folgendenden Vermischung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes entgast wird.
Auf diese Weise entfällt die Entgasung des Niedrigkonsistenzstromes vor der Beimischung. Auch die Belastung der Reinigungsvorrichtung sowie der Entgasungsvorrichtung bleiben wegen der hohen Stoffdichte nach der ersten Verdünnung relativ gering.
Hinsichtlich der Anordnung ist dementsprechend wesentlich, dass der Hochkonsistenzstrom erstmalig und insbesondere einmalig nach einer, der Reinigungsvorrichtung folgendenden Mischvorrichtung durch eine Entgasungsvorrichtung geführt wird.
Dabei kann die Reinigungsvorrichtungen aus mehreren Stufen bestehen. Es ebenso möglich, dass der Reinigungsvorrichtung nur eine oder mehrere Mischvorrichtungen vor und/oder nachgelagert sind.
Hierbei wird bewusst auf eine Entgasung des nach der Entgasung des Hochkonsistenzstromes zugeführten Teilstroms des Niedrigkonsistenzstromes verzichtet. Dies ist hinnehmbar, da der überwiegende Teil der dem Stoffauflauf zugeführten Fluidmenge entgast wird. Selbst bei einem Stoffauflauf mit direkt zugeführtem Verdünnungswasser liegt der entgaste Anteil an der dem Stoffauflauf insgesamt zugeführten Fluidmenge bei etwa 85 bis 90%.
Da der Luftgehalt nach der Entgasung des Hochkonsistenzstromes in der Regel unter 0,1% und der Luftgehalt des Siebwassers bei rund 2% liegen, kann so der im Allgemeinen beim Stoffauflauf geforderte maximale Luftgehalt von weniger als 0,5% problemlos eingehalten werden.
Im Ergebnis kann so auf eine zweite Entgasungsvorrichtung verzichtet werden. Die Reinigungsvorrichtungen, wie Cleaner oder Sortierer sind oft für Ströme mit relativ hoher Konsistenz ausgelegt, ohne dass dessen Potential genutzt wird. Daher sollte die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes unmittelbar vor der Reinigung zwischen 1,5 und 3,5%, vorzugsweise über 2% liegen.
Bei den Mischvorrichtungen ist es im Interesse einer guten Durchmischung vorteilhaft, wenn eine Eindüsung des Hochkonsistenzstromes in den Niedrigkonsistenzstrom erfolgt, wobei die Eintrittsgeschwindigkeit des Hochkonsistenzstromes 3 bis 15 mal größer sein sollte als die Strömungsgeschwindigkeit des Niedrigkonsistenzstromes.
Da die Entgasung nicht unbedingt unmittelbar nach der Reinigung erfolgen muss, ist es zur Entgasung eines möglichst großen Anteils der Faserstoffsuspension von Vorteil, wenn der Hochkonsistenzstrom nach der letzten, der Reinigung folgenden Vermischung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes entgast wird.
Dies bedeutet für die Anordnung, dass der Hochkonsistenzstrom nach der letzten, der Reinigungsvorrichtung folgenden Mischvorrichtung durch eine Entgasungsvorrichtung geführt wird.
Zur Gewährleistung einer hohen Effizienz der Entgasung ist es allerdings von Vorteil, wenn die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes unmittelbar vor der Entgasung zwischen 1 und 1,5% liegt.
Um den Aufwand für die Entgasung minimal zu halten, sollte der Niedrigkonsistenzstrom daher nicht entgast bzw. durch keine Entgasungsvorrichtung geführt werden.
Dies gilt auch für Stoffaufläufe bei denen, wie in der EP 1645684 beschrieben, zur Regelung des Flächengewichtsquerprofils der herzustellenden Faserstoffbahn Ströme unterschiedlicher Konsistenz vermischt werden.
Dabei wird ein Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes ohne Entgasung aber vorzugsweise über eine Reinigungseinheit zum Stoffauflauf der Maschine geführt.
Wegen der Schwankungen beim zu- und abgeführten Fluid wird aus der Entgasungsvorrichtung überwiegend ein Überlaufstrom mit entgaster Faserstoffsuspension abgezweigt, welcher mit Vorteil erst nach der Reinigung des Hochkonsistenzstromes diesem beigemischt wird. Bezüglich der Anordnung bedeutet dies, dass der Überlaufstrom der Entgasungsvorrichtung zu einer der Reinigungsvorrichtung des Hochkonsistenzstromes folgenden Mischvorrichtung geleitet wird. Dies entlastet die Reinigungsvorrichtung zusätzlich.
Um Störungen beim Stoffauflauf und damit bei der Herstellung der Faserstoffbahn zu vermeiden, sollte der Hochkonsistenzstrom nach der letzten Mischvorrichtung vorzugsweise über eine Reinigungseinheit zum Stoffauflauf geführt werden. Dabei kann diese Reinigungseinheit je nach Ausführung auch entgasend wirken.
Zur möglichst umfassenden Nutzung der Faser- und Füllstoffe ist es vorteilhaft, wenn das Reject wenigstens einer meist unmittelbar vor dem Stoffauflauf angeordneten Reinigungseinheit des Hochkonsistenz- oder des Niedrigkonsistenzstromes zu einer weiteren Reinigungseinheit geleitet wird, dessen Accept vorzugsweise zur Entgasungsvorrichtung geführt wird.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Darstellung des Konstantteils einer Papiermaschine.
Im konstanten Teil der Papiermaschine wird der Hochkonsistenzstrom 1 in an sich bekannter Weise aus Faser- und Füllstoffen entsprechend den Vorgaben des Papiermachers, d. h. in vorbestimmten Mischungsverhältnissen in einer Mischbütte zusammengeführt und gemischt.
Danach hat der Hochkonsistenzstrom 1 eine Stoffdichte von 3–4% und einen Luftgehalt im Bereich von ungefähr 3%.
Im Konstantteil wird der Hochkonsistenzstrom 1 anschließend mehrfach, hier konkret in zwei Mischvorrichtungen 3, 4 mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes 2 verdünnt. Außerdem erfolgt eine Reinigung sowie eine einmalige Entgasung des Hochkonsistenzstromes 1 bevor dieser zum Stoffauflauf 10 der Papiermaschine gelangt.
Vom Stoffauflauf 10 wird die fertige Faserstoffsuspension zur Blattbildung über eine oder mehrere Düsen auf oder zwischen die Formersiebe des folgenden Formers gebracht.
Im Former sowie nachfolgenden Einheiten der Maschine wird das Siebwasser aufgefangen und als Niedrigkonsistenzstrom 2 in den Konstantteil der Maschine zurückgeführt, so dass möglichst wenig Faser- und Füllstoffe verloren gehen und wenig Frischwasser benötigt wird.
Zur Minimierung des Aufwandes wird das gesamte zur Verdünnung in den Mischvorrichtungen 3, 4 sowie direkt beim Stoffauflauf 10 eingesetzte Siebwasser nicht entgast.
Nach der ersten Mischvorrichtung 3 zur Verdünnung des Hochkonsistenzstromes 1 hat dieser eine Stoffdichte von weniger als 3,5%, was die Reinigung in einer folgenden Reinigungsvorrichtung 5 in Form eines Zentrifugal-Abscheiders erlaubt. Die relativ hohe Stoffdichte vermindert wegen des geringen Durchsatzes die Investitionskosten für die Reinigungsvorrichtung 5, ist aber nicht so hoch, daß der Wirkungsgrad der Reinigungsvorrichtung 5 zu stark beeinträchtigt wird.
Im Anschluss an die Reinigung erfolgt eine weitere Verdünnung des Hochkonsistenzstromes 1 in einer folgenden Mischvorrichtung 4, was die Stoffdichte auf 1 bis 1,5% verringert.
Erst danach wird der Hochkonsistenzstrom 1 zu einer Entgasungsvorrichtung 6 geführt, in der das Fluid unter Unterdruck bis an die Siedelinie gebracht und so entgast wird.
Zum Ausgleich von Durchsatz-Schwankungen enthält die Entgasungsvorrichtung 6 einen Überlauf, dessen Überlaufstrom zur unmittelbar vorangegangenen Mischvorrichtung 4 zurückgeführt und dem Hochkonsistenzstrom 1 zugemischt wird. Somit wird dieser zumindest teilweise entgaste Überlaufstrom entgegen dem bisherigen Stand der Technik nicht noch einmal durch die Reinigungsvorrichtung 4 geführt, was diese entlastet.
Nach der Entgasungsvorrichtung 6 wird der Hochkonsistenzstrom 1 zur Sicherheit über eine zusätzliche Reinigungseinheit 7 in Form eines Vertikalsichters mit eingebautem Siebkorb (Drucksortierer) zum Stoffauflauf 10 geleitet.
Falls, wie in der Figur angedeutet, ein Teilstrom des Siebwassers direkt zum Stoffauflauf 10 geführt wird, so erfolgt dies über eine Reinigungseinheit 9 ebenfalls in Form eines Vertikalsichters mit eingebautem Siebkorb (Drucksortierer).
Mit Hilfe des Siebwassers kann so das Flächengewichtsquerprofil am Stoffauflauf 10 in bekannter Weise beeinflusst werden.
Das Reject der beiden Reinigungseinheiten 7, 9 vor dem Stoffauflauf 10 wird zur Erhöhung der Ausbeute in eine weitere Reinigungseinheit 8 und deren Accept in die Entgasungsvorrichtung 6 zurückgeführt.
Zur Schaffung der erforderlichen Drücke wird der Hochkonsistenzstrom 1 vor der Reinigungsvorrichtung 5, vor der Entgasungsvorrichtung 6 und vor der letzten Reinigungseinheit 7 über jeweils eine Stoffpumpe 11, 12, 13 geleitet.
Durch den Einsatz nur einer Entgasungsvorrichtung 6 verringert sich so die Anzahl erforderlicher Pumpen um zumindest eine.
Die über die Reinigungseinheit 9 dem Stoffauflauf 10 direkt über eine Niedrigkonsistenzpumpe 14 zugeführte Menge an Niedrigkonsistenzstrom 2 (Siebwasser) umfasst üblicherweise 10 bis 15% der dem Stoffauflauf 10 insgesamt zugeführten Fluidmenge.
Da das Siebwasser in der Regel etwa einen Luftgehalt von 2% aufweist und der Luftgehalt des 85 bis 90% ausmachenden Hochkonsistenzstromes 1 kleiner als 0,1% ist, kann problemlos auch ohne Entgasung des Siebwassers insgesamt ein Luftgehalt von weniger als 0,5% beim Stoffauflauf 10 gewährleistet werden.
Des Weiteren erfolgt eine effiziente Nutzung der Reinigungsvorrichtung 5, da diese mit einem relativ hohen Stoffgehalt passiert und der Überlaufstrom der Entgasungsvorrichtung 6 erst nach der Reinigungsvorrichtung 5 zum Hochkonsistenzstrom 1 zugemischt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/072365 [0004]
EP 1645684 [0021]

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn durch Mischen von wenigstens einem, von aufbereitetem Faser- und Füllstoff gebildeten Hochkonsistenzstrom (1) mit wenigstens einem, vorzugsweise von Frischwasser, Siebwasser o. ä. gebildeten Niedrigkonsistenzstrom (2) in einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei der Hochkonsistenzstrom (1) gereinigt und vor sowie nach dieser Reinigung mit zumindest einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkonsistenzstrom (1) erstmalig nach einer, der Reinigung folgendenden Vermischung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) entgast wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkonsistenzstrom (1) nach der letzten, der Reinigung folgenden Vermischung mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) entgast wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Niedrigkonsistenzstrom (2) nicht entgast wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) zum Stoffauflauf (10) der Maschine geführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Entgasung anfallender Überlaufstrom erst nach der Reinigung des Hochkonsistenzstromes (1) diesem beigemischt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes (1) unmittelbar vor der Reinigung zwischen 1,5 und 3,5%, vorzugsweise über 2% liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes (1) unmittelbar vor der Entgasung zwischen 1 und 1,5% liegt.
Anordnung zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus wenigstens einem, von aufbereitetem Faser- und Füllstoff gebildeten Hochkonsistenzstrom (1) sowie wenigstens einem, vorzugsweise von Frischwasser, Siebwasser o. ä. gebildeten Niedrigkonsistenzstrom (2) im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei der Hochkonsistenzstrom (1) durch wenigstens eine Reinigungsvorrichtung (5) geleitet und vor sowie nach dieser Reinigungsvorrichtung (5) in zumindest je einer Mischvorrichtung (3, 4) mit einem Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) verdünnt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkonsistenzstrom (1) erstmalig nach einer, der Reinigungsvorrichtung (5) folgendenden Mischvorrichtung (4) durch eine Entgasungsvorrichtung (6) geführt wird.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkonsistenzstrom (1) nach der letzten, der Reinigungsvorrichtung (5) folgenden Mischvorrichtung (4) durch eine Entgasungsvorrichtung (6) geführt wird.
Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Niedrigkonsistenzstrom (2) durch keine Entgasungsvorrichtung geleitet wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des Niedrigkonsistenzstromes (2) vorzugsweise über eine Reinigungseinheit (9) zum Stoffauflauf (10) der Maschine geführt wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überlaufstrom der Entgasungsvorrichtung (6) zu einer der Reinigungsvorrichtung (5) des Hochkonsistenzstromes (1) folgenden Mischvorrichtung (4) geleitet wird.
Anorndung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkonsistenzstrom (1) nach der letzten Mischvorrichtung (4) vorzugsweise über eine Reinigungseinheit (7) zum Stoffauflauf (10) geführt wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reject wenigstens einer Reinigungseinheit (7, 9) zu einer weiteren Reinigungseinheit (8) geleitet wird, dessen Accept vorzugsweise zur Entgasungsvorrichtung (6) geführt wird.