DE1262758B

DE1262758B - Method and device for the separation of cellulose fibers suspended in water

Info

Publication number: DE1262758B
Application number: DEL38209A
Authority: DE
Inventors: Emil Olof Lennart Wallen
Original assignee: Lennart Wallen & Co AB
Current assignee: Lennart Wallen & Co AB
Priority date: 1961-02-15
Filing date: 1961-02-15
Publication date: 1968-03-07

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von in Wasser suspendierten Zellulosefasern Zur Abscheidung von in Wasser suspendierten Zellulosefasern in einem gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenen Gefäß ist es z. B. durch die deutschen Patentschriften 870 494 und 879 677 der Anmelderin bekannt, die Suspension durch einen im unteren Teil des vorderen Endes eines Gefäßes ausmündenden Einlaß zuzuführen und die gereinigte Flüssigkeit durch einen Auslaß am hinteren Ende des Gefäßes abzuleiten. Hierbei wird in einem Gasraum des Gefäßes durch Absaugen der Gase ein Unterdruck aufrechterhalten und dadurch die Suspension in das Gefäß abgesaugt, so daß sich die in der Flüssigkeit gelösten Gase abtrennen und die Zellulosefasern durch anhaftende Gasbläschen nach der Oberfläche der Flüssigkeit emporgehoben werden, um einen auf der Flüssigkeit schwimmenden wässerigen Faserbrei zu bilden, der am hinteren Ende des Gefäßes abgeleitet wird. Die bekannten Schwemmvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie einen sehr großen Raumbedarf in der Höhe erfordern. Es ergeben sich daher Schwierigkeiten in bezug auf die Unterbringung in den üblichen Fertigungsanlagen. Die große Raumhöhe ergibt sich aus der Tatsache, daß die bekannten Vorrichtungen mit einer großen hydrostatischen Niveaudifferenz arbeiten, die direkt von dem Unterdruck oder von dem verwendeten Vakuum abhängig ist. Bei Verwendung von Atmosphärendruck im Einlauf und Auslauf der Flüssigkeit ist die hydrostatische Niveaudifferenz annähernd gleich der Höhe der dem Vakuum entsprechenden Flüssigkeitssäule.Method and device for the separation of those suspended in water Cellulose fibers For the separation of cellulose fibers suspended in water in one vessel closed off from the atmosphere, it is z. B. by the Germans Patent specifications 870 494 and 879 677 known to the applicant, the suspension by to supply an inlet opening out in the lower part of the front end of a vessel and discharging the purified liquid through an outlet at the rear of the vessel. In this case, a negative pressure is created in a gas space of the vessel by sucking off the gases maintained and thereby sucked the suspension into the vessel, so that Separate the gases dissolved in the liquid and remove the cellulose fibers through adhering Gas bubbles after the surface of the liquid are lifted up to make one up the liquid to form floating watery pulp at the rear end of the vessel is derived. The known flushing devices have the disadvantage that they require a very large amount of space in height. It therefore arises Difficulties relating to placement in standard manufacturing facilities. The large room height results from the fact that the known devices operate with a large hydrostatic level difference directly from the negative pressure or depends on the vacuum used. When using atmospheric pressure In the inlet and outlet of the liquid, the hydrostatic level difference is approximate equal to the height of the liquid column corresponding to the vacuum.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Bauhöhe herabzusetzen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die Suspension dem Gefäß in der Weise zugeführt wird, daß sie beim Einströmen im unteren Teil des Gefäßes einen Unterdruck erhält, der wesentlich kleiner ist als der Atmosphärendruck. Dadurch wird es möglich, den Unterdruck im Gasraum und die Höhe der Flüssigkeitssäule derart abzuwägen, wie dies für den Trennprozeß am zweckmäßigstens ist und gleichzeitig die Bauhöhe wesentlich zu reduzieren. Es wurde z. B. möglich, die Bauhöhe auf 1 m zu verringern und gleichzeitig einen Unterdruck im Gasraum von 0,2 bis 0,8 atm zu verwenden. Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels über den Suspensionseinlaß kann kleiner als die Hälfte der Höhe der dem Unterdruck entsprechenden Wassersäule gehalten werden. Gemäß der weiteren Erfindung ist es vorteilhaft, im Suspensionseinlauf einen Strömungswiderstand vorzusehen, der den Druck der einströmenden Suspension wesentlich unter den Atmosphärendruck herabsetzt. Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der Zeichnung näher erläutert, die in den F i g. 1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungen einer Aufschwemmvorrichtung zeigt.The present invention has now set itself the task of the overall height to belittle. This is achieved according to the invention in that the suspension is fed to the vessel in such a way that it flows in in the lower part of the Vessel receives a negative pressure that is much smaller than atmospheric pressure. This makes it possible to control the negative pressure in the gas space and the height of the liquid column to be weighed in such a way as it is most expedient for the separation process and at the same time to reduce the overall height significantly. It was z. B. possible, the overall height to 1 m and at the same time a negative pressure in the gas space of 0.2 to 0.8 atm to use. The height of the liquid level above the suspension inlet can kept less than half the height of the water column corresponding to the negative pressure will. According to the further invention, it is advantageous to have one in the suspension inlet Provide flow resistance that significantly reduces the pressure of the inflowing suspension decreases below atmospheric pressure. The invention is described in detail with reference to the Drawing explained in more detail, which in the F i g. 1 and 2 schematically two different ones Shows embodiments of a float device.

F i g. 1 zeigt das Aufschwemmgefäß, welches aus einem im wesentlichen als Parallelepiped ausgebildetem Behälter besteht, der einen Einlauf 2 für die Suspension, einen Auslauf 3 für die abgeschiedenen Teilchen, welche z. B. Zellulosefasern sein können, und einen Auslauf 4 für die gereinigte Flüssigkeit aufweist. Die von der Flüssigkeit abgeschiedenen und an die Oberfläche gestiegenen Fasern bilden in bekannter Weise eine zusammenhängende Schicht von Faserbrei oder Pulpe, die dem Flüssigkeitsstrom vom Einlauf 2 in Richtung des Auslaufes 4 folgen und von der gereinigten Flüssigkeit getrennt werden, indem sie über die obere Kante eines Überlaufes 5 läuft. Der wässerige abgeschiedene Faserbrei ist von einer Tasche bzw. einem Absatz 6 aufgenommen, welcher innerhalb des Behälters 1 in Verbindung mit dem Überlauf 5 angeordnet ist und von welchem der wässerige Brei mittels einer Pumpe 7 beseitigt wird. Gleichzeitig werden mittels einer nicht dargestellten Pumpe die Gase aus der Flüssigkeit abgeschieden, so daß ein Unterdruck in der Gaskammer aufrechterhalten ist, dessen Größe von der Absaugfähigkeit der Pumpe und des Dampfdruckes der Flüssigkeit abhängt. Der Abzug der Fasern und der Gase wird selbsttätig in Abhängigkeit von dem vorhandenen Vakuum geregelt. Ist dieses zu tief, wird eine größere Menge faserigen Breis über die überlaufkante fließen und die abströmende Gasmenge wird abnehmen. Das Vakuum wird sich dann entsprechend den mit der Suspension einfließenden Fasern und durch die über das Ventil 9 einströmende Luft verringern. Wenn das Vakuum in der Gaskammer 8 abnimmt, wird durch die Pumpe mehr Gas abgesaugt, und das Vakuum steigt wieder.F i g. 1 shows the float vessel, which consists of a container designed essentially as a parallelepiped, which has an inlet 2 for the suspension, an outlet 3 for the separated particles which, for. B. cellulose fibers, and has an outlet 4 for the purified liquid. The separated from the liquid and risen to the surface fibers form in a known manner a coherent layer of pulp or pulp, which follow the flow of liquid from the inlet 2 in the direction of the outlet 4 and are separated from the cleaned liquid by being over the upper edge of a Overflow 5 is running. The aqueous separated pulp is received by a pocket or a shoulder 6 which is arranged inside the container 1 in connection with the overflow 5 and from which the aqueous pulp is removed by means of a pump 7. At the same time, the gases are separated from the liquid by means of a pump, not shown, so that a negative pressure is maintained in the gas chamber, the size of which depends on the suction capacity of the pump and the vapor pressure of the liquid. The withdrawal of the fibers and the gases is regulated automatically depending on the available vacuum. If this is too deep, a larger amount of fibrous pulp will flow over the overflow edge and the amount of gas flowing out will decrease. The vacuum will then decrease according to the fibers flowing in with the suspension and by the air flowing in via the valve 9. When the vacuum in the gas chamber 8 decreases, more gas is sucked out by the pump and the vacuum rises again.

Die Pumpe 7 kann somit selbsttätig durch Mittel gesteuert sein, die in Abhängigkeit von dem Vakuum in der Gaskammer 8 tätig sind und ein Kontrollventil auf der Absaugseite der Pumpe steuern, so daß das Vakuum konstant gehalten ist. Das gleiche Ergebnis kann auch durch eine ähnliche Steuerung des Lufteinlaßventils 9 erreicht werden.The pump 7 can thus be controlled automatically by means that depending on the vacuum in the gas chamber 8 and a control valve control on the suction side of the pump so that the vacuum is kept constant. The same result can also be achieved by a similar control of the air inlet valve 9 can be achieved.

Die Abscheidung der aufgeschwemmten Faserschicht kann auch mit anderen Mitteln als einem Überlauf erzielt werden. Zum Beispiel kann die Schicht durch ein Mundstück abgesaugt werden, das unmittelbar unter der Faserschicht endet. Die Schicht kann auch durch eine Verbindung von Messern oder Schabern beseitigt werden, wobei der Faserbrei über einen geneigten Tisch gebracht wird und über die obere Kante des Tisches abgezogen wird. Für denselben Zweck kann man auch ein endloses Drahtgewebe od. dgl. benutzen, das zum Teil in die Flüssigkeit eintaucht, so daß die Faserschicht von dem Drahtgewebe abgeführt werden kann.The deposition of the floating fiber layer can also be done with others Funds can be obtained as an overflow. For example, the layer can be through a Mouthpiece are sucked off, which ends immediately under the fiber layer. The layer can also be eliminated by a combination of knives or scrapers, whereby the pulp is brought over an inclined table and over the top edge the table is withdrawn. An endless wire mesh can also be used for the same purpose Od. Like. Use which is partially immersed in the liquid, so that the fiber layer can be removed from the wire mesh.

Die Kontrolle des Unterdruckes in der Gaskammer und Einstellung des Flüssigkeitsniveaus auf eine konstante Höhe erfolgt gleichzeitig, so -daß die Menge der einfließenden Flüssigkeit bei 2 und die Menge der ausfließenden Flüssigkeit bei 4 die gleiche ist. Ferner ist es möglich, das Flüssigkeitsniveau durch einen Schwimmer 1.0 zu überwachen, der ein Ventil 11 im Auslauf der Pumpe 7 steuert. An Stelle des Schwimmers 10 kann man auch andere hydraulische, pneumatische oder elektrische Steuereinrichtungen verwenden, wie sie an sich für die Regulierung und die Messung von Flüssigkeitsniveaus bekannt sind.The control of the negative pressure in the gas chamber and the adjustment of the liquid level to a constant level take place simultaneously, so that the amount of liquid flowing in at 2 and the amount of liquid flowing out at 4 are the same. It is also possible to monitor the liquid level by a float 1.0, which controls a valve 11 in the outlet of the pump 7. Instead of the float 10 , it is also possible to use other hydraulic, pneumatic or electrical control devices such as are known per se for regulating and measuring liquid levels.

In dem dargestellten Beispiel wird die Fasersuspension von einem Vorratsbehälter 12 mit Hilfe einer Pumpe 13 geliefert. In dem Einlauf ist ein Reduzierventil 14 vorgesehen, das von Hand oder automatisch geregelt werden kann, in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsniveau des Vorratsbehälters mittels eines Schwimmers 15 oder auf eine ähnliche Weise. Das Reduzierventi114 ist gemäß der Erfindung derart eingestellt, daß es den Druck der Suspension im Einlauf des Aufschwemmgefäßes gegenüber dem Außendruck, der gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist, auf einen Druck niedriger als der Atmosphärendruck innerhalb des Gefäßes, herabsetzt. Der Druck im Einlauf ergibt sich aus der Summe des absoluten Druckes in der Gaskammer 8 und dem Druck der Flüssigkeitssäule zwischen dem Ende des Einlaufrohres 2 und dem Flüssigkeitsniveau im Aufschwemmgefäß. Bei einem konstanten Einflußdruck wird sich das Flüssigkeitsniveau mit dem Vakuum in der Gaskammer entsprechend ändern und umgekehrt, so daß die Summe vom Gas- und Flüssigkeitsdruck unveränderlich bleibt. Wenn die Suspension nahe dem Boden des Aufschwemmgefäßes eingeführt ist, wird das Flüssigkeitsniveau in dem Gefäß, welches im wesentlichen von der Höhe des Gefäßes bestimmt ist, von der Auswahl des Unterdruckes abhängen, der im Einfließpunkt 2 und in der Gaskammer 8 herrscht. Daraus folgt, daß bei einem bestimmten gewünschten Unterdruck in der Gaskammer die Flüssigkeitshöhe durch eine entsprechende Einstellung des Reduzierventils geregelt werden kann. Es ist somit möglich, die Druckreduktion im Hinblick auf die für das Aufschwemmverfahren geeignete Flüssigkeitshöhe zu wählen, wobei die Flüssigkeitshöhe von den Abmessungen der Länge und Breite des Aufschwemmgefäßes abhängt. Auf diese Weise ist es möglich, die Höhe des Aufschwemmgefäßes in der Praxis bis auf 1 m zu verringern. Der Unterdruck in der Gaskammer 8 kann zwischen 0 und 1 atm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,8 atm absolut liegen.In the example shown, the fiber suspension is taken from a storage container 12 supplied with the aid of a pump 13. A reducing valve 14 is located in the inlet provided, which can be controlled manually or automatically, depending on of the liquid level of the storage container by means of a float 15 or in a similar way. The reducing valve 114 is set according to the invention in such a way that that it is the pressure of the suspension in the inlet of the floatation vessel compared to the external pressure, which is equal to or greater than atmospheric pressure to a pressure lower than the atmospheric pressure inside the vessel, decreases. The pressure in the inlet results from the sum of the absolute pressure in the gas chamber 8 and the pressure of the liquid column between the end of the inlet pipe 2 and the liquid level in the floating vessel. With a constant influence pressure, the liquid level will increase with the vacuum change accordingly in the gas chamber and vice versa, so that the sum of the gas and Fluid pressure remains invariable. When the suspension is near the bottom of the Floating vessel is introduced, the liquid level in the vessel, which is essentially determined by the height of the vessel, by the selection of the negative pressure depend, which prevails in the inflow point 2 and in the gas chamber 8. It follows, that at a certain desired negative pressure in the gas chamber, the liquid level can be regulated by setting the reducing valve accordingly. It is thus possible the pressure reduction in terms of the for the floatation process to choose suitable liquid level, the liquid level depending on the dimensions depends on the length and width of the floatation vessel. In this way it is possible to reduce the height of the floatation vessel to 1 m in practice. The negative pressure in the gas chamber 8 can be between 0 and 1 atm, in particular between 0.2 and 0.8 atm absolutely lie.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Suspensionsflusses und eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit durch den Querschnitt des Flüssigkeitsstromes zu erreichen, ist es vorteilhaft, ein Sieb 16 am Einlaufende des Gefäßes anzuordnen, wodurch das Flüssigkeitsniveau in diesem Teil entsprechend dem Flüssigkeitswiderstand des Schirmes höher wird.To ensure an even distribution of the suspension flow and an even To achieve flow velocity through the cross section of the liquid flow, it is advantageous to arrange a sieve 16 at the inlet end of the vessel, whereby the Liquid level in this part according to the liquid resistance of the screen gets higher.

Der Unterdruck an der Öffnung des Einlaufrohres 2 ist im wesentlichen abhängig von der durch die Pumpe 17 geförderten gereinigten Flüssigkeit, welche für diese Zwecke derart eingestellt ist, daß die Menge der ausfließenden Flüssigkeit der Menge der einfließenden Flüssigkeit entspricht. Wie in F i g. 2 dargestellt, kann diese Regelung mit Hilfe eines Schwimmers 18 erfolgen, der ein Ventil 19 im Auslauf der Pumpe 17 betätigt.The negative pressure at the opening of the inlet pipe 2 is essentially depending on the purified liquid conveyed by the pump 17, which is set for these purposes in such a way that the amount of liquid flowing out corresponds to the amount of liquid flowing in. As in Fig. 2 shown, this control can be done with the help of a float 18, which has a valve 19 in the The outlet of the pump 17 is actuated.

Für den Fall, daß ein genügend hoher Raum für den Ablauf der gereinigten Flüssigkeit zur Verfügung steht, kann man auf die Pumpe 17 verzichten und die gereinigte Flüssigkeit nur über das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ventil 19 ausfließen lassen. Die Auslaßhöhe des Ablaufrohres kann ein wenig unterhalb dem Niveau liegen, bei welchem die Wassersäule das Vakuum im Aufschwemmgefäß ausgleicht. Der zusätzliche Druck, der hierbei erforderlich ist, muß nicht höher sein, als es erforderlich ist, den Strömungswiderstand des Auslaufrohres einschließlich eines eingeschalteten Ventils darin zu überwinden.In the event that a sufficiently high space for the flow of the cleaned If liquid is available, the pump 17 can be dispensed with and the cleaned one Liquid only flow out through the valve 19, which is in communication with the atmosphere permit. The outlet height of the drain pipe can be a little below the level in which the water column balances the vacuum in the float vessel. The additional The pressure that is required here does not have to be higher than it is required, the flow resistance of the outlet pipe including an activated valve to overcome in it.

In der F i g. 2 ist eine Ausführung dargestellt, worin die gelieferte Suspension von der Größe des Vorratsbehälters 20 abhängt, der über dem Flüssigkeitsspiegel in dem Aufschwemmgefäß angeordnet ist. Die sonst übliche Pumpe ist nicht erforderlich. Für das Absaugen der Gase und der Fasern sind getrennte Pumpen 21 und 22 vorgesehen. Der Abzug des Gases kann in Abhängigkeit von dem Gasdruck durch Druckmesser geregelt werden, die mit dem Ventil 9 zusammenarbeiten. Die abgeschiedenen Fasern sammeln sich in der Tasche bzw. im Absatz 6 in. geeigneter Höhe, so daß die Pumpe 22 den Faserbrei absaugt; der Abzug ist niveauabhängig durch einen Schwimmer 23 geregelt, der ein Ventil 24 steuert, das im Faserablauf eingebaut ist.In FIG. 2 shows an embodiment in which the suspension delivered depends on the size of the storage container 20, which is arranged above the liquid level in the floatation vessel. The usual pump is not required. Separate pumps 21 and 22 are provided for sucking off the gases and fibers. The withdrawal of the gas can be regulated as a function of the gas pressure by pressure gauges which work together with the valve 9. The separated fibers collect in the pocket or in paragraph 6 at a suitable height so that the pump 22 sucks off the fiber pulp; the take-off is regulated as a function of the level by a float 23 which controls a valve 24 which is built into the fiber drain.

Bevor die Suspension in das Aufschwemmgefäß eintritt, ist sie in bekannter Weise mit Luft gemischt, die teilweise in der Flüssigkeit gelöst ist. Entsprechend dem Unterdruck gibt die strömende Suspension Gas in Form von Blasen ab, welche an den Fasern haften und diese an der Oberfläche der Flüssigkeit bringen. Um die Haftung und Aufschwemmung zu fördern, kann die Suspension in bekannter Weise mit chemischen Mitteln präpariert sein.Before the suspension enters the slurry tank, it is known Way mixed with air, which is partially dissolved in the liquid. Corresponding The flowing suspension releases gas in the form of bubbles, which at the negative pressure stick to the fibers and bring them to the surface of the liquid. About liability and to promote suspension, the suspension can be chemical in a known manner Be prepared means.

Das Aufschwemmgefäß kann jede geeignete Form aufweisen und z. B. als ein horizontaler oder aufrechtstehender Zylinder ausgebildet sein.The float vessel can have any suitable shape and, for. B. as a horizontal or upright cylinder.

Claims

Claims: 1. Process for the separation of those suspended in water Cellulose fibers in a vessel closed off from the atmosphere, to which the Suspension through a opening in the lower part of the front end of the vessel Inlet is fed and the purified liquid through an outlet at the rear End of the vessel is diverted while in a gas space of the vessel by suction maintain a negative pressure of the gases and thereby suck the suspension into the vessel so that the gases dissolved in the liquid are separated and the cellulose fibers are lifted up to the surface of the liquid by adhering gas bubbles, in order to form an aqueous pulp floating on the liquid, which on the rear end of the vessel is derived, characterized in that the suspension the vessel (1) is supplied in such a way that it flows in in the lower part of the vessel (1) receives a negative pressure which is significantly lower than atmospheric pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that a negative pressure of 0.2 up to 0.8 atm absolute in the gas chamber (8) of the vessel (1) by regulating the gas exhaust is maintained.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the height of the liquid level above the suspension inlet (2) is less than half the height of the water column corresponding to the negative pressure is maintained.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, comprising a closed vessel (1), a suction device (21) for generating a negative pressure in the gas space (8) of the vessel, one opening into one end of the vessel (1) at the bottom Inlet (2) for the mixed gas suspension, an outlet (4) arranged at the opposite end of the vessel for the purified liquid, and a device (5, 6, 7) for removing the separated cellulose fibers floating on the surface of the liquid, characterized that a flow resistance (14) is provided in the suspension inlet (2) which lowers the pressure of the inflowing suspension substantially below atmospheric pressure.

5. Device according to Claim 4, characterized in that the flowing on the surface of the liquid Pulp is sucked off by a pump (7), which depends on the liquid level is regulated in such a way that when the liquid level falls below an overflow (5) Gases are pumped out of the gas space (8) until the liquid level is again is made. Considered publications: German Patent Specifications No. 252 333, 26 266.