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Verfahren zu m Steuern der Dicke einer Zellulosepulpe in Bleichanlagen
In Mehrstufen-Bleichanlagen für Zellulosepulpe mit im Durchlauf-arbeitenden, hintereinandergeschalteten
Bleichtürmen ist es wichtig, in jedem der Türme eine bestimmte Pulpendicke zu halten,
die für den darin vorzunehmenden Bleichprozeß geeignet ist. Im allgemeinen ist es
erforderlich, die Dicke von einem Turm zum anderen zu ändern, und um die Verdünnung
oder die Konzentration d er Pulpe steuern zu können, so dass die gewünschte
Dicke in den jeweiligen Türmen erhalten bleibt, wurden Geräte eingesetzt, die die
Dicke der Pulpe messen, z.B. durch Bestimmung des inneren Reibungswiderstandes der
Pulpe* Derartige Geräte zum Messen der Dicke sind kompliziert und teuer und
sind
kaum in der Lage, bei wechselnden Bedingungen genau zu arbeiten, denn sie sprechen
auf Änderungen der Faserart, Ro-e-Zahl (Boe-figure), der Fasergröße, der Temperatur
usw. der Pulpe an.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei der Ubergabe der Pulpe
von einem Bleichturm in den nächsten eine vorbestimmte Änderung der Dicke zu erzielen
und aufrecht zu erhalten, ohne die oben angeführten Dickenkontrollvorrichtungen
benutzen zu müssen. Die Erfindung gründet sich darauf, dass, wenn die Durchflußmenge
an Trockenfasern der Pulpe durch die Bleichanlage, die in Gramm Fasermenge/see gemessen
wird, in der ganzen Anlage konstant gehalten wird, die Dicke der Pulpe in den verschiedenen
Türmen und in den Verbindungsleitungen umgekehrt proportional der Durchflußmenge
der Pulpen-Aufschlämmung, d.h. der Fasern plus Wasser ist, Die gesamte Durchflußmenge
(Fasern plus Wasser) steht also in einem festen Verhältnis zur Dicke der Pulpe,
und es ist daher möglich, die Menge statt der Dicke äls Maß für die Regelung der
Verdünnung oder Konzentration zu neh men und damit die Pulpe in das gewünschte Flottenverhältnis
zu bringen oder dieses zu erhalten.
Deshalb besteht das erfindungsgemäße
Verfahren darin, dass die im vorangehenden Turm gebleichte Pulpe-unter der-steuernden
Einwirkung eines Durchflußmengenmessers In der Leitung, durch die dt Pulpe in den
folgenden Turm geleitet wird, verdünnt oder verdickt wird.
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Weitere"Einzelheiten, Vorzüge und Besonderheiten des erfindungsgemässen
Verfahrens werden im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der
Zeichnung dargelegt, die in schematischer Darstellung eine Bleichanlage nach der
Erfindung zeigt.
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Die Zeichnung zeigt eine Bleichanlage mit drei Türmen 11, 13
und 15 zum Bleichen Im Durchlaufverfahren von einer durch eine Leitung
17 ständig zulaufenden Pulpe. Jeder Turm besteht aus einem aufrechten Behälter,
z.B. aus Beton, der in seinen. Hauptteil Zylinderform aufweist und dessen Boden
spitz zuläuft, durch welchen die Pulpe eingeleitet wird Und sich über den Querschnitt
des Behälters verteilt, nachdem sie mit einem Bleichmittel vermischt wurde, das
in abgenessener Menge durch eine*Leitung IP zugeführt wird, An seinem oberen Ende
ist der Turm 11 mit einer eingebauten Waschvorrichtung, die aus uralaufenden
Sprühdüsen lü bestehe-, durch die Waschflüssigkeit eingeleitet und
versprüht
wird, und ringförmigen, in Achsrichtung verschiebbaren S4#eben 21 versehen. Diese
Vorrichtung kann z.B. derjenigen in der kanadischen Patentschrift 715 799
entsprechen.
Die Waschflüssigkeit ist normalerweise-Wasser aus einerVerteilerleitung
23, das durch ein gesteuertes Ventil 25 in gewünschter Menge zugeführt
und in einem Behälter 27 mit Dampf aus'einer Leitung 29 erhitzt wird. Die
durch die SprÜhdUAen 1q verteilte Waschflüssigkeit verdrängt einen Teil der in der
Pulpe vorhandenen Flüssig-' keit durch die Siebe 21 hindurch in eine angeschlossene
Leitung 31. Die so ausgestoßene Flüssigkeitsmenge, die Feste des verwendeten
Bleichmittels und von diesen herausgelöste Feaktionsprodukte enthält, kann kleiner,
gleich oder grösser sein als die Menge der durch die Sprühdüsen 19 zugeführten
Waschflüssigkeit. Auf diese Weise kann die Waschvorrichtung zugleich zur Änderung
der Dicke der Pulpe verwendet werden. Die gewaschene Pulpe wird in den oberen, erweiterten
Teil des Turmes ausgestoßen und mittels umlaufenden Schrappern _3_3.in eine Leitung
_35 eingeleitet.
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Die in der Bleichanlage durch die Leitung 17
zugeführte Pulpe
hat eine vorbestimmte, genau steuerbare und konstant gehaltene Dicke. In den Zug
der Leitung 17
sind «ein Steuerventil 37 und ein magntischer Durchflußmengenmesser
39
eingebaut. Durch einen Regler 41, der den Ist-Wer.t vom Durchflussmengenmesser
39 bekommt und auf das Steuerventil 37 arbeitet, wird die in der Zeiteinheit
dem Turm 11 zugeführte Pulpenmenge konstant gehalten. Das Flottenverhältnis
der Pulpe ist, wie bereits erwähnt, konstant, so dass die dem Turm 11 in
der Zeiteinheit zugeführte Menge an reinem Fasermaterial automatisch auf einem gewünschten
Wert gehalten wird, der durch den Regler 41 vorgegeben ist, Mit einer Pumpe 43,
vorzugsweise einer volumentrischen, wird die aus dem Turm 11 in die Leitung
entleerte Pulpe am Boden in den nächsten Turm 13 hineingepumpt. Hinter der
Pumpe 43 ist in die Verbindungsleitung ein magnetischer Durchflußmengenmesser 45
eingesetzt. Seine Meßergebnisse werden einem Regler 47 zugefÜhrt, dessen Aufgabe
es ist, die Durchflußmenge in der Leitung 35
auf dem Soll-Wert des Reglers
47 zu halten, Zu dem Zweck arbeitet der Regler auf ein Steuerventil 49, das in die
Leitung 31 eingesetzt ist, in welcher die von den Sieben 21 ablaufende FlüsIgkeit
fliesst. Wenn die Regler 41 und 47 in bestimmtem Verhältnis zueinander eingestellt
werden, kann damit die Dicke der Pulpe, die durch die Leitungen 17 und
35 fliesst, zueinander in Beziehung gesetzt werden. Wenn die Regler auf denselben
Wert eingestellt werden, wird über die Leitung 31 eine der Uber die SprUhdÜsen
zugeführten
Waschwassermenge gleiche Menge Flüssigkeit abgeleitet,
so dass die Gesamtdurchflußmerige in der Leitung 17 dieselbe ist wie in der
Leitung 35. Der Fagergehalt ist derselbe, das bedeutet.. dass die Dicke der
Pulpe in der Leitung 35 gegenüber der in der Leitung 17 gleich bleibt.
Wenn der Regler 47 auf einen kleineren Wert eingestellt wird als der Regler 41,
wird über die Leitung 31 mehr Flüssigkeit abgeführt als über die Sprühdüsen
19 zugeführt wird, und die Pulpe in der Leitung _35 ist gegenüber jener in
der Leitung 17 verdickt. Da dieselbe Fasermenge durch die beiden Leitungen
hindurchströmt, ist das Verhältnis der beiden Durchflußmengen in den beiden Leitungen
ein direktes Maß für die Dicke der Pulpe. Deshalb geschieht es, wenn der Sollwert
des Reglers 47 soweit hinaufgesetzt wird, dass die Pulpe dadurch verdünnt wird,
daß mehr Waschflüssigkeit zugeführt als Flüssigkeit durch die Siebe abgezogen wird.
Natürlich richtet sich die Einstellung nach der im Turm 13 benÖtigten Dicke
der Pulpe, die weitgehend von der Art des dort verwendeten Bleichmittels abhängt.
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Die Türme 13 und 15 sind vorzugsweise dem Turm
11 gleich und auch mit eingebauten Wascheinrichtungen ausgestattet.
Die
im oberen Teil des Turt.ries l_3 gewaschene Pulpe wird durcl# eine L-#itung
51 zum Boden des Turmes 15
geleitet. Ausser einer Pumpe 53 und
eines magnetischen Durchflußmengenmessers 55 ist in den Zug der Leitung ein
Ringsieb zum Eindicken der Pulpe eingesetzt. Die Waschvorrichtung in Turm
13 versieht im wesentlichen ihre Hauptaufgabe, also das Waschen, und die
abgefilterte und durch die Leitung 59 abgeleitete FlÜssigkeitsmenge kann
von Hand mittels eines Ventils 61 auf einen Wert eingestellt werden, der
ungefähr gleich dem der über die mit einem Ventil 65 einstellbare Leitung
63 zugeführteli Waschflüssigkeitsmenge Ist. Dle Dicke der Pulpe wird ausschliesslich
oder überwiegend durch das Ringsieb besti:-#,-iit, da ein Regler ('7, dessen Aufgabe
es ist, der. gewünschten Zufluss an Pulpe zum Tlarm 15 aufrecht zu-erhalten,
vorgesehen ist, der. auf ein Steuerventil t-?- arbeitet, durch das die der Pulpe
a.,I:-Ring-sieb entzogene Flüssigkeit abläuft. Wahlweise-kann die erste Stufe des
Eindickens der PlalDe bereits ir- c;beren Teil des Turnes l_3 vorger.o.,#"i:-,.ei-,.
werden. Dann kann das Ventil t - 1,
z.B. von Hand so eingestellt werden,
da3 mehr Flüssigkeit abgefiltert wird, als durch das Ventil (-r- zufliesst&
Die gewünschte weitere Eindickung geschieht-dann in dem, Ringsieb rl, wobei das
Ventil 69 autoziatisch auf den Ablauf einer Flüssigkeitsrienge eingestellt
ist, die um soviel
kleiner ist als im zuerst beschriebenen Fall,
so dass die durch den Durchflußmengenmesser strömende Pulpe wieder das gewünschte
Flottenverhältnis aufweist.
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Statt dass die Regler 47 und 67 die abgefilterte und entleerte
Flüssigkeitsmenge steuern, ist es auch oder zusätzlich möglich,dass sie selbsttätig
die zugeführte Menge an verdünnendem Wasser regeln, z.B. durch Einwirkung auf die
Ventile 25 und 65, während dann die Ventile 49, 61 und
69 wahlweise von Hand eingestellt werden können. Zur weiteren Erklärung der
Erfindung werden einige Betriebsdaten angegeben, wenn in der beschriebenen Bleichanlage
eine Pulpe von 3,5% Fasergehalt im ersten Turm 11 zum Bleichen mit
Chlor, von 10% Fasergehalt im zweiten Turm 13 zur Auslaugung alkalisch
und von 18% Fasergehalt im dritten Turm 15 zum Bleichen mit Chlordioxyd
behandelt wird.
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Ungebleichte Pulpe von 3,5 Fasergehalt wird über die Leitung
17 in solcher Menge zugeführt, dass durch die Bleichanlage in der Minute
100 kg trockener Fasern fliesst. Bei einem Gehalt von 3,5% müssen
100 kg Fasern 2750 Liter Wasser zugesetzt werden, so dass der Regler
41
auf eine Durchflußmenge von 2850 1/min eingestellt wird,
und das durch ihn betätigte Ventil 37 hält den Pulpenzufluß zum Turm
11 konstant auf diesem Wert unabhängig von Änderungen des Strömungswiderstandes,
des Pumpendruckes usw. Die durch die Leitung 18 zugefÜhrte Chlormenge ist
zu klein, als dass sie zusätzlich die Pulpendicke beeinflussen könnte, so dass die
Chlorbleiche im Turm 11 bei 3,5% Fasergehalt vor sich geht.
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Im Turm 13 sollte ein Fasergehalt von 10% hensehen,
was bedeutet, dass 100 kg/min Troe-kenfasern in einer Flüssigkeitsmenge von
900 1/min aufgeschlemmt sind. Durch die Leitung 46 wird eine abgemessene
Menge von 50 !/min einer Natriumhydroxydlösung zugesetzt. Deshalb sollte
die Leitung 35 etwa 850 1/min Flüssigkeit führen. Der Regler wird
also auf eine Gesamtdurchflußmenge von 950 1/min eingestellt. Diese Durchflußmenge
wird mittels der automatischen Einstellung des Ventils 49 aufrecht erhalten, und
die Folge ist, dass durch die Filtervorrichtung 21 und die Leitung 31
die
Flüssigkeitsmenge abgeleitet wird, die sich aus der Differenz der beiden durch die
Durchflußmengenmesser 39
und 45 fliessende FlüsEigkeitsmenge ergibt, z.B.
2750 - 850
1 900 1/min vermehrt um die durch das Ventil 25 zugeführte
Waschflüssigkeit.
Im Turm 15 soll ein Fasergehalt von
18% vorherrschen, was bedeutet, dass auf 100 kg/min Trockenfaser 455
1/min Flüssigkeit entfallen. Durch die Leitung 58 wird die abgemessene Menge
von 55 1/min Chlordioxyd-Lösung zugesetzt, und deshalb sollten die durch
den Durchflussmengenmesser 55 fliessenden 100 kg/min Fasern von annähernd
400 1/min Flüssigkeit begleitet sein, was 20 % Fasergehalt entspricht. Deshalb
wird der Regler 67 auf eine Gesamtdurchflußmenge von 500 1/min eingestellt.
Angenommen, die Ventile 61 und 65 seien so eingestellt, dass sie genau
gleiche Mengen Flüssigkeit durchlassen, ist die Differenz des Flüssigkeitsgehaltes
der Pulpen, die in dem Turm 13 (900
1/min) behandelt wird und die durch
das Ventil 55 fliesst (400 1/min), das sind 500 1/min, in dem Ringsieb
57 abzufiltern. Der Regler 67 stellt das Ventil 69 so ein,
dass genau diese Flüssigkeitsmenge abgeleitet wird. Wenn jedoch die durch die Ventile
65 und 61, die von Hand eingestellt werden, strömenden Flüssigkeitsmengen
nicht völlig gleich sind, oder wenn sie schwanken, wird dies durch Nachstellen des
Ventils 69 automatisch ausgeglichen so dass die Pulpe trotzdem immer auf
20% eingedickt ist, bevor sie in den Turm 15 eintritt.
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Die aufgezeigten Betriebsdaten sind nur beispielhaft
zu
verstehen und können beliebig durch entsprechende Einstellung der Durchflußmengenregler
verändert werden.
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Die Erfindung ist bestens zur Anwendung bei Türmen mit aufsteigendem
Pulpenstrom geeignet, die im allgemeinen vollständig mit Pulpe angef#Ullt sind,
so dass Niveauüberwachungsvorrichtungen entfallen können, um gleichmässigen Durchfluss
In den die Türme verbindenden Leitungen zu erhalten. Die Erfindung kann aber genauso
auch bei Türmen mit fallendem Pulpenstrom verwendet werden. In beiden Fällen ist
es ratsam, mengenmessende Pumpen zum Fördern der Pulpe zu verwenden, wie sie in
der schwedischen Patentschrift 195 771 offenbart sind, um den Pulpenstrom
so gleichmässig wie möglich zu gestalten und ein Pendeln des Regelsystems zu verhindern.