DE2112352A1 - Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fasersuspensionen durch Zyklonentrennung - Google Patents

Description

iI s Anders Lennart Wikdahl Djursholm, Schweden

Verfahren zur Entfernung von "Verunreinigungen aus Fasersuspensionen

durch Zyklonentrennung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung zumindest eines wesentlichen Teils von in Pasersuspensionen enthaltenen Verunreinigungen, die aus länglichen oder flachen und schwierig zu trennenden Teilchen "bestehen} "besonders Splitter (shives) u.dgl., welche angenähert die gleiche Dichte wie die Fasern besitzen, durch Zyklonentrennung sowie einen Zyklonabscheider zur Ausführung dieses Verfahrens. Solche Zyklonabscheider werden allgemein verwendet, z.B. in der Zellulose- und Papiertechnik, um verschiedene Arten von Verunreinigungen aus dem Material oder der Pulpe, die die Suspension bilden,

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zu entfernen. Dabei sind die Verunreinigungen, die schwerer sind als die in der Suspension enthaltenen Fasern, im allgemeinen leicht abzutrennen. Jedoch sind auch leichte Verunreinigungen in der Suspension enthalten und diese haben angenähert die gleiche Dichte wie die Fasern. Diese Verunreinigungen bestehen gewöhnlich aus sogenannten Splittern (shives) oder anderen länglichen oder flachen Teilchen und sind erheblich schwieriger durch Zyklonabscheidung von dem Faseranteil zu trennen. Im allgemeinen werden diese Verunreinigungen wegen ihrer besonderen Eigenschaften, wie Form, Dichte und Steifheit, zu dem Teil des Trennungsmaterials getragen, der sich dem Zentrum der Trennkammer am nächsten befindet, werden von dort zusammen mit den von schweren Verunreinigungen befreiten Fasern entfernt und stellen somit einen unerwünschten Teil der gereinigten SusOension dar.

Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung lassen 3ich die soeben beschriebenen Nachteile praktisch vollständig vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zusätzliche Flüssigkeit in den zentralen Teil der Trennkammer in Form einer axialen zum Auslaß für die schwere Fraktion gerichteten Strömung zugeführt wird.

Die zusätzliche Flüssigkeit oder Hilfsflüssigkeit, die in den zentralen Teil der Trennkammer gegeben wird, gibt wegen ihrer axialen Strömungsrichtung dem zentralen Anteil der Suspension in der Trenn— kammer, welcher hauptsächlich leichte "Verunreinigungen enthält, eine Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Auslasseg für die schwere

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Fraktion, mit der Folge, daS zumindest ein -wesentliolier Teil der leichten Verunreinigungen in Richtung des Auslasses für die schwere Fraktion getragen und zusammen mit dieser Fraktion abgezogen wird. Die Menge, der zum Erreichen des beabsichtigten Ergebnisses benötigten zusätzlichen Flüssigkeit hängt von verschiedenen Umständen ab und wird von Fall zu Fall in geeigneter Weise experimentell bestimmt. Allgemein kann als Anhaltspunkt angegeben werden, daß die Menge der zusätzlichen Flüssigkeit 5 — 5^' i°i vorzugsweise \

1O - 2,0 Jo,der Menge der dem Abscheider zugeführten SusOension betragen soll.

Ein besonderer Vorteil wird erreicht, wenn eine leichte, aus dem Abscheider erhaltene Fraktion als die zusätzliche Flüssigkeit verwendet wird. Der Zyklonabscheider kann dann so aufgebaut werden, daß eine bestimmte lienge der leichten, aus dem Abscheider abgezogenen Fraktion automatisch als zusätzliche Flüssigkeit in die 'Trennkammer zurückgeführt wird. In Fällen, in denen die Trennung in zwei oder mehr Stufen vorgenommen wird, wobei die schwere Fraktion aus der ersten Stufe dem Abscheider in der zweiten Stufe zugeführt wird, kann die aus der zweiten Trennungsstufe entnommene leichte Fraktion in vorteilhafter Weise als die zusätzliche Flüssigkeit in der ersten Trennungsstufe verwendet werden.

Der erfindungsgemäß verwendete Zyklonabscheider mit einer Einrichtung zur tangentialen Einführung des au trennenden Materials am

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am Umfang der Trennkammer und zum getrennten axialen Abziehen der durch die Trennung erhaltenen leichten und schweren Fraktion durch zwei Auslässe, jeder zentral an je einem Ende der Trennkammer angebracht, ist gekennzeichnet durch einen Zuführkanal, welcher zentral in dem Auslaß für die leichte Fraktion angeordnet und zur axialen Einführung zusätzlicher Flüssigkeit in den zentralen Teil der Trennkammer eingerichtet ist.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche schematisch zeigen:

in Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Zyklonabscheider gemäß der Erfindung}

in Fig. 2; einen Längsschnitt durch einen anderen Zyklonabscheider gemäß der Erfindung|

WL in Fig. 3: eine Ansicht des Zyklonabscheiders gemäß Fig. 2 in Richtung der Längsachse;

in Fig. 4: eine Trennungsanlage, in welcher ein erfindungsgemäß verwendeter Zyklonabscheider einen integrierten Bestandteil bildet.

Der Zyklonabscheider gemäß Fig. 1 ist mit einer Trennkammer 1 mit einem tangentialen Einlaß 2 am Umfang und mit zwei axialen Auslässen 3,4 für die leichte Fraktion bzw. für die schwere Fraktion, welche an

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je einem Ende der Trennkammer angebracht sind, versehen. Im Auslaß 3 für die leichte Fraktion ist ein Zuführungskanal 5 zentral angeordnet, der mit einem Ende in den zentralen Teil der Trennkammer mündet und in welchem während der Trennung eine zusätzliche Flüssigkeit unter einem Druck eingeführt werden soll, der notwendig ist, um die leichten Verunreinigungen, die sich in diesem Teil ansammeln, oder jedenfalls einen erheblichen Anteil dieser Verunreinigungen in Richtung des Auslasses 4 für die schwere Frak— tion fließen und dort austreten zu lassen.

Der Zyklonabscheider gemäß Fig. 2 ist mit einem oder mehreren tangentialen Einlassen 6 zur Trennkammer 7 und mit einem axialen Auslaß 8 für die schwere Fraktion an einem Ende und einem axialen Auslaß 9 für die leichte Fraktion am anderen Ende ausgestattet. Der Auslaß 9 ist als "Venturi-Dtise ausgebildet und in einem Abschlußstück 10 angeordnet, das dieses Ende der Trennkammer abschließt. Der Düsenkanal weitet sich konisch von einer kleinsten Querschnittsfläohe 11 gegen beide Enden aus und ist im äußeren Teil mit Flügeln oder Trennwänden 12 versehen, welche, wie in Fig. 3 abgebildet, zweckmäßigerweise radial angeordnet sind und durch welche das ausfließende Material in zueinander parallele Teilströme aufgeteilt wird, womit die Rotation des Materials abgestellt wird. Die Trennwände sind zwischen der Kanalwand und einem Nabenkörper 13 angeordnet, weloher zentral im Kanal angeordnet ist und sich über die gesamte Länge des Kanals und ein wenig darüber hinaus erstreckt, so daß sein äußeres Ende an die Innenseite eines Gehäuses oder Mantels 14 an—

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stößt, in welchem der Zyklonabsoheider allein oder vorzugsweise zusammen mit einer Anzahl weiterer Abscheider der gleichen Art eingeschlossen ist. Das Gehäuse 14» welches beispielsweise zylindrisch sein kann, "bildet zusammen mit einer Trennwand 15» welche mit Löchern versehen ist und den Abscheider stützt, und Endwänden, welche in Fig. 2 nicht abgebildet sind, eine Sammelkammer 16 für die leichte Fraktion, welche durch den Auslaß 9 austritt. Im Auslaß 9 wird ein größerer oder kleinerer Teil der kinetischen Energie der austretenden leichten Fraktion in Druckenergie umgewandelt, teils wegen der Form des Kanals, teils wegen der Flügel 12, welche darin angebracht sind. In der Sammelkammer 16 besteht deswegen nit Sicherheit immer ein Loherj-er Druok als im zentralen Teil der Trennkammer 7· Die Trennkammer 7 steht immer in direkter Verbindung mit der Sammelkammer 16 über einen Zuführungskanal 17 · 3ine größere oder kleinere Menge der leichten Fraktion wird dadurch aus der Sammelkammer 16 in den zentralen Teil der Trennkammer 7 zurückgeführt. Hierdurch wird eine axiale Strömung, die zum Auslaß 8 für die schwere Fraktion geriohtet ist, in diesem Teil der Trennkamiiier die Folge sein, wodurch bei richtiger Anpassung der Größen-, Druck- und Geschwindigkeitsbedingungen ein wesentlicher Teil der leichten Verunreinigungen von öer leichten Fraktion getrennt wird und trotz ihrer erheblich geringeren Dichte zusammen mit der schweren Fraktion entfernt werden kann.

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In der Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird die Trennung der Suspension in drei Stufen ausgeführt. Die Suspension wird duroh eine Versorgungsleitung 19 in den Abscheider 18 der ersten Stufe gebracht. Die schwere Fraktion, -welche die Yerunreinigungen enthält, wird durch Rohrleitungen 20, 21 in den Abscheider 22 der zweiten Stufe eingeleitet, während die gereinigte leichte Fraktion durch einen Auslaß 23 austritt. Vom Abscheider 22 irird die darin abgetrennte schwere .Fraktion durch eine Rohrleitung 24 in den Abscheider 25 der dritten Stufe geleitet. Aus diesem Abscheider wird eine gereinigte, leichte Fraktion erhalten, welche durch eine Rohrleitung' 26 und die Rohrleitung 21 zum Abscheider 22 zurückgeführt wird. Durch einen Auslaß 27 werden die abschließend behandelten Verunreinigungen aus-dem Abscheider 25 abgesogen und auf diese Wieise aus dem System entfernt. Die in dem Abscheider 22 abgetrennte leichte Fraktion wird, erfindungsgemäß über eine Rohrleitung 28 in den Abscheider 18 zurückgeführt und in einer aus Fig. 1 ersichtlichen Weise eingeleitet, um dort als zusätzliche Flüssigkeit verwendet zu werden. Alternativ kann die leichte Fraktion aus dem Abscheider 25 erfindungsgemäß entweder zusammen mit der leichten Fraktion aus dem Abscheider 22 oder allein in den Abscheider 18 zurückgeführt werden, wobei im letzteren Fall die leichte Fraktion aus dem Abscheider 22 zweokmäßigerweise über den Einlaß 19 in· den Abscheider 18 zurückkehrt.

Die oben beschriebenen und in der Zeichnung abgebildeten Vorrichtungen können im Rahmen des Erfindungsgedankens in verschiedener Wei se abgewandelt werden. Dies gilt beispielsweise für die axiale Lage

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dee Auslaßendes des zentralen Zuführungskanals in der Trennkammer, welches je nach den Umständen innerhalb des Auslaßkanals 9 seitist oder eine erhebliche Strecke außerhalb desselben angeordnet sein kann, d.h. näher dem Auslaß 8 für die schwere Fraktion als in Fig. und Fig. 2 dargestellt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1) Verfahren zum Entfernen zumindest eines bedeutenden Anteils von Verunreinigungen aus Fasersuspensionen mittels Zyklonentrennung, wobei die Verunreinigungen aus länglichen oder flachen, schwierig zu trennenden Teilchen, insbesondere Splittern (shives) u.dgl. mit angenähert der gleichen Dichte wie die Fasern, bestehen, durch Trennung der Suspension in der Trennkammer eines Zyklonabscheiders in eine gereinigte _Λ leichte und eine schwere Fraktion, welche durch zwei an je einem Ende der Trennkammer zentral angeordnete Auslässe getrennt aus der Trennkaramer abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzliche Flüssigkeit in den zentralen Teil der Trennkammer (ij 7) in Form einer axialen, zum Auslaß für die schwere Fraktion (41 8) gerichteten Strömung zugeführt wird.

   2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge der zusätzlich zugeführten Flüssigkeit 5 bis 5^ $> vorzugsweise 1O bis 3^ f°t der Menge der zugeführten Suspension beträgt. ä

   3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusatzliche Flüssigkeit aus durch Zyklonabscheidung gereinigter Suspension besteht.

   4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die aohwere Fraktion weiterer Zyklonabscheidung in einer oder mehreren folgenden Trennungsstufen unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß die aus einer

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   oder mehreren der folgenden Trennungsstufen (22) abgezogene leichte Fraktion als zusätzliche Flüssigkeit in der ersten Trennungsstufe (18) verwendet wird.

   '5) Zyklonabscheider zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 mit tangentialer Einführung des zu trennenden Katerials am Umfang der Trennkammer und getrenntem axialen Abzug der in der Trennung gebildeten leichten und schweren Fraktion durch zwei an je einem Ende der Trennkammer zentral angebrachte Auslasse (3»4I &>9)> gekennzeichnet durch einen zentral im Auslaß (3| 9) für die leichte Fraktion angeordneten Zuführungskanal (5! 17) für die axiale Einführung von zusätzlicher Flüssigkeit in den zentralen Teil der Trennkammer (1J 7)·

   6) Zyklonabscheider nach Anspruch 5» dadurch. gekennzeich net, daß der zentrale Zuführungskanal (17) zur Einführung der von dem Abscheider abgezogenen leichten Fraktion als zusätzliche Flüssigkeit ausgebildet ist.

   7) Zyklonabscheider nach Anspruch 6, dadurch. gekennzeich net, daß der zentrale Zuführungskanal (17) als Verbindung der Trennkammer (7) mit einer Sammelkammer (16) für die aus dem Abscheider abgezogene leichte Fraktion ausgebildet ist, wobei in der Sammelkammer ein Druck während der Trennung aufrechterhalten wird, welcher höher ist als der Druck in dem zentralen Teil der Trennkammer (7)·

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   B) Zyklonab scheider nach. Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaß (9) für die leichte Fraktion zur Erzeugung des in der Sammelkammer (i6j "benötigten Überdrucks durch Umwandlung von kinetischer Energie in Druckenergie ausgebildet ist.

   9) Zyklonabscheider naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der zentrale Versorgungskanal (17) in einem j nabenkörper (i3) angeordnet ist, welcher zentral im Abscheider^auslaß (9) für die leichte Fraktion angeordnet ist und für die Energieumwandlung mit Flügeln, Führungsrippen o.dgl. (12) ausgestattet ist.

   10) Zyklonabscheider nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet ,. daß der Habenköroer (13) sich etwas über das Ende des Auslasses (9) für die leichte Fraktion in der Sammelkammer (16) erstreckt und vorzugsweise an eine Wand (14)» welche die Sammelkammer bildet, anstößt. ä

   11) Zyklonabscheider nach Anspruch 5bisiC, gekennzeichnet durch mindestens zwei entlang des Umfanges der Trennkammer gleichförmig verteilte Einlaßöffnungen (16) für das zu trennende 1-Iaterial,

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