DE2512638A1

DE2512638A1 - Verfahren zum entwaessern einer fasersuspension und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2512638A1
Application number: DE19752512638
Authority: DE
Inventors: Arne Skretting
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1974-04-02
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1975-10-23
Also published as: US4031013A; NO750961L; SE373897B; FI750949A; JPS50142802A

Description

DIPL-ING KlAUS BEHN DIPl.-F-HYö. ROU₁=RT ,MÜNZHUE-.3R

PATENTANWÄLTE / Q 1 2 6 3 ö

8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL. (OB9) 22 25 30 - 29 51 92

21. März 1975

A 38 75 Be/De

Firma KAMYR AKTIEBOLAG, Verkstadsgatan 10, Karlstad,

Schweden

Verfahren zum Entwässern einer Fasersuspension und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern einer Fasersuspension, insbesondere Zellulosebrei, der durch Delignifikation von Holz oder anderem Pasern enthaltendem Material erhalten ist, auf eine gewünschte Konzentration,

er

bei welchem die Fasysuspension im wesentlichen kontinuierlich einer geschlossenen Vorrichtung zugeführt wird, die wenigstens eine bewegbare, für die Entwässerung perforierte Oberfläche aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, für eine solche Entwässerung im wesentlichen kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen zu verwenden,

609843/0594

Bankhaus Merck. Finck & Co.. München, Nr. 25464 I Bankhaus H. Aufhauser. München. Nr. 2613CK) Postscheck: München 2O9O4-8OO Telegrammadresse: Patentsenior

die aus einer oder mehreren perforierten, rotierenden Trommeln in einem Trog, Pressen mit zwei oder mehreren, beispielsweise vier, perforierten oder nicht perforierten. Walzen, Schraubenpressen und mit Zentrifugalwirkung arbeitende Vorrichtungen bestehen. Die vorliegende Erfindung betrifft die beiden erstgenannten Arten, denn sie betrifft eine Kombination rotierender Trommeln in einem Trog mit einer Paserstoffsuspension und einer Walzenpresse. Solche bekannten Entwässerungsvorrichtungen sind aber meistens offen, wodurch Luft mit der Paserstoffsuspension in Berührung kommen kann, während die Entwässerung bei Anwendung der vorliegenden Erfindung mit Hilfe perforierter Trommeln in einem geschlossenen Raum stattfindet. Mit Hilfe einergeeigneten Drucksteuerung der Fasersuspension im Einlaß und im Auslaß und auch in der zurückbleibenden Flüssigkeit wird in einfacher Weise eine sehr gute Steuerung des Entwässerungs-Prozesses und eine wirksame Reinigung der Perforationen erreicht. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dairf die Suspension bis auf eine über der gewünschten Konzentration liegende Konzentration entwässert wird und daß anschliessend zur Reinigung der Perforationen eine solche Flüssigkeitsmenge entgegen dem Entwässerungsvorgang durch die Perforationen hindurch gefördert wird, daß die Konzentration der die Vorrichtung verlassenden Fasersuspension den gewünschten Wert erhält.

50 9843/0594 - 3 -

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens mit einem Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Fasersuspension und einem Auslaß für die ausgepresste Flüssigkeit, mit wenigstens zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Trommeln, die mit einer perforierten Oberfläche versehen sind und die im Gehäuse gelagert sind und mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen antreibbar sind, und mit.einer Vorrichtung zur Einstellung des Trommelabstandes zur Erzielung eines Preßspaltes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangsflache jeder Trommel bis zu 36O⁰ aktiv ausgebildet ist, so daß eine größtmögliche Fläche zur Entwässerung und als Aufnahmezone für das Fasermaterial bis zu einer Preßzone zur Verfügung steht, und daß eine Fläche hinter der Preßzone bis zum Beginn der Entwässerungs- und Aufnahmezone als Zone für die Rückforderung von Flüssigkeit durch die Perforationen der Trommel zum entwässerten Fasermaterial vorgesehen ist.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

- 4 -509843/0594

Pig. 1: einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Linie A-A in Fig. 2 und Fig. 2: ein Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1.

Die Entwässerungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem vertikalen zylindrischen Gehäuse 1 mit ebenen Endwänden 2. In dem Gehäuse 1 sind zwei im wesentlichen identische, zylindrische Siebtrommeln 3 mit vertikalen Wellen

4 angeordnet. Das Gehäuse l ist mit wenigstens einem Einlaß

5 für das Fasermaterial an der zylindrischen Fläche versehen und ferner mit einem diametral gegenüberliegenden Auslaß 6 für das Fasermaterial.

Die Siebtrommeln 5 weisen eine perforierte Mantelfläche 7 auf. Die Enden der Trommeln 3> sind an der unteren ebenen Endwand 2 des Gehäuses 1 angeordnet, und zwar mit einem durch eine kleine öffnung 8 hervorgerufenen Abstand. Die Trommeln 3 besitzen exzentrisch angeordnete Lager 15 geeigneter Art, so daß der Abstand oder der sogenannte Preßspalt 9 zwischen den Trommeln verändert werden kann. Die Trommeln können in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden, wobei der Antrieb durch eine zweckmäßig durch eine

in der
geeignete^Drehzahl veränderliche Vorrichtung Io erfolgt.

Der Auslaß 6 des Gehäuses 1 ist mit zwei bewegbaren Ausschabevorrichtungen oder Abstreichmessern 10 versehen, von denen

509843/0594

jedes in einem gewissen Abstand A von einer Linie zwischen den Trommelmittellinien an einer der Trommeln 3 anliegt. Dadurch wird der Auslaß 6 von dem Innenraum 17 des Gehäuses getrennt und steht mit diesem Raum nur durch die öffnung am Preßspalt 9 zwischen den Trommeln 3 in Verbindung und ferner indirekt durch einen verhältnismäßig kleinen Teil der perforierten Trommeloberfläche 7> die sich zwischen dem Preßspalt und den Berührungslinien der Abstreichmesser 10 befindet, d.h. eine Fläche der Zylinder, die dem Abstand A entsprechen. Die Innenräume der Trommeln sind mit den PlUssigkeitsauslässen 11 durch geeignete öffnungen in den oberen ebenen Flächen der Trommel und geeignete Dichtungseinrichtungen verbunden.

Die Entwässerungsvorrichtung kann an irgendeiner Stelle in der Faserstoffbreileitung einer Zellulosefabrik angeordnet werden, um den Brei auf eine geeignete Konzentration einzudicken, beispielsweise für eine folgende Behandlungsstufe. Sie kann aufgrund der geschlossenen Ausführung sehr gut in Behandlungsstufen installiert werden oder zwischen zwei Behandlungsstufen bei einem gewissen überatmosphärischen Druck, z.B. in der Weise, daß der Faserstoffbrei von einer Behandlungsstufe zu der Entwässerungseinrichtung geführt wird, von welcher der Faserstoffbrei unter Verwendung des Druckes zu einer fortführenden oder einer anderen Behandlungsstufe Uber-

509843/0594

tragen wird. In einer Zellulosefabrik: ist es in den meisten Fällen von Wichtigkeit zu verhindern, daß Faserstoffbrei mit Luft in Berührung kommt, und zwar teilweise um die Einmischung von Luft und die sich daraus eventuell ergebenden Schaumprobleme zu vermeiden, und teilweise um zu vermeiden, daß eventuell giftige oder übelriechende Gase in die Atmosphäre austreten, und schließlich auch um Wärmeverluste zu vermeiden. Um sicherzustellen, daß Luft nicht in das System eindringt, können geeignete Drucksteuereinrichtungen im Einlaß und auch im Auslaß angeordnet werden. Die Entwässerungseinrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet für die Drucksteuerung, und zwar teilweise des hereinkommenden Faserstoffbreies, teilweise des austretenden Faserstoffbreies und teilweise der austretenden Flüssigkeit. Die Entwässerungsvorrichtung soll während der Arbeit vollständig mit Faserstoffbrei und Flüssigkeit gefüllt sein, und es sollen die Drücke so gesteuert werden, daß der höchste Druck im Einlaßteil auftritt, während der niedrigste Druck im Faserstoffbreiauslaßteil auftritt. Der Druck der ausgeführten Flüssigkeit liegt zweckmäßiger Weise zwischen diesen Drücken, was erforderlich ist für die Entwässerung, damit diese in der durch die Erfindung gewünschten Weise stattfindet.

Die Faserstoffsuspension tritt durch den Einlaß 5 ein und

50 9843/0594

füllt den Raum 17, welcher die Trommeln j5 umgibt. Da der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Trommeln etwas niedriger ist als der Druck außerhalb der Trommel in der Faserstoffsuspension, versucht der Brei aufgrund der sich ergebenden Druckdifferenz durch die perforierten Zylinderflächen zu dringen, und es bildet sich auf der perforierten Zylinderflache eine Faserschicht. Die Trommeln rotieren mit entgegengesetzter Drehrichtung, so daß sie im Preßspalt eine tangentiale Bewegung in Richtung auf den Auslaß 6 aufweisen. Bereits auf diesem Teil der Trommeln, die mit größtem Abstand von Preßspalt entfernt und am nächsten den Abstreichmessern 10 angeordnet sind, beginnt sich eine Faserstoffbreischicht zu bilden, und es wächst die Dicke dieser Schicht während der Bewegung der perforierten Oberflächen in Richtung auf den Preßspalt bis sie eine maximale Dicke erreicht hat, wenn sich die Faserschichten begegnen und in den Preßspalt zwischen den Trommeln eingeführt werden. Durch Einstellung des steuerbaren Abstandes zwischen den exzentrisch angeordneten Trommeln wird die höchstmögliche Breikonzentration im Preßspalt erreicht. Hinter dem Preßspalt wird der "Paserstoffbreistopfen" der sich im Preßspalt gebildet hat, in den Auslaßteil gebracht, in welchem ein Druck aufrechterhalten wird, der niedriger ist als der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Trommeln. Deshalb fließt auf einer Oberfläche

5 0 98A3/0594 -8-

jeder Trommel vom Preßspalt zum Abstreichmesser Flüssigkeit von der Innenseite der Zylinder durch die perforierte Oberfläche hindurch. Hierdurch wird das Ablösen der Faserschicht von den äußeren Zylinderflächen erleichtert, und es werden möglicherweise in den Perforationen verbleibende Fasern weggespült, wobei sie dem Fasermaterial durch den Auslaß 6 hindurch folgen. Hierdurch erhält Luft keine Möglichkeit, sich mit dem Brei zu vermischen. Als geeignete Maßnahme kann die Konsistenz und die Menge des eingebrachten Breies und auch die ausgebrachte Flüssigkeitsmenge gemessen werden, wodurch die verbleibende Menge und Konzentration des Breies errechnet werden kann.

Für die oben beschriebene Vorrichtung 1st es bezeichnend, daß der volle Umfang der Entwässerungstrommeln bis J56O° aktiv ist. In einer sogenannten Aufnahme- und Entwässerungszone, welche von der Rückseite der Trommeln (in Richtung auf den Einlaß gesehen) von der Auflagelinie der Abstreichmesser gegen die Trommeln in dem Einlaßraum 17 und der Oberfläche der Trommeln in Drehrichtung folgend bis zum Preßwird
spalt 9 rechnet eine Faserstoffbreischicht gebildet/.

die eine höhere Konsistenz aufweist als der in dem Einlaßraum verbleibende Faserstoffbrei. Am Preßspalt werden die Schichten der Trommeln vereint, und sie bewegen sich zusammen in den einstellbaren Spalt zwischen den Trommeln, wo die

5 0 9843/0594

endgültige Entwässerung stattfindet und die höchste Breikonzentration erhalten wird. Im Spalt beginnt eine andere Zone, die bis zur Linie, an welcher die Abstreichmesser an den Trommeln anliegen, als Aufnahmezone dient, in welcher die Breischicht von den Trommeln losgelöst wird, weil der Druck in dieser Zone etwa der gleiche ist wie im Auslaß 6, d.h. niedriger als der Flüssigkeitsdruck in dem Raum innerhalb der Trommeln, wodurch bewirkt wird, daß die Flüssigkeit durch die Perforationen ausgepresst wird und somit die Faserschicht gelöst und möglicherweise festgesetzte Fasern entfernt werden. Die Abstreichmesser selbst haben natürlich auch eine Lösefunktion, während sie gleichzeitig als Dichtung an den Trommeln für die verschiedenen Drücke dienen sollen. Wie bereits erwähnt, beginnt die Aufnahmezone schon an der Rückseite der Abstreichmesser, und wie bereits erwähnt, ist dadurch die gesamte Umfangsfläche der Trommeln aktiv. Es kann ferner betont werden, daß die Entwässerung ohne Hilfe von Druekverteilern oder ähnlichen Einrichtungen stattfindet. Eine Entwässerungseinrichtung gemäß der Beschreibung arbeitet nur mit dem Suspensionsdruck, dem Flüssigkeitsdruck und dem Druck zwischen den perforierten Trommeln. Es ist aber möglich, mit einer ähnlichen Einrichtung zu entwässern, die nur eine perforierte Trommel besitzt, die gegen eine ebene Fläche drückt. In gewissen Fällen ist es auch möglich, sogar mehr als zwei zusammenarbeitende Trommeln zu verwenden.

509843/0594

- ίο -

Grundsätzlich kann eine Entwässerung eines Faserstoffbreies, wie sie oben beschrieben ist, auf irgendeine Konzentration vorgenommen werden, jedoch ist die Vorrichtung in erster Linie für Konzentrationsbereiche von J5 bis 6% am Einlaß und 8 bis 12$ am Auslaß bestimmt. Der Abstand zwischen den Trommeln, die Drücke und die Rotationsgeschwindigkeit-der Trommeln sollten so eingestellt werden, daß, wenn beispielsweise eine Breikonzentration von 8 bis 12$ am Auslaß gewünscht ist, die Breikonzentration hinter dem Preßspalt 15 bis 20% sein sollte.

In normalen Fällen kann die innerhalb der Trommeln befindliche abgepreßte Flüssigkeit zurück in den Brei geleitet werden, jedoch ist es natürlich möglich, mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung, wie z.B. einem dichtend abschließenden sogenannten Umlenkblech an der Innenseite der Trommeln, eine andere Flüssigkeit einzuführen, wenn dies erwünscht ist. Eine solche andere Flüssigkeit kann irgendeine Waschflüssigkeit oder eine andere BehandlungsflUssigkeit, z.B. eine Bleichchemikalie oder ein anderes für einen solchen Prezeß geeignetes Mittel sein. Um die Inbetriebnahme zu erleichtern und um möglicherweise in dem Brei enthaltene Luft abzuleiten, kann der FlUssigkeitsauslaß 11 in geeigneter Weise oberhalb der Trommeln angeordnet werden, wie es in den Fig. dargestellt ist.

509843/0594 -H-

Eine Entwässerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat viele Vorteile. Neben den bereits genannten Vorteilen kann auch eine verhältnismäßig große Kapazität erreicht werden, insbesondere aufgrund der großen zylindrischen Aufnahmefläche und aufgrund der Möglichkeit, mit hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Trommeln zu arbeiten. Die Entwässerungsvorrichtung ist auch unabhängig von der Zentrifugalkraft. Die verhältnismäßig große Kapazität muß gesehen werden in Verbindung mit der sehr einfachen Ausführung der Entwässerungsvorrichtung, was verhältnismäßig niedrige Herstellungskosten bedeutet, und auch in Verbindung mit den verhältnismäßig kleinen Abmessungen, wodurch die Forderungen nach Raumöedarf für die Entwässerungsvorrichtung gering sind. Auch ist der Leistungsverbrauch verhältnismäßig niedrig.

509843/0594 - 12 -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

ί1.\verfahren zum Entwässern einer Fasersuspension auf eine gewünschte Konzentration, bei welchem die Fasersuspension im wesentlichen kontinuierlich einer geschlossenen Vorrichtung zugeführt wird, die wenigstens eine bewegbare, für die Entwässerung perforierte Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension bis auf eine über der gewünschten Konzentration liegende Konzentration entwässert·.· wird und daß anschließend zur Reinigung der Perforationen eine solche FlUssigkeitsmenge entgegen dem Entwässerungsvorgang durch die Perforationen hindurch gefördert wird, daß die Konzentration der die Vorrichtung verlassenden Fasersuspension den gewünschten Wert erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungsvorgang und die Rückforderung der Flüssigkeit im wesentlichen durch Steuerung der Drücke erfolgt, und zwar derart, daß der Druck im Einlaßraum der Vorrichtung

5 0 9843/0594

- 13 -

höher ist als der Druck im Auslaßraum und daß der Druck im PlUssigkeitsraum bzw. in den Flüssigkeitsräumen zwischen diesen Drücken liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgeförderte Flüssigkeit im wesentlichen die gleiche Flüssigkeit ist, welche die Fasersuspension enthält.

k. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgeförderte Flüssigkeit im wesentlichen eine andere Flüssigkeit ist als die in der Fasersuspension enthaltene Flüssigkeit.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Fasersuspension und einem Auslaß für die ausgepreßte Flüssigkeit, mit wenigstens zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Trommeln, die mit einer perforierten Oberfläche versehen Bind und die im Gehäuse gelagert und mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen antreibbar sind und die mit einer Vorrichtung zur Einstellung des Trommelabstandes zur Erzielung eines Preßspaltes versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangsfläche jeder

509843/0594 ~^l4~

Trommel (3) bis zu 36O⁰ aktiv ausgebildet ist, so daß eine größtmögliche Fläche zur Entwässerung und als Aufnahmezone für das Fasermaterial bis zu einer Presszone zur Verfügung steht, und daß eine Fläche (A) hinter der Preßzone bis zum Beginn der Entwässerungs- und Aufnahmezone als Zone für die Rückförderung von Flüssigkeit durch die Perforationen der Trommel zum entwässerten Fasermaterial vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtung?«zur Drucksteuerung vorgesehen sind, welche die Drücke so steuern, daß der Druck im Einlaßraum (17) am höchsten ist, daß der Druck im Auslaßraum (6) am niedrigsten ist und daß der Druck im FlUssigkeitsraum (3,11) zwischen diesen Werten liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß·idie Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Rückförderung einer anderen Flüssigkeit als die Suspensionsflüssigkeit versehen ist.

509843/0594