DE2716119A1

DE2716119A1 - Verfahren zum kontinuierlichen waschen von suspensionen

Info

Publication number: DE2716119A1
Application number: DE19772716119
Authority: DE
Inventors: Per Axel Rune Hillstroem; Lars Georg Norehall
Original assignee: Mo och Domsjo AB
Current assignee: Mo och Domsjo AB
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1977-10-27
Also published as: NO149071B; FI771166A; NO149071C; BR7702339A; DE2716119C2; JPS6047958B2; US4273612A; FR2348312A1; JPS5319406A; FI59827B; FI59827C; SE7604430L; NO771271L; FR2348312B1; SE406943B

Description

PATENTANWÄLTE

Dlpl-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIE D-KOWARZIK ^fc Dlpl.-lng. G. DANNENBERG Dr. P. WEIN HOLD · Dr. D. GUDEL

331X324 SICGFRIEDSTRASSE B

TELEFON: (OK.) _BQ0Q _Mp_{NCHEN 4}„

Case 1355 SK/Eh

Ho och Domsjö Aktiebolag S-891 01 örnsköldsvik 1 Schweden

Verfahren zum kontinuierlichen '»Väschen von Suspensionen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Waschen von Suspensionen. Unter "Suspension" ist dabei eine Aufschlämmung fester Stoffe in einer Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, zu verstehen. Art und Form der festen Stoffe kann variieren; insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung jedoch auf das Waschen von Fasersuspensionen, vorzugsweise Zellulosepulpen, die durch bekannte Verfahren hergestellt wurden. Beispiele für solche Pulpen sind Sulfitpulpe, Sulfatpulpe, chemimechanische Pulpe, semi-chemische Pulpe und mechanische Pulpe.

(Halbstoff)
ulpe/wird m

Zellulosepulpe/wird nach dem Kochen aus verschiedenen Gründen gewaschen. Einer dieser Gründe ist, dass die Pulpe relativ frei von Verunreinigungen sein muss, bevor sie in die nachfolgenden

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Behandlungastufen, z.B. die Bleichstufe, geleitet wird. Wird die Pulpe beim Waschen nicht vollständig oder zumindest teilweise von den Verunreinigungen befreit, so ist das anschliessende Bleichen sowohl unwirksam (d.h. die Helligkeit der Pulpe ist beeinträchtigt) wie auch kostspielig, da die Verunreinigungen ebenfalls Bleichmittel verbrauchen. Die nach dem Kochen in der Pulpe anwesenden Verunreinigungen bestehen unter anderem aus Koch-Chemikalien lind organischen, durch das Kochen au3 dem Holz gelösten Substanzen. Diese Verunreinigungen sind in der Flüssigkeit gelöst, die die Pulpe begleitet. Ein weiterer Grund zum Waschen der Pulpe besteht darin, dass man die Koch-Chemikalien zurückgewinnen oder die latente Wärme des organischen Materials in der Kochlauge ausnutzen will. Deshalb wird die Kochlauge (oder "Schwarzlauge", v?ie sie auch bezeichnet wird) zuerst eingedampft, um ihren Gehalt an trockenen Stoffen zu erhöhen, damit dieser anschliessend in einem dafür vorgesehenen Brenner verbrannt werden kann. Dieses Verbrennungsverfahren liefert Wärme und einen Rückstand, der als "Schmelze" bezeichnet wird. Die Schmelze besteht aus anorganischem Material, das wieder zu frischer Kochlauge verarbeitet wird. Au3ser Wasser enthält die Kochlauge organisches und anorganisches Material. Man spricht auch von dem bestimmten Trockensubstanz-Gehalt einer Kochlauge; darunter ist die anwesende Menge an organischem und anorganischem Material, dividiert durch die Gesamtmenge der Kochlauge, zu verstehen.

Beschreibt man ein Waschsystem für Zellulosepulpen, so werden bestimmte, nachstehend definierte Bezeichnungen angewendet:

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ürsgrüngliche^Schwarzlaugei Die Flüssigkeit, die nach dem Kochen zusammen mit der Pulpe in dem Digestor vorliegt. Sie enthält die Chemikalien, die bei der chemischen Aufbereitung bezw. Verpulpung verwendet wurden, sowie das aus den Holzspänen gelöste organische Material.

£^{s Die} Flüssigkeit, die nach dem '.Vaschen der Pulpe erhalten wird und aus der Endlauge gewonnene Peststoffe enthält. Diese, auch "Freisetzungslauge·¹ genannte Flüssigkeit wird in die Verdampfungsstufe geführt. Nach dem Eindampfen wird aie als "schwere Schwarzlauge" oder "dicke Lauge" bezeichnet.

2222^nv.2£iH2£2^! ^*·^θ Menge an ursprünglicher Schwarzlauge, die die gewaschene Pulpe aus der V/aschstufe begleitet. Bei Kraft-Mühlen wird der beim Waschen auftretende Verlust häufig in kg Na₂SO, pro Tonne Pulpe ausgedrückt. Bei Sulfit-Mühlen wird der Waachverlust in kg Na₂O oder MgO pro t Pulpe angegeben — je nachdem, welche Base die betreffende Mühle in der Verpulpungslaugo verwendete -- oder auch als Gesamtverlust an Trockensubstanz, d.h. an anorganischen und organischen Materialien. Eine weitere Möglichkeit, den '.Yaschverlust anzugeben, ist der BOD«- oder COD-Wert. "BOD.,¹¹ ist eine Abkürzung für den biochemischen Sauerstoff-Bedarf, d.h. den Verbrauch an biochemischem Sauerstoff; dieser Wert kann gemäss dem Verfahren SCAN-W 5:71 ermittelt werden. Er zeigt, wieviel Sauerstoff = O₂, biochemisch gemessen, der Waschverlust (das organische Material) verbraucht, wenn er 7 Tage lang bei einer Temperatur von 2O⁰C in einem Behälter abgegeben wird. "COD" steht für den chemischen Sauerstoff-Bedarf, d.h. die verbrauchte Menge an chemischem Sauerstoff. Dieser Wert gibt an,

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wieviel Sauerstoff = Op» chemisch gemeaaen, der Waachverlust (da3 organische Material und ein Teil de3 anorganischen Materials) verbraucht, wenn er in einem Behälter abgegeben wird. Hieraus ergibt sich, da3S die Definition der Bezeichnung "Waschverlust¹· variieren kann und davon abhängt, was jeweils beschrieben werden 30II. Die Höhe des V/aschverlustes ist jedoch ein direkter Maßstab für die Wirksamkeit eines Waschsystems, und ea spielt keine Rolle, auf welche V/eise der Waschverlust ausgedrückt wird.

Verdünnung: Die Differenz zwischen wiedergewonnener Lauge und ursprünglicher Schwarzlauge, d.h. die Menge an Lauge, die über die ursprünglich zur Erzielung der gewünschten V/aschergebnisse eingeführte Schwarzlauge hinausgeht. Die Verdünnung wird meist in t Flüssigkeit/t Pulpe angegeben.

Zellulosepulpe wird in ein- oder mehrstufigen Verfahren gewaschen, normalerweise in mehrstufigen Verfahren. Beim 'flaschen der Pulpe in mehreren Stufen wird mit einem Gegenstromverfahren gearbeitet, d.h. die Waschflüssigkeit (häufig reines Wasser) wird in der letzten Vorrichtung einer fleihe von hintereinandergeschalteten Vorrichtungen zu der Pulpe gegeben. Die Waschlauge und die aue der Pulpe ausgewaschene Trockensubstanz fHessen dann in einen Sammelbehälter und werden von dort in die vorletzte Vorrichtung gepumpt und so weiter.

Unabhängig von dem angewendeten Waschverfahren, sollen Jedoch möglichst geringe Waschverluste mit einer möglichst geringen Ver-

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dünnung erzielt werden. Je kleiner der Waschverlust, umso reiner ist die erhaltene Pulpe und umso mehr Koch-Chemikalien und organisches Material werden wiedergewonnen. Eine möglichst geringe Verdünnung ist erwünscht, weil beim Eindampfen grösserer Volumen an wiedergewonnener Lauge auch mehr Energie (Wasserdampf) verbraucht wird. In Wirklichkeit besteht Jedoch ein Zusammenhang zwischen Waschverlusten und Verdünnungsgrad, aus dem geschlossen werden kann, dass man die Verdünnung erhöhen muss, um die Waschverluste herabzusetzen. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 1 dargestellt; die dort aufgeführten Werte wurden bei Waschverfahren in technischem Maßstab ermittelt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Waschverluste bei geringen Verdünnungen rasch verbessert werden, während nur eine unwesentliche Verbesserung erzielt wird, wenn man die Pulpe stärker verdünnt. Fig. 1 zeigt ausaerdeiu, dass ein Minimum an Waschverlust und ein Minimum an Verdünnung einander ausschliessen. Eine ebenfalls zu beachtende Tatsache ist, dass die Verdünnung durch das Fassungsvermögen des Verdampfers, der nur eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aufnehmen kann, begrenzt wird. In der Praxis hat sich ausserdem gezeigt, dass das Wascheystem eine Pulpe liefert, deren Konzentration mit der Zeit variiert. Dies ist auf die Konstruktion der Waschvorrichtung und die Eigenschaften der Pulpe zurückzuführen. Die zu waschende Pulpe kann unterschiedliche Abtropf- und Entwässerungseigenschaften besitzen, d.h. ihre Wiederstandsfähigkeit gegenüber dem Entwässern kann variieren. Es ist allgemein bekannt, dass die Entwäeserungseigenachaften einer Pulpe durch ihren Verpulpungsgrad beeinflusst werden. Dies bedeutet, dass — auch wenn die letzte Waschvorrichtung mit einer konstanten Menge an Waschlauge be-

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schickt wird — die aus dem V/a3chsy3tem erhaltene Pulpe von unterschiedlichen Mengen an Flüssigkeit begleitet wird. Daraus wiederum folgt, dass das Auemaß der Pulpenverdünnung in Abhängigkeit von der zugeführten Menge an Waschflüssigkeit variiert, die v/irklich durch die Pulpe und im Gegen3trom zu ihr fliesst. Bis zu welchem Grad die Pulpe erneut durch die Waschlauge benetzt wird, hängt von den verschiedenen Waschvorrichtungen ab, d.h. welche Menge an Flüssigkeit zwar durch die Pulpe geflossen ist, aber erneut von ihr aufgenommen wurde und mit ihr zusammen das Waschsystem verlässt.

Die obigen Ausführungen zeigen, dass es in der Praxis sehr schwierig ist, die Verdünnung zu regeln und somit gute Waschergebnisse zu erzielen.

Bisher werden in der Zellstoff-Industrie zwei unterschiedliche Verfahren angewendet, um die der Waschanlage zugeführte Menge an Waschflüssigkeit und dadurch auch den Verdünnungsgrad der Pulpe zu regeln. Bei einigen Waschsystem wird die in die letzte Waschvorrichtung strömende Menge an Waschflüssigkeit so bemessen, dass sie proportional zur erhaltenen Menge an Pulpe ist. Dies bedeutet, dass Abweichungen im Verdünnungsgrad der Pulpe proportional zur augenblicklichen Konzentration der Pulpe, die die 7/aschstufe verlässt, und auch zu dem Ausmaß sind, bis zu welchem die Pulpe die Waschflüssigkeit erneut aufnimmt. Unter vorübergehenden extremen Bedingungen kann der Verdünnungsgrad dabei negativ sein, d.h. die Menge an Waschflüssigkeit, die in die Waschstufe eingeführt wird, ist kleiner als die Flüssigkeitsnenge, die die Pulpe aus

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dem Waschsystem begleitet, oder er ist sehr hoch, d.h. es wird nur eine unwesentliche Reduzierung der Waschverluste erzielt, während gleichzeitig grosse Mengen an Flüssigkeit in das System gegeben werden, die man anschliessend wieder abdampfen muss.

Bei anderen Waschsystemen wird die Verdünnung so geregelt, dass die wiedergewonnene Lauge einen konstanten Feststoffgehalt aufweist. Der Peststoffgehalt wird bestimmt, indem man die Dichte der wiedergewonnenen Lauge misst. Diese Dichte wird normalerweise in ° Be (Grad Baume) angegeben. Da ein Waschsystem häufig grosse Mengen an Waschflüssigkeit benötigt, vergehen nach Durchführung einer Änderung am Ende des Waschsystems mehrere Stunden, bis eich diese Änderung im Feststoffgehalt der wiedergewonnenen Lauge bemerkbar macht. Das bedeutet, dass das System negativ oder manchmal viel zu stark verdünnt ist, bevor eine Änderung im Festatoffgehalt der wiedergewonnenen Lauge festgestellt wird.

Ee wurde nun gefunden, dass die besten Waschergebnisse erzielt werden, indem man die Verdünnung während der gesamten Zeit konstant hält; dies ist auch aus Fig. 1 zu ersehen. Geht man davon aus, dass ein bestimmtes Waschsystem — jeweils bezogen auf 1 t trockene Pulpe — einen Waschverlust von 18 kg Na₂SO, bei einer Verdünnung von 3 t Flüssigkeit hat und innerhalb einer Stunde die Verdünnung von 3 t auf 2 t Flüssigkeit sinkt, so steigt in dieser Zeit, wie aus Fig. 1 ersichtlich, der Waschverlust von 18 kg auf 25 kg Na₂SO., d.h. um 7 kg Na₂SO.. Fig. 1 lässt ausserdera erkennen, dass zum Ausgleich dieser höheren Waschverluste die Verdünnung innerhalb einer Stunde von 3 t auf weit mehr als

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6 t Flüasigkeit/t Pulpe heraufgesetzt werden muss (hebt man die Verdünnung auf 6 t/t Pulpe an, so werden die V.'aschverluote um 18 -12 = 6 kg NagSO./t Pulpe reduziert). Hierdurch wird die abzudampfende Flüseigkeitsraenge drastisch erhöht und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens durch den grösseren Energiebedarf beeinträchtigt. Man kann also sagen, dass ein ständig zwischen zwei extremen '.','erten schwankender Verdünnungsgrad zu wesentlich höheren Waschverlusten führt als ein Verdünnungsgrad, der konstant auf dem Mittelwert zwischen diesen Extremen gehalten wird. Die3 ist darauf zurückzuführen, dass die tVaschverluste bei abnehmender Verdünnung so stark ansteigen, dass auch eine Verbesserung der Waachverlu3te durch Erhöhung der Verdünnung auf einen bestimmten Mittelwert keinen Ausgleich mehr schaffen kann.

Um den Verdünnungsgrad zu regeln und auf einer konstanten Höhe zu halten, muß man den Flüssigkeitsgehalt der Pulpe kennen, die das Waschsystem verlässt. Praktische Verfahren zur Bestimmung dieses Flüssigkeitsgehaltes sind bisher noch nicht bekannt und bei entsprechenden Versuchen traten zahlreiche Schwierigkeiten auf. Eine Schwierigkeit besteht darin, daß von den üblichen Waschvorrichtungen, z.B. Waschfiltern, häufig eine sehr breite Pulpenbahn beim Verlassen der Wascheinrichtung erhalten wird. Wird nun der Flüssigkeitsgehalt der Pulpe an willkürlichen Punkten der Bahn oder an einigen Stellen über die gesamte Breite hinweg bestimmt, so werden unzuverlässige Werte erhalten. Ausserdem wird bei Verwendung von Waschfiltern die Pulpe durch Schaumbildung erneut benetzt, wenn man die Bahn von dem letzten Filter der Reihe abzieht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich nun der FlUssigkeitsgehalt der das Waschsystem verlassenden Pulpe kontinuierlich bestimmen und somit der Verdünnung der Pulpe in gewünschter Weise regeln. 709843/0858

Die vorliegende Erfindung wird durch Pig. 2 der Zeichnungen erläutert, die ein V/aschsystem für chemische Pulpen zeigt. Die Waschvorrichtungen der Fig. 2 bestehen aus Waschfiltern. Dae erfind ungsgemäs ο e Verfahren ist jedoch nicht auf Waschfilter beschränkt, sondern kann mit jeder Vorrichtung zum kontinuierlichen Waschen von Pulpe angewendet werden. Es eignet sich z.B. auch für Radial- und Druck-Waschverfahren. Die Wasch3vsteme umfassen normalerweise drei bis vier Stufen; zum Verständnis der vorliegenden Erfindung reichen jedoch die in Fig. 2 dargestellten zwei Waschstufen aus. Die ungewaschene Pulpe flieset aus der Verpulpungskolonne durch Leitung 1 in einen Sammelbehälter 2, der mit einem Rührwerk 3 versehen ist. In Behälter 2 wird die Pulpe mit Waschlauge verdünnt, die Kochlauge enthält und durch eine Pumpe aus dem Filtertank 4 herangeführt wird. Dann flieset die Pulpe in Einlassbehälter 5 und wird dort erneut mit Waschlauge aus Tank 4 verdünnt. Beim Eintritt in den Sammelbehälter 2 hat die Pulpe eine Konzentration von etwa 12 %, und in Elnlassbehälter 5 wird sie bis zu einer Konzentration von etwa 1 # verdünnt. Von dem Einlassbehälter 5 wird die Pulpe zu einem Waschfilter 6 geleitet, das aussen mit einem Drahgewebe umkleidet ist; durch den innerhalb des Filters erzeugten Sog wird die Pulpe auf das Drahtgewebe gezogen. Waschflüssigkeit, die Ablauge enthält, wird durch Düsen 7 auf die Pulpe auf Filter 6 gesprüht. Die Wasch· lauge wird aus Filtertank 8 herangepumpt. Anschliessend wird die Pulpe mit einer Rakel von Filter 6 geschabt und fällt in Auslasebehälter 9t der mit einer Förderschraube 10 versehen ist. Der Trockenstoffgehalt der Pulpe nach Entfernung von Filter 6 beträgt 12 bis 18 #.

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Die in Filter 6 von der Pulpe getrennte Y/aschlauge fliesot in Filtertank 4. Die Pulpe in Auslassbeliälter 9 wird erneut mit Waschlauge aus Tank 8 bis zu einer Konzentration von etwa 1 % verdünnt. Dann wird sie in Einlassbehälter 11 befördert und von dort auf ein .Vaschfilter 12 geleitet. Die Pulpe auf Filter 12 wird mit frischem Wasser und/oder einem Kondensat besprüht, das bezw. die über Leitung 13 zu den f|rühdüsen 14 gelangen. Die Pulpe wird von Filter 12 geschabt und fällt in Auslassbehälter 16, der eine Förderschraube 15 aufweist. Zu diesem Zeitpunkt enthält die Pulpe 10 bis 15 $> trockene Stoffe. Die aus Filter 12 wiedergewonnene Lauge fliesst in Tank 8. Die beiden Filtertanks 4 und eind mit Flüssigkeitsstand-Sensoren 17 und 18 versehen, die mit den Regelventilen 19 bezw. 20 an den Förderleitungen für die Waschlauge verbunden sind. Die wiedergewonnene oder dünne Lauge flieest durch Leitung 32 aus Filtertank 4 zu einem Verdampfer.

Die obige Beschreibung zeigt, dass die Pulpe im Gegenstromverfahren gewaschen wird, d.h. sie wird auf dem letzten Waschfilter, wo sie bereits relativ rein ist, mit reiner Waschlauge gewaschen, während die ungewaschene Pulpe mit einer Waschlauge behandelt wird, die beträchtliche Mengen an Koch-Ablauge enthält. Dieses Verfahren ist allgemein üblich und nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

Sei dem erfindungsgemässen Verfahren wird der Flüssigkeitsgehalt der Pulpe gemessen, wenn die Pulpe das letzte Filter bezw· Endfilter 12 der Waschanlage verläset. Wie bereits erwähnt, werden optimale Waschergebnisse erzielt, wenn die Verdünnung — unabhän-

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gig von der Meuge an Pulpe, die pro Zeiteinheit durch das Jaschey8tem geführt wird, und von der Konzentration der Pulpe -konstant gehalten wird. Damit die Verdünnung entsprechend geregelt, d.h. die erforderliche Menge an Waschlauge durch Leitung 13 zugeführt werden kann, muss der Flüssigkeitsgehalt der Pulpe nach Verlassen des Filters 12 kontinuierlich bestimmt werden.

Sies kann auf zwei verschiedene Vuisen erfolgen. Die Art des Vorgehens hängt davon ab, ob bekannt ist, welche Menge an Pulpe in

nicht das Waschsystem eingeführt wird. Ist diese Pulpenmenge/bekannt, so wählt man folgendes Verfahren: Die gesamte, von Filter 12 entfernte Pulpe wird in Auslassbehälter 16 gesammelt. Ihr Trockenstoff gehalt beträgt zu diesem Zeitpunkt z.B. 12 ^. In Auslassbehälter 16 wird die Pulpe nun mit Lauge verdünnt, die durch Leitung 21 herangeführt wird. Es hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, die Pulpe bis zu einer Konzentration von 1 bis 10 #, am besten 2 bis 5 #, zu verdünnen. Die Verdiinnung kann auf einmal durchgeführt werden, zweckmässigerweise jedoch in zwei Stufen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. In der ersten Stufe wird die Verdünnungslauge durch Leitung 22 zugeführt. Diese erste Stufe soll nur eine grobe Verdünnung bewirken und bedarf keiner genauen Kontrollverfahren; sie kann von dem Bedienungspersonal durch manuelle Betätigung des Ventils 23 durchgeführt werden. Nach dieser groben Vorverdünnung in Auslassbehälter 16 fliesst die Pulpe durch Leitung 24 ab. In einigem Abstand von Auslassbehälter 16 mündet Leitung 24 in Leitung 25, die ein Regelventil 26 auf weist, das mit einem Messgerät 27 zur Bestimmung der Pulpenkon-

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zentration verbunden iot. Mit Hilfe des Messgerätes 27 und des Ventils 26 kann die Pulpe nun weiter verdünnt und der Zufluss an Verdünnungslauge durch Leitung 25 so geregelt werden, dass man die gewünschte Pulpenkonzentration erhält. Erfahreungsgemäss sollte die Konzentration der Pulpe in Leitung 24 etwa 3 ^c/> betragen. Die für die gewünschte Konzentration benötigte Menge an Verdünnungslauge wird mit Hilfe des Durchflussmessers 28 (z.B. ein magnetischer Durchflussmesser) in Leitung 21 kontinuierlich gemessen. Auch der Gesamtfluss an Pulpensuspension in Leitung wird mit Durchflussmesser 29 kontinuierlich gemessen. Alle Informationen über den Fluss in Leitungen 21 und 24 können in einem Signal-Umwandler 30 gesairunelt werden und ermöglichen, zusammen mit dem V/ert der jeweiligen Pulpenkonzentration, die kontinuierliche Berechnung des Flüssigkeitsgehaltes der gewaschenen Pulpe, d.h. der Pulpe, die Endfilter 12 verlässt. Auf welche Weise der Flüssigkeitsgehalt der Pulpe berechnet wird, ist weiter unten beschrieben.

Mit Hilfe des Signal-Umwandlers 30 kann die Menge an '/Ifasohlauge, die über Leitung 13 herangeführt wird, durch das Regelventil 31 so bemessen werden, dass eine konstante Verdünnung der Pulpe erhalten wird.

Ist bekannt, welche Menge an Zellulosepulpe (berechnet ale völlig trockene Pulpe) durch das Waechsystem fliesst, indem man z.B. vor dem Waschsystem den Pulpenzufluss gemessen hat, so braucht ' die Pulpenkonzentration nicht bestimmt zu werden, und das Messgerät 27 kann entfallen. Es besteht ein unmittelbarer Zusammen-

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hang zwischen Pulpenkonzentration und dem Geaaratfluss an Suspension, d.h. dem Fluss in Leitung 24. Bei einem konstanten Pulpenfluss (berechnet als völlig trockene Pulpe) kann die Menge an Verdünnungsmittel, die durch Leitung 21 zufliesst, unmittelbar dadurch geregelt werden, dass man den Pluss der gesamten Suspeneion in Leitung 24 auf einem konstanten Wert hält. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Pluss in Leitungen 21 und 24 durch Messgeräte 28 bezw. 29 kontinuierlich überwacht.

Indem man, wie oben beschrieben, die PlUssigkeitsmenge in der austretenden Pulpe indirekt misst, kann man den Zufluss an Waschlauge durch Leitung 13 so regeln, dass die Verdünnung — berechnet als Mengeneinheit Waschlauge pro Mengeneinheit Zellulosepulpe — konstant bleibt und unabhängig ist von Variationen in der Pulpenherstellung, der Pulpenkonzentration aus dem letzten Waschfilter, der Schaumbildung und erneuter Benetzung der Pulpe·

Die Flüssigkeitsmenge, die mit der gewaschenen Pulpe aus dem Waschsystem austritt, kann wie folgt berechnet werden:

Q « gesamtes Fliessvolumen pro Zeiteinheit V « Fliessvolumen der flüssigen Stoffe pro Zeiteinheit

Sas Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 regelt den Verdünnungsmittel· Fluss V₂i in solcher Weise, dass die Konzentration der Pulpensuspension in Leitung 24 einen bestimmten, als m bezeichneten Wert zeigt. Dieser Wert m kann von dem Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 abgelesen werden und liegt normalerweise bei 3 #· Hisst man nun den Suspensions-Fluss Q₂*, so kann der Fluss an Zellulose-

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fasern (berechnet als völlig trockene Pulpe) als m χ QpA errechnet werden. Der Fluss an flüssigen Materialien in Leitung 24 ist dann die restliche Menge von Qp/♦ die nicht aus Zelluloaefasern besteht, d.h.:

V₂₄ = Q₂₄ - m χ Q₂₄ = (1 - m) Q₂₄

Der Plüs3igkfcit8gehalt der Pulpe beim Verlassen des letzten Waschfliters wird als V-, bezeichnet. Stellt man ein Plüesigkeitsgleichgev/icht her, so ergeben sich folgende Zusammenhänge:

^Vpulp ^{+ V}21 ^{= V}24

^Vpulp ^{= V}24 " ^V21

V = (1 - m) Q₂₄ - V₂₁

wobei m von dem Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 bekannt ist, und Q₂₄ wird mit Durchflussmesser 29 und V₂₁ mit Durchflussmesser 28 gemessen. Auf diese Weise kann V^ berechnet und ständig überwacht werden.

Wie bereits oben erwähnt, ist der Fluss an Zellulosefasern = m χ Q₂₄.

Hieraus lässt sich errechnen, welche Mengeneinheit Flüssigkeit pro Mengeneinheit Zellulosefasern das Waschsystem mit der gewaschenen Pulpe verlässt. Die zugeführte Menge an Waschlauge V₁, kann dann so geregelt werden, dass die Differenz V-.» - V , in einem konstanten Verhältnis zur Menge an Zellulosefasern gehalten wird.

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Ist die hergeotellto Menge an Zellulosepulpe bekannt, z.B. durch sogenannte "Hotodens"-Messungen vor dem «Vaschsystem, 30 braucht, wie oben erwähnt, die Konzentration der Pulpe nicht gemessen zu werden, und da3 Messgerät 27 kann daher entfallen.

Die PlüBsigkeitsmenge in der aus '.Vaschfilter 12 austretenden Pulpe kann dann auf folgende Weise errechnet werden:

Vpi und Qp* werden gemessen.
Vpi = Qp4 - hergestellte Pulpe

Die hergestellte Pulpe wird, wie oben gezeigt, als Volumeneinheit pro Zeiteinheit ausgedrückt.

^VpulP ^{= V}24 * ^V21« ^d-^h-

V _pulp = (Q₂₄ - hergestellte Pulpe) - Y₂₁

Auf der Basis dieses errechneten V/ertes wird dann die durch Leitung 13 zugeführte Waschlaugenmenge so bemessen, dass eine konstante Verdünnung aufrechterhalten wird.

Die nachstehenden Beispiele, bei denen jeweils Kraft-Pulpen gewaschen wurden, erläutern das erfindungsgemässe Verfahren.

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Beispiel 1

Bei einem Filter-V/aachverfahren wurde Birkenholz-Pulpe mit vier in Reihe geschalteten V7aschfiltern gewaschen, wobei der V/aschlaugen-Zuflusa von Hand so geregelt wurde, dass der Gehalt der wiedergewonnen Lauge an trockenen Feststoffen konstant etwa 15 '-/> betrug. Der Flüssigkeitsstand in den Laugentanks der einzelnen Waschfilter wurde ebenfalls konstant gehalten, so dass sich keine Lauge in den Tanks ansamme1 . konnte. Sobald der Feststoffgehalt der wiedergewonnenen Lauge anstieg, wurde der Waschlaugen-Zufluss manuell verstärkt, bis der Feststoffgehalt allmählich wieder auf den gewünschten Wert zurückkehrte. 3ei einem Absinken des Feststoffgohaltes wurde der Waschlaugen-Zufluss herabgesetzt, bis dez* gewünschte Wert langsam wieder erreicht wurde. In eineia bestimmten Messseitraum wurden der Pulpe, die das letzte Tilter verliess, Proben entnommen. In diesem Zeitraum variierte die Pulpenkonzentration zwischen 10 und 15 Gew.-56. Die Menge an aufgesprühtem Waschwasser wurde gemessen und danach die Verdünnung

mit 1 bis 6 m pro Tonne Pulpe errechnet; der Mittelwert der Verdünnung betrug während dieses Messzeitraumes 3 m pro Tonne Pulpe. Die Waschverluste pro Tonne Pulpe schwankten zwischen 50 kg und 100 kg Feststoffen oder, berechnet als Alkali, zwischen 25 kg und 50 kg Ha₂SO,. Als Mittelwert der Waschverluste wurden 80 kg Fest stoffe bezw. 40 kg Na₂SO, pro Tonne Pulpe errechnet.

Nun wurden bei der letzten Waschstufe des Verfahrens die in Fig. gezeigten Abänderungen vorgenommen. Die Zuleitung für das Verdünnungsmittel sowie die Leitung für gewaschene und verdünnte PuI-penßuapenoion wurden mit Durchflus&messern versehen. Ein Pulpen-

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konzentrations-Messgerät wurde installiert, um die Verdünnung der gewaschenen Pulpe bis zu einer Konzentration von 3 "A zu regeln. Mit Hilfe der beiden Durchfluoamesser war es nun möglich, zu jedem beliebigen Zeitpunkt die für einen bestimmten Verdünnungsgrad benötigte Waschlaugenmenge zu errechnen. Auf diese v/eise konnte die Verdünnung auf 3,0 m pro Tonne Pulpe gehalten werden.

Durch diese Massnahmen sanken die <7aschverluste pro Tonne Pulpe auf 20-40 kg Peststoffe bezw. 10-20 kg Na₂SO^. Sie wurden also, im Vergleich zu den bisher bekannten Waschverfahren, halbiert, ohne dass eine gröesere Menge an Waschlauge eingesetzt werden musste.

Während der gesamten Messdauer blieb der Peststoffgehalt in den vier Laugentanks praktisch konstant.

Beispiel 2

Es wurde mit den gleichen Waschfiltern gearbeitet wie in Beispiel 1.

Die Pulpenherstellung die die Filterwäsche wurde mit Hilfe eines "Rotodens"-Messgerätes ermittelt. Die Zuleitung für das Verdünnungsmittel sowie die Leitung für gewaschene und verdünnte Pulpeneuepension waren mit Durchflussmessern versehen. Das in Beispiel 1 erwähnte Pulpenkonzentrations-Messgerät wurde entfernt. Da der Fluss an gewaschener und verdünnter Pulpensuspension sowie an Verdünnungslauge gemessen wurde und die Menge an hergestellter

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Pulpe bekannt war, konnte der Zufluss an Sprühflüssigkeit auf einen bestimmten Wert geregelt werden.

Es wurden ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 1 erzielt.

Die obigen Beispiele zeigen, dass durch die vorliegende Erfindung die bei bisher bekannten Waschverfahren auftretenden V/aschverluste wenigstens um die Hälfte reduziert werden können, ohne das zusätzliche Mengen an Waschlaugen verwendet werden müssen.

Das erfindungsgemässe Verfahren wurde zwar anhand des Waschens von chemisch aufbereiteter Pulpe erläutert, eignet sich jedoch ebenfalls zur Behandlung voncheni-mecharjischen, semi-chemiochen oder mechanischen Pulpen. Bei der Herstellung mechanischer Pulpen werden zur Entfaserung der Pulpe keine Chemikalien eingesetzt, so dass die Pulpen normalerweise nach der Herstellung nicht gewaschen werden. In diesem Falle kann das erfindungsgemässe Verfahren aber angewendet werden, wenn die mechanische Pulpe gebleicht und nach dem Bleichen gewaschen werden soll.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im übrigen nicht auf Zellulosepulpe beschränkt, sondern kann auch zum Waschen anderer Suspensionen, wie z.B. des Schlamms aus Reinigungsanlagen oder der Suspensionen in Zuckerraffinerien, eingesetzt werden.

- Patentansprüche - 709843/0858

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum kontinuierlichen V/aachen von gelöste Verunreinigungen exithaltenden Suspensionen, insbesondere Faser-Suspensionen, wobei die in der Suapension3lauge gelösten Verunreinigungen in einer oder mehreren Stufen durch reine Suspensionslauge ersetzt werd n, der Flüssigkeitsgehalt der gewaschenen Suspension gemessen und der Zufluss an reiner Suspensionslauge aufgrund der erhaltenen Messergebnisse so geregelt wird, dass die Differenz zwischen zugeführter Menge an reiner Suspensionslauge und Plüssigkeitsgehalt der gewaschenen Suspension auf einem vorherbestimmten geeigneten Wert, bezogen auf die Gesamtmenge an festen Stoffen in der das Waschsystem verlassenden Suspension, gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Plüssigkeitsgehalt der gewaschenen Suspension gemessen wird, indem man die aus dem Waschsystem austretende Suspension ein- oder mehrmals verdünnt, gleichzeitig die dem System zugeführte Menge an Lauge misst , worauf das Fliessvolumen der erhaltenen Suspension bestimmt wird.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Konzentration des Suspensions-Flusses misst.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an festen Stoffen während dieses Messverfahrens auf 1 bis 10 #_f vorzugsweise 2 bis 5 $>_t eingestellt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration den Susperisions-Flueses mit "einem Konzentrations-Messgerät gemessen wird, das mit einem Regelventil für das Verdünnungsmittel verbunden ist, so dass die Konzentration"de3 Suspen3ion3-Flusses durch ein von diesem Messgerät ausgehendes Signal auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Suspension Zellulosepulpe verwendet wird.

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