DE2954409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklonabscheider der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Derartige Zyklonabscheider dienen zur Behandlung von wäßrigen Fasersuspensionen, insbesondere Zellulosepulpe. Eine bekannte Ausführungsform ist Gegenstand der DE-OS 24 23 528. Über die Konsistenz der auf der bekannten Vor­ richtung zu verarbeitenden Fasersuspension ist nichts ausgesagt. Üblicherweise finden Trenn-, Reinigungs- und/ oder Homogenisierungsbehandlungen von Faserpulpe in der Zelluloseindustrie bei Feststoffgehalten von 0,5 bis 5% statt. Bei Verfahren, bei denen die Fasersuspension vor der Behandlung mit größerem Feststoffgehalt anfällt, bei­ spielsweise 8 bis 12%, oder bei denen sie anschließend in einer solchen größeren Konzentration vorliegen muß, mußte die Fasersuspension vor der Behandlung verdünnt und nach der Behandlung entwässert werden. Dies erfordert einen zusätzlichen Energieeinsatz und apparativen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gat­ tungsgemäßen Zyklonabscheider dahingehend zu verbessern, daß eine Fasersuspension mit einer hohen Feststoffkonzen­ tration von bis zu 20% unverdünnt gereinigt und der Weiterverarbeitung unverdünnt zugeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge­ gebene Erfindung gelöst.

Das Erscheinungsbild einer Fasersuspension geringen Feststoffgehalts ist das einer opaken Flüssigkeit, in der sich wolkenartig die Fasern befinden. Schon bei einem Feststoffgehalt von 5% entfernt sich jedoch das Erschei­ nungsbild der Fasersuspension von dem einer Flüssigkeit erheblich. Die Suspension ist derart mit Fasern gefüllt, daß diese das Erscheinungsbild überwiegend bestimmen und die Suspension schon nicht mehr richtig ließt. Bei einem Feststoffgehalt von 15% schließlich ist das Erscheinungs­ bild einer flüssigen Suspension völlig verlassen: die Suspension erscheint als eine Masse nasser, verklumpter Baumwolle oder Watte oder von pappigem Schnee. Die Ab­ trennung von Anteilen ist bei Zellulosesuspensionen der­ artiger Dichte besonders schwierig, weil sich dabei durch die Wasserstoffbrücken der Zellulose schon wie bei der Papierbildung Bindungen auszuprägen beginnen, die zu einem viel stärkeren Zusammenhalt der Fasern führen, als es bei hochverdünnten Fasersuspensionen der Fall ist.

Wenn dem erfindungsgemäßen Zyklonabscheider eine Fasersuspension hoher Feststoffkonzentration zugeführt wird, erfährt diese durch die einander gegenüberstehenden Längsrippen auf der Innenseite des Oberteils und auf der Außenseite des Rotors eine starke Scherbeanspruchung, durch die die Fasersuspension fluidisiert wird, d. h. in einen leicht strömenden, dünnflüssigen Zustand versetzt wird, wobei die Fasern relativ zueinander besonders beweglich werden. In einem solchen Zustand der Fasersuspension können Teilchen von verschiedenem Gewicht oder verschiedener Größe leicht voneinander getrennt werden. Die für die Tren­ nung benötigte Energie ist sehr klein. Es sind keine sehr großen Geschwindigkeitsunterschiede in der Suspension erforderlich.

Um die Wirkung zu intensivieren, wird auch das Innere des Rotors herangezogen. Die zweite Fluidisierungszone erhöht die Intensität der Einwirkung auf die Fasersuspension, ohne an den äußeren Maßen des Zyklonabscheiders eine Vergrößerung vornehmen zu müssen.

Die Erscheinung der Fluidisierung von Faserstoff­ suspensionen ist für sich genommen aus der US-PS 34 11 721 bekannt. Hierbei handelt es sich allerdings nicht um einen Zyklonabscheider, sondern um eine Siebvorrichtung, wobei durch die Fluidisierung das Hindurchtreten der Fasermasse durch die Sieböffnungen unterstützt werden soll.

Zyklonartige Reiniger für Dickstoff, d. h. eine Papier­ stoffsuspension mit 2 bis höchstens 10% Konsistenz, sind an sich aus dem "Wochenblatt für Papierfabrikation (3, 1965), Seiten 84 bis 86 bekannt. Allerdings ist die konstruktive Ausbildung eine andere als bei der Erfindung.

Die zweite Fluidisierungszone kann gemäß Anspruch 2 ausgebildet sein.

Auch hierbei stehen sich also auf der Innenseite des Rotors und auf der Außenseite der Stange Längsrippen gegen­ über, die eine starke Scherwirkung auf die Fasersuspension ausüben und auf diese Weise eine neuerliche Fluidisierung unter Förderung der Trennwirkung herbeiführen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt.

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt einer Vorrichtung, welche der Reinigung einer Fasersuspension dient,;

Fig. 2 gibt einen Schnitt längs der Linie J-J in Fig. 1 wieder.

Der in Fig. 1 und 2 wiedergegebene Zyklonab­ scheider besteht aus einem Gehäuse 70, dessen Oberteil 71 zylindrisch und dessen nach unten daran anschließendes Bodenteil 72 ein sich nach unten verjüngender Konus ist. Es ist ein horizontales und tangential in den zylindri­ schen Oberteil 71 einmündendes Einlaßrohr 73 für die Faser­ suspension, welche in dem zylindrischen Oberteil 71 ge­ reinigt werden soll, vorgesehen. Ein vertikales Auslaß­ rohr 87, welches mit einem Ventil 74 ausgerüstet ist, ist am Bodenende des Bodenteils 72 des Gehäuses 70 angeordnet. Die abgetrennten Teilchen können durch das Ventil 74 ent­ fernt werden. Am oberen Ende des Gehäuses 70 ist eine Radialpumpe mit einem Pumpengehäuse 75 und einem tangential daraus abgehenden Abführrohr 76 für die Flüssigkeit bzw. Restsuspension angebracht. Das Laufrad 78 der Radialpumpe, das sich in dem Pumpengehäuse 75 dreht, und ein hohl­ zylindrischer Rotor 79, welcher sich im Gehäuse 70 des Zyklonabscheiders dreht, sind auf einer gemeinsamen An­ triebswelle 77 angeordnet, die oberhalb der Radialpumpe gelagert ist. Eine in der gemeinsamen Achse des Rotors 79, der Radialpumpe und des Zyklonabscheiders gelegene fest­ stehende Stange 80, deren unteres Ende im unteren Bereich des Gehäuses 70 mit diesem verbunden ist, ragt von unten in das Innere des Rotors 79. Das Gehäuse 70 ist mit inneren Rippen 81 ausgerüstet. Der Rotor 79 weist innere und äußere Rippen 82 und 83 auf. An der Stange 80 befinden sich äußere Rippen 84.

Die Fasersuspension wird einer Aufwirbelzone 85 zugespeist, welche durch die Innenfläche 88 des Gehäuses und die Außenfläche 89 des Rotors 79 gebildet ist. Sie wird dort stark verwirbelt und durch den gemeinsamen Effekt des mit großer Geschwindigkeit umlaufenden Rotors 79 und der mit Vorsprüngen versehenen Wandungsfläche des feststehenden Gehäuses 70 fluidisiert. Die Zentrifugal­ kraft, die durch die Umlaufbewegung erzeugt wird, drückt Teilchen größerer Dichte gegen die Gehäusewand, von wo sie nach unten gegen das untere Ende des konischen Boden­ teils 72 abströmen und dort in aufgewirbeltem Zustand durch das Ventil 74 entfernt werden. Die Suspension strömt zu­ sätzlich auch in aufgewirbeltem Zustand durch den zwischen dem Rotor 79 und der Stange 80 gebildeten Zwischenraum 86, welcher eine zweite Aufwirbel- bzw. Fluidisierungszone er­ gibt. Die Flüssigkeit bzw. Restsuspension gelangt schließ­ lich zu dem Laufrad 78 und wird von diesem zu dem Abrühr­ rohr 76 hinausgedrückt.

Der Energieverbrauch eines Zyklonabscheiders gemäß Fig. 1 und 2 beträgt etwa 4 kWh/t bei einer Dichte der Fasersuspension von 12%, während der Energieverbrauch eines herkömmlichen Zyklonabscheiders sich auf etwa 8 kWh/t bei einer Dichte der Fasersuspension von 1% beläuft.

Die Rippen 81, 82, 83, 84 verlaufen in der darge­ stellten Ausführungsform zwar in durch die Achse gehenden Ebenen, können aber auch eine in Umfangsrichtung aufwei­ sende Komponente haben, z. B. wendelförmig verlaufen.

Claims (2)

1. Zyklonabscheider mit einem Gehäuse, welches ein im wesentlichen zylindrisches Oberteil und ein tangential darin einmündendes Einlaßrohr sowie einen unten an das Oberteil anschließenden konischen, sich nach unten verjün­ genden Bodenteil umfaßt, mit einem Auslaßrohr für die abge­ trennten Teilchen am unteren Ende des Bodenteils und mit einem Abführrohr für die Flüssigkeit bzw. die Restsuspension am oberen Ende des Oberteils, und mit einem in dem Oberteil um­ laufenden zu diesem koaxialen hohlen, auf dem Außenumfang Längsrippen aufweisenden Rotor, dessen Innenraum am unteren Ende gegen den konischen Boden, am oberen Ende gegen das Abführrohr offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Oberteils (71) mit den Längsrippen (82) zur Bildung einer Fluidisierungszone (85) für die der Zentri­ fugaltrennung zu unterwerfende Suspension zusammenwirkende Längsrippen (81) vorgesehen sind und im Innern des Rotors (79) eine zweite Fluidisierungszone (86) gebildet ist.

2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine in der Achse des Gehäuses (70) fest­ stehend angeordnete Stange (80) vorgesehen und durch auf der Innenseite des Rotors (79) und auf der Außenseite der Stange (80) angeordnete Längsrippen (83, 84) die zweite Fluidisierungszone (86) für die der Zentrifugaltrennung zu unterwerfende Suspension gebildet ist.