DE3029978A1

DE3029978A1 - Verfahren zum reinigen von holzschliff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3029978A1
Application number: DE19803029978
Authority: DE
Inventors: Alkibiadis Karnis
Original assignee: Domtar Inc
Current assignee: Domtar Inc
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1980-08-07
Publication date: 1981-02-26
Also published as: NO155977C; SE442218B; FI82497C; SE8005513L; US4253945A; AU529788B2; JPS5631093A; AU6105480A; FI82497B; NO155977B; NZ194362A; NO802365L; FI802327A

Description

Df..-1 VG. FPANZ Ό UESTHOFP

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »,pu-inccfrha« puls (.„*-,,/.)

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL₁-ING^DIPL₁-WIRTSCH₁-INCRUPERTGOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 lA-53 822 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji

DOltltar Inc. Telegramm: protectpatent '

Montreal, Quebec,
Canada, H3C 3M1 ^J * ^/

Beschreibung

Verfahren zum Reinigen von Holzschliff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Holzschliff unter Verwendung eines Hydrozyklons und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Reinigen von Faserstoff, insbesondere Holzschliff, ist es üblich, den Faserstoff in einem Siebapparat in eine Gutstoff- und eine Spuckstofffraktion zu trennen. Die Gutstofffraktion wird in Zentrifugal-Reinigungsvorrichtungen gereinigt, wie z.B. in von der Firma CE Bauer unter dem Handelsnamen "Centricleaner" vertriebenen Vorrichtungen mit mehreren Reinigungsstufen. Der gereinigte Stoff (Gutstoff) aus der Zentrifugen-Reinigungsanlage (Reinigungsvorrichtungen) wird eingedickt und Vorratsbehältern zugeleitet.

Faserstoff von geringer Stoff dichte (etv/a 0,6% oder weniger) wird den Reinigungsvorrichtungen zugeleitet, und es wird eine Gutstofffraktion erzeugt mit einer Stoffdichte, die der Aufgabestoff dichte etwa gleich ist. Der Gutstoff muß daher in beträchtlichem Maße eingedickt werden, bevor er mit einer Stoffdichte von etwa 3 bis 4% eingelagert wird.

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In der Holzschliff- und Papierindustrie ist es zur Erzielung einer guten Betriebsleistung der Reinigungsvorrichtungen als wesentlich erachtet worden, die Reinigungsvorrichtungen mit einer Stoffdichte von weniger als etwa 0,6% zu beschicken. In vielen Fällen macht dies die Zugabe und/oder die Entfernung beträchtlicher Mengen Verdünnungswassers erforderlich; der Energieverbrauch für das Verpumpen dieser Stoffe geringer Stoffdichte ist beträchtlich.

Es ist auch bekannt, Verdünnungswasser in eine Reinigungsvorrichtung nahe deren Scheitel- oder Spuckstoff-Auslaß zuzugeben, um eine beträchtlich höhere Stoffdichte des Spuckstoffs ohne Verstopfungsgefahr für die Reinigungsvorrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise wird in den US-PSen 3 785 489 und 3 754 655 die Verwendung von Zusatzwasser vorgeschlagen, um den Wirkungsgrad der Reinigungsvorrichtungen zu verbessern und die Konzentration der durch den Spuckstoff- oder Scheitel-Auslaß abgeführten Fraktion herabzusetzen.

Es ist auch vorgeschlagen worden - sh. US-PS 2 829 771 - , bei der Benutzung von Hydrozyklonen zum Trennen von Schlamm und feinen Feststoffteilchen Wasser in den Hydrozyklon zuzuleiten. Die in dieser US-PS beschriebene Vorrichtung für die Zugabe von Verdünnungswasser ist der Vorrichtung zur Verdünnungswasserzugabe ähnlich, die zur Verwendung bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird, bezieht sich jedoch auf die Mineralienaufbereitung und wird bei verschiedenen Aufgabematerialien in Reinigungsvorrichtungen von großem Durchmesser (Basisdurchmesser etwa 750 mm) und großen Kegelwinkeln (etwa 30°) eingesetzt. Diese Lehre kann auf die Holzschliff- und Papierindustrie nicht extrapoliert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren unter Verwendung eines Hydrozyklons zun; Herstellen eines gereinigten Faserstoffes von größerer Stoffdichte, als bisher mit einem Hydrozyklon direkt möglich gewesen ist, und unter Beibehaltung des Reinigungsgrades der Reinigungsvorrichtung sowie eine

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Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Insbesondere soll die Stoffdichte des gereinigten Faserstoffes wenigstens 1% betragen.

Die Lösung der Aufgabe ist in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zum Reinigen von Faserstoff darin, daß eine Faserstoffaufschlämmung mit einer pumpbaren Stoffdichte von wenigstens 1%, vorzugsweise von 1 bis 2,5%, einem Hydrozyklon zugepumpt wird, eine Spuckstofffraktion durch einen Scheitelauslaß des Hydrozyklons ausgeleitet wird, in den Hydrozyklon nahe dem Scheitelauslaß Verdünnungswasser tangential zugegeben wird, und durch einen axialen Basisauslaß des Hydrozyklons eine Gutstofffraktion mit einer Stoffdichte ausgestoßen wird, die der Aufgabestoffdichte zumindest annähernd gleich ist, wobei Verdünnungswasser zugegeben wird, damit die Stoffdichte der Spuckstofffraktion 1,1% nicht übersteigt und der Wirkungsgrad der Faserstoffklassierung zumindest annähernd äquivalent ist dem Wirkungsgrad, der mit einer ähnlichen Reinigungsvorrichtung bei einer Aufgabestoffdichte von etwa 0,6%, jedoch ohne Zugabe von Verdünnungswasser erreicht wird. Bei der bevorzugten Ausführungsfoi^m wird die ausgeleitete Spuckstofffraktion weiter verdünnt, vorzugsweise auf eine Stoffdichte von weniger als etwa 0,6%,und in einem zweiten'Hydrozyklon gereinigt und der Gutstoff aus dem zweiten Hydrozyklon wird zurückgeleitet, um Teil der Aufgabe für den ersten Hydrozyklon zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen können zwei Reinigungsstufen mit hoher Stoffdichte, bei Zugabe von Verdünnungswasser nahe der Zyklonspitze, hintereinander- und einer Reinigungsstufe mit niedriger Stoffdichte vorgeschaltet sein.

Erfindungsgemäß hat eine Reinigungsvorrichtung, insbesondere Hydrozyklon, einen konischen Abschnitt mit einem tangentialen

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Einlaß zum zumindest annähernd tangentialen Einleiten einer Faserstoffsuspension in den konischen Abschnitt, dessen Kegelwinkel nicht mehr als 12° und nicht weniger als 3° beträgt, eine Basis von etwa 75 bis etwa 380 mm Durchmesser mit einem axialen Basisauslaß für eine Gutstofffraktion, einem Scheitelauslaß für eine Spuckstofffraktion an dem dem Basisauslaß abgewandten Ende des konischen Abschnitts, und wenigstens einen tangentialen Einlaß für Verdünnungswasser durch den konischen Abschnitt in geringem Abstand vom Scheitelauslaß, wobei die Wirkung der die Reinigungsvorrichtung durchströmenden Faserstoffsuspension automatisch eine Linie axialer Geschwindigkeit Null im konischen Abschnitt erzeugt, eine Wand des tangentialen Verdünnungswassereinlasses nahe der genannten Drehachse keinen wesentlich geringeren Abstand von der Längsachse des konischen Abschnitts hat als die Linie axialer Geschwindigkeit Null, so daß gewährleistet ist, daß durch den Verdünnungswassereinlaß eingespritztes Verdünnungswasser Stoff im Bereich zwischen der Linie axialer Geschwindigkeit Null und dem Umfang des konischen Abschnitts verdünnt, der tangentiale Verdünnungswassereinlaß von solchen Abmessungen ist, daß Verdünnungswasser mit einer Geschwindigkeit, die der Stoffgeschwindigkeit in der Reinigungsvorrichtung am Verdünnungswassereinlaß zumindest annähernd gleich ist, und in einer Menge eingespritzt wird, bei der eine Stoffdichte der Spuckstofffraktion nicht größer als 1,1% gewährleistet ist, wenn die Faserstoffsuspension mit einer Stoffdichte von wenigstens 1% zugeleitet wird, und durch den Abstand zwischen der Eintrittsstelle und dem Scheitelauslaß eine Verdünnungszone von solcher axialer Länge erzeugt wird, die ausreicht, um den Reinigungswirkungsgrad der Reinigungsvorrichtung zumindest annähernd äquivalent dem Reinigungswirkungsgrad zu halten, der erreicht wird, wenn verdünnter Faserstoff mit einer Stoffdichte von etwa 0,6% einer ähnlichen Reinigungsvorrichtung ohne Zugabe von Verdünnungswasser zugeleitet wird.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Flußdiagramm für eine Anwendung der Erfindung, Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen

Ausführungsform eines üblichen Hydrozyklons, Fig. 3 einen Schnitt durch die Spitze einer üblichen

Reinigungsvorrichtung in erfindungsgemäßer Ausbildung und
Fig. 4 den Schnitt 4-4 in Fig. 3.

Die Erfindung uiiifaßt eine Anlage, die mit einem Hydrozyklon eine Gutstofffraktion erzeugt, deren Stoffdichte höher als etwa 1% ist und insbesondere dichter an 2% liegt. Gemäß Fig. 1 tritt Faserstoff über eine Leitung 10 in die Anlage ein und wird in einem Siebapparat 12 in eine Gutstoff fraktion und eine Spuckstofffraktion getrennt. Die Gutstofffraktion tritt über eine Leitung 14 aus, wogegen die Spuckstofffraktion über eine Leitung 16 ausgeleitet und dann zurückgeleitet wird, um in Übereinstimmung mit dem angewandten speziellen Kochprozeß weiterbehandelt zu werden.

Im allgemeinen beträgt die Stoffdichte des Siebgutstoffes etwa 2%, in jedem Falle mehr als' 1%; entsprechend der üblichen Praxis würde über eine mit gestrichelten Linien gezeichnete Leitung 18 Verdünnungswasser zugegeben werden, so daß die Stoffdichte in einem Behälter 20 auf etwa 0,6% oder weniger reduziert würde. Bei Beibehaltung des Reinigungswirkungsgrades ändert sich die maximale Stoffdichte mit der Art des Faserstoffes, der gereinigt wird, wird aber im allgemeinen auf etwa 0,6% gehalten. Bei Anwendung der Erfindung braucht jedoch kein Verdünnungswasser zugegeben werden, und die Stoffdichte im Behälter 20 ist im allgemeinen zumindest annähernd die gleiche', nämlich 1 bis 2,5%, wie in der Leitung 14. Faserstoff mit dieser Stoffdichte gelangt dann über eine Pumpe 22 und eine Leitung 24 zu Primärreinigungsvorrichtungen 26.

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Die Primärreinigungsvorrichtungen 26 werden in herkömmlicher Weise mit einem Spuckstoffanteil von etwa 20 bis 40% der Aufgabe betrieben; der gereinigte Gutstoff verläßt die Primärreinigungsvorrichtungen 26 über eine Leitung 28 mit einer Stoffdichte, die zumindest annähernd gleich ist der Aufgabestoffdichte, also der Stoffdichte im Behälter 20 und in der Leitung 24.

Den Primärreinigungsvorrichtungen 26 wird nahe der Spitze bzw. dem Scheitelpunkt des konischen Abschnittes Verdünnungswasser durch einen entsprechenden Einlaß 29 aus einer Leitung 30 tangential zugeleitet; der Spuckstoff verläßt die Primärreinigungsvorrichtungen 26 über einen Scheitelauslaß und gelangt über eine Leitung 32 zu einem Behälter 34. Im Behälter 34 kann der Spuckstoff mit über eine Leitung 35 zugeführtem Verdünnungswasser auf die gewünschte Stoffdichte verdünnt werden. Um eine wirkungsvolle Reinigung zu erzielen, beträgt die Stoffdichte im Behälter 34 üblicherweise etwa 0,5% oder weniger; eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer der ersten Stufe ähnlichen zweiten Stufe; in diesem Falle ist Verdünnungswasser aus der Leitung 35 nicht erforderlich. An diese Reinigungsvorgänge kann bei Bedarf eine weitere Stufe von geringer Stoffdichte (0,5% oder darunter) angeschlossen sein. In jedem Falle wird Faserstoff aus dem Behälter 34 mit einer Pumpe 36 über eine Leitung 38 zur folgenden Batterie Reinigungsvorrichtungen 40 geleitet. Unter der Voraussetzung, daß keine weitere Reinigungsstufe folgt, wird der Gutstoff aus den Reinigungsvorrichtungen 40 über eine Leitung 42 zum Behälter 20 zurückgeleitet, wogegen der Spuckstoff die Anlage verläßt und über eine Leitung 44 in das Abwasserkanalnetz eingeleitet oder einer anderen Behandlung zugeführt werden kann. Bei Benutzung einer Tertiäranlage wird der Gutstoff aus der zweiten Stufe als Aufgabe zur ersten Stufe zurückgeleitet und der Spuckstoff aus der zweiten Stufe einer weiteren Reinigung in der dritten Stufe unterzogen, wobei der Gutstoff aus dieser als Aufgabe für die zweite Stufe zurückgeleitet wird.

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Die Stoffdichte des Faserstoffes in der Leitung 42 ist geringer als die in der Leitung 14, jedoch ist die Faserstoffmenge so, daß die Stoffdichte im Behälter 20 keine bedeutende Verringerung erfährt, also zumindest annähernd zwischen 1 und 2,5% gleichbleibt.

Die Stoffdichte der Gutstofffraktion aus der Leitung 28 der Primärreinigungsvorrichtungen 26 ist etwa gleich der Aufgabestoff dichte in der Leitung 24 und beträgt normalerweise, je nach der Aufgabe im Behälter 20, zwischen 1 und 2,5%. In einigen Fällen kann diese Stoffdichte ausreichend hoch sein, um eine direkte Einleitung in einen Vorratsbehälter zu rechtfertigen. In anderen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, diesen gereinigten Stoff durch mit gestrichelten Linien gezeichnete Eindickbehälter 46 hindurchzuleiten. Die Eindickbehälter 46 werden bei einer herkömmlichen Reinigung immer dann benutzt, wenn die Stoffdichte in der Leitung 28 aus einer herkömmlichen Reinigungsanlage etwa 0,5% oder weniger beträgt und eine Eindickung des Stoffes notwendig ist, bevor er gelagert werden kann. In jedem Falle beträgt die normale Stoffdichte von zur Lagerung vorgesehenem eingedicktem Faserstoff etwa 3 bis 4%; davon ausgehend v/ird mit der Erfindung zumindest erreicht, daß der Bedarf an Eindickkapazität um etwa 50% herabgesetzt wird. Durch diese Herabsetzung der erforderlichen Eindickkapazität wird eine sehr beträchtliche Einsparung bei jeder Neuinstallation'erreicht und bei in Betrieb genommenen Anlagen eine Erhöhung der Gesamtproduktion ermöglicht, ohne daß für zusätzliche Eindickkapazität wesentliche Investitionsmittel aufgebracht werden müssen.

Fig. 2 zeigt eine übliche Reinigungsvorrichtung 50 mit einem tangentialen Faserstoffeinlaß 52, einer Basis 54, einem in bezug auf die Reinigungsvorrichtung 50 im wesentlichen axialen Basisauslaß 56, einem konischen Abschnitt 58 und einem Scheitelauslaß 60.

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Für die Durchführung der Erfindung ist es erforderlich, daß der Basisdurchmesser D zwischen etwa 75 und etwa 380 mm beträgt. Ist der Durchmesser zu groß, arbeitet die Reinigungsvorrichtung 50 nicht einwandfrei, ist er zu klein, wird die Kapazität verringert und geht die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung völlig verloren.

Der in Fig. 2 als Winkel o4 angegebene Kegelwinkel, also der Winkel zwischen der Innenfläche des konischen Abschnittes 58 und der Achse 62 der Reinigungsvorrichtung 50| übersteigt bei erfindungsgemäßem Betrieb in keinem Fall 10° und ist insbesondere nicht kleiner als 3°; er beträgt vorzugs weise etwa zwischen 5° und 7°.

Der Faserstoffeinlaß 52, der Basisauslaß 56 und der Scheitelauslaß 60 müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß am Scheitelauslaß 60 der angestrebte Spuckstoffanteil erhalten wird.

Gemäß der allgemein anerkannten Theorie über die Arbeitsweise eines Hydrozyklons besteht eine abwärtsgerichtete Geschwindigkeitskomponente nahe den Seitenwänden und eine aufwärtsgerichtete Geschwindigkeitskomponente nahe der Achse 62 der Reinigungsvorrichtung 50. In der Reinigungsvorrichtung 50 existiert somit ein Ort axialer Geschwindigkeit Null. Dieser Ort ist in Fig. 2 mit einer durchgezogenen Linie 64 dargestellt, die angibt, was allgemein als Mantel der Reinigungsvorrichtung 50 bezeichnet wird, und mit einer gestrichelten Linie 66. Dieser Ort axialer Geschwindigkeit Null ist symmetrisch in bezug auf die Achse 62 der Reinigungsvorrichtung 50. Der Mantel wird theoretisch mit einem Durchmesser von etwa 0,43D angenommen, wobei D der Durchmesser der Basis 54 ist, und endet an der Seite des Scheitelauslasses 60 an dem etwa 0,7D betragenden inneren Kegeldurchmesser. Der mit der Linie 66 angegebene konische Abschnitt des Ortes axialer Geschwindigkeit Null ist ein kegelstumpfförmiger Abschnitt,

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welcher am Scheitelauslaß eines konischen Abschnittes endet, der sich vom Ende des Zylindermantels nahe dem Scheitelauslaß 60 bis zur Spitze des vom konischen Abschnitt 58 gebildeten Kegels erstreckt.

Im Betrieb einer Reinigungsvorrichtung durchwandert das Behandlungsgut den Ort axialer Geschwindigkeit Null von der Außenseite der Reinigungsvorrichtung her nach innen und wird zum Basisauslaß gefördert.

Für die Durchführung der Erfindung weist der tangentiale Verdünnungswassereinlaß 29 eine Wand 70 auf, die nahe der axialen Mittellinie bzw. Achse 62 der Reinigungsvorrichtung 50 angeordnet ist. Die Wand 70 soll sich nicht wesentlich über den durch die Linie 66 dargestellten Ort axialer Geschwindigkeit Null hinaus erstrecken, da sonst eine beträchtlicher Anteil des Verdünnungswassers mit dem Aufstrom nach oben gelangt. Es wird allgemein bevorzugt, diese Abmessung nicht größer als der Abstand zwischen der Innenseite der Wand des konischen Abschnitts 58 und dem durch die Linie 66 dargestellten Ort axialer Geschwindigkeit Null zu halten. Der Verdünnungswassereinlaß 29 muß so angeordnet sein, das sichergestellt ist, daß die Konzentration im nach unten gerichteten Strom außerhalb des Ortes axialer Geschwindigkeit Null nicht auf 1,1% ansteigt, da bei Stoffdichten über 1,1% der Reinigungswirkungsgrad der Reinigungsvorrichtung 50 beträchtlich herabgesetzt wird. Das durch den Einlaß 29 oder durch mehrere Einlasse 29 eingespritzte Verdünnungswasser muß die Stoffdichte des Behandlungsgutes so herabsetzen, daß sichergestellt ist, daß die Stoffdichte der aus dem Scheitelauslaß 60 austretenden Spuckstofffraktion 1,1% nicht übersteigt. Die Menge der zugegebenen Flüssigkeit ist somit zum Teil von der Position des Verdünnungswassereinlasses 29 abhängig, da sie die genannte Konzentration bis zum Scheitelauslaß 60 hin aufrechterhalten muß. Bedenkend, daß sich die Wand 70 nicht über die Linie 66 des Ortes axialer Geschwindigkeit Null hinaus erstrecken soll, müssen die Abmessungen

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des VerdUnnungswassereinlasses 29, d.h. seine tatsächlichen Querschnittsabmessungen, so abgestimmt werden, daß die Geschwindigkeit zumindest annähernd gleich ist der Geschwindigkeit des Behandlungsgutes an der Stelle des Verdünnungswassereintrittes und daß die zugegebene Menge Verdünnungswasser ausreicht, um sicherzustellen, daß die durch den Scheitelauslaß 60 ausgeleitete Spuckstofffraktion eine Stoffdichte von nicht mehr als 1,1% aufweist. Dies macht in vielen Fällen mehrere Einlasse 29 erforderlich. Wenn Menge und Geschwindigkeit bekannt sind, lassen sich die zur Erzielung des geforderten Stromes erforderlichen Abmessungen des VerdUnnungswassereinlasses 29 berechnen.

Je weiter oben an der Reinigungsvorrichtung 50 (weg vom Scheitelauslaß 60) der Verdünnungswassereinlaß 29 angeordnet ist, je mehr Wasser wird bei einem vorgegebenen Spuckstoffanteil normalerweise erforderlich sein. Der axiale Abstand zwischen dem Verdünnungswassereinlaß 29 und der Spitze muß jedoch so sein, daß zwischen der Eintrittsstelle und dem Scheitelauslaß 60 ein Bereich verdünnten Behandlungsgutes von einer axialen Länge geschaffen wird, die eine angemessene Zeit für die Trennung gewährleistet, so daß die Reinigungsvorrichtung 50 für das Ausscheiden unerwünschter Stoffe einen Reinigungswirkungsgrad beibehält, der zumindest annähernd gleich ist dem Reinigungswirkungsgrad, der beim Behandeln des Faserstoffes bei niedriger Stoffdichte'(von etwa 0,6%) ohne Zugabe von Verdünnungswasser erreichbar ist.

Für die im Rahmen der nachstehend beschriebenen Beispiele durchgeführten Versuche wurden die Primärreinigungsvorrichtungen entsprechend Fig. 3 und 4 abgewandelt, jedoch mit zwei diametral entgegengesetzt angeordneten Verdünnungswassereinlässen 29 versehen. Als Reinigungsvorrichtung wurde in diesem Fall ein Centricleaner benutzt mit einem Basisdurchmesser D von 6 engl. Zoll (etwa 150 mm), einem Kegelwinkel von 5,5°, einem Basisauslaß von 2 engl. Zoll (etwa 5 0 mm)

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Durchmesser, einem tangentialen Einlaß von 1,5 engl. Quadratzoll (etwa 10 cm²) und

einen Scheitelauslaß von 0,75 bis 1,5 engl. Zoll (etwa 20 bis etwa 4 0 mm) Durchmesser, abhängig vom angestrebten Spuckstoffanteil. Bei einer speziellen benutzten Reinigungsvorrichtung war der tangentiale Verdünnungswasserein- · laß 29 vom Scheitelauslaß von 1,5 engl. Zoll (etwa 40 mm) Durchmesser in einem Abstand von etwa 2 engl. Zoll (etwa 50 mm) angeordnet und hatte die Gestalt eines die Wand der Reinigungsvorrichtung durchsetzenden Schlitzes und war in einer durch die Achse der Reinigungsvorrichtung und den Schlitz gehenden Ebene angeordnet. Der Schlitz war 4 engl. Zoll (etwa lOO mm) hoch und 1/8 engl. Zoll (etwa 3,2 mm) breit. Verdünnungswasser wurde, wie in Fig. 3 angegeben, tangential in die Reinigungsvorrichtung eingeleitet und bewegte sich in derselben Richtung wie die Flüssigkeit in der Reinigungsvorrichtung. Der benutzte Schlitz hacte dieselben Abmessungen, und wenn die Abmessungen der Spitze geändert wurden, um den Spuckstoffanteil zu verändern, änderte sich selbstverständlich seine Lage in bezug auf den Scheitelauslaß, wenn dessen Durchmesser zum Anpassen der Abmessungen des Scheitelauslasses geändert wurden.

Die vorstehend genannten speziellen Abmessungen sind für den Betrieb nicht absolut wesentlich, haben sich jedoch für diese spezielle Größe von Reinigungsvorrichtung und bei den nachstehend unter Beispiel I angegebenen Betriebsbedingungen als sehr zufriedenstellend erwiesen. Bei einer Änderung der Abmessungen der Reinigungsvorrichtung ändern sich die Abmessungen oder die Betriebsbedingungen in beträchtlichem Maße; die Lage des tangentialen Verdünnungswassereinlasses kann zur Erzielung des wirkungsvollsten Betriebes etwas geändert werden.

Das Verdünnungswasser muß nahe dem Scheitelauslaß zugeleitet werden, jedoch im Abstand davon, um eine Verdünnungszone von

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einer für die Durchführung der Trennung ausreichenden axialen Länge zu schaffen. Andererseits darf das Verdünnungswasser nicht so weit oben am Kegel eintreten, daß es keine Wirkung mehr für die Verbesserung des Reinigungsvorganges hat. Tritt es zu tief, also zu dicht am Scheitelauslaß ein, spritzt es einfach durch die Scheitelöffnung hinaus.

Das Verdünnungswasser sollte mit zumindest annähernd derselben Geschwindigkeit eingeleitet werden, mit der die Flüssigkeit in der Reinigungsvorrichtung strömt, d.h., die tangentiale Eintrittsgeschwindigkeit sollte etwa gleich sein der tangentialen Geschwindigkeit der in der Reinigungsvorrichtung umlaufenden Flüssigkeit. Wenn der Unterschied zwischen diesen Geschwindigkeiten zu groß ist, wird der Betrieb der Reinigungsvorrichtung gestört. Bei einer Änderung des Betriebsdruckes der Reinigungsvorrichtung kann selbstverständlich eine leichte Änderung der Geschwindigkeit der in die Reinigungsvorrichtung ein- und aus ihr ausströmenden Flüssigkeit eintreten, wodurch eine geringfügige Abänderung der Abmessungen des Verdünnungswassereinlasses notwendig werden könnte, damit die Menge und die Geschwindigkeit des zugegebenen Verdünnungswassers innerhalb der gewünschten Grenzen bleiben. Es leuchtet ein, daß die dargestellte Schlitzöffnung sich über Bereiche verschiedener tangentialer Geschwindigkeit des Behandlungsgutes in der Reinigungsvorrichtung erstreckt; dies hat sich jedoch ni'cht als besonders nachteilig erwiesen. Der als Verdünnungswassereinlaß benutzte rechteckige Schlitz ist bis zu einem gewissen Grad selbstausgleichend, d.h., die Geschwindigkeit ändert sich über seiner Länge, da der Druck an der Wand der Reinigungsvorrichtung variiert und dadurch den Rückdruck des tangentialen Einlasses verändert.

Die zugegebene Menge Verdünnungswasser ist von der Stoffdichte der Aufgabe, den Abmessungen der Spuckstoffauslaßöffnung, dem Ort des tangentialen Verdünnungswassereinlasses

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und den Betriebsbedingungen abhängig. Das zugegebene Verdünnungswasser tritt nahezu vollständig am Scheitelauslaß aus und verdünnt so den aus der Reinigungsvorrichtung ausgeleiteten Spuckstoff. Es ist wichtig, den aus der Reinigungsvorrichtung austretenden Spuckstoff auf einer Stoffdichte von nicht mehr als etwa 1,1%, vorzugsweise von eta 1% oder weniger zu halten und dabei ausreichend Wasser zuzugeben, um die Stoffdichte am Scheitelauslaß beizubehalten.

BEISPIEL I

Ein Hydrozyklon von 6 engl. Zoll (etwa 152 mm) Durchmesser mit einem Basis- oder Gutstoffauslaß von 2 engl. Zoll (etwa 50 mm) Durchmesser, einem tangentialen Aufgabeeinlaß von 1 mal 1,5 engl. Zoll (etwa 25 mal 38 mm) Fläche, einem Scheitel- oder Spuckstoffauslaß von 1 engl. Zoll (etwa 25 mm) Durchmesser und einem Kegelwinkel von 5,5° wurde im wesentlichen entsprechend Fig. 3 und 4 abgeändert, jedoch statt mit einem einzigen mit zwei Verdünnungswassereinlässen 29 an zumindest annähernd diametral entgegengesetzten Stellen versehen. Der Druckabfall im Hydrozyklon wurde auf 45 engl. Pfund pro Quadratzoll (etwa 3,15 kp/cm²) über atmosphärischem Druck gehalten; der minütliche Durchsatz betrug 150 US-Gallons (etwa 570 1) bei einer Temperatur des Behandlungsgutes von 20°. Der Hydrozyklon wurde mit und ohne Verdünnungswasser und bei verschiedenen Aufgabestoffdichten eines mechanischen Faserstoffes betrieben. Die betriebsmäßigen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.

Verdünnungswasser wurde mit 22,5 US-Gallons (etwa 85 1) je Minute und Schlitz, also mit insgesamt 45 US-Gallons (etwa 170 1) je Minute zugegeben; die Wassergeschwindigkeit am tangentialen Einlaß wurde mit 86 engl. Fuß je Minute (4,4 m/s) errechnet.

Bei niedriger Aufgabestoffdichte, wie sie normalerweise bei Reinigungsvorrichtungen angewandt wird, nämlich von 0,55%

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und ohne Verdünnungswasser, also beim herkömmlichen Betrieb eines Primärhydrozyklons, war der Wirkungsgrad der Splitterausscheidung 43% und der Ausscheidung von Fasern geringer wirksamer Oberfläche 39%. Bei Erhöhung der Aufgabestoffdichte auf 2% fiel die Ausscheidungsleistung für Splitter wie für Fasern geringer wirksamer Oberfläche auf 30% ab. Die Stoffdichte der Gutstoff- und Spuckstofffraktionen war zumindest annähernd dieselbe.

Bei Durchführung der Erfindung mit einer Aufgabestoffdichte von 2% und Zugabe von Verdünnungswasser mit etwa 45 US-Gallons (etwa 170 1) je Minute (hälftig aufgeteilt auf beide Schlitze), ging die Ausscheidungsleistung für Splitter wie für Fasern geringer wirksamer Oberfläche auf den normalen Betriebswert zurück.

TABELLE 1

Verdünnungs-Stoffdichte (% O.D.) wasserstrom
Auf- Gut- Spuck- US-Gallons
gäbe stoff stoff je Minute

	Durchschn. Aus	Fasern mit
	sehe i dungs I ei stung	geringer
Spuckstoff		wirksamer
anteil in		Oberfläche
%	Splitter	39
		30
30	43	39
30	30
30	43

0,55 0,5 0,9
2,0 2,0 2,0
2,0 1,9 1,0

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Bei der Aufgabe von hoher Stoffdichte ändert sich somit der Reinigungswirkungsgrad des Hydrozyklons nicht in beträchtlichem Maße, dennoch blieb die Stoffdichte des Behandlungsgutes in der Gutstofffraktion bei etwa 2%, wodurch die Erfordernisse hinsichtlich der Eindickung des Behandlungsgutes vor dem Einlagern beträchtlich herabgesetzt wurden.

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BEISPIEL II

Unter Benutzung des Hydrozyklons von 6 engl. Zoll Durchmesser des Beispiels I wurden Versuche mit einem Kraftzellstoff aus gebleichtem Hartholz durchgeführt, der etwa 1% Schmutzteilchen kleiner Abmessungen enthielt.

Der Wirkungsgrad der Reinigungsvorrichtung wurde errechnet mit Hilfe der Schmutzbewertungstafel (TAPPI-Normen T 213 und T 437) durch Zählen der durch die Aufgabe- und Gutstoffströme entstandenen Schmutzflecken an Laboratoriums-Handblättern. Das Verhältnis der Anzahl der Teilchen einer vorgegebenen Flächengröße je Gramm Faserstoff im Gutstoff (N )

und in der Aufgabe (N-) gibt die Reinheit des Gutstoffs an.

Die nachstehende Tabelle enthält eine kurze Darstellung der Ergebnisse, die bei einem Spuckstoffanteil von 10% bei niedriger und hoher Stoffdichte der Aufgabe mit und ohne Verdünnungswasser für zwei Klassen Schmutzteilchen erzielt wurden.

Stoffdichte (% O.D.)
Auf- Gut- Spuckgabe stoff stoff

Verdünnungswasserstrom US-Gallons je Minute

N /N„ für Schmutz mit a χ

einer Flächengröße von 0., 15 mm² von 0,03 mm² bis 0,3 mm² bis 0,6 mm²

0,	54	0,	50	1	,4	0	ö,	52	,48
1,	7	1,	6	3	,9	0	0,	62	,53
1,	7	1,	5	1	,0	26	0,	52	,48

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Claims

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MANDATAIRES AGRiES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DII¹L.-1 Nf;.; IiIJ-I-- VI KTSCH. -1 NG. RV HKT GCiETZ

D-8000 MÜNCHEN 90

_n__ SCH>X'E]GERSTRASSE2

1A-53 822

telefon: (089)662051 telegramm: protecti-atent telex: 5 24 070

Patentansprüche:

ς A Verfahren zum Reinigen von Faserstoff, bei dem eine aserstoffaufschlämmung mit einer pumpbaren Aufgabestoffdichte von wenigstens 1 % einem Hydrozyklon (Reinigungsvorrichtung 26) zugeleitet,

eine Spuckstofffraktion durch einen (unteren) Scheitelauslaß aus dem Hydrozyklon (26) ausgeleitet,

und eine Gutstofffraktion durch einen (oberen) axialen Basisauslaß abgezogen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß Verdünnungswasser tangential zum Hydrozyklon (26) an einer Eintrittsstelle nahe dem Scheitelauslaß mit einer Geschwindigkeit eingespritzt wird, die zumindest annähernd gleich ist der Faserstoffgeschwindigkeit im Hydrozyklon (26) an der Eintrittsstelle für Verdünnungswasser, und soviel Verdünnungswasser zugegeben wird, daß die Stoffdichte der Spuckstoff fraktion auf einem Wert nicht größer als 1,1 % gehalten und eine Verdünnungszone geschaffen wird, die sich zwischen der Eintrittsstelle und dem Scheitelauslaß so weit erstreckt, daß die Klassierung einen Wirkungsgrad, der zumindest annähernd dem Wirkungsgrad eines ohne Verdünnungswasserzugabe, jedoch mit einer Aufgabestoffdichte von etwa 0,6 % betriebenen Hydrozyklons äquivalent ist und bei dem die Stoffdichte der Gutstofffraktion zumindest annähernd gleich der Aufgabestoffdichte ist, aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Spuckstofffraktion auf eine Stoffdichte von weniger als 0,5 % verdünnt, wird, die verdünnte Spuckstoff fraktion in einem zweiten Hydrozyklon (40) gereinigt wird und aus dem

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zweiten Hydrozyklon (40) austretender Gutstoff zurückgeleitet wird, um Teil der Aufgabe für den ersten Hydrozyklon (26) zu bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte des in den Hydrozyklon (2 6) aufgegebenen Faserstoffs auf 1 bis 2,5 % eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet , daß die Gutstofffraktion aus dem Hydrozyklon (26) einem Lagerbehälter direkt zugeleitet wird.
5. Hydrozyklon zum direkten Erzeugen einer Fasergutstofffraktion mit einer Stoffdichte von wenigstens 1 % aus einer in ihn aufgegebenen Holzschliffsuspension mit einer pumpbaren Aufgabestoffdichte von wenigstens 1 %, mit einem (oberen) Basisabschnitt (54) mit

einem tangentialen Einlaß (52) und einem axialen Auslaß (5 6) und mit einem (unteren) konischen Abschnitt (58) mit einem Scheitelauslaß (60), wobei der Basisauslaß (56) einen Auslaß für die Fasergutstofffraktion und der Scheitelauslaß (60) einen Auslaß für eine Faserspuckstofffraktion bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (54) einen Durchmesser von etwa 75 mm bis-etwa 380 mm hat, der konische Abschnitt (58) einen Kegelwinkel (α) von nicht mehr als 12° und nicht weniger als 3° aufweist, und daß wenigstens ein tangentialer Verdünnungswassereinlaß (29) im konischen Abschnitt (58) in geringem Abstand vom Scheitelauslaß (60) vorgesehenist,

wobei eine nahe der Mittelachse angeordnete Wand (7 0) des Verdünnungswassereinlasses (29) von der Längsachse (62) des konischen Abschnitts (58) keinen geringeren Abstand hat als eine Linie (66) axialer Geschwindigkeit Null, die Abmessungen

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des tangentialen Verdünnungswassereinlasses (29) so sind, daß Verdünnungswasser mit einer Geschwindigkeit, die der Behandlungsgutgeschwindigkeit in der Reinigungsvorrichtung (50) an der Eintrittsstelle des Verdünnungswassers zumindest annähernd gleich ist, in einer Menge eingebbar ist, bei der eine Stoffdichte der Spuckstofffraktion von nicht mehr als 1,1 % gewähr- · leistet ist, wenn die Faserstoffsuspension dem Einlaß (52) mit einer pumpbaren Stoffdichte von wenigstens 1 % zugeleitet wird, und der Abstand zwischen der Eintrittsstelle für Verdünnungswasser und dem Scheitelauslaß (60) derart bemessenist, daß eine Verdünnungszone erzeugt wird, die sich axial in bezug auf den konischen Abschnitt (58) so weit erstreckt, daß eine Klassierung zum Reinigen des Faserstoffes mit einem Wirkungsgrad stattfindet, der zumindest annäherend äquivalent dem Wirkungsgrad eines ohne Verdünnungswasserzugabe, aber mit einer Aufgabestoffdichte von etwa 0,6 % betriebenen Hydrozyklons ist.

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