DE3037119A1

DE3037119A1 - Vorrichtung zum einmischen von chemikalien in suspensionen

Info

Publication number: DE3037119A1
Application number: DE19803037119
Authority: DE
Inventors: Björn Karlstad Aahs
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-06-04
Also published as: FR2469952B1; FI803009A; SE7909781L; FR2469952A1; BR8007186A; ATA537480A; JPS5676233A; FI71588B; CA1159447A; JPS6115728B2; NO148440B; NO148440C; DE3037119C2; FI71588C; NO803408L; SE419603B; US4339206A; AT375106B

Description

Firma KAMYR AKTIEBOLAG, Verkstadsgatan 10, S--6 51 15 Karlstad

Schweden

Vorrichtung zum Einmischen von Chemikalien in Suspensionen

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Suspensionen, insbesondere von Pflanzenfasern in einer Flüssigkeit und ganz besonders Vorrichtungen zum Einmischen von Behändlungschemikalien in solche Suspensionen. Die einzumischenden Chemikalien können im flüssigen Zustand sein, und/oder sie können gasförmig sein.

In der Papierindustrie werden viele verschiedene Vorrichtungen zum Einmischen von Behandlungschemikalien verwendet. Bei niedriger Faserkonzentration bis etwa 5% ergeben sich keine größeren Probleme beim Einmischen. Bei höheren Konzentrationen der Fasern aber, das heißt in einem sogenannten mittleren Konzentrationsbereich bis zu etwa 15%, ergeben sich größere Probleme, und zwar im wesentlichen aufgrund der geringen Menge an freier Flüssigkeit zwischen den Fasern. Die vorliegende Erfindung betrifft Mischvorrichtungen, die für Faserbrei im Konzentrationsbereich von
2 bis 15%, vorzugsweise 8 bis 14%, geeignet sind.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirksamen Weges, um die Probleme zu lösen, die auftreten, wenn Chemikalien in Papier-

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brei oder Zellstoffbrei innerhalb des genannten Konzentrationsbereiches gleichmäßig verteilt werden sollen.

Ferner soll die Vorrichtung so klein und einfach wie möglich gestaltet sein, ohne daß das Ergebnis gleichzeitig negativ beeinflußt wird.

Die Erfindung soll auch eine Vorrichtung unter Verwendung des bekannten Verfahrens zur Fluidisierung von Zellstoffbrei schaffen, die in wirksamer Weise die Möglichkeiten, die dieses Verfahren bietet, anwendet. In diesem Zusammenhang wird auf die finnische Patentanmeldung Nr. 78.1789 hingewiesen, die der schwedischen Patentanmeldung Nr. 79.04558-9 entspricht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gründet sich auf dem Prinzip, daß das bestmögliche Einmischen, wie auch das Emulgieren, erreicht wird, wenn in der Fasersuspension eine voll entwickelte Turbulenz erhalten wird, d.h. wenn eine vollständige Fluidisierung der Fasersuspension erreicht ist.

Die Vorrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

teilweise im Schnitt, und
Fig. 2 eine andere Seitenansicht in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein das Vorrxchtungsgehäuse bezeichnet,

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das aus einem zylindrischen Teil 2 und einem zylindrischen Teil 3 besteht, wobei der zylindrische Teil 2 einen geringeren Durchmesser hat als der zylindrische Teil 3. Der Teil 3 hat einen tangentialen Auslaß 4. Das Gehäuse ist mit einem Einlaßflansch 5 für die Verbindung mit einer Leitung oder einer anderen Maschine und mit einem Auslaßflansch 6 für die Verbindung mit einer Leitung oder einer Vorrichtung für eine weitere Behandlung ausgerüstet. Das Gehäuse ist ferner mit einem Lagergehäuse 7 für die Welle 8 versehen, die mit geeigneter Umdrehungsgeschwindigkeit durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Das Gehäuse 1 ist ferner mit Einlassen 9, 10 und 11 für Chemikalien versehen. Die genannte Welle 8 ist an einem Rotor 12 befestigt, der innerhalb des Gehäuseteils 2 aus einem im wesentlichen zylindrischen Rotorteil mit Rippen 13 besteht und der in dem Gehäusete.i 1 3 aus einem scheibenförmigen Teil 14 mit einem oder mehreren ringförmigen Plattenelementen 15 und 16 besteht. Die Elemente 15 und 16 sind mit im wesentlichen radialen Rippen 17 und 18 versehen. Beide Gehäuseteile 2 und 3 sind mit gegenüberliegenden stationären Rippen 19 und 20 versehen. Die Rippen 19 verlaufen parallel zur Welle, während die Rippen 20 radial verlaufen. Alle Rippen, d.h. sowohl die stationären Rippen als auch die rotierenden Rippen, sind jeweils in vierfacher Ausführung vorgesehen. Es ist aber selbstverständlich, daß Rippen beliebiger Anzahl um den Umfang herum verteilt angeordnet sein können. In gleicher Weise kann der Abstand zwischen den feststehenden und den umlaufenden Rippen in für die Suspension, die behan-

geeigneter Weise
delt werden sol]/, verändert werden, und ebenso in Abhängigkeit von den einzumischenden Chemikalien. Die Vorrichtung nach Fig. ist mit der gleichen Rippenzahl versehen wie die Ausführung nach Fig. 1.

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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, besteht die Vorrichtung aus zwei Zonen, nämlich der ersten Zone mit im wesent- . liehen axialer Bewegung der Suspension, während sie gleichzeitig innerhalb des Gehäuseteils 2 in gewissem Maße rotiert, und aus der zweiten Zone mit im wesentlichen radialer Bewegung der Suspension, während sie gleichzeitig innerhalb des Gehäuseteils 3 in gewissem Maße rotiert. Die erste Zone hat die Aufgabe, die Chemikalien sehr wirksam gleichmäßig in die Fasersuspension einzubringen. Sie wird deshalb Einbringzone genannt. Die zweite Zone hat die Aufgabe, die Chemikalien endgültig zu verteilen, so daß eine Emulsion erhalten wird. Sie wird deshalb Emulgierzone genannt. Die Einbringung von Chemikalien in die Fasersuspension und auch die Emulgierung erfolgen extrem schnell, wenn die Fasersuspension sich in einem fluidisierten bzw. verflüssigten Zustand befindet. Wie ersichtlich, sind beide Zonen in einer Einheit zusammengefaßt, und sie weisen nur einen einzigen drehenden Teil auf, wodurch die Vorrichtung beträchtlich einfacher und billiger als andere Vorrichtungen ist. Aufgrund des Wirkungsgrades der Vorrichtung ist es für die Gestaltung bezeichnend, daß die gesamte Verweilzeit sowohl in der Einbringzone als auch in der Emulgierzone beträchtlich kürzer als bei anderen bekannten Vorrichtungen ist. Diese Verweilzeit beträgt 0,01 bis 2,0 Sekunden, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Sekunden. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß die Verweilzeit 2,0 Sekunden nicht übersteigen sollte, da insbesondere Zellulosefasern gegen mechanische Behandlung empfindlich sind, so daß die die Faserfestigkeit betreffenden Eigenschaften zerstört werden können, wenn die Zeit zu lang ist. Da die Mischwirkung im fluidisierten Zustand extrem wirksam ist, ist auch der Leistungsverbrauch der Vorrichtung beträchtlich geringer als bei anderen bekannten Mischvorrichtungen. Es ist ferner für die Vorrichtung typisch, daß sie ausreichend große Scherkräfte

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auf die Suspension aufbringt, so daß diese fluidisiert wird.

Die Vorrichtung ist insbesondere für den Zusatz der Bleichchemikalien ClO „ und Cl₉ geeignet, die nach bekannten Verfahren zusammen oder etwas voneinander entfernt zugesetzt werden können. Beispielsweise kann ClO „ durch den Einlaß 9 eingebracht werden, während Cl₂ durch den Einsatz 10 zugesetzt wird. Schließlich kann ein drittes Behandlungsmedium durch den Einlaß 11 zugesetzt werden, falls dies wünschenswert ist. Der Einlaß 11 kann insbesondere für die Behandlung von Zellstoffbrei mit Sauerstoff verwendet werden, wobei Sauerstoff durch den Einlaß 10 zugesetzt werden kann, wo das Gas in dem Gehäuseteil 2 wirksam in der Suspension verteilt wird, worauf es später in dem Gehäuseteil 3 intensiv in der Suspension emulgiert wird, die schließlich, wenn sie noch eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit besitzt, durch den Einlaß 3 eine alkalische Lösung erhält, da dies nach den bekannten Verfahren für eine wirksame Behandlung von Zellstoffbrei mit Sauerstoff erforderlich ist. Es ist bekannt, daß ein starkes Rühren alkalischer Zellstoffbreisuspensionen zu einer Abnahme der Festigkeitseigenschaften des fertigen Zellstoffbreies führen kann. Es ist deshalb bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, daß dort die Möglichkeit besteht, alkalische Lösung an der Stelle zuzusetzen, an der die Suspension sozusagen auf dem Wege ist, die Vorrichtung zu verlassen, während sie andererseits aber noch eine so hohe Geschwindigkeit besitzt, daß die alkalische Lösung wirksam eingebracht werden kann. Die alkalische Lösung sollte als solche zugesetzt werden, während sich die Suspension noch in dem fluidisierten Zustand befindet, was mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher und wirksamer Weise erfolgt. Die Einlasse 9, 10 und 11 sollten in jedem Falle so ausgebildet sein,

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daß sie für das jeweilige Behänd lungsmediura geeignet sind.

Fig. 1 zeigt zwei ringförmige Elemente 15 und 16 mit ihren Rippen 17 und 18. Wenn die Vorrichtung nur für das Einmischen von Chemikalien in flüssiger Form verwendet werden soll, so können diese Chemikalien zweckmäßig durch die Einlasse 9 und 10 zugesetzt werden, in welchem Falle möglicherweise eine ausreichende Emulgierung mit nur einem der Elemente 15 und 16 erreicht werden kann. Möglicherweise können beide Elemente 15 und 16 weggelassen werden worauf immer noch ein ausreichendes Ergebnis erhalten wird.

In der obigen Beschreibung ist vorgesehen, daß die Rippen axial bzw. radial verlaufen, jedoch kann dies in einigen Fällen geändert/werden, so daß die Rippen etwas gekrümmt sind oder unter einem Winkel verlaufen, so daß eine gewisse Schraubenwirkung erhalten wird.

Die Erfindung ist nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Schutzumfanges der Ansprüche abgewandelt werden.

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Claims

DIPL-ING. KLAUS BEHN 0 0 0 7 11 DIPL. -PHYS. ROBERT MONZHUBER OU j/ I I PATENTANWÄLTE WIDENMAYERSTRASSE 6 D-SOQO MÜNCHEN 22 TEL. (089) 222530-295192 BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT ZUGELASSENE VERTRETER

1. Oktober 1980 A 14980 B/ib

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Einmischen von Behandlungsmedien in Suspensionen mit einem in einem Gehäuse rotierenden, mit Rippen oder dergleichen versehenen Rührorgan, das nahe dem inneren Teil des Gehäuses angeordnet ist, mit einem Einlaß, durch den die Suspension im wesentlichen in axialer Richtung zugeführt wird, mit einem Auslaß für die Suspension und mit Einlaßöffnungen, durch welche Behandlungsmedien zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan (12,14) in einem ersten zylindrischen Teil (2) des Gehäuses mit im wesentlichen axialen Rippen (13) versehen ist, die innerhalb feststehender Rippen (19) im ersten Gehäuseteil

(2) angeordnet sind, daß das Rührorgan (12,14) in einem zweiten zylindrischen Teil (3) des Gehäuses mit größerem Durchmesser als der erste Teil (2) mit Rippen versehen ist, die sich um die Welle des Rührorgangs herum im wesentlichen radial erstrecken, daß der zweite Teil (3) des Gehäuse mit gegenüberliegenden Rippen (20) versehen ist und daß die sich bewegenden Rippen (13,17,18) die feststehenden Rippen (19,20) des Gehäuses überstreichen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (9,10) in dem ersten zylindrischen Teil (2)

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Bankhaus Merck, Finck & Co.. München Bankhaus H. Aufhäuser. München Postscheck: München

(BLZ 70O30400) Konto-Nr. 254649 (BLZ 70030600) KontoNr 261300 (BLZ 70010O80) Konto-Nr. 20904-800

TELEGR./CABLE: PATENTSENIOR

des Gehäuses für ein oder zwei Behandlungsmedien vorgesehen sind und daß die Einlaßöffnung (11) am zweiten zylindrischen Teil (3) für ein drittes Behandlungsmedium vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Einlaßöffnungen (9,10) am ersten zylindrischen Teil (2) der Vorrichtung für Sauerstoff vorgesehen sind und daß die Einlaßöffnung (11) am zweiten zylindrischen Teil (3) der Vorrichtung für eine alkalische Lösung vorgesehen ist.

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