DE3434241A1 - Verfahren zum eindicken einer fasersuspension in einem eindickapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindicken einer Suspension von Zellulosefasern in einem unter Druck arbeitenden Eindickappafat durch Regeln der Betriebsbedingungen für den Eindickapparat» so daß dieser unter optimalen Bedingungen betrieben wird.

Beim Reinigen von Fasersuspensionen in Sieben und Hydro-Zyklonen werden relativ verdünnte Fasersuepensionen verwendet, um die bestmögliche Reinigung und gute Trennung von Verschmutzungen, wie beispielsweise Splittern, Sand, Rinde und Kunststoffteilen zu erzielen. Daher ist es als erstes erforderlich, eine Fasersuspension bis zu einem niederen Faseranteil zu verdünnen und dann wieder einzudicken. Die für

einen Hydrozyklon oder eine HydroZyklonanlage verwendete Fasersuspension hat üblicherweise einen unter 1 # liegenden Faseranteil. Die gereinigte, d. h. von einem Hydrozyklon abgenommene Fraktipn hat in Abhängigkeit von der Art der Pulpe des Ausgangsmaterials oder der gewünschten Reinigung einen Faseranteil unter 0,4 #. Zum Vaschen, Verdünnen oder für eine andere Behandlung der Papierpulpe, beispielsweise das Dispergieren von Wachs in die Pulpe bei der Behandlung von wiederaufbereiteter Faserpulpe, ist es notwendig, daß die Pulpe in einer vergleichsweise konzentrierteren Form vorliegt, beispielsweise mit einem Faseranteil von mindestens 50 io. Das Eindicken von beispielsweise 0,5 % auf 30 bis 40 ia muß in mehreren Stufen, üblicherweise zwei, durchgeführt werden. In der ersten Stufe wird häufig ein Filter verwendet, der eine Eindickung mit dem Faktor 10 bis 15 ergibt, d. h. von 0,5 ?6 auf 5 bis J ia. Die eingedickte Pulpe wird dann zum abschließenden Eindicken auf den gewünschten Faseranteil in eine Pulpenpresse, beispielsweise Pressschnecke gegeben. Der niedrigste Faseranteil für eine in eine Presschnecke einzufüllende Suspension beträgt ungefähr 3 i>.

Das Beinigen von Fasersuspensionen mittels Hydrozyklon findet beispielsweise vor dem Einfüllen der Pulpe in eine Entwässerungsmaschine statt. Die Fasern müssen auf eine für das Beinigen in einem Hydrozyklon geeignete Konzentration verdünnt sein und noch einmal auf einen, für die Entwässerungs maschine geeigneten höheren Faseranteil von beispielsweise 2 bis 3 in gebracht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Eingang der Fasersuspension in einen unter Druck arbeitenden Eindickapparat so zu regeln, daß er unter optimalen Bedingungen arbeitet, den Druck der Fasersuspension im Eindickapparat konstant zu halten und weiterhin den Pasergehalt in der vom Eindickapparat erhaltenen, faserangereicherten Fraktion zu steuern und zu halten.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Eindicken von wässriger Suspension von Zellulosefasern gelöst, mit einem unter Druck arbeitenden Eindickapparat, der eine verdünnte Suspension von Zellulosefasern wie ein Hydrozyklon entwässert, mit einem Eingang für die Fasersuspension, einer an den Eingang angeschlossenen Zuführleitung, einem ersten Ausgang für eine eingedickte, faserangereicherte Fraktion und einen zweiten Ausgang für eine im wesentlichen faserfreie Fraktion, wobei jeder dieser Ausgänge mit seiner eigenen Ausgangsleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmenge durch den Ausgang für die faserangereicherte Fraktion in Abhängigkeit von wenigstens einem physikalischen Parameter der faserangereicherten Fraktion geregelt wird. Üblicherweise werden die Faserkonzentration, der Druck oder die Strömungsmenge als Parameter ausgewählt, insbesondere ist die Messung und Regelung der Strömungsmenge vorzuziehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druck der in den Eindickapparat gelangenden Fasersuspension geregelt

und vorzugsweise konstant gehalten. Dies erfolgt durch Ermittlung des Druckes in der Zuführleitung, Vergleichen des ermittelten Druckes mit einem Sollwert und Verändern der Strömungsmenge durch den zweiten Ausgang für die im wesentlichen faserfreie Fraktion in Sichtung auf den Sollwert in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Istwert und Sollwert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird diese Druckregelung mit Hilfe eines Ventils erzielt» das in einer Seitenleitung angeordnet ist, durch die die Fasersuspension teilweise nach dem Eindickapparat in die Ausgangeleitung für die faserangereicherte Fraktion geleitet wird, indem auf eine entsprechende Weise der Druck in der Zuführleitung ermittelt wird, dieser Druck- Istwert mit einem Sollwert verglichen wird und bei Vorhandensein einer Differenz die Strömungsmenge durch die Seiten- leitung so geändert wird, daß der Druck in der Zuführleitung sich dem Sollwert annähert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die am Eindickapparat erhaltene faserangereicherte Fraktion und die abgezweigte Suspension, die durch die Hündung der Seitenleitung in die Ausgangeleitung vereinigt werden, zu einem Faserbehandlungsgerät geleitet, wobei der Druck der Suspension oder der ''-¹^ in dem Faserbehandlungsgerät durch ein Ventil in der Ausgangsleitung für die im wesentlichen faserfreie Fraktion des Eindickapparates geregelt wird.

Sas Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen anhand der folgenden Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Barstellung eines Teils des Prozeßablaufes für Fasersuspensionen, mit einem Eindickapparat}

Fig. 2 die schematische Sarstellung des gleichen Teils des

Faserbehandlungeablaufes gemäß Fig. 1, wobei jedoch

der Eindickapparat durch eine Entwässerungsmaschine

mit einem Lagerkasten für Papierpulpe versetzt ist; und

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Prozeßablaufes gemäß Fig. 2.

Sas Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand der Figuren und als erstes anhand des in der Fig. 1 gezeigten Prozeßablaufes beschrieben. Eine Fasersuspension, die in einem Hydrozyklon zu reinigen und dann sowohl entwässert und eingedickt als auch einer anderen Behandlung, beispielsweise dem Sispergieren in einer Pulpenpresse unterzogen werden soll, wird über eine Leitung 21 von einem nicht dargestellten Faservorratsbehälter zugeführt, auf eine geeignete Faserkonzentration verdünnt und durch eine Pumpe 17 in ein Schutzsieb 1 vor einem Hydrozyklon 2 gepumpt. Bas Schutzsieb 1 ist ein Brucksieb, in welchem Verunreinigungen entfernt werden, die den

Hydrozyklon zerstören wurden, wenn sie in ihn eingefüllt würden. Vorzugsweise ist das am Sieb 1 zurückgehaltene Material zu entfernen und wegzuwerfen. Der Ausgang des Siebes 1, im wesentlichen die gesamte, in das Sieb eingeführte Suspension wird in den Hydrozyklon2 weitergeleitet.

Der Hydrozyklon 2 ist vorzugsweise eine HydroZyklonanlage mit mehreren, wenigstens zwei parallel zueinander geschalteten HydroZyklonen. In der Figur sind drei Stufen 2, 3 und 4 dargestellt. Die HydroZyklonstufen sind häufig kaskadenförmig geschaltet. Der Abgang der ersten oder Primärhydrozyklonstufe 2 gelangt in eine zweite oder Sekundärhydrozyklonstufe 3» deren Ausgang wiederum in die Primärhydrozyklonstufe 2, in diesem Fall über die Pumpe 17 und das Sieb 1 geleitet wird. Der Ausgang von der Primärhydrozyklonstufe 2 wird über eine Leitung 22 einem unter Druck arbeitenden Eindickapparat 5 zugeführt.

In dem Eindickapparat 5 wird die einlaufende Fasersuspension in eine faserreiche Fraktion und eine im wesentlichen faserfreie Fraktion getrennt. Die aus der faserreichen Fraktion bestehende Suspension wird über eine Leitung 23 einem Faserbehandlungsgerät, in diesem Fall einem Eindickapparat 6 zugeleitet. Die im wesentlichen faserfreie Fraktion, die schwache Fraktion wird über die Leitungen 24 und 26 in die Leitung 21 vor der Pumpe 17 geleitet, wo die im weeentlichen

faserfreie Fraktion zum Verdünnen der Suspension aus dem Faservorratsbehälter auf einen geeigneten Fasergehalt verwendet wird.

Sie im Eindickapparat 6 eingedickte Fraktion wird in die nächste Behandlungsstufe, die hier nicht mehr beschrieben wird, geleitet. Sie schwache Fraktion, d. h. die faserfreie Fraktion des Eindickapparates 6 wird in einem Pegelgefäß mit einem Überlauf gesammelt.

Sas Pegelgefäß 8 ist über die entsprechenden Leitungen 25, 27 und 28 mit der jeweiligen Ansaugseite der Pumpen 17* 18 und 19 unterhalb oder oberhalb des Eindickapparates 5 verbunden. Für den Fall, daß die Menge der im wesentlichen faserfreien Fraktion am Eindickapparat 5 für das Verdünnen der Fasersuspension aus dem Faservorratsbehälter nicht ausreichend ißt, wird über die Leitung 26 die faserfreie Fraktion vom Faserbehandlungsgerät für das Verdünnen zugeleitet. Bas Verfahren zum Steuern und Regeln der Verdünnung ist allgemein bekannt und wird daher nicht im Einzelnen beschrieben.

Von der Leitung 22 zwischen dem Ausgang des HydroZyklons und dem Eindickapparat 5 zweigt eine Seitenleitung 25 ab, die nach dem Eindickapparat in die Leitung 25 mündet, welche die faserreiche Fraktion vom Eindickapparat 5 in den Eindickapparat 6 leitet. In der Leitung 25 ist ein Steuerventil.

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Der Eindickapparat 6 ist mit einem Trog 7 versehen, von dem die in den Apparat 6 eingeleitete Fasersuspension in den Eindickabschnitt des Apparates 6 gelangt.

Die Eigenschaften der am Eindickapparat 6 erhaltenen faserreichen Fraktion, wie beispielsweise Druck, Faseranteil und insbesondere Strömungsgeschwindigkeit werden gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem vorbestimmten, vorzugsweise konstanten Vert gehalten, indem ein Parameterwert der Fraktion mit Hilfe eines Messwertumwandlers 32 ermittelt wird, das

Signal, welches proportional zu diesem Vert ist, zu einer

Steuer- und Betätigungseinrichtung 15 geleitet wird, in der der Parameterwert mit einem Sollwert für den Parameter verglichen wird, um falls eine Differenz vorhanden ist, das Einstellen eines Ventils 12 bewirkt wird, welches vorzugsweise unterhalb des TTmwandlers 32 angeordnet ist, so daß der gemessene Vert der faserreichen Fraktion sich an den Sollwert angleicht. Vorzugsweise wird die Strömungsmenge der faserreichen Fraktion durch den Ausgang des Eindickapparates geregelt und der Umwandler 32 ist ein magnetischer Strömungsmesser.

Damit der Eindickapparat 5 so optimal wie möglich arbeitet, wird der Druck der einströmenden Suspension ebenfalls geregelt. Der Druck in der Leitung 22 wird durch einen Sensor 31 erfaßt. Der gemessene Druck wird mit einem Sollwert verglichen und falls eine Differenz auftritt, wird die Einstellung des Ventils 11

in der Seitenleitung 25 mit Hilfe einer Steuer- und Betätigungseinrichtung 14 in Richtung auf den Druckeollwert verändert. Ein konstanter Druck in der Leitung 22 ist nicht nur mit Bezug auf die Gleichmäßigkeit des Eindickens von Vorteil, sondern auch notwendig, wenn vor der Leitung 22 ein Hydrozyklon liegt, dessen Ausgang dem Eindickapparat 5 zugeführt wird, da der Gegendruck des Ausgangs konstant sein muß, um eine gleichmäßige und akzeptable Trennung im Hydrozyklon 2 zu erhalten, Der Sollwert des Suspensionsdrucks in der Leitung 22 ist vorzugsweise durch den Hydrozyklonausgangsdruck bestimmt.

Bei einer anderen Aueführungsform wird die Strömungsmenge durch den zweiten Ausgang des Eindickapparates 5 für die im wesentlichen faserfreie Fraktion ebenfalls geregelt. Diese Strömungsmenge ist so eingestellt, daß im Behandlungsgerät, welches in der Fig. 1 ein Eindickapparat 6 ist, im Trog 7 ein konstanter Pegel aufrecht erhalten wird. Der Flüssigkeitspegel oder enteprechender hydrostatischer Druck wird so im Trog 7 gemessen, der gemessene Wert wird mit dem Sollwert verglichen, und falls eine Differenz besteht, wird die Einstellung des Ventils 13 über eine Steuerungsund Betätigungseinrichtung 16 so verändert, daß der Pegel im Trog sich dem Pegel- Sollwert annähert.

In der Fig. 2 ist das Faserbehandlungsgerät, welches in der Fig. 1 ein Eindickapparat 6 ist, eine Entwässerungs-

maschine für Fapierpulpe. Sie Maschin« besteht aus einem Lagerkasten 46 und einem Draht 47, auf dem die Fasersuspension entwässert wird. Die überbleibenden Teile des Faserprozeßablaufes entsprechen dem Ablauf gemäß Fig. 1.

Die faserreiche Fraktion vom Eindickapparat 5 wird zum Lagerkasten 46 und von diesem zum Draht 47 geleitet, um entwässert zu werden. Das im wesentlichen faserfreie weiße Wasser, welches am Draht 47 getrennt worden ist, wird im Behälter 8, der mit einem Oberfluß versehen ist, gesammelt. Auf die glei ehe Veise wie anhand der Fig. 1 beschrieben wird dieses im wesentlichen faserfreie weiße Wasser als ein Druck- Bezugswert für die Pumpen 17» 18 und 19 vor dem Eindickapparat 5 verwendet. In dem Lagerkasten 46 wird ein konstanter Überdruck aufrecht erhalten, der einem gegebenen Flüssigkeits- pegel entspricht, so daß eine Suspension in Abhängigkeit von der Klappe des Lagerkastens 46 die gewünschte Geschwindigkeit erhält, die auf die Geschwindigkeit des Drahtes abgestimmt ist. Wenn der Druck im Lagerkasten vom vorbestimmten Wert abweicht, wird die Einstellung des Ventils 13 über die Steuerungs- und Betätigungseinrichtung 16 bewerkstelligt, so daß der Druck im Lagerkasten sich dem Sollwert annähert.

In der Fig. 3 ist daB Faserbehandlungsgerät wie in der Fig. eine Entwässerungsmaschine. Bei dieser Ausführungsform fehlt die Seitenleitung 25 mit dem Ventil 11 oder dae Ventil 11 ist 2^ ganz geschlossen, so daß keine Suspension den Eindickapparat

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überbrückt. Der Eindickapparat 5 entwässert so die einlaufende Fasersuspension auf die gewünschte Faserkonzentration. Die Regelung des Druckes oder des Pegels im Lagerkasten 46 erfolgt mit Hilfe des Ventils 12 in der Ausgangsleitung 23 des Eindickapparates 5.

Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 findet die Regelung des Druckeβ in der Zuleitung 22 zum Eindickapparat mit Hilfe des Ventils 13 statt. Der Druck in der Leitung 22 wird somit mit Hilfe des Sensors 31 gemessen und Druckabwei chungen in der Leitung 22 werden über die Steuerungs- und Betätigungseinrichtung I4 mit dem Ventil 13 geregelt, so daß sich der Druck dem Sollwert annähert. Eine Änderung der Strömungsmenge durch die Leitung 24 beeinflußt das Eindicken und dadurch den Fasergehalt und die Strömungsmenge der Suspension in der Leitung 23. Die Eigenschaften der faserreichen Fraktion werden mit Hilfe des Ventils 12 geregelt, so daß eine gewünschte Menge Fasern, d. h. die gewünschte Faserkonzentration und Strömungsmenge in den Lagerkasten 46 gelangt.

Das im wesentlichen faserfreie,weiße Wasser, welches am Draht 47 abgetrennt ist, wird im Behälter 8 mit einem Überlauf gesammelt. Auf die gleiche Weise wie in den Fig. 1 und wird dieses im wesentlichen faserfreie, weiße Wasser als ein Bezugsdruck für die Pumpen 17» 18 und Ϊ9 vor dem Eindickapparat 5 verwendet.

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Claims (11)

Patentansprüche 10

1. Verfahren zum Eindicken einer wässrigen, Zellulosefasern enthaltenden Suspension mit einem unter Druck arbeitenden Eindickapparat, der einen Einlaß für die Suspension, eine mit dem Einlaß verbundene Zuführleitung, einen ersten Ausgang für eine faserreiche Fraktion, und einen zweiten Ausgang für eine im wesentlichen faserfreie Fraktion und Ausgangsleitungen (23, 24), die mit je einem der Ausgänge verbunden Bind, aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsmenge durch den Ausgang für die faserreiche Fraktion in Abhängigkeit von einem oder mehreren physikalischen Parametern der faserreichen Fraktion geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Faserkonzentration, der Durck und/oder die

Strömungsmenge als physikalischer Parameter gemessen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck der Suspension vor dem Ein- IaS des Eindickapparates (5) durch Regelung der Strömungsmenge durch den Ausgang für die im vesentlichen faserfreie Suspension konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Druck vor dem Einlaß des Eindickapparates (5) durch den Ausgangsdruck des vor dem Einlaß liegenden Hydrozyklons bestimmt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die für das Eindicken vorgesehene Fasersuspension teilweise den Eindickapparat (5) überbrückend in die Ausgangsleitung (23) für die faserreiche Fraktion und teilweise durch den Eindickapparat (5) geleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeich net, daß der Druck der Suspension vor dem Einlaß des Eindickapparates (5) durch Regeln der Strömungsmenge durch eine Seitenleitung (25), durch die die Fasersuspension teilweise am Eindickapparat (5) vorbeigeleitet wird, konstant gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Suspension vor dem Einlaß des Eindickapparates (5) durch den Ausgangsdruck eines Hydrozyklone bestimmt ist, der vor der Abzweigung der Seitenleitung (25) von der Zuführleitung (22) angeordnet ist.

8. Verfahren nach jedem der Ansprüche 5 bis 7» wobei die Fasersuspension in der Ausgangsleitung für die faserreiche Suspension einem Faserbehandlungsgerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel oder Druck der Fasersuspension im Faserbehandlungsgerät (4$) durch ein Ventil (13) in der zweiten Ausgangsleitung (24) des Eindickapparates (5) geregelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbehandlungsgerät (6, 46) eine Entwässerungsmaschine für Papierpulpe ist und einen Lagerkasten (46) aufweist, wobei der Druck im Lagerkasten (46) geregelt wird,.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbehandlungsgerät (6, 46) ein Eindickapparat (6) ist, und daß der Pegel ein Pegel in einem, im Apparat (6) befindlichen Trog (7) ist.

11. Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die im wesentlichen faserfreie Fraktion zum Verdünnen in die Fasersuspension oberhalb des Eindickapparates (5) geleitet wird.