DE4216697C2 - Prozeßanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozeßanlage.

Derartige Prozeßanlagen, in denen hydraulische Pumpen einge­ setzt sind, finden z. B. bei der Papierherstellung Verwendung. Bei den bekannten Prozeßanlagen werden auf der Prozeßseite (vorwiegend Prozeßkreislauf) makromolekulare Stoffe (Poly­ mere) zugeführt, um die Papierqualität zu verbessern und um Füll- und Feinstoffe einzusparen.

Ein weiteres Einsatzgebiet für derartige Prozeßanlagen ist die Klärtechnik. Dort werden Polymere zur Verbesserung der Agglomeration, zur Steigerung der Flockulation und zur Beschleunigung der Entwässerung eingesetzt, um so eine geringere Belastung des Abwassers zu erhalten.

Die Zuführung der Polymere in den Prozeßkreislauf erfolgt in den bekannten Fällen über sogenannte Lösestationen. Diese Lösestationen umfassen im wesentlichen einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter, dem über eine Dosiereinrichtung das Polymerpulver zugeführt wird. Das zugeführte Polymerpulver wird durch eine Rühreinrichtung in der Flüssigkeit verrührt und damit in dieser gelöst. Die erhaltene Stammlösung wird mittels einer Dosierpumpe dem Prozeßkreislauf zugeführt. Derartige Lösestationen sind technisch aufwendig, da sowohl die Rühreinrichtung als auch die Dosierpumpe einen Antriebs­ motor benötigen. Darüber hinaus erhöhen die erforderlichen Lösestationen die Anschaffungskosten sowie die laufenden Betriebskosten.

Eine Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigen Stoffen ist durch die DE-OS 14 42 596 bekannt. Bei der bekannten Vor­ richtung werden pulverförmige Stoffe einem Reaktionsgefäß dosiert zugeführt. Die Dosierung erfolgt mittels einer Schubstange, die vom Kolben eines hydraulisch arbeitenden Zylinders angetrieben wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine technisch einfache Prozeßanlage zu schaffen, die kostengünstiger in ihrer Anschaffung und wirtschaftlicher im Betrieb ist.

Die Aufgabe wird für Prozeßanlagen mit Flüssigkeitsring­ maschinen erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale gelöst. Bei Prozeßanlagen mit hydrau­ lischen Pumpen wird die Lösung der Aufgabe durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Prozeßanlage eignet sich sowohl für Durchlaufbetrieb (Anspruch 1) als auch für Kreislaufbetrieb (Anspruch 2). Der makromolekulare Stoff wird lediglich durch einfache Dosiereinrichtungen der Pumpenbetriebsseite pulver­ förmig oder flüssiggelöst zugeführt und über eine Verbin­ dungsleitung in die Prozeßbetriebsseite geführt. Die erfin­ dungsgemäße Prozeßanlage mit einer hydraulischen Pumpe (Anspruch 3) eignet sich ebenfalls sowohl für Durchlauf­ betrieb als auch für Kreislaufbetrieb. Der makromolekulare Stoff wird wiederum nur durch eine einfache Dosiereinrich­ tung der Pumpensaugseite pulverförmig oder flüssiggelöst zugeführt. Aufgrund der Turbulenzen in der hydraulischen Pumpe erhält man eine besonders schnelle Auflösung der zugeführten makromolekularen Stoffe. Damit werden bei den Prozeßanlagen gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 im allgemeinen keine Lösestationen benötigt. Durch den Wegfall von Rühreinrichtung und Dosierpumpe sind auch keine zusätzlichen Antriebsmotoren erforderlich. Damit ist die erfindungsgemäße Prozeßanlage einerseits kostengünstig in der Anschaffung; andererseits fallen keine Betriebskosten für die Antriebs­ motoren an.

Für spezielle Anwendungsfälle, die eine extrem hohe Konzen­ tration von makromolekularen Stoffen erfordern, ist im Vergleich zu den bisherigen Prozeßanlagen nur eine Löse­ station mit einer wesentlich kleineren Rühreinrichtung und einer kleineren Dosierpumpe erforderlich. Bei derartigen Anwendungsfällen ist auch eine gemischte Zugabe von flüssig­ gelösten und pulverförmigen makromolekularen Stoffen denk­ bar.

Die pumpenbetriebsseitige bzw. pumpensaugseitige Zugabe der makromolekularen Stoffe erfolgt in Regelabhängigkeit von der im Prozeßkreislauf bzw. Prozeßdurchlauf gewünschten Konzen­ tration. Die Polymere werden hierbei vorzugsweise pulver­ förmig zugeführt, sie können jedoch auch flüssiggelöst (Stammlösung) zugeführt werden, wobei ihre Auflösung bzw. Verdünnung in der Flüssigkeitsringmaschine bzw. in der hydraulischen Pumpe erfolgt. Die makromolekularen Stoffe führen in der Flüssigkeitsringmaschine bzw. in der hydrau­ lischen Pumpe zur bekannten Reibungsverminderung, so daß der Energieverbrauch der erfindungsgemäßen Prozeßanlage aufgrund des energiesparenden Effektes nochmals reduziert wird.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Prozeßanlage können neben Flüssigkeitsringmaschinen alle Arten von hydraulischen Pumpen verwendet werden. Am häufigsten werden jedoch Kreiselpumpen für flüssige Fördermedien (bei Kläranlagen) eingesetzt.

Eine Prozeßanlage nach Anspruch 8 benötigt für die Klär­ anlage keine Lösestation, da die Prozeßflüssigkeit (Förder­ medium) und/oder die Betriebsflüssigkeit im Pumpenkreislauf bereits die gelösten makromolekularen Stoffe enthält.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die Gegenstand der Unteransprüche sind, werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Prozeßanlage dargestellt, wie sie z. B. in der Papierherstellung eingesetzt wird. Die Prozeß­ anlagen für die Papierherstellung arbeiten in einem Prozeß­ kreislauf; die erfindungsgemäße Prozeßanlage ist jedoch auch für einen Prozeßdurchlauf geeignet. In der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch immer von einem Prozeßkreislauf ausgegangen, der in der Zeichnung mit 1 bezeichnet ist und in dem eine hydraulische Pumpe 17 den Flüssigkeitstransport aufrecht erhält. Dem Prozeßkreislauf 1 ist eine als Vakuum­ pumpe arbeitende Flüssigkeitsringmaschine 2 zugeordnet. Die Flüssigkeitsringpumpe 2 kann sowohl im Kreislauf als auch im Durchlauf betrieben werden. Im folgenden ist eine Flüssig­ keitsringpumpe im Kreislaufbetrieb zugrundegelegt, wobei der Pumpenkreislauf mit 3 bezeichnet ist. Der Pumpenkreislauf 3 ist mit dem Prozeßkreislauf 1 durch eine Verbindungsleitung 4 verbunden.

Die Zuordnung der Flüssigkeitsringpumpe 2 zum Prozeßkreis­ lauf 1 erfolgt über eine Ansaugleitung 11, in der Prozeß­ flüssigkeit und Gas aus der Papiermaschinen-Naßpartie 14 gefördert werden (Zweiphasenströmung aus Gas und Flüssig­ keit, wobei der Gasanteil in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist). In die Ansaugleitung kann ggf. ein in der Zeichnung nicht dargestellter Flüssigkeitsabscheider geschaltet sein, der einen Teilstrom 12 der Prozeßflüssig­ keit in eine Kläranlage 8 abführt oder in den Prozeßkreis­ lauf 1 zurückführt.

Die verbleibende Zweiphasenströmung wird nach Durchgang durch die Flüssigkeitsringpumpe 2 über eine druckseitig angeordnete Abführleitung 13 abgeführt.

Über eine in Strömungsrichtung gesehen vor der Flüssigkeits­ ringpumpe 2 angeordnete Dosiereinrichtung 5 erfolgt eine dosierte Zugabe von makromolekularen Stoffen, vorzugsweise Polymeren, in den Pumpenkreislauf 3. Die pulverförmig zuge­ führten Polymere werden in der Flüssigkeitsringpumpe 2 auf­ gelöst und über die Verbindungsleitung 4 in den Prozeß­ kreislauf 1 geführt. Eine direkte Zuführung von flüssig­ gelösten Polymeren über eine Lösestation in den Prozeßkreis­ lauf 1 ist bei der erfindungsgemäßen Prozeßanlage also nicht mehr erforderlich.

Zur Reinigung der Prozeßflüssigkeit im Prozeßkreislauf 1 sowie der Betriebsflüssigkeit im Pumpenkreislauf 3 sind beide Kreisläufe 1 und 3 über jeweils eine Abführleitung 6 bzw. 7 mit der Kläranlage 8 verbunden. Da auch die der Kläranlage 8 zugeführte Prozeßflüssigkeit die gelösten Polymere enthält, benötigt die Kläranlage 8 ebenfalls keine Lösestation.

Um die Verluste an Prozeßflüssigkeit sowie an Betriebs­ flüssigkeit im Prozeßkreislauf 1 bzw. im Pumpenkreislauf 3 auszugleichen, weisen sowohl der Prozeßkreislauf 1 als auch der Pumpenkreislauf 3 jeweils eine Zufuhrleitung 9 bzw. 10 auf.

Die Zufuhrleitungen 9 bzw. 10 sind an Rückführleitungen 15 bzw. 16 geschaltet; dadurch kann die geklärte Flüssigkeit wieder dem Prozeßkreislauf 1 und/oder dem Pumpenkreislauf 3 zugeführt werden (Klarfiltratrückführung).

Claims (12)

1. Prozeßanlage, die wenigstens einen Prozeßkreislauf (1) und/oder Prozeßdurchlauf mit jeweils mindestens einer zugeordneten Flüssigkeitsringmaschine (2) im Durchlauf­ betrieb aufweist, wobei die Prozeßbetriebsseite und die Pumpenbetriebsseite durch wenigstens eine Verbindungs­ leitung (4) miteinander verbunden sind und wobei auf der Pumpenbetriebsseite eine in Strömungsrichtung gesehen vor der Flüssigkeitsringmaschine (2) angeordnete Dosier­ einrichtung (5) für eine dosierte Zugabe von makromole­ kularen Stoffen vorgesehen ist.

2. Prozeßanlage, die wenigstens einen Prozeßkreislauf (1) und/oder Prozeßdurchlauf mit jeweils mindestens einer zugeordneten Flüssigkeitsringmaschine (2) im Kreislauf­ betrieb aufweist, wobei die Prozeßbetriebsseite und die Pumpenbetriebsseite durch wenigstens eine Verbindungs­ leitung (4) miteinander verbunden sind und wobei auf der Pumpenbetriebsseite eine Dosiereinrichtung (5) für eine dosierte Zugabe von makromolekularen Stoffen vorgesehen ist.

3. Prozeßanlage, die wenigstens einen Prozeßkreislauf (1) und/oder Prozeßdurchlauf mit jeweils mindestens einer hydraulischen Pumpe aufweist, wobei auf der Pumpensaugseite eine Dosiereinrichtung (5) für eine dosierte Zugabe von makromolekularen Stoffen vorgesehen ist.

4. Prozeßanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flüssig­ keitsringmaschine (2) als Flüssigkeitsringpumpe arbeitet.

5. Prozeßanlage nach Anspruch 3, wobei die hydraulische Pumpe (2) als Kreiselpumpe ausgebildet ist.

6. Prozeßanlage nach Anspruch 2, wobei die Dosiereinrich­ tung (5) für die makromolekularen Stoffe in Strömungsrich­ tung gesehen vor der Flüssigkeitsringmaschine (2) angeordnet ist.

7. Prozeßanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die makromolekularen Stoffe pulverförmig zugeführt werden.

8. Prozeßanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Prozeßkreislauf (1) und/oder der Pumpenkreislauf (3) jeweils eine Abführleitung (6, 7) aufweisen.

9. Prozeßanlage nach Anspruch 8, wobei die Abführleitungen (6, 7) an eine Kläranlage (8) geführt sind.

10. Prozeßanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Prozeßkreislauf (1) und der Pumpenkreislauf (3) jeweils eine Zufuhrleitung (9, 10) für die Zufuhr von Prozeßflüssigkeit bzw. Betriebsflüssigkeit aufweisen.

11. Prozeßanlage nach Anspruch 8 und 10 oder nach Anspruch 9 und 10, wobei die Abführleitung (6) des Prozeßkreislaufs (1) und die Zufuhrleitung (9) des Prozeßkreislaufs (1) durch eine Rückführleitung (15) miteinander verbunden sind.

12. Prozeßanlage nach Anspruch 8 und 10 oder nach Anspruch 9 und 10, wobei die Abführleitung (7) des Pumpenkreislaufs (3) und die Zufuhrleitung (10) des Pumpenkreislaufs (3) durch eine Rückführleitung (16) miteinander verbunden sind.