DE4429277C2 - Verfahren zur Regelung einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier und zugehörige Vorrichtung - Google Patents

Description

Verfahren zur Regelung einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier und zugehörige Vorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier, wobei in der Flotationszelle mit einer Altpapiersuspension der Füllstand der flüssigen Phase einerseits und der Schaumphase anderer­ seits innerhalb der Flotationszelle mit mehreren Sensoren erfaßt wird. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf die zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier, die mit Flüssigkeit einerseits und Schaum andererseits gefüllt ist.

Für die Papierherstellung werden im zunehmenden Umfang Anteile von Altpapier eingesetzt. Derartiges Altpapier muß vor dem Einsatz in den Produktionsprozeß aufbereitet werden, wobei insbesondere der Vorgang des sog. Deinkens, d. h. Ent­ färbens, eine Rolle spielt. Für letzteren Vorgang wird das Altpapier, das als sogenannter Graustoff bezeichnet wird, zu­ sammen mit Luft in eine Flotationszelle gebracht. Hinzu kom­ men Emulgatoren und Schäumer, so daß in der Flotationszelle neben der flüssigen Phase auch eine Schaumphase entsteht.

Das Deinken in einer Flotationszelle stellt einen komplexen Vorgang dar, der einer exakten Regelung bedarf. Dieses erfolgt bisher mit konventionellen Regelkreisen, wofür eine Füllstandsmessung mit einem Druckwandler notwendig ist.

Aus der DE 34 06 990 A1 sind ein Verfahren und eine zugehöri­ ge Vorrichtung zum Flotieren von Fasersuspensionen bekannt, wobei dort die Fasersuspension als Primärstrom über einen Anschluß einem zylindrischen Behälter zugeführt und über einen Absaugstutzen abgezogen wird. Bei diesem Kreislauf ist das Volumen des im Kreislauf geführten Sekundärstromes größer als das Volumen des Primärstromes. Dadurch soll sicherge­ stellt werden, daß die Fasersuspension mindestens zweimal belüftet und damit besser gereinigt wird. Eine Füllstands­ überwachung ist dabei nicht vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, an sich bekannte, eingangs genannte Verfahren zur Füllstandsüberwachung in Flotationszellen zu verbessern und eine zugehörige Vorrich­ tung zu schaffen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art als Sensoren verschiede­ ne Leitfähigkeitsmeßzellen eingesetzt werden und daß mittels Fuzzy-Logik die von den Leitfähigkeitsmeßzellen erhaltene un­ scharfe Information über die Lage der Füllstände ausgewertet wird.

Im Rahmen der Erfindung werden zur Bestimmung der Fuzzy-Regeln neben den Füllständen auch die Geschwindigkeit der Füll­ standsänderungen sowie die Qualität wie insbesondere die Farbe und/oder die Trübung des die Zelle verlassenden Stoffes und weiterhin die Zustände der vorangeschalteten Flotations­ zellen bestimmt. Dabei können Vorgaben über die Sollwerte für die ab- und zufließenden Stoffströme, die Mengenströme der Emulgatoren und der Schäumer, die Luftströme und weiterhin Informationen über den Zustand der Zelle gemacht werden.

Bei der zugehörigen Vorrichtung hat die Flotationszelle eine Reihe von Leitfähigkeitsmeßzellen und ist ein Fuzzy-Regler vorhanden, in dessen Eingänge die Leitfähigkeitsmeßwerte ein­ gespeist werden. Die Flotationszelle kann wahlweise mit oder ohne Paddel betrieben werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungs­ beispiels anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt sche­ matisch das Prinzip der Fuzzy-Regelung für eine Flotations­ zelle zum Deinken von Altpapier.

In der Figur ist eine Flotationszelle 10 dargestellt, die beispielsweise rotationssymmetrisch um eine zentrische Achse I ausgebildet sein kann. In der Flotationszelle 10 befindet sich eine flüssige Phase 11 aus aufbereitetem Altpapier und eine Schaumphase 12. Im oberen Bereich in der Mitte ist ein sogenanntes Paddel 15 vorhanden, das von einem Motor 16 ange­ trieben wird, und mit dem die Schaumschicht der Flotations­ zelle 10 entfernt wird.

Das Paddel 15 ist vorteilhafterweise ein Rotor. Bei recht­ eckigen Flotationszellen kann es auch als Schaufelrad ausge­ bildet sein. Weiterhin ist ein zentrisches Rohr 13 vorhanden, das zur Schaumableitung dient. Als Zuführungen dient ein Lei­ tungssystem aus Rohren 1 bis 3, Regelventilen 4 bis 6 sowie Steuerkreisen 7 bis 9, über das das Altpapier als sogenannter Graustoff zusammen mit Luft und Emulgatoren sowie Schaummit­ teln zugeführt wird. Speziell letzteres gelangt über das Rohr in den Behälter mit dem Graustoff, während die Luft haupt­ sächlich von unten über das Rohr 2 und nur teilweise zusammen mit dem Graustoff zugeführt wird.

Im oberen Bereich der Flotationszelle 10 sind eine Reihe von Leitfähigkeitsmeßzellen angeordnet, beispielsweise die Leit­ fähigkeitsmeßzellen 21 bis 26. Nachgeschaltet ist ein Fuzzy- Regler 30, der mit unterschiedlichen Signaleingängen 31 bis 38 beaufschlagt wird. Die Flotationszelle 10 hat ein Aus­ gangsrohr 17 mit zugehörigem Ventil 18 und Steuerkreis 19, über welche der sogenannte Gutstoff weitergegeben wird.

Es können mehrere derartige Flotationszellen hintereinander­ geschaltet sein, die im wesentlichen gleich aufgebaut sind.

In den Fuzzy-Regler 30 werden neben den Meßsignalen der Leit­ fähigkeitszellen 21 bis 26 weiterhin Signale für die Qualität des Gutstoffes 28 und den Zustand der vorgeschalteten Zellen eingegeben. Insbesondere den Leitfähigkeitsmeßwerten und deren Änderungsgeschwindigkeiten werden Fuzzy-Regeln abge­ leitet, welche Vorgaben über die Sollwerte für die ab- und zufließenden Stoffströme, die Mengenströme von Emulgatoren und Schäumern, die Luftströme und die Informationen über den Zustand der Zelle bilden. Dadurch, daß aus den Leitfähig­ keitsmeßwerten unmittelbar Aussagen für die Füllstände abge­ leitet werden sowie dadurch, daß aus deren Änderungsgeschwindigkeiten die Füllstandsänderungen bestimmt werden, kann in Verbin­ dung mit den weiteren Parametern eine bessere Regelung erfol­ gen.

Über die neuartige Regelung hinaus kann die Flotationszelle 10 auch hinsichtlich ihres Aufbaus verbessert werden. Solche Zellen sind in einem Verbund geeignet, wobei eine einzige zentrale Auswerteeinheit mit Fuzzy-Logik vorhanden sein kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier, wobei in der Flotationszelle mit einer Alt­ papiersuspension der Füllstand der flüssigen Phase einerseits und der Schaumphase andererseits innerhalb der Flotationszel­ le mit mehreren Sensoren erfaßt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Sensoren verschiedene Leitfähigkeitsmeßzellen eingesetzt werden und daß mittels Fuzzy-Logik die von den Leitfähigkeitsmeßzellen erhaltene unscharfe Information über die Lage der Füllstände ausge­ wertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fuzzy-Regeln über die Füllstände, die Geschwindigkeit der Füllstandsänderungen, die Qualität, insbesondere Farbe- und/oder Trübung des die Zelle verlassen­ den Stoffes, und die Zustände der vorgeschalteten Flotations­ zellen bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels der Fuzzy-Regeln Vorgaben über die Sollwerte für die ab- und zufließenden Stoffströme, die Mengenströme von Emulgatoren und Schäumern, die Luft­ ströme und weiterhin Informationen über den Zustand der Zelle gemacht werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 3, mit einer Flotationszelle zum Deinken von Altpapier, die mit Flüssigkeit einerseits und Schaum anderer­ seits gefüllt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flotationszelle (10) eine Reihe von Leitfähigkeitsmeßzellen (21 bis 26) hat, und daß ein Fuzzy- Regler (20) vorhanden ist, dessen Eingänge (31 bis 38) wenigstens mit Leitfähigkeitsmeßwerten gespeist sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flotationszelle (10) zum Abstreifen des Schaumes ein Paddel (15) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Flotationszelle (10) die Schaumableitung über ein zentrisches Rohr (18) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei rechteckigen Flotations­ zellen die Schaumableitung am Rand vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Paddel (15) als Schaufel­ rad oder Rotor ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lufteinbringung in die Flotationszelle (10) über einen nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe arbeitenden Stufendiffusor (1 bis 3) im Graustoffstrom vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lufteinbringung am Boden der Flotationszelle (10) über Verteiler (3) vorgesehen ist.