WO2013131699A1 - Konstantteil einer maschine zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Konstantteil einer maschine zur herstellung einer faserstoffbahn Download PDF

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WO2013131699A1
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pulp suspension
headbox
treatment unit
constant part
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Reinhard Kunicky
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Voith Patent Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for providing a highly consistent
  • Paper machine collected collected white water diluted and then the
  • the high-consistency pulp suspension is passed over a width distributor across the width of the paper machine.
  • Pulp suspension can be realized by the transverse distributor.
  • the pulp suspension partial stream guided out of the transverse distributor at at least one edge of the paper machine is, as a rule, conducted into a degassing device or a hopper in the interest of reuse. Subsequently, the non-pressurized pulp suspension partial stream of the pulp suspension is added again. This takes place in the direction of flow of the pulp suspension before a fuel pump.
  • This fuel pump conveys the pulp suspension together with the
  • Pulp suspension partial stream to a sorter or cleaner to remove contaminants.
  • the return of the pulp suspension partial stream as a result of the expansion leads to an energy loss and when passing through the
  • the object of the invention is therefore to reduce the energy and fiber losses in the recycling of the pulp suspension partial stream.
  • the object was achieved in that the pulp suspension passed from the last treatment unit via a Venturi nozzle to the headbox and the pulp suspension partial flow through this venturi nozzle
  • Pulp suspension is mixed.
  • Pulp suspension partial flow which has a positive effect on the energy loss. Furthermore, a treatment of the pulp suspension partial stream is dispensed with in particular by means of a sorter or a cleaner, since the main stream of the pulp suspension is already sufficiently cleaned and sorted on its way to the headbox.
  • the pressure conditions within the Venturi nozzle provide instead for a
  • At least one treatment unit in particular be arranged in front of a treatment unit in the form of a sorter or cleaner a fuel pump.
  • the fuel pump should build up a pressure between 2 and 6, preferably between 3 and 5 bar.
  • Pulp suspension be recycled from the headbox in the constant part.
  • the white water originating in particular from the former of the paper machine contains a relatively high proportion of gas, this should be passed through a degassing device.
  • a substantial part of the air present in the white water is removed by means of vacuum or via a mechanical separation by utilizing centrifugal forces.
  • the consistency of the high consistency pulp suspension is usually between 1, 2 and 4%, preferably between 2.1 and 3.5%, prior to any dilution.
  • the consistency of the low consistency stream is in the
  • this low consistency partial stream can be fed into the degassing device.
  • the gas content is relatively low, can be dispensed with a degassing in the rule, which relieves the capacity of the degassing.
  • the low consistency partial flow from the headbox should also be in a downstream of the degassing section of the
  • the low-consistency stream should at least
  • Figure 1 a system diagram of a constant part with headbox 5 and
  • FIG. 2 shows a cross section through a Venturi nozzle 7.
  • Pulp suspension 1 in a conventional manner essentially of fiber, fillers and water according to the specifications of the papermaker, i. in predetermined mixing ratios in a mixing chest 2 merged and mixed.
  • the pulp suspension 1 with a consistency of 2.5%, for example, according to Figure 1 via a treatment unit 3 for reducing the gas content of the pulp suspension 1 in the form of a degassing and a further treatment unit 4 for removal of impurities in the form of Cleaners or sorters led to a headbox 5.
  • a treatment unit 3 for reducing the gas content of the pulp suspension 1 in the form of a degassing
  • a pump 8 before the degassing and a fuel pump 9 before the sorter or cleaner.
  • the latter fuel pump 9 generates, for example, a pressure of about 4 bar.
  • the headbox 5 brings the pulp suspension 1 via one or more nozzles on a forming wire of a following former for sheet formation.
  • the use of white water to form a low consistency stream 10 is not only associated with savings over the use of fresh water, but it can also be reused in the white water contained fiber and fillers.
  • the consistency of the white water is about 0.2%.
  • the collected white water contains relatively much air, which is why this is reduced in a degassing 1 1 to a free air content of less than 1, preferably less than 0.6 vol%.
  • the degassing device 1 1 may be connected to a vacuum source which sucks the gas from the white water. But there are also known centrifuges for degassing.
  • two low-consistency streams 10 are discharged. While a low-consistency stream 10 is directed to the low-consistency cross-manifold 13 of the headbox 5, the other can be used to pre-dilute the pulp suspension 1 within the constant portion.
  • Both transverse distributors 12, 13 are usually formed by a tapered tube, from which a plurality of partial flows are diverted in the direction of flow. The remaining at the narrow end of the transverse distributor 12,13 partial flow is the
  • the headbox 5 can also, as described in EP 1 645 684 or DE 10 2004 049 261, have a control of the basis weight cross-section.
  • Fiber suspension partial stream 6 has a consistency of about 1, 2% and corresponds to about 10% of the headbox 5 fed pulp suspension. 1
  • Pulp suspension partial stream 6 of the pulp suspension 1 admixed Because of the smaller amount is one, possibly lower consistency of the pulp suspension 1
  • Particle suspension stream 6 uncritical and on the contrary active to
  • Predilution of the pulp suspension 1 are used in front of the headbox 5.
  • the pulp suspension partial stream 6 is not released, ie in particular also not passed through an intermediate chest or a degassing, so that as little as possible lost energy in this feedback.
  • the admixing of the pulp suspension partial stream 6 takes place via a Venturi nozzle 7 present between the last treatment unit 4 of the pulp suspension 1 and the headbox 5.
  • Venturi nozzles 7 have long been known and available. As the scheme of Figure 2 shows, the pulp suspension 1 flows through a pipe 15 with a constriction 14, in which the mixing tube 16 opens with the pulp suspension partial stream 6.
  • Fiber suspension 1 sucked. This type of admixture does not require a conventional pump, which is why there are no fears of pulsation which is detrimental to the function of the headbox 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bereitstellung einer hochkonsistenten, Faser- und Füllstoffe enthaltenden Faserstoffsuspension (1) zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffsuspension (1) von einer Bütte (2) über wenigstens eine Behandlungseinheit (3, 4) zum Stoffauflauf(5) der Maschine und ein Teil (6) der Faserstoffsuspension vom Stoffauflauf (5) wieder zurück in den Konstantteil geführt wird. Dabei sollen Energie-und Faserverluste bei der Rückführung des Faserstoffsuspensionsteilstroms (6) dadurch verringert werden, dass die Faserstoffsuspension (1) von der letzten Behandlungseinheit (4) über eine Venturi-Düse (7) zum Stoffauflauf (5) geführt und der Faserstoffsuspensionsteilstrom (6) über diese Venturi-Düse (7) der Faserstoffsuspension (1) zugemischt wird.

Description

KONSTANTTEIL EINER MASCHINE ZUR HERSTELLUNG EINER FASERSTOFFBAHN
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bereitstellung einer hoch konsistenten,
Faser- und Füllstoffe enthaltenden Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffsuspension von einer Bütte über wenigstens eine Behandlungseinheit zum Stoffauflauf der Maschine und ein Teil der Faserstoffsuspension vom Stoffauflauf wieder zurück in den Konstantteil geführt wird.
Im Konstantteil von Papiermaschinen wird der im Wesentlichen von aufbereiteten Fasern und Füllstoffen gebildete, hochkonsistente Gutstoff mit dem in der
Papiermaschine aufgefangenen Siebwasser verdünnt und anschließend dem
Stoffauflauf zugeführt.
Im Stoffauflauf wird zumindest die hochkonsistente Faserstoffsuspension über einen Querverteiler über die Breite der Papiermaschine geführt. Um ausgeglichene
Verhältnisse im Querverteiler gewährleisten zu können, muss ein Fluss der
Faserstoffsuspension durch den Querverteiler realisiert werden.
Der dabei an zumindest einem Rand der Papiermaschine aus dem Querverteiler geführte Faserstoffsuspensionsteilstrom wird im Interesse einer Wiederverwendung in der Regel in eine Entgasungsvorrichtung oder eine Bütte geleitet. Anschließend wird der drucklose Faserstoffsuspensionsteilstrom der Faserstoffsuspension wieder beigemischt. Dies erfolgt in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension vor einer Stoffpumpe.
Diese Stoffpumpe befördert die Faserstoffsuspension gemeinsam mit dem
Faserstoffsuspensionsteilstrom zu einem Sortierer oder Cleaner zur Entfernung von Störstoffen. lm Ergebnis kommt es bei der Rückführung des Faserstoffsuspensionsteilstromes infolge der Entspannung zu einem Energieverlust und beim Durchlaufen der
Behandlungseinheit zu einem Verlust an Fasern. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Energie- und Faserverluste bei der Rückführung des Faserstoffsuspensionsteilstromes zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Faserstoffsuspension von der letzten Behandlungseinheit über eine Venturi-Düse zum Stoffauflauf geführt und der Faserstoffsuspensionsteilstrom über diese Venturi-Düse der
Faserstoffsuspension zugmischt wird.
Da bei der Rückführung des Faserstoffsuspensionsteilstromes wegen der geringen, zu befürchtenden Gasmenge auf eine Entgasung desselben verzichtet wird, kommt es auch zu keiner wesentlichen Druckentspannung bei dem
Faserstoffsuspensionsteilstrom, was sich positiv auf den Energieverlust auswirkt. Des Weiteren wird auch auf eine Behandlung des Faserstoffsuspensionsteilstromes insbesondere mittels Sortierer oder Cleaner verzichtet, da der Hauptstrom der Faserstoffsuspension auf seinem Weg zum Stoffauflauf bereits ausreichend gereinigt und sortiert wird.
Infolgedessen kann so auch den Faser- und Füllstoffverlusten beim
Rezirkulationskreislauf wirksam begegnet werden.
Die Beimischung des Faserstoffsuspensionsteilstromes so kurz vor dem Stoffauflauf wird insbesondere durch die Venturi-Düse möglich, da bei dieser keine Pulsationen wie bei üblichen Pumpen auf Grund von Schaufelrädern zu befürchten sind.
Die Druckverhältnisse innerhalb der Venturi-Düse sorgen stattdessen für ein
Ansaugen des Faserstoffsuspensionsteilstromes und so für eine schonende
Vermischung mit dem Hauptstrom der Faserstoffsuspension. Als Behandlungseinheiten für den Hauptstrom der Faserstoffsuspension dienen insbesondere Sortierer, Cleaner und/oder Entgasungsvorrichtungen bekannter Ausführung. Im Wesentlichen soll dabei die Belastung der Faserstoffsuspension mit Gaseinschlüssen und Störstoffen auf ein für die Qualitätsansprüche des Stoffauflaufs und der herzustellenden Faserstoffbahn akzeptables Niveau gesenkt werden.
Um eine ausreichende Menge an Faserstoffsuspension zum Stoffauflauf und insbesondere durch die Sortierer bzw. Cleaner zu transportieren, sollte vor
wenigstens einer Behandlungseinheit, insbesondere vor einer Behandlungseinheit in Form eines Sortierers oder Cleaners eine Stoffpumpe angeordnet sein.
Hierzu sollte die Stoffpumpe einen Druck zwischen 2 und 6, vorzugsweise zwischen 3 und 5 bar aufbauen.
Für die meisten Stoffaufläufe ist es selbst bei hohen Qualitätsanforderungen ausreichend, wenn 5 bis 15, vorzugsweise zwischen 8 und 12% der
Faserstoffsuspension vom Stoffauflauf in den Konstantteil zurückgeführt werden. Außerdem kann es zur Beeinflussung der Stoffdichte der Faserstoffsuspension vorteilhaft sein, wenn im Konstantteil wenigstens ein, zumindest teilweise von
Siebwasser gebildeter Niedrigkonsistenzstrom zum Stoffauflauf der Maschine geführt wird.
Da das insbesondere aus dem Former der Papiermaschine stammende Siebwasser einen relativ hohen Gasanteil enthält, sollte dieses über eine Entgasungsvorrichtung geleitet werden. Dabei wird ein wesentlicher Teil der im Siebwasser vorhandenen Luft mit Hilfe von Vakuum oder über eine mechanische Trennung unter Ausnutzung von Zentrifugalkräften entfernt.
Die Stoffdichte der hochkonsistenten Faserstoffsuspension liegt vor einer etwaigen Verdünnung meist zwischen 1 ,2 und 4%, vorzugsweise zwischen 2,1 und 3,5 %. Im Gegensatz dazu liegt die Stoffdichte des Niedrigkonsistenzstromes im
Allgemeinen zwischen 0,2 und 0,25%. Da auch der Niedrigkonsistenzstrom oft über einen Querverteiler im Stoffauflauf geleitet wird, fällt auch dort an zumindest einem Ende der Papiermaschine ein
Niedrigkonsistenzteilstrom an, der wieder in den Konstantteil zurückgeführt werden sollte.
Dieser Niedrigkonsistenzteilstrom kann einerseits in die Entgasungsvorrichtung geführt werden. Da jedoch der Gasgehalt relativ gering ist, kann in der Regel auf eine Entgasung verzichtet werden, was die Kapazität der Entgasungsvorrichtung entlastet. In diesem Fall sollte der Niedrigkonsistenzteilstrom vom Stoffauflauf ebenfalls in einen nach der Entgasungsvorrichtung liegenden Abschnitt des
Niedrigkonsistenzstromes geführt werden.
Zur Reduzierung der Kosten sollte der Niedrigkonsistenzstrom zumindest
überwiegend, vorzugsweise ausschließlich von Siebwasser, d.h. insbesondere ohne oder zumindest minimierter Zugabe von Frischwasser gebildet werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : ein Anlagenschema eines Konstantteils mit Stoffauflauf 5 und
Figur 2: einen Querschnitt durch eine Venturi-Düse 7.
Im konstanten Teil der Papiermaschine wird die hochkonsistente
Faserstoffsuspension 1 in an sich bekannter Weise im Wesentlichen aus Faser- , Füllstoffen und Wasser entsprechend den Vorgaben des Papiermachers, d.h. in vorbestimmten Mischungsverhältnissen in einer Misch-Bütte 2 zusammengeführt und gemischt.
Von dieser Misch-Bütte 2 wird die Faserstoffsuspension 1 mit einer Stoffdichte von beispielsweise 2,5% gemäß Figur 1 über eine Behandlungseinheit 3 zur Senkung des Gasgehaltes der Faserstoffsuspension 1 in Form einer Entgasungsvorrichtung sowie einer weiteren Behandlungseinheit 4 zur Entfernung von Störstoffen in Form eines Cleaners oder Sortierers zu einem Stoffauflauf 5 geführt. Für den nötigen Druckaufbau sorgt dabei eine Pumpe 8 vor der Entgasungsvorrichtung und eine Stoffpumpe 9 vor dem Sortierer oder Cleaner. Die letztgenannte Stoffpumpe 9 erzeugt beispielsweise einen Druck von ca. 4 bar.
Der Stoffauflauf 5 bringt die Faserstoffsuspension 1 über eine oder mehrere Düsen auf ein Formersieb eines folgenden Formers zur Blattbildung.
Im Former sowie nachfolgenden Einheiten der Papiermaschine wird das anfallende Siebwasser aufgefangen und in den Konstantteil zurückgeführt.
Die Verwendung von Siebwasser zur Bildung eines Niedrigkonsistenzstromes 10 ist nicht nur mit Einsparungen gegenüber dem Einsatz von Frischwasser verbunden, sondern es können auch die im Siebwasser enthaltenen Faser- und Füllstoffe wiederverwendet werden. Die Stoffdichte des Siebwassers liegt hier bei ca. 0,2%.
Allerdings enthält das aufgefangene Siebwasser relativ viel Luft, weshalb dieses in einer Entgasungsvorrichtung 1 1 auf einen Gehalt an freier Luft von weniger als 1 , vorzugsweise weniger als 0,6 Vol% reduziert wird. Hierzu kann die Entgasungsvorrichtung 1 1 mit einer Unterdruckquelle verbunden sein, welche das Gas aus dem Siebwasser absaugt. Es sind aber auch Zentrifugen zur Entgasung bekannt.
Aus der Entgasungsvorrichtung 1 1 werden hier zwei Niedrigkonsistenzströme 10 abgeführt. Während ein Niedrigkonsistenzstrom 10 zum Niedrigkonsistenz- Querverteiler 13 des Stoffauflaufs 5 geführt wird, kann der andere zur Vorverdünnung der Faserstoffsuspension 1 innerhalb des Konstantteils genutzt werden.
Im Stoffauflauf 5 wird die Faserstoffsuspension 1 mit dem Niedrigkonsistenzstrom 10 zusamnnengeführt. Um dabei stabile Verhältnisse quer zur Papiermaschine
gewährleisten zu können wird der Niedrigkonsistenzstrom 1 1 in einen
Niedrigkonsistenzstrom-Querverteiler 13 und die Faserstoffsuspension 1 in einen Faserstoffsuspensions-Querverteiler 12 geführt.
Beide Querverteiler 12,13 werden meist von einem sich verjüngenden Rohr gebildet, von dem in Strömungsrichtung mehrere Teilströme abgezweigt werden. Der am schmalen Ende des Querverteilers 12,13 verbliebene Teilstrom wird zur
Wiederverwendung innerhalb des Konstantteils der Papiermaschine zurückgeführt. Beschrieben wird ein derartiger Querverteiler zum Beispiel in der EP 0029 905, aber auch in der DE 10 234 559.
Der Stoffauflauf 5 kann dabei auch, wie in der EP 1 645 684 oder der DE 10 2004 049 261 beschrieben, eine Regelung des Flächengewichtsquerprofils aufweisen.
Der aus dem Niedrigkonsistenzstrom-Querverteiler 13 abgeführte
Niedrigkonsistenzteilstrom kann direkt in die Entgasungsvorrichtung 1 1 geleitet werden. Der aus dem Faserstoffsuspensions-Querverteiler 12 abgeleitete
Faserstoffsuspensionsteilstrom 6 hat eine Stoffdichte von ca. 1 ,2% und entspricht etwa 10% der dem Stoffauflauf 5 zugeführten Faserstoffsuspension 1 .
Zwischen der letzten Behandlungseinheit 4 und dem Stoffauflauf 5 wird der
Faserstoffsuspensionsteilstrom 6 der Faserstoffsuspension 1 beigemischt. Wegen der geringeren Menge ist eine, eventuell niedrigere Stoffdichte des
Faserstoffsuspensionsteilstroms 6 unkritisch und kann im Gegenteil aktiv zur
Vorverdünnung der Faserstoffsuspension 1 vor dem Stoffauflauf 5 genutzt werden. Dabei wird der Faserstoffsuspensionsteilstrom 6 nicht entspannt, d.h. insbesondere auch nicht über eine Zwischen-Bütte oder eine Entgasungsvorrichtung geführt, so dass so wenig wie möglich Energie bei dieser Rückführung verlorengeht.
Die Zumischung des Faserstoffsuspensionsteilstromes 6 erfolgt über eine zwischen der letzten Behandlungseinheit 4 der Faserstoffsuspension 1 und dem Stoffauflauf 5 vorhandene Venturi-Düse 7.
Venturi-Düsen 7 sind seit langem bekannt und verfügbar. Wie das Schema gemäß Figur 2 zeigt, fließt die Faserstoffsuspension 1 durch ein Rohr 15 mit einer Engstelle 14, in die das Mischrohr 16 mit dem Faserstoffsuspensionsteilstrom 6 mündet.
An dieser Engstelle 14 ist der dynamische Druck maximal und der statische Druck minimal. Durch die Druckdifferenz zwischen der Engstelle 14 und dem Mischrohr 16 wird der Faserstoffsuspensionsteilstrom 6 in den Hauptstrom der
Faserstoffsuspension 1 gesaugt. Diese Art der Beimischung kommt ohne eine konventionelle Pumpe aus, weshalb auch keine für die Funktion des Stoffauflaufs 5 schädlichen Pulsationen zu befürchten sind.

Claims

Patentansprüche 1 . Anordnung zur Bereitstellung einer hoch konsistenten, Faser- und Füllstoffe
enthaltenden Faserstoffsuspension (1 ) zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffsuspension (1 ) von einer Bütte (2) über wenigstens eine Behandlungseinheit (3,4) zum Stoffauflauf (5) der Maschine und ein Teil (6) der Faserstoffsuspension (1 ) vom Stoffauflauf (5) wieder zurück in den Konstantteil geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1 ) von der letzten Behandlungseinheit (4) über eine
Venturi-Düse (7) zum Stoffauflauf (5) geführt und der
Faserstoffsuspensionsteilstrom (6) über diese Venturi-Düse (7) der
Faserstoffsuspension (1 ) zugemischt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Behandlungseinheit (3,4) von einem Sortierer, einem Cleaner und/oder einer Entgasungsvorrichtung gebildet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer
Behandlungseinheit (3,4) eine Stoffpumpe (8,9) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffpumpe (9) vor einer Behandlungseinheit (4) in Form eines Sortierers oder Cleaners angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stoffpumpe (4) einen Druck zwischen 2 und 6, vorzugsweise zwischen 3 und 5 bar aufbaut. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass 5 bis 15%, vorzugsweise zwischen 8 und 12% der Faserstoffsuspension (1 ) vom Stoffauflauf (5) in den Konstantteil zurückgeführt werden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Konstantteil wenigstens ein, zumindest teilweise von Siebwasser gebildeter Niedrigkonsistenzstrom (10) zum Stoffauflauf (5) der Maschine geführt wird.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebwasser über eine Entgasungsvorrichtung (1 1 ) geführt wird.
PCT/EP2013/052267 2012-03-05 2013-02-06 Konstantteil einer maschine zur herstellung einer faserstoffbahn WO2013131699A1 (de)

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