WO2014012823A1 - Verfahren zur entfernung von störstoffen aus einer wässerigen faserstoffsuspension - Google Patents

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WO2014012823A1
WO2014012823A1 PCT/EP2013/064534 EP2013064534W WO2014012823A1 WO 2014012823 A1 WO2014012823 A1 WO 2014012823A1 EP 2013064534 W EP2013064534 W EP 2013064534W WO 2014012823 A1 WO2014012823 A1 WO 2014012823A1
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flotation
foam
cell
suspension
stage
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PCT/EP2013/064534
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Herbert Britz
Christoph Dietl
Jens Haag
Christian Naydowski
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Voith Patent Gmbh
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    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
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    • B03D1/02—Froth-flotation processes
    • B03D1/028—Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
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    • B03D1/1406—Flotation machines with special arrangement of a plurality of flotation cells, e.g. positioning a flotation cell inside another
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F1/70—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water by flotation
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64—Paper recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a flotation which is operated to remove impurities from a pulp suspension.
  • the flotation plant comprises at least one flotation cell, which is aerated by means of an air flow and by means of which a purified accepts and a flocculent flotation foam containing pollutants, which flows off the surface of the paper pulp suspension into a foam collecting channel, are formed.
  • the volume flow of the outflowing flotation foam from the flotation cell is controlled or regulated by the change in the level of pulp suspension in the flotation cell by a first controller.
  • the flotation process makes use of the fact that the pulp is hydrophilic while the ink particles are hydrophobic.
  • the hydrophobic particles adhere to the foam formed or to the foam lamellae, thus forming a foam carpet containing the protective particles which floats on the pulp suspension surface.
  • ink particles there are a variety of other substances that are hydrophobic are and therefore can be separated by flotation of the pulp, such.
  • adhesives plastic particles and possibly also resins.
  • the foam also contains a certain proportion of liquid and fibrous materials whose proportions vary depending on the residence time of the foam in the flotation cell.
  • the foam containing the contaminants, the reject, overflows and is collected in a foam collecting channel.
  • the process is carried out in several successive flotation stages.
  • the overflow, so the flotation foam each supplied to an upstream flotation stage as an inlet in the next stage.
  • a first and second flotation stage or of a primary and secondary stage To regulate the amount of rejects, the level of pulp suspension in the cell is changed.
  • a first and second flotation or primary and secondary flotation is used, each consisting of several flotation cells.
  • the secondary flotation is supplied to the overflow of the primary flotation.
  • the passage that is to say the pulp suspension purified in the secondary stage, can then be added again to the feed of the first flotation stage.
  • the passage of the second stage may also be added to the passage of the first stage.
  • the internal pressure of the cell is changed in such a way that the suspension level in the flotation system can be regulated indirectly.
  • the foam height and thus also the residence time of the foam in the flotation plant changes.
  • the foam changes its composition as well as its density, ie its mass fraction per volume, so that the control can not follow a linear relationship between volume flow and mass flow.
  • One of the objects of the invention is to propose a method which improves the control and thus achieves a more constant quality of the accept to be produced. This object is achieved by the method having the features of claim 1.
  • a method of the initially mentioned type in which the air volume of the air stream which is introduced into the flotation cell for venting tion is controlled by at least one second controller or regulated so that the composition of the effluent flotation foam is adjusted according to the requirements of a predetermined characteristic value.
  • the additional control of the air flow ensures that the generation quantity of the flotation foam can be adjusted, thereby achieving a more constant quality of the accept to be produced.
  • the required amount of reject is accordingly provided by raising or lowering the suspension level.
  • the second control loop the amount of air and thus the resulting amount of foam is adjusted accordingly. That is, as the suspension level of the cell increases, the amount of air is increased to produce more foam, reducing the suspension level to its original level. The reverse case applies accordingly. This ensures that the foam composition (solids content) is kept constant. On the one hand, this has the advantage that the overflow behavior remains virtually constant (ratio of mass flow to volume flow) and, on the other hand, the tracking of the foam volume significantly expands the operating window of the control.
  • the characteristic value can preferably be formed from the ratio of mass flow to volume flow of the effluent flotation foam. Furthermore, in the formation of the characteristic value, the production quantity of the flotation and / or at least one quality value of the suspension feed into the flotation can be taken into account.
  • the characteristic value can also be selected on the basis of or taking into account a predetermined quality value for the accepted product.
  • the quality value of the accept may be the degree of whiteness and / or the ash content.
  • the measurements of the quality values of the accept can also take place in a subsequent process step, such as after the disc filter, done. Furthermore, the level of the pulp suspension and / or the foam density in the flotation cell can be measured and these values forwarded to the regulators.
  • a plurality of flotation cells may be connected in series to a flotation stage.
  • the flotation foams can then flow off into a common foam channel and a measurement of the foam level and / or the foam density can take place.
  • the flotation may consist of at least two flotation stages. These are connected in such a way that the flotation foam of the first flotation stage is fed into the inlet of the second flotation stage, wherein at least the first flotation stage and / or the second flotation stage consists of a plurality of flotation zones whose flotation foam flows off into a respective foam collecting channel. The flotation foam of the second flotation stage is removed and the accepts fed to the inlet and / or the accepts of the first stage.
  • the volume of air which is supplied into the flotation cells for aeration is controlled or regulated by at least the second controller such that the composition of the discharged flotation foam is adjusted according to the requirements of a predetermined characteristic value.
  • the air volume can also be regulated in each cell or it can be provided to regulate the volume of air for at least one group of cells.
  • the air volume control can be carried out by at least one of the following device: - Rotary controlled pump
  • the foam thickness measurement can be carried out by at least one of the following methods and / or devices:
  • the foam density measurement is carried out by the removal and the weighing of a sample and / or by means of an automatic measuring device.
  • the method according to the invention it is possible to intervene by control processes of the two controllers in the operation of the system that the economically and technologically optimal operating condition can be achieved immediately even with changes, especially the raw materials or requirements.
  • the first time it is possible for the first time to even out the effects that result from different foaming behavior of the raw materials and / or chemicals. It may happen that, due to a different composition of the raw materials, which is often the case especially with recycled paper raw materials, the foam is looser or more compact, which has so far led to deviations of the operation of the optimal point.
  • FIG. 1 Flotation cell for carrying out the method
  • Figure 2 is a process schematic of an embodiment
  • FIG. 1 shows the section of a flotation system shown schematically in side view.
  • Cell 5 shown schematically in side view.
  • This flotation cell 5 may be a cell in a flotation plant with one or more flotation stages.
  • the pulp suspension S as well as the air L for venting is supplied to the flotation cell 5 via the ventilation tube 24.
  • the resulting by the ventilation flotation foam 3 flows through a weir 23 in the Schaumsammeirinne 8 of the flotation cell.
  • a plurality of cells In the case of several cells connected in series of a flotation stage, it is also possible for a plurality of cells to have a common foam collection channel 8, 9 in which a liquid level is established.
  • the air L which is supplied to the ventilation of the flotation cell 5 through the ventilation tube, for example, can be sucked from the interior of the flotation cell 5.
  • control of the amount of air by means of a rotationally controlled pump, a control valve on the pressure side of the pump or a direct air flow control on the ventilation pipe.
  • the cleaned accept 7 of the cell 5 is pumped out of the lower part of the cell via a pump 22.
  • pumps are typically used that pass the pass, accept 7, upstream flotation cell to the vent tube 24 of the downstream flotation cell.
  • the first controller regulates the control valve 21 in such a way that the height of the suspension level in the flotation cell 5 is kept at a predetermined value on the basis of the level measured by the level transmitter 13.
  • the amount of foam or the foam volume is controlled, which flows through the weir 23 in the foam channel.
  • the capacity of the pump 22 can be changed by the controller 20, z. B. if their speed is adjustable.
  • the second regulator 50 regulates the air volume of the air flow which is supplied to the flotation cell 5 for aeration.
  • the control or regulation is due to the composition of the effluent flotation foam 3, 4, which is adjusted according to the requirements of a predetermined characteristic.
  • the characteristic value is preferably determined from the ratio of mass flow to volume ström the outflowing flotation foam 3, 4 formed, but can also be selected based on a predetermined quality value for the accepts 7.
  • the mass flow is determined by means of a continuous foam density measurement 51, which is traversed by the flotation foam 3, 4 at the outlet of the foam collection channels 8.
  • FIG. 2 shows a process diagram of a possible embodiment with two flotation stages 1, 2.
  • the representation of the second control has been dispensed with, as can be seen from FIG.
  • the paper pulp suspension S is first fed to a first flotation stage 1.
  • the apparatus design of such a flotation is known per se. It may contain one or more flotation cells 5, which are flowed through successively or in parallel by the suspension. In the example shown here, four flotation cells 5 of the first flotation stage 1 connected in series are drawn.
  • the formed material containing flotation foam 3 formed therein is collected in a Schaumsammeirinne 8, possibly vented (not shown) and a second flotation 2 fed.
  • the second flotation stage 2 also contains one or more flotation cells, which may be similar to those of the flotation stage 1.
  • a flotation foam 4 is formed, which flows into the Schaumsammeirinne 9. It is typical for such systems that the second stage flotation foam 4 contains substantially more contaminants and substantially fewer fibers than the flotation foam 3 of the upstream flotation stage 1.
  • the structure formed in the second flotation stage 2 Pass 6 (accepts) is fed into the inlet of the first flotation stage 1, in particular if it does not have the quality of the accepts 7 of the first flotation stage 1.
  • the level in the flotation cells 5, as well as in the foam collecting channels 8, 9, is measured by means of a level transmitter 13 and this value is forwarded to the regulators 20, 50, the z. B. can be part of the process control system.
  • the adjustment of the level is then carried out by signals from the controller 20 to the fuel pump 22 for the accepts 7 or a control valve 21 in the accepts flow.
  • the foam level in the Schaumsammeirinne 8 is measured, for. B. by a level transmitter 13, 13 '. If this outflow is changed, for example, the flow-through open cross-section of the storage device 10 can be set differently, whereby the level of the foam in the Schaumsammeirinne 8 changes.
  • the corresponding signal of the level transmitter 13 'then causes the controller 20 raises or lowers the suspension level in the flotation cell 5 and thus sets the amount of flotation foam 3 flowing into the Schaumsammeirinne 8 to the desired value.
  • the amount of flotation foam 3 leaving the foam collecting groove 8 is adjusted and changed as necessary.
  • the level in the flotation cell is measured by a level transmitter 13 and by signals to the pump 22 'for the passage 6 or to the corresponding control valve 21' (alternatively: inlet pump 44 'or corresponding control valve 41'). regulated.
  • the controllers 20 and 50 can, for. B. also process a quality signal of a quality sensor 12, the z. For example, measure the whiteness of the accept 7 (or a quality sensors 12 'z. B. for the whiteness of the feed), and accordingly change with the aid of the invention, the amount of flotation foam to be deducted and / or the amount of air.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Flotation (1), die zur Entfernung von Störstoffen aus einer Faserstoffsuspension (S) betrieben wird. Die Flotation umfasst mindestens eine Flotationszelle (5), mittels der ein gereinigter Gutstoff (7) und ein störstoffhaltiger aufschwimmender Flotationsschaum (3, 4), Rejekt, welcher von der Oberfläche der Papierfaserstoffsuspension (S) in eine Schaumsammeirinne (8, 9) abfließt, dadurch gebildet werden, dass ein Luftstrom in die Fasersuspension (S) eingeblasen wird. Der Volumenstrom des abfließenden Flotationsschaums (3, 4) aus der Flotationszelle (5) wird durch die Veränderung des Niveaus der Faserstoffsuspension in der Flotationszelle (3) durch einen ersten Regler (20) gesteuert oder geregelt. Die Regelung wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, dass das Luftvolumen des Luftstroms, welches der Flotationszelle (5) zur Belüftung zugeführt wird, durch zumindest einen zweiten Regler (50) derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Zusammensetzung des abfließenden Flotationsschaums (6, 7) entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.

Description

Verfahren zur Entfernung von Störstoffen aus einer wässerigen
Faserstoffsuspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Flotation, die zur Entfernung von Störstoffen aus einer Faserstoffsuspension betrieben wird. Die Flotationsanlage umfasst zumindest eine Flotationszelle, die mittels eines Luftstroms belüftet wird und mittels der ein gereinigter Gutstoff und ein störstoffhal- tiger aufschwimmender Flotationsschaum, welcher von der Oberfläche der Papier- faserstoffsuspension in eine Schaumsammeirinne abfließt, gebildet werden.
Der Volumenstrom des abfließenden Flotationsschaums aus der Flotationszelle wird dabei durch die Veränderung des Niveaus der Faserstoffsuspension in der Flotationszelle durch einen ersten Regler gesteuert oder geregelt.
Verfahren zur Entfernung von Störstoffen bzw. zur Flotation von Störstoffen aus einer wässrigen Papierfaserstoffsuspension sind aus etlichen Patentschriften, z. B. der DE 10 2004 020 339 oder der EP 1 388 370 A1 , allgemein bekannt. Ein derartiges Verfahren wird angewendet, um aus einer Papierfaserstoffsuspensi- on einen Teil der darin enthaltenen suspendierten Störstoffteilchen auszuscheiden. Bei einer Flotation wird in die Faserstoffsuspension Luft eingeblasen und dadurch ein die auszuscheidenden Stoffe enthaltender Schaum oder Schaumteppich gebildet. Ein typischer Anwendungsfall eines derartigen Verfahrens ist die Aufberei- tung von einer aus Altpapier gewonnenen Papierfaserstoffsuspension, in der die Druckfarbenpartikel bereits von den Fasern abgelöst sind, sodass sie sich ausflotie- ren lassen.
Bei dem Flotationsvorgang wird ausgenutzt, dass der Faserstoff hydrophil ist, während die Druckfarbenpartikel hydrophob sind. An dem gebildeten Schaum bzw. an den Schaumlamellen haften die hydrophoben Partikel und so bildet sich ein die Schutzpartikel enthaltender Schaumteppich, der auf der Faserstoffsuspensionsoberfläche schwimmt.
Neben den Druckfarbenpartikeln gibt es eine Vielzahl weiterer Stoffe, die hydrophob sind und sich daher durch Flotation von dem Faserstoff trennen lassen, wie z. B. Kleber, Kunststoffpartikel und eventuell auch Harze.
Des Weiteren enthält der Schaum aber auch einen gewissen Anteil an Flüssigkeit und Faserstoffen, deren Anteile je nach Verweildauer des Schaums in der Flotati- onszelle unterschiedlich groß ausfallen.
Ab einer bestimmten Schaumdicke läuft der die Störstoffe enthaltende Schaum, der Rejekt, über und wird in einer Schaumsammeirinne gesammelt.
Aus der DE 10 2008 031 41 1 A1 ist ein Verfahren zur Flotation bekannt, durch welches das Niveau der Faserstoffsuspension in der Flotationszelle geregelt wird. So kann der Überlauf der Flotationszelle und damit die Menge des abfließenden Flotationsschaums bzw. Rejekts geregelt werden.
Da der Flotationsschaum, der bei einer einzigen Flotationsstufe gebildet wird, in den meisten Fällen noch einen beträchtlichen Anteil an Fasern enthält, wird das Verfahren in mehreren hintereinander geschalteten Flotationsstufen durchgeführt. Dabei wird der Überlauf, also der Flotationsschaum, jeweils einer stromaufwärts angeordneten Flotationsstufe als Einlauf in der nächsten Stufe zugeführt. Üblicherweise spricht man dann von einer ersten und zweiten Flotationsstufe oder von einer Primär - und Sekundärstufe. Zur Regelung der Rejektmenge wird das Niveau der Faserstoffsuspension in der Zelle verändert. In einer weiteren Ausführung wird eine erste und zweite Flotationsstufe oder auch Primär- und Sekundärflotation eingesetzt, die jeweils aus mehreren Flotationszellen bestehen. Dabei wird der Sekundärflotation der Überlauf der Primärflotation zugeführt. Der Durchlauf, also die in der Sekundärstufe gereinigte Faserstoffsuspension, kann dann dem Zulauf der ersten Flotationsstufe wieder zugegeben werden. Alternativ kann der Durchlauf der zweiten Stufe aber auch dem Durchlauf der ersten Stufe zugemischt werden.
Anlagen, die nach solchen Verfahren arbeiten, haben sich an sich bewährt, da sie bei geringen Stoffverlusten zu einer guten Qualität des so gebildeten Gutstoffes führen. Alle Anlagen haben gemeinsam, dass der Überlauf bzw. das Rejekt über das Anheben oder Senken des Suspensionsniveaus in der Flotationszelle geregelt wird.
So wird bei anderen Flotationszellentypen durch Öffnen oder Schließen des Rejektventils der Innendruck der Zelle derart verändert, das damit indirekt das Suspensionsniveau in der Flotationsanlage geregelt werden kann.
Mit Veränderung des Suspensionsniveaus verändert sich allerdings auch die Schaumhöhe und damit auch die Verweilzeit des Schaumes in der Flotationsanlage. Damit verändert der Schaum seine Zusammensetzung wie auch seine Dichte, also seinen Massenanteil pro Volumen, sodass die Regelung keinem linearen Zusam- menhang zwischen Volumen- zu Massenstrom folgen kann.
Das bedeutet, dass bei steigendem Suspensionsniveau mehr Rejekt bzw. ein höherer Überlauf produziert wird, wodurch die Schaumhöhe in der Zelle bzw. die Verweilzeit des Schaumes in der Flotationszelle abnimmt. Das bedeutet letztlich, dass der Feststoffanteil, also der Masseanteil, im Schaum abnimmt. Trotz höherem Volumenstrom erfolgt somit keine signifikante Massenstromveränderung. Dagegen erhöht sich bei geringerem Suspensionsniveau die Verweilzeit, damit erhöht sich die Schaumdicke und damit auch seine Zusammensetzung. So hat die Flüssigkeit mehr Zeit aus der Schaumlamelle abzufließen, wobei der Massenstrom durch den verringerten Abfluss unverändert bleibt. Dies ist eine starke Einschränkung der heute am Markt erhältlichen Regel konzepte, weil das Betriebsfenster stark eingeschränkt wird.
Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, welches die Regelung verbessert und so eine konstantere Qualität des zu erzeugenden Gutstoffs erreicht wird. Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem das Luftvolumen des Luftstroms, welches in die Flotationszelle zur Belüf- tung zugeführt wird, durch zumindest einen zweiten Regler derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Zusammensetzung des abfließenden Flotationsschaums entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.
Durch die zusätzliche Reglung des Luftstroms wird erreicht, dass die Erzeugungs- menge des Flotationsschaums angepasst werden kann und dadurch eine konstantere Qualität des zu erzeugenden Gutstoffs erreicht wird.
Aufgrund der Schaumrinnenregelung mittels dem ersten Regler wird entsprechend die benötigte Rejektmenge (Schaum) durch Anheben bzw. Senken des Suspensionsniveaus bereitgestellt. Durch den zweiten Regelkreis wird dementsprechend die Luftmenge und damit die entstehende Schaummenge angepasst. Das heißt, steigt das Suspensionsniveau der Zelle, so wird die Luftmenge vergrößert, damit mehr Schaum entsteht, sodass das Suspensionsniveau auf den ursprünglichen Wert zurückgefahren wird. Der umgekehrte Fall gilt entsprechend. Damit wird sichergestellt, dass die Schaumzusammensetzung (Feststoffanteil) konstant gehalten wird. Dies hat zum einen den Vorteil, dass das Überlaufverhalten quasi konstant bleibt (Verhältnis Massenstrom zu Volumenstrom) und zu anderen erweitert das Nachführen des Schaumvolumens deutlich das Betriebsfenster der Regelung.
Der Kennwert kann vorzugsweise aus dem Verhältnis von Massestrom zu Volumenstrom des abfließenden Flotationsschaums gebildet werden. Weiterhin kann bei der Bildung des Kennwertes die Produktionsmenge der Flotation und/oder mindestens ein Qualitätswert des Suspensionszulaufs in die Flotation berücksichtigt werden.
Der Kennwert kann aber auch auf Grundlage oder unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Qualitätswertes für den Gutstoff gewählt werden. Der Qualitätswert des Gutstoffes kann dabei der Weißegrad und/oder der Aschegehalt sein.
Dabei können die Messungen der Qualitätswerte des Gutstoffs auch in einem nachfolgenden Prozessschritt erfolgen, wie beispielsweise nach dem Scheibenfilter, erfolgen. Weiterhin kann das Niveau der Faserstoffsuspension und/oder die Schaumdichte in der Flotationszelle gemessen und diese Werte an die Regler weitergeleitet werden.
Des Weiteren kann vorgesehen werden in der Schaumsammeirinne das Niveau des Flotationsschaumes und/oder die Schaumdichte in der Schaumsammeirinne zu messen und diese Werte an die Regler weiterzuleiten.
In einer Ausführung können mehrere Flotationszellen zu einer Flotationsstufe in Reihe hintereinander geschaltet sein. Die Flotationsschäume können dann in eine gemeinsame Schaumrinne abfließen und es kann eine Messung des Schaumniveaus und/oder der Schaumdichte erfolgen. In einer weiteren Ausführung kann die Flotation aus mindestens zwei Flotationsstufen bestehen. Diese sind derart geschaltet, dass der Flotationsschaum der ersten Flotationsstufe in den Zulauf der zweiten Flotationsstufe geführt wird, wobei zumindest die erste Flotationsstufe und/oder die zweite Flotationsstufe aus mehreren Flotationszonen besteht, deren Flotationsschaum in jeweils eine Schaumsammel- rinne abfliest. Der Flotationsschaum der zweiten Flotationsstufe wird abgeführt und der Gutstoff dem Zulauf und/oder dem Gutstoff der ersten Stufe zugeführt. Zumindest in einem Teil der Flotationszellen wird das Luftvolumen, das in die Flotationszellen zur Belüftung zugeführt wird, durch zumindest den zweiten Regler derart gesteuert oder geregelt, dass die Zusammensetzung des abgeführten Flotations- schaums entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.
Das Luftvolumen kann aber auch in jeder Zelle geregelt werden oder es kann vorgesehen werden, das Luftvolumen für mindestens eine Gruppe von Zellen zu regeln. Dabei kann die Luftvolumenregelung durch mindestens eine der folgenden Vorrichtung erfolgen: - Drehgeregelte Pumpe
- Regelventil auf der Druckseite der Pumpe
- Direkte Luftmengenregelung am Belüftungselement Weiterhin kann die Schaumdickenmessung durch mindestens eines der folgenden Verfahren und/oder Vorrichtungen erfolgen:
- indirekt über das Suspensionsniveau
- indirekt über Differenzdruckmessung - mittels Radarmessgerät
- mittels Ultraschallmessgerät
Alternativ ist es denkbar, dass die Schaumdichtemessung durch die Entnahme und das Auswiegen einer Probe und/oder mittels einer automatischen Messvorrichtung erfolgt. Mit der Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, durch Regelungsvorgänge der beiden Regler so in den Betrieb der Anlage einzugreifen, dass der wirtschaftlich und technologisch optimale Betriebszustand auch bei Änderungen, insbesondere der Rohstoffe oder Anforderungen, sofort wieder erreicht werden kann. Auf diese Weise ist es erstmals möglich, auch die Einflüsse auszugleichen, die sich durch unterschiedliches Schäumungsverhalten der Rohstoffe und/oder Chemikalien ergeben. Es kann nämlich vorkommen, dass aufgrund einer anderen Zusammensetzung der Rohstoffe, was insbesondere bei Altpapierrohstoffen oft der Fall ist, der Schaum lockerer oder kompakter wird, was bisher zu Abweichungen des Betriebes vom optimalen Punkt geführt hat. Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In diesen zeigen:
Figur 1 Flotationszelle zur Durchführung des Verfahrens
Figur 2 ein Verfahrensschema einer Ausführungsform
In Figur 1 ist der Schnitt einer in Seitenansicht schematisch dargestellte Flotations- zelle 5 dargestellt. Diese Flotationszelle 5 kann eine Zelle in einer Flotationsanlage mit einer oder mehr Flotationsstufen sein. Die Faserstoffsuspension S wie auch die Luft L zum Belüften wird der Flotationszelle 5 über das Belüftungsrohr 24 zugeführt.
Der durch die Belüftung entstehende Flotationsschaum 3 fließt über ein Wehr 23 in die Schaumsammeirinne 8 der Flotationszelle. Bei mehreren hintereinander geschalteten Zellen einer Flotationsstufe kann für mehrere Zellen auch eine gemeinsame Schaumsammeirinne 8, 9 vorgesehen sein, in der sich ein Flüssigkeitsniveau einstellt. Die Luft L, die zur Belüftung der Flotationszelle 5 durch das Belüftungsrohr zugeführt wird, kann beispielsweise aus dem Inneren der Flotationszelle 5 abge- saugt werden.
Dabei erfolgt die Regelung der Luftmenge mit Hilfe einer drehgeregelten Pumpe, einem Regelventil auf der Druckseite der Pumpe oder einer direkten Luftmengenregelung am Belüftungsrohr.
Der gereinigte Gutstoff 7 der Zelle 5 wird über eine Pumpe 22 aus dem unteren Bereich der Zelle abgepumpt. Wenn es sich bei der Flotationszelle nicht um die erste oder letzte Zelle einer Flotationsstufe handelt, werden meist Pumpen verwendet, die den Durchlauf, Gutstoff 7, einer stromaufwärtigen Flotationszelle zum Belüftungsrohr 24 der stromabwärtigen Flotationszelle führen.
Der ersten Regler regelt aufgrund des vom Niveautransmitter 13 gemessenen Niveaus das Steuerventil 21 derart, dass die Höhe des Suspensionsniveaus in der Flotationszelle 5 auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Somit wird die Schaummenge oder das Schaumvolumen geregelt, welches über das Wehr 23 in die Schaumrinne fließt. In anderen Fällen kann die Förderleistung der Pumpe 22 durch den Regler 20 verändert werden, z. B. wenn deren Drehzahl einstellbar ist. Der zweite Regler 50 regelt das Luftvolumen des Luftstroms, das der Flotationszelle 5 zur Belüftung zugeführt wird. Die Steuerung oder Regelung erfolgt aufgrund der Zusammensetzung des abfließenden Flotationsschaums 3, 4, wobei diese entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.
Der Kennwert wird vorzugsweise aus dem Verhältnis von Massestrom zu Volumen- ström des abfließenden Flotationsschaums 3, 4 gebildet, kann aber auch auf Grundlage eines vorgegebenen Qualitätswertes für den Gutstoff 7 gewählt werden.
Der Massenstrom wird dabei mittels einer kontinuierlichen Schaumdichtemessung 51 ermittelt, die am Auslauf der Schaumsammeirinne 8 vom Flotationsschaum 3, 4 durchflössen wird.
Weiterhin können in der Schaumsammeirinne 8 das Niveau des Flotationsschaumes und/oder die Schaumdichte in der Schaumsammeirinne gemessen werden und diese Werte an die Regler 20, 50 weitergeleitet werden. Alle Signalwege sind gestrichelt gezeichnet. In Figur 2 wird ein Verfahrensschema einer möglichen Ausführung mit zwei Flotationsstufen 1 , 2 gezeigt. Um die Darstellung zu vereinfachen, wurde auf die Darstellung der zweiten Regelung verzichtet, wie sie der Figur 1 zu entnehmen ist. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, alle Zellen 5 mit einer derartigen Luftmengenregelung auszustatten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nur einzelne Zellen oder Zellenverbände mit einer Luftmengenregelung zu versehen.
Die Papierfaserstoffsuspension S wird zunächst einer ersten Flotationsstufe 1 zugeführt. Der apparative Aufbau einer solchen Flotationsstufe ist an sich bekannt. Sie kann eine oder mehrere Flotationszellen 5 enthalten, welche von der Suspension nacheinander oder parallel durchströmt werden. Bei dem hier gezeigten Beispiel sind vier in Reihe geschaltete Flotationszellen 5 der ersten Flotationsstufe 1 gezeichnet. Der darin gebildete storstoffhaltige Flotationsschaum 3 wird in einer Schaumsammeirinne 8 gesammelt, eventuell entlüftet (nicht dargestellt) und einer zweiten Flotationsstufe 2 zugeführt.
Auch die zweite Flotationsstufe 2 enthält eine oder mehrere Flotationszellen, die ähnlich denen der Flotationsstufe 1 sein können. In diesen wird jeweils ein Flotationsschaum 4 gebildet, der in die Schaumsammeirinne 9 abfließt. Für solche Anlagen ist es typisch, dass der Flotationsschaum 4 der zweiten Stufe wesentlich mehr Störstoffe und wesentlich weniger Fasern enthält als der Flotationsschaum 3 der stromaufwärtigen Flotationsstufe 1 . Der in der zweiten Flotationsstufe 2 gebilde- te Durchlauf 6 (Gutstoff) wird in den Zulauf der ersten Flotationsstufe 1 geführt, insbesondere wenn er nicht die Qualität des Gutstoffes 7 der ersten Flotationsstufe 1 hat.
Das Niveau in den Flotationszellen 5, wie auch in den Schaumsammelrinnen 8, 9, wird mittels eines Niveautransmitters 13 gemessen und dieser Wert an die Regler 20, 50 weitergeleitet, die z. B. Teil des Prozessleitsystems sein können. Die Verstellung des Niveaus erfolgt dann durch Signale des Reglers 20 an die Stoffpumpe 22 für den Gutstoff 7 oder ein Stellventil 21 im Gutstoffstrom. Alternativ besteht die Möglichkeit, auf die Zuflussmenge der Faserstoffsuspension S zur Flotationsanlage Einfluss zu nehmen, also z. B. über die Zulaufpumpe 44 oder ein Stellventil 41 .
Für die Luftmengenregelung wie auch für die Schaumniveauregelung wird das Schaumniveau in der Schaumsammeirinne 8 gemessen, z. B. durch einen Niveau- transmitter 13, 13'. Höheres Niveau bedeutet im Normalfall größeren Schaummen- genabfluss an der Stauvorrichtung 10. Soll dieser Abfluss geändert werden, kann beispielsweise der durchströmte offene Querschnitt der Stauvorrichtung 10 anders eingestellt werden, wodurch sich das Niveau des Schaumes in der Schaumsammeirinne 8 ändert. Das entsprechende Signal des Niveautransmitters 13' führt dann dazu, dass der Regler 20 das Suspensionsniveau in der Flotationszelle 5 anhebt oder absenkt und damit die Menge des in die Schaumsammeirinne 8 abfließenden Flotationsschaumes 3 auf den gewünschten Wert einstellt. Somit wird durch das Verfahren die Menge des aus der Schaumsammeirinne 8 austretenden Flotationsschaumes 3 eingestellt und bei Bedarf geändert. Entsprechend kann auch in der zweiten Flotationsstufe 2 (oder weiteren, falls vorhanden) vorgegangen werden, also an deren Schaumsammeirinne 9 mit Stauvorrichtung 1 1 . Analog zur ersten Flotationsstufe 1 , wird das Niveau in der Flotationszelle durch einen Niveautransmit- ter 13 gemessen und durch Signale an die Pumpe 22' für den Durchlauf 6 oder an das entsprechende Stellventil 21 ' (alternativ: Zulaufpumpe 44' oder entsprechendes Stellventil 41 ') geregelt.
Die Regler 20 und 50 können z. B. auch ein Qualitätssignal eines Qualitätssensors 12 verarbeiten, der z. B. die Weiße des Gutstoffes 7 misst (oder eines Qualitäts- sensors 12' z. B. für die Weiße des Zulaufes), und dementsprechend mit Hilfe der Erfindung die Menge des abzuziehenden Flotationsschaumes und/oder der Luftmenge verändern.
In der Kombination dieser beiden Regelvorgänge (Verstellung des Niveaus in der Flotationszelle und Änderung der eingeblasenen Luftmenge in) liegt ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Abweichungen können sofort ausgeglichen werden, d. h., je nach Erfordernissen wird für kurze oder längere Betriebsdauer die Schaumzusammensetzung optimiert.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Flotation (1 ) die zur Entfernung von Störstoffen aus einer Faserstoffsuspension (S) betrieben wird, die mindestens eine Flotationszelle (5) umfasst, mittels der ein gereinigter Gutstoff (7 und ein störstoffhaltiger aufschwimmender Flotationsschaum (3, 4), Rejekt, welcher von der Oberfläche der Papierfaserstoffsuspension (S) in eine Schaumsammeirinne (8, 9) abfließt, dadurch gebildet werden, dass ein Luftstrom (4) in die Fasersuspension (S) eingeblasen wird, wobei der Volumenstrom des abfließenden Flotationsschaums (3, 4) aus der Flotationszelle (5) durch die Veränderung des Niveaus der Faserstoffsuspension in der Flotationszelle (3) durch einen ersten Regler (8) gesteuert oder geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass das Luftvolumen des Luftstroms, das der Flotationszelle (5) zur Belüftung zugeführt wird, durch zumindest einen zweiten Regler (50) derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Zusammensetzung des abfließenden Flotationsschaums (3, 4) entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kennwert aus dem Verhältnis von Massestrom zu Volumenstrom des abfließenden Flotationsschaums gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kennwert unter Berücksichtigung der Produktionsmenge der Flotation gebildet wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kennwert unter Berücksichtigung von mindestens einem Qualitätswert der zulaufenden Suspension in die Flotation beeinflusst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kennwert auf der Grundlage eines vorgegebenen Qualitätswertes für den Gutstoff gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Qualitätswert des Gutstoffes der Weißegrad und/oder der Aschegehalt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Niveau der Faserstoffsuspension und/oder die Schaumdichte in der Flotationszelle kontinuierlich gemessen werden, und dass diese Werte an zumindest einen der Regler (20, 50) weitergeleitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Schaumsammeirinne (8, 9) das Niveau des Flotationsschaumes und/oder die Schaumdichte in der Schaumsammeirinne gemessen werden, und dass diese Werte an die Regler (20, 50) weitergeleitet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Flotationszellen (5) zu einer Flotationsstufe (1 , 2) in Reihe hintereinander geschaltet sind und die Flotationsschäume in eine gemeinsame Schaumrinne (8, 9) abfließen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flotation aus mindestens zwei Flotationsstufen besteht, die derart geschaltet sind, dass der Flotationsschaum (3) der ersten Flotationsstufe (1 ) in den Zulauf der zweiten Flotationsstufe (2) geführt wird, wobei zumindest die erste Flotationsstufe (1 ) und/oder die zweite Flotationsstufe (2) aus mehreren Flotationszellen (5) besteht, deren Flotationsschaum in jeweils eine Schaumsammeirinne (8, 9) abfliest, wobei der Flotationsschaum (4) der zweiten Flotationsstufe (2) abgeführt und der Gutstoff (6) dem Zulauf (41 ) und/oder dem Gutstoff (7) der ersten Stufe zugeführt wird, wobei zumindest in einem Teil der Zellen das Luftvolumen, das in die Flotationszellen (5) zur Belüftung zugeführt wird, mittels zumindest dem zweiten Regler (50) derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Zusammensetzung des abgeführten Flotationsschaums (3, 4) entsprechend den Anforderungen eines vorgegebenen Kennwertes eingestellt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10
dadurch gekennzeichnet,
dass das Luftvolumen in jeder Zelle (5) geregelt wird .
12. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Luftvolumen für mindestens eine Gruppe von Zellen (5) geregelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Luftvolumenregelung durch mindestens eine der folgenden Vorrichtung erfolgt:
- Drehgeregelte Pumpe
- Regelventil auf der Druckseite der Pumpe
- Direkte Luftmengenregelung am Belüftungselement
14. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaumdickenmessung durch mindestens eines der folgenden Verfahren und/oder Vorrichtungen erfolgt:
- indirekt über das Suspensionsniveau
- indirekt über Differenzdruckmessung
- mittels Radarmessgerät
- mittels Ultraschallmessgerät
15. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaumdichtemessung durch die Entnahme und das Auswiegen einer Probe und/oder mittels einer automatischen Messvorrichtung erfolgt.
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