DE1461195A1 - Anlage zum Sichten von Faserstoffsuspensionen - Google Patents

Description

»pi. Wiy·. Dr. Walther Dunlus f λ β 11 α R

3 Hannover, Abb··*. * ^IHW

31. Mai 1968 Dr.J/Ha.

Aktenzeichen» P 14 61 195. 1
Anmelder t Zemanik, Fellegi, Janci Mein Zeiche&t 9537

Anlage «um Sichten von faserstoff suspensionen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Sichten von !Faserstoffsuspensionen mit einem ein kegelförmiges Gehäuse aufweisenden Sichter, der einen tangential angeordneten Einlass, einen axial angeordneten Auslass für den Grutstoff sowie am unteren Ende einen Ausgang für Schwerschmutz aufweist.

Wirbelsicht er dienen zum Sichten von Fasersuspensionen, und zwar zum Ausscheiden von Verunreinigungen aus Suspensionen von Zellstoff, Holzschliff, Hadernhalbstoff, Altpapier, Hackschnitzelholzstoff, Asbestfasern und ähnlichem.

Sine der wichtigsten Operatiomen bei der Herstellung von Zellstoff ist daa Sichten von Verunreinigungen, die das Aussehen und die festigkeitseigenschaften von Papier verschlechtern. Bei der Herstellung von Zellstoff entstehen im wesentlichen zwei Arten von Verunreinigung en ι punktartige

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und faserförmige (sogenannte "Splitter")· Die punktartigen Verunreinigungen bestehen aus Besten der Rinde, Ruß und ähnlichem. Die faserförmigen Verunreinigungen entstehen dadurch, daß ein Teil der Holzmasse beim Kochen und Zerfasern sich nicht in- die einzelnen Fasern zerteilt, sondern nur in faserbündel.

Punktartige Verunreinigungen lassen sich mit hohem Wirkungsgrad aus den Suspensionen ausscheiden. Schon bei einer einstufigen Sichtung sind Wirkungsgrade um 90$ herum möglich. Die punktartigen Verunreinigungen, die ein höheres spezifisches Sewicht als Zellst of fasern aufweisen, werden mit Hilfe von Zentrifugalkräften aus der Suspension ausgeschieden. Hier benutzt man vornehmlich kegelförmige Wirbelsichter (Hydrozyklone, Centricleaner). Die Form solcher Sichter ist gewöhnlich ein umgekehrter Kegel. Die zu sichtende Suspension wird gewöhnlich durch ein tangential im oberen Seil des Sichtermantels unterhalb der oberen Abschlußplatte des Sichters angebrachtes Rohr zugeführt, wobei die punktartigen Verunreinigungen unten durch eine Öffnung an der Spitze des Sichters abgeführt werden und der Gutstoff durch ein breites Rohr im Deckel des Sichters abgeführt wird. Die Suspension strömt zuerst zum Boden des Sichters und dann spiralförmig durch die Mitte zur Höhe des Sichters, wobei es zu einer !Turbulenz kommt. Eine andere Art dieser Sichter hat den oberen £eil als Zylinder ausgebildet, Zuleitung und Ableitung der Sus-

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pension wird jedoch in gleicher Art durchgeführt. Manche Sichter-haben--die* Form eines Botationshyperboloida mit einem konischen oder zylinderförmigen Abschluß, gewöhnlich mit einer tangentialen Zuleitung der Suspension im unteren Teil oder im oberen Drittel des Sichtere und einem tangentialen Ablauf im engeren Teil des Sichters. Solche Sichter sind lediglich für die Beseitigung τοη Schaum und Luft aus der Suspension geeignet. Durch den Einfluß der Porm und die unsymmetrische Anordnung von Zuleitung und Ableitung für die Suspension kommt es bei diesen Sichtern zu einer doppelten Bewegung und Turbulenz des Stoffes.

Bekannt ist auch ein Wirbelsichter, welcher neben dem axialen Gutstoffauslass noch ein das axiale Bohr dieses Gutstoffauslasses umgebendes koaxiales Bohr aufweist, welches als Ausgang für leichtere Yerunreinigungen benutzt wird· Diese leichteren Verunreinigungen sind schwerer als die Gutstoffasern, dagegen leichter als der übliche Schwerschmutz. Praktisch werden hier zwei !Fraktionen τοη Gutstoff abgezogen, nämlich eine besonders gute Fraktion, welche durch das innere axiale Bohr abgezogen wird und eine weitere !!fraktion mit Pasern, an welchen teilweise noch schwerere Teile haften und welche für nicht so wertvolle Papiere Terwendung finden kann. Grobfaserige Yerunreinigungen werden hier ebenso wie in den vorbeschriebenea Sichtern nicht aussortiert, da diese mit anderen Mitteln

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. - 4 bereits vorher aussortiert sind.

Heben diesen Sichtern sind auch Sichter bekannt geworden, welche den Schwerschmutz in der üblichen Weise entfernen und zusätzlich noch zur Entlüftung der Suspension dienen· Hierzu sind axial auf beiden Seiten dee Sichtera Abzugsrohre vorgesehen, welche an eine das Gas aus dem axialen Wirbel heraussaugende Vaeuumpumpe angeschlossen sind.

Grobfaserige Verunreinigungen werden mit Hilfe von verschiedenen Durchflußsichtern und Rundsortierern gesichtet, deren sichtende Wirkung im Wesen auf dem Siebeffekt von loch- oder Spaltsiebtrommeln oder auf der Siebwirkung der auf dem Umfang der Sichttrommel abgelagerten Zelletoffteilchen besteht. Rachteil dieser Art des Siohtens ist der geringe Effekt, da durch die Sichtöffnungen ein Teil der grobfaserigen Verunreinigungen hindurchgeht, und andererseits in dem durch die Sichtöffnungen nicht durchgehenden Anteil, dem sogenannten Spuckstoff, ein bedeutender leil von Einzelfasern, der sogenannte Gutstoff, enthalten ist. Es ergibt sich dann die Notwendigkeit, den Spuekstoff von neuem zu sichten, um wenigstens einen Teil des Gutstoffes zurückzugewinnen, wodurch jedoch das Bichtsyetem ziemlich i-ompliziert wird. Der Wirkungsgrad der beschriebenen Sichter bewegt sieh bei etwa 50 - 7Oj6, wobei die durch den Spucket off ausgang abgezogene Menge etwa 15 - 3<# dee Gesamtgehaltee an Zellstoff beträgt.

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Man hat auch veramaht, die faserförmigen Verunreinigungen durch eine» Siebter zu beseitigen, welcher kegelförmig aufgebaut ist und au* Beseitigung der punktförmig en Terunreinigungen dient· Biese» gelingt auch in gewissem Maße, wenn man dem Segel nur sehr sehmal und langgestreckt macht und wenn man sehr viel flüssigkeit aus dem Spuckst off ausgang herauszieht, der wie gewöhnlich am unteren spitzen Kegelende gebildet ist. Man erreicht hier in einer Stufe einen Wirkungsgrad von ca. 4QJ* für die faserbündelfSrmigen Verunreinigungen und einen Wirkungsgrad von über 903* für die punktf örmigen Verunreinigungen, muß aber einen Verlust von oa. 255έ der guten Jas er η in lauf nehmen. Diese Art der Sichtung von faserbündeiförmigen Verunreinigungen kommt dadurch jaustande, daS relativ viel Suspension durch den Spuckstoffausgang abgezogen wird. Der Wirkungsgrad für die faserbündelförmigen Verunreinigungen ist recht niedrig· Daher ist eine mehrmalige Sichtung auch bei niedrigen Ansprüchen an die Qualität der Sichtung notwendig» Die mehrmalige Sichtung sowie die Sachsiohtung der abgezogenen Verunreinigungen machen die Anlage kompliziert.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Nachteile und schafft eine KÖglichkeit einer Sichtung mit höher·» Wirkungsgrad für die f as erbündelf Örmigea Verunreinigungen. Die Erfindung schafft dabei einen Wirbelsichter, der neben einem Ausgang für die punktf örmigen Verunreinigungen einem besonderen Ausgang für die Abführung der faeerbündelföroigen

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Verunreinigungen und an diesen Ausgang angeschlossen eine Vorrichtung zum Herausholen der fas er bündeiförmig en Verunreinigungen an besonders geeigneter Stelle aufweist.

Die Erfindung besteht darin, daß in der Achse des kegelförmigen Sichtergefäßes koaxial in dem Ausgangsrohr für den G-utstoff ein weiterer Ausgang für Verunreinigungen angeordnet ist.

Während die punktförmigen Verunreinigungen in einem Wirbelßichter durch die Einwirkung von Zentrifugalkräften gegen die äusseren Wandungen gedrückt werden, halten sich die faserbündelförmigen Schmutz teilchen in der Achse des Siehtergefäßee in dem dort liegenden Wirbel auf. Hier hat die Erfindung das Eohr angeordnet, durch welches die faserbündelförmigen Schmutzteilchen aus der Suspension herausgezogen werden. Die Erfindung hat also eine läöglichkeit geschaffen, die faserbündelförmigen Verunreinigungen für sich an der Stelle ihres bevorzugten Aufenthaltes zu erfassen und aus der Suspension abzuführen. Dabei kann der Sichter in seiner äusseren ]?orm ebenso aussehen, wie die bekannten Sichter _f Zweckmäßig wird dabei auch der Ausgang für die

punktförmigen Sohmutateilahen an ähnlicher Stelle wie bisher

angeordnet.

Und zwar ist es zweckaäßig, den Ausgang für die punktförmi- ^! gen Schmutzteilchen ebenfalle am unteren Ende an der Spitze

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eines kegelförmigen Sichters anzuordnen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der kegelförmige Sichter an seinem unteren Ende eine ringförmige Erweiterung aufweist, die in den Spuckstoffausgang für die punktförmigen Schmutzteilchen führt.

Bei der Verarbeitung von einigen Zellstoffsorten, insbesondere von Hoehausbeutezellstoff, ist es zweckmäßig, nocli eine zweite Sichterstufe vorzusehen. In dieser Sichterstufe brauchen aber nicht mehr Schwerschmutzteilchen gesichtet zu werden, da diese bereits in der ersten Stufe so gut zu sichten sind, daß die verbleibenden Anteile ausserordentlich gering sind. Daher nutzt man die nachgeschaltete zweite Stufe zweckmäßig allein zum Sichten faserbündelförmiger Verunreinigungen. Dies geschieht dadurch, daß dem kegelförmigen Sichter ein zylinderförmiger Sichter mit einem an sich bekannten tangentialen Gutstoffausgang und einem axialen als Spucketoffausgang in das Sichtergefäß hineinragenden Rohr nachgeschaltet ist.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist auf der Zeichnung in einer beispielsweißen Ausführung schematisch dargestellt. Es zeigen:

KLg. 1 den Sichter der ersten Stufe; Fig. 2 den Sichter der zweiten Stufe.

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Den Körper des Wirbelsiehters der ersten Stufe des Sichte ns (Fig. 1) bildet ein kegelförmiges Gefäß 1, da« durch eine obere Deokflache abgeschlossen ist. Die Fasersuspension mit einer Konzentration von 0,3. - 1 _t5jt wird tangential. durch ein Eohr 3 im oberen Teil des Sichtere unter einem Druck von 2-4 Atti eingeführt. Der Gutstoff wird durch ein Ablaufrohr 4 aus dem unteren verengten Teil des kegelförmigen Sichters abgeführt. Der Spuckstoff, der die groben Faserverunreinigungen enthält, wird durch ein anderes Ablaufrohr 5 abgeführt. Die punktartigen Verunreinigungen, die durch die Zentrifugalkräfte nach dem Umfang des kegelförmigen Körpers hin geworfen werden, werden in einem Hing 7 gesammelt und durch ein Bohr 8 abgeführt. Der Gutstoff aus der ersten Stufe wird dem Sichter durch ein Rohr 13 (Fig. 2) zugeführt.

Der Hantel des Sichters der zweiten Stufe kann ein zylinder- oder kegelförmiges Gefäß sein. Eine .Alternative dt» Sichters (Hg. 2) besteht aus einem zylinderförmigen Geffiß 11, das duroh eine obere und eine untere Deckfläche 12 abgeschlossen ist. Die Fasersuspension wird in den Sichter durch das tangentiale !ohr 13 im unteren Teil des Sichters unter niedrigem Druck (0,1 - 0,6 Atü) eingeführt. Der Hauptteil der nur Einzelfasern -Gutstoff- enthaltenden Suspension wird durch tangential am oberen Ende des ! Sichters durch ein Ablaufrohr 14 abgeführt. Der die groben faserverunreinigungen enthaltende Spuckstoff wird am oberen

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Bnde mit Hilfe eines Hohres 15 für grobe Verunreinigungen, welches an der oberen Deckfläche 12 des Sichterkörpere angeordnet let, abgeführt.

Der Durchmesser dee Ablaufrohres für die groben iaeerverunreinigungen betragt Λ/50 bis 1/5 dee Durchmessers der oberen Deokflache. Der Sichter wird mit Hilfe einee Abschlammrohres 6 gereinigt·

Der Vorteil dieses Sichtverfahrens mit Hilfe der beschriebenen Sichter gemäß Erfindung ist der hohe 90 bis 98J* betragende Wirkungsgrad des Sichtens der groben Paserverunreinigungen, welche aus nicht zerfaserten Paserbttndeln oder Bastfasern und ähnlichem bestehen. Hierbei beträgt die Menge an Spuckstoff nur 5 bis 10j£ des ursprünglichen Stoffes, da der Spuckstoff nur wenig Gutstoff enthält. Ein anderer bedeutender Vorteil der Kombination der Sichter gemäß der Erfindung ist der niedrige Energieverbrauch, da die Bruokverluste in diesen Siohtern niedrig sind und das Sichten bei niedrigem Druok vorgenommen werden kann. Sin weiterer Vorteil wird erreicht durch Anordnung des Zulauf- und de» Ablaufrohres für Gutstoff an den gegenüberliegenden Enden des Hantele des Siohters. Hierdurch wird ein !Fluß in nur einer Richtung erzielt und die !Turbulenz auf ein Mind titmaß gehalten. Im Sichter wird ein laminater, spiralförmiger riuß gebildet. Die langentialspannung zwischen den einatl- ' neu Sichten άΒχ KLüeeigkeit und inabegonder· der Unterschied

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in den Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten ermöglicht die Abtrennung der groben Faserverunreinigungen. Die punktartigen Verunreinigungen werden in den Wirbeleichtern auf den Rand des kegelförmigen Körpers des Sichtere hin durch die Wirkung der Zentrifugalkraft herausgeworfen. Der Grad der Ausscheidung der punktartigen Verunreinigungen ist proportional der Größe der Zentrifugalkraft und umgekehrt proportional dem Halbmeeeer der Teilchen, weswegen das Sichten der punktartigen Verunreinigungen hohen Druck erfordert. Im Gegensatz hierzu wird die Bewegung der groben Faserverunreinigungen durch andere Gesetzmäßigkeiten beherrscht. Zum Unterschied von den biegsamen individuellen Fasern sind die Faserbündel starr und unbiegsam. Wenn die Faser in das Feld der laminaren, tangentialen Spannung quer zur Richtung des spiralförmigen, laminaren Flusses gelangt, dann wirkt auf den Teil der Faser, der am Umfang der Spirale ist, ein größerer Druck als auf den Teil der Faser in der Mitte der Spirale, da der Druck in den äusseren Schichten der Flüssigkeit immer größer ist. Während nun aber die biegsame Faser sich durch die Einwirkung dieser Kraft durchbiegt, wodurch die Einwirkung dieser Kraft aufgehoben wird, behält die starre Faser ihre Stabform und wird durch die Einwirkung der äusseren Schicht der Flüsaigkeit in die itLtte der Spirale, d.h. in den sogenannten Wirbel gebracht.*

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Durch den angefahrten Mechanismus konzentrieren sich im Wirbel in der engen Schicht um die Längsachse des Sichters die groben Verunreinigungen und andererseits wird aus dieser Schicht durch den Einfluß der zentrifugalen Kräfte der überwiegende Teil der Fasern entfernt, wodurch eine scharfe Trennung der groben Faserverunreinigungen und eine Herabsetzung des Eeinfasergehaltes im Spuckstoff erreicht wird. Bei der Anwendung von hohen Drucken (2-4 Atü) werden auch die punktartigen Verunreinigungen ausgeschieden, besonders bei doppelter Führung der Suspension, allerdings stört die Turbulenz dann die Ausscheidung der groben Faserteile. Aus diesen Gründen ist die Kombination der Sichter mit hohem und niedrigem Eintrittsdruck von Vorteil.

Ausführungsbeispiel:

Die Zellstoffsuspension mit einer Konzentration tos. Ot 753* wird unter einem Druck τοη 3 atti in den kegelförmigen Sichter mit einem Durchmesser τοη 150 mm (Fig. 1) mit Hilfe des Zuleitungsrohres 3 mit einem Durchmesser τοη 25,4 mm, welches tangential im oberen Teil des Siehtermantels 1 angeordnet ist, zugeführt. Das Volumen dee zugeführtea, Stoffes beträgt 2001/miÄ. Der Gutstoff in einer Menge tron 266 l/ain wird durch das Ablauf rohr 4 mit einem Durchmesser von 31,7 mm, das zentral im unteres Teil des Sichters eingebaut ist, abgeführt. Die groben Faserteile werden in einer Menge Ton 10 l/min und einer

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Konzentration von 0,42# durch das Abiaufrohr 5 mit ■< einem Durchmesser von 10 mm, das in der Achse des unteren Teiles des Sichters angeordnet ist, abgeführt. Die punktartigen Verunreinigungen in einer Menge von 14 1/min und einer Konzentration von 1,15* werden über den Ableitungsring des Ableitungsrohres 8 abgeleitet.

Die punktartigen Verunreinigungen werden einer sekundären Sichtung und die faserigen einem kegelförmigen oder zylindrischen Eefiner der Raffination zugeführt. Der Gutstoff wird in die zweite Stufe des Sichtens in einer Menge von 266 l/min und einer Konzentration von 0,655* unter einem Druck von 0,5 Atü in einen zylinderföraigen Sichter (Fig. 2) mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Höhe von 800 mm durch das tangentiale Zuführungsrohr 13 mit einem Durchmesser von 22mm, das im unteren Teil des Sichtermantels 11 angeordnet ist, geführt, wobei der Grutstoff in einer Menge von 254 l/min durch das tangentiale Bohr 14 mit einem Durchmesser von 20 mm, das in dem oberen Teil des Sichtermantels angeordnet ist, abgeführt wird und die groben yaserverunreinigungen durch das Ableitungsrohr 15 mit einem Durchmesser von 8 mm, das im oberen Teil 12 des Sichtere angeordnet ist, abgeleitet

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werden. Der Wirkungsgrad des Sichters der groben J*aserver- ^! unreinigungen beträgt 95 - 97*, der für die punktartigen Verunreinigungen 65*.

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Claims (2)

1. Γοτκιιιαιπται·.

   Dipi-Phys-Dr-Walthcrlunius 1461195

   Hannovsr, Abbestr. 20 /y jj>

   Aktenzeichen: PH 61 195. Anmelder : Zemanik, Fellegi, Janci Mein Zeichen: 9537

   Patentansprüche:

   ( 1 /\Anlage zum Sichten von Faserstoffsuspensionen mit einem ein kegelförmiges Gehäuse aufweisenden Sichter, der einen tangential angeordneten Einlass, einen axial angeordneten Auslass für den Gutstoff sowie am unteren Ende einen Ausgang für Schwerschmutz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Achse des kegelförmigen Siehtergefäßes (1) koaxial in dem Ausgangsrohr (4) für den Gutstoff ein weiterer Ausgang (5) für Verunreinigungen angeordnet ist.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Sichter (1) an seinem unteren Ende eine an sich bekannte ringförmige Erweiterung (7) aufweist, die in den Spuckstoffausgang (8) für die punktförmig en Schmutz teilchen führt.

   3· Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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   daß dem kegelförmigen Sichter (1) ein zylinderförmiger Sichter (11) mit einem an sich bekannten tangentialen G-utstoff ausgang (14) und einem axialen als Spuckstoffausgang in das Sichtergefäß hineinragenden Rohr (15) nachgeschaltet ist.

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