DE1561702B - Verfahren zum Abtrennen von langgestreckten oder flächigen Verunreinigungen mit geringem spezifischem Gewicht aus Fasersuspensionen durch Hydrozyklone - Google Patents

Description

nahezu vollständiges Abtrennen der leichten Verunreinigungen bzw. Splitter möglich ist, und zwar unter Aufrechterhaltung eines normalen Durchsatzes im Hydrozyklon, d. h. unter praktisch vollständiger Ausnutzung seiner Nennkapazität. Vorzugsweise wird die aus dem zentralen Spitzenauslaß abgezogene Fraktion in einem Hydrozyklon in an sich bekannter Weise einem weiteren Sortiervorgang unterworfen. Hierbei sind verschiedene Kaskadenschaltungen von Hydrozyklonen zur kombinierten Abtrennung der leichten und schweren Verunreinigungen möglich. Die kleine Fasermenge, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als leichte Fraktion anfällt und in der die leichten Verunreinigungen angereichert sind, kann in bekannter Weise gesiebt oder weiterzerfasert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Aüsführungsformen und an Hand einiger Zahlenbeispiele näher erläutert.

In den Fig. 1 bis 4 sind als Ausführungsbeispiele verschiedene Zyklontrennanlagen mit verschiedenen Kombinationen von Zyklonabscheidern schematisch dargestellt;

F i g. 5 zeigt in graphischer Darstellung die Ergebnisse, die man bei erfindungsgemäßem Betrieb mit den in F i g. 1 bis 4 dargestellten Anordnungen sowie bei Splitterabtrennung in einer einzigen Stufe erhält.

In den Fig. 1 bis 4 bedeutete den Einlauf der Fasersuspension, D den Ablauf einer Endfraktion, die im wesentlichen frei von Splittern ist, und E den Ablauf der anderen Endfraktion, die den größten Teil der Splitter enthält. Für jede der vier Ausführungsformen gibt die entsprechende Zeichnung die für die jeweilige Ausführungsform erfindungswesentliche Führung und kaskadenartige Verzweigung bzw. Rückkopplung der Zu- und Abläufe der zusammengeschalteten Abscheider wieder.

Von den in F i g. 5 gezeigten Kurven geben die Kurven I bis IV für die in F i g. 1 bis 4 gezeigten Anlagen und Linie V für einen einzelnen Hydrozyklon jeweils den funktionalen Zusammenhang zwischen α und ρ bzw. zwischen b und r wieder. Hierbei bedeutet:

α das Verhältnis zwischen der Anzahl von Splittern in der Endfraktion E und in dem Zulauf C der Anlage;

ρ den Splitterabtrennungsgrad für jeden einzelnen Zyklonabscheider, d. h. das Verhältnis zwischen der Anzahl der Splitter, die am Kopfauslaß (Leichtfraktionsauslaß) abgezogen werden, und der am Einlaß zugeführten Anzahl von Splittern;

b das Verhältnis zwischen der Menge an guten Fasern in der Endfraktion E und im Zulauf C der Anlage;

r den Faserverlustgrad pro Zyklonabscheider, d. h. das Verhältnis zwischen der Menge an guten Fasern, die am Kopf auslaß mitabgezogen werden, und der dem Einlaß zugeführten Menge an guten Fasern.

Die Werte von a, p, b und r können hierbei beii spielsweise in Prozent angegeben sein.
: Aus den in F i g. 5 angegebenen Kurven können I die a- und 6-Werte der Gesamtanlage abgelesen

werden, die verschiedenen Werten von ρ und r entsprechen. Wie Versuche gezeigt haben, können für den einzelnen Hydrozyklon bei erfindungsgemäßem Betrieb ein Splitterabtrennungsgra<2 ρ = 70 % und ein Faserverlustgrad r = 20 % als realistische Werte angenommen werden. Hierfür ergibt sich" theoretisch, d. h. unter Vernachlässigung von möglichen Verlusten in der Anlage:

Bei der Anlage gemäß F i g. 1 (Kurve I):

a = 34 und b = 0,8, d. h., die Endfraktion E enthält 34 % der Splitter und 0,8 % der bei C zugeführten Fasern;

Bei der Anlage gemäß Fi g. 2 (Kurve II):

a — 59 und b = 1,2, d. h., die Endfraktion E enthält 59 % der Splitter und 1,2 % der bei C zugeführten Fasern;

Bei der Anlage gemäß F i g. 3 (Kurve III):

a = 84 und b = 5,9, d. h., die Endfraktion E enthält 84 % der Splitter und 5,9 % der bei C zugeführten Fasern;

Bei der Anlage gemäß F i g. 4 (Kurve IV):

a =94 und b=l,8, d.h., die Endfraktion £ enthält 94 % der Splitter und 1,8 Vo der bei C zugeführten Fasern.

Daß die oben angenommenen Werte ρ = 70 Vo und r= 20% vorsichtig angenommene realistische Werte sind, die in vielen Fällen erheblich günstiger liegen werden, zeigen die folgenden Beispiele.

Versuch A

1000 Gramm eines absolut trockenen Sulfitzellstoffes, welcher tausend ausgezählte Verunreinigungen in Form von ausgedehnten Splittern enthielt, wurden erfindungsgemäß in einem Hydrozyklonabscheider bei einer Stoffkonzentration von 0,5% derart behandelt, daß 950 Gramm der Fasermenge als schwere Fraktion abgezogen wurden, während der Rest von 50 Gramm als leichte Fraktion erhalten wurde. Die Anzahl der Splitter in den beiden Fraktionen wurde gezählt, sie betrug in der leichten Fraktion 850 und in der schweren Fraktion 150. Das entspricht einem Splitterabtrenngrad ρ = 85 % bei einem Faserverlust r = 5 %. Bezogen auf die trokkene Fasersubstanz, änderte sich die Splitterkonzentration von ursprünglich 1000/kg auf 17 000/kg in der leichten Fraktion und 158/kg in der schweren Fraktion.

Versuch B

Ein Gegenversuch wurde nach dem üblichen Verfahren durchgeführt, wobei 50 Gramm der Fasermenge als schwere Fraktion entnommen wurden, während der Rest von 950 Gramm als leichte Fraktion anfiel. Die Anzahl der Splitter der beiden Fraktionen wurde gezählt. Sie betrug 950 in der leichten und 50 in der schweren Fraktion. Es ergab sich also keinerlei Anreicherungseffekt.

Wenn auch die gemäß Versuch A erzielten Werte bei einem einzelnen Hydrozyklon nur in Ausnahmefällen auch im technischen Maßtab realisiert werden können, so läßt sich doch mit kaskadenartigen Anordnungen mehrerer Hydrozyklone gemäß F i g. 1 bis 4 eine optimale Abtrennung der Splitter bei sehr geringem Faserverlust mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Zellstoff, da die Faserbündel bei den normalen Patentansprüche: ' Bleichvorgängen nicht vollständig gebleicht werden. Die »Splitter« beeinträchtigen auch die Festigkeit der

1. Verfahren zum Abtrennen von langgestreck- Papier- oder Zellstoffbahn.

ten oder flächigen Verunreinigungen mit gerin- 5 Da das spezifische Gewicht der genannten Verun-

gem spezifischem Gewicht, wie z. B. von Splittern reinigungen sich von dem des Fasergutes nicht oder

oder Faserbündeln aus Fasersuspensionen durch nur wenig unterscheidet, sind sie erheblich schwerer

Hydrozyklone mit peripherem Einlaß, zentralem abzutrennen als die sogenannten schweren Verun-

Spitzenauslaß und zentralem Kopfauslaß, da- reinigungen, die z. B. aus Sandkörnern, Ruß, schwe-

durch gekennzeichnet, daß das Druck- io ren Rindenteilchen od. dgl. bestehen. Zum Sortieren

und/oder Flächenverhältnis an den Auslassen der- von suspendierten Faserstoffen unterschiedlichen spe-

art eingestellt wird, daß der größere Teil, min- zifischen Gewichts und insbesondere auch zum Rei-

destens 60 °/o des zugeführten Faserstoffes, am nigen von Zellstoffasersuspensionen von schweren

Spitzenauslaß und der Rest am Kopfauslaß abge- Verunreinigungen ist es bekannt, Hydrozyklone

zogen wird. 15 üblicher Bauart, die eine ganz oder teilweise kegel-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- förmige Trennkammer mit peripherem Einlaß, zenkennzeichnet, daß die aus dem zentralen Spitzen- tralem Kopfauslaß am breiteren Ende und zentralem auslaß abgezogene Fraktion in einem Hydro- Spitzenauslaß am schmäleren Ende bestehen, zu verzyklon in an sich bekannter Weise einem wei- wenden. Bei solchen Hydrozyklonen ist der Kopfteren Sortiervorgang unterworfen wird. 20 auslaß der Auslaß für die leichte Fraktion und der

Spitzenauslaß der Auslaß für die schwere Fraktion; beim Reinigen von Fasersuspensionen werden Hydro-

— . Zyklone bisher ausschließlich so betrieben, daß das

: gereinigte Fasergut als Leichtfraktion am Kopfauslaß 25 und die Verunreinigungen als Schwerfraktion am

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ab- Spitzenauslaß abgezogen werden. Durch Einstellen trennen von langgestreckten oder flächigen Verun- der Querschnitte an. den beiden Auslassen kann der reinigungen mit geringem spezifischem Gewicht, wie Abscheidungsgrad verändert und an die vorliegenden z. B. von Splittern oder Faserbündeln aus Faser- Verhältnisse angepaßt werden (Chemie—Ingenieur— suspensionen durch Hydrozyklone mit peripherem 30 Technik, 1953, S. 331 bis 341). Wenn auch gefunden Einlaß, zentralem Spitzenauslaß und zentralem Kopf- wird, daß die abgezogene Schwerfraktion außer den auslaß. genannten »schweren« Verunreinigungen auch einen

Bei der Herstellung von Zellstoff auf chemischem gewissen Anteil an leichten Verunreinigungen, d. h. Wege werden heutzutage sehr hohe Anforderungen. Splittern, aufweist (Paper Trade Journal, Oktober an die Reinheit des Produktes gestellt. Ein großer 35 1952, S. 33), so ist es doch in der Papier- und Zeil-Teil der im fertigen Produkt vorhandenen Verun- stofftechnik allgemein anerkannt, daß mit Hydroreinigungen stammen von mißf arbigen Rindenbestand- Zyklonen der obengenannten normalen Bauart und teilen oder Faserbündeln her. Diese Faserbündel kön- mit der bisher bekannten Betriebsweise eine ausnen beispielsweise dadurch auftreten, daß bestimmte reichende Abtrennung der leichten Verunreinigungen Teile des Holzes auf Grund ihrer besonders festen 40 nicht möglich ist. Als Ausweg aus dieser Schwierigstruktur beim Herstellen oder Kochen des Zeil- keit ist zur Abtrennung von leichten Verunreinistoffes unzureichend imprägniert werden, oder daß gungen ein Hydrozyklon spezieller Bauart bekannt die zum Zellstoff führende Behandlung des Holzes (österreichische Patentschrift 258 692), dessen zyliniiri Zellstoffkocher ungleichmäßig verläuft. Durch drische Trennkammer einen dem peripheren Einlaß den auf das Kochen folgenden Abtrennvorgang wer- 45 diametral gegenüberliegenden peripheren Auslaß für den Knoten und Äste, gegebenenfalls mit den sie den Gutstoff und einen zentralen Auslaß für die umgebenden Holzlagen, und größere Holzstücke, die Verunreinigungen aufweist. Wegen der speziellen noch nicht so weit entholzt oder aufgeschlossen Bauart und Betriebsweise ist allerdings die Durchsind, daß sie leicht zerfasert werden können, nor- satzleistung eines solchen Hydrozyklons begrenzt,
malerweise abgetrennt. Beim nachfolgenden Sieben, 50 Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe dem der Zellstoff im allgemeinen unterzogen wird, zugrunde, die Abtrennung der genannten leichten werden weitere Holzbestandteile und gegebenenfalls Verunreinigungen aus Fasersuspensionen entgegen Rindenteile abgetrennt. Je nachdem, wie gut das dem bisher bestehenden Vorurteil mit Hydrozyklonen Sieben durchgeführt wird, kann der Zellstoff mehr üblicher Bauart, also mit peripherem Einlaß und zen- oder weniger vollständig frei von den obenerwähnten 55 tralem Kopf- und Spitzenauslaß, durchzuführen.
Verunreinigungen sein. Jedoch setzen wirtschaftliche Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Uberlegungen eine Grenze, bis zu der die Reinigung löst, daß das Druck- und/oder Flächenverhältnis an des Zellstoffes durch Sieben getrieben werden kann. den Auslassen derart eingestellt wird, daß der größere Es zeigt sich in der Praxis, daß auch nach dem Teil, mindestens 60 % des zugeführten Faserstoffes. Sieben noch eine größere oder kleinere Anzahl Von 60 am Bodenauslaß und der Rest am Kopfauslaß abge-Faserbündeln verschiedener Größe und ähnlichen flä- zogen wird.

chigen oder langgestreckten Verunreinigungen vor- Im Gegensatz zu dem bisher praktizierten Betrieb

handen sind, die unter dem Begriff »Splitter« zusam- des Hydrozyklons wird also der Gutstoff am Auslaß mengefaßt werden. für die schwere Fraktion abgezogen. Überraschender-

Diese Verunreinigungen, deren Farbe zwischen 65 weise wurde gefunden, daß bei solchem Betrieb die gelbbraun und fast schwarz liegen kann, verursachen Splitter zum überwiegenden Teil sich in der abgez. B. in dem aus dem Zellstoff hergestellten Papier zogenen leichten Fraktion ansammeln, so daß ein Flecken und verunreinigen häufig auch gebleichten sehr weitgehendes, bei mehrstufigem Betrieb sogar