DE3888409T2

DE3888409T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken einer Faseraufschwemmung.

Info

Publication number: DE3888409T2
Application number: DE3888409T
Authority: DE
Inventors: Kaj Henricson; Mika Maekelae; Toivo Niskanen; Olavi Pikka; Vesa Vikman
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2008-07-09
Also published as: JPH0197292A; JPH089838B2; EP0298499A1; EP0298499B1; CA1330174C; DE3888409D1; US4975204A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abzug von Wasser aus einer Suspension, insbesondere aus faserhaltiger Pulpe, wobei Pulpe eingedickt wird, ohne daß das Wasser durch eine dicke, unkontrolliert angesammelte Fasermatte gefiltert wird.
In der Papier- und Zellstoffindustrie gibt es Prozesse, die bei niederkonsistenter Pulpe, sogar unter 1% ablaufen. Bei solchen Prozessen handelt es sich z. B. um normale und umgekehrte Wirbelreinigung. Nach der Wirbelreinigung wird die Pulpe einer Aufbereitungsstufe, z. B. einem Eindicker oder dem Stoffauflauf einer Papier- oder Trockenmaschine zugeführt. Die Eindickung erfolgt im Prozeß in jedem Fall nach der Wirbelreinigung.
Die Behandlung von faserhaltigem Material, vor allem von Zellulose- und Holzfasermaterial findet oft bei niederkonsistenter Suspension statt, wie oben erwähnt wurde. Zum Beispiel das Sieben mit perforierten oder geschlitzen Sieben wird bei einer Konsistenz von 1 bis 3% durchgeführt. Nach dem Sieben wird das faserhaltige Material aus mehreren Gründen auf eine höhere Konsistenz eingedickt. Oft wird die Konsistenz z. B. zwecks Lagerung oder Bleiche in einen Bereich von 10 bis 15 angehoben.
Die Eindickung erfolgt nach der modernen Technik mittels verschiedener Typen von Scheiben- oder Trommeleindickern und Bogenfiltern. Bei konventionellen Trommel- und Scheibeneindickern beruht der Abzug von Flüssigkeit, mit anderen Worten die Eindickung auf sog. "Gravity deckers" (Schwerkraft-Entwässerern), Vakuumfiltern oder Druckfiltern.
Bei Schwerkraft-Entwässerern erfolgt die Eindickung mittels einer horizontal aufgestellten Trommel, die aus mit Siebtuch überzogener perforierter Platte hergestellt ist.
Die für die Eindickung erforderliche Druckdifferenz ergibt sich aus der Pegeldifferenz zwischen der Pulpe im Zulaufbehälter und der Pulpe in der Filtrationskammer. Pulpe kann entweder von der Innenseite der Trommel zur Außenseite oder von der Außenseite zur Innenseite gefiltert werden, welche letztere Richtung allgemeiner benutzt wird. In der Praxis kann der Durchmesser der Trommel 4 m betragen, wovon z. B. 60% unter Wasser sind. Die maximale Druckdifferenz beläuft sich somit auf 20 kPa. Die Druckdifferenz im unteren Totpunkt ist gleich Null, von wo die Differenz zur Oberfläche des Zulaufbehälters hin auf ihren Höchstwert ansteigt. Hieraus erfolgt, daß weder auf der einen noch der anderen Seite nah am unteren Totpunkt Eindickung stattfindet. Die Situation ist ähnlich in demjenigen Teil der Trommel, der nicht unter Wasser ist. Ein erheblicher Teil der Trommeloberflächen der Schwerkraft- Entwässerer wird ineffektiv ausgenutzt. Die Kapazität des jenigen Teils der Trommel, der in effektivem Einsatz ist, variiert auch in Abhängigkeit von der Druckdifferenz, die über die Filterfläche wirksam ist. Die spezifische Eindickungskapazität von Schwerkraft-Entwässerer variiert je nach Pulpe und Laufverhältnissen, beträgt aber typisch 400 bis 700 l/m²/min. Solche Eindicker werden zur Voreindickung von niederkonsistenter Pulpe, z. B. im Bereich von 0,5 bis 1,5-5% eingesetzt. Zum Beispiel eine Fabrik, die 500 Tonnen Pulpe mit einer Konsistenz von 90% produziert, erfordert einen Filter mit einem Durchmesser von 4 Meter und einer Länge von 7 m, wobei die Fläche gleich zirca 88 m² Siebfläche ist zur Eindickung der Pulpe von 0,5 auf 1,5%.
Die Filterfläche der Trommel wird für die Strömung rein oder offen gehalten, indem die dem Filtrat zugewandte Fläche bewegt oder mittels Luft gereinigt wird.
Das Eindickungsverfahren mit einem Bogenfilter basiert auf Filtration mittels Schwerkraft-Entwässerer. Die einzudickende Suspension wird auf eine geneigte Filterfläche gepumpt. Die Eindickungskapazität liegt in der Praxis bei 3 bis 5%, und die spezifische Entwässerungskapazität ist ungefähr die gleiche wie bei Trommelfiltern. Es hat den Vorteil, daß es keine mechanisch bewegten Teile aufweist, hat aber auch den Nachteil, daß die Vorrichtung sehr leicht verstopft wird, weil das Arrangieren einer effektiver Reinigung schwierig ist. Eindicker des Bogenfiltertyps werden in der Papier- und Zellstoffindustrie eingesetzt, wenn es sich um geringere Eindickung und niedrige Pulpekapazitäten handelt.
Die obenbeschriebenen konventionellen Pulpeeindickungsvorrichtungen oder "Eindicker" sind dadurch gekennzeichnet, daß die Eindickung unter Ausnutzung von sehr kleinen Druckdifferenzen in einer mehr oder weniger offenen Vorrichtung stattfindet und nur ein Teil der Filterfläche ausgenutzt wird.
Die kleine Druckdifferenz und die teilweise Ausnutzung der Filterfläche ergeben eine geringe Entwässerungsfähigkeit. Durch die offene Konstruktion und das Funktionsprinzip ergibt sich, daß die Pulpe und das Filtrat möglicherweise Luft enthalten. Durch Luft in der Pulpe werden bekanntlich die Infiltrationseigenschaften der Pulpe entscheidend geschwächt.
Von den anderen früher (beim Stand der Technik) eingesetzten Anordnungen werden meistens verschiedene Vakuumfilter eingesetzt. Die Konsistenz der Pulpe in diesen Filtern wird zum Ansteigen gebracht, indem der Pulpe Wasser durch eine Filterfläche, z. B. durch ein mit dicker Fasermatte überzogenes Siebtuch entgezogen wird. Bei der Eindickung von Pulpe kann durch die Saugwirkung auf die Pulpe eine maximale Druckdifferenz von rund 0,5 bar benutzt werden, weil ein höheres Vakuum das Filtrat zum Sieden bringen würde, was unerwünscht ist.
Die zur Filterung bei Vakuumeindickern und Scheibeneindickern erforderte Druckdifferenz wird durch einen Saugstrang erreicht. Solch ein Eindickertyp unterscheidet sich von den Schwerkraft-Entwässerer insofern, als eine Pulpeschicht darauf gebildet wird. Dies bedeutet, daß die Konsistenz der Pulpe nach der Eindickung 8 bis 14% beträgt. Die Kapazität eines Vakuum- oder Scheibeneindickers ist in etwa die gleiche wie die eines Schwerkraft-Entwässerers. Der Unterschied liegt darin, daß das Pulpevlies aus der Pulpesuspension durch Saugung auf der Filterfläche gebildet wird, wenn die genannte Fläche unter Wasser ist. Aus dem auf einem Teil der Trommel gebildeten Vlies, wenn er über die Suspensionsoberfläche gestiegen ist, wird Filtrat abgezogen, um beim Ablauf eine Konsistenz von erwähnten 8 bis 14% zu erreichen. Es ist klar, daß wenn eine Fasermatte auf der Filterfläche gebildet wird, der Abzug von Flüssigkeit durch die Schicht infolge des hohen Strömungswiderstandes der Fasermatte wesentlich verlangsamt wird.
Es ist nicht vorteilhaft, beim Anstreben von Voreindickung diesen Eindickertyp zu benutzen, sie können aber eingesetzt werden, wenn die erforderte Ablaufkonsistenz hoch ist. Die spezifische Eindickungskapazität variiert je nach Pulpequalität und Verhältnissen zwischen 50 und 300 l/m²/min. Im Vergleich zum obigen Beispiel wären zwei Vakuumfilter der genannten Größe erforderlich, wenn eine Konsistenz von 10% angestrebt wird. Der Vorteil eines Scheibenfilters im Vergleich zu einem Vakuumtrommelfilter besteht darin, daß das gleiche Volumen mehr Filterfläche aufnehmen kann.
Ein Druckfilter unterscheidet sich vom Vakuumtrommelfilter insofern, als die Filtrations-Druckdifferenz durch Druck erzeugt wird.
Das Problem bei diesen und vielen anderen Eindickertypen besteht in deren Verstopfungsneigung. Als Beispiel kann eine Situation erwähnt werden, wo die druckbeaufschlagte einzudickende Suspension einem Eindicker zugeführt wurde, wobei die Druckdifferenz im Prinzip unbegrenzt ist. Bei Laborversuchen wurde dieser Eindickertyp innerhalb von zehn Sekunden von Sulfatfaserstoff verstopft, wonach er gereinigt werden mußte.
Es sind mehrere Verfahren bekannt, und die Verstopfung zu verhindern oder das Vlies vom Filter zu lösen. Zum Beispiel im FI-A-41712 und US-A-3,455,821 soll die Filterfläche durch Vibration gereinigt werden. Die Reinigungswirkung von Schwingungen wird jedoch durch die Dämpfungsfähigkeit des gas- und faserhaltigen Papierfaserstoffes verhindert.
Im FI-A-68005 ist ein Verfahren dargestellt, nach dem die Reinigung des Scheibenfilters mittels Druckluft durchgeführt wird. In einer bestimmten Phase der Umdrehung des Scheibensektors wird Druckluft zur Innenseite des Scheibensektors geleitet, wobei die gefilterte Pulpe durch Lufteinblasung von der Außenseite des Sektors gelöst wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der obengenannten Lösungen zu vermeiden oder minimieren und ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur kontinuierlichen Eindickung von Pulpe mit einer Konsistenz von 0,5 bis 20% zu schaffen, ohne daß Flüssigkeit durch eine dicke, infolge der Druckdifferenz auf der Filterfläche unkontrolliert gebildete dicke Fasermatte abgezogen zu werden braucht.
Diese Aufgabe wird der vorliegenden Erfindung zufolge durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 13 gelöst.
Durch die bekannten Filterplatten können in der Theorie erheblich größere Flüssigkeitsmengen als in der Praxis abgezogen werden, weil die Eindickung von Pulpe auf der Oberfläche der Filterplatte den Abzug von größeren Flüssigkeitsmengen wirksam verhindert. Daher ist es möglich, die Filtrationskapazität erheblich zu erhöhen, wenn die Entstehung einer dicken Fasermatte auf der Oberfläche der Filterplatte verhindert werden kann.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lösung besagten Problems durch vollständige Fluidisierung des einzudickenden Pulpeflusses ist im CA-A-1 102 604 (Gullichsen) dargestellt. Die genannte Konstruktion umfaßt einen zylindrischen Kanal mit einer perforierten Wand, die rings um einen zentral gelegenen Läufer angeordnet ist. Der Läufer fluidisiert die Suspension, wobei die Fasern der Suspension in der Suspension ausscheiden und Wasser durch die Filterfläche gefiltert werden kann. Weil die Suspension vollkommen fluidisiert wird, kann sich eine Fasermatte auf der Filterfläche nicht bilden und die Öffnungen der Filterfläche verstopfen.
Es wird jedoch eine gewaltige Energiemenge zur Fluidisierung der durch den Kanal fließenden Pulpe für die zur Abscheidung der Flüssigkeit notwendigen Dauer erfordert. Die bei Anwendung der im CA-A-1 102 604 beschriebenen Vorrichtung benötigte Energiemenge kann mit der Energie verglichen werden, die erforderlich wird, wenn die Vorrichtung gemäß unserer Erfindung wie folgt eingesetzt wird. Wir wollen einen Fall annehmen, wo Pulpe mit einer Konsistenz von 10% auf eine Konsistenz von 20% entwässert wird. Gullichsen muß die gesamte Suspension innerhalb der Filtrationskammer fluidisieren, wobei die erforderliche Energie E&sub2;&sub0; kW/Pulpetonne und die Umlaufgeschwindigkeit des Läufers n&sub2;&sub0; U/min entspricht. E&sub2;&sub0; ist gleich der Energie, die zur Fluidisierung der Pulpe bei einer Konsistenz von 20% erforderlich ist. n&sub2;&sub0; ist die Umlaufgeschwindigkeit des Läufers, die erforderlich ist, um zur Fluidisierung der Pulpe bei einer Konsistenz von 20% ausreichende Scherkräfte zu erzeugen.
Wir haben jedoch herausbekommen, daß es nicht notwendig ist, den gesamten Massenstrom zu fluidisieren, um Flüssigkeit aus der Suspension ebenso wirksam wie Gullichsen entfernen zu können. Es soll lediglich sichergestellt werden, daß eine dicke Fasermatte auf den Filterflächen nicht gebildet werden darf und daß die als Funktion des Abstandes von der Filterfläche gemessenen Veränderungen der Konsistenz minimiert werden. Den obigen Prinzipien zufolge ist die Entwässerung von Pulpe gemäß unserer Erfindung funktionsmäßig in zwei Grundphasen geteilt.
- Mischung der Pulpe in einer Mischzone.
- Kontrolle der Dicke der Fasermatte auf der Filterfläche und Lösung und Entfernung der überschüssigen Fasermatte von der genannten Fläche in einer Eindickungszone.
Erstens ist die zur Mischung der Pulpe in der Filtrationskammer erforderliche Energie, um eine homogene Pulpe zu erreichen, gegenüber der Eintrittskonsistenz gleich Eα = 0,03 . . .0,15 · E&sub2;&sub0; und die Umlaufgeschwindigkeit des Läufers n = 0,4 . . . 0,7 · n&sub2;&sub0;. Zweitens entspricht die zur Kontrolle, Lösung und Entfernung der Fasermatte von der Filterfläche benötigte Energie E&sub1; = 0,5 . . . 0,8 · E&sub2;&sub0;. Es soll auch beachtet werden, daß die Filterfläche, nicht aber die ganze Filtrationskammer der obigen Energie ausgesetzt ist. Schließlich beträgt die bei unserer Erfindung verbrauchte durchschnittliche Energie E = 0,15 . . . 0,5 · E&sub2;&sub0;.
Ein anderer schwerwiegender Nachteil bei Gullichsen-Verfahren und -Vorrichtung besteht darin, daß sich die Fasern, weil die Suspension vollständig fluidisiert wird, getrennt bewegen und geneigt sind, mit dem Filtrat durch die Filteröffnungen gesiebt zu werden.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß unserer Erfindung kann auch dieses Problem bewältigt werden, weil man eine Fasermatte bestimmter Dicke auf der Filterfläche entstehen lassen kann, wobei die Matte als Filtertuch funktioniert und die Flüssigkeit durchläßt, die Fasern aber von den Öffnungen fernhält. Durch Messung der Druckdifferenz über die Filterfläche können die Entstehung einer Fasermatte und der Entwässerungsvorgang insgesamt gesteuert werden.
Außerdem wird durch die vorliegende Erfindung auch ein anderes Problem gelöst. Wie bereits festgestellt wurde, ist die Konsistenz der Pulpe in der Filtrationskammer geneigt, zur Filterfläche hin anzusteigen, und bei unserer Erfindung kann dies durch kontinuierliche Mischung der Pulpe verhindert werden. Die Konsistenz der Pulpe steigt jedoch auch zum Ablaufende der Filtervorrichtung hin an in dem Fall, wo die Strömung der einzudickenden Pulpe axial ist. Dieses Phänomen resultiert in Schwierigkeiten bei der Steuerung der Funktion der Filtervorrichtung, an einem Ende der Vorrichtung bildet sich die Fasermatte auf der Filterfläche bei gewissem Druck, während am anderen Ende der Vorrichtung mehr Druck zur Ableitung von Flüssigkeit durch die Filterfläche benutzt werden könnte.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzusehen, wo die einzudickende Pulpe als kontinuierlicher Strom auf die Filterfläche aufgetragen wird, welche Pulpe sich nicht bleibend auf der Filterfläche festsetzt, sondern die Fläche entlang auf solche Weise zur Austrittöffnung hin fließt, daß keine dicke ununterbrochene unkontrollierte Fasermatte gebildet wird, und die Pulpe kontinuierlich dicker wird. Dieser erwünschte Vorgang kann durch Anwendung bekannter Filtertrommeln erleichter werden, wo der Durchmesser der Perforationen oder die Breite der Schlitze sogar unter 0,3 mm liegt, wobei die Fasern der Pulpe die perforierte Platte nicht durchlaufen. Bedeutend für die Vorrichtungen, die diese Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens anwenden, ist die Anforderung, daß die Größe der Poren, Schlitze oder Perforationen ausreichend klein ist. Bei den Versuchen hat man festgestellt, daß die Perforationsgröße von 0,2 bis 0,3 mm für die meisten Holzfasern ausreichend klein ist. Wenn solch eine geringe Perforationsgröße benutzt wird, kann Flüssigkeit abgezogen werden, und das Filtrat weist dennoch nicht störend viele Fasern auf. Bei einem durchgeführten Test, wobei die Konsistenz der Pulpe von 10% auf 15% angehoben wurde, lag die Faserkonsistenz des Filtrats unter 0,1%. Wenn die Perforationsgröße z. B. 0,5 mm ist, ist es notwendig, daß man auf den Filterflächen eine dünne Fasermatte entstehen läßt, die somit das Durchdringen von Fasern zum Filtrat verhindert.
Eine andere Weise zur Entwässerung einer Suspension besteht darin, daß man die Pulpe über die mit einer dünnen Fasermatte abgedeckte Fläche fließen läßt, wobei die Dicke der Matte kontrolliert wird, insbesondere wenn der Durchmesser der Perforation über 0,3 mm liegt, um die Strömung von bewegten Fasern durch die Perforationen der Filterfläche zu verhindern.
Ein weiteres bedeutendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Pulpe in der Eindickungskammer durch ein bewegliches Organ gemischt wird, wodurch ihre Konsistenz fortlaufend homogenisiert wird, so daß die Konsistenz nicht einmal nah an den Filterflächen viel von der mittleren Konsistenz abweicht. Die Ergebnisse des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung übertreffen die bisherigen Verfahren sowohl in Betrag der Konsistenzerhöhung als auch in Gleichmäßigkeit des Konsistenzwertes der eingedickten Pulpe.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schaufelanordnung oder dergleichen benutzt, die in Verbindung mit dem Filterzylinder angeordnet ist und auf der Seite der einzudickenden Pulpe bezüglich des Zylinders beweglich ist, welche Schaufelanordnung die Oberfläche des Filterzylinders jedoch nicht mechanisch anstreift, sondern lediglich zur Folge hat, daß die auf der Filterfläche eingedickte Fasermatte von der Fläche abgeschält wird und auf der hinteren Seite eine Saugwirkung von den Öffnungen zur Innenseite hin entsteht, wobei die möglicherweise an den Perforationen und dem Filterzylinder festgesetzten Fasern gelöst werden. Eine andere Aufgabe der Schaufeln besteht darin, die Pulpeschicht beweglich zu halten, weshalb das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die einzudickende Suspension einer Filtrationskammer zugeführt wird, die Suspension eine Schicht bildet, die zum Ausgleich der Konsistenzunterschiede kontinuierlich gemischt wird, Flüssigkeit kontinuierlich aus der Suspension abgezogen wird und die Dicke der auf der Filterfläche entstehenden Fasermatte kontrolliert wird, indem die Matte Scherkräften ausgesetzt wird.
Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß die einzudickende Suspension eine ringförmige Schicht bildet und funktionsmäßig in zwei Grundzonen geteilt wird, von denen die in bezug auf die Filterfläche äußere, die Mischzone, kontinuierlich gemischt wird, um Konsistenzunterschiede in der genannten Zone aus zugleichen, und von denen die in bezug auf die Filterfläche näher liegende/innere, die Eindickungszone, sowohl durch die Reibung zwischen den genannten Zonen als auch durch die Bewegung eines Mischorgans zur Kontrolle der auf der Filterfläche entstehenden Fasermatte Scherkräften ausgesetzt wird, wobei aus der Eindickungszone Flüssigkeit entfernt wird.
Eine andere Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzudickende Suspension in druckbeaufschlagtem Zustand der Eindickungsvorrichtung zugeführt wird, eine hauptsächlich dünne Pulpeschicht mit der Filterfläche in Kontakt gebracht wird, wobei die Schicht auf solche Weise kontinuierlich gemischt wird, daß die Konsistenz der Suspension durch die Schicht hindurch hauptsächlich konstant gehalten wird, unkontrollierte Bildung der Fasermatte auf der Filterfläche verhindert wird, die Dicke der Fasermatte durch Verstellung der Druckdifferenz über die Filterfläche kontrolliert wird.
Ein anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzudickende Fasersuspension hauptsächlich an der gesamten axialen Länge der Kammer in die Filtrationskammer eingeführt wird, die Suspension in der Kammer in Drehbewegung versetzt wird, Flüssigkeit aus der Suspension abgezogen wird und die Suspension hauptsächlich an der gesamten Länge der Kammer aus der Filtrationskammer abgeleitet wird, wobei die Konsistenz der Suspension durch die ganze Filtrationskammer hindurch gleichmäßig gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Eindickung von Fasersuspensionen ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der mitwirkenden Flächen; vorzugsweise die Filterfläche und ihr Gegenfläche, mit Organen zur nichtmechanischen Begrenzung der Dicke der Fasermatte versehen sind, wobei unkontrollierte Bildung einer Fasermatte auf der Filterfläche verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein hauptsächlich zylindrisches Organ umfaßt, das innerhalb der Vorrichtung angeordnet ist und ein hauptsächlich axiales Schlitz aufweist, wodurch die einzudickende Suspension in den Raum zwischen besagtem Organ und der Filterfläche fließt.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Vorrichtung einen Stutzen für Gas aufweist, das in die Vorrichtung zur Rückspülung der Öffnungen der Filterfläche und zur Erzeugung einer Gasblase in der Mitte der Vorrichtung zur Kontrolle der Gesamtdicke der einzudickenden Pulpeschicht eingeführt wird.
Bei den mit der Erfindung erzielten Vorteilen handelt es sich u. a. um Beschleunigung des Eindickungsvorganges und Verbesserung der Entwässerungsfähigkeit im Eindicker, weil die Entstehung einer dicken Fasermatte aus der einzudickenden Pulpe unterbunden ist, welche Oberflächenschicht das Fließen der Flüssigkeit von der Mitte des Pulpestroms zur Filterfläche verhindern würde. Andere erwähnenswerte Vorteile der geschlossenen Anordnung sind z. B., daß im Eindicker keine unangenehmen Gerüche entstehen und daß die Vorrichtung druckbeaufschlagt oder teilweise vakuumisiert werden kann.
Ein noch weiterer und wichtiger Vorzug gegenüber einigen Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik besteht in dem erheblich niedrigeren Energieverbrauch.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt dabei
Fig. 1 und 2 schematische Seitenansichten auf eine erste und zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 Darstellungen von vier Ausführungsformen der Vorsprünge auf der Läuferoberfläche,
Fig. 4 ein Diagramm einer Testanordnung zum Testen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung,
Fig. 5 und 6 Ablaufdiagramme zur Darstellung von Prozessen, bei denen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung benutzt werden,
Fig. 7 und 8 eine Seiten- bzw. Draufsicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 9 und 10 eine Seiten- bzw. Draufsicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 12 eine Seitenansicht auf eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eindickungsvorrichtung für Pulpe dargestellt, bestehend aus einem zylindrischen Außengehäuse 1 mit einem Eintrittsstutzen 2 für die einzudickende Pulpe und einem Austrittsstutzen 3 für die eingedickte Pulpe und einen Austrittsstutzen 4 für das Filtrat, einem Deckel 5 und einem Grundrahmen 6, der eine Bettplatte und einen Antrieb 7 umfaßt. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich eine Trommel 8, die als Filterfläche funktioniert und einen Ringspalt 9 für das Filtrat dazwischen läßt. Innerhalb der Trommel 8 ist ein Läufer 10 derart angeordnet, daß er nah an der Filterfläche 8 umläuft. Durch Gestaltung des Läufers 10 auf solche Weise, daß er die Pulpe auf eine ausreichende Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt, ist es möglich, für ausreichende Mischung der Pulpe mit dieser Anordnung zu sorgen. Eine Alternative besteht darin, die Eindickungstrommel als Rotor zu arrangieren, wobei der Zweck des Gegenstücks, des Stators darin besteht, die Pulpe stationär zu halten oder sie vielmehr axial abwärts zwischen der umlaufenden Trommel und dem Stator fließen zu lassen. Auf der Oberfläche des Läufers 10 befinden sich Organe 12 zur Lösung der faserhaltigen Schicht. Es ist auch möglich, an der Vorrichtung Mittel zur Entfernung von leichten Verunreinigungen, wie Kunststoffen oder dergleichen vorzusehen.
Die einzudickende Pulpe wird in die Vorrichtung durch den Eintrittsstutzen 2 geleitet, von wo die Pulpe auf den Läufer 10 und weiter in die ringförmige Eindickungskammer 11 zwischen Läufer und Filterfläche 8 fließt. Der Läufer und insbesondere seine Organe 12 sind geneigt, die Pulpe so umlaufen zu lassen, daß sich auf der Filterfläche keine Fasermatte frei bilden kann. Infolge des Umlaufens des Läufers wird die einzudickende Pulpe kontinuierlich derart gemischt, daß die Konsistenz gleichmäßig durch die Pulpeschicht hindurch in der Filtrationskammer erhöht wird. Es ist jedoch klar, daß die Konsistenz der Pulpe in der Eindickungskammer nach unten hin ansteigt. Die durch die Öffnungen der Filterfläche gefilterte Flüssigkeit wird durch den Austrittsstutzen 4 aus der Filtrationskammer 9 und die eingedickte Pulpe durch den Austrittsstutzen 3 aus dem unteren Teil der Vorrichtung abgeleitet.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt und umfaßt eine Eindickungsvorrichtung, die sich hauptsächlich aus den gleichen Bestandteilen zusammensetzt wie die Vorrichtung gemäß Fig. 1. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Vorrichtung in Fig. 2 zwei Filterflächen/- Trommeln 13 und 14 aufweist, wozwischen ein drehbarer Läufer 15 angeordnet ist. Die Funktion der Vorrichtung entspricht im großen und ganzen der von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß das Filtrat durch zwei Austrittsstutzen 16 abgeleitet wird.
Fig. 3 stellt unterschiedliche Typen von Organen 12 zur Mischung der Suspension und zur Kontrolle der Dicke der Fasermatte auf der Filterfläche dar, welche Filterfläche, mit anderen Worten die Fasermatte wechselseitigen/abwechselnden Druck/Saugimpulsen ausgesetzt wird, die an den Öffnungen der Filterfläche festgesetzte Fasern oder solche Fasern lösen, die teilweise in die Öffnungen hineingedrungen sind und wodurch die Strömung des Filtrats durch die Filterfläche erleichtert wird. Das Impulsglied 20 ist ein halbkugelförmiger auf der Läuferoberfläche oder Läuferschaufel angeordneter Vorsprung. Bei einem dargestellten Wulstorgan 21 ist die stromaufwärts liegende Kante steil und die stromabwärts liegende Kante geneigt. Beim Organ 22 handelt es sich um eine Variation von Organ 21, und zwar um ein Blatt, das sich bis nah an die Oberfläche der Filterplatte erstreckt, dessen stromaufwärts liegende Kante steil und die stromabwärts liegende Kante über das gesamte Blatt geneigt ist. Als Variation von Organ 22 ist ein Organ 23 dargestellt, wobei das Blatt so gestaltet ist, daß es möglichst wenig Strom verbraucht, also stromlinienförmig ausgebildet ist.
Es ist auch vorteilhaft, den Läufer und die Impulsorgane am Läufer so zu gruppieren und sie auf solche Weise zu gestalten, daß die einfließende Pulpe gleichmäßig auf die gesamte Eindickungszone verteilt wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat man im Labor anhand von Tests gemäß Fig. 4 untersucht. Das Bezugszeichen 30 bezieht sich auf einen Umlaufbehälter, von wo Pulpe mit eine Förderpumpe 31 durch ein Speiseventil 33 zur Test-, d. h. Filtervorrichtung 32 gepumpt wird. Notfalls kann die Pulpe über das Ventil 34 direkt an der Filtervorrichtung 32 vorbei zum Umlaufbehälter 30 zurückgeleitet werden. Eine Probe nichteingedickter Pulpe wurde dem Ablaßorgan 35 und eine Probe eingedickter Pulpe einem Organ 36 stromabwärts vom Ventil 37 entnommen. Eine Filtratprobe wurde dem Organ 38 hinter Filterventil 39 entnommen. Die erwünschten Druckverhältnisse in der Filtervorrichtung können mittels Ventile 37 und 39 eingestellt werden. Die Abmessungen der beim Test benutzten Filtervorrichtung waren:
Fläche des Filterzylinders in der Testvorrichtung 0,4 m²
Größe der Perforation im Filterzylinder der Testvorrichtung 0,2 mm
Impulsorgane des Läufers in der Testvorrichtung gemäß Fig. 3
Ergebnisse:
Kiefernsulfat Birkensulfat
- Eintrittskonsistenz in der Vorrichtung 0,5% 0,5%
- Konsistenz der eingedickten Pulpe 1,5% 1,5%
- Konsistenz des Filtrats 0,02% 0,04%
- Entwässerungskapazität 4500 bis 5500 l/m²/min
- Druckdifferenz beim Test lauf 20 bis 40 kPa
Die durchgeführten Versuche zeigen, daß mit dem druckbeaufschlagten Eindickungsverfahren und der druckbeaufschlagten Eindickungsvorrichtung im Vergleich zu den konventionellen Eindickern ein vielfacher Wirkungsgrad erreicht werden kann. Die Vorrichtung ist von der Konstruktion her kompakt. Aufgrund der druckbeaufschlagten Arbeitsweise werden sowohl das Filtrat als auch die eingedickte Pulpe mit Überdruck beaufschlagt, somit bestehen große Freiheit und die Möglichkeit zur Platzeinsparung, wenn die Vorrichtung an die Verhältnisse in der Fabrik angepaßt wird. Darüber hinaus kann während der Eindickung keine Luft in die Pulpe gelangen.
In Fig. 5 wird die Pulpe mittels einer Pumpe 40 durch Zyklonabscheider 42 aus einem Stoffbehälter 41 einer Filtervorrichtung 43 zugeführt, von wo die eingedickte Suspension ferner dem Stoffauflauf 44 einer Papiermaschine oder einer Filterpresse zugeführt wird. Die Flüssigkeit, die eine geringe Menge Fasern enthält und durch ein Sieb 45 der Papiermaschine gefiltert wird, wird einem Siebbrunnen 46 rückgeführt, wohin auf das Filtrat aus der Filtervorrichtung 43 geleitet wird. Die sehr dünnflüssige Suspension kann zwecks Verdünnung der Suspension vom Siebbrunnen 46 zum Stoffbehälter 41 geleitet werden, um den Konsistenzanforderungen der Zyklone 42 zu entsprechen. Somit kann dickflüssige Pulpe in den Stoffbehälter 41 eingegeben werden, um durch die Filtrate der Eindickungsvorrichtung und der Papiermaschine verdünnt zu werden, wobei die von den Filtraten mitgeführten Fasern zurück zum Umlauf geleitet werden. Es ist klar, wie groß der Vorteil ist, der durch geschlossene und druckbeaufschlagte Filterung dieser Art erreicht werden kann.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, wo die Eingabe der Filtervorrichtung 50 auf einer druckbeaufschlagten Stufe durch eine Entwässerungsvorrichtung 51 anstelle eines konventionellen Verfahrens voreingedickt wird. Durch Anwendung dieses Verfahrens wird der Lufteintritt in den Prozeß auch verhindert.
Die bei Tests gemäß Fig. 5 und 6 eingesetzte Vorrichtung ist im Prinzip der aus Fig. 7 ähnlich, umfaßt also ein Gehäuse 1, einen Deckel 5, einen Grundrahmen 6, und einen Antrieb 7. Das Gehäuse besitzt einen Eintrittsstutzen 2 für Pulpe, einen Austrittsstutzen 4 für Filtrat und einen Austrittsstutzen 77 für die eingedickte Pulpe. Desweiteren kann ein Austrittsstutzen für den möglichen Spuckstoff am Gehäuse vorgesehen werden. Innerhalb des Gehäuses sind eine stationäre Filterfläche 78 und eine ihr gegenüber bewegliche Fläche 79 angeordnet, die z. B. ein drehbarer Läufer 79 sein kann, der eines in Fig. 3 gezeigten oder jedes anderen geeigneten Typs sein kann. Die Ausführungsform von Fig. 7 und 8 unterscheidet sich insofern von den vorherigen Ausführungsformen, als die Filterfläche kein durchgehender Zylinder ist sondern eine Austrittsöffnung 80 aufweist, die mit dem Austrittsstutzen 77 in Verbindung steht, der, wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, nicht im unteren Teil des Eindickers sondern seitlich an der Eindickungsvorrichtung angeordnet ist.
Durch besagte Anordnung werden z. B. folgende Vorteile erreicht: die Öffnung 80 der Filterfläche 78, unabhängig davon, ob sie gleich hoch oder niedriger als die gesamte Filterfläche ist, erzeugt zusätzliche Verwirbelung, die die Filterfläche und den Läufer reinigt. Andererseits braucht die eingedickte Pulpe nicht durch die gesamte Vorrichtung bis zum unteren Teil zwischen Läufer und Filterfläche zu fließen, sondern wird in einer früheren Phase ausgetragen. Es soll auch beachtet werden, daß die Lage von Filterfläche und Läufer gegenüber einander sowie deren Funktion nicht unbedingt der obigen Beschreibung zu entsprechen brauchen, sondern daß es durchaus möglich ist, daß der stationäre, nicht ganz durchgehende zylindrische Teil ein mit der Oberflächenalternative gemäß Fig. 3 angeordnetes Organ ist, und daß das umlaufende Teil eine Filterfläche ist, wobei das Filtrat durch das umlaufende Organ abgeleitet wird. Die oben vertikal angeordnete Vorrichtung kann auch horizontal oder gewünschtenfalls in einer geneigte Lage angeordnet werden.
Eine Weiterentwicklung der Ausführung der Vorrichtung gemäß Fig. 7 und 8 ist in Fig. 9 und 10 dargestellt, bei der Pulpe durch einen Stutzen 82 axial eingebracht wird. Eine Filtrationskammer 83 ist durch einen stationären Zylinder 84 vom mittleren Teil 85 der Vorrichtung getrennt, von wo die Pulpe nur durch ein hauptsächlich axiales Schlitz 86 in der zylindrischen Innenwand 84 der Kammer 83 in die Kammer 83 zwischen der zylindrischen Fläche 84 und Filterfläche 87 ablaufen kann. In Kammer 83 ist ein drehbarer Läufer/drehbares Schaufelorgan 88 angeordnet, welches Organ die Pulpe in Bewegung halten, mischen und die Dicke der Fasermatte auf der Filterfläche 87 kontrollieren soll. Der/das Läufer/Schaufelorgan 88 ist auf der Welle 89 vorzugsweise mittels eines Arms 90 montiert, der hauptsächlich im mittleren Teil der Vorrichtung angeordnet ist und sich durch Schlitz 91 in der zylindrischen Wand 84 erstreckt. Pulpe wird aus der Vorrichtung Pulpe nach dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren, also dadurch abgeleitet, daß eine in bezug auf die Vorrichtung gleich hohe Öffnung 92 in der Filterfläche 87 arrangiert wird, wodurch die Pulpe in den Austrittsstutzen 93 abfließen kann. Das Filtrat wird durch einen Austrittsstutzen 96 aus der Vorrichtung in die zum Pulpeablauf durch Stutzen 93 entgegengesetzte Richtung abgeleitet. Durch Anordnung eines Drosselorgans im Austrittsstutzen 93 kann die gesamte Umlauf zeit der Pulpe in der Vorrichtung vor dem Ablaufen in den Austrittsstutzen 93 kontrolliert werden. Besagte Öffnungen des Zylinders 84 und der Filterfläche 87 sind bezüglich einander vorzugsweise derart angeordnet, daß das Schaufelorgan 88, das die Zirkulation der aus Öffnung 86 des Zylinders hineinfließenden Pulpe einleitet, aus Richtung der Öffnung 92 der Filterfläche kommt, wobei die Pulpe mindestens eine nahezu volle Umdrehung umlaufen soll, bevor sie zum ersten Mal Gelegenheit hat, aus der Vorrichtung abzufließen.
Ein Vorteil gegenüber den Anordnungen von Fig. 1 und 2 besteht nach den Tests in der Tatsache, daß die Funktion der Vorrichtungen gemäß Fig. 7, 8, 9 und 10 leicht eingestellt werden kann. Der Druck über der Filterfläche bleibt dergleiche über die Höhe/Länge der Filterfläche und variiert nicht wie bei einigen Anordnungen gemäß dem Stand der Technik.
Die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung ist der Vorrichtung aus Fig. 1 sehr ähnlich. Die Vorrichtung ist in Draufsicht dargestellt und umfaßt ein Gehäuse 1, Stutzen 95, 96 und 97 für den Eintritt der zu entwässernden Pulpe, für den Ablauf von Filtrat bzw. der eingedickten Pulpe; wobei innerhalb der Filterfläche auch eine Filterfläche 98 und ein Läufer 99 vorgesehen sind. Die Pulpe wird in die Kammer von außerhalb der Filterfläche 98, d. h. aus dem Raum zwischen Gehäuse und Filterfläche 98 eingegeben, wobei das Filtrat in die entgegengesetzte Richtung als bei den anderen Ausführungsformen abgeleitet wird, das Filtrat also einwärts durch die Filterfläche 98 fließt. Bei dieser Ausführungsform ist es manchmal vorteilhaft, die Filterfläche rotierbar und die Fläche darin stationär anzuordnen, wobei von der stationären Filterfläche zur Ableitung von Filtrat durch die Filterfläche und Lösung oder Entfernung der Fasermatte Impulse auf die Filterfläche ausgeübt werden. Eine beachtenswerte bevorzugte Ausführungsform der Fläche besteht in der Anordnung, wo an der stationären Fläche Vertiefungen ausgeführt sind, die eine Saugwirkung durch die Filterfläche erzeugen. Die Vertiefungen können entweder an demjenigen Teil enden, das mit der restlichen Fläche aufs gleiche Niveau steigt, wobei sie einen Impuls zustande bringen, dessen Richtung zur Filterfläche entgegengesetzt ist, welcher Impuls die auf der Filterfläche gebildete Fasermatte löst, oder die Vertiefungen können auch an der Öffnung enden, durch die die durch die Filterfläche gefilterte Flüssigkeit zur Innenseite der Fläche abgeleitet werden kann, von wo sie ferner aus der Vorrichtung ausgeleitet wird. Die erwähnenswerten Vorteile der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform bestehen z. B. erstens in der Tatsache, daß auf der Fläche innerhalb der Filterfläche eine intensive Saugwirkung erzeugt werden kann, wobei der Eindickungseffekt sehr wirksam ist. Zweitens braucht die Fläche im Betrieb als Läufer nicht zu bewirken, daß die gesamte in die Vorrichtung fließende Pulpeströmung einer Drehbewegung unterzogen wird, es werden mit anderen Worten Energieeinsparungen erreicht. Drittens wird Energie auch dadurch gespart, daß die Fläche 98 auf solche Weise konstruiert wird, daß der Energieverbrauch möglichst klein ist, unabhängig davon, ob die Fläche als Läufer oder als stationäre, Impulse erzeugende Fläche arbeitet. Diese ist die Aufgabe z. B. bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform, bei der Vertiefungen an besagter Fläche vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform unterscheiden sich die eingesetzten Impulsorgane freilich etwas von dem in Fig. 3 Gezeigten, weil deren wichtigste Aufgabe darin besteht, die Filterfläche einer langen Saugung auszusetzen, die möglichst gleichmäßig ist und wodurch Filtrat durch die Filterfläche der Pulpe entzogen wird. Es ist selbstverständlich klar, daß die Intensität der Saugwirkung die Länge der Saugphase bestimmt. Ist die Saugwirkung sehr intensiv, neigt die Pulpe zu sehr schneller Eindickung auf der Filterfläche, wobei die Länge des Saugimpulses nicht so groß sein darf, daß der Druckimpuls nicht mehr in der Lage ist, die Fasermatte von der Filterfläche zu lösen. Andererseits kann die erwünschte Eindickungsgeschwindigkeit durch Einstellung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Filterfläche und der Impulse erzeugenden Fläche derart eingestellt werden, daß das Verhältnis von Filtratablauf zu Menge der Fasermatte optimal ist.
Eine sechste Ausführungsform ist in Fig. 12 dargestellt und ist ziemlich anders beschaffen als die früher Beschriebenen. Die Vorrichtung 101 in Fig. 12 soll vorteilhafterweise in einer horizontalen Lage eingesetzt werden. Sie besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 102 mit zwei Stutzen 103 und 104 für das Gas bzw. das Filtrat. Der Stutzen 105 für den Eintritt von einzudickender Pulpe ist am anderen Ende der Vorrichtung, und ein Austrittsstutzen 106 für die entwässerte Pulpe am gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung angeordnet. Bei einer Version ist eine axial innerhalb des Gehäuses 102 angeordnete Filtertrommel stationär, und innerhalb der Trommel ist ein Läufer angeordnet, welcher Läufer die Pulpe in Bewegung hält. Bei der vorliegenden Anordnung wird Luft oder anderes Gas aus Stutzen 103 hinter die Filterfläche 107 eingegeben. Die Filtertrommel ist zur Einführung von Luft von einer Kammer 109 umgeben. Luft kann entweder als pulsierender oder kontinuierlicher Strom eingeführt werden, das wichtigste ist, daß die Luft das Wasser ersetzt, das der Pulpeschicht radial entzogen und über den Stutzen 104 aus der Vorrichtung herausgeleitet wird. Die eingedickte Pulpe wird am dem Eingabeende gegenüberliegenden Ende mit dem gleichen Druck wie die eingegebene Pulpe aus der Vorrichtung herausgeleitet. Die zwischen Filtrat und eingegebener Pulpe herrschende Druckdifferenz liegt je nach dem Fall bei 20 bis 100 kPa.
Eine andere Version ist die Anordnung, bei der die Eindickungstrommel umläuft und die Druckluft-Einblasung in einen beliebigen Trommelsektor arrangiert ist. Die Einblasung kann kontinuierlich sein, wodurch gewährleistet wird, daß die Filterfläche rein bleibt.
Die Luftströmung in den Eindicker kann in einigen Fällen auf solche Weise ausgenutzt werden, daß man in der Mitte der Eindickungsvorrichtung eine Luftblase anwachsen läßt, so daß die Blase die Dicke der sich dicht an der Filterfläche bewegenden Faserschicht kontrolliert. In diesem Fall erzeugt der Läufer in der Pulpeschicht ein stärkeres Scherkraftfeld, das die Pulpe durchmischt und für den Erfolg der Eindickung sorgt. Bei Bedarf, wenn es sich also um einen druckbeaufschlagten Eindicker handelt, kann die Luftblase durch ein zentrales Organ ersetzt werden, zwischen welchem Organ und der Filterfläche der Läufer rotiert. Es soll beachtet werden, daß wenn die Gasblase innerhalb der Filterfläche benutzt wird, der Läufer aus mehreren Schaufeln des Foiltyps bestehen kann, weil die Gasblase die Dicke der einzudickenden Pulpeschicht kontrolliert und die Schaufeln lediglich die Pulpe mischen und die Dicke der Pulpematte auf der Filterfläche kontrollieren.
Ein wesentliches oder wichtiges Merkmal sämtlicher obenbeschriebenen Anordnungen besteht in der Tatsache, daß eine relativ dünne Pulpeschicht auf irgendeine Weise nah an der Filterfläche zustande gebracht wird. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß die gesamte in die Vorrichtung fließende Pulpemenge mit der Filterfläche in Kontakt kommt und daß die Konsistenz der Pulpe innerhalb der Filtrationskammer unabhängig vom Abstand zur Filterfläche gleichmäßig gehalten wird.
Versuche haben gezeigt, daß je höher die Konsistenz ist, desto größere Öffnung an der Filterplatte benutzt werden kann. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Fasergeflecht in jenem Moment stärker ist und eine einzige Faser sich nicht so leicht daraus löst. Dies ermöglicht den Einsatz von Filterplatten mit Öffnungen einer oder mehrerer Größen. Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine größere Öffnung eine bessere Durchdringung ergibt, und die Anfertigung der Vorrichtung billiger ist. Die praktischste Anordnung ist z. B. dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen am Eintrittsende am kleinsten, in der Mitte etwas größer und am Ablaufende für die eingedickte Pulpe am größten sind.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, hat man einen neuen Typ von Eindickungsverfahren für Pulpe und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben entwickelt, womit die Nachteile der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik eliminiert oder minimiert werden können, ohne neue Probleme zu schaffen. Es ist klar, daß oben nur einige wenige vorteilhafte Vorrichtungsalternativen und Anwendungsfälle angeführt sind, die keineswegs die Erfindung davon einschränken sollen, was in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist. Somit leuchtet es ein, daß sowohl die Filterfläche als auch die bezüglich der Filterfläche bewegliche Fläche einer vom zylindrischen abweichenden Form sein können, welche Organe ausschließlich dadurch gekennzeichnet sind, daß sie hauptsächlich rotationssymmetrisch, zylindrisch, konisch oder kugelförmig sind, oder deren Form eine Kombination daraus ist, um halt einige Beispiele zu nennen.

Claims

1. Verfahren zur Eindickung von Fasersuspension, bei welchem Verfahren die Fasersuspension in eine Filtervorrichtung geleitet wird, die mit mindestens einer Filterfläche versehen ist; die einzudickende Suspension in eine Filtrationskammer geleitet wird; die Suspension veranlaßt wird, bezüglich mindestens einer Filterfläche sich zu bewegen und durch den Abzug von Flüssigkeit aus der Suspension eingedickt wird, die eingedickte Suspension und das Filtrat getrennt aus der Vorrichtung herausgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension eine Schicht bildet, deren Flüssigkeit und Fasern für den Ausgleich von Konsistenzunterschieden kontinuierlich gemischt werden, und die Dicke der auf der Filterfläche entstehenden Fasermatte kontrolliert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der auf der Filterfläche entstehenden Fasermatte kontrolliert wird, indem die Fasermatte Scherkräften ausgesetzt wird, wobei Flüssigkeit kontinuierlich aus der Suspension abgezogen wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unkontrollierte Entstehung einer Fasermatte auf der Filterfläche verhindert wird und der Flüssigkeitsabzug aus der Suspension dadurch erreicht wird, daß die Filterfläche abwechselnden positiven und negativen (Druck/Saug)-Impulsen ausgesetzt wird, wobei die in den Öffnungen der Filterfläche festgesetzten Fasern gelöst werden und das Filtrat durch besagte Fläche fließen kann.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Flüssigkeit und Fasern bestehende Schicht funktionsmäßig in zwei Grundzonen geteilt ist, deren in bezug auf die Filterfläche äußere, d. h. die Mischzone, zum Ausgleich der Konsistenzunterschiede in besagter Zone kontinuierlich gemischt wird und deren in bezug auf die Filterfläche näher liegende/innere, d. h. die Eindickungszone, sowohl durch die Reibung zwischen besagten Zonen als auch durch die Bewegung eines Mischglieds zur Kontrolle der Dicke der auf der Filterfläche entstehenden Fasermatte Scherkräften ausgesetzt werden, wobei Flüssigkeit aus der Eindickungszone abgezogen wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzudickende Suspension der Eindickungsvorrichtung in druckbeaufschlagtem Zustand zugeführt und veranlaßt wird, eine Drehbewegung auszuführen, und eine hauptsächlich dünne Pulpeschicht mit der Filterfläche in Kontakt gebracht wird, welche Schicht auf solche Weise kontinuierlich gemischt wird, daß die Konsistenz der Suspension durch die Schicht hindurch hauptsächlich konstant gehalten wird, unkontrollierte Entstehung der Fasermatte auf der Filterfläche verhindert wird, und die Dicke der Fasermatte durch Regulierung der Druckdifferenz über die Filterfläche kontrolliert wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersuspension von einer Konsistenz von 0,3 bis 1,0% auf eine Konsistenz von 1,0 bis 5,0% eingedickt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersuspension von einer einer Konsistenz von 3,0 bis 10% auf eine Konsistenz von 10 bis 25% eingedickt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzudickende Fasersuspension hauptsächlich an der vollen axialen Länge der Kammer in die Filtrationskammer eingeführt wird, die Suspension in der Kammer zum Rotieren gebracht wird, Flüssigkeit aus aus der Suspension abgezogen wird und die Suspension aus der Kammer hauptsächlich an der vollen Länge der Kammer abgeleitet wird, wobei die Konsistenz der Suspension durch die Filtrationskammer hindurch gleichmäßig gehalten wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Eindickung der Suspension benötigte spezifische Energieverbrauch 15 bis 50% der für die vollständige Fluidisierung der Suspension benötigten Energie beträgt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekenn-. zeichnet, daß der zur Mischung der Suspension benötigte spezifische Energieverbrauch in der Eindickungszone 3 bis 15% der für die vollständige Fluidisierung der Suspension benötigten Energie beträgt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kontrolle der Dicke der Fasermatte auf der Filterfläche benötigte spezifische Energieverbrauch 50 bis 80% der für die vollständige Fluidisierung der Suspension benötigten Energie beträgt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Schicht innerhalb der Filterfläche gebildet wird, indem in der Mitte der Vorrichtung eine Gasblase arrangiert wird, die die Suspension zum Fließen an den Filterflächen entlang zwingt.

13. Vorrichtung zur Eindickung von Fasersuspensionen, welche Vorrichtung hauptsächlich aus einem Gehäuse (1, 102), einem Deckel (5), einem Eintrittsstutzen (2, 82, 95, 105) für die einzudickende Suspension, einem Austrittsstutzen (3, 77, 93, 106) für die eingedickte Suspension und einem Austrittsstutzen (4, 16, 94, 96, 104) für das Filtrat, mindestens einem stationären Organ, einem umlaufenden Organ oder Läuferorgan, wobei eines der Letztgenannten eine Filterfläche ist, und einem Antrieb (7) für das umlaufende Organ besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mitwirkenden Flächen aus den Filterflächen (8, 13, 14, 78, 87, 98, 107) und ihre Gegenfläche (10, 15, 79, 88, 99, 108) mit Organen (12, 20-23, 88) zur Kontrolle der Entstehung einer Fasermatte auf der Filterfläche (8, 13, 14, 78, 87, 98, 107) besteht, um die Dicke der Fasermatte auf der Filterfläche (8, 13, 14, 78, 87, 98, 107) nichtmechanisch zu beschränken.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe foilartige Schaufeln (22, 23, 88). sind.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe Vorsprünge (20, 21) an der Oberfläche des umlaufenden Organs sind.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe Vertiefungen an der Oberfläche des umlaufenden Organs sind.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe Vorsprünge (20, 21) oder Vertiefungen an der Oberfläche des umlaufenden Organs sind.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfläche (78, 87) mit einer Öffnung (80, 92) versehen ist, durch die die eingedickte Suspension aus der Eindickungsvorrichtung abgeleitet wird.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Öffnung (92) im wesentlichen der axialen Länge der Filterfläche (87) gleich ist.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein hauptsächlich zylindrisches Organ (84) umfaßt, das innerhalb der Vorrichtung angeordnet ist und ein hauptsächlich axiales Schlitz (86) aufweist, wodurch die einzudickende Suspension zwischen das Organ (84) und die Filterfläche (84) fließt.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes Organ (88) im Raum zwischen dem Organ (84) und der Filterfläche (87) angeordnet ist.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (102) der Vorrichtung (101) einen Stutzen (103) für das in die Vorrichtung einzugebende Gas zur Rückspülung der Öffnungen der Filterfläche (107) und zur Erzeugung einer Gasblase in der Mitte der Vorrichtung (101) zur Kontrolle der Gesamtdicke der einzudickenden Pulpeschicht aufweist.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen oder die Breite der Schlitze der Filterfläche (8, 13, 14, 78, 87, 98, 107) kleiner ist als der Durchmesser der Fasern.

24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen oder die Breite der Schlitze der Filterfläche (8, 13, 14, 78, 87, 98, 107) 0,2 mm oder kleiner ist.