DE102013209998A1

DE102013209998A1 - Constant part mixer

Info

Publication number: DE102013209998A1
Application number: DE102013209998.3A
Authority: DE
Inventors: Axel Erzler
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-05-22
Also published as: WO2014191227A1; CN105247134B; EP3004456B1; EP3004456A1; CN105247134A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung (6) zur Verdünnung einer, für die Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einen anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension (1) mit einer Verdünnungsflüssigkeit (3), welche nach einer Reinigungsvorrichtung zur Entfernung von Störstoffen aus der Faserstoffsuspension (1) angeordnet ist. Dabei soll eine möglichst einfache und umfassende Vermischung dadurch ermöglicht werden, dass die gereinigte Faserstoffsuspension (1) über wenigstens eine Suspensions-Düse (11) in einen Mischbehälter (14) mit einem Auslass (13) geführt wird, in den auch die Verdünnungsflüssigkeit (3) über zumindest eine Verdünnungs-Düse (12) geleitet wird.The invention relates to a mixing device (6) for diluting a fibrous suspension (1) suitable for the production of a paper, cardboard, tissue or other fibrous web with a diluting liquid (3), which after a cleaning device for removing contaminants from the Fibrous suspension (1) is arranged. The aim is to make mixing as simple and comprehensive as possible by leading the cleaned fiber suspension (1) via at least one suspension nozzle (11) into a mixing container (14) with an outlet (13) into which the dilution liquid (3 ) is passed through at least one dilution nozzle (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Verdünnung einer, für die Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einen anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension mit einer Verdünnungsflüssigkeit, welche nach einer Reinigungsvorrichtung zur Entfernung von Störstoffen aus der Faserstoffsuspension angeordnet ist.The invention relates to a mixing device for diluting a, suitable for the production of a paper, board, tissue or another fibrous web pulp suspension with a dilution liquid, which is arranged after a cleaning device for the removal of impurities from the pulp suspension.

Im Konstantteil von Papiermaschinen wird die im Wesentlichen von aufbereiteten Fasern und Füllstoffen gebildete, hochkonsistente Faserstoffsuspension mit dem in der Papiermaschine aufgefangenen Siebwasser verdünnt und anschließend dem Stoffauflauf zugeführt. Das insbesondere aus dem Former der Papiermaschine stammende Siebwasser enthält einen relativ hohen Gasanteil. Um den Prozess der Herstellung der Faserstoffbahn sowie deren Qualität nicht zu beeinträchtigen, ist daher häufig eine Entgasung erforderlich. Zur Minimierung des Aufwandes für die Reinigung soll die Stoffdichte der zu reinigenden Faserstoffsuspension möglichst hoch sein. Daher ist oft eine Nachverdünnung nötig. Die Nachverdünnung erfolgt dabei über eine Mischvorrichtung, die Teil eines Siebwassersammelbehälters ist. Von dort muss die Faserstoffsuspension dann über eine Pumpe zur Entgasungsvorrichtung gefördert werden. Dies erfordert eine große Pumpleistung und Umbauten sind sehr aufwendig.In the constant part of paper machines, the highly consistent pulp suspension formed essentially of processed fibers and fillers is diluted with the white water collected in the paper machine and then fed to the headbox. The white water originating in particular from the former of the paper machine contains a relatively high proportion of gas. In order not to interfere with the process of manufacturing the fibrous web and its quality, therefore, a degassing is often required. To minimize the effort for cleaning, the consistency of the pulp suspension to be cleaned should be as high as possible. Therefore, a re-dilution is often necessary. The redilution takes place via a mixing device that is part of a white water collection container. From there, the pulp suspension must then be conveyed via a pump to the degassing device. This requires a large pumping capacity and conversions are very expensive.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine einfache und umfassende Vermischung bei der Verdünnung zu ermöglichen.The object of the invention is therefore to allow a simple and comprehensive mixing in the dilution.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die gereinigte Faserstoffsuspension über wenigstens eine Suspensions-Düse in einen Mischbehälter mit einem Auslass geführt wird, in den auch die Verdünnungsflüssigkeit über zumindest eine Verdünnungs-Düse geleitet wird. Dies führt vor allem beim Versprühen der Fluide zu einer intensiven Vermischung und bereits zu einer Vorentgasung. Außerdem kann der Mischbehälter sehr nah zur Reinigungsvorrichtung positioniert werden, was zu einer sehr kompakten Anordnung führt. Des Weiteren kann der Mischbehälter so gleichzeitig als Transportraum der verdünnten Faserstoffsuspension zu einer folgenden Einheit dienen. Im Extremfall wird der Mischraum selbst von einer Verbindungsleitung gebildet.According to the invention the object is achieved in that the purified pulp suspension is passed over at least one suspension nozzle in a mixing container with an outlet, in which the dilution liquid is passed through at least one dilution nozzle. This leads to an intensive mixing and even to a pre-degassing, especially when spraying the fluids. In addition, the mixing container can be positioned very close to the cleaning device, resulting in a very compact arrangement. In addition, the mixing container can simultaneously serve as a transport space for the diluted pulp suspension to form a following unit. In extreme cases, the mixing space itself is formed by a connecting line.

Im Interesse einer intensiven Reinigung der Faserstoffsuspension und der Behandlung großer Mengen an Faserstoffsuspension sollte die Reinigungsvorrichtung von mehreren, vorzugsweise parallel geschalteten Hydrozyklonen gebildet werden. Hydrozyklone sind gut geeignet, um durch Zentrifugalkräfte Schwerteile und Leichtteile in Faserstoffsuspensionen zu konzentrieren und über den Auslauf bzw. den Abscheider abzuleiten.In the interests of intensive purification of the pulp suspension and the treatment of large amounts of pulp suspension, the cleaning device should be formed by a plurality of, preferably parallel, hydrocyclones. Hydrocyclones are well suited to concentrate by centrifugal forces heavy parts and light parts in pulp suspensions and to discharge via the outlet or the separator.

Um eine gute Vermischung der Fluide und die Anordnung von möglichst vielen Suspensions- und/oder Verdünnungs-Düsen zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der Mischbehälter eine längliche Form hat und vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, wobei ein Ende den Auslass der Mischvorrichtung bildet. Insbesondere wenn die Reinigungsvorrichtung von mehreren oder gar einer Vielzahl von Hydrozyklonen gebildet wird, kann die gereinigte Faserstoffsuspension jedes Hydrozyklons so über eine, vorzugsweise separate Suspensions-Düse in den Mischbehälter geführt werden. Da die Faserstoffsuspension im Mischbehälter in Richtung Auslass strömt, ist es für eine stufenweise Zuführung von gereinigter Faserstoffsuspension vorteilhaft, wenn die Suspensions-Düsen in Längserstreckung des Mischbehälters nebeneinander angeordnet sind.In order to allow a good mixing of the fluids and the arrangement of as many suspension and / or dilution nozzles, it is advantageous if the mixing container has an elongated shape and is preferably cylindrical, with one end forming the outlet of the mixing device. In particular, when the cleaning device is formed by several or even a plurality of hydrocyclones, the purified pulp suspension of each hydrocyclone can be passed over a, preferably separate suspension nozzle in the mixing container. Since the pulp suspension flows in the mixing container in the direction of outlet, it is advantageous for a gradual supply of purified pulp suspension, when the suspension nozzles are arranged side by side in the longitudinal extension of the mixing container.

Damit die eingedüsten Fluide an einer Begrenzungswand des Mischraums abprallen und zusätzlich versprüht werden, was Vermischung und Entgasung zusätzlich fördert, sollten die Suspensions-Düsen und/oder die Verdünnungs-Düsen am Boden des Mischbehälters oder an einer Seitenfläche des Mischbehälters angeordnet und zur Mitte oder nach oben ausgerichtet sein.Thus, the injected fluids bounce on a boundary wall of the mixing chamber and are additionally sprayed, which additionally promotes mixing and degassing, the suspension nozzles and / or the dilution nozzles should be placed at the bottom of the mixing vessel or on a side surface of the mixing vessel and the center or after be aligned above.

Des Weiteren kann die Vermischung der Fluide noch dadurch unterstützt werden, dass möglichst jeder Suspensions-Düse eine Verdünnungs-Düse zugeordnet ist. Auch hierbei ergibt sich eine stufenweise Verdünnung der zum Auslass fließenden Faserstoffsuspension. Dabei kann die, einer Suspensions-Düse zugeordnete Verdünnungs-Düse in Richtung Auslass folgen oder aber die einer Suspensions-Düse zugeordnete Verdünnungs-Düse so angeordnet sein, dass sich die Strahlen beider Düsen treffen, was für zusätzliche Verwirbelung sorgt.Furthermore, the mixing of the fluids can still be supported by the fact that as far as possible each suspension nozzle is associated with a dilution nozzle. Here, too, results in a gradual dilution of the pulp suspension flowing to the outlet. In this case, the dilution nozzle associated with a suspension nozzle can follow the outlet or else the dilution nozzle assigned to a suspension nozzle can be arranged such that the jets of both nozzles meet, which provides additional turbulence.

Zur Minimierung des Aufwandes sowie des Raumbedarfs sollte die verdünnte Faserstoffsuspension vom Auslass des Mischbehälters möglichst unmittelbar in eine Entgasungsvorrichtung geführt werden. Da die Faserstoffsuspension die Mischvorrichtung durchströmen kann, wird die Weiterführung derselben zur Entgasungsvorrichtung kaum beeinträchtigt. Infolgedessen ist auch keine Pumpe zwischen Mischvorrichtung und Entgasungsvorrichtung erforderlich. To minimize the effort and space requirements, the diluted pulp suspension should be fed from the outlet of the mixing container as directly as possible in a degassing. Since the pulp suspension can flow through the mixing device, the continuation of the same is hardly affected to the degassing. As a result, no pump between the mixing device and degassing is required.

Die Verdünnungsflüssigkeit sollte zumindest im Wesentlichen von Siebwasser gebildet werden.The dilution liquid should at least essentially be formed by white water.

Nach der Entgasungsvorrichtung wird die Faserstoffsuspension dann mit Vorteil von einer Stoffauflaufpumpe zum Stoffauflauf der Maschine gefördert.After the degassing device, the pulp suspension is then advantageously conveyed by a headbox pump to the headbox of the machine.

Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments.

In der beigefügten Zeichnung zeigtIn the attached drawing shows

1: ein Anlagenschema, 1 : a plant scheme,

2: eine Cleanerstufe mit Verdünnungsdüsen 12, 2 : a cleaner stage with dilution nozzles 12 .

3: einen Querschnitt durch einen Mischbehälter 14, 3 : a cross section through a mixing container 14 .

4: mehrere Cleanerstufen mit Verdünnungsdüsen 12 und folgender Entgasungsvorrichtung 5 und 4 : several cleaner stages with dilution nozzles 12 and the following degassing device 5 and

5: einen Querschnitt durch einen anderen Mischbehälter 14. 5 : a cross section through another mixing container 14 ,

Bei dem in 1 gezeigten Konstantteil einer Papiermaschine wird die Faserstoffsuspension 1 mit hohem Druck in einen Siebwasser-Sammelbehälter 10 eingedüst und durch die Vermischung mit dem Siebwasser 3 vorverdünnt. Von dem in Einströmrichtung der Faserstoffsuspension folgenden Auslauf dieser Mischvorrichtung 2 wird die vorverdünnte Faserstoffsuspension 1 mittels Suspensions-Pumpe 7 zu einer Reinigungsvorrichtung gefördert, die von einer Vielzahl von Hydrozyklonen 4 gebildet wird. Wie in 2 und 4 gezeigt, werden dabei mehrere parallel geschaltete Hydrozyklonen 4 zu einer kompakten Cleanerstufe zusammengefasst.At the in 1 shown constant part of a paper machine is the pulp suspension 1 with high pressure in a white water collecting tank 10 injected and by mixing with the white water 3 pre-diluted. From the following in the inflow direction of the pulp suspension outlet of this mixing device 2 becomes the prediluted pulp suspension 1 by means of a suspension pump 7 promoted to a cleaning device used by a variety of hydrocyclones 4 is formed. As in 2 and 4 shown here are several parallel connected hydrocyclones 4 combined into a compact cleaner stage.

Die hier beschriebenen Hydrozyklone 4 dienen der Reinigung einer Faserstoffsuspension 1 mit einer Stoffdichte zwischen 2 und 3% von Schwerteilen. Wegen der hohen Stoffdichte kann die Reinigungsvorrichtung kleiner ausgeführt werden. The hydrocyclones described here 4 serve to clean a pulp suspension 1 with a consistency between 2 and 3% of heavy parts. Because of the high consistency, the cleaning device can be made smaller.

Das feststehende Gehäuse des Hydrozyklons 4 umschließt eine längliche Kammer mit kreisförmigem Querschnitt. An einem Ende der Kammer befindet sich ein Einlauf, über den die zu reinigende Faserstoffsuspension 1 tangential mit einem Druck von bis zu 4 oder sogar 6 bar in einen zylindrischen Einlaufabschnitt der Kammer eingedüst wird. Hierdurch wird die Faserstoffsuspension 1 auf eine kreisförmige Bahn gebracht, wobei die Faserstoffsuspension 1 gegen die Wand der Kammer gedrückt wird.The fixed housing of the hydrocyclone 4 encloses an elongated chamber with a circular cross-section. At one end of the chamber is an inlet through which the pulp suspension to be cleaned 1 tangential with a pressure of up to 4 or even 6 bar is injected into a cylindrical inlet section of the chamber. As a result, the pulp suspension 1 placed on a circular path, wherein the pulp suspension 1 pressed against the wall of the chamber.

Durch die dabei wirkenden Zentrifugal- und Fliehkräfte reichern sich die Schwerteile an der Wand der Kammer und die Leichtteile in der Mitte der Kammer an. Auf diese Weise gelangen die Schwerteile an der Wand der Kammer spiralförmig zum gegenüberliegenden, hier dem unteren Ende der Kammer mit dem Schwerteil-Abscheider, über den die Schwerteile aus dem Hydrozyklon 4 abgeführt werden.By acting centrifugal and centrifugal forces accumulate the heavy parts on the wall of the chamber and the light parts in the middle of the chamber. In this way, the heavy parts on the wall of the chamber spiral to the opposite, here the lower end of the chamber with the heavy-part separator, through which the heavy parts from the hydrocyclone 4 be dissipated.

Um Verstopfungen des Schwerteil-Abscheiders entgegenzuwirken, wird im Bereich des Schwerteil-Abscheiders über eine Zuleitung Verdünnungsflüssigkeit in die Kammer geleitet. Dies erlaubt den störungsfreien Einsatz des Hydrozyklons 4 auch bei hohen Stoffdichten, wie hier angestrebt.To counteract blockages of the heavy-part separator, dilution liquid is passed into the chamber in the region of the heavy-part separator via a feed line. This allows the trouble-free use of the hydrocyclone 4 even at high fabric densities, as sought here.

Die in der Mitte der Kammer vorhandene, von den Schwerteilen gereinigte Faserstoffsuspension 1 wird als Leichtteil-Komponente über den Leichtteil-Abfluss abgeführt.The existing in the middle of the chamber, purified from the heavy parts pulp suspension 1 is discharged as a lightweight component via the light part drain.

Die so gereinigte Faserstoffsuspension 1 gelangt unmittelbar nach der Reinigungsvorrichtung in eine weitere Mischvorrichtung 6. Diese Mischvorrichtung 6 wird im Wesentlichen von einem zylindrischen Mischbehälter 14 gebildet, in den über Suspensions-Düsen 11 die gereinigte Faserstoffsuspension 1 eingebracht wird. Zur Verdünnung wird über mehrere Verdünnungs-Düsen 12 außerdem Verdünnungsflüssigkeit 3 aus dem Siebwasser-Sammelbehälter 10 in den Mischbehälter 14 eingedüst. Hierzu wird das Siebwasser von einer Verdünnungs-Pumpe 8 vom Siebwasser-Sammelbehälter 10 zur weiteren Mischvorrichtung 6 gefördert. Um im Mischbehälter 14 eine umfassende Vermischung zu erreichen, wird einerseits die gereinigte Faserstoffsuspension 1 der Hydrozyklone 4 separat eingedüst und anderseits jeder Suspension-Düse 11 eine Verdünnungs-Düse 12 zugeordnet. Wie in 3 zu erkennen, können die Suspensions-Düsen 11 und die Verdünnungs-Düsen 12 auf gegenüberliegenden Seitenwänden des Mischbehälters 14 angeordnet werden. Dies führt dazu, dass die Strahlen der Suspensions-Düsen 11 jeweils mit dem Strahl der zugeordneten Verdünnungs-Düse 12 zusammentreffen. Die vom Zusammentreffen ausgehende Verwirbelung führt zu einer intensiven Vermischung. Demgegenüber befinden sich bei 5 die Suspensions-Düsen 11 und die Verdünnungs-Düsen 12 im Boden des Mischbehälters 14. Die von diesen Düsen 11, 12 ausgehenden Strahlen sind dabei nach oben gerichtet, so dass sie an der Innenwand der Mischbehälters 14 abprallen. Hierbei können die Suspensionsdüsen 11 und die jeweils zugeordnete Verdünnungs-Düse 12 bezüglich der Zylinderachse des Mischbehälters 14 hintereinander oder wie hier dargestellt nebeneinander angeordnet werden.The thus cleaned pulp suspension 1 arrives immediately after the cleaning device in a further mixing device 6 , This mixer 6 is essentially a cylindrical mixing container 14 formed in the over suspension nozzles 11 the purified pulp suspension 1 is introduced. For dilution, use several dilution nozzles 12 also dilution fluid 3 from the white water collecting tank 10 in the mixing container 14 injected. For this purpose, the white water from a dilution pump 8th from the white water collecting tank 10 to the further mixing device 6 promoted. To be in the mixing container 14 to achieve a thorough mixing, on the one hand, the purified pulp suspension 1 hydrocyclones 4 injected separately and on the other hand each suspension nozzle 11 a dilution nozzle 12 assigned. As in 3 To recognize, the suspension nozzles can 11 and the dilution nozzles 12 on opposite side walls of the mixing container 14 to be ordered. This causes the jets of suspension jets 11 each with the beam of the associated dilution nozzle 12 meet. The turbulence emanating from the meeting leads to an intensive mixing. In contrast, are at 5 the suspension nozzles 11 and the dilution nozzles 12 in the bottom of the mixing tank 14 , The of these nozzles 11 . 12 outgoing jets are directed upwards so that they touch the inner wall of the mixing tank 14 bounce. Here, the suspension nozzles 11 and the respective associated diluent nozzle 12 with respect to the cylinder axis of the mixing vessel 14 one behind the other or as shown here next to each other.

Da der Strom der Faserstoffsuspension 1 möglichst wenig von der weiteren Mischvorrichtung 6 beeinträchtigt wird, gelangt die Faserstoffsuspension 1 gemäß 4 ohne zusätzliche Pumpe von der Nachverdünnung über den Auslass 13 des Mischbehälters 14 direkt zu einer Entgasungsvorrichtung 5. As the stream of pulp suspension 1 as little as possible of the further mixing device 6 is impaired, the pulp suspension passes 1 according to 4 without additional pump from the redilution via the outlet 13 of the mixing container 14 directly to a degassing device 5 ,

In der Entgasungsvorrichtung 5 erfolgt die Entgasung in bekannter Weise durch die Verbindung mit einer Unterdruckquelle 15. Die so entgaste Faserstoffsuspension 1 wird dann mittels Stoffauflaufpumpe 9 zum Stoffauflauf der Papiermaschine befördert.In the degassing device 5 the degassing takes place in a known manner by the connection with a vacuum source 15 , The so degassed pulp suspension 1 is then using a headbox pump 9 transported to the headbox of the paper machine.

Die Erfindung ermöglicht somit auch eine einfache Nachrüstung bestehender Anlagen mit einer Nachverdünnung.The invention thus also enables a simple retrofitting of existing systems with a re-dilution.

Claims

Mixing device ( 6 ) for the dilution of a pulp suspension suitable for the production of a paper, board, tissue or another fibrous web ( 1 ) with a dilution liquid ( 3 ), which after a cleaning device for removing impurities from the pulp suspension ( 1 ), characterized in that the purified pulp suspension ( 1 ) via at least one suspension nozzle ( 11 ) in a mixing container ( 14 ) with an outlet ( 13 ), in which also the dilution liquid ( 3 ) via at least one dilution nozzle ( 12 ).

Mixing device ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the cleaning device of a plurality, preferably in parallel hydrocyclones ( 4 ) is formed.

Mixing device ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing container ( 14 ) has an elongated shape and is preferably cylindrical, one end of the outlet ( 13 ) of the mixing device ( 6 ).

Mixing device ( 6 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the purified pulp suspension ( 1 ) of each hydrocyclone ( 4 ) via a, preferably separate suspension nozzle ( 11 ) in the mixing container ( 14 ) to be led.

Mixing device ( 6 ) according to claims 3 and 4, characterized in that the suspension nozzles ( 11 ) in the longitudinal extension of the mixing container ( 10 ) are arranged side by side.

Mixing device ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension nozzles ( 11 ) and / or the dilution nozzles ( 12 ) at the bottom of the mixing container ( 14 ) or on a side surface of the mixing container ( 14 ) are arranged.

Mixing device ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that as far as possible each suspension nozzle ( 11 ) a dilution nozzle ( 12 ) assigned.

Mixing device ( 6 ) according to claim 7, characterized in that the, a suspension nozzle ( 11 ) associated diluent nozzle ( 12 ) towards the outlet ( 13 ) follows.

Mixing device according to claim 7, characterized in that the a suspension nozzle ( 11 ) associated diluent nozzle ( 12 ) is arranged so that the jets of both nozzles ( 11 . 12 ) to meet.

Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the diluted pulp suspension ( 1 ) from the outlet ( 13 ) of the mixing container ( 14 ) as directly as possible in a degassing device ( 5 ) to be led.

Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the dilution liquid ( 3 ) is formed at least substantially of white water.