Verfahren zum mindestens weitgehenden Abtrennen von schwer ab trennbaren
leichten F®ststoff'bestandteilen aus einer Fasergutsuspension durch Zyklonabsoheidung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein 'Yerfahreny bei dem
durch
Trennen einer Suspension von Fasergut in Flüssigkeit in. einer
Zyklon-
trennanlage diese.suspension mindestens weitgehend von schwer
ab-
trennbareng als Verunreinigungen auftretenden ausgodehnten
oder fläohi-
gen leichten Feststoffbestandteilen befreit werden kann,
insbesondere
von Bog. Splittern (shives) und ähnlichen in Papisrpulpen-Suspensionen
auftretenden Teiloheng oder von aus Kunststoffmaterial bestehenden
Teilchen. Bei der Herstellung von chemischer Pulpe werden heutzutage
sehr hohe Anforderungen an die Reinheit des Produktes gestellt. Ein großer Teil
der im fertigen Produkt vorhandenen Verunreinigungen stammen von mißfarbigen Rindenbestandteilen
oder Faserbündeln her. Diese Faserbündel können beispielsweise dadurch auftreten'
daß bestimmte Teile des Holzes auf Grund ihrer besonders festen Struktur beim Herstellen
oder Kochen der Pulpe unzureichend imprägniert werden, oder daß die zur Pulpe führende
Behandlung des Holzes im Zellstoffkocher ungleichmäßig verläuft. Durch den-auf das
Kochen folgenden Abtrennvorgang werden Knoten Und -As te2 umgebenden Holzlagen,
und größere Holzstücke, die noch nicht..-so weit entholzt oder aufgeschlossen sind,
daß sie leicht zerfasert werden können, normalerweiüe abgetrennt. Beim nachfolgenden
Seihen dem die Pulpe im allgemeinen unterzogen wird, werden weitere Holzbestandteile
und ggfs. Rindenteile abgetrennt. Je nachdem, wie gut das Seihen durchgeführt wird,
kann die Pulpe mehr oder weniger vollständig frei von den oben erwähnten Verunreinigungen
sein.Jedoch setzen wirtschaftliche Überlegungen eine Grenze, bis zu der die Reinigung
der Pulpe durch Seihen getrieben werden kann. Es zeigt sich in der Praxis, daß auch
eine Pulpe, die mit größtmöglicher Sorgfalt durch Seihen gereinigt worden ist, eine
größere oder kleinere Anzahl von Faserbündeln verschiedener Größe enthält, deren
Farbe
zwischen gelbbraun- und fast schwarz liegen kann.Process for at least extensive separation of difficult-to-separate, light F®ststoff' constituents from a fiber suspension by cyclone separation. The present invention relates to a method in which by
Separation of a suspension of fiber material in liquid in a cyclone
separation plant this suspension is at least largely difficult to separate
separable expanded or fläohi-
gen light solid constituents can be freed, in particular
from Bog. Splinters (shives) and the like in papyrus pulp suspensions
Occurring Teiloheng or made of plastic material
Particle. In the manufacture of chemical pulp, very high requirements are nowadays placed on the purity of the product. A large part of the impurities present in the finished product originate from discolored components of the bark or fiber bundles. These fiber bundles can occur, for example, because certain parts of the wood are insufficiently impregnated due to their particularly firm structure during the manufacture or cooking of the pulp, or because the treatment of the wood in the pulp digester leading to the pulp is uneven. By the separation process following the boiling, the knots and -As te2 surrounding wood layers, and larger pieces of wood that have not yet been de-lumbered or opened up to such an extent that they can easily be frayed, are normally separated. During the subsequent sieving to which the pulp is generally subjected, further wood components and possibly bark parts are separated off. Depending on how well the sieving is carried out, the pulp can be more or less completely free of the above-mentioned impurities. However, economic considerations set a limit up to which the cleaning of the pulp by sieving can be driven. It has been shown in practice that even a pulp which has been cleaned with the greatest possible care by straining contains a larger or smaller number of fiber bundles of different sizes, the color of which can be between yellow-brown and almost black.
Faserbündels die in der gereinigten' ungebleichten Pulpe vorkommeny
verursachen in dem daraus hergestellten Papier Flecken und verunreinigen häufig
auch gebleichte Pulpey da diese Faserbändel bei den normalen Bleichvorgängen nicht
vollständig gebleicht werden.
Ein in modernen Fabriken häufig durchgeführtes Verfahrens um
die Reinheit der Tulpe weiter zu verbesserny besteht dariny
die
Tulpe in Hydrozyklonabscheide-n oder.--reinigern zu behandeln.
?'n
einem derartigen--Ascheider von üblicher Bauart mit einer
-----
-=7eilwei e egelförmig verlaufenden Trennkammer wird die Suspension
-am b?2eeren Fae.- Tre-,ziakamm sr tangential eingeführt und
in
zwei P°aktioneng eine leIchte z>:zd eine schirere Praktiong
getrennt.
Die leichte Fraktiong die am breiteren 1143de der Trennkammer
zentral
entnommen wirdy besteht aus der gereinigten Fasersuspension.
Ein
kleinerer Teil der Suspensiong der in der Hauptsache verhältnis-
mäßig leicht abtrennbare
wie z.B. Rindenteilee
kurze Faserbündel und anderer insbesondere schwerere Teilcheng
wie
Sandkörner od, dgl ƒ9 enthält g uird als schwere Fraktion
am engen
Ende der Kammer zentral abgezogen. Zyklonabscheider von üblicher
Bauart sindjedoch nicht in der hager auf diese Neise auch die
oben
erwähnten verhältnismäßig schvier abzutrennenden insbesondere
leichten
'Verunreinigungen in nennenswertem DZaße abzutrenneng@welche aus
nicht sehr gut aufbereiteten oder zerfaserteng langen Faserbündeln und ähnlichen
Teilen mit einer größeren Ausdehnung in einer oder zwei Dimensionen bestehen. Diese
unerwünschten Verunreinigungen die im allgemeinen Splitter (shives) genannt werdeng
werden daher trotz allem bei der leichten Fraktion verbleiben. Auf Grund der vorliegenden
Erfindung ist es nun möglich, die Suspension auf einfache Weise von der letztgenannten
Art von Verunreinigungen zu befreien. Dies wird im wesentlichen durch das im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs angegebene Verfahren erreicht. Hierbei ist der normale Durchfluß
der Anlage festgelegt durch die Nennkapazität der Bestandteile der Anlage, d. h.
insbesondere die Nennkapazität der Zyklonabscheider. Mit dem Verfahren gemäß der
Erfindung ist es möglichy diese Kapazität praktisch vollständig auszunutzen. Es
könnte erwartet werden, daß die Wahrscheinlichkeitg daß die Splitter zur schweren
Faktion geheng größer wird wenn die zum Ablauf dieser Fraktion strömende Fasermenge
gemäß der vorliegenden Erfindung vergrößert wirdg da ja die Splitter das gleiche
spezifische Gewicht haben wie die kleineren Paserbündelstümpey die zu diesem Auslaß
gelangen. Versuche haben jedoch ergebene daß der Hauptteil der Splitter in der leichten
Fraktion gefunden wirdp und zwar auch dann, wenn ein größerer Teil der guten Fasern'
die normalerweise zur leichten Fraktion gehörengals schwere Fraktion abgezogen wird.
Dies ist äußerst überraschend. Diese Versuche haben klar er-
geben, daß man bei einem Zyklonabscheider 80 bis 90 °% der
in der
Suspension vorkommenden Splitter als leichte Fraktion abtrennen
und abziehen kann, wobei nur 3 bis 5 % der gesamten Fasermenge
mitgenommen werden. Dies ergibt sich aus dem folgenden Beispiels
Versuch A
1-00 Gramm einer.absolut trockenen Sulfitpulpe, welche 1000
der
Splitter (shives) enthielten, wurden erfindungsgemäß in einem
Zyklonabscheider bei einer Pulpenkonzentration von 0,5 % derart
behandelt, daß 950 Gramm der Fasermenge als schwere Fraktion
an-
fi&en, während der Rest von.50 Gramm als leichte Fraktion
erhal-
ten wurde. Die Anzahl der Splitter in den beiden Fraktionen
wurde
gezählt.
Versuch ,D -
Ein Gegenversuch wurde nach dem. üblichen .Verfahren
durchgeführt,
wobei 50 (ramm der-Paaermenge
Fraktion entnommen Nur-
den,. während der Rest-von 950 Gramm als leichte Fraktion anfiel.
Die Anzahl der Splitter der beiden Faktionen wurde gezählt.
Das
Zrgebnie der beiden Versuche ergibt sich aus der nachstehenden
Tabelle:
Tab a 11 1
Eingesatotes Xateriala -
1W0 Gramm absolut. trockene Sulfitpulpe mit 1000 Verunreinigungen
in Form von ausgedehnten Splittern (shives) bei einer Pulpenkon-
zentration von 0,5 @.
Wie sich aus der Tabelle I ergibt, wurden 85 % der dem Abschei
der zugeführten Splitter am Ablauf der leichten Fraktion abgezogene zusummen mit
nur 5 % der Menge der zugeführten Fasern. Es hat sich allerdings ergeben, daß nur
in Ausnahmefellen mit einem derartig hohen Abscheidungsgrad der Splitter gerechnet
werden kann. Ein reali-@ stischer Wert des Abtrennungsgrades der genannten Splitter
in einem Zyklonabscheider normaler Bauart dürfte bei etwa 70 ö bei einem Fasergehalt
von 20 ö in der leichten Fraktion liegen. Eine derartige Abtrennung von Splittern
bedeutet daher einen verhältnismäßig großen Verlust an Faserng der nur in sehr speziellen
FC.llen tragbar erscheinen dürfte. Wenn man jedoch die Abtrennung gemrß der vorliegenden
Erfindung in mehreren Stufen durchführty wobei die Zyklonabscheider auf verschiedene
Neise zusammengeschaltet werdeng kann der Verlust an Fasern in geininschtem Maße
gesenkt werdeng ohne daß sich eine entsprechende Verschlechterung des Abtrenngrades
der Splitter ergibt. Dies@ergibt sich aus den folgenden Ausführungen. In den Fig.
1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen sind als Ausführungsbeispiele verschiedene Zyklontrennanlagen
mit verschiedenen Kombinationen von Zyklonabscheidern schematisch dargestellt.Fiber bundles that are present in the cleaned unbleached pulp cause stains in the paper made from them and often also contaminate bleached pulp, as these fiber bundles are not completely bleached during normal bleaching processes. A common practice in modern factories
To further improve the purity of the tulip consists of the
Treat tulips in hydrocyclone separators or cleaners. ? 'n
such a - A separator of the usual design with a - ----
The suspension becomes the suspension chamber, which partially runs in a conical shape
-am b? 2eeren Fae.- Tre-, ziakamm sr introduced tangentially and in
two P ° actionsg one slight z>: z d a schirere Praktiong separated.
The light fractiong the one on the wider 1143de of the separation chamber in the center
y consists of the cleaned fiber suspension. A
smaller part of the suspension, which is mainly
moderately easily separable
such as bark tea
short fiber bundles and other particularly heavier particles such as
Grains of sand or the like ƒ9 contains g uird as a heavy fraction on the narrow
Centrally withdrawn at the end of the chamber. Cyclone separators from the usual
However, the design above is not the same for this voyage
mentioned relatively difficult to separate, especially easy ones
'Separate impurities to a considerable extent, which consist of not very well prepared or frayed long fiber bundles and similar parts with a larger extension in one or two dimensions. These undesirable impurities, which are generally called shives, will therefore remain in the light fraction in spite of everything. On the basis of the present invention it is now possible to free the suspension from the last-mentioned type of impurities in a simple manner. This is essentially achieved by the method specified in the characterizing part of the main claim. Here, the normal flow rate of the plant is determined by the nominal capacity of the components of the plant, ie in particular the nominal capacity of the cyclone separator. With the method according to the invention it is possible to use this capacity practically completely. It could be expected that the probability that the splinters will go to the heavy fraction is greater if the amount of fiber flowing to the discharge of this fraction is increased in accordance with the present invention, since the splinters have the same specific gravity as the smaller pas bundle pieces that reach this outlet. Experiments have shown, however, that the majority of the splinters is found in the light fraction, even if a larger part of the good fibers, which normally belong to the light fraction, is withdrawn as the heavy fraction. This is extremely surprising. These attempts have clearly give that in a cyclone separator 80 to 90% of the in the
Separate fragments occurring in the suspension as a light fraction
and can peel off, with only 3 to 5% of the total amount of fiber
get picked up. This is evident from the following example
Attempt a
1-00 grams of an absolutely dry sulphite pulp, which is 1000 der
Splinters (shives) contained, according to the invention in one
Cyclone separator at a pulp concentration of 0.5% like this
treats that 950 grams of the amount of fiber is classified as the heavy fraction
while the remainder of 50 grams is obtained as a light fraction
was th. The number of splinters in the two factions was
counted.
Attempt, D -
A counter-attempt was made after the. usual .procedures carried out,
where 50 (ramm der -pair quantity
Fraction taken only-
the,. while the remainder of 950 grams was a light fraction.
The number of splinters from the two factions was counted. That
The result of the two experiments is shown below
Table :
Tab a 11 1
Ingested Xateriala -
1W0 grams absolute. dry sulphite pulp with 1000 impurities
in the form of extended splinters (shives) in a pulp con-
centering of 0.5 @.
As can be seen from Table I, 85% of the separating of the supplied splinters withdrawn at the outlet of the light fraction were added together with only 5% of the amount of the supplied fibers. However, it has been found that such a high degree of separation of the splinters can only be expected in exceptional cases. A realistic value for the degree of separation of the splinters mentioned in a cyclone separator of normal design should be around 70 with a fiber content of 20 in the light fraction. Such a separation of splinters therefore means a relatively large loss of fibers which should only appear acceptable in very special FC.llen. If, however, the separation according to the present invention is carried out in several stages, whereby the cyclone separators are interconnected in different ways, the loss of fibers can be reduced to an overall extent without a corresponding deterioration in the degree of separation of the splinters. This @ results from the following statements. In FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings, various cyclone separation systems with various combinations of cyclone separators are shown schematically as exemplary embodiments.
Fig. 5 zeigt in graphischer Darstellung die Ergebnissex die man unter
den obigen Voraussetzungen hinsichtlich des Splitterabtrennungsgrades mit den in
Fig. 1 bis ¢ dargestellten Anordnungen sowie bei Splitterabtrennung in einer einzigen
S-i:ufe erfindungsgemäß erhält.
In den Fig. 1 bis 4 bedeutet C
den Einlauf der Fasermasse, D den Ablauf der einen Endfraktion, die im wesentlichen
frei. von Splittern ist, und E der Ablauf der anderen Endfraktion, die den größten
Teil der Splitter enthält.Fig. 5 shows in a graphical representation the results x under
the above requirements with regard to the degree of splinter separation with the in
Fig. 1 to ¢ illustrated arrangements and with splinter separation in a single
S-i: ufe obtained according to the invention.
In Figs. 1 to 4, C represents
the inlet of the fiber mass, D the outlet of the one end fraction, which is essentially
free. of splinters is, and E is the discharge of the other end fraction, which is the largest
Contains part of the splinter.
Für jede der vier Ausführungsformen gibt die entsprechende Zeichnung
die für die jeweilige Ausführungsform erfindungswesentliehe Nahrung und käskadenartige
Verzweigung bzw. Rückkopplung der Zu- und Abläufe der zusammengeschalteten Abscheider
wieder.For each of the four embodiments there is the corresponding drawing
the food and cheese-like food that are essential to the invention for the respective embodiment
Branching or feedback of the inflows and outflows of the interconnected separators
again.
Die.in Fig. 5 gezeigten Kurven I bis IV entsprechen in der gleichen
Reihenfolge je einer der in Fig. 1 bis ¢ gezeigten Anlagen und geben den funktionalen
Zusammenhang zwischen a und p bzw. zwischen b und r wider. Hierbei bedeutens a das
Verhältnis zwischen der Anzahl von Splittern in der Endfraktion E iznd in dem Zufluß
C;
den Splitterabtrennungsgrad für jeden Zyklonabscheider, d.h. das Verhältnis
zwischen der Anzahl der Splitter, .die am Abscheiderauslaß für die leichte Fraktion
abgezogen werden und der am Separatoreinlaß zügeführten Anzahl von Splittern; b
das Verhältnis zwischen der Menge an guten Fasern in der S
Endfraktion. E
und im Zulauf C; r den Faserabtrennungsgrad pro Zyklonabscheiderg d.h. das Vorhältnis
zwischen der Menge an guten Fasern, die am Abscheiderauslaß für die leichte Fraktion
abgezogen werden, und
der dem Separatoreinlaß zugeführten Menge
an guten Fasern.The curves I to IV shown in Fig. 5 correspond in the same order to one of the systems shown in Fig. 1 to ¢ and reflect the functional relationship between a and p or between b and r. Here, a is the ratio between the number of splinters in the final fraction E and in the inflow C; the degree of splinter separation for each cyclone separator, ie the ratio between the number of splinters that are drawn off at the separator outlet for the light fraction and the number of splinters supplied at the separator inlet; b the ratio between the amount of good fibers in the final S fraction. E and in feed C; r is the degree of fiber separation per cyclone separator, ie the ratio between the amount of good fibers drawn off at the separator outlet for the light fraction and the amount of good fibers fed to the separator inlet.
Die Werte von ag py b und r können hierbei beispielsweise in Prozent
angegeben sein.The values of ag py b and r can be in percent here, for example
be specified.
Die entsprechende Kurve für den Zusammenhang zwischen a und p bzw.
b und r bei Abtrennung in einer einzigen Stufe ist durch die gerade Linie V in Fig.
5 wiedergegeben.. Aus den in Fig. 5 angegebenen Kurven können die a- und.b-Werte
abgelesen werden, die verschiedenen Werten von p und r entsprechen. für p - 70 %
und r = 20 jo, welche Werte wie oben erwähnt als realistisch angesehen werden könneng
ergibt sich hierbei theoretisch d. h. unter Vernachläßigung von möglichen Verlusten
in der Anlage:
Bei der Anlage gemäß Fig. 1 (Kurve I)s .
a = 34 und b = 0189-d.h. die Endfraktion E enthält 34 % der
Split-
ter und 098 % der bei C zugeführten Fasern;
Bei der Anlage gemäß Fig. 2 (Kurve II)s
a = 59 und b - 1121 d.h.9 die Endfraktion E enthält 59 % der
Split-
ter und 192 °% der bei C zugeführten Fasern;
Bei der Anlage gemäß Pig. 3 (Kurve III)s
a # 84 und b ## 5999 d.h.9 die Endfraktion E enthält 84
% der Split-
ter und 5,9=% -der bei 0 zugeführten Fasern;
Bei der Anlage gema.ß- Fig. 4 (Kurve IV) z
a = 94 und b = 1,89 d.h., die Endfraktion E enthält 94 der
Split-
ter und 1,8 % der bei 0 zugeführten Fasern.
Obtrohl -die vorliegende Erfindung nicht auf die Behandlung
von
Papierpulpe beschränkt ist, so ergibt sich doch aus der vorstehen-
den Beschreibung, daß es gemäß der Erfindung möglich ist; Suspen-
sionen vön -cÜemischer, halbchemischer oder mechanischer Pulpe-
von -
ausgedehnten.- Splittern auf einfache und wirtschaftliche Weise
zu,-
befreien, und zwar mit Hilfe von Zyklonseparatoren in der Art,
daß
diese-Verunreinigungen i.n einer-leichten Fraktion konzentriert
wer-
deni -die nur einen kleineren Teil der Fasermenge, welche der
Reini-
gungsbehandlung unterworfen wird, enthUlt. Sowohl die schwere
als
auch die leichte Fraktion können anschließend erfindungsgemäß
i@reiter-
behandelt werden wie es beispielsweise in den Fig. 1 bis 4
darge-
stellt ist. -
Die kleine Fasermengee die entsprechend der-Erfindung als leichte Fraktion anfällt
und in der die genannten ausgedehnten Splitter angereichert sind, kann in bekannter
Weise abgeseiht oder zerfasert werden.The corresponding curve for the relationship between a and p or b and r in the case of separation in a single stage is shown by the straight line V in FIG. 5. From the curves given in FIG. Read values corresponding to different values of p and r. for p - 70% and r = 20 jo, which values, as mentioned above, can be regarded as realisticg results theoretically, i.e. neglecting possible losses in the system: In the system according to FIG. 1 (curve I) s .
a = 34 and b = 0189 - that is, the end fraction E contains 34% of the split
ter and 098% of the fibers fed in at C;
In the system according to FIG. 2 (curve II) s
a = 59 and b - 1121 dh9 the final fraction E contains 59% of the split
ter and 192 °% of the fibers fed at C;
With the investment according to Pig. 3 (curve III) s
a # 84 and b ## 5999 dh9 the end fraction E contains 84 % of the split
ter and 5.9 =% of the fibers fed at 0;
In the system according to Fig. 4 (curve IV) z
a = 94 and b = 1.89 that is, the end fraction E contains 94 of the split
ter and 1.8% of the fibers fed at 0.
Obtrohl - the present invention does not apply to the treatment of
Paper pulp is limited, it follows from the above
the description that it is possible according to the invention; Suspen-
sions of -cÜmixer, semi-chemical or mechanical pulp- of -
extensive.- splinters in a simple and economical way to,
free, with the help of cyclone separators in the manner that
these-impurities are concentrated in a-light fraction
deni -that only a small part of the amount of fiber that the cleaning
treatment treatment, contains. Both the heavy and
even the light fraction can then according to the invention i @ reiter-
are treated as shown, for example, in FIGS. 1 to 4.
represents is. -
The small amount of fiber which accrues as a light fraction according to the invention and in which the said extensive splinters are enriched, can be strained or frayed in a known manner.