DE20114704U1

DE20114704U1 - Hydrozyklonanlage zur Reinigung und Entgasung einer Faserstoffsuspension

Info

Publication number: DE20114704U1
Application number: DE20114704U
Authority: DE
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2011-09-07

Description

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5. September 2001

VOITH PAPER PATEMT GmbH Hydrozyklonanlage zur Reinigung und Entgasung einer Faserstoffsuspension

Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklonanlage mit mehreren Hydrozyklonen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich werden Hydrozyklone verwendet, um Flüssigkeiten, in denen sich Stoffe von unterschliedlichem Sinkverhalten befinden, durch starke Zentrifugalkräfte zu fraktionieren. So ist es z.B. möglich, die in einer Faserstoffsuspension, wie sie zur Erzeugung von Papier verwendet wird, enthaltenen Störstoffe aufzukonzentrieren und durch einen Rejektanschluss aus dem Hydrozyklon abzuleiten. Die von Störstoffen befreite Fraktion, nämlich der Gutstoff, wird durch den Gutstoffanschluss abgeführt und weiter verwendet. Hydrozyklonanlagen haben oft auch den Zweck, zumindest einen großen Teil der in der Flüssigkeit enthaltenen Gase, z.B. die Luft, ebenfalls zu entfernen. Dazu wird der Gutstoff nach Verlassen des Hydrozyklons unter Unterdruck gesetzt, so dass die Gase austreten und separat abgeführt werden können. Diese Vorgänge sind an sich bekannt, ebenso die Tatsache, dass ein guter Effekt nur gewährleistet ist, wenn die Hydrozyklone eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Bei einer Hydrozyklonanlage, die für größere Durchsatzmengen ausgelegt ist, wird daher eine Mehrzahl - oft sogar eine Vielzahl - von Hydrozyklonen benötigt. Diese werden dann parallel von der zu reinigenden Flüssigkeit durchströmt, was bedeutet, dass der Flüssigkeitsstrom in eine Vielzahl von kleineren Teilströmen aufgeteilt werden muss. Hierzu können z.B. Verteilvorrichtungen, wie sie im folgenden noch beschrieben werden, verwendet werden.

Aus der DE 41 06 140 A1 ist eine Anlage bekannt, bei der die Gutstoffe einer Vielzahl von Hydrozyklonen zusammengeführt und in eine Entlüftungskammer geleitet werden. In dieser werden sie durch eine Lochplatte aufgeteilt und gelangen dann in ein unter

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Unterdruck gehaltenes Entgasungsvolumen. Die Anlage ist an sich recht wirksam, erfordert aber einen hohen apparativen Aufwand.

In anderen Fällen ist die Rohrleitung, die den Gutstoff aus dem Hydrozyklon ausleitet mit einem Zentralrohr (Entlüftungsrohr) versehen, das an den Unterdruck angelegt wird. Beispiele hierfür zeigt die US 4,267,048. Auch diese Anlage ist aufwendig im Aufbau und komplex. Bei der oft üblichen großen Anzahl von Hydrozyklonen sind viele Anschlüsse herzustellen, was ebenfalls mit hohen Kosten verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Hydrozyklonanlage zu schaffen, mit der sowohl eine gute Schwerteilentfernung, als auch eine ausreichende Entgasung von faserstoffhaltigen Suspensionen erfolgen kann. Die Anlage soll modular aufgebaut werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Die erfindungsgemäße Hydrozyklonanlage kann je nach Größe eine oder mehrere Gruppen enthalten, die mit Vorteil untereinander gleich oder ähnlich sind. Der bekannte - wegen seiner Größe schwer zu handhabende - zentrale Entlüftungsbehälter entfällt und wird durch mehrere leicht zu standardisierende Teile ersetzt. Bei mehrstufigen Anlagen, also solchen, bei denen der Schwerstoffrejekt aus einer stromaufwärtigen Stufe in den Einlauf der stromabwärtigen Stufe eingeführt wird, ergeben sich zusätzliche Vorteile: Zunächst sind die bekannten zentralen Entlüftungsbehälter bei solchen Anlagen sehr groß und schwer. Hinzu kommt aber, dass bei Betriebsstörungen in diesem Entlüftungsbehälter schädliche Vermischungen von unterschiedlich gereinigten Gutstoffen auftreten können. Das wird zuverlässig vermieden, wenn es - wie beim Erfindungsgegenstand möglich - keine Entgasungskammern gibt, die zu verschiedenen Stufen gehören.

Eine spezielle Verteilvorrichtung enthält ein teilweise zylindrisches Rohr. Dieses wird

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durch eine Trennwand in einen Zulauf- und in den Entgasungsteil geteilt, wobei Letzterer mit Vorteil einen größeren Durchmesser hat. Aus dem Zulaufraum wird die anströmende Flüssigkeit, z.B. eine Faserstoffsuspension, gleichmäßig auf die angeschlossenen Hydrozyklone verteilt. Mit dieser einfachen Maßnahme ist die mengengleiche Versorgung der einzelnen Hydrozyklone möglich. Das gilt besonders, wenn gleiche Hydrozyklone gleichmäßig am Umfang des Strömungsteiles angeordnet sind. Der Aufbau der Anlage ist einfach und übersichtlich.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden beschrieben an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Hydrozyklonanlage, geschnitten, in

Seitenansicht;
Fig. 2 eine Darstellung von zwei Gruppen der Hydrozyklonanlage.

Die in der Fig. 1 gezeigte Hydrozyklonanlage erhält die zu reinigende Suspension 18 durch eine hier nicht gezeigte Zulaufleitung, welche in die Verteilvorrichtung von unten einmündet. Diese Verteilvorrichtung weist ein senkrechtes Rohr mit einer zylindrischen Seitenwand 11 auf, das oben durch eine geschlossene Trennwand 13 geteilt ist. Stromaufwärts zu dieser Trennwand 13, d.h. also zulaufseitig, befindet sich eine Anzahl von Öffnungen 12 zur Aufnahme der Zulaufanschlüsse 2 der seitlich angeordneten Hydrozyklone 1. In dieser Figur ist lediglich einer der Hydrozyklone 1 gezeichnet. In der Regel sind die Hydrozyklone 1, die bei einer solchen Anlage verwendet werden, untereinander gleich. Der Hydrozyklon 1 ist so aufgebaut, dass die Leichtteil-Fraktion als Gutstoff über den zentralen Gutstoffanschluss 3 abgeführt wird. Im oberen Teil der Verteilvorrichtung befindet sich in dem Entgasungsbehälter 17 die Entgasungskammer 7. Gespeist wird dieser Entgasungsbehälter durch die zu dieser Gruppe gehörenden Gutstoffanschlüsse 3 der entsprechenden Hydrozyklone 1. Da in der Entgasungskammer 7 über den Anschluss 8 Unterdruck angelegt werden kann, werden die aus dem Suspensionsstrahl 5 austretenden Gase entfernt. Die so entgaste Suspension sammelt sich im unteren Teil des Entlüftungsbehälters 17 und wird über das Gutstoffrohr 10 abgeführt. In der Entgasungskammer stellt sich ein Flüssigkeitsniveau

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9 ein, welches hier durch das Überlaufwehr 14 konstant gehalten wird. Der am Überlaufwehr 14 angefallene Überlauf 15 kann z.B. zur Versorgungspumpe der Hydrozyklone 1 zurückgeführt werden.

Die Hydrozyklone 1, von denen in dieser Figur einer dargestellt ist, erfüllen auch die Aufgabe, die in der zugeführten Suspension 18 enthaltenen Schwerteile durch Zentrifugalwirkung auszuscheiden. Zu diesem Zweck befindet sich am unteren Teil des Abscheidekonus ein Rejektanschluss 4, der hier in eine ringförmig geführte Rejektleitung 16 einmündet. Die Rejekte können aber auch über eine gerade Leitung, die zu mehreren Gruppen gehört, abgeführt werden.

Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau der Hydrozyklonanlage ist besonders einfach. Es sind aber ohne weiteres Abweichungen von dieser Anordnung vorstellbar. So kann z.B. die Verteilvorrichtung auch oval sein oder einen polygonförmigen Grundriss haben.

In Figur 2 ist ein etwas größerer Teil der erfindungsgemäßen Hydrozyklonanlage dargestellt. Sie zeigt zwei Gruppen 6 mit je sechs Hydrozyklonen 1. Zu jeder Gruppe gehört ein Entlüftungsbehälter 17, in den die Gutstoffanschlüsse 3 der entsprechenden Hydrozyklone einmünden. Die entlüftete Suspension wird wiederum über je ein Gutstoffrohr 10 aus dem Entlüftungsbehälter 17 abgeleitet und in der Gutstoffsammelleitung 19 weitergeführt. Die Zuführung der zu entlüftenden Suspension 18 erfolgt über eine entsprechend große Rohrleitung 20, die mit den benötigten Anschlüssen zu den Gruppen 6 versehen ist. Der Unterdruck für die Entlüftungsbehälter 17 wird über eine zentrale Unterdruckleitung 21 bereitgestellt, die mit den Anschlüssen 8 für Unterdruck verbunden ist. Diese Fig. 2 macht deutlich, dass es mit Vorteil möglich ist, die Hydrozyklonanlage in Modulen aufzubauen, die untereinander im Wesentlichen gleich sein können. Sie bestehen dann mit Vorteil aus einem senkrechten Zentralrohr, um das herum die zu einer Gruppe 6 gehörenden Hydrozyklone 1 gleichmäßig auf einer Kreislinie angeordnet sind. Man kann solche Gruppen 6 auch als Entlüftungssatelliten bezeichnen.

Claims

1. Hydrozyklonanlage

- mit mehreren Hydrozyklonen (1), die je mindestens einen Zulaufanschluss (2), einen Gutstoffanschluss (3) und einen Rejektanschluss (4) aufweisen sowie

- mit mindestens einer Verteilvorrichtung für die Zu- und Abführung von Flüssigkeiten in die Hydrozyklone (1) bzw. aus den Hydrozyklonen sowie

- mit mindestens einer unter Unterdruck setzbaren Entgasungskammer,

dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei Hydroryklone (1) so zu einer Gruppe (6) zusammengefasst sind, dass die Gutstoffanschlüsse (3) aller Hydrozyklone (1) dieser Gruppe (6) in einer gemeinsamen Entgasungskammer (7) münden, die mindestens einen Anschluss (8) für Unterdruck aufweist.

2. Hydrozyklonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungskammer (7) Mittel zur Einstellung eines Flüssigkeitsniveaus (9) enthält.

3. Hydrozyklonanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Flüssigkeitsniveaus (9) ein Überlaufwehr (14) vorhanden ist.

4. Hydrozyklonanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutstoffanschlüsse (3) in die Entgasungskammer (7) oberhalb des Flüssigkeitsniveaus (9) münden.

5. Hydrozyklonanlage nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Verteilvorrichtung für jede Gruppe (6) ein Strömungsteil enthält, welches eine in sich geschlossene, vorzugsweise zylindrische Seitenwand (11) hat mit Öffnungen (12) für die Zulaufanschlüsse (2) oder für die Rejektanschlüsse (4) der Hydrozyklone (1) und

- dass sich darüber die durch eine Trennwand (13) abgetrennte Entgasungskammer (7) befindet.

6. Hydrozyklonanlage nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (12) für die Zulaufanschlüsse (2) gleichmäßig über den Umfang der Verteilvorrichtung verteilt sind.

7. Hydrozyklonanlage einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe (6) wenigstens sechs Hydrozyklone (1) enthält.

8. Hydrozyklonanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutstoffanschlüsse (3) von unten in die Entgasungskammer (7) eingeführt sind.

9. Hydrozyklonanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum der Hydrozyklone (1) oder der Gutstoffanschlüsse (3) keine separaten Entlüftungsrohre vorhanden sind.

10. Hydrozyklonanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutstoffanschlüsse (3) zentral in den Hydrozyklonen (1) angeordnet sind.

11. Hydrozyklonanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejektanschlüsse (4) der Hydroryklone (1) in eine ringförmig um die Verteilvorrichtung herum angeordnete Rejektleitung (16) einmünden.

12. Hydrozyklonanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejektanschlüsse (4) der Hydroryklone (1) in eine gerade Rejektleitung einmünden, die zu mehreren Gruppen gehört.

13. Hydrozyklonanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Entgasungskammer (7) in einem Entlüftungsbehälter (17) mit kreisförmigem Grundriss befindet.

14. Hydrozyklonanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (11) einen Grundriss hat, der einem gleichmäßigen Polygon entspricht.