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DE3524071A1 - Process and device for the flotation of fibre suspensions - Google Patents

Process and device for the flotation of fibre suspensions

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DE3524071A1
DE3524071A1 DE19853524071 DE3524071A DE3524071A1 DE 3524071 A1 DE3524071 A1 DE 3524071A1 DE 19853524071 DE19853524071 DE 19853524071 DE 3524071 A DE3524071 A DE 3524071A DE 3524071 A1 DE3524071 A1 DE 3524071A1
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Abstract

Process and device for the flotation of fibre suspensions in one or more flotation cells. The suspension quantity to be purified is fed without aeration to the respective flotation cell. The fresh air injected in the bottom part by means of at least one aeration apparatus is utilized for the repeated washing out of the rotating pulp suspension, the amount of circulation required for aeration being greater than the new amount of suspension to be cleaned. The washing out in the individual washing stages proceeds in the co-current or counter-current process. In the last stage, the washing out is carried out using fresh air. After each washing stage, a complete degassing of the pulp suspension is carried out. In the case of more than twofold washing out, the circulation is carried out in the central washing out stages by means of weight difference between the aerated and degassed pulp suspension. In the case of plants having more than one flotation cell, the transport of the suspension from one cell to another cell proceeds by free fall. The flotation froth is conducted away at the surface of the cell.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flotation von Fasersuspensionen entsprechend dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1, sowie Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for flotation of Fiber suspensions according to the preamble of the patent Claim 1, and facilities for carrying out this Procedure.

Es ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens (nach Patentanmeldung Nr. p 31 27 290.8 vom 10. Juli 1981) bekanntgeworden. Bei dieser Einrichtung wird die gesamte Suspensionsmenge am Boden des Flotationsbehälters über einen Injektor zugeführt. Durch die nur unzureichende Ausnützung der Luft arbeitet die Anlage mit unbefriedi­ gendem Wirkungsgrad.It is a facility to carry out the procedure (after patent application No. p 31 27 290.8 dated July 10, 1981) known. With this facility, the entire Amount of suspension at the bottom of the flotation tank fed an injector. Due to the insufficient Using the air, the system works with unsatisfied efficiency.

Nach der Erfindung wird ein Flotationsverfahren vorge­ schlagen, bei dem die eingebrachte Luft mehrmals verwendet wird, sowie Einrichtungen, die die Ausführung dieses Verfahrens auf einfache Weise gestatten.According to the invention, a flotation process is featured beat, using the air introduced several times will, as well as facilities that carry out this Allow procedure in a simple manner.

Der Energiebedarf einer Flotationsanlage hängt neben der erforderlichen Durchsatzmenge ausschließlich von der, z. B. durch einen Injektor, zugeführten Luftmenge ab und kann durch mehrmalige Verwendung der Luft wesentlich reduziert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bis 5 gelöst. Besonders zweckmäßige erfindungsmäßige Ein­ richtungen ergeben sich durch die Unteransprüche 6 bis 14. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der dazu entwickelten Einrichtungen gemäß den Figuren erläutert, welche im einzelnen verschiedene Ausführungs­ formen dieser Einrichtungen zeigen, wobei die mit jeweils "b" bezeichnete Figur die entsprechende Draufsicht der jeweiligen Ausführungsform darstellt. In den Figuren ist mit 1 bzw. 1′ bzw. 1′′ oder 1′′′ der als stehender Zylinder ausgeführte Flotationsbehälter bezeichnet, in welchem die neu zu reinigende Suspensionsmenge im oberen bzw. mittleren Teil des Flotationsbehälters nahezu tangential zugeführt wird. Durch die dadurch erreichte Rotationsbewegung wird der Neustoff gleichmäßig durch die im unteren Teil des Flotationsbehälters eingebrachte Frischluft zum ersten mal ausgewaschen. In der anschließenden Ringkammer 2-2′-2′′- 2′′′ wird die Suspension vollkommen entlüftet, indem die abwärtsgehende Strömung so gewählt wird, daß die senkrechte Komponente kleiner ist als die Aufstiegs­ geschwindigkeit der Luftbläschen, und zwar auch derer, an die sich bereits Schmutzpartikel angelagert haben sollten. Der so vorgereinigte Stoff wird mit einer gewissen Zirkulationsmenge der Druckerhöhungspumpe 3-3′- 3′′-3′′′ zugeführt, die den Begasungsapparat 4-4′-4′′-4′′′ speist, in welchem die Frischluft in die Suspensionsmenge ein­ gemischt wird.The energy requirement of a flotation plant depends not only on the required throughput, but also on the. B. by an injector, the amount of air supplied and can be significantly reduced by repeated use of the air. This object is achieved by the characterizing features of claims 1 to 5. Particularly expedient devices according to the invention result from subclaims 6 to 14. The method according to the invention is explained below with the aid of the devices developed for this purpose according to the figures, which show various execution forms of these devices in detail, the figure denoted in each case by “b” correspondingly Top view of the respective embodiment. In the figures, 1 or 1 ' or 1'' or 1''' of the flotation tank designed as a standing cylinder is referred to, in which the newly cleaned suspension amount in the upper or middle part of the flotation tank is supplied almost tangentially. As a result of the rotational movement thus achieved, the new substance is washed out evenly for the first time by the fresh air introduced into the lower part of the flotation container. In the subsequent annular chamber 2 - 2 ' - 2'' - 2''' the suspension is completely deaerated by choosing the downward flow so that the vertical component is less than the rate of ascent of the air bubbles, including those at that should have already accumulated dirt particles. The pre-cleaned material is fed with a certain circulation amount of the booster pump 3 - 3 ' - 3'' - 3''' , which feeds the gassing device 4 - 4 ' - 4'' - 4''' , in which the fresh air into the Amount of suspension is mixed.

Um eine gleichmäßige Belüftung des ganzen Behälter­ querschnittes zu erreichen, wird ein in der Mittelachse des Behälters angeordneter zentraler Austritt 5-5′-5′′-5′′′ mit radialen-horizontalen Strömungslinien oder viele auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Luft-Suspensions- Austritte 6-6′-6′′-6′′′, auf einer Ebene angeordnet, mit horizontalen und nahezu tangentialen Strömungslinien, vorgesehen. Die Luft-Stoff Suspension wird im unteren Teil des Flotationsbehälters zugeführt.In order to achieve uniform ventilation of the entire container cross-section, a central outlet 5 - 5 ′ - 5 ′ ′ - 5 ′ ′ ′ arranged in the central axis of the container is provided with radial-horizontal flow lines or many air suspension distributions evenly distributed over the circumference. Exits 6 - 6 ' - 6'' - 6''' , arranged on one level, with horizontal and almost tangential flow lines, provided. The air-substance suspension is fed into the lower part of the flotation tank.

Die Lage der horizontalen Ausströmung ist in den Fig. 2a-3a-4a so gewählt, daß die zunächst wenig von der Horizontalen abweichenden Strömungslinien sich an­ schließend in eine aufwärts- und eine abwärtsgehende Strömung teilen können. Dabei ist der Querschnitt der Ringkammer 7′-7′′-7′′′ des Flotationsbehälters so gewählt, daß die senkrechte Komponente der Abwärtsströmung kleiner ist als die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luft­ bläschen, und zwar auch derer, an die sich bereits Schmutzpartikel angelagert haben.The position of the horizontal outflow is chosen in FIGS . 2a-3a-4a so that the flow lines, which initially differ little from the horizontal, can then be divided into an upward and a downward flow. The cross section of the annular chamber 7 ' - 7'' - 7''' of the flotation tank is chosen so that the vertical component of the downward flow is smaller than the rate of rise of the air bubbles, including those to which dirt particles have already accumulated.

In Fig. 1a ist die Lage der horizontalen Ausströmung so gewählt, daß die zunächst wenig von der Horizontalen abweichenden Strömungslinien sich ausschließlich in eine aufwärtsgehende Strömung umformen.In Fig. 1a, the position of the horizontal outflow is selected so that the flow lines, which initially differ little from the horizontal, are converted exclusively into an upward flow.

In der anschließenden Ringkammer 7 wird der Fertigstoff vollkommen entlüftet, indem die abwärts gehende Strömung so gewählt wird, daß die senkrechte Komponente kleiner ist als die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luftbläschen, und zwar auch derer, an die sich bereits Schmutzpartikel an­ gelagert haben sollten.In the subsequent annular chamber 7 , the finished material is completely deaerated by choosing the downward flow so that the vertical component is less than the rate of ascent of the air bubbles, including those to which dirt particles should have already accumulated.

Bei den unter den Fig. 1a-2a-3a-4a dargestellten Verfahren wird der zu behandelnde Stoff zuletzt mit unverbrauchter Frischluft ausgewaschen, bevor die Suspensi­ onsmenge als Fertigstoff die Flotationszelle verläßt. Der Flotationsschaum sammelt sich oberhalb des Suspensions­ niveaus und kann durch die Rotation der Flüssigkeit leicht am Umfang abgeführt werden.In the method shown in FIGS . 1a-2a-3a-4a, the substance to be treated is last washed out with fresh fresh air before the suspension quantity as finished substance leaves the flotation cell. The flotation foam collects above the suspension level and can be easily removed from the circumference by rotating the liquid.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, daß die Durchsatzmenge über einen weiten Bereich reduziert werden kann. Um kraftwirtschaftlich bei reduzierter Produktion günstig zu liegen, wird empfohlen, die Druckerhöhungspumpe mit einem variablen Antrieb zu versehen.Another advantage of the device according to the invention is that the throughput over a wide range can be reduced. To economically at reduced production, it is recommended the booster pump with a variable drive Mistake.

Bei den unter den Fig. 3a und 4a dargestellten An­ ordnungen für mehr als zweimalige Verwendung der Luft werden eine oder mehrere Auswaschstufen hinzugefügt. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß ohne zusätzliche Einrichtung eine automatische Umwälzung der zu reinigenden Suspensionsmenge erfolgt, aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes der mit Luft angereicherten Suspensionsmenge und der entlüfteten Suspensionsmenge.In the arrangements shown in FIGS . 3a and 4a for more than two uses of air, one or more washout stages are added. The device according to the invention has the advantage that, without additional device, the suspension amount to be cleaned is automatically circulated, owing to the different specific weight of the suspension amount enriched with air and the deaerated suspension amount.

Zur Unterstützung der Rotation in der Flotationszelle kann eine Teilmenge 6-6′-6′′-6′′′ mit oder ohne zusätzlicher Belüftung tangential zugeführt werden.To support the rotation in the flotation cell, a subset 6 - 6 ' - 6'' - 6''' can be added tangentially with or without additional ventilation.

In Fig. 5 ist die Anordnung für eine Anlage mit mehr als einer Zelle dargestellt. Als Niveauregelung wird ein Überlaufkasten vorgeschlagen.In FIG. 5, the arrangement is shown for a system with more than one cell. An overflow box is proposed as a level control.

Claims (15)

1. Verfahren zur Flotation von Fasersuspensionen in einem Flotationsbehälter, wobei die neu zu reinigende Suspens­ ionsmenge ohne Belüftung im oberen, bzw. mittleren Teil der Flotationszelle zugeführt und der Fertigstoff im unteren Teil des Flotationsbehälters abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die im unteren Teil mittels mindestens einem Begasungsapparat injizierte Frischluft mehrmals zur Auswaschung der in Rotation befindlichen Stoffsuspension benützt wird.1. A process for flotation of fiber suspensions in a flotation tank, the new amount of suspension to be cleaned being supplied without ventilation in the upper or middle part of the flotation cell and the finished material being drawn off in the lower part of the flotation tank, characterized in that the means in the lower part at least one gassing device injected fresh air is used several times to wash out the rotating material suspension. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Auswaschstufe eine vollständige Entlüftung erfolgt, indem die Sinkgeschwindigkeit der Suspension kleiner als die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luftbläschen, gegebenenfalls auch derjenigen, die bereits an Schmutz­ partikeln angelagert sind, ist.2. The method according to claim 1, characterized in that Complete venting after each washout stage is done by the rate of descent of the suspension less than the ascent rate of the air bubbles, possibly also those who already have dirt particles are attached. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnützung der Luft im Gegenstromverfahren erfolgt und die Auswaschung in der letzten Stufe mit Frischluft erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the The air is used in a countercurrent process and the Wash out in the last stage with fresh air. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswaschung in jeder Waschstufe sowohl im Gleichstrom, als auch im Gegenstrom erfolgen kann.4. The method according to claim 1, characterized in that the Washout in each washing stage, both in direct current and can also take place in countercurrent. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zweimaliger Auswaschung die Zirkulation bei den mittleren Auswaschstufen mittels Gewichtsunterschied der begasten und entgasten Stoffsuspension erfolgt. 5. The method according to claim 1, characterized in that at more than twice washing out the circulation in the average washout levels by weight difference of fumigation and degassing stock suspension.   6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flotationsbehälter 1-1′-1′′-1′′′ als stehender Zylinder ausgeführt ist und die neu im Flotationsbehälter zu behandelnde Suspension, hier als Qzu bezeichnet, in der oberen bzw. mittleren Behälterhälfte zugeführt und der Fertigstoff, hier als Qab bezeichnet, in der unteren Behälterhälfte abgezogen wird und die im Behälter befindliche Suspensionsmenge mittels mindestens einem Begasungsapparat 4-4′-4′′-4′′′, dessen Ausströmung im unteren Behälterteil erfolgt, belüftet wird.6. Device for performing the method according to claims 1 to 5, characterized in that the flotation tank 1 - 1 ' - 1'' - 1''' is designed as a standing cylinder and the suspension to be treated newly in the flotation tank, here as Qzu referred to, supplied in the upper or middle half of the container and the finished material, here referred to as Qab, is drawn off in the lower half of the container and the amount of suspension in the container by means of at least one gassing device 4 - 4 ' - 4'' - 4''' , the Outflow takes place in the lower part of the container, is aerated. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspensionszu- und abführung, zur Erzeugung einer Rotationsbewegung, tangential oder nahezu tangential erfolgt.7. Device according to claim 6, characterized in that the suspension supply and discharge, to generate a Rotational movement, tangential or almost tangential he follows. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Rotationsbewegung ein zusätz­ licher Bypass 6-6′-6′′-6′′′ mit nahezu tangentialem Einlauf mit oder ohne Begasungsapparat 4-4′-4′′-4′′′ angeordnet wird.8. Device according to claim 6 and 7, characterized in that to support the rotational movement an additional Licher bypass 6 - 6 ' - 6'' - 6''' with an almost tangential inlet with or without gassing device 4 - 4 ' - 4'' - 4 '''is arranged. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführung der im Begasungsapparat 4-4′-4′′-4′′′ belüfteten Stoffsuspension durch einen zentral angeordneten Austritt 5-5′- 5′′-5′′′ mit radialen und horizontalen Strömungslinien oder durch viele auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Austritte 6-6′-6′′-6′′′, auf eine Ebene angeordnet mit horizontalen und nahezu tangentialen Strömungslinien, erfolgt.9. Device according to claims 6 to 8, characterized in that the supply of the fumigator 4 - 4 ' - 4'' - 4''' ventilated stock suspension through a centrally located outlet 5 - 5 ' - 5'' - 5th ''' With radial and horizontal flow lines or through many outlets evenly distributed over the circumference 6 - 6' - 6 '' - 6 ''' , arranged on one level with horizontal and almost tangential flow lines. 10. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftung des Stoffes nach jeder Wasch­ stufe in Ringkammern 2-2′-2′′-2′′′ und 7-7′-7′′-7′′′ erfolgt, wobei der Querschnitt so gewählt wird, daß die Sinkgeschwindigkeit der Suspension kleiner als die Auf­ stiegsgeschwindigkeit der Luftbläschen, gegebenenfalls auch derjenigen, die bereits an Schmutzpartikeln angelagert sind, ist. 10. Device according to claims 6 to 9, characterized in that the venting of the substance after each washing stage in annular chambers 2 - 2 ' - 2'' - 2''' and 7 - 7 ' - 7'' - 7''' Takes place, the cross section being chosen so that the sinking rate of the suspension is less than the rate of rise of the air bubbles, possibly also those that are already attached to dirt particles. 11. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführung zu jeder Waschstufe so erfolgt, daß entweder eine Gleichstrom- oder Gegenstrom­ wäsche erzielt wird.11. Device according to claims 6 to 10, characterized records that the feed to each washing stage so that either a cocurrent or countercurrent occurs laundry is achieved. 12. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei mehr als zweistufiger Auswaschung der Querschnitt der Verbindungsleitung oder des Verbindungs­ durchbruches 8′′ und 8′′′ so gewählt wird, daß die gewünschte Zirkulation durch Gewichtsunterschied der begasten und entgasten Suspension erfolgt.12. Device according to claims 6 to 11, characterized in that with more than two-stage washout, the cross section of the connecting line or the connection breakthrough 8 '' and 8 ''' is chosen so that the desired circulation by weight difference of the fumigated and degassed Suspension takes place. 13. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flotationsschaum an der Oberfläche durch die Rotation der Suspension über ein wehr außen abgeführt wird. Hier als Schab bezeichnet.13. Device according to claims 6 to 12, characterized in that the flotation foam is removed on the surface by the rotation of the suspension via a weir outside. Here referred to as scraping . 14. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Anlagen mit mehreren Flotationsbehältern die Aufstellung so erfolgt, daß die Suspension von einem Behälter zum anderen Behälter durch freies Gefälle erfolgt. Hier dargestellt in Fig. 5.14. Device according to claims 6 to 13, characterized in that in systems with several flotation tanks, the installation is carried out so that the suspension from one container to the other container takes place through a free gradient. Shown here in Fig. 5. 15. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fördermenge der Pumpe zum Begasungs­ apparat größer als die neu zu reinigende Suspensions­ menge ist.15. Device according to claims 6 to 14, characterized records that the delivery rate of the pump for fumigation apparatus larger than the newly cleaned suspension quantity is.
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