WO1996005363A1 - Verfahren und vorrichtung zum eindicken bzw. zur wäsche von faserstoffen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum eindicken bzw. zur wäsche von faserstoffen Download PDF

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WO1996005363A1 PCT/EP1995/002089 EP9502089W WO9605363A1 WO 1996005363 A1 WO1996005363 A1 WO 1996005363A1 EP 9502089 W EP9502089 W EP 9502089W WO 9605363 A1 WO9605363 A1 WO 9605363A1
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Dietmar Hausjell
Johannes Kappel
Wilhelm Mausser
Peter Scheucher
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Andritz Patentverwaltungs GmbH
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    • B01D2201/282—Filtering elements with a horizontal rotation or symmetry axis

Definitions

  • the invention relates to a method for thickening or washing fiber material, in which a fiber material mat is formed on the surface of at least one permeable filter surface of at least one filter element, which rotates about an axis and through or in one with filtrate or washing liquid at least partially filled trough is moved.
  • the invention further relates to an apparatus for performing the method.
  • Such methods and devices which are also referred to as washing filters, are known, a fibrous mat being formed on the outside of a permeable, rotating drum.
  • the liquid and the washing liquid are passed in a radial direction through the fiber mat and the drum jacket.
  • the main disadvantage of these units is the relatively low maximum throughput.
  • a large number of such units with the required space and the corresponding additional equipment would be required for the plant throughputs of over 1,500 tons / day that are required today.
  • So-called twin-wire presses are known as further units which serve to thicken or wash fiber materials. These units achieve a large part of the washing efficiency by squeezing out the fabric. With additional displacement washing zones, only relatively minor improvements in washing efficiency are possible.
  • the plant throughputs currently required for the twin-wire presses also require a large number of individual machines with the associated disadvantages.
  • the aim of the invention is therefore to provide an aggregate that can process high specific throughputs in a small space with high washing efficiency.
  • the invention is therefore characterized in that the washing liquid is passed through this filter surface or fibrous mat essentially axially parallel and approximately in the normal direction to the at least one filter surface provided at least transversely to the axis or approximately transversely to the fibrous mat formed thereon and / or in particular, the liquid is discharged from the fibrous mat essentially parallel to the axis, the dewatering and / or washing from two opposite directions into the cavity Filter element can take place, for which purpose in particular the washing liquid is supplied from two opposite directions approximately in the normal direction filter surfaces or fiber mats provided on both sides of the filter element. This is achieved by using filter elements designed as disks. Due to the flow of the liquids in opposite directions into the cavity of a filter element, large filter areas can be realized in a very small space. In addition, compressive forces that occur cancel each other out, which means a considerable advantage over previous designs.
  • a preferred development of the invention is characterized in that the pressure on the fiber mat is preferably increased continuously in the area of dewatering. This increase in pressure makes it possible to achieve particularly good results in dewatering, and the area required to form the fibrous mat can be greatly reduced.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that the pressure on the fibrous mat can be adjusted or regulated, at least at the end of the dewatering zone or time. Due to the adjustability of the pressure on the fibrous mat, different input conditions of the fibrous material or fluctuations in the composition of the fibrous material can be compensated for, particularly with controllability, and optimal fibrous mat formation or drainage can thus always be achieved.
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that the fiber suspension is distributed uniformly in the direction perpendicular to the axis over the filter element. Due to the even distribution of the fiber suspension radially over the filter element, even dewatering and mat formation and, subsequently, even washing are possible. Only the even application of the fiber suspension on the filter element, which is symmetrical, ensures optimal use of the filter area with the lowest washing liquid consumption.
  • filtrate with different qualities is drawn off separately.
  • different results arise, in particular due to the loading with the smallest fibers Qualities of the filtrate. If the filtrate with different qualities, such as turbid filtrate, clear filtrate, super clear filtrate, is drawn off separately, partial flows of the filtrate can be returned to the process, for example as washing liquid.
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that the filtrate is circulated during the thickening. If the thickening of the pulp suspension to form a pulp mat is primarily desired as the end product of the process, the washing being required only to a very small extent or not at all, the return of the filtrate in the circuit can generate a corresponding additional pressure in the filter trough, which drains the water significantly improved.
  • a favorable further development of the method according to the invention is characterized in that the fiber mat is penetrated with two different washing water qualities.
  • wash water already contaminated with fibers can be used in one area and an unpolluted wash water (e.g. fresh water) can be used in the end area of the wash zone. This can greatly reduce the wash water consumption.
  • This procedure in particular in connection with the deduction of different filtrate qualities, results in a particularly favorable procedure.
  • a further development of the invention is characterized in that the removal of the fibrous mat is carried out or supported by a fluid jet, air, steam or high pressure water, for example filtrate, being able to be used as the fluid.
  • a fluid jet air, steam or high pressure water, for example filtrate
  • the support of the removal of the fibrous material mat by a fluid jet makes it possible to achieve higher speeds and thus higher throughputs, since in this case the removal of the fibrous web from the surface of the filter element takes place practically completely and without residues.
  • the invention also relates to a device for thickening or washing fibrous material with a rotating filter element which is moved through a trough, and is characterized in that the filter elements are provided from disks oriented perpendicular to the axis of rotation and are preferably constructed from segments.
  • the filter elements are provided from disks oriented perpendicular to the axis of rotation and are preferably constructed from segments.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that the filter elements are mounted on a hollow shaft which is connected to a valve (control head) with at least two separate areas.
  • a valve control head
  • the removal of filtrate with different qualities can be achieved in a simple manner.
  • the valve stands still, the ends of the filtrate tubes provided in the hollow shaft being guided past the individual areas in the course of the filtration cycle.
  • a particularly advantageous further development of the invention is characterized in that a wedge-shaped drainage area, in particular a wedge, is provided on each side of the disk for dewatering the fibrous suspension, which can be adjustable at least at its end, the adjustable end with a compressed air or hydraulic cylinder can be connected. Due to the wedge-shaped drainage area, the formation of the fibrous mat and the greatest possible drainage can be achieved. If the wedge is designed to be adjustable and, in particular, pressed with pneumatic or hydraulic cylinders, the wedge geometry can also be optimally adapted to the requirements, even in the event of fluctuating operating conditions, even during operation.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that a separating plate is provided in the area of the washing liquid in the filter trough.
  • the flow in the filter trough can be influenced by the separating plate in such a way that material particles detached from the fiber mat are applied again to the fabric web, so that they cannot accumulate in the washing pond.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that a take-off scraper is provided which is connected to a supply line for a fluid, wherein the supply line can be an air line, a steam line or a line for high pressure water, for example filtrate. Becomes 5363 PC ⁇ 7EP95 / 02089
  • a fluid jet is applied, so the fiber mat can be removed practically without residue from the surface of the filter element.
  • the fluid jet practically acts like a knife.
  • a favorable embodiment of the device according to the invention is characterized in that a distribution tube is provided for the fiber supply, which preferably extends horizontally, in the radial direction over the filter disk and can taper towards the axis.
  • the supply of fiber in the radial direction via the filter disk allows a practically uniform task of the fiber substrate and thus also the prerequisites for uniform dewatering and washing to be achieved particularly cheaply. Due to the tapering of the distribution pipe towards the axis, the pressure of the material feed can be kept practically the same at all points of the filter element.
  • a pressure hood is provided which is tightly connected to the filter trough and is sealed on the shaft from the surroundings.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that several disks are provided, a separating plate in the filter trough and a separation of the filtrate tubes as well as separate fiber material and filtrate supply and removal devices being provided for each zone.
  • This embodiment of the invention makes it possible to implement two complete washing stages in one unit. As a result, the equipment required for a multi-stage wash can be significantly reduced.
  • FIG. 1 shows the flow diagram of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a device according to the invention
  • FIG. 3 shows a view or a cross section of an embodiment according to the invention
  • FIG. 4 shows a view 5 shows a section along line VV in FIGS. 4 and 6 represent a flow diagram with a possible further variant of the invention.
  • FIG. 1 shows the flow diagram of a system with a device according to the invention, the fibrous material being fed from a material chest 1 by means of a fabric pump 2 via a fabric line 3 onto the filter disk 5 of a (washing) filter 4.
  • a fabric pump 2 via a fabric line 3 onto the filter disk 5 of a (washing) filter 4.
  • the consistency of the fiber suspension is approx. 1% when operating as a vacuum washer, approx. 2 to 3% for operation as a pressure washer or approx. 2 to 3% for use as a thickener.
  • Pulp, wood pulp or waste paper come into consideration as fiber materials.
  • the material is fed symmetrically on both sides of the filter disc.
  • the filter disk 5 is guided through a filter trough 6, which is at least partially filled with filtrate or washing water, or is moved therein.
  • a pressure hood 7 is attached above the filter trough 6.
  • the filtrate is discharged via a filtrate line 8,8 'into a filtrate container 9,9' and further used by means of filtrate pumps 10,10 ', depending on the quality of the filtrate.
  • Fresh wash water is removed from a wash water tank 11 and introduced into the filter trough 6 from below by means of a pump 12 via a line 13, an additional line 14 for feeding the wash water from above can also be provided.
  • the line 13 can be fed with filtrate from one of the filtrate containers 9.9.
  • the dehumidified and optionally washed fibrous mat is fed via a discharge chute and corresponding pipeline 15 to a so-called repulper screw 16, from which it is then passed into a fabric tower or stacking tunnel 17 and from there by means of a fabric pump 18, which also has a central or High consistency pump can be dissipated.
  • the consistency of the fiber mat after thickening or washing is between 10 and 20% depending on the quality. In general, a consistency of around 15 to 16% is achieved.
  • the removal of the fibrous mat from the filter disk 5 takes place with the aid of a removal scraper 19 which is connected to a compressed air, pressurized water or steam line 20 for support.
  • the pressure in the pressure hood 7 is generated by means of a compressor 21.
  • the filter disk 5 is in this case attached to a filter shaft 22 which is mounted in bearings 23.
  • the cavity of the filter disk 5 is connected to filtrate tubes 24, which in turn are in the control head 25, which is also referred to as a valve will lead to.
  • the control head 25 which is also referred to as a valve will lead to.
  • wedge plates 26 are provided on both sides of the filter disk 5, which in this area have a favorable influence on the formation of the fibrous mat and the drainage.
  • the gap 36 present between the wedge plates 26 and the surface of the filter disk 5 is approximately 30 to 50 mm at the beginning and tapers to approximately 5 to 15 mm to the end.
  • the wedge plates can be adjusted or regulated accordingly, at least in their ends, by means of adjusting devices which are connected to compressed air or hydraulic cylinders.
  • FIG. 3 shows a view of the filter disk 5 which is moved in a filter trough 6.
  • the supply of the fibrous material takes place via the material distribution device 28, which extends radially over the filter element.
  • the tapering of the material distribution device 28 towards the axis results in a uniform pressure distribution and thus an even application of the fiber suspension over the radius of the filter disk.
  • the filter disk 5 now rotates in the direction 36, the fiber suspension applied, which is applied symmetrically on both sides of the filter disk 5, being introduced between the wedge plates 26 likewise attached on both sides and the filter disk 5. Due to the substantially continuous decrease in the distance between the wedge plates 26 and the surface of the filter disc 5, the pressure on the fiber suspension is also continuously increased and thus a constant drainage is ensured.
  • the wash water is fed into the trough 6 via a wash water supply connection 29 and is then passed to the wedge region through the fiber mat already formed. Due to the pressure of the washing liquid on the wedge plates, complicated and complex mechanical support of the wedge plates can be avoided. A large part of the forces necessary for the drainage can be applied by this liquid pressure. After the fibrous mat emerges from the wash pond, the consistency is increased by penetrating the air. After the valve 25 has blocked further removal of the filtrate, the fibrous mat is removed via a scraper 19 and falls into a discharge chute. The material removal can be supported by blowing in air, steam or through filtrate nozzles.
  • FIGS. 4 and 5 show a possible structure of a filter segment 30.
  • the filter disc can be composed of several filter segments 30, but a one-piece filter disc is also conceivable.
  • In the filter segment there are a number of support ribs 31 on which a perforated plate or screen plate 32 is attached.
  • the inclination of the support ribs can also be specifically adapted to the inclination of the take-off scraper in order to achieve an even more favorable removal of the filtrate and to avoid any rewetting.
  • the liquid enters the cavity 33 of the filter segment 30 through the perforated plate 32 and is discharged into the filtrate pipes through a filtrate discharge opening 35, which is located in the fastening flange 34.
  • FIG. 6 A variant of the invention, in which two complete washing stages are implemented in one unit, is shown in FIG. 6.
  • a two-stage pressure washer can also be provided by attaching a pressure hood.
  • the differential pressure for dewatering or washing can be caused, on the one hand, by atmospheric pressure on the surface of the filter element 5 and vacuum in the interior of the filter element or also by excess pressure in the pressure hood, which acts on the surface of the filter element 5 and atmospheric pressure in the interior of the filter element or a combination of positive pressure on one side and negative pressure (vacuum) on the other side of the fiber mat.
  • the corresponding operating conditions are to be selected according to requirements.
  • the fibrous material is fed from a fabric chest 1 via a fabric pump 2 and a fabric line 3 on both sides to two filter disks 5 of a washing stage, for example.
  • Both the compressive forces due to the material feed and the compressive forces required for the dewatering of the stock suspension and the penetration of the fibrous mat act on both sides of the disks and thereby cancel each other out, which gives a considerable advantage over the previous designs.
  • the filter disks 5 are now moved in the first washing stage through a filter trough 6 '.
  • the filtrate of this stage is fed via a line 8 to a filtrate container 9 and discharged by a pump 10.
  • the dewatered and washed pulp is fed via a line 15 into a repulper screw 16 'and a pulp tower 17', from which the pulp is fed to the second washing stage by means of a pulp pump 18 '.
  • This stage is further supplied with wash water from a wash water tank 11 with a pump 12, this being possible via a line 13 into the trough 6 "or via a line 14 from above.
  • the filtrate 8" of the second wash stage is fed via a filtrate pump 10 " as wash water via a line 13 'of first stage fed into the filtrate container 6 '.
  • the fibrous material of the second washing stage is transported via a line 15 into a repulper screw 16, a subsequent pulp tower 17 and by means of a pulp pump 18.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoff, bei dem eine Faserstoffmatte an der Oberfläche mindestens einer durchlässigen Filterfläche (5) mindestens eines Filterelements gebildet wird, die um eine Achse (22) rotiert und durch einen bzw. in einem mit Filtrat bzw. Waschflüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Trog (6) bewegt wird. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit im wesentlichen achsparallel und etwa in normaler Richtung zur etwa quer zur Achse vorgesehenen mindestens einen Filterfläche mindestens eines Filterelements bzw. etwa quer zur darauf gebildeten Faserstoffmatte durch diese Filterfläche bzw. Faserstoffmatte geleitet wird und bzw. oder insbesondere die Flüssigkeit im wesentlichen achsparallel aus der Faserstoffmatte abgeleitet wird. Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die gekennzeichnet ist dadurch, dass die Filterelemente als senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtete Scheiben (5) vorgesehen und vorzugsweise aus Segmenten aufgebaut sind.

Description

05363 PC17EP95/02089
Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoff, bei dem eine Faserstoffmatte an der Oberfläche mindestens einer durchlässigen Filterfläche mindestens eines Filterelementes gebildet wird, die um eine Achse rotiert und durch einen bzw. in einem mit Filtrat bzw. Waschflüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Trog bewegt wird. Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen, die auch als Waschfilter bezeichnet werden, sind bekannt, wobei eine Faserstoffmatte auf der Außenseite einer durchlässigen, rotierenden Trommel gebildet wird. Die Flüssigkeit sowie die Waschflüssigkeit werden hier in radialer Richtung durch die Faserstoffmatte und den Trommelmantel geleitet. Wesentlicher Nachteil dieser Aggregate ist der relativ geringe Maximaldurchsatz. Für die heute geforderten Anlagendurchsätze von zum Teil über 1500 Tonnen/Tag wäre eine große Anzahl derartiger Aggregate mit dem dafür erforderlichen Platzbedarf und den entsprechenden Zusatzeinrichtungen erforderlich. Als weitere Aggregate, die zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoffen dienen, sind sogenannte Doppelsiebpressen bekannt. Diese Aggregate erzielen einen Großteil der Wascheffizienz durch Auspressen des Stoffes. Durch zusätzliche Verdrängungswaschzonen sind nur relativ geringfügige Verbesserungen der Wascheffizienz möglich. Auch bei den Doppelsiebpressen erfordern die derzeit geforderten Anlagendurchsätze eine große Anzahl von einzelnen Maschinen mit den damit verbundenen Nachteilen.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein Aggregat zu schaffen, das bei hoher Wascheffizienz hohe spezifische Durchsätze auf kleinstem Raum verarbeiten kann.
Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit im wesentlichen achsparallel und etwa in normaler Richtung zur etwa quer zur Achse vorgesehenen mindestens einen Filterfläche mindestens eines Filterelements bzw. etwa quer zur darauf gebildeten Faserstoffmatte durch diese Filterfläche bzw. Faserstoffmatte geleitet wird und bzw. oder insbesondere die Flüssigkeit im wesentlichen achsparallel aus der Faserstoffmatte abgeleitet wird, wobei die Entwässerung und bzw. oder Wäsche aus zwei entgegengesetzten Richtungen in den Hohlraum eines Filterelements erfolgen kann, wozu insbesondere die Waschflüssigkeit aus zwei entgegengesetzten Richtungen etwa in normaler Richtung auf beiden Seiten des Filterelements vorgesehenen Filterflächen bzw. Faserstoffmatten zugeführt wird. Dies wird durch Verwendung von als Scheiben ausgebildeten Filterelementen erreicht. Durch die Strömung der Flüssigkeiten in entgegengesetzte Richtungen in den Hohlraum eines Filterelements können große Filterflächen auf engstem Raum realisiert werden. Außerdem heben sich auftretende Druckkräfte gegenseitig auf, was einen erheblichen Vorteil gegenüber bisherigen Konstruktionen bedeutet.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Entwässerung der Druck auf die Faserstoffmatte, vorzugsweise kontinuierlich, gesteigert wird. Durch diese Drucksteigerung lassen sich besonders gute Ergebnisse in der Entwässerung erzielen, wobei der zur Bildung der Faserstoffmatte erforderliche Bereich stark reduziert werden kann.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Faserstoffmatte, zumindest am Ende der Entwässerungszone bzw. -zeit, einstellbar bzw. regelbar ist. Durch die Einstellbarkeit des Druckes auf die Faserstoffmatte können, insbesondere bei einer Regelbarkeit unterschiedliche Eingangsbedingungen des Faserstoffes bzw. auch Schwankungen der Zusammensetzung des Faserstoffes ausgeglichen und somit immer optimale Faserstoffmattenbildung bzw. Entwässerung erreicht werden.
Eine günstige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffsuspension gleichmäßig in senkrechter Richtung zur Achse über das Filterelement verteilt wird. Durch die gleichmäßige Verteilung der Faserstoffsuspension radial über das Filterelement ist auch eine gleichmäßige Entwässerung und Mattenbildung sowie in weiterer Folge gleichmäßige Waschung möglich. Erst die gleichmäßige Aufgabe der Faserstoffsuspension auf das Filterelement, die symetrisch erfolgt, gewährleistet eine optimale Nutzung der Filterfläche bei geringstem Waschflüssigkeitsverbrauch.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Filtrat mit unterschiedlichen Qualitäten getrennt abgezogen wird. Im Ablauf der Entwässerung bzw. der Wäsche der Faserstoffmatte ergeben sich, insbesondere durch die Belastung mit kleinsten Fasern, unterschiedliche Qualitäten des Filtrats. Wird das Filtrat mit unterschiedlichen Qualitäten, wie z.B. Trübfiltrat, Klarfiltrat, Superklarfiltrat, getrennt abgezogen, können Teilströme des Filtrats z.B. als Waschflüssigkeit wieder in den Prozeß rückgeführt werden.
Eine günstige Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat bei der Eindickung im Kreislauf geführt wird. Wird als Endprodukt des Verfahrens primär die Eindickung der Faserstoffsuspension zu einer Faserstoffmatte gewünscht, wobei die Wäsche nur in ganz geringem Maße bzw. überhaupt nicht erforderlich ist, kann durch die Rückführung des Filtrats im Kreislauf ein entsprechender zusätzlicher Druck im Filtertrog erzeugt werden, der die Entwässerung wesentlich verbessert.
Eine günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffmatte mit zwei unterschiedlichen Waschwasserqualitäten durchdrungen wird. Durch Verwendung von zwei unterschiedlichen Waschwasserqualitäten kann in einem Bereich bereits mit Faserstoffen belastetetes Waschwasser verwendet werden und im Endbereich der Waschzone ein unbelastetes Waschwasser (z.B. Frischwasser) eingesetzt werden. Dadurch kann der Waschwasserverbrauch stark reduziert werden. Diese Vorgangsweise ergibt, insbesondere verbunden mit dem Abzug von unterschiedlichen Filtratqualitäten, einen besonders günstigen Verfahrensablauf.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme der Faserstoffmatte durch einen Fluidstrahl erfolgt bzw. unterstützt wird, wobei als Fluid Luft, Dampf oder Hochdruckwasser, beispielsweise Filtrat, eingesetzt werden kann. Insbesondere die Unterstützung der Abnahme der Faserstoffmatte durch einen Fluidstrahl ermöglicht es, höhere Drehzahlen und damit höhere Durchsätze zu erzielen, da die Abnahme der Faserstoffbahn von der Oberfläche des Filterelements in diesem Fall praktisch vollständig und ohne Rückstände erfolgt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoff mit einem rotierenden Filterelement, das durch einen Trog bewegt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente aus senkrecht zur Rotationsachse ausgerichteten Scheiben vorgesehen und vorzugsweise aus Segmenten aufgebaut sind. Werden die Filterelemente als Scheiben ausgeführt, lassen sich große Filterflächen auf engstem Raum unterbringen. Weiters heben sich auftretende Druckkräfte auf, wodurch geringere Blechstärken verwendet werden können und auch keinerlei AbStützkonstruktionen erforderlich sind. Durch den Aufbau aus Einzelsegmenten wird die Montage und Wartung der Vorrichtung wesentlich verbessert und erleichtert.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente auf einer Hohlwelle angebracht sind, die mit einem Ventil (Steuerkopf) mit mindestens zwei getrennten Bereichen in Verbindung steht. Durch die Verwendung eines Ventils mit mindestens zwei getrennten Bereichen läßt sich in einfacher Weise der Abzug von Filtrat mit unterschiedlichen Qualitäten erreichen. Das Ventil steht dabei still, wobei die Enden der in der Hohlwelle vorgesehenen Filtratrohre im Laufe des Filtrationszykluses an den einzelnen Bereichen vorbeigeführt werden.
Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwässerung der Faserstoffsuspension auf jeder Seite der Scheibe ein keilförmiger Entwässerungsbereich, insbesondere ein Keil, vorgesehen ist, der zumindest an seinem Ende einstellbar sein kann, wobei das einstellbare Ende mit einem Druckluft- oder Hydraulikzylinder verbunden werden kann. Durch den keilförmigen Entwässerungsbereich läßt sich besonders günstig die Formation der Faserstoffmatte und eine weitestgehende Entwässerung erzielen. Wird der Keil einstellbar ausgeführt, und insbesondere mit Pneumatik- oder Hydraulikzylindern angepreßt, so läßt sich auch während des Betriebes die Keilgeometrie optimal an die Erfordernisse, auch bei schwankenden Betriebsbedingungen, anpassen.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Filtertrog ein Trennblech im Bereich der Waschflüssigkeit vorgesehen ist. Durch das Trennblech kann die Strömung im Filtertrog derart beeinflußt werden, daß von der Faserstoffmatte abgelöste Stoffteilchen wieder auf die Stoffbahn aufgebracht werden, so daß sie sich nicht im Waschteich anreichern können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Abnahmerschaber vorgesehen ist, der mit einer Zuführleitung für ein Fluid verbunden ist, wobei die Zuführleitung eine Luftleitung, eine Dampfleitung oder eine Leitung für Hochdruckwasser, beispielsweise Filtrat, sein kann. Wird 5363 PCΪ7EP95/02089
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zusätzlich zur mechanischen Abnahme der Faserstoffmatte von der Oberfläche des Filterelemente ein Fluidstrahl angewandt, so läßt sich die Faserstoffmatte praktisch rückstandsfrei von der Oberfläche des Filterelements abnehmen. Der Fluidstrahl wirkt hierbei praktisch wie ein Messer.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Faserstoffzufuhr ein Verteilrohr vorgesehen ist, das sich vorzugsweise waagrecht, in radialer Richtung über die Filterscheibe erstreckt und zur Achse hin verjüngen kann. Durch die Faserstoffzufuhr in radialer Richtung über die Filterscheibe läßt sich besonders günstig eine praktisch gleichmäßige Aufgabe der Faserstoffsubspension und damit auch die Voraussetzung für eine gleichmäßige Entwässerung und Wäsche erzielen. Durch die Verjüngung des Verteilrohres zur Achse hin kann auch der Druck der Stoffaufgabe praktisch an allen Stellen des Filterelements gleich gehalten werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Druckhaube vorgesehen, die mit dem Filtertrog dicht verbunden und an der Welle gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Durch die Anbringung einer Druckhaube kann sowohl der zur Entfeuchtung als auch durch den auf der Flüssigkeit lastenden Druck eine höhere Druckdifferenz zur Entfeuchtung bzw. zur Wäsche erreicht werden, wodurch höhere Drehzahlen und damit höhere Durchsätze erzielt werden können.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scheiben vorgesehen sind, wobei ein Trennblech im Filtertrog und eine Trennung der Filtratrohre sowie für jede Zone getrennte Faserstoff- und Filtratzufuhr und -abfuhreinrichtungen vorgesehen sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, in einem Aggregat zwei komplette Waschstufen zu realisieren. Dadurch kann der apparative Aufwand für eine mehrstufige Wäsche wesentlich reduziert werden.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft beschreiben, wobei Fig. 1 das Fließschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht bzw. einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 4 eine Ansicht eines Segmentes eines Filterelementes, Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 ein Fließschema mit einer möglichen weiteren Variante der Erfindung darstellen.
Fig. 1 zeigt das Fließschema einer Anlage mit einer Vorrichtung gemäß der Er¬ findung, wobei der Faserstoff aus einer Stoffbütte 1 mittels einer Stoffpumpe 2 über eine Stoffleitung 3 auf die Filterscheibe 5 eines (Wasch-) Filters 4 aufgegeben wird. Je nach Anwendungsgebiet und Einsatz des Filters beträgt die Konsistenz der Faserstoffsuspension beim Betrieb als Vakuumwäscher ca 1 %, für einen Betrieb als Druckwäscher ca 2 bis 3 % bzw. auch für eine Anwendung als Eindicker ca 2 bis 3%. Als Faserstoffe kommen dabei Zellstoff, Holzstoff oder Altpapier in Frage. Die Stoffzufuhr erfolgt dabei auf beide Seiten der Filterscheibe symetrisch. Die Filterscheibe 5 wird durch einen zumindest teilweise mit Filtrat bzw. Waschwasser gefüllten Filtertrog 6 geführt bzw. in diesem bewegt. Über dem Filtertrog 6 ist eine Druckhaube 7 angebracht. Das Filtrat wird über eine Filtratleitung 8,8' in einen Filtratbehälter 9,9' abgeleitet und mittels Filtratpumpen 10,10', je nach Qualität des Filtrats, weiterverwendet. Frisches Waschwasser wird aus einem Waschwasserbehälter 11 entnommen und mittels einer Pumpe 12 über eine Leitung 13 von unten in den Filtertrog 6 eingebracht, wobei auch eine zusätzliche Leitung 14 zur Aufgabe des Waschwassers von oben vorgesehen sein kann. Die Leitung 13 kann dabei mit Filtrat von einem der Filtratbehälter 9,9 gespeist werden. Die entfeuchtete und gegebenenfalls gewaschene Faserstoffmatte wird über einen Ausfallsschacht und entsprechende Rohrleitung 15 auf eine sogenannte Repulper-Schnecke 16 aufgegeben, von der sie anschließend in einen Stoffturm bzw. Stappeltuπn 17 geleitet und von dort mittels einer Stoffpumpe 18, die auch eine Mittel- bzw. Hochkonsistenzpumpe sein kann, abgeführt. Die Konsistenz der Faserstoffmatte nach der Eindickung bzw. der Wäsche beträgt je nach Qualität zwischen 10 und 20%. Im allgemeinen wird eine Konsisenz von ca 15 bis 16 % erreicht. Die Abnahme der Faserstoffmatte von der Filterscheibe 5 erfolgt mit Hilfe eines Abnahmeschabers 19, der zur Unterstützung mit einer Druckluft-, Druckwasser-, bzw. Dampfleitung 20, verbunden ist. Der Druck in der Druckhaube 7 wird mittels eines Kompressors 21 erzeugt.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt. Die Filterscheibe 5 ist hierbei auf einer Filterwelle 22, die in Lagern 23 gelagert ist, befestigt. Der Hohlraum der Filterscheibe 5 steht mit Filtratrohren 24 in Verbindung, die ihrerseits in den Steuerkopf 25, der auch als Ventil bezeichnet wird, münden. Im unteren Bereich des Filtertrogs 6 sind Keilplatten 26 beidseitig der Filterscheibe 5 vorgesehen, die in diesem Bereich die Formation der Faserstoffmatte und die Entwässerung günstig beeinflussen. Der zwischen den Keilplatten 26 und der Oberfläche der Filterscheibe 5 vorhandene Spalt 36 beträgt an seinem Beginn etwa 30 bis 50 mm und verjüngt sich bis zu seinem Ende auf ca 5 bis 15 mm. Die Keilplatten können, zumindest in ihren Enden, mittels VerStelleinrichtungen, die mit Druckluft- oder Hydraulikzylindern verbunden sind, entsprechend eingestellt bzw. geregelt werden.
Fig. 3 stellt eine Ansicht der Filterscheibe 5 dar, die in einem Filtertrog 6 bewegt wird. Die Zufuhr des Faserstoffs erfolgt hierbei über die Stoffverteileinrichtung 28, die sich radial über das Filterelement erstreckt. Durch die Verjüngung der Stoffverteileinrichtung 28 zur Achse hin wird eine gleichmäßige Druckaufteilung und somit eine gleichmäßige Aufgabe der Faserstoffsuspension über den Radius der Filterscheibe erzielt. Die Filterscheibe 5 dreht sich nunmehr in Richtung 36, wobei die aufgebrachte Faserstoffsuspension, die symetrisch auf beiden Seiten der Filterscheibe 5 aufgegeben wird, zwischen die ebenfalls beidseitig angebrachten Keilplatten 26 und die Filterscheibe 5 eingebracht wird. Durch die im wesentlichen kontinuierliche Abnahme des Abstands zwischen Keilplatten 26 und der Oberfläche der Filterscheibe 5 wird der Druck auf die Faserstoffsuspension ebenfalls kontinuierlich gesteigert und somit eine stetige Entwässerung gewährleistet. Das Waschwasser wird über einen Waschwasserzufuhrstutzen 29 in den Trog 6 geleitet und wird anschließend an den Keilbereich durch die bereits gebildete Faserstoffmatte hindurch geleitet. Durch den Druck der Waschflüssigkeit auf die Keilplatten kann eine komplizierte und aufwendige mechanische Abstützung der Keilplatten unterbleiben. Durch diesen Flüssigkeitsdruck kann ein Großteil der für die Entwässerung notwendigen Kräfte aufgebracht werden. Nach dem Auftauchen der Faserstoffmatte aus dem Waschteich wird die Konsistenz mittels Durchdringen der Luft erhöht. Nachdem das Ventil 25 ein weiteres Abführen des Filtrats abgesperrt hat, wird die Faserstoffmatte über einen Schaber 19 abgenommen und fällt in einen Abwurfschacht. Die Stoffabnahme kann dabei durch Einblasen von Luft, Dampf- oder durch Filtratdüsen unterstützt werden.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen einen möglichen Aufbau eines Filtersegments 30. Die Filterscheibe kann dabei aus mehreren Filtersegmenten 30 zusammengesetzt sein, jedoch ist auch eine einteilige Filterscheibe denkbar. Im Filtersegment befinden sich eine Anzahl von Stützrippen 31 , auf denen ein Lochblech oder Siebblech 32 befestigt ist. Die Neigung der Stützrippen kann dabei speziell auch der Neigung des Abnahmeschabers angepaßt werden um so eine noch günstigere Abfuhr des Filtrats zu erreichen und allfällige Nachbefeuchtungen zu vermeiden. Die Flüssigkeit tritt durch das Lochblech 32 in den Hohlraum 33 des Filtersegments 30 ein und wird durch eine Filtratabfuhröffnung 35, die sich im Befestigungsflansch 34 befindet, in die Filtratrohre abgeleitet.
Eine Variante der Erfindung, bei der zwei komplette Waschstufen in einem Aggregat realisiert werden, ist in Fig. 6 dargestellt. Es wurde hier der einfachheithalber die Anwendung als Vakuum-Eindicker bzw. Vakuum-Wäscher dargestellt, wobei ebenfalls durch Anbringung einer Druckhaube auch ein zweistufiger Druckwäscher vorgesehen werden kann. Der Differenzdruck zur Entwässerung bzw. Wäsche kann dabei einerseits durch Atmosphärendruck auf der Oberfläche des Filterelements 5 und Vakuum im Inneren des Filterelements bzw. auch durch Überdruck in der Druckhaube, die auf die Oberfläche des Filterelements 5 wirkt und Atmosphärendruck im Inneren des Filterelements bzw. auch eine Kombination von Überdruck auf der einen und Unterdruck (Vakuum) auf der anderen Seite der Faseretoffmatte erzeugt werden. Die entsprechenden Betriebsbedingungen sind je nach Erfordernissen zu wählen. Im vorliegenden Fall wird der Faserstoff aus einer Stoffbütte 1 über eine Stoffpumpe 2 und eine Stoffleitung 3 jeweils beidseitig auf hier z.B. zwei Filterscheiben 5 einer Waschstufe aufgegeben. Sowohl die Druckkräfte durch die Stoffaufgabe als auch die für die Entwässerung der Stoffsuspension und der Durchdringung der Faserstoffmatte erforderlichen Druckkräfte wirken auf beide Seiten der Scheiben und heben sich dadurch annähernd auf, was einen erheblichen Vorteil gegenüber den bisherigen Konstruktionen ergibt. Die Filterscheiben 5 werden nunmehr in der ersten Waschstufe durch einen Filtertrog 6' bewegt. Das Filtrat dieser Stufe wird über eine Leitung 8 einem Filtratbehälter 9 zugeführt und durch eine Pumpe 10 abgeführt. Der entwässerte und gewaschene Faserstoff wird über eine Leitung 15 in eine Repulper-Schnecke 16' und einen Stoffturm 17' geführt, aus dem der Faserstoff mittels einer Stoffpumpe 18' der zweiten Waschstufe zugeführt wird. Dieser Stufe wird weiters Waschwasser aus einem Waschwasserbehälter 11 mit einer Pumpe 12 zugeführt, wobei dies über eine Leitung 13 in den Trog 6" bzw. über eine Leitung 14 von oben erfolgen kann. Das Filtrat 8" der zweiten Waschstufe wird über eine Filtratpumpe 10" als Waschwasser über eine Leitung 13' der ersten Stufe in den Filtratbehälter 6' zugeführt. Der Faserstoff der zweiten Waschstufe wird über eine Leitung 15 in eine Repulper-Schnecke 16, einen anschließenden Stoffturm 17 und mittels einer Stoffpumpe 18 weiter transportiert.
Die Zeichnungen stellen nur beispielhaft die Erfindung dar, wobei auch ein anderer Aufbau der Filtersegmente bzw. auch eine Aneinanderreihung von mehreren Scheiben auf einer Welle vorgesehen sein kann. Auch sind bei
Abzug unterschiedlicher Filtratqualitäten bzw. Aufbringen unterschiedlicher
Filtratqualitäten die unterschiedlichsten Führungen von Waschwasser und
Filtrat möglich. Die günstigste Form der Filtratführung für einen zweistufigen Wäscher, die im Gegen-strom erfolgt, ist in Fig. 6 dargestellt. Durch die
Anwendung des Scheibenprinzips können auch Scheibenleerplätze vorgesehen werden, so daß eine spätere Kapazitätsvergrößerung eines derartigen Aggregats mit sehr geringen Kosten möglich ist, aber der Wäscher bei der geringereren Kapazität im optimalen Leistungsbereich arbeiten kann. Durch den modularen Aufbau dieser Wäscher ist dieser praktisch für alle möglichen Produktionsmengen einsetzbar.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoff, bei dem eine Faserstoffmatte an der Oberfläche mindestens einer durchlässigen Filterfläche mindestens eines Filterelementes gebildet wird, die um eine Achse rotiert und durch einen bzw. in einem mit Filtrat bzw. Waschflüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Trog bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit im wesentlichen achsparallel und etwa in normaler Richtung zur etwa quer zur Achse vorgesehenen mindestens einen Filterfläche mindestens eines Filterelements bzw. etwa quer zur darauf gebildeten Faserstoffmatte durch die Filterfläche bzw. Faserstoffmatte geleitet wird und bzw. oder insbesondere die Flüssigkeit im wesentlichen achsparallel aus der Faserstoffmatte abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung und bzw. oder Wäsche aus zwei entgegengesetzten Richtungen in den Hohlraum eines Filterelements erfolgt, wozu insbesondere die Waschflüssigkeit aus zwei entgegengesetzten Richtungen etwa in normaler Richtung auf beiden Seiten des Filterelements vorgesehenen Filterflächen bzw. Faserstoffmatten zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Entwässerung der Druck auf die Faserstoffmatte, vorzugsweise kontinuierlich, gesteigert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Faserstoffmatte zumindest am Ende der Entwässerungszone bzw. -zeit, einstellbar bzw. regelbar ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffsuspension gleichmäßig in senkrechter Richtung zur Achse über das Filterelement verteilt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Filtrat mit unterschiedlichen Qualitäten getrennt abgezogen wird. 5363 PC17EP95/02089
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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat bei der Eindickung im Kreislauf geführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffmatte mit zwei unterschiedlichen Waschwasserqualitäten durchdrungen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme der Faserstoffmatte durch einen Fluidstrahl erfolgt bzw. unterstützt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid Luft, Dampf oder Hochdruckwasser, beispielsweise Filtrat, eingesetzt wird.
11. Vorrichtung zum Eindicken bzw. zur Wäsche von Faserstoff mit einem rotierenden Filterelement, das durch eine bzw. in einem Trog bewegt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente als senkrecht zur rotationsachse ausgerichtete Scheiben vorgesehen und vorzugsweise aus Segmenten aufgebaut sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente auf einer Hohlwelle angebracht sind, die mit einem Ventil (Steuerkopf) mit mindestens zwei getrennten Bereichen in Verbindung steht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwässerung der Faserstoffsuspension auf jeder Seite der Scheibe ein keilförmiger Entwässerungsbereich, insbesondere ein Keil vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil zumindest an seinem Ende einstellbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Ende mit einem Druckluft- oder Hydraulikzylinder verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Filtertrog ein Trennblech im Bereich der Waschflüssigkeit vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abnahmeschaber vorgesehen ist, der mit einer Zufuhrleitung für ein Fluid verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung eine Luftleitung, eine Dampfleitung oder eine Leitung für Hochdruckwasser, beispielsweise Filtrat, ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Faserstoffzufuhr ein Verteilrohr vorgesehen ist, das sich, vorzugsweise waagerecht, in radialer Richtung über die Filterscheibe erstreckt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verteilrohr zur Achse hin verjüngt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckhaube vorgesehen ist, die mit dem Filtertrog dicht verbunden und an der Welle gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scheiben vorgesehen sind, wobei ein Trennblech im Filtertrog und eine Trennung der Filtratrohre sowie für jede Zone getrennte Faserstoff- und Filtratzufuhr und -abfuhreinrichtungen vorgesehen sind.
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