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Dokumentenidentifikation DE102006012836A1 27.09.2007
Titel Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension und Scheibenfilter hierfür
Anmelder Voith Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE
Erfinder Borschke, Dietmar, 01277 Dresden, DE
DE-Anmeldedatum 21.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006012836
Offenlegungstag 27.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse D21F 1/66(2006.01)A, F, I, 20060321, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D21D 5/26(2006.01)A, L, I, 20060321, B, H, DE   B01D 33/74(2006.01)A, L, I, 20060321, B, H, DE   B01D 33/23(2006.01)A, L, I, 20060321, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension (S) für einen Stoffauflauf einer Papier-, Karton- oder sonstigen faserstoffbahnerzeugenden Maschine, wobei die Faserstoffsuspension und/oder as der Faserstoffsuspension abgeschiedene Flüssigkeit in wenigstens einem Eindickapparat, z. B. einem Scheibenfilter (1), der in einem Stoff-Wasserkreislauf oder Wasserkreislauf für die Aufbereitung angeordnet ist, gefiltert wird, um ein Filtrat herauszufiltern.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das herausgefilterte Filtrat (2) vor seiner Rückführung in den genannten Kreislauf oder seiner Weiterbehandlung in einem weiteren nachgeschalteten Filteraggregat in einer Entlüftungsvorrichtung (4) entlüftet wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension sowie einen Scheibenfilter, im einzelnen gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Die Aufbereitung einer Faserstoffsuspension für die Versorgung einer Papier-, Karton- oder anderen faserstoffbahnbildenden Maschine in einem komplexen Stoff-Wasser-Kreislauf ist dem Fachmann in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Ziel dieser Aufbereitung ist das zur Verfügung Stellen einer in ihrer Konsistenz und Zusammensetzung geeigneten Stoffsuspension, die unmittelbar dem Stoffauflauf der faserstoffbahnerzeugenden Maschine, beispielsweise einer Papiermaschine, zugeführt wird, um aus der Stoffsuspension die Papierbahn zu formen.

Insbesondere beim Aufbereiten einer Faserstoffsuspension, die wenigstens teilweise oder vollständig aus Altpapier gewonnen wurde, wie sie die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform betrifft, wird eine größere Anzahl von Prozessschritten durchgeführt. Es treten hohe freie und gelöste Gasanteile in den Suspensionsströmen und den Prozessflüssigkeiten, insbesondere Wasser, das aus der Faserstoffsuspension entwässert wurde, auf. Besonders bei Vorsehen von Deinkinganlagen mit Flotationseinrichtungen und/oder Waschaggregaten sowie Mikroflotationseinrichtungen in dem Stoff-Wasser-Kreislauf kann beispielsweise der freie Gasgehalt vor den üblicherweise zur Eindickung der Faserstoffsuspension vorgesehenen Scheibenfiltern im ersten und zweiten Stoff-Wasser-Kreislauf sechs bis acht Prozent betragen. Da man bestrebt ist, die Wasserkreisläufe klein zu halten, reichert sich die Luft an und gelangt bei Verwendung des Rückwassers in den Faserstoff. Das kann bei einigen Prozessschritten der Stoffaufbereitung, z.B. beim Auflösen, Pumpen, Reinigen oder der Faserbehandlung zu Problemen führen.

Ein Nachteil des hohen Gasgehalts ist außerdem, dass mit zunehmendem Gasgehalt die Filter, insbesondere Scheibenfilter, welche mit der Faserstoffsuspension beaufschlagt werden, größer dimensioniert werden müssen. Als Faustformel gilt, dass für jedes zusätzliche Prozent Gasgehalt ein Scheibenfilter zur Stoffentwässerung um ca. zehn Prozent größer dimensioniert werden muss. Ein verminderter Gasgehalt vor der Stoffentwässerung kann somit eine verminderte Baugröße des Scheibenfilters und damit niedrigere Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten der Aufbereitungsanlage ermöglichen. Ferner können bei einem zu hohen Luftgehalt in der Faserstoffsuspension oder im Wasserkreislauf weitere Prozessprobleme auftreten.

Zur Absenkung des Gasgehaltes oder Luftgehaltes in der Faserstoffsuspension, welche für einen Stoffauflauf einer Papier- oder Karton- oder sonstigen faserstofferzeugenden Maschine aufbereitet wird, ist es bekannt, Entlüftungseinrichtungen in den Flotationsschäumen der Deinkingflotation durch Zentrifugalreiniger oder mechanische Schaumzerstörer vorzusehen.

Im Hinblick auf den Siebwasserkreislauf der Papiermaschine, in welchem in der Regel zur Faserrückgewinnung mit einem oder mehreren Scheibenfiltern versehen ist, wurde bereits vorgeschlagen, eine Verdünnungsflüssigkeit für den Faserrohstoff (Dickstoff) durch Entlüftungsvorrichtungen gezielt zu entlüften. Beispielsweise beschreibt die US 6,723,205 B1 eine Entgasungspumpe für die Papiererzeugung, die mit einem einen zylindrischen Innenraum bildenden Rotor versehen ist, in dem die zugeführte Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft entgast werden kann. Das mit hoher Geschwindigkeit aus der Papiermaschine zugeführte Siebwasser liefert über eine in die Entgasungspumpe integrierte Turbine die Antriebsleistung für den Rotor. Nach dem Austritt aus der Entgasungspumpe wird die Flüssigkeit direkt in Mischstationen geführt, in denen der Faserrohstoff (Dickstoff) zugemischt wird.

Auch die Entlüftung von Papiermaschinen-Siebwasser mittels sogenannter Siebwasserrinnen ist bekannt.

Insgesamt verbleibt ein Verbesserungspotential bei der Verminderung des Luft- bzw. Gasgehalts von für die Papiererzeugung oder dergleichen aufbereiteten Faserstoffsuspensionen, um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden oder abzuschwächen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension für eine Papier- oder Karton- oder sonstige faserstoffbahnerzeugende Maschine bzw. einen Scheibenfilter hierfür anzugeben, bei welchem der Luftgehalt in der Faserstoffsuspension weiter reduziert werden kann. Störungen durch den Luftgehalt bei den zur Stoffaufbereitung erforderlichen Verfahrensschritten, wie Auflösung, Pumpen, Reinigung, Faserbehandlung sollen vermieden werden. Insbesondere soll die Baugröße des oder der verwendeten Scheibenfilter bzw. eines anderen Stoffentwässerungsfilters, der einem solchen Scheibenfilter nachgeordnet ist, reduziert werden können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einen Scheibenfilter mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung ist an verschiedenen Stellen im Stoff-Wasser-Kreislauf oder einem Wasserkreislauf der Stoffaufbereitung und/oder Faserrückgewinnung für Papiermaschinen, Kartonmaschinen oder dergleichen anwendbar, wobei unter Kreislauf vorzugsweise geschlossene Kreisläufe zu verstehen sind.

Erfindungsgemäß erfolgt eine indirekte Entlüftung der Faserstoffsuspension im Stoff-Wasser-Kreislauf dadurch, dass das in einem Scheibenfilter herausgefilterte Filtrat vor seiner Rückführung in den Stoff-Wasser-Kreislauf oder einen Wasserkreislauf, bzw. vor seiner Weiterbehandlung in nachgeschalteten Filteraggregaten in einer Entlüftungsvorrichtung entlüftet wird. Insbesondere kann der gesamte Stoff-Wasser-Kreislauf dabei frei von einer direkten Entlüftungsvorrichtung für die Faserstoffsuspension sein, in welcher die Faserstoffsuspension selbst direkt bzw. unmittelbar entlüftet wird. Unter direkter Entlüftung der Faserstoffsuspension im Sinne der vorliegenden Erfindung ist somit eine Entlüftung in einer Entlüftungsvorrichtung gemeint, welche mit dem Faserstoffsuspensionsstrom, insbesondere dem gesamten, später dem Stoffauflauf zugeführten Faserstoffsuspensionsstrom, beaufschlagt wird. Unter indirekter Entlüftung ist hingegen die Entlüftung eines Stromes, vorliegend eines Filtratstromes aus einem Scheibenfilter, zu verstehen, der gemäß einer Ausführungsform dem Faserstoffsuspensionsstrom wieder zugeführt wird, entweder vollständig oder zumindest teilweise.

Da in der Regel wenigstens ein Teil des in dem Scheibenfilter herausgefilterten Filtrats erneut dem Stoff-Wasser-Kreislauf bzw. der Faserstoffsuspension, welche dem Stoffauflauf der Papier-, Karton- oder sonstigen faserstoffbahnerzeugenden Maschine zugeführt wird, beigemischt wird, kann durch die Entlüftung des Filtrats mittelbar der Luftgehalt in der Faserstoffsuspension vermindert werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Aggregate, welchen der Filtratstrom zugeführt wird, aufgrund des geringeren Luftgehaltes des Filtratstromes im Vergleich zum Stand der Technik kleiner dimensioniert werden können, mit dem entsprechenden Kostenvorteil. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn ein in einem Scheibenfilter aus der Faserstoffsuspension herausgefiltertes Trübfiltrat, d.h. ein Filtrat mit einem Faserstoffanteil, erfindungsgemäß in einer vorgesehenen Entlüftungsvorrichtung unmittelbar entlüftet und anschließend dem Scheibenfilter, in welchem es herausgefiltert wurde, wieder zugeführt wird. Ein solches Trübfiltrat wird, wie an sich bekannt, der zu filternden Faserstoffsuspension zugemischt. Durch Zufuhr des erfindungsgemäß entlüfteten Filtrats in den Zulauf des Scheibenfilters kann der Scheibenfilter selbst aufgrund des niedrigeren Luftgehaltes des eingeleiteten Filtrats kleiner ausgeführt werden.

Durch Entlüften des Scheibenfilter-Filtrats wird vorteilhaft der größte Teil des in der Stoffaufbereitung der Faserstoffsuspension anfallenden Filtrats erfasst, so dass auf die Entlüftung weiterer Teilströme (z.B. des Pressenfiltrats einer nachgeschalteten Schneckenpresse) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verzichtet werden kann.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Entlüftungsvorrichtung ist vorteilhaft ohne einen energieverbrauchenden Antrieb ausgeführt, beispielsweise in Form einer gegen atmosphärischen Druck geöffneten Rinne, durch welche das Filtrat aus dem Scheibenfilter allein aufgrund der Schwerkraft und/oder eines Druckunterschiedes strömt. Aufgrund des freien Filtratflüssigkeitsspiegels findet eine Entlüftung des Filtrats in die Umgebung beziehungsweise die Atmosphäre statt.

Das Filtrat kann beispielsweise nach seiner Entlüftung in einen Filtratbehälter eingeleitet werden, welcher vorteilhaft ebenfalls einen Filtratflüssigkeitsspiegel ausbildet, der atmosphärischem Druck ausgesetzt ist. Um einen „Wasserfall" zu vermeiden, wird vorteilhaft der Filtratflüssigkeitsspiegel des Filtratbehälters auf dem Niveau des Filtratflüssigkeitsspiegels am Austritt der Entlüftungsvorrichtung, insbesondere der Entlüftungsrinne, gehalten. Es kann jedoch im Hinblick auf die Vermeidung eines erneuten Lufteintrags in das Filtrat ausreichend sein, den Filtratflüssigkeitsspiegel im Filtratbehälter auf einem maximalen Abstand von 50, 30, 20, 10 oder 5 oder bis zu 5 cm unterhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels am Austritt der Entlüftungsvorrichtung zu halten.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mündet die Filtratentlüftungsrinne seitlich im Filtratbehälter auf der Höhe des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter. Dabei kann die Rinne ausschließlich außerhalb des Filtratbehälters seitlich zu diesem verlaufen. Alternativ ist es möglich, die Entlüftungsrinne derart oberhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter verlaufend vorzusehen, dass sie beispielsweise ausschließlich innerhalb der senkrecht nach oben projizierten Fläche des Filtratbehälters bzw. des Filtratflüssigkeitsspiegels in diesem verläuft.

Die Rinne kann – von oben gesehen – geradlinig oder in Form eines U bzw. in einer gekrümmten Bahn ausgeführt werden.

Der Filtratbehälter kann beispielsweise derart in seiner Größe bemessen und einen Zulauf und Ablauf umfassen, dass zugeführtes Filtrat eine maximale Verweildauer von 5 Minuten, insbesondere zwischen 1 und 5 Minuten in dem Filtratbehälter verbleibt.

Der Scheibenfilter kann das herausgefilterte Filtrat in eine Vielzahl von Strömen verschiedener Fraktionen unterteilen, die sich insbesondere hinsichtlich ihres Faserstoffanteils voneinander unterscheiden, in der Regel dadurch, dass Filtrat an verschiedenen Positionen im Scheibenfilter aus dem Faserstoffsuspensionsstrom oder der zu filternden Flüssigkeit wie beispielsweise Siebwasser abgenommen wird. Dabei kann vorgesehen werden, dass nur ein Filtratstrom bzw. eine Vielzahl von Filtratströmen aus dem Scheibenfilter in einer einzigen gemeinsamen, in jeweils einer einzelnen oder in Gruppen von Entlüftungsvorrichtungen entlüftet werden. Beispielsweise kann mit dem Scheibenfilter ein Trübfiltrat und ein Klarfiltrat aus dem Suspensionsstrom herausgefiltert werden, wobei das Klarfiltrat im wesentlichen oder vollständig frei von Faserstoff ist und das Trübfiltrat einen Restfaserstoffanteil umfasst, und nur das Trübfiltrat, welches der Faserstoffsuspension direkt oder indirekt wieder zugeleitet wird, erfindungsgemäß entlüftet wird. Beispielsweise kann das entlüftete Trübfiltrat in den Zulauf des Scheibenfilters eingeleitet werden, in welchem Scheibenfilter das Trübfiltrat aus der Faserstoffsuspension herausgefiltert wurde.

Der erfindungsgemäße Scheibenfilter umfasst wenigstens einen Zulauf für die zu filternde Faserstoffsuspension oder das zu filternde faserstoffhaltige Wasser. Ferner ist ein Gutstoffablauf für die gefilterte Faserstoffsuspension, auch „Akzept" genannt, vorgesehen. Um das Filtrat, auch „Rejekt" genannt, abzuleiten, umfasst der Scheibenfilter wenigstens einen Filtratablauf, vorteilhaft jedoch eine Vielzahl von Filtratabläufen, beispielsweise einen einzigen Trübfiltratablauf und wenigstens einen oder genau einen Klarfiltratablauf.

Erfindungsgemäß ist wenigstens an einem Filtratablauf eine Entlüftungsvorrichtung zum Entlüften des Filtrats angeschlossen.

Die Entlüftungsvorrichtung kann beispielsweise in der oben beschriebenen Form einer Rinne ausgeführt sein.

Der Filtratablauf kann in Form eines Fallrohres mit einem Wasserschloss ausgeführt sein. Das Wasserschloss dient dazu, einen Unterdruck im Inneren des Scheibenfilters gegen den atmosphärischen Druck am stromabwärtigen Ende des Fallrohres (gesehen in Strömungsrichtung des Filtrats) abzudichten. Im Bereich des äußeren Endes des Fallrohrs oder unmittelbar mündend am äußeren Ende des Fallrohrs kann die Entlüftungsvorrichtung zum Entlüften des Filtrats angeschlossen sein. Beispielsweise wird über die Entlüftungsvorrichtung am „Überlauf" des Wasserschlosses das Filtrat in einen Filtratbehälter geführt, wobei die Entlüftungsvorrichtung somit zwei Funktionen aufweist, nämlich das Leiten des Filtrats in den Filtratbehälter und das gleichzeitige Entlüften des Filtrats.

Die Erfindung soll nachfolgend schematisch anhand dreier Zeichnungen dargestellt und erläutert werden.

Die 1 zeigt ein vereinfachtes Verfahrensschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer vorteilhaften Ausführungsform.

In 2 ist eine Anwendung der Erfindung bei der Filterung von Papiermaschinensiebwasser dargestellt.

3 zeigt eine schematisch geeignete rotorgetriebene Entgasungsvorrichtung.

In der 1 erkennt man eine Flotationsanlage 10, die eine mit Störstoffen wie zum Beispiel Druckfarbenpartikel vermischte Faserstoffsuspension S reinigt. Die Faserstoffsuspension S weist in der Regel eine niedrige Konsistenz auf, zum Beispiel zwischen 0,5 und 2 Prozent. Die Flotationsanlage 10 umfasst eine Anzahl von Flotationszellen 11, welche nacheinander durchströmt werden. Bei der in der 1 gezeigten Ausführung sind fünf Flotationszellen 11 schematisch dargestellt.

Durch eine entsprechende Anzahl von Pumpen 12 wird die Faserstoffsuspension beziehungsweise der Gutstoff aus einer Flotationszelle über einen Belüftungsinjektor 13 in die nächste stromabwärts gelegene Flotationszelle gefördert. Die zu entfernenden Störstoffe, beispielsweise die Druckfarbenpartikel, werden mit dem Flotationsschaum abgeführt. Der abgeführte Anteil wird auch als Rejekt R bezeichnet. Dem Fachmann sind eine derart ausgestaltete und abweichend gestaltetet Flotationsanlagen, die ebenfalls zum Einsatz kommen können, hinreichend bekannt.

Der Gutstoff bzw. die Faserstoffsuspension aus der letzten Flotationszelle, in Strömungsrichtung des Gutstoffes gesehen und vorliegend mit dem Bezugszeichen 11' bezeichnet, weist aufgrund der durchgeführten Flotation einen vergleichsweise hohen Luftgehalt auf, beispielsweise zwischen 3 Prozent und 6 Prozent. Auch bei einem anderen Verfahren, nämlich wenn die Suspension in einer offenen Waschvorrichtung bearbeitet wird, kann sie störende Luftmengen aufnehmen.

Die durch Flotation gereinigte Faserstoffsuspension S' wird mittels einer nachgeschalteten Stoffpumpe 9 abgezogen und einer Feinsortierungsanlage 14 zugeführt, um restliche Störstoffe R14 abzuscheiden.

Die so gereinigte niedrigkonsistente Faserstoffsuspension S'' wird nun in dem Scheibenfilter 1 eingedickt, also auf eine höhere Konsistenz gebracht. Die durch die Filterwirkung eingedickte Faserstoffsuspension S''' kann dann als Rohstoff für die Papiererzeugung weiter aufbereitet werden und/oder dem Stoffauflauf (nicht gezeigt) einer Papier- oder Kartonmaschine oder anderen faserstoffbahnbildenden Maschine unmittelbar oder mittelbar zugeführt werden. Aus dem Scheibenfilter 1 wird das Filtrat 2 abgezogen und erfindungsgemäß entlüftet.

Dazu ist nun, wie dargestellt, eine Entlüftungsvorrichtung 4 im Strömungsweg des Filtrats 2 aus dem Scheibenfilter 1 vorgesehen, das vorzugsweise über ein Wasserschloss 3 angeschlossen ist. Insbesondere, je nach Menge des anfallenden Filtrats im Scheibenfilter 1 im Verhältnis zum zugeführten Faserstoffsuspensionsstrom S'' und vorteilhaft in Abhängigkeit des Luftgehaltes dieses Faserstoffsuspensionsstromes S'', kann die Entlüftungsvorrichtung 4, mit welcher das Filtrat entlüftet wird, die einzige Entlüftungsvorrichtung in der Faserstoffaufbereitung und/oder die erste oder die letzte Entlüftungsvorrichtung im Hinblick auf den Faserstoffsuspensionsstrom in der Stoffaufbereitung sein. Dabei ist anzumerken, dass diese Beschränkung also nicht für die Behandlung des in der Papiermaschine anfallenden Siebwassers gilt.

Das entlüftete Filtrat 30 wird im Filtratbehälter 5 gepuffert und mit Vorteil zu Verdünnungszwecken in die Anlage zur Stoffaufbereitung an eine stromaufwärtige Stelle zurückgeführt (Kreislauftrennung).

2 zeigt in schematischer Form ein weiteres Beispiel, wie das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Oben rechts ist ein Teil einer Papiermaschine 21 mit einem Stoffauflauf 22 dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber nicht an diesen bestimmten Typ Papiermaschine gebunden. Nachdem die Faserstoffsuspension 24 aus dem Stoffauflauf 22 ausgetreten ist, wird sie auf dem Papiermaschinensieb sofort entwässert, d.h. ein Teil des enthaltenen Wassers tritt als Siebwasser durch das Papiermaschinensieb hindurch, während der größte Teil der Papierfasern zusammen mit dem restlichen Wasser und anderen Stoffen auf dem Sieb verbleibt und weiter transportiert wird. Bei dem hier gezeigten Beispiel werden zwei Siebwasserqualitäten getrennt erfasst, und zwar das erste Siebwasser SW1 und das zweite Siebwasser SW2. Dabei enthält das erste Siebwasser SW1 sehr viel mehr Feststoffe (Fasern, Füllstoffe etc.) als das zweite.

Die dem Stoffauflauf 22 zugeführte Faserstoffsuspension 24 wird in einer Mischpumpe 25 durch Vermischung des Dickstoffs 23 mit dem ersten Siebwasser SW1 gebildet. Diese Art der Suspensionsbildung ist üblich, es sind aber auch andere Methoden denkbar. Das zweite Siebwasser SW2 wird in ein Scheibenfilter 1 eingeleitet. Die Darstellung ist etwas detaillierter als in 1, aber dennoch rein schematisch und soll nur die Funktionen zeigen, die dieser Scheibenfilter erfüllt, sofern sie für das erfindungsgemäße Verfahren wichtig sind. In einem Suspensionsgehäuse 18 ist ein Rotor mit mindestens einer umlaufenden Filterscheibe 15 angeordnet. Die Filterscheibe ist ihrerseits in eine Anzahl von Segmenten 16 unterteilt, welche das beim Abfiltern aufgenommene Filtrat in sich aufnehmen. Die Filterfläche dieser Segmente 16 besteht zumeist aus einem Siebgeflecht, welches sich durch Eintauchen in die Suspension S'', hier das zweite Siebwasser SW2, mit Faserstoff und sonstigen Feinstoffen belegt. Wie bereits erwähnt, wird zu Anfang – also so lange der Filterkuchen noch nicht vorhanden oder unvollständig ist, ein erstes Filtrat 2, hier ein Trübfiltrat, gewonnen, welches sich von dem später anfallenden Filtrat 6, dem Klarfiltrat, durch den größeren Anteil an Feststoffteilchen und Fasern unterscheidet. Um die beiden Filtrate, also das Trübfiltrat und das Klarfiltrat, getrennt abführen zu können, befindet sich in der Mitte des Rotors ein entsprechend ausgestalteter feststehender Steuerkopf 17. Der an den Flächen der Segmente 16 angesetzte Filterkuchen wird als eingedickte Faserstoffsuspension S''' von diesen Flächen entfernt, bevor die Segmente 16 wieder in die zu filternde Suspension eintauchen. Die technische Ausführung solcher Scheibenfilter ist bekannt und muss nicht weiter beschrieben werden. Bei dem hier gezeigten Beispiel wird das als Trübfiltrat anfallende Filtrat 2 erfindungsgemäß entlüftet und mit einer Pumpe 19 in den Zulauf 20 des Scheibenfilters zurückgeführt. Je nach beabsichtigter Verwendung der Filtrate kann auch die Entlüftung aller Filtrate sinnvoll sein, die in weit größerer Menge anfallen (s. Beispiel in 1).

In der gezeigten Ausführungsform weist der Scheibenfilter 1 ein Fallrohr 8 auf, das so in eine Rinne eintaucht, dass sich an seinem unteren Ende ein Wasserschloss 3 bildet. Unter Wasserschloss ist dabei eine Flüssigkeitssäule, in der Regel Wassersäule, zu verstehen, welche sich im Fallrohr 8 befindet und den vakuumbeaufschlagten bzw. unterdruckbeaufschlagten Innenraum des Scheibenfilters 1 gegenüber atmosphärischem Druck abdichtet.

Am Ende des Fallrohres 8, bzw. des Wasserschlosses 3, in Strömungsrichtung des Filtrats gesehen, ist die Entlüftungsvorrichtung 4 angeschlossen, die vorliegend in Form einer gegenüber der Horizontalen geneigt verlaufenden zur Umgebung offenen Rinne, durch welche das Filtrat strömt, ausgeführt ist. Die Rinne mündet in einem Filtratbehälter 5 auf der Höhe des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter 5 bzw. mit einem geringen Abstand darüber. Die Länge der freien Wegstrecke in der Rinne kann in Abhängigkeit des zu erwartenden Luftgehalts im Filtrat ausgeführt werden. Vorteilhaft ist eine wegverlängernde U-Form. Das Filtrat sinkt beginnend am Filtratflüssigkeitsspiegel im Filtratbehälter 5 aufgrund der Schwerkraft nach unten ab und verlässt den Filtratbehälter 5 als entlüftetes Filtrat 30, das dem Stoff-Wasser-Kreislauf erneut zugeführt werden kann bzw. dem Faserstoffsuspensionsstrom erneut beigemischt werden kann, beispielsweise um diesen zu verdünnen.

Bei der gezeigten Ausführung wird das Filtrat demnach außerhalb des Filtratbehälters 5 in der Entlüftungsvorrichtung 4 in Form einer oben offenen Rinne entlüftet und vorliegend zudem, aufgrund des gegenüber der Umgebung freigesetzten Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter 5, auch im Filtratbehälter 5.

Selbstverständlich sind andere Ausführungsformen der Entlüftungsvorrichtung 4, mit welcher das Filtrat des Scheibenfilters 1 entlüftet wird, möglich. Beispielsweise kann eine Entlüftungsvorrichtung entsprechend der in 3 beschriebenen Entgasungsvorrichtung alternativ oder zusätzlich zu der Entlüftungsvorrichtung 4 vorgesehen werden.

So kann z.B., um den Luftgehalt des Filtrates noch wirksamer zu vermindern, der Gutstoff auch einer rotorgetriebenen Entgasungsvorrichtung zugeführt werden, wie sie in 3 skizziert ist. Sie ist in Form eines zylindrischen oder konischen Behälters ausgeführt ist und mit einem Rotor 26 versehen. Der Rotor 26 wird mittels eines Motors 27, beispielsweise eines Elektromotors, angetrieben. Das Filtrat 2 gelangt in den Innenraum 28 des Rotors 26 und wird in eine schnelle Rotation versetzt. Die Zentrifugalkräfte bewirken, dass die Flüssigkeit radial nach außen und die darin enthaltenen Gase nach innen wandern und beispielsweise durch eine Vakuumeinrichtung beziehungsweise eine Saugpumpe (nicht dargestellt) aus dem Zentrum abgesaugt werden können, siehe den Pfeil bei dem Bezugszeichen 29 in der 3.

1
Scheibenfilter
2
Filtrat
3
Wasserschloss
4
Entlüftungsvorrichtung
5
Filtratbehälter
6
Filtrat
7
Entgasungsvorrichtung
8
Fallrohr
9
Pumpe
10
Flotationsanlage
11
Flotationszellen
12
Pumpe, Stoffpumpe
13
Belüftungsinjektor
14
Feinsortierungsanlage
15
Filterscheibe
16
Segment
17
Steuerkopf
18
Suspensionsgehäuse
19
Pumpe
20
Einlauf
21
Papiermaschine
22
Stoffauflauf
23
Dickstoff
24
Faserstoffsuspension
25
Mischpumpe
26
Rotor
27
Motor
28
Innenraum
29
Pfeil
30
Filtrat


Anspruch[de]
Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension (S) für einen Stoffauflauf einer Papier-, Karton- oder sonstigen faserstoffbahnerzeugenden Maschine,

wobei die Faserstoffsuspension (S) und/oder aus der Faserstoffsuspension (S) abgeschiedene Flüssigkeit in wenigstens einem Eindickapparat, vorzugsweise einem Scheibenfilter (1), der in einem Stoff-Wasser-Kreislauf oder Wasserkreislauf für die Aufbereitung angeordnet ist, gefiltert wird, um wenigstens ein Filtrat (2, 6) herauszufiltern,

dadurch gekennzeichnet,

dass wenigstens ein herausgefiltertes Filtrat (2, 6) vor seiner Rückführung in den genannten Kreislauf in einer Entlüftungsvorrichtung (4) entlüftet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entlüftende Filtrat (2, 6) in einer Entlüftungsvorrichtung (4) in Form einer gegen atmosphärischen Druck geöffneten Rinne, durch welche das Filtrat (2, 6) strömt, entlüftet wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat nach seiner Entlüftung in einen Filtratbehälter (5) mit einem atmosphärischem Druck ausgesetzten Filtratflüssigkeitsspiegel geführt wird. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratflüssigkeitsspiegel des Filtratbehälters (5) auf dem Niveau des Filtratflüssigkeitsspiegels am Austritt des Filtrats (2) aus der Rinne gehalten wird, oder mit einem maximalen Abstand (A) von 50, 30, 20, 10, 5 oder bis zu 5 cm darunter. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne seitlich in dem Filtratbehälter (5) auf der Höhe des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) in dem Filtratbehälter (5) mündet. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne oberhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) verläuft, insbesondere ausschließlich innerhalb einer Fläche, die sich ausschließlich senkrecht oberhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) erstreckt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne ausschließlich geradlinig geführt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne entlang einer gekrümmten, insbesondere U-förmigen Bahn (von oben gesehen) geführt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Scheibenfilter (1) herausgefilterten Filtrate (2, 6) in eine Vielzahl von Ströme verschiedener Fraktionen unterteilt werden, die sich insbesondere hinsichtlich ihres Faserstoffanteils voneinander unterscheiden, und dass nur ein Teil der Filtratströme entlüftet wird. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtratströme einen faserstoffhaltigen Trübfiltratstrom und einen wenigstens weitgehend oder vollständig faserstofffreien Klarfiltratstrom umfassen, und dass ausschließlich der Trübfiltratstrom entlüftet und insbesondere der zu filternden Faserstoffsuspensionsstrom (S'') wieder beigemischt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem in den Filtratbehälter (5) eingeleiteten Filtrat (2, 6) eine maximale Verweildauer von 5 Minuten, insbesondere zwischen 1 und 5 Minuten, im Filtratbehälter (5) verbleibt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das entlüftete Filtrat (36) wieder in den Scheibenfilter (1) zurück eingeleitet wird, insbesondere in Form von faserstoffhaltigem Trübfiltrat, insbesondere in den Zulauf des Scheibenfilters (1). Scheibenfilter (1) zum Herausfiltern von Filtrat (36) aus einer Faserstoffsuspension (S'') oder aus faserstoffhaltigem Wasser oder dergleichen;

mit wenigstens einem Zulauf für den zu filternden Stoff;

mit wenigstens einem Gutstoffablauf für die gefilterte Faserstoffsuspension (S''').

mit wenigstens einem Filtratablauf für aus der Faserstoffsuspension (S'') herausgefiltertes Filtrat (2, 6);

dadurch gekennzeichnet, dass

an einem Filtratablauf eine Entlüftungsvorrichtung (4) zum Entlüften des Filtrats (6) angeschlossen ist.
Scheibenfilter (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (4) in Form einer gegen atmosphärischen Druck geöffneten Rinne ausgeführt ist. Scheibenfilter gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratablauf ein Fallrohr (8) mit einem Wasserschloss (3) umfasst, wobei das Wasserschloss einen Unterdruck im Inneren des Scheibenfilters (1) gegen atmosphärischen Druck am äußeren Ende des Fallrohres (8) abdichtet, und die Entlüftungsvorrichtung (4) am oder im Bereich des stromabwärtigen Endes des Fallrohres (8) in Strömungsrichtung des Filtrats (2) hinter dem Wasserschloss angeschlossen ist. Scheibenfilter (1) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (4) in Form einer Verbindungsleitung zwischen dem Scheibenfilter (1) und einem Filtratbehälter (5) ausgeführt ist. Scheibenfilter (1) gemäß der Ansprüche 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne im Bereich oder genau auf dem Niveau eines Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) in dem Filtratbehälter (5) mündet. Scheibenfilter (1) gemäß der Ansprüche 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne oberhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) in dem Filtratbehälter (5) mündet, insbesondere bis zu 50, 30, 20, 10 oder 5 cm darüber. Scheibenfilter (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne seitlich neben dem Filtratbehälter (5) verläuft. Scheibenfilter (1) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne, insbesondere ausschließlich, oberhalb des Filtratflüssigkeitsspiegels im Filtratbehälter (5) verläuft.






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