Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung einer Flotationsvorrichtung zur Entfernung von Störstoffen mit Hilfe von Gasblasen aus einer wässrigen Faserstoffsuspension in einem Flotationsbehälter, welche von zumindest einem Strom der

Faserstoffsuspension durchströmt wird und wenigstens eine Zuführung eines Stromes von Gas aufweist, wobei der Strom der Faserstoffsuspension in der Mischvorrichtung durch ein oder mehrere Strömungskanäle geführt wird.

Flotationsvorrichtungen der genannten Art sind seit längerer Zeit bekannt und werden insbesondere zur Aufbereitung von Faserstoffsuspensionen eingesetzt, die zumindest teilweise aus Sekundärrohstoffen, vorzugsweise Altpapier gewonnen werden.

Bei dem Flotationsvorgang wird der Umstand genutzt, dass der Faserstoff hydrophil und die Störstoffe oft hydrophob sind. Während der hydrophile Faserstoff in der

Suspension verbleibt, gelangen die hydrophoben Störstoffe mit den Flotationsblasen in den Flotationsschaum.

Neben gelösten Druckfarbenpartikeln gibt es insbesondere auch Kleber, Kunststoffpartikel und Harze, die hydrophob sind und so über die Flotation aus der

Faserstoffsuspension entfernt werden können.

Dabei hat sich herausgestellt, dass die Größe der Flotationsblasen einen wesentlichen Einfluss auf die Wirkung des Flotationsverfahrens hat.

Große Luftblasen steigen zwar schneller als kleine, können aber weniger oder keine Störstoffe aufnehmen.

Bei Faserstoffsuspensionen mit relativ hoher Stoffdichte steigen kleine

Flotationsblasen oft zu langsam, so dass diese mit der gereinigten

Faserstoffsuspension abgeführt werden.

In jedem Fall wird eine umfassende Vermischung und Verwirbelung des Faserstoffsuspensions-Gasgemisches angestrebt, was mit einem hohen

Energiebedarf verbunden ist. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Energiebedarf ohne wesentliche Beeinträchtigung des Flotationsergebnisses zu vermindern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension in den Strömungskanälen zwischen 8 und 12 m/s liegt.

Damit liegt die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich unter den gegenwärtigen

Werten, was mit einer erheblichen Verminderung der Pumpenergie zur Versorgung der Mischvorrichtung mit Faserstoffsuspension verbunden ist. Dabei hat es sich herausgestellt, dass diese Verminderung der durchschnittlichen

Raumgeschwindigkeit der Strömung vor der Gaszugabe kaum Auswirkungen auf die

Blasenbildung hat, wobei die Strömungsgeschwindigkeit bevorzugt zwischen 9 und

11 m/s liegen sollte.

Allerdings sollte der Durchsatzvolumenstrom durch die Mischvorrichtung nicht durch die verminderte Strömungsgeschwindigkeit reduziert werden. Um dies zu gewährleisten, muss die Anzahl der Strömungskanäle erhöht und/oder deren

Querschnitt vergrößert werden.

Daher sollte der Durchmesser der Strömungskanäle zwischen 10 und 100 mm, vorzugsweise zwischen 23 und 56 mm liegen.

Um die optimale Durchmischung zu erreichen, sollte des Weiteren die Länge der Strömungskanäle zwischen 0,1 und 2,0, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,7 m liegen.

Zur effizienten Erzeugung von Mikroturbulenzen, welche mit geringen

Energieverlusten, jedoch mit einer guten Gaszerkleinerung und Durchmischung verbunden sind, sollte die Begrenzungswand der Strömungskanäle eine Rauhigkeit Rz zwischen 50 und 2000, vorzugsweise zwischen 200 und 1000 Mikrometer (nach DIN 4766) aufweisen.

Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn sich der Querschnitt der Strömungskanäle in Strömungsrichtung vorzugsweise sprunghaft vergrößert. Konstruktiv vorteilhaft ist es auch, wenn der, der Mischvorrichtung zugeführte Strom der Faserstoffsuspension durch eine Blende geführt wird, welche den Strom in, den Strömungskanälen zugeordnete Teilströme aufteilt.

Diesen Teilströmen wird über die Zuführung Gas zugeführt, was durch Ansaugen oder über eine Zwangsbelüftung mit Überdruck erfolgen kann. Hierzu kann die Blende Venturidüsen besitzen, durch welche der jeweilige Teilstrom geführt wird, wobei gleichzeitig eine Gas-, insbesondere Luftansaugung erfolgt.

Die Blende kann in einfacher Ausführung jedoch auch von einer Lochplatte gebildet werden, wobei eine Belüftung anschließend nach dem Injektor-Prinzip oder mit Druckluft möglich ist.

Nach der Gaszuführung und Vermischung sollten die Strömungskanäle die

Faserstoffsuspension in einen gemeinsamen oder mehrere Mischräume führen, welche die Faserstoffsuspension dann zu einer Prallplatte leiten. Dabei sollte die Querschnittsfläche des Mischraumes zwischen 2 und 5, vorzugsweise zwischen 2,5 und 3 mal größer als die Summe aller Querschnittsflächen der in den Mischraum führenden Strömungskanäle sein.

Die Prallplatte lenkt die Faserstoffsuspension schließlich zu zumindest einer Ausströmöffnung der Mischvorrichtung.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch eine Flotationsvorrichtung und Figur 2: einen schematischen Querschnitt durch eine Mischvorrichtung 5.

Gemäß Figur 1 wird die zu notierende, wässrige Faserstoffsuspension 1 über wenigstens eine Mischvorrichtung 5 in einen Flotationsbehälter 2 eingeleitet, wobei sich die Mischvorrichtung 5 im Flotationsbehälter 2 befindet. - A -

Die Mischvorrichtung 5 wird hier im Wesentlichen von einer rotationssymmetrischen Begrenzungswand eines Kanals gebildet, in welchen von oben die Faserstoffsuspension 1 eingeführt wird. In diesen Kanal münden von mehreren Seiten senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufende Zuführungen 10 in Form von Düsen zur Begasung der Faserstoffsuspension 1.

Die Mischvorrichtung 5 besitzt, wie in Figur 2 dargestellt, außerdem mehrere Strömungskanäle 7 mit hier beispielhaft kreisförmigem Querschnitt zur Ausbildung eines jeweiligen Teilstromes der Faserstoffsuspension 1.

In diese Teilströme der Faserstoffsuspension 1 wird von mehreren Seiten der Begrenzungswand der Mischvorrichtung 5 über die Zuführungen 10 zumindest je ein Strom von Gas in Form von Druckluft oder aus dem Flotationsbehälter 2 stammender Luft eingeleitet.

Durch diese intensive Begasung werden in der Faserstoffsuspension 1 Gasblasen erzeugt, was dazu führt, dass die flotierbaren Störstoffe zusammen mit den Gasblasen im Flotationsbehälter 2 aufsteigen, sich im Flotationsschaum 4 sammeln und als Rejekt über die Ableitung 12 abgeführt werden.

Die gereinigte Faserstoffsuspension 1 wird im unteren Teil des Flotationsbehälters 2 über einen Auslauf 3 abgeführt.

Der Flotationsbehälter 2 hat hier beispielhaft einen ovalen Querschnitt, was sich als besonders günstig erwiesen hat. Dabei wird die Faserstoffsuspension 1 unter einem Druck, der über dem Umgebungsdruck liegt, in die Mischvorrichtung 5 eingepumpt. Mit Vorteil ist die Mischvorrichtung 5 dabei exmittig im Floationsbehälter 2 angeordnet.

Um die erforderliche Pumpleistung zu vermindern, wird in den Strömungskanälen 7 erfindungsgemäß lediglich eine Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension zwischen 9 und 11 m/s angestrebt. Allerdings soll sich diese verminderte Strömungsgeschwindigkeit nicht auf den Durchsatzvolumenstrom auswirken. Aus diesem Grund besitzt die Mischvorrichtung 5 mehr Strömungskanäle 7 als üblich, wobei der Durchmesser der Strömungskanäle 7 zwischen 23 und 56 mm liegt. Damit die optimale Durchmischung erreicht wird, liegt die Länge der Strömungskanäle 7 zwischen 0,4 und 0,7 m.

Um dabei in den Strömungskanälen 7 zusätzlich Mikroturbulenzen zu schaffen, hat die Begrenzungswand der Strömungskanäle 7 eine Rauhigkeit Rz zwischen 200 und 1000 Mikrometer.

Diese Mikroturbulenzen zerkleinern die aufgenommene Luftblasen und verbessern die Durchmischung.

Zur Aufteilung des, der Mischvorrichtung 5 zugeführten Stromes der

Faserstoffsuspension 1 wird dieser vor den Strömungskanälen 7 durch eine als Lochplatte ausgeführte Blende 6 geführt. Die Löcher der Lochplatte sind oft symmetrisch und vor jeweils einem Strömungskanal 7 angeordnet.

Allerdings gibt es zwischen der Blende 6 und den Strömungskanälen 7 einen Spalt, über den die Teilströme über die Zuführungen 10 Luft nach dem Injektorprinzip ansaugen können.

An die Strömungskanäle 7 schließt sich dann ein gemeinsamer Mischraum 8 an, in welchem sich die Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension 1 erheblich vermindert. Dabei ist die Querschnittsfläche des Mischraumes 8 in Strömungsrichtung 2,5 - 3 mal größer als die Summe aller Querschnittsfläche der Strömungskanäle 7.

Dieser Mischraum 8 wiederum leitet die Faserstoffsuspension 1 zu einer Prallplatte 9, welche die Faserstoffsuspension 1 zu den Ausströmöffnungen 11 der Mischvorrichtung 5 lenkt. In diesem oft auch als Stoßdiffusor bezeichneten Teil der Mischvorrichtung 5 erfolgt über die Prallplatte 9 eine Umlenkung der begasten Faserstoffsuspension 1 um etwa 90 ° in die Waagerechte und eine Verteilung auf den gesamten Umfang (360°). Die Ableitung 12 des Flotationsbehälters 2 ist beispielhaft als Schaumrinne ausgebildet.

Im Betheb kann die Mischvorhchtung 5 wie hier senkrecht oder aber auch waagerecht oder schräg verlaufen.

Im Ergebnis lässt sich durch die Erfindung der Energiebedarf um ca. 8 bis 15 kWh/t reduzieren.