Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einmischung von einem oder mehreren Fluiden, von denen zumindest ein Fluid wenigstens teilweise von einer Chemikalie gebildet wird, in einen ganz oder teilweise von einer Kanalwand begrenzten

Hauptstrom.

Bei der Herstellung von Faserstoffsuspensionen zur Herstellung von Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn kommen zunehmend Chemikalien zum Einsatz, die den Herstellungsprozess und/oder die Qualität der Faserstoffbahn positiv beeinflussen sollen. Dabei handelt es sich meist um Fixier- oder Retentionsmittel. Beim Zuführen eines Fluids in einen Hauptstrom, insbesondere jedoch in eine strömende Faserstoffsuspension stellt sich grundsätzlich das Problem einer möglichst guten Durchmischung. Dabei ist der Grad der Durchmischung auch mit dem

Chemikalienbedarf verbunden.

Um den Chemikalienbedarf zu minimieren gibt es bereits seit längerer Zeit

Bestrebungen die Durchmischung zu verbessern, was jedoch bisher noch nicht ausreichend befriedigen kann.

Problematisch sind dabei insbesondere auch Ablagerungen an der Kanalwand.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine möglichst umfassende und schonende Einmischung der Chemikalien in den Hauptstrom zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vermischung der Fluide mit dem Hauptstrom durch eine, über die Eindüsung mindestens eines

Turbulenz-Fluids in den Hauptstrom erzeugte Turbulenzzone des Hauptstroms unterstützt wird.

Die Turbulenzzone im Hauptstrom sorgt für eine umfassende Verwirbelung aller Fluide in diesem Bereich ohne dabei die Chemikalien zu stark zu beanspruchen. Mit Vorteil können die Fluide senkrecht oder zur Kanalwand geneigt und/oder über den Querschnitt des Hauptstroms verteilt in diesen eingedüst werden.

Dabei wird die Turbulenzzone vorzugsweise mittels wenigstens eines Turbulenz- Fluids gebildet, welches senkrecht oder zur Kanalwand geneigt in den Hauptstrom eingedüst wird. Die Verwirbelung im Hauptstrom kann noch dadurch verstärkt werden, dass mehrere Turbulenz-Fluide in einer Turbulenzzone des Hauptstroms aufeinandertreffen.

Zwar kann sich hierbei die Turbulenzzone auch im Bereich der Eindüsung der Fluide in den Hauptstrom befinden, allerdings ist es im Interesse einer Schonung der

Chemikalien und einer intensiven Vermischung vorteilhaft, wenn die Eindüsung des Turbulenz-Fluids in Strömungsrichtung des Hauptstroms nach der Einmischung der Fluide in den Hauptstrom erfolgt. Ergänzend oder alternativ ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein Turbulenz-Fluid innerhalb des Hauptstromquerschnitts in diesen eingedüst wird, wobei die

Strömungsgeschwindigkeit des Turbulenz-Fluids größer als die des Hauptstroms ist. Durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit des Turbulenz-Fluids kommt es hierbei zu einer Verwirbelung mit dem Hauptstrom. Dabei sollte das Turbulenz-Fluid wenigstens mit einer in Strömungsrichtung des Hauptstroms liegenden

Strömungskomponente in den Hauptstrom eingedüst werden.

Da hierbei das Turbulenzfluid erst mit Abstand zu dessen Eindüsung verstärkt wirkt, sollte die Eindüsung des Turbulenz-Fluids in Strömungsrichtung des Hauptstroms vor der Einmischung der Fluide in den Hauptstrom erfolgen.

In Abhängigkeit von den Prozessbedingungen und -erfordernissen kann es von Vorteil sein, wenn der Hauptstrom von einer Faserstoffsuspension zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn oder aber von Prozess-, Frischwasser o.ä. gebildet wird.

Das Turbulenz-Fluid wird vorzugsweise von einer Faserstoffsuspension, Prozess-, Frischwasser o.ä. gebildet. Falls das Turbulenz-Fluid eine geringere Konsistenz als der Hauptstrom aufweist, so kann es gezielt zur Verdünnung zum Einsatz kommen und so die Vermischung mit den Chemikalien zusätzlich unterstützen. Im Ergebnis kann durch die verbesserte Vermischung der Verbrauch von Prozess- und Funktionschemikalien erheblich reduziert werden.

Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1: einen schematischen Längsschnitt durch den Hauptstrom 1,

Figur 2: einen Längsschnitt durch einen anderen Hauptstrom 1 und

Figur 3+4: einen Quer- sowie einen Längsschnitt durch einen weiteren Hauptstrom 1. Die hier dargestellten Anordnungen dienen zur Beimischung von mehreren Fluiden 2,3 zu einem fluiden Hauptstrom 1 aus einer Faserstoffsuspension, welcher in einem rohrförmigen Kanal zu einem Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn geführt wird und eine Stoffdichte zwischen 0,2 und 2,5 % aufweist.

Die Faserstoffsuspension besteht im Wesentlichen aus Zellstoff und/oder

Altpapierfasern, Wasser und Füllstoffen.

Anwendbar ist die Erfindung aber auch bei nach oben offenen Kanälen in denen der Hauptstrom nur teilweise von einer Kanalwand begrenzt wird und dementsprechend eine freie Oberfläche ausbildet, insbesondere bei Siebwasserkanälen von

Papiermaschinen.

Die einzumischenden Fluide 2,3 werden hierbei zumindest teilweise von Chemikalien, insbesondere Retentionsmitteln, wie beispielsweise Polyacrylamid, Polyvinylamin, Polyethylenoxid, Fixiermitteln oder aber auch von Mikropartikeln, wie z.B. Bentonit oder Silikat gebildet. Ferner kann es sich bei den Chemikalien auch um Stärke, ein Biozid, einen Farbstoff, einen Aufheller, ein Leimungsmittel o.ä. handeln. Um einen thermischen Schock dieser Chemikalien bei ihrer Eindüsung zu vermeiden, ist es meist von Vorteil, deren Temperatur an die Temperatur des Hauptstroms 1 anzugleichen, d.h. in der Regel zu erwärmen.

Zur Verstärkung der Durchmischung der beigefügten Fluide 2,3 mit dem Hauptstrom werden Turbulenz-Fluide 4 in den Hauptstrom 1 eingedüst, die im Hauptstrom 1 ein oder mehrere Turbulenzzonen 7 bilden sollen. Die Verwirbelungen in der

Turbulenzzone 7 sorgen für eine schonende, aber intensive Vermischung.

Hierzu kann das Turbulenz-Fluid 4 von der Faserstoffsuspension selbst, Frischwasser oder Prozesswasser, wie Siebwasser der Papiermaschine, Filtrat eines

Scheibenfilters zur Eindickung, Klarwasser aus einer Flotationsanlage oder

Rückwasser einer Wasseraufbereitungsanlage gebildet werden.

Wenn das Turbulenz-Fluid 4 einen geringeren Feststoffanteil als der Hauptstrom 1 aufweist, so kann es gezielt zur Beeinflussung der Konsistenz in der Turbulenzzone 7 eingesetzt werden, so dass sich der optimale Konsistenzbereich in der

Turbulenzzone 7 für die Einmischung der Fluide 2,3 ergibt.

Bei der Ausführung gemäß Figur 1 erfolgt erst die Eindüsung der Fluide 2,3 etwa auf der gleichen Umfangslinie des Hauptstroms 1 in diesen und danach in

Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 folgend die Eindüsung des Turbulenzfluids 4.

All diese Eindüsungen können senkrecht zum Hauptstrom 1 oder aber in oder entgegen der Strömungsrichtung 6 geneigt erfolgen.

Zur Schonung der Chemikalien hat bei Figur 1 die Strömungsrichtung der Fluide 2,3 während der Eindüsung in den Hauptstrom 1 eine Richtungskomponente in

Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 . Die folgende Turbulenzzone 7 wird von mehreren senkrecht zum Hauptstrom 1 ausgerichteten Turbulenz-Fluidströmen gebildet. Hierzu sind die Düsen zur Zuführung der Turbulenzfluide 4 regelmäßig über den Umfang des Hauptstroms 1 in der Kanalwand 5 verteilt angeordnet, so dass sich die Turbulenzfluidströme im Hauptstrom 1 kreuzen.

Bei Figur 2 werden die Fluide 2,3 mit den Chemikalien ebenfalls auf der gleichen Umfangslinie des Hauptstroms 1 aber senkrecht in den Hauptstrom 1 eingedüst. Falls sich die Fluidstrahlen im Hauptstrom 1 treffen, so führt bereits dies zu einer

Verwirbelung.

Zusätzlich wird jedoch eine Turbulenzzone 7 von einem Turbulenzfluid 4 erzeugt, welches in Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 vor der Fluidzugabe konzentrisch und in Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 in diesen eingedüst wird.

Dabei hat das Turbulenz-Fluid 4 beim Eintritt in den Hauptstrom 1 eine wesentlich höhere Strömungsgeschwindigkeit als der Hauptstrom 1 . Im Ergebnis bildet sich nach der Eindüsung des Turbulenz-Fluids 4 eine bis zur Eindüsung der Fluide 2,3 reichende Turbulenzzone 7.

Konstruktiv von Vorteil ist dabei die Einführung der Düse des Turbulenz-Fluids 4 im Bereich einer annähernd rechtwinkligen Krümmung des Hauptstroms 1 . Im Unterschied hierzu erfolgt die Zugabe der Fluide 2,3 bei der in Figur 3

dargestellten Ausführung an mehreren verteilt über den Querschnitt des Hauptstroms 1 angeordneten Stellen. Hierfür eignen sich insbesondere in den Hauptstrom 1 senkrecht zu dessen Strömungsrichtung 6 eingeführte Rohre mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen 8.

Die Düsenöffnungen 8 können dabei, wie dargestellt, in Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 aber auch entgegen dieser ausgerichtet sein.

In Strömungsrichtung 6 folgend schließt sich an die Einmischung der Fluide 2,3 die Bildung einer Turbulenzzone 7 an. Diese Turbulenzzone 7 wird von vier über eine Umfangslinie der rohrförmigen Kanalwand 5 des Hauptstroms 1 gleichmäßig verteilte Düsen zur Zuführung von Turbulenz-Fluidströmen gebildet. Dabei wird das

Turbulenz-Fluid 4 entgegen der Strömungsrichtung 6 des Hauptstroms 1 geneigt in diesen eingedüst, wobei sich die Turbulenz-Fluidströme in der Mitte des Hauptstroms 1 treffen.

In allen Fällen kann durch die Turbulenzzone 7 die Verteilung der Chemikalien im Hauptstrom 1 verbessert werden, was die Wirksamkeit der Chemikalien steigert und damit deren Bedarf vermindert. Die Strömungsgeschwindigkeit der Fluide 2,3 sowie der Turbulenz-Fluide 4 sollte so hoch sein, dass es keine oder nur geringe Ablagerungen an der Kanalwand 5 bzw. den entsprechenden Düsen gibt. Hierzu genügen meist Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 0,05 und 20 m/s.