Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie zu einem Prozessstrom mittels einer Mischvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie zu einem Prozessstrom und ein

Chemikalieneinspeissystem, umfassend eine derartige Vorrichtung.

An die Dosierung und nachfolgende Einmischung von Chemikalien, beispielsweise in den Papierherstellungsprozess werden besondere Anforderungen gestellt, insbesondere mit Blick auf eine effiziente Einmischung und eine bedarfsgerechte Dosierung der Chemikalien. Unter einer bedarfsgerechten Dosierung wird beispielsweise beim Papierherstellungsprozess eine von der Faserstoffmenge abhängige Zugabe an Chemikalien in einen Prozessstrom einer Papiermaschine verstanden. Durch eine derartige Maßnahme können die zugegebenen Mengen an Chemikalien beim Papierherstellungsprozess in erheblichem Umfang reduziert werden. Ein weiterer Grund für einen effizienten Einsatz der Chemikalien sind die hohen Energiemengen, die benötigt werden, um das Frischwasser zu erwärmen für eine Auflösung bzw. Verdünnung der Prozesschemikalien. Eine derartige Erwärmung ist vorteilhaft, um einen thermischen Schock bei der Einmischung der Chemikalien in das Frischwasser zu vermeiden. Durch die Bereitstellung eines effizienten Verfahrens zur Dosierung und Einmischung von Chemikalien in einen Prozessstrom, insbesondere einen Prozessstrom bei der Herstellung einer Faserund/oder Fliesstoffbahn, kann der Verbrauch an Prozess- und

Funktionschemikalien, aber auch der Einsatz von Frischwasser als

Verdünnungsmedium bei der Chemikalienaufbereitung in erheblichem Umfang reduziert werden.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen zum Einmischen eines Chemikalienstromes zu einem Prozessstrom bekannt geworden. So stellt die EP-A- 2 9 344 ein Verfahren zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie in einem Prozessflüssigkeitsstrom zur Verfügung, bei dem die Chemikalie und eine zweite Flüssigkeit im Wesentlichen in Verbindung miteinander gebracht werden, wenn Chemikalie und zweite Flüssigkeit aus einer Mischerdüse mit hoher Geschwindigkeit in einen Prozessstrom eingeleitet werden.

Die EP-A-1 064 427 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur

Mischung eines flüssigen Chemikalienstromes in einen zweiten Flüssigkeitsstrom in einer Mischeinrichtung, bei der der Chemikalienstrom mit dem zweiten

Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen gleichzeitig bei der Ausbringung der

Chemikalien in der zweiten Flüssigkeit in einen weiteren vierten Flüssigkeitsstrom, insbesondere einen Prozessstrom, gemischt wird.

Die WO-A-2005/32704 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung einer Chemikalie in einen Flüssigkeitsstrom, wobei die Chemikalie in den

Mischraum beispielsweise mit Mischwasser oder einer in der Papiermaschine zirkulierenden Flüssigkeit vermischt wird, um eine Zumischflüssigkeit auszubilden, bevor diese in einen Flüssigkeitsstrom, insbesondere einen Prozessstrom, eingebracht wird. Alle vorgenannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, dass bei längerem Betrieb Ablagerungen in den Zuleitungen und auch in der

Mischvorrichtung, insbesondere der Düse selbst, entstehen. Insbesondere im Bereich der Mischvorrichtung, beispielsweise in Form einer Düse ist die Bildung derartiger Ablagerungen kritisch, da die Querschnitte der Kanäle klein sind und bereits geringe Ablagerungen aufgrund der kleinen Querschnitte die Einmischung der Chemikalie, beispielsweise in einen Prozessstrom, erheblich beeinflussen können.

Auch bei ungeplanten, plötzlichen Produktionsstillständen, bei denen die

Chemikalien in den Zuführleitungen und der Mischvorrichtung, insbesondere der Düse, verbleiben, können Ablagerungen auftreten. Ablagerungen können nicht nur den Mischprozess, wie zuvor beschrieben, beeinflussen, sondern sich bei

Aufnahme des Produktionsprozesses nach einem Maschinenstillstand ablösen. Sie führen dann beispielsweise zu Löchern in einer Papierbahn bzw. zu

Ablagerungen auf Sieben, was wiederum zu einem aufwendigen

Reinigungsstillstand der Maschine führt. Diese Probleme werden vor allem bei einer Zudosierung nach einem Sortieraggregat in einer Papiermaschine

begünstigt, da ungelöste Chemikalien, insbesondere ungelöste Polymere, nicht aus der Faserstoffsuspension entfernt werden können. Um zu verhindern, dass Ablagerungen während des laufenden Betriebes erfolgen, kann im Stand der Technik vorgesehen sein, die Leitungsquerschnitte der

Zuleitungen und im Bereich der Mischvorrichtung so groß zu wählen, dass derartige Ablagerungen weitgehend vermieden werden. Dies hat dann allerdings zur Folge, dass, um derartigen Ablagerungen vorzubeugen, die Querschnitte der Zuleitungen bzw. Düsen der Mischvorrichtung so dimensioniert werden, dass keine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Wird hingegen der Querschnitt vermindert, so können die Folge Verstopfungen und somit Funktionsstörungen der Zumischvorrichtung, insbesondere der Düse, sein, die zu einem Produktionsstillstand führen und zum Ersatz der kompletten Düse oder Zuleitungen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung bzw.

Mischung einer Chemikalie, vorzugsweise in einen Prozessstrom, insbesondere einen Prozessstrom zur Erzeugung einer Faser- oder Fliesstoffbahn, angegeben werden, wobei Stillstände durch Ablagerungen weitgehend vermieden werden. Des Weiteren soll weitgehend die Ablösung von Ablagerungen vermieden werden, die beispielsweise bei einer erneuten Aufnahme des Produktionsprozesses zu Löchern in der Faserstoffbahn führen können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie zu einem Prozessstrom mittels einer Misch Vorrichtung ein Mischschritt vorgesehen ist sowie ein Reinigungsschritt, wobei in den Mischschritt eine flüssige Chemikalie dem Prozessstrom zugeführt wird und in dem Reinigungsschritt die Mischvorrichtung von dem Prozessstrom getrennt wird, derart, dass die Mischvorrichtung unabhängig vom Prozessstrom gereinigt werden kann. Dadurch, dass die Mischvorrichtung vom Prozessstrom getrennt wird, wird eine unabhängige Reinigungsmöglichkeit für die

Mischvorrichtung geschaffen, so dass Ablagerungen in den Zuleitungen und auch in der Mischvorrichtung selbst bei einem Stillstand der Maschine ausgespült werden können. Hierdurch kommt es selbst bei kleinen Querschnitten der Zuleitungen bzw. der Düsen in der Mischvorrichtung nicht mehr zu

Produktionsstillständen aufgrund von Ablagerungen, da durch rechtzeitiges Spülen der Maschine ein ungeplanter Stillstand vermieden werden kann.

Bei den zu dosierenden Chemikalien handelt es sich insbesondere um Polymere, beispielsweise Ädhäsionsmittel, die beim Papierherstellungsprozess dem

Prozessstrom zugegeben werden. Beispiele für derartige Chemikalien bzw.

Polymere sind Polyacrylamid (PAM), Polyethylenimin (PEI), Polyamidoamin

(PAAm), vernetzbare Polyamidamin arze, Polydadmac, Polyvenylamin (PVAm), Polyethylenoxid (PEO). Alternativ zu den zuvor genannten Polymeren können die dosierenden Chemikalien auch Mikropartikel bzw. Nanopartikel sein,

beispielsweise Bentonid oder ein Silikat. Ferner kann es sich bei den zu dosierenden Chemikalien um Stärke oder ein Biozid oder einen Farbstoff oder einen optischen Aufheller handeln. Weitere mögliche Chemikalien sind

Neutralleimungsmittel wie z. B. AKD (Acrylketendimer) oder ASA

(Alkenylbernsteinsäureanhydrid). Weiter ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, auch mineralische Stoffe wie z. B. Kalziumkarbonat, Titandioxid in Form einer Suspension in eine zweite Flüssigkeit oder den Prozessstrom zu dosieren. Besonders bevorzugt ist es, dass die Zudosierung der Chemikalien nicht aus der Chemikaliendüse direkt in den Prozessstrom erfolgt, sondern wenn die flüssige Chemikalie mit wenigstens einer zweiten Flüssigkeit vermischt wird. Bei der zweiten Flüssigkeit kann es sich um Frischwasser handeln. Alternativ hierzu kann es sich bei der zweiten Flüssigkeit um eine Umlaufflüssigkeit handeln.

Insbesondere bei einem Herstellprozess für eine Faserstoffbahn kann die

Umlaufflüssigkeit Siebwasser, Klarfiltrat, Trübfiltrat oder eine andere geeignete nicht reine Flüssigkeit, die im Papierherstellprozess anfällt, sein. Bei dem

Prozessstrom handelt es sich bevorzugt um eine zu einer Papiermaschine hinfließenden Faserstoffsuspension, mit der die zugeführte Chemikalie, insbesondere die Retentionschemikalie, reagieren soll.

Bevorzugt wird in der Mischvorrichtung die flüssige Chemikalie in einem ersten Flüssigkeitsstrom und die zweite Flüssigkeit in einem zweiten Flüssigkeitsstrom zur Verfügung gestellt. Die Mischvorrichtung, aus der der erste Flüssigkeitsstrom und der zweite Flüssigkeitsstrom abgeleitet wird, kann derart ausgestaltet sein, dass der erste Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen gleichzeitig und mit dem zweiten Flüssigkeitsstrom aus der Mischvorrichtung austritt. Eine derartige

Mischvorrichtung ist beispielsweise in der EP-A-1 319 344 und der

EP-A-1 064 427 angegeben. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die

Mischvorrichtung derart ausgebildet ist, dass der erste Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen vor dem zweiten Flüssigkeitsstrom aus der Mischvorrichtung austritt oder der erste Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen nach dem zweiten

Flüssigkeitsstrom aus der Mischvorrichtung austritt.

Um eine Vermischung des zweiten Flüssigkeitsstroms, beispielsweise des

Frischwasserstroms oder des Umlaufwasserstroms mit der zu dosierenden Chemikalie, die im ersten Flüssigkeitsstrom die Mischvorrichtung verlässt, zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass der erste Flüssigkeitsstrom mit dem zweiten Flüssigkeitsstrom in einer Mischkammer vor Zuführung zum Prozessstrom vermischt wird.

Die Trennung der Mischvorrichtung von dem Prozessstrom, die zu einer unabhängigen Reinigung der Mischvorrichtung vom Prozessstrom führt, wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Mischvorrichtung von einer

Aufnahmeeinrichtung aufgenommen wird, wobei die Mischvorrichtung in der Aufnahmeeinrichtung im Reinigungsschritt derart angeordnet ist, dass eine Reinigungskammer ausgebildet wird. In die Reinigungskammer kann

Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser, zugeführt werden, mit dem die Zuführleitungen und die Düsen in die erste und der zweite Flüssigkeitsstrom der Mischvorrichtung eingeführt werden, gespült wird. Durch das Spülen der

Mischvorrichtung und der Zuführungen werden diese von Ablagerungen gereinigt und so ein Verstopfen der Mischvorrichtung und der Zuführungen durch

Ablagerungen weitgehend vermieden.

Weist die Ausführungsform der Erfindung eine Mischkammer auf, so ist es bevorzugt, wenn die Mischkammer gleichzeitig auch die Reinigungskammer darstellt. Kann die Mischvorrichtung direkt oberhalb des Prozessstromes z. B. in einer Aufnahmeeinrichtung angeordnet werden, so ist es vorteilhaft, wenn die Misch Vorrichtung in der Aufnahmeeinrichtung zur Ausbildung der

Reinigungskammer verschiebbar ausgebildet ist. Zur Reinigung der

Mischvorrichtung wird die Mischvorrichtung in der Aufnahmeeinrichtung dann vom Prozessstrom weg verschoben, beispielsweise mittels manueller, pneumatischer, hydraulischer oder elektromotorischer Einrichtungen. Durch das Verschieben innerhalb der Aufnahmeeinrichtung weg vom Prozessstrom wird dann eine Reinigungskammer zur Verfügung gestellt.

Zur Führung der Mischvorrichtung in der Aufnahmeeinrichtung kann eine Muffe vorgesehen sein. Bevorzugt kann in der Aufnahmeeinrichtung beispielsweise ein Schieber integriert sein, der manuell, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch in der Aufnahmeeinrichtung bewegt wird. Ist der Schieber über den vollständigen Querschnitt der Aufnahmeeinrichtung verbracht, so stellt der

Schieber die Trenneinrichtung zur Abtrennung des Reinigungsraumes dar. Neben dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie zu einem Prozessstrom mittels einer Mischvorrichtung stellt die

Erfindung auch eine Vorrichtung zur Zumischung einer flüssigen Chemikalie zu einem Prozessstrom zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Aufnahmegehäuse und einen ersten Strömungskanal zur Zuführung der flüssigen Chemikalie zu dem Prozessstrom. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch ausgezeichnet, dass die Aufnahme, insbesondere das

Aufnahmegehäuse, derart ausgebildet ist, dass eine Reinigungskammer wenigstens zur Reinigung eines ersten Strömungskanals zur Verfügung gestellt wird. Bevorzugt wird über den ersten Strömungskanal die flüssige Chemikalie dem Prozessstrom zugeführt. Durch das Zuverfügungstellen einer Reinigungskammer im Aufnahmegehäuse kann wenigstens der erste Strömungskanal, beispielsweise mittels Reinigungsflüssigkeit gespült und sich im ersten Strömungskanal gebildete Ablagerung aus diesem entfernt werden. Die Mischvorrichtung umfasst bevorzugt neben dem ersten Strömungskanal wenigstens auch einen zweiten Strömungskanal zur Zuführung einer zweiten Flüssigkeit zu dem Prozessstrom. Auch der zweite Strömungskanal, durch den beispielsweise Frischwasser oder Wasser aus Umlaufprozessen in einer

Papiermaschine zugeführt werden kann, mündet bevorzugt in die

Reinigungskammer und kann von dem Prozessstrom getrennt werden. Auch eine Ausführung mit einem dritten Strömungskanal zur Führung einer dritten Flüssigkeit ist möglich. Um die Strömungsgeschwindigkeit in der Mischvorrichtung bzw. in den Zuführungseinrichtungen so hoch wählen zu können, dass keine oder nur wenige Ablagerungen sich während des laufenden Betriebes bilden, werden entsprechend kleine Leitungsquerschnitte bei den Zuleitungen der fluiden Chemikalien gewählt, so dass Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,05 bis 20 m/sec, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 m/sec und besonders im Bereich von 0,1 bis 5 m/sec erreicht werden.

Um Anhaftungen an den Leitungswänden vorzubeugen, werden bei den kleinen Leitungsquerschnitten, die zu den hohen Strömungsgeschwindigkeiten führen, Spülvorgänge durchgeführt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass keine Kugelhähne oder andere Absperrvorrichtungen zu den Zuleitungen vorgesehen sind. Damit wird die Möglichkeit der Bildung von Ablagerungen an den Kanten der engen Kontur der Kugelhähne bzw.

Absperrvorrichtungen vorgebeugt. Außerdem wird die Fertigung vereinfacht, da derartige Bauteile aufwendig bearbeitet, insbesondere elektropoliert werden müssen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Mischvorrichtung derart ausgebildet ist, dass in einem Mischschritt der erste und der zweite Flüssigkeitsstrom im

Wesentlichen gleichzeitig aus dem ersten bzw. aus dem zweiten Strömungskanal austreten. In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen vor dem zweiten Flüssigkeitsstrom aus dem ersten bzw. zweiten Strömungskanal austritt. Alternativ kann die Mischvorrichtung so beschaffen sein, dass der erste Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen nach dem zweiten Flüssigkeitsstrom aus dem ersten bzw. zweiten Strömungskanal austritt.

Um beispielsweise die Mischvorrichtung sehr nahe an den Prozessstrom zu bringen und von diesem wegzubewegen, kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Aufnahme die Mischvorrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

Neben der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt die Erfindung auch ein

Chemikalieneinspeissystem für den Einsatz in einer Papiermaschine zur

Verfügung, wobei das Chemikalieneinspeissystem dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel zur Einspeisung der Chemikalien in den Prozessstrom eine Mischvorrichtung gemäß der Erfindung umfassen. In einer fortgebildeten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung über ein Rohr mit dem Siebwasserverbindungsmittel verbunden ist, um das Siebwasser als zweite Flüssigkeit zu verwenden. Die Erfindung soll nachfolgend ohne Beschränkung hierauf beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben werden:

Es zeigen: eine erfindungsgemäße Dosierdüse in einer ersten Ausgestaltung mit einer Aufnahme; eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Dosierdüse mit einer Aufnahme; eine erfindungsgemäße Dosierdüse mit integriertem

Absperrschieber, wobei die Dosierdüse bzw. Mischvorrichtung in Mischstellung ist;

Ausführungsform gemäß Fig. 3 in Reinigungsstellung;

Mischvorrichtung in Reinigungsstellung mit geschlossenem Absperrschieber; Fig. 7a-7l Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung mit separatem Mischraum;

Fig. 8a-8b konstruktive Ausgestaltung einer Dosierdüse bzw. Mischvorrichtung mit Zuführungen und Versteileinrichtungen; Fig. 9a-9b Flussdiagramm zur Chemikaliendosierung (Fig. 9a) und Reinigungsbetrieb (Fig. 9b).

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung 10 gezeigt, umfassend einen ersten Strömungskanal 12, in dem beispielsweise die zuzuführende Chemikalie eingeleitet werden kann sowie einen zweiten Strömungskanal 14, der den ersten Strömungskanal annular umgibt und in dem eine zweite Flüssigkeit,

beispielsweise Frischwasser, geführt werden kann. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren einen dritten Strömungskanal. Dieser dritte Strömungskanal ist optional und keinesfalls notwendig. Die Vorrichtung würde auch der Erfindung

entsprechen, wenn wenigstens der erste Strömungskanal 2 und der zweite Strömungskanal 14 verwirklicht würden.

Der dritte Strömungskanal umgibt den zweiten Strömungskanal wiederum annular.

Die Mischvorrichtung 10 mit erstem, zweitem und drittem Strömungskanal wird in einer Aufnahmeeinrichtung 20 beispielsweise verschiebbar in axialer Richtung 22 geführt. Die Mischvorrichtung 10 kann, muss aber nicht in der Aufnahmeeinrichtung axial verschieb- bzw. verstellbar angeordnet sein.

Die Durchmesser bzw. die Abmessungen der Leitungsquerschnitte d1 , d2, d3 von erstem, zweitem und drittem Strömungskanal 12, 14, 16sind so gewählt, dass hohe Strömungsgeschwindigkeiten der in den Strömungskanälen geleiteten Flüssigkeitsströme auftreten. Bevorzugt werden die Abmessungen bzw.

Durchmesser derart gewählt, dass die Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich 0,05 bis 20 m/sec, vorzugsweise im Bereich 0,1 bis 10 m/sec, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 5 m/sec liegen. Durch eine Verengung der Abmessungen, beispielsweise beim Austritt im unteren Teil 24 des zweiten Strömungskanals 14 bzw. 26 des dritten Strömungskanals 16 kann die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Austritts aus der

Mischvorrichtung erheblich gesteigert werden gegenüber der

Strömungsgeschwindigkeit im oberen Bereich 34 des zweiten Strömungskanals bzw. 36 des dritten Strömungskanals 16. Einen derartig konischen Zulauf kann auch für den ersten Strömungskanal 12 im Bereich des Austritts, d.h. im Bereich 22, vorgesehen sein. Neben der Öffnung 40, aus der beispielsweise die zu dosierende Chemikalie aus dem ersten Strömungskanal austreten kann, ist es möglich, den ersten Strömungskanal auch in der Seitenwand mit Bohrungen 42 zu versehen, aus denen die Chemikalie austritt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Grenze des Prozessstroms mit 100 bezeichnet. Die Fliesrichtung des Prozessstroms ist mit 0 angegeben. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird der Chemikalienstrom direkt in den Prozessstrom eingebracht, ebenso wird der durch den zweiten Strömungskanal geführte zweite Flüssigkeitsstrom bzw. der durch den dritten Flüssigkeitskanal geführte dritte Flüssigkeitsstrom direkt in den Prozessstrom eingeleitet. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform tritt der Chemikalienstrom, d.h. der erste Flüssigkeitsstrom, zeitlich vor dem zweiten Flüssigkeitsstrom in den

Prozessstrom ein.

Dadurch, dass die Strömungskanäle für den zweiten und den dritten

Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen auf gleicher Höhe enden, ist der Eintritt von zweitem und drittem Flüssigkeitsstrom in den Prozessstrom im Wesentlichen gleichzeitig. In jedem Fall wird die Zuführung der Flüssigkeitsströme aus der Mischvorrichtung 10 in den Prozessstrom im Wesentlichen quer zum

Prozessstrom vorgenommen. Die Zuführung des Chemikalienstroms über den ersten Strömungskanal und beispielsweise den von Frischwasser, den zweiten Strömungskanal, ist nicht zwingend, sondern lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich können die Strömungskanäle auch unterschiedlich belegt sein.

Fig. 2 stellt eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dar. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Unterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist in der Ausführung der Trennwand der zweiten Zuführleitung bzw. des zweiten Strömungskanales zu erkennen. Die zweite Zuführleitung weist einen oberen Abschnitt 34, einen konisch zulaufenden verengten Mittelabschnitt 24 sowie daran anschließend einen

Endabschnitt 54, der sich nicht konisch verjüngt, aber so ausgestaltet ist, dass die Zuführung der zweiten Flüssigkeit in den Prozessstrom hinein erfolgt. Der

Endabschnitt 54 kann in seiner Länge variiert werden, so dass eingestellt werden kann, ob der durch den zweiten Strömungskanal zugeführte zweite

Flüssigkeitsstrom gleichzeitig, vor oder nach dem über den ersten

Strömungskanal 12 zugeführten Chemikalienstrom bzw. ersten Flüssigkeitsstrom austritt. Als Chemikalienstrom über den ersten Strömungskanal können als dosierende Chemikalien insbesondere Polymere, beispielsweise Ädhäsionsmittel, die beim Papierherstellungsprozess dem Prozessstrom zugegeben werden, verwandt werden. Beispiele für derartige Chemikalien bzw. Polymere sind Polyacrylamid (PAM), Polyethylenimin (PEI), Polyamidoamin (PAAm), vernetzbare

Polyamidaminharze, Polydadmac, Polyvenylamin (PVAm), Polyethylenoxid (PEO). Alternativ zu den zuvor genannten Polymeren können die dosierenden

Chemikalien auch Mikropartikel bzw. Nanopartikel sein, beispielsweise Bentonid oder ein Silikat. Ferner kann es sich bei den zu dosierenden Chemikalien um Stärke oder ein Biozid oder einen Farbstoff oder einen optischen Aufheller handeln. Weitere mögliche Chemikalien sind Neutralleimungsmittel wie z. B. AKD (Acrylketendimer) oder ASA (Alkenylbernsteinsäureanhydrid). Weiter ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, auch mineralische Stoffe wie z. B.

Kalziumkarbonat, Titandioxid in Form einer Suspension in eine zweite Flüssigkeit oder den Prozessstrom zu dosieren. In den Figuren 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung gezeigt, bei der wiederum eine Mischvorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, eingesetzt wird. Gleiche Bauteile in den Figuren 3 und 4 sind wiederum mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 belegt. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 und 4 handelt es sich um eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei der die Mischvorrichtung 10 innerhalb eines Aufnahmegehäuses 20 bzw. einer Aufnahme in axialer Richtung 22 beweglich ausgestaltet ist.

Zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung umfasst die

Aufnahmeeinrichtung 20 einen Absperrschieber 200. Der Absperrschieber 200 ist in der Richtung 202 beweglich ausgestaltet. Die Mischvorrichtung 10 bzw.

Dosierdüse wird in Fig. 3 durch den geöffneten Absperrschieber geführt. Auch bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Zusammenführung der durch den zweiten Strömungskanal 14 geleiteten zweiten Flüssigkeit bzw. den

Mischstrom und dem durch den ersten Strömungskanal 2 geleiteten

Chemikalienstrom in den Prozessstrom 100. Ein Teil der Düse sowie der erste Strömungskanal ragt in den Prozessstrom 00 hinein.

In Fig. 4 ist die Mischvorrichtung 10 innerhalb der Aufnahme bzw. des

Aufnahmegehäuses in Richtung 22 aus dem Prozessstrom bei geöffnetem

Schieber 200 aktiv, z. B. pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch herausgezogen.

Fig. 5 zeigt nun das Einbringen des Schiebers 200 über den gesamten

Querschnitt der Aufnahmevorrichtung 20 bei einer Stellung der Mischvorrichtung 10 gemäß Fig. 4. Durch den geschlossenen Absperrschieber 200 wird die

Mischvorrichtung 0 erfindungsgemäß von dem Prozessstrom getrennt. Zwischen der Mischvorrichtung 10 und dem Absperrschieber wird ein Reinigungsraum 300 ausgebildet.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie bei abgetrenntem Reinigungsraum 300 die

Mischvorrichtung bzw. Dosierdüse unabhängig vom Prozessstrom 100 gereinigt werden kann. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann beispielsweise in den ersten

Strömungskanal 2 anstatt eines Chemikalienstromes Frischwasser zugeführt werden. Selbstverständlich wäre die Zuführung auch über den zweiten

Strömungskanal oder den dritten Strömungskanal möglich, ohne dass dies hier gezeigt ist.

In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird somit über den ersten Strömungskanal 12 Frischwasser zugeführt. Das Frischwasser prallt auf die Absperreinrichtung 200 und wird in die beiden anderen Strömungskanäle 4 und 16 geführt. Dabei werden Medien, die in diesen Strömungskanälen bzw.

Zuführungen enthalten sind, durch das Frischwasser bzw. das fluide

Reinigungsmedium verdrängt. Die Düsen und die Zuführungen, insbesondere die Mischvorrichtung, können durch einen derartigen Reinigungsschritt, wie in Fig. 6 dargestellt, von den darin befindlichen Chemikalien, insbesondere deren

Ablagerungen, gereinigt werden. So wird ein Verstopfen der Mischvorrichtung und der Zuführungen durch Ablagerungen bei Stillständen unabhängig vom

Prozessstrom aktiv entgegengewirkt.

In den Figuren 7a bis 71 sind alternative Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, bei denen insbesondere die Mischvorrichtungen 10 unterschiedlich ausgebildet sind. Gleiche Bauteile wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 sind in den Figuren 7a bis 71 mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Allen

Ausführungsbeispielen in den Figuren 7a bis 71 ist gemeinsam, dass, wenn die Mischvorrichtung 10 nicht verschiebbar, sondern fixiert in der eingezeichneten Stellung ausgebildet wird, neben den bei geschlossenem Absperrschieber (nicht dargestellt) ausgebildetem Reinigungsraum 300 in allen Fällen dieser Reinigungsraum 300 auch gleichzeitig Mischraum ist und die beispielsweise aus dem ersten Strömungskanal 2 zugeführte Chemikalie und die aus dem zweitem Strömungskanal 14 austretende zweite Flüssigkeit sich in oder vor diesen

Mischraum, in jedem Fall aber vor Zuführung zum Prozessstrom 100 mischen. Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 7a bis 7b und 7e bis 7f wird zusätzlich zu dem Mischraum, der gleichzeitig Reinigungsraum 300 ist, ein Vormischraum 400 innerhalb der Mischvorrichtung 10 ausgebildet. Die beispielsweise in der Ausführungsform in den Figuren 7a und 7b durch den ersten Strömungskanal 12 zugeführte Chemikalie wird im Vormischraum 400 mit der zweiten durch den zweiten Strömungskanal 14 bzw. mit der dritten durch den dritten Strömungskanal zugeführten Flüssigkeit vorvermischt, bevor sie in den als Reinigungsraum fungierenden Mischraum 300 eintreten und schließlich zum Prozessstrom 100 geleitet werden. Wiederum ist, um eine Reinigung der Mischvorrichtung 10 zu ermöglichen, Absperrschieber 200 beweglich ausgebildet. Während bei der Ausführungsform gemäß der Figuren 7a und 7b die aus dem ersten

Strömungskanal 12 austretende Flüssigkeit in den Vormischraum 400 eingeleitet werden, wird bei Ausführungsform gemäß den Figuren 7c bis 7d lediglich die aus dem zweiten Strömungskanal 14 austretende Flüssigkeit mit der aus dem dritten Strömungskanal 16 austretenden Flüssigkeit vorvermischt. Die Ausführungsform gemäß den Figuren 7e bis 7f zeichnet sich dadurch aus, dass die aus dem ersten Strömungskanal 12 austretende Chemikalie vor der zweiten Flüssigkeit austritt und insoweit ein Vor-Vor-Mischraum 500 ausgebildet wird, bei dem die Chemikalie sich mit der zweiten Flüssigkeit vermischt, bevor im Vormischraum 400 die

Chemikalie mit der zweiten Flüssigkeit gemischt mit der aus dem dritten

Strömungskanal 16 austretenden dritten Flüssigkeit vermischt wird.

In den Figuren 7g und 7h tritt die dritte Flüssigkeit aus dem dritten

Strömungskanal 16 vor der zweiten und die zweite vor der Chemikalie aus dem ersten Strömungskanal 12 in den Mischraum 300 ein, der allerdings nicht mehr deckungsgleich mit dem Reinigungsraum 300 ist. In den Figuren 7i und 7j wird ein zeitgleicher Eintritt der im ersten Strömungskanal 2 geführten Chemikalie und der zweiten Flüssigkeit in den Mischraum erreicht.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 7k bis 71 tritt zunächst die im dritten Strömungskanal 16 eingeführte dritte Flüssigkeit vor der im zweiten

Strömungskanal 14 geführten zweiten Flüssigkeit und der im ersten

Strömungskanal 2 geführten Chemikalie in den Mischraum 300 ein.

In den Figuren 8a und 8b sind Ausgestaltungen der Mischvorrichtung gezeigt, die an eine Prozessstromleitung 500 angeschlossen ist. Die in Fig. 8a gezeigte Vorrichtung umfasst eine Aufnahme 20, eine innerhalb der Aufnahme 20 bewegbare Mischvorrichtung 10, die als Düse ausgebildet ist, wie beispielsweise in den Figuren 1 bis 71 gezeigt. Die Aufnahme 20 ist an eine Prozessstromleitung 500 angeschlossen, in der ein Prozessstrom geführt wird. Die Mischvorrichtung ist in Richtung 22 beweglich, beispielsweise mittels Zylinder 502. Die

Mischvorrichtung 10 ist an drei Zuleitungen 512, 514, 516 angeschlossen, die jeweils in dem ersten Strömungskanal 12, in dem zweiten Strömungskanal 14 und in dem dritten Strömungskanal 16 der Mischvorrichtung enden. In der in Fig. 8a dargestellten Betriebsposition ist der Absperrschieber (nicht gezeigt) geöffnet und die Düsen bzw. Enden der Strömungskanäle der Mischvorrichtung ragen in den Prozessstrom hinein.

In Fig. 8b ist die Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Fig. 8a in der

Reinigungsposition dargestellt, d.h. mit geschlossenem Absperrschieber 200. Gleiche Bauteile wie in Fig. 8a sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Durch den Absperrschieber 200 wird ein Reinigungsraum 300 ausgebildet und die Mischvorrichtung, insbesondere deren Düsen, von dem Prozessstrom in der Prozessstromleitung 500 getrennt. Die Figuren 9a und 9b zeigen schematisch ein Leitungsdiagramm mit Zuleitungen für den Chemikalienstrom 1000, die zweite Flüssigkeit 1100 und die dritte Flüssigkeit 1300. Die zweite Flüssigkeit wird als Mischstrom bezeichnet, und die dritte Flüssigkeit als Injektionsstrom. Des Weiteren eingezeichnet sind die

Leitungen 1400, 1410 des Reinigungsfluids, das lediglich bei geschlossenem Absperrschieber zum Einsatz gelangt. In die Leitung 1 100 ist ein Regelventil 1010, in die Leitung 1000 ein Regelventil 1 1 10 und in die Leitung 1300 ein Regelventil 1330 eingebracht. Das Reinigungsfluid kann über Leitung 1400 bzw. über Leitung 4 0 der Chemikalienstromzuführleitung 1000 bzw. der Zuführleitung für die zweite Flüssigkeit 1 100 zugeführt werden. Bei Einmischung der Chemikalie in den Prozessstrom sind diese Ventile, wie in Fig. 9a gezeigt, an der Stelle 2000.1 bzw. 2000.2 gesperrt.

Auch die Zudosierung von Reinigungsflüssigkeit in den dritten Flüssigkeitsstrom 1300 über Leitung 1410 ist vorgesehen, jedoch ist im Falle in Fig. 9a auch diese Leitung an der Stelle 2000.3 gesperrt.

Wird nunmehr der Reinigungsbetrieb gefahren, so wird, wie in Fig. 9b gezeigt, die Sperre an den Stellen 2000.1 , 2000.2 sowie 2000.3 aufgehoben und stattdessen die Leitung 1 100 an der Stelle 3000.2, Leitung 1000 an der Stelle 3000.1 und Leitung 300 an der Stelle 3000.3 gesperrt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird neben der eigentlichen

Dosierfunktion eine notwendige und effektive Reinigungsmöglichkeit zur

Verfügung gestellt. Dadurch werden die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere ein Verstopfen der Düse, Ablagerungen in den Zuleitungen,

Polymerklümpchen im Prozess und Störung bei der Papierherstellung vermieden. Bei Stillständen der Papiermaschine können die Chemikalien bzw. Prozessfluide vollständig aus dem gesamten Dosiersystem, den Zuleitungen und der Düse entfernt werden. Der Bildung von Ablagerungen in den Zuleitungen und der Düse kann mittels eines sehr effizienten Spülvorganges effektiv vorgebeugt werden. Des Weiteren ist es im Vergleich zum Stand der Technik möglich, kleinere

Leitungsquerschnitte zu verwenden und damit die Strömungsgeschwindigkeiten, insbesondere der Chemikalien, entsprechend hoch einzustellen. Des Weiteren kann die Reinigung der Düse unabhängig vom laufenden Prozess erfolgen und Düse und Zuführungen können unabhängig vom Prozess gewartet und gegebenenfalls demontiert werden. Die Performance der Düse ändert sich auch während eines längeren permanenten Betriebes der Dosiereinrichtung nicht, insbesondere verschlechtert sich die Einmischung von Chemikalien im

Prozessstrom über die Laufzeit nicht. Alles in allem wird die Prozesssicherheit durch die Reinigungsfunktion erhöht und aufgrund der Reduzierung der

Stillstandszeiten können höhere Laufzeitwirkungsgrade erreicht werden.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und der integrierten Reinigungsfunktion kann somit im Vergleich zum Stand der Technik eine Produktionssteigerung erreicht werden, des Weiteren ist es möglich, das Gesamtsystem mit der Dosier- und der Reinigungsfunktion vollständig in ein Prozessleitsystem zu integieren.