CH616092A5 - Process for reclaiming paper fibres from paper-containing waste, and system for carrying out the process - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von Papierfasern aus papierhaltigen Haushalt- oder Industrieabfällen, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Besonders Haushaltabfälle enthalten meistens 25 bis 30% Papier und Pappe; eine Möglichkeit zur Abtrennung dieses Materials in verwendbarer Beschaffenheit bedeutet einen willkommenen Beitrag zu der Gesamtheit der Ausgangsmaterialien für die Papier- und Pappeindustrie. The present invention relates to a method for recovering paper fibers from paper-containing household or industrial waste, and a plant for carrying out the method. Household waste in particular mostly contains 25 to 30% paper and cardboard; a possibility of separating this material in a usable condition means a welcome contribution to the entirety of the starting materials for the paper and cardboard industry.
Aus der Literatur und der Praxis sind mehrere Verfahren zum Abtrennen von Papier aus Abfällen bekannt, bei denen Unterschiede der physikalischen Eigenschaften der in diesem Abfall vorhandenen Materialien, wie die Fallgeschwindigkeit, die Partikelgrösse, der Magnetismus und dergleichen, ausgenützt werden. Several methods for separating paper from waste are known from the literature and from practice, in which differences in the physical properties of the materials present in this waste, such as the falling speed, the particle size, the magnetism and the like, are exploited.
Bei einem bekannten Verfahren werden die Abfälle mit Hilfe von Magneten enteisent, worauf das verbleibende Material in einer Schlag- bzw. Prallmühle oder Hammermühle zerkleinert wird und die nicht zerkleinerbaren Teile entfernt werden, wonach man den gemahlenen Abfall durch Windsichten in schwerere Teilchen und in eine leichtere Fraktion trennt. Aus der leichteren Fraktion, die aus Papier, Kunststoffen und feinem restlichem Material besteht, wird das restliche Material nach der Entlüftung durch Einwirkung eines Zyklons ausgesiebt, worauf durch weitere Windsichtung das Papier und der Kunststoff getrennt werden. In a known method, the waste is de-iced with the help of magnets, whereupon the remaining material is crushed in a impact or impact mill or hammer mill and the non-crushable parts are removed, after which the ground waste is air-classified into heavier particles and into a lighter one Fraction separates. From the lighter fraction, which consists of paper, plastics and fine remaining material, the remaining material is screened out after the ventilation by the action of a cyclone, whereupon the paper and the plastic are separated by further air separation.
Ein Nachteil dieses und anderer bisher bekanntgewordener Verfahren besteht darin, dass die Trennung von Papier und Kunststoffen infolge des meist sehr geringen Unterschiedes zwischen den spezifischen Gewichten dieser Materialien nur mit grösster Schwierigkeit ausgeführt werden kann und eine ungenügende Trennung dieser Komponenten ergibt. A disadvantage of this and other previously known methods is that the separation of paper and plastics can only be carried out with great difficulty due to the usually very small difference between the specific weights of these materials and results in an insufficient separation of these components.
Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das nicht die obigen Nachteile hat und mit dem eine sehr wirksame Trennung von Papier und Kunststoffen möglich wird. The aim of the invention is to develop a method which does not have the above disadvantages and which enables a very effective separation of paper and plastics.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass man die aus Papier und Kunststoffen bestehende Fraktion vor der Ausführung der genannten weiteren Trennung durch Windsichtung befeuchtet. The process according to the invention consists in moistening the fraction consisting of paper and plastics by wind separation before carrying out the said further separation.
Das erfindungsgemässe Verfahren benützt den Umstand, dass das Papier Feuchtigkeit absorbiert, so dass sein spezifisches Gewicht steigt und in dem Windsichter eine wirklich wirksame Trennung nach der Fallgeschwindigkeit erfolgt. The method according to the invention makes use of the fact that the paper absorbs moisture, so that its specific weight increases and a really effective separation takes place in the air classifier according to the falling speed.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann so ausgeführt werden, dass zwischen dem Zeitpunkt der Befeuchtung der Fraktion aus Papier und Kunststoffen und dem Zeitpunkt der Zuführung in den Windsichter eine Zeit verfliesst, die ausreicht, dass das Papier genug Feuchtigkeit absorbieren kann. The method according to the invention can be carried out in such a way that a time which is sufficient for the paper to be able to absorb enough moisture elapses between the time at which the fraction of paper and plastics is moistened and when it is fed into the air classifier.
Je nach Beschaffenheit und Zustand des im Abfall vorhandenen Papiers kann eine wirksame Trennung zwischen dem Papier und dem Kunststoff bei einem Feuchtigkeitsgehalt des Papiers von höchstens 80% erhalten werden. Depending on the nature and condition of the paper in the waste, an effective separation between the paper and the plastic can be obtained with a moisture content of the paper of at most 80%.
Es wurde gefunden, dass eine optimale Trennung zwischen Papier und Kunststoffen erzielbar ist, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers zwischen 40 und 60% liegt. It has been found that an optimal separation between paper and plastics can be achieved if the moisture content of the paper is between 40 and 60%.
Es wurde ferner beobachtet, dass die Teilchengrösse, auf die der Abfall in der ersten Stufe in einer Schlag- bzw. Prallmühle oder Hammermühle zerkleinert wird, für die am Ende erfolgende einwandfreie Trennung der Papierfasern von dem Abfall eine grosse Rolle spielt. It has also been observed that the particle size to which the waste is comminuted in the first stage in an impact or impact mill or hammer mill plays a major role in the final separation of the paper fibers from the waste.
Beim erfindungsgemässen Verfahren sollte daher der Abfall auf eine Teilchengrösse unter 200 mm zerkleinert werden. In the method according to the invention, the waste should therefore be reduced to a particle size below 200 mm.
Die besten Ergebnisse wurden erhalten, wenn der Abfall auf eine Teilchengrösse unter 80 mm zerkleinert wurde. The best results were obtained when the waste was reduced to a particle size below 80 mm.
Bei der zuletzt genannten Teilchengrösse weichen nämlich das spezifische Gewicht bzw. die Fallgeschwindigkeit des Papiers schon bei der ersten Trennung deutlich vom spezifischen Gewicht bzw. der Fallgeschwindigkeit der meisten restlichen Komponenten ab. With the last-mentioned particle size, the specific weight or the falling speed of the paper already deviate significantly from the specific weight or the falling speed of most of the remaining components during the first separation.
Im erfindungsgemässen Verfahren werden vorzugsweise Windsichter mit einem zickzackförmig konstruierten Luftkanal, in dem der aufwärts gerichtete Luftstrom seine Richtung mehrere Male ändert, verwendet. Das zu sichtende Material wird in dem Luftstrom an den Stellen der spitzen Rippen in dem Luftkanal quer über den Luftstrom getragen, so dass eine noch bessere Trennung der Fraktionen erzielt wird. In the method according to the invention, air classifiers with an air duct constructed in a zigzag fashion, in which the upward air flow changes its direction several times, are preferably used. The material to be sifted is carried in the air flow at the locations of the pointed ribs in the air duct across the air flow, so that an even better separation of the fractions is achieved.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens. The invention further relates to a plant for carrying out the method according to the invention.
Diese Anlage umfasst eine Eisenentfernungsvorrichtung, eine Schlag- bzw. Prallmühle oder Hammermühle, mindestens zwei Windsichter, die nacheinander montiert sind, mit zugehörigen Beschickungs- und Entleerungsschleusen sowie eine Siebvorrichtung, die zwischen diesen Windsichtern montiert This system comprises an iron removal device, an impact or impact mill or hammer mill, at least two wind sifters, which are mounted one after the other, with associated loading and emptying locks, and a screening device, which is mounted between these wind sifters
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ist; diese Anlage ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Siebvorrichtung und vor dem letzten Windsichter eine Befeuchtungsvorrichtung angeordnet ist. is; According to the invention, this system is characterized in that a humidification device is arranged behind the screening device and in front of the last air classifier.
Da bei der Anwendung von bekannten Siebvorrichtungen das in der leichten Fraktion noch vorhandene feine restliche Material vielfach ungenügend abgesiebt und insbesondere derjenige Teil dieses restlichen Materials, der an dem Papier haftet, nicht entfernt wird, ist es zweckmässig, wenn die Siebvorrichtung als Rotorsieb mit einem glatten konischen Siebkäfig gestaltet ist, dessen Öffnungen kleiner als 20 mm und grösser als 5 mm sind. Since when using known screening devices, the fine residual material still present in the light fraction is often insufficiently screened and in particular that part of this remaining material which adheres to the paper is not removed, it is expedient if the screening device as a rotor screen with a smooth conical sieve cage is designed, the openings of which are smaller than 20 mm and larger than 5 mm.
Infolge dieser Konstruktion des Siebkäfigs und der Grösse der Öffnungen in den eigentlichen Siebplatten, können rotierende Abstreichmesser auch das feine restliche Material, das an dem Papier haftet, von dem Papier abkratzen, so dass dieser Teil des restlichen Materials ebenfalls über die Sieböffnungen abgesiebt werden kann. Due to this construction of the sieve cage and the size of the openings in the actual sieve plates, rotating doctor blades can also scrape off the fine residual material that adheres to the paper, so that this part of the remaining material can also be sieved off through the sieve openings.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren zur fraktionierten Trennung von Abfall besteht darin, dass der Abfall, der in den Schlag- bzw. Prallmühlen oder Hammermühlen gemahlen worden ist, beim Transport zum Windsichter in den Beschickungs- bzw. Entleerungsschleusen dieser Windsichter zwischen den Rotorschaufeln und der Wandung des Schleusengehäuses haften bleiben. Another disadvantage of the known methods for the fractional separation of waste is that the waste, which has been ground in the impact or impact mills or hammer mills, is transported between the rotor blades and the in the loading or emptying locks of these wind sifters during transport to the air classifier Stick to the wall of the lock housing.
Infolgedessen werden die Schleusen verstopft, so dass die Dosierung der zu trennenden Fraktionen im Windsichter und die Entfernung einer abgetrennten Fraktion aus dem Windsichter erschwert werden. As a result, the locks are blocked, making it difficult to dose the fractions to be separated in the air classifier and to remove a separated fraction from the air classifier.
Bei der erfindungsgemässen Anlage kann dieser Nachteil dadurch vermieden werden, dass die Beschickungs- und Entleerungsschleusen mit Rotorschaufeln, deren Enden aus einem elastischen Material hergestellt sind, versehen sind. In the system according to the invention, this disadvantage can be avoided by providing the charging and emptying locks with rotor blades, the ends of which are made of an elastic material.
Durch die Anwendung der obigen Massnahmen und Mittel in Kombination mit einer richtigen Dimensionierung der Windsichter genügen beim erfindungsgemässen Verfahren in der Regel zwei Windsichter. By using the above measures and means in combination with a correct dimensioning of the wind sifter, two wind sifters are usually sufficient in the method according to the invention.
Die durch den ersten Windsichter getrennte leichte Fraktion enthält noch Papier, Kunststoffe und ein feines restliches Material, aus dem nach der Entlüftung über einen Zyklon sowohl derjenige Teil dieses restlichen Materials, das an dem Papier haftet, als auch derjenige Teil, der nicht an dem Papier haftet, durch das Rotorsieb abgesiebt werden kann. The light fraction separated by the first air classifier still contains paper, plastics and a fine remaining material, from which, after venting via a cyclone, both that part of this remaining material which adheres to the paper and that part which is not to the paper adheres through which the rotor sieve can be screened.
Dann ist es möglich, von dem noch in den zweiten Windsichter gelangten Material, nachdem es befeuchtet worden ist, das Papier als schwerere Komponente vom Kunststoff zu trennen und das Papier zurückzugewinnen. It is then possible to separate the paper from the plastic, which is still heavier, after it has been moistened, and to recover the paper, after it has been moistened.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert, worin The method according to the invention will now be explained with reference to a drawing, for example, wherein
Fig. 1 schematisch eine Anlage zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt und Fig. 1 shows schematically a plant for performing the inventive method and
Fig. 2 eine Ausführungsform des zwischen den beiden Windsichtern angeordneten Rotorsiebes darstellt. 2 shows an embodiment of the rotor sieve arranged between the two air classifiers.
In Fig. 1 werden Haushaltabfälle 1 aus einem Trichter 2 mit einem Greifer 3 auf einen Schüttelförderer 4 gebracht, über dem ein Magnetband 5 läuft, mit dem die Abfälle vom Eisen befreit werden, worauf die Eisenteile über ein Förderband 6 wegtransportiert werden. In Fig. 1, household waste 1 is brought from a hopper 2 with a gripper 3 onto a vibrating conveyor 4, over which a magnetic tape 5 runs, with which the waste is freed of iron, whereupon the iron parts are transported away via a conveyor belt 6.
Die restlichen Abfälle werden von dem Schüttelförderer 4 über ein Förderband 7 einer Schlag- bzw. Prallmühle oder Hammermühle 8 zugeführt, in der nicht zerkleinerbare Teile aus den Abfällen herauszentrifugiert und ebenfalls über ein Förderband 9 abgezogen werden. The remaining waste is fed from the vibratory conveyor 4 via a conveyor belt 7 to an impact or impact mill or hammer mill 8, in which parts which cannot be comminuted are centrifuged out of the waste and are likewise drawn off via a conveyor belt 9.
Die restlichen Abfälle werden in der Mühle 8, die auf eine Teilchengrösse unter 80 mm eingestellt ist, gemahlen. The remaining waste is ground in mill 8, which is set to a particle size below 80 mm.
Die so gemahlenen Abfälle werden über eine Beschik-kungsschleuse 10, die mit Rotorschaufeln konstruiert ist, deren Enden aus Neoprenstreifen bestehen, einem zickzackför-migen Windsichter 11 zugeführt und in diesem einem durch das Gebläse 12 erzeugten aufwärtsgerichteten Luftstrom ausgesetzt. The waste thus ground is fed to a zigzag-shaped air classifier 11 via a charging lock 10, which is constructed with rotor blades, the ends of which consist of neoprene strips, and is exposed therein to an upward air flow generated by the blower 12.
In diesem aufwärtsgerichteten Luftstrom in dem Windsichter 11 fallen die schwereren Teilchen je nach ihrem spezifischen Gewicht und ihrer Grösse an der Wand entlang abwärts und werden am unteren Ende 13 abgezogen. In this upward air flow in the air classifier 11, depending on their specific weight and size, the heavier particles fall down the wall and are drawn off at the lower end 13.
Die leichtere Fraktion, die aus Papier, Kunststoffolie und einem Rest von feinem, überwiegend organischem Material besteht, wird mit dem aufwärtsgerichteten Luftstrom mitgerissen und entweicht über den Auslass 14 nach einem Zyklon 15. In diesem Zyklon 15 wird diese Fraktion entlüftet und vom Staub befreit, wobei sich der Staub in dem Staubfilter 16 ansammelt. The lighter fraction, which consists of paper, plastic film and a remainder of fine, predominantly organic material, is carried along with the upward air flow and escapes via the outlet 14 to a cyclone 15. In this cyclone 15, this fraction is vented and freed from dust, the dust accumulates in the dust filter 16.
Dann wird der restliche Teil der Fraktion über die Schleuse 17 dem Rotorsieb 18 zugeführt, in dem das feine restliche Material durch Sieböffnungen, die kleiner als 20 mm und grösser als 5 mm sind, gesiebt und über den Auslass 19 abgezogen wird. The remaining part of the fraction is then fed via the lock 17 to the rotor sieve 18, in which the fine remaining material is sieved through sieve openings which are smaller than 20 mm and larger than 5 mm and drawn off via the outlet 19.
In dem Rotorsieb (siehe Fig. 2) wird die Fraktion über eine Förderschnecke 31 einem glatten, konischen Siebkäfig 32 zugeführt, in dem das restliche Material durch rotierende Abstreifmesser 33 von dem Papier abgekratzt wird; dieses restliche Material entweicht über die zuvor erwähnten Sieböffnungen 34 und wird über den Auslass 19 aufgefangen. In the rotor sieve (see FIG. 2), the fraction is fed via a screw conveyor 31 to a smooth, conical sieve cage 32 in which the remaining material is scraped off the paper by rotating scraper blades 33; this remaining material escapes through the aforementioned screen openings 34 and is collected via the outlet 19.
Die Fraktion, die nur noch aus Papier und Kunststoffen besteht, wird über den Auslass 20 in die Befeuchtungsvorrich-tung 21 geführt, in der die Fraktion bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt des Papiers von maximal 80% befeuchtet wird. The fraction, which only consists of paper and plastics, is led via the outlet 20 into the moistening device 21, in which the fraction is moistened up to a moisture content of the paper of maximum 80%.
Im Falle einer üblichen Zusammensetzung der aus den Abfällen stammenden Papier-Kunststoff-Fraktion wird ein Befeuchtungsgrad des Papiers von 40 bis 60% empfohlen. In the case of a customary composition of the paper-plastic fraction from the waste, a degree of moistening of the paper of 40 to 60% is recommended.
Nun wird die befeuchtete Papier-Kunststoff-Fraktion über ein Förderband 22 der Beschickungsschleuse 23 des zweiten Windsichters 24 zugeführt. Das Papier hat genügend Feuchtigkeit absorbiert, während die Papier-Kunststoff-Fraktion sich über das Förderband 22 und in den Windsichter bewegt. Infolge der Feuchtigkeitsabsorption wird das spezifische Gewicht der Papierteilchen grösser als das spezifische Gewicht des Kunststoffes, so dass es möglich ist, die Papierteilchen als schwerste Komponente über den Auslass 25 in dem Sammeltrog 26 zu sammeln. The moistened paper-plastic fraction is now fed via a conveyor belt 22 to the feed lock 23 of the second air classifier 24. The paper has absorbed enough moisture as the paper-plastic fraction moves over the conveyor belt 22 and into the air classifier. As a result of moisture absorption, the specific weight of the paper particles becomes greater than the specific weight of the plastic, so that it is possible to collect the paper particles as the heaviest component via the outlet 25 in the collecting trough 26.
Der leichtere Kunststoff verlässt den Windsichter am oberen Ende über den Auslass 27 und wird über den Zyklon 28 und die Entleerungsschleuse 29 auf ein Förderband 30 abgegeben. The lighter plastic leaves the air classifier at the upper end via the outlet 27 and is discharged onto a conveyor belt 30 via the cyclone 28 and the emptying lock 29.
In einer Versuchsanlage, die mit einer Kapazität von 1200 kg Haushaltabfällen pro Stunde arbeitete, wurden bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens 264 kg Ausgangsmaterial für Papier zurückgewonnen; dieses Ausgangsmaterial erwies sich als besonders geeignet für die Herstellung von Papier und Pappe. In a test facility which worked with a capacity of 1200 kg of household waste per hour, 264 kg of starting material for paper were recovered using the method according to the invention; this starting material proved to be particularly suitable for the production of paper and cardboard.
Aus diesen 1200 kg Haushaltabfällen wurden ferner weitere 600 kg schweres Material, 300 kg feines restliches Material und 36 kg Kunststoffe abgetrennt. Die Qualität des zurückgewonnenen Papiers hatte im Hinblick auf Eigenschaften, wie Formbeständigkeit, Krümmungsneigung, Leimbarkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Retention von Füllstoffen noch Vorteile gegenüber der Verwendung von «jungfräulichem» Material. A further 600 kg of heavy material, 300 kg of fine remaining material and 36 kg of plastics were also separated from these 1200 kg of household waste. The quality of the recovered paper still had advantages over the use of "virgin" material in terms of properties such as dimensional stability, tendency to bend, glueability, surface properties and retention of fillers.
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