CN104755672B - 分馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分馏由用于制造多层纤维料幅的机器的废纸或残次纸制造的纤维悬浮液(1)的方法，其中，形成主要具有长纤维的长纤维馏份(11)和主要具有短纤维的短纤维馏份(12)。在此改善再利用效率的方式是，长纤维馏份(11)的卡伯值小于纤维悬浮液(1)的卡伯值。

Description

分馏方法

本发明涉及一种用于分馏由用于制造多层纤维料幅的机器的废纸或残次纸制造的纤维悬浮液的方法，其中，形成主要具有长纤维的长纤维馏份和主要具有短纤维的短纤维馏份。

废纸的再加工长期以来就实行。在此通常对纤维悬浮液不仅要清洁而且也要分馏。分馏一般大多数通过筛分器进行。

通过分馏，可以根据需求使用高品质的长纤维馏份。

当然，对长纤维馏份的质量也有限制，从而制约了其作为新鲜纤维的替代的再利用。

这尤其体现在已印刷的废纸的再利用中，在再利用之前还必须通过已知的脱墨过程脱除印刷油墨。已清洁的纤维称作DIP并且单独地或与纸浆共同地在纤维料幅的形成中被再利用。

尤其是在制造高品质纸时通常由于低于1.3mm的较小加权平均的纤维长度而不能使用DIP。

这也适用于多层纤维料幅，其中，各个单独的层具有对纤维质量更高的要求。

多层纤维料幅的形成通过多层流浆箱进行，例如文献DE-OS 40 29 545中所描述。流浆箱为此具有多个彼此独立地提供以不同悬浮液的喷嘴空间。在喷嘴空间之间安设有防止悬浮液提早混合的薄片。

也已知用于借助多个相互独立的流浆箱形成多层纤维料幅的造纸机。各个单独的层在此汇合在一起并且挤压脱水(vergautscht)。这些例如在文献DE 40 31 038中记载。

在这两种情况下所涉及的是，由按需求使用不同的纤维质量所造成的成本应降低。通常较差的质量、也即短纤维可以使用在纤维料幅中心或用于形成背面。

生产中积累的废纸迄今包括溶解和随后在对纤维质量具有较低要求的层中的再利用。

因此，本发明所要解决的技术问题是实现提取高品质的纤维材料以便提高再利用的效率。

按本发明解决该技术问题的方案是，长纤维馏份的卡伯值小于待分馏的纤维悬浮液的卡伯值。

因为分馏现在不仅针对纤维长度而且考虑长纤维馏份的卡伯值，这使得长纤维馏份的质量显著提高。

根据已知的分馏方法，减小的卡伯值意味着明显更柔韧的纤维以更好的结合力聚集在长纤维馏份中。结果这样明显改善了由长纤维馏份制成的纤维料幅或层的强度，从而可以减省新鲜纤维的使用。

这也意味着，长纤维馏份的卡伯值低于短纤维馏份的卡伯值。

为了实现卡伯值相对原始悬浮液的减小，会有利的是，不追求馏份之间最大可能的长度差。大多数情况下，长纤维馏份的加权平均的纤维长度比短纤维馏份的加权平均的纤维长度大至少0.4mm、优选至少0.5mm就足够了。

但是在此为了考虑长纤维馏份的较高的质量，应当努力使长纤维馏份在至少部分地由已印刷的废纸形成的纤维悬浮液中的加权平均的纤维长度为至少1.4mm、甚至为至少1.6mm。

为了使作为分馏元件的转子可以发挥尽可能全面的作用，纤维悬浮液应当以自由射束的形式撞击至少一个转子。

为确保分馏的较高的分离精度有利的是，为分馏将纤维悬浮液的射束指向转子的转子翼，其中，射束方向与旋转轴线形成小于45°的角度，更久地粘附在转子翼上的纤维由于转子翼的离心力被甩出并且单独地收集。

相比对滤网的一般使用，此处几乎不会出现堵塞的危险。

此外，分馏是非常有效的，因为主要仅长的、柔韧的纤维在转子翼上粘附、聚集、在转子翼上沿径向向外滑移并且从此处甩出。

为围绕旋转轴线尽可能均匀地配置，纤维悬浮液束的射束方向应当大致平行于转子的旋转轴线延伸。

在此有利的是，纤维悬浮液的射束在撞击转子翼之前加速。该加速引起纤维纤维在流动方向上的定向，这有助于通过转子翼获得长纤维。

此外，已证实有利的是，纤维悬浮液束在撞击转子翼时的速度在3到20m/s之间和/或转子翼的圆周速度在10到70m/s、优选在20到40m/s之间。以此方式确保，尽可能仅长的、柔韧的纤维粘附在转子翼上，其中，被去除的长纤维的份额通过圆周速度的增大而增大。

为了不影响长纤维的径向滑出和甩出，纤维悬浮液束至少主要、优选仅在转子翼的径向内部区域上延伸。

尤其在纤维悬浮液束具有环形的、围绕转子的旋转轴线的横截面时，实现对转子翼的充分利用。在此有利的是，环形纤维悬浮液束的环厚度在1到5mm之间。

若纤维悬浮液由机器的、尤其是用于制造多层纤维料幅的机器的残次纸形成，则该纤维悬浮液应当以1.0到5.0％之间的纤维浓度导引用于分馏。该较高的浓度因为更少的浓缩导致明显更高的经济性。

此外，在此为使分馏费用合理，长纤维馏份包括残次纸-纤维悬浮液的纤维量的至少10％。

分馏能够实现呈长纤维馏份形式的更好质量的纤维的分离，这些更好质量的纤维然后可以在具有更高要求的层中再利用。也可以在另外的造纸机中利用。这还意味着，使用两种馏份用于形成纤维料幅的不同的层。

这优化了残次纸的利用并且使用于分馏的较高耗费合理化。

与之相对地，若纤维悬浮液由废纸形成，则为了较高的质量，在所有清洗级之后和在用于制造纸、纸板、薄页纸幅或另外的纤维料幅的机器的上浆系统之前才对纤维悬浮液进行分馏。

此外，如果由废纸制成的纤维悬浮液在实际的分馏之前流过附加的、已知的用于预分馏的分馏设备，则可以显著减小由于甩出高品质的纤维材料所造成的耗费，该分馏设备形成具有增多的长纤维的长纤维馏份和具有增多的短纤维的短纤维馏份，其中，仅长纤维馏份被继续导引用于分馏。

对长纤维馏份的限制导致待处理的纤维悬浮液在后续的按本发明的分馏设备中的通流量的显著减少。

作为补充或备选还有利的是，由废纸制成的纤维悬浮液以0.5到4.0％之间的纤维浓度沿着转子流动。

这优化了废纸的利用并使更多耗费合理化。

下列以多个实施例进一步阐述本发明。在附图中示出：

图1：通过按本发明的分馏设备5的示意性横截面；

图2：用于残次纸处理的设备图以及

图3：用于废纸的再利用的设备图。

图1中所示的设备因为较高的分离精度特别适合作为用于形成主要具有长纤维的长纤维馏份11和主要具有短纤维的短纤维馏份12的分馏设备5。

在此，由纤维悬浮液1通过布置在中央的成形体8形成环形纤维悬浮液射束并且指向转子的转子翼2。

在故障或停机时，从外部限制射束的喷嘴壳体13和成形体8之间的缝隙扩大。这在所示的实施例中简单地通过喷嘴壳体13逆着流动方向的移动实现。

因此，防止了缝隙被纤维堵塞。

成形体8引起纤维悬浮液1的流动速度的提高并且在此引起纤维在流动方向上的增强的定向，这有助于通过转子翼2获得长纤维。

转子在此被布置在下方的电动机9驱动。

在此，纤维悬浮液射束的射束方向与转子的转子轴线3一致，其中，纤维悬浮液射束在撞击转子翼2时的速度处于3到15m/s之间，并且转子翼2的圆周速度处于20到30m/s之间。

若要提高通过转子翼2划分的长纤维的份额，则为此应提高转子翼2的圆周速度。

在截断纤维悬浮液射束时，主要较长的纤维挂在转子翼2上。这些纤维可以在此聚集并且由于离心力在转子翼2上沿径向向外移动，然后被甩出。

为了使甩出不受纤维悬浮液射束影响，纤维悬浮液射束仅指向转子翼2的径向内部的部分，其中，环厚度处于1到5mm之间，转子翼2的长度处于10到20mm之间。

此外，转子利用转子翼2划过直径在300到2000mm之间的圆面积，这也在环形纤维悬浮液射束中结合达到的流动速度一起保证足够的容量。

因为环形纤维悬浮液射束与旋转轴线3共轴地布置，所以获得最佳的且均匀的效果。

为了捕获长的且柔韧的、被转子翼2甩出的纤维(长纤维馏份11)，收集室6围绕转子在相应的甩出区域内延伸。纤维悬浮液1的剩余部分穿过转子翼2并且在其下方被捕获并且输出到作为短纤维馏份12的收集槽7中。

为了有助于在截断纤维悬浮液射束时俘获长纤维，转子翼2具有在射束方向上的宽度为1到5mm之间的翼边棱。

为使长纤维沿径向向外滑动更容易，翼边棱可以径向向外观察地在纤维悬浮液射束的射束方向上倾斜。

通过该分馏设备5不仅可以使长纤维而且尤其也可以使柔韧的纤维聚集在长纤维馏份11中。与之相应地，长纤维馏份的卡伯值可以降低到低于纤维悬浮液1和短纤维馏份12的卡伯值的值。

在此，长纤维馏份11的加权平均的纤维长度比短纤维馏份12的加权平均的纤维长度大至少0.5mm。

为确保主要在纤维料幅的强度方面足够的质量，长纤维馏份11的加权平均的纤维长度为至少1.6mm。

在图2所示的用于处理废纸的设备图中，纤维料幅应当例如通过三个单独的流浆箱10a，10b，10c由三个层制成。

输入流浆箱10a，10b，10c的料流可以在其组成方面、尤其是在纤维份额、纤维类型、纤维性质、精细材料含量和填料含量和以及浓度方面相互区别。

在成形器中形成单独的层之后，使这些层相互挤压脱水(vergautscht)。

在多层纤维料幅的制造过程中积累的残次纸一般导出到造纸机下方的区域中，并且在此在残次纸碎浆机4中被再次溶解。然后，由残次纸形成的纤维悬浮液1可以以1.0到5.0％之间的纤维浓度导引至按本发明的分馏设备5。

如上所述，在分馏设备5中产生具有较高的长的柔韧的纤维的份额的长纤维馏份11与具有较高份额的短纤维的较低价值的短纤维馏份12的分离。在此，长纤维馏份11为确保足够的经济性包括残次纸的纤维量的至少10％。

短纤维馏份12导引至用于要求不高的中间层的流浆箱10b，而长纤维馏份11用于借助流浆箱10a形成顶层。

与之不同地，图3示出用于处理至少部分地由已印刷的废纸制成的纤维悬浮液1的设备图。

废纸溶解在碎浆机14中进行，其中，除水外还混合有助于印刷油墨分离的化学药品。

然后，纤维悬浮液1经过多个清洗和筛分级15，其中将杂质去除。在所述清洗和筛分级之间或之后，纤维悬浮液1还流过至少一个脱墨级16，其中将印刷油墨去除。一般借助浮选器进行印刷油墨去除。

浆料制备设备通常具有多个依次衔接布置的水循环回路，也称为循环。在该循环中，纤维悬浮液1流过呈浮选器、筛选器等形式的至少一个清洗级15。此外，该循环通常也还具有脱水装置、如圆盘过滤器、螺旋压力机等。

在所有的清洗级15之后但仍在造纸机的上浆系统之前，进行长的和柔韧的用于形成呈长纤维馏份11形式的高质量纤维材料的纤维的提取。

在造纸机的上浆系统中，基本上由已处理的纤维和填料形成的、浆料制备的高浓度的浆料被收集在造纸机中的白水稀释、排气并且输入造纸机的流浆箱。

为使纤维悬浮液1的待处理的量最小化，纤维悬浮液1被导引通过已知实施形式的附加的分馏设备17，从而进行预分馏。该附加的分馏设备17形成主要具有短纤维的短纤维馏份和主要具有长纤维的长纤维馏份。

当然，接着仅长纤维馏份作为待分馏的纤维悬浮液1以0.5到4％之间的浓度输入具有转子的按本发明的分馏设备5。

Claims (21)

1.一种用于分馏由用于制造多层纤维料幅的机器的废纸或残次纸制造的纤维悬浮液(1)的方法，其中，形成主要具有长纤维的长纤维馏份(11)和主要具有短纤维的短纤维馏份(12)，其特征在于，所述长纤维馏份(11)的卡伯值小于纤维悬浮液(1)的卡伯值，其中，所述纤维悬浮液(1)以自由射束的形式撞击至少一个转子，为了进行分馏，纤维悬浮液(1)的射束指向转子的转子翼(2)，其中，射束方向与所述旋转轴线(3)形成小于45°的角度，并且更久地粘附在所述转子翼(2)上的纤维由于离心力被转子翼(2)甩出，并且被单独地收集。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长纤维馏份(11)的加权平均的纤维长度比所述短纤维馏份(12)的加权平均的纤维长度大至少0.4mm。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述长纤维馏份(11)的加权平均的纤维长度比所述短纤维馏份(12)的加权平均的纤维长度大至少0.5mm。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少部分地由被印刷的废纸形成的纤维悬浮液(1)中所述长纤维馏份(11)的加权平均的纤维长度为至少1.4mm。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长纤维馏份(11)的加权平均的纤维长度为至少1.6mm。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液射束的射束方向大致平行于所述转子的旋转轴线(3)延伸。

7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮射液(1)的射束在撞击所述转子翼(2)之前被加速。

8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液射束在撞击转子翼(2)时的速度为3到20m/s之间。

9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子翼(2)的圆周速度在10到70m/s之间。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述转子翼(2)的圆周速度在20到40m/s之间。

11.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子翼(2)的圆周速度为增大被去除的长纤维的份额而被提高。

12.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液射束至少主要地在所述转子翼(2)的径向内部的区域上延伸。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液射束仅仅在所述转子翼(2)的径向内部的区域上延伸。

14.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液射束具有环形的、包围所述转子的旋转轴线(3)的横截面。

15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述环形纤维悬浮液射束的环厚度在1到5mm之间。

16.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由残次纸制成的纤维悬浮液(1)以1.0到5.0％之间的纤维浓度被导引用于分馏。

17.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在分馏时由残次纸形成的长纤维馏份(11)包括残次纸的纤维量的至少10％。

18.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由残次纸形成的馏份被使用在纤维料幅的不同层中。

19.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对由废纸制成的纤维悬浮液(1)的分馏在所有清洗级(15)之后、且在用于制造纸、纸板、纸巾或另外的纤维料幅的机器的上浆系统之前进行。

20.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液(1)由废纸制成并且在所述分馏之前流过附加的分馏设备(17)，

所述附加分馏设备(17)形成具有增多的长纤维的的长纤维馏份和增多的短纤维的短纤维馏份，其中，仅长纤维馏份被继续导引用于通过根据权利要求1所述的方法进行分馏。

21.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由废纸制成的纤维悬浮液(1)以0.5到4.0％之间的纤维浓度沿着转子流动。