DE10110528A1 - Verfahren zur Faserrückgewinnung bei der Papierherstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Faserrückgewinnung aus einem einen Rest- oder Fangstoff aufweisenden Prozeßwasser, das bei der Herstellung von Papier anfällt, wobei das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser einer Faser-Siebstufe zur Abtrennung einer Faserfraktion aus dem Rest- oder Fangstoff zugeführt wird und wobei die abgesiebte Faserfraktion wieder der Papierherstellung zugeführt wird. Um ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Faserrückgewinnung zur Verfügung zu stellen, bei dem der Rest- oder Fangstoff nach Absiebung der Langfaser verwertet werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Siebung in der Faser-Siebstufe in einem Bereich zwischen 100 und 600 mum durchgeführt wird und daß das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser nach der Faser-Siebstufe entwässert und anschließend getrocknet wird, so daß sich ein wiederverwertbares Ca-haltiges Faserprodukt ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Faserrückgewinnung aus einem einen Rest- oder Fangstoff aufweisenden Prozeßwasser, das bei der Herstel­ lung von Papier anfällt, wobei das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser einer Faser-Siebstufe zur Abtrennung einer Faserfraktion aus dem Rest- oder Fangstoff zugeführt wird und wobei die abgesiebte Faser­ fraktion wieder der Papierherstellung zugeführt wird.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist bereits aus der EP 0 809 731 B 1 bekannt. Hierbei wird das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeß­ wasser bzw. der Rest- oder Fangstoffstrom zunächst einer ersten Abscheide­ stufe zugeführt, in der der Grobschmutz abgeschieden wird. Anschließend wird eine dreistufige Fasersiebung durchgeführt, bei der Langfasern, Kurzfa­ sern und Bruchfasern abgesiebt werden. Nach Absiebung der einzelnen Fa­ serfraktionen werden aus dem Prozeßwasser die Papierhilfsmittel, bei denen es sich um Füllstoffe, Farbstoffe, Bindemittel, Aufheller, Retentions-Mittel u. dgl. handelt, abgetrennt. Das Filtrat wird anschließend wieder dem Papierher­ stellungsprozeß zugeführt. Die vorgenannten Papierhilfsmittel, die in der letz­ ten Abscheidestufe erhalten werden, können anschließend in ihre Bestandtei­ le aufgetrennt und als solche verwertet werden. Die im wesentlichen voll­ ständige Verwertung des Rest- oder Fangstoffes hat den Vorteil, daß fast kei­ ne Kosten für eine Entsorgung anfallen.

Das Auftrennen des Rest- oder Fangstoffes in einzelne Faserklassen hat den Vorteil, daß hierdurch unterschiedliche Faserprodukte erhalten werden, die je nach herzustellendem Papiertyp wiederverwendet werden können. Auch die Auftrennung der Papierhilfsmittel in ihre Bestandteile ist an sich sinnvoll, um die dabei erhaltenen Bestandteile als solche wiederverwenden zu können. Allerdings ist der mit der im wesentlichen vollständigen Auftrennung des Rest- und Fangstoffs verbundene Aufwand vergleichsweise hoch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art zur Verfügung zu stellen, das einfach und kostengünstig durch­ führbar ist, ohne daß es einer Entsorgung des nach Absieben der Faserfrak­ tion verbleibenden Rest- oder Fangstoffs bedarf.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Siebung in der Faser-Siebstufe in einem Bereich zwischen 100 und 600 µm durchgeführt wird und daß der den Rest- oder Fangstoff aufweisende Sieb­ durchgang der Faser-Siebstufe entwässert und anschließend getrocknet wird, so daß sich ein getrocknetes, Ca-haltiges Faserprodukt ergibt, das einer weite­ ren Verwertung zugeführt wird.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, daß es zwar grundsätzlich zweckmäßig ist, die Fasern in einem mehrstufigen Siebvorgang in unterschiedliche Faserklassen aufzutrennen und auch die einzelnen Bestandteile der Papierhilfsstoffe zurückzugewinnen. Die erfin­ dungsgemäße Lösung geht jedoch von einem anderen Ansatz aus. Durch die Siebung des im Prozeßwasser enthaltenen Rest- oder Fangstoffs in dem bean­ spruchten Bereich findet ein Wasch- und sogenannter Entaschungsprozeß der Fasern statt. Die Siebung führt damit zu einer ausgesprochen sauberen Langfaser, von der die Papierhilfsmittel, jedenfalls soweit Ca-haltiges Material betroffen ist, im wesentlichen vollständig abgewaschen werden, so daß die Langfaser anschließend dem Papierherstellungsprozeß wieder zugeführt wer­ den kann. Der den verbleibenden Rest- oder Fangstoff aufweisende Sieb­ durchgang mit einem Restfaseranteil und einem großen Anteil an insbesonde­ re Ca-haltigen Papierhilfsmitteln wird anschließend entwässert und getrock­ net, wobei sich ein Ca-haltiges Faserprodukt ergibt, das vorteilhaft in ver­ schiedenen Anwendungsgebieten und -bereichen eingesetzt werden kann. Dieses Faserprodukt hat einen Faseranteil mit einer aufgrund der vorange­ gangenen Siebung definierten Faserzusammensetzung, die jedenfalls eine be­ stimmte Faserlänge nicht überschreitet. Neben den Fasern enthält das Faser­ produkt einen sehr großen bis überwiegenden Anteil an Ca-haltigem Mate­ rial, insbesondere CaO und CaCO₃. Dieses Ca-haltige Faserprodukt kann be­ vorzugt in der Landwirtschaft als Dünger, als Streu für Kleintiere oder als Dämmaterial eingesetzt werden. Weitere Einsatzgebiete sind möglich.

Besonders bevorzugt ist es, daß vom Rest- oder Fangstoff nach der Siebung keine weiteren Fraktionen abgetrennt werden. Es ist nämlich festgestellt worden, daß der Rest- oder Fangstoff als solcher nach Entwässerung und Trocknung insbesondere in den vorgenannten Anwendungen bevorzugt eingesetzt werden kann. Da keine weiteren Abtrennungen vom Rest- oder Fangstoff nach der Absiebung der Langfasern erforderlich sind, wirkt sich dies entsprechend kostengünstig und verfahrensmäßig einfach auf die Her­ stellung des Faserprodukts aus. Allerdings versteht es sich, daß je nach An­ wendungszweck unterschiedliche Trocknungsgrade des Faserprodukt reali­ siert werden können, wobei dann entweder auf eine thermische und/oder ei­ ne mechanische Trocknung zurückgegriffen wird. Bevorzugt liegt der Trock­ nungsgrad des Faserprodukts zwischen 40% und 97%.

Im übrigen versteht es sich aber auch, daß je nach Anwendungszweck des Faserprodukts weitere Materialien dem Rest- oder Fangstoff oder aber dem "fertigen" Faserprodukt beigegeben werden können. Hierzu kann auch ein zusätzlicher Faseranteil gehören, sofern dies für bestimmte Anwendungs­ zwecke erforderlich ist.

Im Zusammenhang mit der Herstellung des Faserprodukts, das gezielt bei der Faserrückgewinnung produziert wird, bietet es sich an, daß der den Rest- oder Fangstoff aufweisende Siebdurchgang mit dem Prozeßwasser einem Prozeßwasserbecken als Vorlagebecken zur Vergleichmäßigung des Herstel­ lungsprozesses des Faserproduktes zugeführt wird.

Zur Abtrennung des Prozeßwassers vom Rest- oder Fangstoff bietet es sich weiterhin an, eine Sedimentation, eine Flotation und/oder eine Filtration durchzuführen, um das entwässerte Faserprodukt zu erhalten. Zur weiteren Entwässerung und mechanischen Trocknung des Faserprodukts ist es gün­ stig, daß der Rest- oder Fangstoff nach der Abtrennung des Prozeßwassers gepreßt wird. Hieran schließt sich schließlich noch bedarfsweise eine thermi­ sche Trocknung an.

Zum erfindungsgemäßen Faserrückgewinnungsverfahren gehört im übrigen eine Grobschmutz-Siebstufe, die vor der Faser-Siebstufe durchgeführt wird. Hierzu hat es sich als besonders günstig herausgestellt, daß der Grobschmutz auf < 3 mm, vorzugsweise auf etwa 1,8 mm, abgesiebt wird. Der abgesiebte Grobschmutz wird dann abgepreßt und vorzugsweise verworfen.

Zur weiteren Qualitätsverbesserung der in der Faser-Siebstufe abgesiebten Langfasern bietet es sich an, eine Drucksortierung durchzuführen. Hierbei werden den Langfasern anheftende Verunreinigungen abgetrennt. Günstig ist es, wenn sich an die Drucksortierung noch eine weitere Sortierung bei­ spielsweise über Zyklone anschließt, was auch dem Abtrennen von Verun­ reinigungen dient. Das bei der Drucksortierung und/oder der weiteren Sortie­ rung abgetrennte Material wird abgepreßt und kann zur Produktion minder­ wärtiger Papiere oder Pappen eingesetzt werden.

Von besonderem Vorteil ist es in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß der bei der Papierherstellung anfallende Rest- oder Fangstoff­ strom als solcher unmittelbar der Faserrückgewinnung und Herstellung des Faserprodukts zugeführt werden kann. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, daß das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser der Faser-Siebstufe mit einer Stoffdichte zwischen 0,05 und 3 Gew.-%, vor­ zugsweise zwischen 0,1 und 1 Gew.-% zugeführt wird. Aufgrund der vorge­ nannten Stoffdichte des zugeführten Rest- oder Fangstoffstroms wird ein be­ sonders günstiges Wasch- und Entaschungsergebnis der Fasern bei der Sie­ bung erzielt.

Um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Faser-Siebstufe zu er­ zielen, ist ein der Faser-Siebstufe vorgeschalteter Pufferbehälter für Zusatz­ wasser vorgesehen. Des weiteren kann ein Zuschlagstoffe, wie Fasern und/oder Ca-haltiges Material enthaltender Behälter der Faser-Siebstufe vorge­ schaltet sein, um eine möglichst gleichmäßige Zusammensetzung des zuge­ führten Rest- oder Fangstoffstroms zu erhalten. Bei diesem Behälter kann es sich um den Pufferbehälter handeln.

Im übrigen hat es sich gezeigt, daß gerade in Verbindung mit der nachge­ schalteten Drucksortierung eine einmalige Siebung des den Rest- oder Fang­ stoff aufweisenden Prozeßwassers in der Faser-Siebstufe ausreichend ist, um einerseits eine für die Papierherstellung wiederverwendbare Langfaser zu er­ halten und um andererseits den zuvor beschriebenen, vorteilhaften Wasch- und Entaschungsvorgang beim Sieben zu erzielen.

Günstig ist es in diesem Zusammenhang im übrigen, daß das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser der Faser-Siebstufe durch Schwerkraft­ beschickung zugeführt wird, so daß keine Kosten für Pumpen u. dgl. erfor­ derlich sind. Die Siebung kann dann in einem offenen System durchgeführt werden, was ebenfalls einfach und sehr kostengünstig ist.

Im übrigen versteht es sich, daß sich die vorliegende Erfindung nicht nur auf das zuvor beschriebene Verfahren bezieht, sondern auch auf eine Faserrück­ gewinnungsanlage als solche, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Einzelheiten dieser Faserrückgewinnungsanlage, mit der auch das zuvor beschriebene Faserprodukt hergestellt wird, werden im Anschluß erläutert.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur kombinierten Prozeßwasseraufberei­ tung, Faserrückgewinnung und Herstellung eines Ca-haltigen Faserprodukts sowie das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher be­ schrieben.

Zunächst wird aus einer Papierfabrik 1 ein einen Rest- oder Fangstoff enthal­ tendes Prozeßwasser (Rest- oder Fangstoffstrom) A über Rohrleitungen einer Vorrichtung der vorgenannten Art zugeführt. Statt der Papierfabrik 1 kann grundsätzlich auch eine Stoffaufbereitungsanlage oder aber eine Papierma­ schine vorgesehen sein. Das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeß­ wasser, bei dem es sich letztlich um einen Rest- oder Fangstoffstrom handelt, wird zunächst über eine Meßeinrichtung 2 auf eine Zuführungsrinne 3 ge­ führt. Die Meßeinrichtung 2 mißt beispielsweise die Durchflußmenge. Es kann auch alternativ oder gleichzeitig eine Messung des Feststoffanteils des Stromes A durchgeführt werden.

Der Strom A wird über die Zuführungsrinne 3 wenigstens einem, vorzugs­ weise einer Mehrzahl von Sieben einer Grobschmutz-Siebstufe 4 zugeführt, in der der Grobschmutz B vorliegend auf etwa 1,8 mm abgesiebt wird. Der abgesiebte Grobschmutz B, wie Kunststoffe, Metallteile u. dgl., wird abge­ preßt und verworfen. Der Siebdurchgang der Grobschmutz-Siebstufe 4 wird anschließend einer Faser-Siebstufe 5 mit vorzugsweise einer Mehrzahl von Sieben zur Abtrennung einer Faserfraktion, insbesondere einer Langfaser­ fraktion, zugeführt. Die abgesiebten Langfasern werden einem Langfaser- Sammelbecken 6 zugeführt, das der Vergleichmäßigung der nachfolgenden Prozeßschritte zur Langfaserrückgewinnung dient.

Aus dem Langfasersammelbecken 6 werden die Langfasern einer Drucksor­ tiereinrichtung 7 zugeführt. Um eine vorgegebene bzw. gleichbleibende Stoffdichte zu erzielen, kann über eine Leitung 8, in der eine Meßeinrichtung 9 zur Mengen- und/oder Feststoffanteilmessung vorgesehen ist, Wasser zu­ geführt werden. Die bei der Drucksortierung erhaltenen Langfasern werden anschließend einer weiteren Sortiereinrichtung 10 zugeführt, die vorliegend mehrere Zyklonen aufweist. Schließlich werden die hochreinen Langfasern über eine Meßeinrichtung 11 zur Mengen- und/oder Feststoffanteilmessung zur Anlage 1 zurückgeführt.

Der Siebdurchgang des Rest- oder Fangstoffstromes A im Anschluß an die Faser-Siebstufe S wird einem Prozeßwasserbecken 12 zugeführt. Das Reject aus der Drucksortiereinrichtung 7 und/oder der weiteren Sortiereinrichtung 10 wird einer Presse 14 zugeführt und entweder verworfen oder ggf. als Ma­ terial für minderwertige Papierqualitäten verwendet.

An das Prozeßwasserbecken 12 schließt sich eine Sedimentationseinrichtung 15 an, von der ein eingedickter Rest- oder Fangstoff D abgezogen und einer Preßeinrichtung 16 zugeführt wird, bei der es sich vorliegend um eine Sieb­ bandpresse mit einem Vorentwässerungstisch handelt. Der Überlauf E aus der Sedimentationseinrichtung 15 wird einer Flotationseinrichtung 17 zugeführt, durch die einerseits ein Klarwasser F und andererseits Feststoffe G erhalten werden. Das Klarwasser F wird in die Anlage 1 zurückgeführt. Die Feststoffe G werden der Preßeinrichtung 16 zugeführt.

Im Anschluß an die Preßeinrichtung 16 wird das einen großen Anteil an Ca- haltigem Material aufweisende Faserprodukt H einer Trocknungseinrichtung 17 zugeführt und auf den für den vorgesehenen Verwendungszweck ge­ wünschten Trocknungsgrad getrocknet. Je nach Verwendungszweck wird das getrocknete Faserprodukt H dann in Silos 18 gelagert, von denen ledig­ lich ein Silo dargestellt ist.

Zur Vergleichmäßigung des Stromes A ist den Siebstufen 4, 5 ein Pufferbehäl­ ter 19 vorgeschaltet, dem wiederum ein Stofflösebehälter 20 vorgeschaltet ist. Der Stofflösebehälter 20 und der Pufferbehälter 19 erlauben es, durch den Einsatz von Zuschlagsstoffen die entstehenden Produkte gezielt zu verbes­ sern sowie die durch den Produktionsprozeß in der Anlage 1 entstehenden Konsistenz- und Mengenschwankungen des Stromes A zu vergleichmäßigen, um durch Prozeßkonstanz des erfindungsgemäßen Verfahrens die Produktion der entstehenden Produkte, nämlich Langfasern einerseits und das Faserpro­ dukt andererseits, qualitativ zu sichern.

Claims (17)

1. Verfahren zur Faserrückgewinnung aus einem einen Rest- oder Fangstoff aufweisenden Prozeßwasser, das bei der Herstellung von Papier anfällt, wobei das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser einer Faser-Sieb­ stufe zur Abtrennung einer Faserfraktion aus dem Rest- oder Fangstoff zuge­ führt wird und wobei die abgesiebte Faserfraktion wieder der Papierherstel­ lung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebung in der Faser-Siebstufe in einem Bereich zwischen 100 und 600 µm durchgeführt wird und daß das den Rest- oder Fangstoff aufwei­ sende Prozeßwasser nach der Faser-Siebstufe entwässert und anschließend getrocknet wird, so daß sich ein wiederverwertbares, Ca-haltiges Faserpro­ dukt ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Rest- oder Fangstoff nach der Faser-Siebstufe keine weiteren Fraktionen abge­ trennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff auf einen Trocknungsgrad zwischen 30 und 100%, vorzugsweise zwischen 40 und 97%, getrocknet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trock­ nung thermisch und/oder mechanisch durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff enthaltende Prozeßwasser einem Prozeßwasserbecken als Vorlagebecken zur Vergleichmäßigung des Herstel­ lungsprozesses des Faserproduktes zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff enthaltende Prozeßwasser im An­ schluß an das Prozeßwasserbecken einer Sedimentation, einer Flotation und/oder einer Filtration zugeführt wird, um zumindest einen Teil des Pro­ zeßwassers abzutrennen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff nach Abtrennung zumindest eines Teils des Prozeßwassers gepreßt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser vor der Faser-Siebstufe einer Grobschmutz-Siebstufe zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grobschmutz in der Grobschmutz-Siebstufe auf < 3 mm, vorzugsweise auf etwa 1,8 mm, gesiebt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Faser-Siebstufe abgesiebten Fasern einer Drucksortie­ rung zur Abtrennung von Kurzfasern und Papierhilfsmitteln zugeführt wer­ den.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Faser-Siebstufe abgesiebten Fasern nach der Druck­ sortierung einer weiteren Sortierung, insbesondere über Zyklonen, zugeführt werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff enthaltende Prozeßwasser der Faser-Siebstufe mit einer Stoffdichte zwischen 0,05 und 3 Gew.-%, vorzugs­ weise zwischen 0,1 und 1 Gew.-%, zugeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Faser-Siebstufe ein Zusatzwasser enthaltender Pufferbehäl­ ter zur Vergleichmäßigung der Stoffdichte des den Rest- oder Fangstoff ent­ haltenden Prozeßwassers vorgeschaltet ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Faser-Siebstufe ein Zuschlagsstoffe, wie Fasern und/oder Ca-haltiges Material, enthaltender Behälter zur Vergleichmäßigung der Stoffdichte des den Rest- oder Fangstoff enthaltenden Prozeßwassers vorge­ schaltet ist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff enthaltende Prozeßwasser in der Faser-Siebstufe lediglich einmal gesiebt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Rest- oder Fangstoff aufweisende Prozeßwasser der Faser-Siebstufe durch Schwerkraftbeschickung zugeführt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Siebung in der Faser-Siebstufe in einem offenen System stattfindet.