DE102004015011A1

DE102004015011A1 - Verfahren zum Auflösen und Reinigen von störstoffhaltigen Papierrohrstoffen

Info

Publication number: DE102004015011A1
Application number: DE200410015011
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Müller; Roland Reinhold
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Das Verfahren dient zum Suspendieren und Reinigen von störstoffhaltigen Papierrohstoffen, insbesondere von Altpapier. Aus einem Stofflöser (1) wird ein Teilstrom (T) vorzugsweise kontinuierlich abgezogen und in einen Siebapparat (2) geführt. Die am Sieb (3) des Siebapparates (2) abgewiesenen Störstoffe werden in einstellbaren Zeitabständen durch einen Druckwasserstrom (DW) ausgespült und nachsortiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich werden in einem großen Umfang Papierrohstoffe zur Papierherstellung verwendet, welche einen mehr oder weniger großen Anteil an Störstoffen enthalten. Derartige Störstoffe sind überwiegend Kunststoffteile und -folien, Drähte, Glasscherben, Sand etc. Selbstverständlich sollen die Störstoffe möglichst vollständig entfernt werden. Zum einen, um die zur Bearbeitung benutzten Maschinen vor Verschleiß zu schützen und zum anderen wegen der Qualitätsanforderungen an das spätere Papier. Bewährt haben sich Verfahren, bei denen der Papierrohstoff zuerst in einem Stofflöser, z.B. bei einem Trockengehalt zwischen 4 und 8 % aufgelöst wird, indem der Papierrohstoff nach Vermischung mit Wasser durch mechanische Bearbeitung zerteilt wird, wobei ein großer Teil der Störstoffe seine Festigkeit beibehält. Dadurch bleiben z.B. Plastikfolien relativ großflächig erhalten, und die Papierbahnen können in Einzelfasern oder Stippen zerlegt werden. Oft werden die größten Störstoffe direkt aus dem Stofflöser entfernt, z.B. in einem Zopf.

Beim Auflösen entsteht eine Suspension, die in der Regel pumpfähig ist und einen relativ hohen Anteil von Störstoffen enthält. Daher nimmt ein dem Auflöseapparate nachgeschalteter Siebapparat eine stark verunreinigte Suspension auf. Durch das im Siebapparat vorhandene Sieb hindurch können Faserbestandteile, welche keine groben Störstoffe mehr enthalten, als Gutstoff-Fraktionen abgezogen werden, was dazu führt, dass sich die Suspension innerhalb des Sortierapparates – die also nicht als Gutstoff abgeführt wird – mit Störstoffen anreichert. Üblicherweise wird in bestimmten Intervallen der störstoffangereicherte Inhalt des Siebapparates auf eine nachgeschaltete Sortiervorrichtung, z.B. eine Siebtrommel, entleert. Auf diese Weise ist zwar ein durchaus praktikables Verfahren bekannt, es ist jedoch bei ungünstigen Betriebsverhältnissen nicht zu vermeiden, dass sich der Siebapparat verstopft und zu Reinigungszwecken abgeschaltet werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, auch Papierrohstoffe mit hohem Störstoffgehalt wirtschaftlich und betriebssicher aufzubereiten.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale im Zusammenwirken mit denen des Oberbegriffes gelöst.

Das Anlegen eines Druckwasserstromes führt zu einer kurzzeitigen kräftigen Spülung des Siebapparates. Das Wasser kann aus dem Rückwassersystem der Stoffaufbereitung stammen. Es kann auch verunreinigt sein. Ein gutes Ergebnis wird erzielt, wenn der Druckwasserstrom so groß ist, dass nach ca. 5 Sekunden der Wert des Volumens erreicht ist, das sich im Gehäuse des Siebapparates vor dem Sieb befindet. Rechnerisch betrachtet wird dann also in 5 Sekunden der Gehäuseinhalt durch Wasser ersetzt. Die Dauer des Spülvorganges liegt im Allgemeinen in dieser Größenordnung, kann aber je nach Beetriebsbedingungen variiert werden. Entscheidend ist eine ausreichende Entfernung der angesammelten Störstoffe. Kürzere und dafür häufigere Spülvorgänge, führen im Allgemeinen zu kleineren Schwankungen im System.

Vorteilhafterweise kann der Siebapparat so ausgelegt und betrieben werden, dass – anders als bei einem üblichen Sekundärstofflöser – von seinem Motor nur eine relativ geringe Antriebsleistung aufgenommen wird. So konnte in einem praktischen Fall ein Siebapparat mit 1,1 m³ Gehäuseinhalt betriebssicher mit 20 kW Leistung an der Rotorwelle betrieben werden, was eine spezifische Leistung von 18 kW/ m³ bedeutet. Bei diesem Wert wurde der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebsmotors berücksichtigt. Die relativ geringe spezifische Leistung ist deshalb möglich, weil sich die Wirkung des Rotors in der Siebvorrichtung auf die Freihaltung des Siebes und eine benötigte Nachbearbeitung des Faserstoffes wie Ablösen der Beschichtungen vom Papier beschränken kann. Eine Energie verzehrende Pumpwirkung, die zudem mit einer größeren Turbulenz im Gehäuse verbunden wäre, wird nicht benötigt. Größere Rotationsgeschwindigkeit der Suspension im Siebapparat kann zu schädlichen Verspinnungen und Zöpfen in dessen Gehäuse führen. Zwar muss der Inhalt des Siebapparates für die Zeiten der Spülvorgänge gegen einen hydraulischen Widerstand ausgespült werden, der sich z.B. wegen der geodätisch höheren Position der Sortiervorrichtung noch erhöhen kann, das ist aber nur kurzzeitig erforderlich und ist mit Hilfe der Druckenergie des Druckwassers leicht möglich.

Die Erfindung wird beschrieben und erläutert an Hand einer Zeichnung, die ein Schema einer für das Verfahren geeigneten Anlage zeigt.
Darin erkennt man einen Stofflöser 1, in den Papierrohstoff P und Wasser W eingefüllt werden. In an sich bekannter Art und Weise wird der Papierrohstoff P mit dem Wasser W vermischt und bei einem Trockengehalt von ca. 4 bis 8 % durch einen Rotor 11 mechanisch bearbeitet und zu einer Suspension aufgelöst. Der überwiegende Teil der so gebildeten Suspension wird als Gutstoff A1 kontinuierlich durch ein im Boden des Stofflösers 1 eingesetztes Pulpersieb 12 hindurch abgepumpt, wozu die Pumpe 10 dient. Ein anderer gröberer und stark verunreinigter Teil gelangt aus dem Stofflöser unter Umgehung dieses Pulpersiebes ohne Zwischenschaltung einer Pumpe als Teilstrom T in den zentralen Einlauf 7 eines Siebapparats 2. Dieser ist als geschlossener Apparat mit den benötigten Anschlüssen ausgeführt. Er enthält ein Sieb 3, hier als Plansieb ausgeführt, welches durch einen Rotor 4 von Verstopfungen frei gehalten wird. Die Suspension, die das Sieb 3 passiert hat, sammelt sich im Gutstoffraum 9 und wird als Gutstoff A2 abgeführt. Innerhalb des Siebapparates 2 konzentrieren sich die am Sieb 3 zurückgehaltenen Störstoffe R2 auf. Sie werden aus dem radial äußeren Bereich des Siebapparates 2 in bestimmten Zeitintervallen durch einen Spülvorgang in eine Sortiervorrichtung 5 ausgeleitet, die eine Schmutzfraktion R5 und eine Gutstoff-Fraktion A5 bildet. Als Sortiervorrichtung 5 ist eine drehbare Siebtrommel angedeutet, es sind aber auch andere entsprechend geeignete Apparate denkbar. Die Verbindung zwischen dem Rejektauslauf 6 und der Sortiervorrichtung weist mit Vorteil hier keine weiteren druckerhöhenden Apparate auf. Das spart Energie und apparativen Aufwand.
Zweckmäßigerweise ist der Spülvorgang programmgesteuert. Um ihn auszulösen, wird ein motorisch betriebenes Stellventil 14 geschlossen, das sich in der Zuleitung des Teilstroms T zum Siebapparat 2 befindet. Durch Öffnen des Stellventils 15 kann ein Druckwasserstrom DW durch den zentralen Einlauf 7 in das Gehäuse 8 des Siebapparates 2 gelangen. Da das Stellventil 16 in der Rejektleitung des Siebapparates 2 beim Spülvorgang ebenfalls geöffnet wird, gelangen die am Sieb 3 zurückgehaltenen und im Siebapparat 2 aufkonzentrierten Störstoffe schwallartig in die Sortiervorrichtung 5. Eventuell kann die Spülung durch weiteres Spülwasser SW in die die Störstoffe R2 führende Leitung unterstützt werden, wozu hier ein weiteres Stellventil 19 verwendet wird. Die Dauer dieses Spülvorgangs beträgt normalerweise nur wenige Sekunden und kann auf die Betriebserfordernisse sehr leicht abgestimmt werden. Ist der Spülvorgang abgeschlossen, wird das Stellventil 14 wieder geöffnet und die Stellventile 15 und 16 wieder geschlossen. Die Steuerung des Spülvorgangs kann durch einen Regler 18 erfolgen, der über Datenleitungen u.a. mit den Stellventilen 14, 15, 16 und 19 verbunden ist.
Das Gehäuse 8 des Siebapparates 2 hat hier eine konische Form. Dadurch lassen sich insbesondere Schwerteile schneller und leichter an der Gehäusewand konzentrieren und durch einen Schwerteilauslass 13 ausleiten.
Wie diese Figur zeigt, kann es auch von Vorteil sein, wenn die Suspension vor dem Zuleiten in den Siebapparat 2 mit einem sedimentierenden Schwerteilabscheider 20 von den gröbsten Schwerteilen gereinigt wird. Diese Variante ist bei hohem Schwerteilgehalt des Rohstoffes vorzuziehen.
Der am Siebapparat 2 abgezogene Gutstoff A2 ist bei entsprechender Abstimmung der Betriebsparameter von ähnlicher Qualität wie der Gutstoff A1, der am Stofflöser 1 gewonnen wird. Deshalb können beide Gutstoffe A1 und A2 zusammengeführt werden, was bei dem hier gezeigten Beispiel im Zulauf zur Pumpe 10 erfolgt. Um diese Mengenströme aufeinander abzustimmen, kann ein Schieber 17 in der Gutstoffleitung für den Gutstoff A2 installiert sein. Das ist aber nur ein Beispiel. Es gibt auch Fälle, bei denen eine Rückführung des am Siebapparat 2 anfallenden Gutstoffs A2 in den Stofflöser 1 bevorzugt wird. In der Regel ist dann eine weitere Pumpe 21 erforderlich. Diese Lösung ist in der Figur gestrichelt eingetragen.
Das Schema dieser Figur ist prinzipiell nicht so zu verstehen, dass Größenverhältnisse und Positionen der verwendeten Apparaturen entnehmbar sind. Einzelne Details hingegen entsprechen günstigen technischen Ausführungen. So ist z.B. die Sortiervorrichtung 5 mit Vorteil geodätisch oberhalb des Stofflösers 1 anzuordnen, da dadurch der in der Sortiervorrichtung 5 gebildete Gutstoff A5 frei in den Behälter des Stofflösers 1 zurückfließen kann. Weiterhin ist die Zuführung des Teilstromes T in den Siebapparat 2 ohne dazwischen geschaltete Pumpe dargestellt, die in der Regel oft entfallen kann.

Claims

Verfahren zum Suspendieren und Reinigen von störstoffhaltigen Papierrohstoffen, insbesondere von Altpapier, wobei der Papierrohstoff (P) mit Wasser (W) vermischt und zu einer störstoffhaltigen Suspension (S) aufgelöst wird, wobei ein Teilstrom (T) dieser Suspension (S) in einen geschlossenen Siebapparat (2) geführt wird, in dem der Teilstrom (T) mit einem Sieb (3) sortiert wird, durch das ein Gutstoffstrom (A2) hindurch geleitet wird, wodurch sich im Siebapparat (2) am Sieb (3) zurückgehaltene Störstoffe (R2) aufkonzentrieren, die aus dem Siebapparat (2) in einstellbaren Zeitabständen durch Spülvorgänge abgeleitet und einer Sortiervorrichtung (5) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiten der Störstoffe (R2) durch Zugabe eines Druck-Wasserstromes (DW) in den Siebapparat (2) ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die volumetrische Durchflussmenge des Druckwasserstromes (DW) so eingestellt wird, dass die beim Spülvorgang zugeführte Menge in höchstens 10 s, vorzugsweise höchstens 5 s, dem Volumen des Gehäuses (8) des Siebapparates (2) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Spülvorganges so gewählt wird, dass eine Menge zwischen 50 % und 100 % des Inhalts des Gehäuses (8) vom Siebapparat (2) auf die Sortiervorrichtung (5) gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflösung in einem Stofflöser (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Stofflöser (1) ein Gutstoff (A1) kontinuierlich durch ein Pulpersieb (12) abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) nicht durch das für den Gutstoff (A1) bestimmte Pulpersieb (12) abgezogen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) in seiner Feststoffzusammensetzung gröber ist als der aus dem Stofflöser abgezogene Gutstoff (A1).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) aus dem Stofflöser (1) ohne Zwischenschaltung einer Pumpe in den Siebapparat (2) entleert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Siebapparat (2) mit ebenem Sieb (3) verwendet wird, das durch einen zentralen Rotor (4) frei gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Siebapparat (2) eine spezifische Antriebsleistung von höchstens 30 kW/m³, vorzugsweise höchstens 20 kW/m³ übertragen wird, wobei auf das Volumen des Gehäuses (8) vor dem Sieb Bezug genommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebapparat (2) zu Zeiten außerhalb des Spülvorgangs so betrieben wird, dass zwischen dem zentralen Einlauf (7) für den Teilstrom (T) und dem Auslauf für die Störstoffe (R2) ein Druckaufbau von höchstens 0,5 bar, vorzugsweise höchstens 0,2 bar, erzeugt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Siebapparat (2) eine Rotationsströmung erzeugt wird und dass der Teilstrom (T) zentral zugeleitet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülvorgang mit automatisch angesteuerten Stellventilen (14, 15, 16, 19) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Spülvorganges die Zuleitung des Teilstromes (T) in den Siebapparat (2) unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Teilstromes (T) in den Siebapparat (2) durch denselben Einlauf (7) erfolgt wie die Zuführung des Druckwasserstromes (DW).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leitung zwischen dem Rejektauslauf (6) am Siebapparat (2) und der Sortiervorrichtung (5) keine druckerhöhenden Apparate enthält.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiervorrichtung (5) geodätisch mindestens 3 m höher steht als der Siebapparat (2).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Leitung, mit der die Störstoffe (R2) aus dem Siebapparat (2) in die Sortiervorrichtung (5) geleitet werden, während des Spülvorganges Spülwasser (SW) zugegeben wird.