DE102006036018B3

DE102006036018B3 - Verfahren zur Zuführung einer Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf einer Papiermaschine

Info

Publication number: DE102006036018B3
Application number: DE200610036018
Authority: DE
Inventors: Erwin Binder; Johannes Ecker
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: EP1884592A1

Abstract

Das Verfahren dient zur Zuführung einer Faserstoffsuspension (S) zu einem Stoffauflauf (1) einer Papiermaschine (2). Die Faserstoffsuspension (S) wird durch Vermischen einer Dickstoffsuspension (4) mit einer Verdünnungsflüssigkeit (5) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung einer Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Verfahren werden zur Versorgung von Papiermaschinen mit Faserstoffsuspension verwendet. Die dazu benötigten Stoffzuführsysteme sind grundsätzlich bekannt. Die Anforderungen an diese Verfahren sind hoch, insbesondere soll ein konstanter Volumenstrom mit streng vorgegebener Zusammensetzung störungsfrei der Papiermaschine zugeführt werden. Die zuzuführende Faserstoffsuspension erhält den größten Teil der Fasern aus einer in der Stoffaufbereitungsanlage bereit gestellten Dickstoffsuspension. Letztere weist z.B. eine typische Konsistenz zwischen 2,5 und 5% auf. Durch Zumischen von Verdünnungsflüssigkeit, z.B. Siebwasser der Papiermaschine, wird die Konsistenz auf einen Wert abgesenkt, der für den Betrieb des Stoffauflaufes der Papiermaschine günstig ist. Dieses Siebwasser ist optimal für diese Verdünnungsaufgabe geeignet, es kann aber wegen des hohen Gasgehaltes (überwiegend Luft) Probleme geben. Der mengenmäßig größte Anteil dieser Gase entweicht sehr schnell. Die Restgase dagegen müssen oft aufwändig entfernt werden. Wenn das nicht erfolgt, wird die Qualität des hergestellten Papiers unzulässig herabgesetzt, was insbesondere für die typischerweise nach diesem Verfahren hergestellten holzfreien Papiere gilt, also Papiersorten, die bevorzugt für grafische Zwecke verwendet werden sollen.
Aus der EP 0 969 142 A2 ist ein Verfahren der o.g. Art bekannt, bei dem also eine Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine zugeführt wird. Dieses Verfahren ist auch für hochwertige Papiersorten geeignet, aber relativ aufwändig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein Stoffstrom zum Stoffauflauf geführt wird und bei dem trotz reduzierten Volumens der im System geführten Faserstoffsuspension eine hohe Qualität des aus der Faserstoffsuspension hergestellten Papiers erreicht werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass nach der Stoffauflaufpumpe keine Stoffvorratsbehälter (Bütten) benötigt werden. Dadurch lassen sich folgende Vorteile erreichen:

1. Der Investitionsbedarf für die Anlage und die Betriebskosten (Energieverbrauch) werden reduziert.
2. Produktionsänderungen sind schnell und mit wenig Papiermaschinenausschuss möglich.
3. Der Ascheverlust kann minimiert werden, was die Rohstoffkosten senkt.
4. Der normale Betrieb der das Verfahren durchführenden Anlage ist stabil und leicht regelbar.

Besonders günstig ist das Verfahren bei Papiermaschinen anzuwenden, auf denen holzfreies Papier erzeugt werden soll, also ein Papier, das besonders hohe Qualitätsanforderungen erfüllen muss.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 das Beispiel einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 einen besonders geeigneten Drucksortierer für die Sortieranlage;
3 einen besonders geeigneten Entgasungsbehälter.
Das Schema der 1 zeigt ein erstes Beispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Faserstoff 16, der als wässrige Suspension in der – nicht gezeigten – Stoffaufbereitungsanlage erzeugt wurde, wird in einer Mischvorrichtung 15 mit Zuschlagstoffen 17 vermischt, die zur Qualitätsverbesserung des später hergestellten Papiers dienen. Eine weitere stoffliche Ergänzung stammt aus der Faserrückgewinnung 29, die oft eingesetzt wird, um Faser-, Fein- und Füllstoff haltige Abwässer zu klären. Der zurück gewonnene Faser-Dickstoff 30 der Faserrückgewinnung 29 wird hier in die Mischvorrichtung 15 eingespeist.
Die Mischvorrichtung 15 mündet in eine Mischbütte 18 ein, aus der die Suspension mit einer Stoffpumpe 19 in die Maschinenbütte 20 gefördert wird. Die Maschinenbütte 20 bildet einen Vorrat, um die Papiermaschine 2 störungsfrei kontinuierlich betreiben zu können. Über eine weitere Pumpe 21 gelangt die Dickstoffsuspension 4 in eine Mischvorrichtung, bei der es sich mit Vorteil um ein Mischrohr 8, den sogenannten Hydromix des Anmelders, handelt, der z.B. in der DE 100 05 694 A1 beschrieben ist. Die so gebildete Faserstoffsuspension S wird dann in der üblichen Weise durch Vermischung der Dickstoffsuspension 4 mit einer Verdünnungsflüssigkeit 5 erzeugt und hat danach im Wesentlichen die für den Betrieb des Stoffauflaufes 1 der Papiermaschine 2 an dieser Stelle gewünschte Konsistenz. Bekanntlich liegen Stoffauflauf-Konsistenzen im Bereich zwischen 0,5 und 2%, in der Regel um 1%. In dem Mischrohr 8 können dem relativ großen Volumenstrom der Verdünnungsflüssigkeit 5 einzelne Komponenten (Rücklaufströme) und die Dickstoffsuspension 4 in jeweils dafür vorgesehenen Anschlüssen zugemischt werden. Die Verdünnungsflüssigkeit 5 stammt bei dem gezeigten Beispiel aus dem ersten Siebwasser 12, also dem im Formierbereich der Papiermaschine 2 in der ersten Siebwasserrinne 28 angefallenen Wasser. Es wird oft als Siebwasser I (SWI) bezeichnet im Unterschied zum später auf der Papiermaschine anfallenden Siebwasser 13, das sehr viel weniger Feinstoffe enthält.
Es ist die Regel, dass solches Siebwasser u.a. mit einem beträchtlichen Anteil von Luft und eventuell sonstigen Gasen vermischt ist. Das Siebwasser wird unterhalb des Papiermaschinen-Siebes aufgefangen und seitlich abgeleitet. In den dazu benutzten offenen Rinnen kann bereits ein großer Teil der enthaltenen Luft austreten. Dennoch ist es oft sinnvoll, einen weiteren Gasanteil 14 auszuscheiden, z.B. in einem speziellen Entgasungsapparat 11, wie er aus der DE 10 2004 05 1327 bekannt ist. Zur Unterstützung kann der Entgasungsapparat 11 unter einem mäßigen Unterdruck stehen. Nach dem Vermischen von Dickstoffsuspension 4 und Verdünnungsflüssigkeit 5 wird die Suspension über eine Stoffauflaufpumpe 9 hier in einem geschlossenen System 10 (also ohne offene Behälter oder Bütten) bis zum Stoffauflauf 1 geführt. Vorzugsweise wird die Menge der dem Stoffauflauf 1 zugeführten Faserstoffsuspension S geregelt, z.B. indem die Drehzahl der Stoffauflaufpumpe 9 eingestellt wird unter Verwendung einer Durchflussmengenmessung 40 vor dem Stoffauflauf 1. Der Rest an noch vorhandenen Stippen und Störstoffen wird durch eine Sortieranlage 6 ausgeschieden. Vorzugsweise besteht diese Sortieranlage 6 aus einem oder mehreren parallel betriebenen Drucksortierern, wie einer z.B. exemplarisch in der 2 gezeigt wird. Das am Sieb 35 Abgewiesene kann teilweise als Rejektstrom 7 in das Mischrohr 8 zurückgeleitet werden. Ein anderer Teil des Rejektes wird verworfen. Am Deckel des Drucksortierers abgeführte gashaltige Flüssigkeit 25 (Suspension) kann in die Siebwasserrinne 28 der Papiermaschine 2 zurückgeführt werden, wo die Luft entweicht und der Feststoff wieder verwendbar wird.
Moderne Stoffaufläufe 1 sind oft mit einer Verdünnungswasserdosierung 3 ausgestattet (sogenannter Modul-Jet), die es gestattet, gezielt an bestimmten Stellen, quer zur Laufrichtung der Maschine betrachtet, eine Verdünnungsflüssigkeit zuzugeben. Zu diesem Zweck wird bei dem hier beschriebenen System aus dem im Entgasungsapparat 11 behandelten Verdünnungswasser ein Teilstrom 22 abgezweigt. Dieser wird vorzugsweise über einen Drucksortierer 23 noch einmal von möglicherweise noch vorhandenen restlichen Störstoffteilchen befreit und dann als Verdünnungswasser 27 in die Verdünnungswasser-Dosierung 3 des Stoffauflaufes 1 geführt. Ähnlich wie bei der Sortieranlage 6 beschrieben, kann auch der im Verdünnungswasserstrom eingesetzte Drucksortierer 23 sowohl einen Rejektstrom 26 (Überlauf) als auch eine gashaltige Flüssigkeit 24 abführen, die z.B. beide ebenfalls in die Siebwasserrinne 28 der Papiermaschine 2 eingeleitet werden.
Der in 2 schematisch gezeigte Drucksortierer 23 ist der Bauart nach besonders gut für die Durchführung des Verfahrens geeignet, er kann insbesondere auch für die Sortieranlage 6 verwendet werden. Man erkennt einen Einlauf 31 und einen Auslauf 32 für den Gutstoff des Sortierers sowie einen Rejektauslass 34. Der Drucksortierer ist mit einem rotationssymmetrischen, insbesondere zylindrischen Siebkorb 35 versehen, durch den die zugeflossene Suspension radial von innen nach außen strömen kann, sofern sie nicht am Siebkorb 35 abgewiesen wird. Die Verstopfung des Siebkorbs 35 wird in an sich bekannter Weise durch einen rotierenden Siebräumer 36 verhindert. Am oben liegenden Deckel eines solchen Sortierers, vorzugsweise mit vertikaler Mittellinie betrieben, befindet sich zentral der Auslass 33 für Leichtstoffe und Gase. Bei Betrieb des Drucksortierers 23 wird an diesem Auslass 33 eine gashaltige Flüssigkeit abgezogen. In einem späteren Vorgang werden Gas und Flüssigkeit getrennt.
Der bereits erwähnte Entgasungsapparat 11 kann vorzugsweise so aufgebaut sein, wie es die 3 zeigt, nämlich mit einem stirnseitig offenen trommelförmigen rotierend angetriebenen Rotor 38, in dessen Inneres die zu entgasende Flüssigkeit, z.B. das Siebwasser 12 aus der Papiermaschine eingeführt wird. Dazu dient das Zentralrohr 37. Infolge der Rotation der eingeführten Flüssigkeit bildet sich in der Mitte dieser Apparatur ein Luftkern. Durch eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung 39 können die Gase 14 aus diesem Luftkern abgezogen werden. Dieser Entgasungsapparat wird kontinuierlich betrieben, d.h. es werden Mittel eingesetzt, um die Flüssigkeit kontinuierlich zu- und wieder abzuführen. Insgesamt ist er weit weniger aufwändig als z.B. ein üblicher unter Vakuum stehender großer Entgasungsbehälter (Deculator).

Claims

Verfahren zur Zuführung einer Faserstoffsuspension zu mindestens einem Stoffauflauf (1) einer Papiermaschine (2) mit mindestens einer Verdünnungseinrichtung, in der die Faserstoffsuspension (S) durch Vermischen einer Dickstoffsuspension (4) mit einer Verdünnungsflüssigkeit (5) erzeugt wird, deren Konsistenz gleich der im Stoffauflauf (1) oder maximal 0,3% höher ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (S) von einer Stoffauflaufpumpe (9) an in einem geschlossenen System (10) mengengeregelt durch eine Sortieranlage (6) in den Stoffauflauf (1) gepumpt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdünnungsflüssigkeit (5) Wasser verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Mengenregelung der dem Stoffauflauf (1) zugeführten Faserstoffsuspension (S) die Drehzahl der Stoffauflaufpumpe (9) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Stoffauflauf (1) zugeführten Faserstoffsuspension (S) im Stoffauflauf (1) mittels einer Verdünnungswasserdosierung (3) an mehreren quer zur Laufrichtung der Papiermaschine (2) verteilten Stellen Verdünnungswasser (27) zudosiert wird, um dadurch das Querprofil der gebildeten Bahn zu beeinflussen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung der Dickstoffsuspension (4) mit der Verdünnungsflüssigkeit (5) in einem Mischrohr (8) durchgeführt wird, dessen Auslassöffnung mit der Stoffauflaufpumpe (9) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rejekt (7) der Sortieranlage (6) teilweise direkt oder indirekt in die Faserstoffsuspension (S) zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rejekt (7) teilweise in das Mischrohr (8) geführt wird.
Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (6) mindestens einen Drucksortierer umfasst und einstufig ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (6) nur einen einzigen Drucksortierer umfasst.
Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsflüssigkeit (5) dem Siebwasser der Papiermaschine (2) entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebwasser vor dem Verdünnen vorzugsweise mit einem Entgasungsapparat (11), der einen Rotor zur Erzeugung eines Zentrifugalfeldes enthält, entgast wird.
Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem geschlossenen System (10) keine weiteren Trennaggregate zur Feststoffabscheidung verwendet werden.
Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem geschlossenen System keine Aggregate zur Entlüftung verwendet werden.
Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension so hergestellt und aufbereitet wird, dass sie zur Erzeugung von holzfreiem Papier verwendet werden kann.