DE102008049336A1

DE102008049336A1 - Process and device for processing raw materials in the production of paper, cardboard or fibreboard

Info

Publication number: DE102008049336A1
Application number: DE102008049336A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gutenberger; Dejan Sibila
Original assignee: Messer Austria GmbH; Messer Slovenija doo
Current assignee: Messer Austria GmbH; Messer Slovenija doo
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-15
Also published as: EP2172590A1; EP2172590B1; ES2559384T3; SI2172590T1; PL2172590T3; UA102066C2

Abstract

Zur Herstellung von Papier, Karton oder Faserplatten hoher Qualität werden die hierzu benötigten Rohstoffe zu einer Fasersuspension verarbeitet und die in einer Fasersuspension vorliegenden Fasern vor der Zuführung an die Papiermaschine bzw. die Maschine zur Herstellung der Faserplatten in einer Mühle unter hohem Einsatz an Energie gemahlen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, der Fasersuspension oder den Rohstoffen zur Herstellung der Fasersuspension vor der Zuführung an die Mühle Stickstoff in gasförmigem oder tiefkalt verflüssigtem Zustand zuzuführen. Der Stickstoff führt zu einem Aufquellen der Fasern, wodurch die anschließende Mahlung erleichtert wird. Auf diese Weise lässt sich ein nicht unerheblicher Teil der für die Mahlung aufgewendeten Energie einsparen.For the production of paper, board or fiberboards of high quality, the raw materials required for this purpose are processed into a fiber suspension and the present in a fiber suspension fibers before being fed to the paper machine or the machine for producing the fiberboard in a mill with high energy use. According to the invention it is proposed to supply the fiber suspension or the raw materials for the preparation of the fiber suspension before being fed to the mill nitrogen in gaseous or cryogenic liquefied state. The nitrogen leads to a swelling of the fibers, which facilitates the subsequent grinding. In this way, a considerable part of the energy used for grinding can be saved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Rohstoffen für die Herstellung von Papier, Pappe oder Faserplatten, bei dem die Rohstoffe zu einer wässerigen Fasersuspension verarbeitet werden, die anschließend in einer Mühle gemahlen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung.The The invention relates to a process for the treatment of raw materials for the production of paper, cardboard or fiberboard, in which the raw materials to an aqueous fiber suspension be processed, then in a mill is ground. The invention further relates to a corresponding device.

Bei der Herstellung von Papier, Karton oder Faserplatten werden die chemisch und mechanisch aufgearbeiteten Faserrohstoffe, z. B. Holzschliff, gemahlener Zellstoff oder zerkleinertes Altpapier ggf. mit weiteren Zugabestoffen, als wässerige Fasersuspension in der Siebpartie der Papiermaschine auf ein endlos bewegten Siebband aufgetragen, wobei ein großer Teil des in der Suspension enthaltenen Wassers entfernt wird uns sich allmählich die Papierbahn herausbildet. Zur Erzielung hoher Qualitäten ist es in der Regel erforderlich, die Fasersuspension vor der Zuführung an die Siebpartie in speziellen Mühlen, sogenannten ”Refinern” mehr oder weniger stark zu mahlen. Insbesondere die mechanischen Eigenschaften (Festigkeitseigenschaften) des Papiers, des Kartons oder der Faserplatte werden durch den Mahlgrad der Fasersuspension beeinflusst. Bei der Mahlung werden die Fasern gekürzt, fibrilliert und gequetscht, wodurch ihre Flexibilität und ihre spezifische Oberfläche erhöht werden. Dadurch steigt auch die Anzahl der möglichen Bindungen zwischen den Fasern. Diese wiederum bestimmen die mechanische Festigkeit des Endprodukts. Die erforderliche Mahlarbeit ist mit erheblichem Energieaufwand verbunden. Abhängig von der Faserart, dem Mahlgrad und den Mahlparametern sind ca. 120 bis 200 kWh pro Tonne Fasermaterial aufzuwenden. Zudem weisen hoch gemahlene Fasersuspensionen eine geringere Entwässerungsgeschwindigkeit in der Siebpartie auf als ungemahlene oder niedrig gemahlene Fasersuspensionen, sodass der Grad der Mahlung wesentlich die Leistung der Papiermaschine bestimmt.at The production of paper, cardboard or fiberboard will be the chemically and mechanically processed fiber raw materials, eg. Wood pulp, ground pulp or shredded waste paper, if necessary with further Additives, as an aqueous fiber suspension in the wire section the paper machine is applied to an endlessly moving screen belt, a large part of which is contained in the suspension Water is removed, we gradually formed the paper web. To achieve high quality, it is usually necessary the fiber suspension before feeding to the wire section in special mills, so-called "refiners" more or less hard to grind. In particular, the mechanical properties (Strength properties) of the paper, cardboard or fiberboard are influenced by the freeness of the fiber suspension. When grinding the fibers are shortened, fibrillated and squeezed, giving it its flexibility and its specific surface increase. This also increases the number of possible Bonds between the fibers. These in turn determine the mechanical Strength of the final product. The required grinding work is with associated with considerable energy expenditure. Depends on the Fiber type, the degree of grinding and the grinding parameters are about 120 to 200 kWh per ton of fiber material. In addition, have high ground Fiber suspensions have a lower drainage rate in the wire section as unmilled or low-ground fiber suspensions, so that the degree of grinding significantly improves the performance of the paper machine certainly.

In der DE 101 15 421 A1 wird vorgeschlagen, den Energieeinsatz beim Mahlvorgang dadurch zu senken, dass eine Fasersuspension mit einer vorgegebenen Feststoffkonzentration von beispielsweise 30% bis 40% mit einem Fällungsprodukt, wie beispielsweise Calciumcarbonat, beladen wird und der Mahlprozess erst im Anschluss an die Beladung erfolgt. Das sich als Füllstoff an den Fasern anlagernde Calciumcarbonat begünstigt die anschließende Mahlung und verringert so den Energieverbrauch.In the DE 101 15 421 A1 It is proposed to reduce the energy input during the grinding process by loading a fiber suspension having a predetermined solids concentration of, for example, 30% to 40% with a precipitation product, such as calcium carbonate, for example, and then carrying out the grinding process only after the loading. The calcium carbonate which attaches to the fibers as filler favors the subsequent grinding and thus reduces energy consumption.

Aufgabe der Erfindung ist es, den zur Mahlung der Fasersuspension im Refiner benötigten Energieverbrauch weiter zu reduzieren.task The invention is for grinding the fiber suspension in the refiner further reduce the energy consumption required.

Gelöst ist dieser Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.Solved This object is achieved by a method having the features of the claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von Rohstoffen für die Herstellung von Papier, Pappe oder Faserplatten, bei dem die Rohstoffe zu einer wässerigen Fasersuspension verarbeitet werden, die anschließend in einer Mühle gemahlen wird, ist also dadurch gekennzeichnet, dass den Rohstoffen und/oder der Fasersuspension vor dem Mahlvorgang Stickstoff zugeführt wird. Die Dauer der Behandlung hängt dabei vom eingesetzten Halbstoff und den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts ab. Die Zugabe des Stickstoffs führt aufgrund eines bislang noch nicht erforschten Mechanismus zu einem Aufquellen der Fasern. Das Aufquellen der Fasern wiederum erleichtert die anschließende Mahlung der Fasersuspension. Auf diese Weise kann ein beträchtlicher Teil der für die Mahlung aufgewendeten Energie eingespart werden. Zusätzlich zur Zugabe des Stickstoffs kann der Fasersuspension selbstverständlich in der zuvor beschriebenen Weise ein Fällungsprodukt zugegeben werden, um zusätzliche Energieeinsparungen beim Mahlvorgang zu erzielen. Die anschließende Mahlung erfolgt in üblicher Weise, beispielsweise nach einem in der DE 10 2004 039 986 A1 beschriebenen Verfahren. Der Eintrag des Stickstoffs erfolgt mittels geeigneter Eintragsysteme, beispielsweise Lanzen, mittels denen der Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit Ultraschallgeschwindigkeit, in die Fasersuspension oder in die Rohstoffe eingetragen wird und anschließend in die Fasern eindringt. Im Falle trockener Rohstoffe können diese auch einer Stickstoffatmosphäre ausgesetzt werden. Der Stickstoff kann gasförmig, oder, wie unten näher erläutert, in tiefkalt verflüssigtem Zustand eingetragen werden. Im Falle eines gasförmigen Eintrags ist die Verwendung von kaltem Stickstoffgas vorteilhaft. Die Stickstoffbehandlung kann auch in zwei oder mehr aufeinander folgenden Schritten erfolgen, wobei beispielsweise den Rohstoffen vor der Herstellung der Fasersuspension und anschließend der Fasersuspension Stickstoff zugeführt wird.The inventive method for the preparation of raw materials for the production of paper, cardboard or fiberboard, in which the raw materials are processed into an aqueous fiber suspension, which is then ground in a mill, is thus characterized in that the raw materials and / or the fiber suspension Nitrogen is added to the grinding process. The duration of the treatment depends on the pulp used and the desired properties of the final product. The addition of nitrogen results in a swelling of the fibers due to a hitherto unexplored mechanism. The swelling of the fibers in turn facilitates the subsequent grinding of the fiber suspension. In this way, a considerable part of the energy used for the grinding can be saved. Of course, in addition to adding the nitrogen, a precipitate may be added to the fiber suspension in the manner previously described to provide additional energy savings in the milling process. The subsequent grinding is carried out in a customary manner, for example according to one in the DE 10 2004 039 986 A1 described method. The entry of the nitrogen takes place by means of suitable entry systems, for example lances, by means of which the nitrogen is introduced at high speed, for example at ultrasonic speed, into the fiber suspension or into the raw materials and then penetrates into the fibers. In the case of dry raw materials, these can also be exposed to a nitrogen atmosphere. The nitrogen can be introduced in gaseous form or, as explained in more detail below, in the cryogenic liquefied state. In the case of a gaseous feed, the use of cold nitrogen gas is advantageous. The nitrogen treatment can also be carried out in two or more successive steps, wherein, for example, the raw materials before the production of the fiber suspension and then the fiber suspension is fed nitrogen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stickstoff der Fasersuspension und/oder den Rohstoffen in tiefkalt verflüssigter Form zugegeben wird. Der flüssige Stickstoff wird durch eine geeignete Vorrichtung, etwa einer Lanze oder einer Düse, in die Fasersuspension bzw. die Rohstoffe eingebracht und/oder beispielsweise mittels Rührwerk oder Wirbelschneckenkühler mit der Fasersuspension oder mit den Rohstoffen durchmischt. Die Zugabe von flüssigem Stickstoff führt insbesondere bei der Faserplattenproduktion dazu, dass, bei einer im wesentlichen gleichen Festigkeit wie die solcher Faserplatten, die auf konventionellem Wege hergestellt wurden, insgesamt weniger Fasern für die Erzeugung der Faserplatten benötigt werden. Die Faserplatten werden dadurch leichter, gleichzeitig wird im Produktionsprozess Rohstoff eingespart.A advantageous development of the invention provides that the nitrogen the fiber suspension and / or the raw materials in cryogenic liquefied Form is added. The liquid nitrogen is replaced by a suitable device, such as a lance or a nozzle, introduced into the fiber suspension or the raw materials and / or for example by means of agitator or vortex screw cooler with the fiber suspension or mixed with the raw materials. The addition of liquid nitrogen in particular contributes the fibreboard production that, at a substantially same strength as those of such fiberboard on conventional Were made, fewer fibers for the total Generation of fiberboard are needed. The fiberboard This makes it easier, at the same time, in the production process Saved raw material.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, bei Verwendung von Altpapier als Rohstoff, der Stickstoff dem Altpapier vor der Herstellung der Fasersuspension zwecks besserer Ablösbarkeit vorhandener Druckfarben zugeführt wird. Aus bislang noch nicht völlig verstandenen Gründen erleichtert die Zugabe des Stickstoffs die Ablösung von Druckfarben von den Altpapierfasern.A Another preferred embodiment of the invention is characterized characterized in that, when using waste paper as raw material, the nitrogen is the waste paper before the preparation of the fiber suspension supplied for better removability of existing inks becomes. For reasons not yet fully understood the addition of nitrogen facilitates the separation of Printing inks from waste paper fibers.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Rohstoffen für die Herstellung von Papier, Karton oder Faserplatten, mit einer Einrichtung zum Bereitstellen der Rohstoffe, einer Einrichtung zum Herstellen einer Fasersuspension aus den Fasern der Rohstoffe, und mit einer Mühle zum Mahlen der Fasersuspension, gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Mühle eine Einrichtung zur Zuführung von Stickstoff, insbesondere von Flüssigstickstoff, in die Rohstoffe und/oder in die Fasersuspension vorgeschaltet ist.The The object of the invention is also achieved by a device for processing of raw materials for the production of paper, cardboard or Fiberboard, with a device for providing the raw materials, a Device for producing a fiber suspension from the fibers of raw materials, and with a mill for grinding the fiber suspension, solved, which is characterized in that the mill a device for supplying nitrogen, in particular of liquid nitrogen, in the raw materials and / or in the Fiber suspension is connected upstream.

Erfindungsgemäß erfolgt somit mittels der Einrichtung zur Zuführung des Stickstoffs ein Eintrag von Stickstoff in die Rohstoffe und/oder in die Fasersuspension. Die Einrichtung zum Zuführen des flüssigen Stickstoffs umfasst geeignete, für die Zuführung von tiefkalten Medien ausgelegte Eintragseinrichtungen. Beispielsweise wird der Stickstoff in tiefkalt verflüssigter Form der wässerigen Fasersuspension mit einer in der DE 10 2006 027 561 A1 beschriebenen Anordnung zugeführt werden. Bei dieser Anordnung ist in der Stickstoffzuführung ein Differenzdruckventil integriert, das erst bei Vorliegen eines vorgegebenen Überdrucks des herangeführten Stickstoffs gegenüber dem Druck in der Fasersuspension öffnet und die Zugabe von Flüssigstickstoff freigibt. Dadurch wird wirkungsvoll ein Vereisen der Zuführung des flüssigen Stickstoffs vermeiden; zudem ist es möglich, den Stickstoff auch in einem unteren Teil eines die Fasersuspension aufnehmenden Gefäßes zuzuführen.According to the invention, an input of nitrogen into the raw materials and / or into the fiber suspension thus takes place by means of the device for supplying the nitrogen. The device for supplying the liquid nitrogen comprises suitable, designed for the supply of cryogenic media entry devices. For example, the nitrogen in cryogenic liquefied form of the aqueous fiber suspension with a in the DE 10 2006 027 561 A1 be supplied described arrangement. In this arrangement, a differential pressure valve is integrated in the nitrogen supply, which opens only in the presence of a predetermined pressure of the supplied nitrogen over the pressure in the fiber suspension and releases the addition of liquid nitrogen. This will effectively avoid icing of the supply of liquid nitrogen; In addition, it is possible to supply the nitrogen in a lower part of the fiber suspension receiving vessel.

Beispiel:Example:

Trockene Zellstoffballen, beispielsweise enthaltend Altpapier, werden in einem Stofflöser unter Beimengung von Wasser aufgelöst. Hierzu werden die Zellstoffballen dem Stofflöser über ein Förderband zugeführt. Am Förderband erfolgt eine Besprühung der Zellstoffballen mit Flüssigstickstoff. Ergänzend oder alternativ hierzu erfolgt der Eintrag von flüssigem Stickstoff in den Stofflöser.dry Pulp bales, for example containing waste paper, are in a pulper dissolved with the addition of water. For this purpose, the pulp bales become the pulper fed to a conveyor belt. On the conveyor belt a spraying of the pulp bales with liquid nitrogen takes place. In addition or alternatively, the entry of liquid takes place Nitrogen in the pulper.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10115421 A1 [0003]
- DE 102004039986 A1 [0006]
DE 102006027561 A1 [0010]

Claims

Process for the preparation of raw materials for the production of paper, cardboard or fibreboard, in which the raw materials are processed to an aqueous fiber suspension, which is then ground in a mill, characterized in that the raw materials and / or the fiber suspension before the grinding nitrogen becomes.

Method according to claim 1, characterized in that that the nitrogen is the raw materials and / or the fiber suspension is added in cryogenic liquefied form.

Method according to claim 1, characterized in that that as at least one raw material waste paper is used and the nitrogen is the waste paper before the preparation of the fiber suspension supplied for better removability of existing inks becomes.

Apparatus for the treatment of raw materials for the production of paper, cardboard or fiberboard, with a Device for providing raw materials, a device for Producing a fiber suspension from the fibers of the raw materials, and with a mill for grinding the fiber suspension, thereby characterized in that the mill means for feeding of nitrogen, in particular of liquid nitrogen, in the raw materials and / or upstream in the fiber suspension.