DE19519433A1

DE19519433A1 - Verfahren zur Behandlung von verunreinigter Faserstoffsuspension sowie Anlage zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE19519433A1
Application number: DE1995119433
Authority: DE
Inventors: Reimund Rienecker; Peter Schweiss; Harald Selder
Original assignee: Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
Current assignee: Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-11-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von verunreinigter, insbesondere aus Altpapier gewonnener Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich wird bei der Aufbereitung von Altpapier dieses zu Beginn in eine wässerige Suspension überführt, was üblicherweise als Auflösung, Stofflösung oder pulping bezeichnet wird. Derartige Stoffsuspensionen haben in der Regel einen Feststoffgehalt, auch Stoffdichte genannt, zwischen 3 und 7%. Es gibt Variationen dieses Verfahrens, bei denen die initiale Behandlung bei höheren Feststoffgehalten, z. B. bis 15%, ausgeführt wird, wobei dann aber anschließend eine Verdünnung auf den oben genannten Feststoffgehalt erfolgen muß. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein großer Teil der zur Behandlung erforderlichen Verfahrensschritte in dem genannten Stoffdichtebereich 3 bis 7% durchgeführt werden muß. Die so hergestellte Faserstoffsuspension ist in der Regel mit einer Vielzahl unterschiedlicher Stoffe verunreinigt. Diese verunreinigenden Stoffe, auch Störstoffe genannt, bringen mindestens zwei Nachteile mit sich: Erstens, daß sie im aus dem Altpapier erzeugten Papier stören würden und zweitens, daß durch sie die Aufbereitungsmaschinen oder die Papiermaschine beschädigt werden. Solche Beschädigungen können z. B. Bruch oder übermäßiger Verschleiß durch Schwerteile an stoffberührten Maschinenteilen sein oder auch störende Ansammlungen von Schmutz auf der Papiermaschine.

Voraussetzung zur Entfernung derartiger Stoffe ist allerdings, daß diese freigelegt und von den Papierfasern getrennt sind, weil ansonsten der Verlust von Papierfasern droht. Es ist daher die Kunst der Verfahrensführung, den Aufschlußgrad der Stoffe jeweils so einzustellen, daß eine möglichst frühzeitige und dabei faserverlustfreie Entfernung der Störstoffe möglich ist. Zur Lösung dieser Problematik gibt es bekanntlich eine Vielzahl von Verfahren, die letzten Endes dazu geführt haben, daß es heute gelingt, aus verschmutzten Altpapiersorten Papiere mit höchsten Qualitätsanforderungen herzustellen.

Eine wirksame Methode, um Störstoffe von Faserstoffen zu trennen, stellen die Naßsiebe dar. In den hierzu verwendeten Maschinen, die auch Sortierer genannt werden, befinden sich Siebelemente mit Löchern oder Schlitzen, durch die die Fasern hindurchtreten können, während Verunreinigungen und noch nicht vereinzelte Fasern - sogenannte Stippen - aufgrund ihrer Größe und Form abgewiesen werden. Derartige Verfahrensschritte sind an sich bekannt, ihre Leistungsfähigkeit bezüglich des Trenneffektes hängt aber stark von dem Feststoffgehalt der Suspension ab, mit dem dieser Schritt durchgeführt wird. Bei niedrigeren Stoffdichten können nämlich kleinere Öffnungen im Siebelement verwendet werden, ohne daß verhindert wird, daß die Fasern bestimmungsgemäß die Öffnungen passieren. Daher werden Sortierapparate mit geringeren Anforderungen bei höheren Stoffdichten eingesetzt und solche mit höheren Anforderungen bei niedrigeren Stoffdichten. Aus prozeßtechnischen Gründen ist man bei den Stoffaufbereitungsanlagen bestrebt, geringe Stoffdichten, also etwa unter 2%, erst relativ spät in der Abfolge der Verfahrensschritte einzustellen, da das Verdünnen selbstverständlich leichter und billiger ist als das Eindicken. Daraus folgt, daß hochwirksame Sortiervorgänge meist erst relativ spät durchgeführt werden, während die stromaufwärts liegenden Sortierer bei höherer Stoffdichte betrieben werden und daher weniger wirksam sind. Die Folge davon ist jedoch, daß man wegen der geringeren Sortierwirkung im initialen Bereich der Stoffaufbereitungsanlage entweder einen relativ hohen Faserverlust durch aussortierte Stippen in Kauf nehmen muß oder die nicht optimale Abtrennung von Störstoffen. Wie bereits erwähnt, werden nämlich die Störstoffe bei fortschreitendem Aufbereitungsprozeß immer weiter zerkleinert und können dann nicht mehr ausreichend ausgeschieden werden.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auch bei gleichzeitigem Vorhandensein von Faserstippen und verunreinigenden Feststoffen in der Suspension eine hohe Reinheit des Stoffes erzielbar ist und die Faserverluste gering gehalten werden können. Das ganze Verfahren soll ferner nicht zu aufwendig sein, insbesondere möglichst keine teuren Eindickungsapparate notwendig machen.

Diese Forderungen werden durch die im Kennzeichen genannten Verfahrensschritte in vollem Umfang erfüllt.

Die vorgelegte Erfindung nutzt insbesondere die Erkenntnis, daß bei Altpapier eine frühzeitige Verdünnung der Suspension unter einen Wert von 2,5%, vorzugsweise unter 2%, Feststoffgehalt unter der Bedingung sinnvoll ist, daß eine hochwertige Naßsiebung, insbesondere Schlitzsortierung, durchgeführt wird, bei der die abgewiesenen Stoffe, also die Rejekte, welche Faserstippen und Verunreinigungen enthalten, durch den Sortierprozeß auf eine solche Stoffdichte eingedickt werden, in der eine besonders effektive Nachentstippung möglich ist. Es wird also die Kombination von Sortierung und Eindickung bei der Naßsiebung besonders vorteilhaft genutzt. Eine weitere Verbesserung ist möglich, wenn mehrere Siebschritte hintereinander erfolgen.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 Blockschema einer Form des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 Anlagenschema einer Form des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Fig. 1 sind die einzelnen Verfahrensschritte und ihre Reihenfolge blockschematisch dargestellt. Die hier zu behandelnde Faserstoffsuspension S wird durch Einstellung 1 ihrer Stoffdichte auf den erforderlichen Feststoffgehalt gebracht. Hierzu wird zum Beispiel Wasser W zugegeben. Die in dieser Weise vorliegende Suspension mit einem Stoffdichtebereich zwischen 0,5 und 2,5% gelangt in die erste Naßsiebung 2, die hier als rejektbezogen zweistufig dargestellt ist. Der abgewiesene Anteil 4 dieser Naßsiebung 2 wird in die Entstippung 6 geleitet und kommt als entstippter Anteil 4′ in eine weitere Naßsiebung 7. In dem hier gezeigten Beispiel werden die Gutstoffe 5′′ der weiteren Naßsiebung 7 in den Einlauf der zweiten Stufe der Naßsiebung 2 geführt. Während ferner der Gutstoff 5′ der zweiten Stufe in der ersten Naßsiebung 2 vor die erste Stufe gelangt, können die Gutstoffe 5 der ersten Stufe in den Fertigstoff 8 übernommen werden. Die Entscheidung, ob Gutstoffe in den Fertigstoff 8 gelangen sollen oder in den Einlauf einer stromaufwärts liegenden Naßsiebungsstufe hängt von den Anforderungen und verfahrenstechnischen Bedingungen ab. Es kann auch von Vorteil sein, die Suspension vor dem Einleiten in eine stromabliegende Naßsiebungsstufe noch einmal zu verdünnen. Auch das hängt von den speziellen Parametern ab und kann in anderen Fällen nachteilig sein.

Weiterhin sind hier eine Reinigungsstufe 9 für die Suspension bei relativ hoher Stoffdichte gezeichnet sowie eine Hydrozyklonstufe 10. Letztere kann besonders wirksam sein, da die Suspension an der gezeigten Stelle bereits auf einem Feststoffgehalt von 0,5 bis 2,5% verdünnt ist. Auch die Zweckmäßigkeit eines Einsatzes der Reinigungsstufe 9 und/oder der Hydrozyklonstufe 10 richten sich sehr stark nach den vorliegenden Bedingungen und ist nicht in allen Fällen notwendig.

Fig. 2 zeigt wiederum schematisch eine Anlage, die geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Dabei sind Anlagenkomponenten gezeigt, die einerseits zu einer besonders guten Wirkung bei der Durchführung des Verfahrens beitragen, andererseits aber nicht unbedingt sämtlich erforderlich sind. Ferner sind für die einzelnen Verfahrensschritte typische Stoffdichte-Werte genannt, von denen auch Abweichungen möglich sind. Im Stofflöser 11 wird das Altpapier A zusammen mit Wasser W eingetragen, so daß durch Mischung und mechanische Zerfaserung die Suspension S gebildet wird. Diese wird dann mit einer Stoffdichte von z. B. 4-5% abgepumpt und über mindestens einen Hydrozyklon 12 in einen Grobsortierer 13 geleitet, dessen Gutstoff in der Bütte 14 gesammelt wird. Der Rejekt des Grobsortierers 13 kann z. B. in einem Nachsortierer 13′ in an sich bekannter Weise behandelt werden. In der Bütte 14 erfolgt die Einstellung auf die Stoffdichte, die in den nachfolgenden Aggregaten gemäß Erfindung erforderlich ist, z. B. 1-1,5%. Dazu wird Wasser W′ zugegeben. Aus der Bütte 14 gelangt die Suspension hier über eine weitere Hydrozyklonstufe mit einer Vielzahl von Cleanern 12′, von denen nur einer gezeichnet ist, in einen der Naßsiebung dienenden Sortierer 15. Der Gutstoff dieses Sortierers 15 wird als Fertigstoff 8 in der Bütte 21 gesammelt, während der Rejekt 17′ mit z. B. 2,5 % Feststoffgehalt in eine rejektbezogen zweite Sortierstufe gelangt, gebildet durch den Sortierer 15′. Dabei kann gegebenenfalls mit weiterem Wasser W′′ erneut verdünnt werden. Der Gutstoff dieser zweiten Sortierstufe wird entweder in die Bütte 14 geführt oder (gestrichelter Pfeil) in den Einlauf des Sortierers 15 der ersten Sortierstufe. Der Rejekt 17 des Sortierers 15′ wird mit nun z. B. 3-4% Stoffdichte in einem Entstipper 18 behandelt, d. h. die Faserflocken werden stark zerkleinert oder zu Fasern vereinzelt. Der so entstippte Stoff 19 wird über eine Leitung in einen weiteren Sortierer 16 geführt, in dem eine Trennung zwischen Fasern, insbesondere aus den aufgelösten Stippen, einerseits und dem Rejekt andererseits erfolgt. Der Gutstoff des Sortierers 16 gelangt zurück in die Bütte 14. Es hat sich gezeigt, daß ein so gewonnener Gutstoff eine bessere Reinheit hat als einer, der aus Sortierern stammt, in denen - bei sonst gleichen Bedingungen - die Stippen noch nicht aufgelöst sind.

Aus Gründen der Vereinfachung sind nicht alle Pumpen und Motoren eingezeichnet. Die Stoffströme werden durch ein nur angedeutetes Rohrleitungssystem geführt. Moderne Anlagen weisen ferner ein hier nicht gezeichnetes, aber an sich bekanntes Regelungssystem auf.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von faserstippenhaltiger und verunreinigter, insbesondere aus Altpapier gewonnen er wässerigen Faserstoffsuspension (S), gekennzeichnet durch folgende Schritte in folgender Reihenfolge:

1.1 Einstellung (1) des Feststoffgehaltes der Suspension auf 0,5 bis 2,5%,
1.2 erste Naßsiebung (2) der verdünnten Suspension mit Hilfe von Schlitzen, derart, daß der abgewiesene Anteil (4) das mindestens 1,5 fache des Feststoffgehaltes aufweist, den die zugeführte Suspension hat, mindestens aber 2,5%, dabei
1.2.1 Führung der Gutstoffe (5, 5′) in den Fertigstoff (8) oder in den Einlauf eines stromaufwärts liegenden Teiles der Naßsiebung (2)
1.3 Entstippung (6) des abgewiesenen Anteils (4),
1.4 weitere Naßsiebung (7) des entstippten abgewiesenen Anteils (4′) zur weiteren Ausscheidung nichtfaseriger Verunreinigungen, dabei
1.4.1 Führung der Gutstoffe (5′′) in den Fertigstoff (8) oder in den Einlauf eines stromaufwärts liegenden Teiles der Naßsiebung (2, 7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Suspension anfangs bei einem Feststoffgehalt von 3 bis 7% in einer Reinigungsstufe (9) ein Teil der als Feststoffpartikel vorliegenden nichtfaserigen Verunreinigungen entfernt wird und daß danach in einer Verdünnung die Einstellung (1) auf 0,5 bis 2,5% vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enstippung (6) mit einer spezifischen Arbeit von höchstens 50 kWh/1000 kg erfolgt.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Naßsiebung (2) und der Enstippung (6) keine weitere Eindickung des abgewiesenen Anteils (4) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der auf 0,5 bis 2,5% Feststoffgehalt eingestellten Suspension vor der Naßsiebung (2) in mindestens einer Hydrozyklonstufe (10) mit mindestens 600 m/s² nichtfaserige Verunreinigungen entfernt werden.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Naßsiebung (2, 7) Schlitze verwendet werden, von denen mindestens 95% nicht breiter sind als 0,25 mm.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Naßsiebung (2, 7) Schlitze verwendet werden, von denen mindestens 95% nicht breiter sind als 0,15 mm.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste im Bereich von 0,5 bis 2,5% Feststoff vorgenommene Naßsiebung (2) mehrere rejektbezogen hintereinandergeschaltete Stufen aufweist, wobei der abgewiesene Anteil, der Rejekt, der letzten Stufe das mindestens 2,5-Fache des Feststoffgehaltes aufweist, den die der ersten Stufe zugeführte Suspension hat.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Feststoffgehaltes, beim Schritt 1.1, auf einen Wert zwischen 0,8 und 2% erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstufe (9) eine Grob-Naßsiebung enthält mit Sortieröffnungen, die einen Durchmesser zwischen 2 und 6 mm aufweisen.

11. Verfahren nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstufe (9) eine Hydrozyklonbehandlung enthält mit einer Zentrifugalbeschleunigung von mindestens 200 m/s².

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension bei einem Feststoffgehalt von 3 bis 7% vor der Einstellung (1) des Feststoffgehaltes auf 0,5 bis 2,5% keinen weiteren Aufbereitungsschritten unterzogen wird.

13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Stofflöser (11), um verunreinigten Faserstoff, insbesondere Altpapier (A), mit Wasser (W) zu vermischen und in eine pumpfähige Suspension (S) zu überführen, dadurch gekennzeichnet,

- daß mindestens eine Bütte (14) eine Verdünnungseinrichtung enthält, in der Wasser (W′) zugegeben werden kann,
- daß sich der Bütte (14) direkt oder indirekt mindestens ein Schlitzsortierer (15, 15′) anschließt,
- daß die Rejekte (17) des mindestens einen Schlitzsortierers (15, 15′) einem Entstipper (18) zugeführt werden, dessen Auslauf (19) in einen weiteren Schlitzsortierer (16) gelangt, wobei die Gutstoffe (20, 20′, 20′′) der genannten Schlitzsortierer (15, 15′, 16) entweder direkt als Fertigstoff (8) in eine Bütte (21′) gelangen können oder in den Einlauf eines stromaufwärts installierten Sortierers (15, 15′) zugeführt werden.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bütte (14) direkt oder indirekt mindestens zwei Schlitzsortierer (15, 15′) anschließen, bei denen der Rejekt des stromaufwärtigen Schlitzsortierers (15) in den Einlauf eines stromabwärtigen Schlitzsortierers (15′) geführt wird, und die Rejekte (17) des letzten Schlitzsortierers (15′) in dieser Reihenschaltung dem Entstipper (18) zugeführt werden.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die pumpfähige Suspension (S) nach dem Stofflöser (11) mindestens einem Hydrozyklon (12) zur Abscheidung von Störstoffen und einem Grobsortierer (13) zur Abscheidung von groben Verunreinigungen aufgrund ihrer Größe und Form, mindestens einer Faserstoffsuspensionsbütte, zugeführt wird.