DE19706404A1

DE19706404A1 - Removal of fibre clumps from a suspension

Info

Publication number: DE19706404A1
Application number: DE1997106404
Authority: DE
Inventors: Samuel Dr Schabel
Original assignee: Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
Current assignee: Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-08-27

Abstract

To remove fibre clumps from a watery fibre suspension (S), derived from used paper materials, it is passed through at least one flow channel (1), with a variable cross section in the flow direction, which alters the flow speed. Hydraulic shear forces are developed in the flow channel (1), with forces which are strong enough to break up at least a significant portion of the bonded clumps in the suspension.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Verfahren der o.g. Art werden angewendet, wenn ein in wässeriger Suspension vorliegender Papierfaserstoff nicht vollständig in Einzelfasern zerlegt ist, sondern einen bestimmten Anteil an agglomerierten Fasern enthält, die in der Regel als Stippen bezeichnet werden. Stippen sind zumeist deshalb in der Faserstoffsuspension vorhanden, weil das Ausgangsmaterial dieser Suspension ein gepreßtes oder getrocknetes Papier oder eine getrocknete Frischzellstoffbahn ist. Derartige Ausgangsstoffe werden z. B. in einem Stofflöser mit Wasser vermischt und suspendiert. Aus energetischen Gründen wird der Betrieb des Stofflösers nicht so lange fortgesetzt, bis sämtliche Stippen aufgelöst sind.Procedure of the above Kind are applied when in an aqueous suspension The present paper pulp is not completely broken down into individual fibers, but instead contains a certain percentage of agglomerated fibers, usually as specks be designated. Specks are therefore mostly present in the fiber suspension, because the starting material of this suspension is a pressed or dried paper or is a dried fresh cellulose web. Such starting materials are, for. B. in a pulper mixed with water and suspended. For energy reasons operation of the pulper will not continue until all specks are dissolved.

Bekannte Verfahren zur Entstippung benutzen mechanisch wirkende Entstippungsmaschinen, in denen Scherkräfte zwischen stillstehenden und rotierenden Entstippungsgarnituren erzeugt und so die Stippen zerlegt werden. Diese Verfahren sind bekannt und seit langem bewährt, wobei durch stetige Weiterentwicklung die Energiewirtschaftlichkeit im Rahmen der bei diesem Verfahren bestehenden Möglichkeiten verbessert wurde. Die Energiewirtschaftlichkeit ist durch die spezifische Arbeit definiert, die für einen bestimmten gewünschten Entstippungseffekt erforderlich ist.Known methods of deflaking use mechanical ones De-sticking machines in which shear forces between stationary and rotating Destacking sets are generated and the specks can be disassembled. These procedures are known and proven for a long time, with the continuous development of the Energy efficiency within the framework of the existing with this procedure Opportunities has been improved. The energy efficiency is due to the specific Work defines that is required for a particular desired deflaking effect is.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren zu schaffen, mit dem die erforderliche Energiewirtschaftlichkeit weiter verbessert werden kann, also die spezifische Arbeit gesenkt wird. Das Verfahren soll mit einfachen technischen Mitteln auszuführen sein.It is an object of the invention to provide a new method with which the required Energy efficiency can be further improved, i.e. the specific work is lowered. The process should be carried out using simple technical means.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1 completely solved.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können die zur Auflösung der Stippen erforderlichen Kräfte mit geringerem Energieaufwand und auch gleichmäßiger in die am Verfahren beteiligte Suspension eingeleitet werden, als es im Stand der Technik bisher möglich war. Insbesondere wenn der Strömungskanal düsenförmig ausgebildet ist und dabei dessen Kontur, also sowohl der Verlauf der Querschnittsänderung als auch die Absolutgröße des Querschnitts so gewählt und auf die Eigenschaften der Suspension abgestimmt wird, daß die maximal auftretenden Scherkräfte innerhalb des erforderlichen Größenbereiches liegen, werden besondere Vorteile erzielt. Sind die Kräfte z. B. in bestimmten Bereichen der Suspension größer als erforderlich, werden die Stippen zwar aufgelöst, es wird aber unnötig Energie verbraucht. Hinzu kommt, daß eine zu starke Scherwirkung auch unerwünschterweise Bestandteile der Suspension zerstören kann. Dabei ist besonders an verunreinigende Stoffe zu denken, z. B. klebende Bestandteile (Stickies) oder Plastikfolienstücke, die nicht weiter zerkleinert werden sollen, damit sie später noch durch entsprechende Siebvorgänge abscheidbar sind.With the help of the method according to the invention, those used to dissolve the specks required forces with less energy expenditure and also more evenly in the am Procedures involved suspension are initiated than it has been in the prior art was possible. In particular if the flow channel is designed in the form of a nozzle and thereby its contour, i.e. both the course of the cross-sectional change and the Absolute size of the cross section so chosen and based on the properties of the suspension is voted that the maximum shear forces occurring within the required size range, special advantages are achieved. Are the Forces B. in certain areas of the suspension larger than necessary, the Specks are resolved, but energy is consumed unnecessarily. On top of that excessive shear also undesirably constituents of the suspension can destroy. It is particularly important to think of contaminants, e.g. B. adhesive Components (stickies) or pieces of plastic sheeting that are no longer shredded should, so that they can be separated later by appropriate sieving processes.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet außerdem Möglichkeiten, in speziellen Ausführungsformen die Energieverluste noch weiter zu vermindern. In der wohl wichtigsten Anwendung nämlich, wenn die Entstippungsarbeit in einem durchströmten Strömungskanal aufgebracht wird, in dem die Suspension durch hydraulische Druckkräfte beschleunigt wird, besteht die Möglichkeit, einen großen Teil der Bewegungsenergie durch weitgehend verlustfreie Abbremsung wieder als Druckenergie zurückzugewinnen. Hierzu kann man beispielsweise das an sich bekannte Venturi-Rohr verwenden oder auch andere querschnittsgestaltenden Maßnahmen durchführen. Entsprechendes gilt für die andere Anwendung, also der Abfolge von Abbremsung und Beschleunigung.The method according to the invention also offers possibilities in special Embodiments to reduce the energy losses even further. In the probably most important application namely when the deflaking work in a flow Flow channel is applied in which the suspension by hydraulic Pressure is accelerated, there is a possibility of a large part of the Movement energy through largely loss-free braking again as pressure energy to recover. For this one can, for example, use the Venturi tube, which is known per se use or carry out other cross-sectional design measures. The same applies to the other application, i.e. the sequence of braking and Acceleration.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß keine Maschinenteile verwendet werden müssen, die sich mit hoher Geschwindigkeit dicht aneinander vorbeibewegen. Bekanntlich tritt dadurch an den bekannten Entstippungsmaschinen ein beträchtlicher Verschleiß auf. Another advantage is that no machine parts have to be used, that move close together at high speed. As is well known this causes considerable wear on the known deflaking machines.

Auch ist die Gefahr von unerwünschter Zerkleinerung, z. B. der Kleber oder der Plastikfolienstücke, bei solchen Maschinen dann beträchtlich größer.There is also the risk of undesired comminution, e.g. B. the glue or the Pieces of plastic film, then considerably larger in such machines.

Die bisher oft auftretenden Verstopfungen sind bei den für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Elementen wegen der relativ großen freien Querschnitte leicht vermeidbar. In vielen Fällen kann gerade die Auflösung von relativ großen Stippen die bevorzugte Anwendung des Verfahrens sein. Dabei ist an eine Faserstoffsuspension gedacht, wie sie direkt - oder über Hydrozyklone - aus dem Stofflöser abgezogen wird. Diese enthält große leicht auflösbare Stippen, die z. B. aus wiederaufbereitetem Karton stammen. Solche Kartonstippen sind oft Ursache für Verstopfungen an bekannten Entstippungsmaschinen.The blockages that have often occurred so far are those for the invention Process elements easily due to the relatively large free cross sections avoidable. In many cases, the resolution of relatively large specks can preferred application of the method. Here is a fiber suspension thought of how it is withdrawn from the pulper directly - or via hydrocyclones. This contains large, easily detachable specks, e.g. B. from recycled cardboard come. Such cardboard specks are often the cause of blockages in known ones De-sticking machines.

Bei der Aufbereitung von Altpapier fallen auch Suspensionsströme an, in denen aufgrund der Verfahrensführung ein erhöhter Anteil von Störstoffen und Stippen vorhanden ist. Solche Stoffströme können z. B. aus dem Überlauf von Sortierern stammen. Um die enthaltenen Verunreinigungen in einem Rejekt-Sortierverfahren endgültig entfernen zu können, ohne daß die in den Stippen enthaltenen Fasern verlorengehen, ist es angestrebt, die Stippen so weit aufzulösen, daß sie das Rejekt-Sortierverfahren als Gutstoff passieren können. Auch hierfür ist das vorgeschlagene Verfahren besonders gut geeignet, da - wie bereits ausgeführt - die hierzu erforderlichen technischen Apparaturen relativ verschleißarm und verstopfungssicher sind.When reprocessing waste paper, there are also suspension streams in which due to there is an increased proportion of contaminants and specks in the process. Such streams can e.g. B. come from the overflow of sorters. To the remove the impurities contained in a reject sorting process can, without losing the fibers contained in the specks, it is strived to dissolve the specks to such an extent that the reject sorting process as Good substance can happen. The proposed method is also particularly good for this suitable, because - as already mentioned - the necessary technical Devices are relatively low-wear and clog-proof.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Show:

Fig. 1 schematische Darstellung eines geeigneten Strömungskanals; Fig. 1 schematic representation of a suitable flow channel;

Fig. 2 Schema einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens; Fig. 2 scheme of a plant for performing the method;

Fig. 3 schematische Darstellung von zwei Strömungskanälen in Reihe. Fig. 3 shows a schematic representation of two flow channels in series.

In Fig. 1 ist anhand von Symbolen dargestellt, wie das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. Die Suspension S tritt in dieser Darstellung von links in den Strömungskanal 1 ein, wird durch Verengung des Querschnittes beschleunigt und anschließend durch Erweiterung des Querschnittes wiederum abgebremst. Die Querschnitte können kreisförmig sein, aber auch davon abweichen, z. B. rechteckig sein. Die Suspension ist durch Faser- und Stippensymbole (2, 3) lediglich angedeutet. Bekanntlich wird die Geschwindigkeit einer strömenden Flüssigkeit an den engsten Stellen eines Strömungskanals vergrößert, was durch die Pfeile 4 und 4' angedeutet ist. Infolge der hohen Beschleunigung und der hohen Geschwindigkeit werden Scherkräfte erzeugt, die erfindungsgemäß so groß sind, daß sie zur Auflösung der Stippen führen. Diese Zerkleinerung bzw. Auflösung der Stippen ist am Auslauf aus dem Strömungskanal symbolisch dargestellt.In Fig. 1 is represented by reference symbols such as can run the inventive method. In this illustration, the suspension S enters the flow channel 1 from the left, is accelerated by narrowing the cross section and then decelerated again by widening the cross section. The cross sections can be circular, but can also deviate from them, e.g. B. be rectangular. The suspension is only indicated by fiber and speck symbols ( 2 , 3 ). As is known, the speed of a flowing liquid is increased at the narrowest points of a flow channel, which is indicated by the arrows 4 and 4 '. As a result of the high acceleration and the high speed, shear forces are generated which, according to the invention, are so great that they lead to the dissolution of the specks. This shredding or disintegration of the specks is shown symbolically at the outlet from the flow channel.

Fig. 2 zeigt eine der möglichen Anlagen, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Diese Anlage kann für Altpapier oder getrockneten Zellstoff verwendet werden. Man erkennt einen Stofflöser 6, in dessen Bodenbereich sich ein Siebblech 7 befindet, durch das die bis zu einem gewissen Grade aufgelöste Faserstoffsuspension in eine Stoffpumpe 8 gelangt. Am Druckstutzen dieser Stoffpumpe schließt sich ein Düsenapparat 9 an, mit mindestens einem Strömungskanal, dessen Querschnitt so ausgebildet ist, daß er die in den Ansprüchen genannten Bedingungen erfüllt. Die Weiterbearbeitung der Faserstoffsuspension kann, wie hier gezeigt, in einem Hydrozyklon 10 erfolgen, um Schwerteile abzuscheiden. Es ist aber auch möglich, einen Hydrozyklon bereits vor der Stoffpumpe 8 vorzusehen. In den Fällen, in denen die Entstippungswirkung im Düsenapparat 9 nicht ausgereicht hat, um alle Stippen zu zerkleinern, kann eine Entstippungsmaschine 11 nachgeschaltet werden. Nach Bearbeitung in der Entstippungsmaschine 11 gelangt die Faserstoffsuspension in die Bütte 12, wo sie zur Weiterbearbeitung zur Verfügung steht. Fig. 2 shows one of the possible systems, to perform the inventive method. This system can be used for waste paper or dried pulp. A pulper 6 can be seen , in the bottom area of which there is a sieve plate 7 through which the fibrous suspension suspended to a certain degree passes into a pulp pump 8 . A nozzle apparatus 9 connects to the pressure nozzle of this material pump, with at least one flow channel, the cross section of which is designed such that it fulfills the conditions specified in the claims. As shown here, the fiber suspension can be further processed in a hydrocyclone 10 in order to separate heavy parts. However, it is also possible to provide a hydrocyclone before the material pump 8 . In the cases in which the deflaking effect in the nozzle apparatus 9 was not sufficient to shred all the specks, a deflaking machine 11 can be connected. After processing in the stripping machine 11 , the fibrous suspension arrives in the chest 12 , where it is available for further processing.

Dieses Anlagenschema ist - wie bereits erwähnt - rein exemplarisch zu verstehen, in anderen Fällen können z. B. anstelle des im Stofflöser aufgelösten Stoffes auch Sortierer-Rejekte bearbeitet werden oder die Gutstoffe von sogenannten Sekundärstofflösern.As already mentioned, this system diagram is to be understood purely as an example in other cases can e.g. B. instead of the substance dissolved in the pulper Sorting rejects are processed or the accepted substances from so-called Secondary substance solvents.

Es ist auch denkbar, daß zur Durchführung des Verfahrens Düsenapparate mit mehreren Strömungskanälen hintereinander geschaltet werden, um eine vollständige oder verbesserte Entstippung zu erzielen. Die Düsenkanäle 1 bzw. 1' können in ihrer Wirkung aufeinander abgestimmt werden. Dabei ist im stromabwärtigen Strömungskanal eine höhere Geschwindigkeit von Vorteil, um resistente Stippen auflösen zu können. Die Querschnitte können ohne Nachteil enger sein. Diese Variante ist in der Fig. 3 skizziert.It is also conceivable that nozzle apparatuses with a plurality of flow channels are connected in series to carry out the method in order to achieve complete or improved deflaking. The effect of the nozzle channels 1 and 1 'can be coordinated. A higher speed is advantageous in the downstream flow channel in order to be able to dissolve resistant specks. The cross sections can be narrower without disadvantage. This variant is outlined in FIG. 3.

Claims

1. A process for the deflaking of paper pulp which is present in an aqueous suspension (S), characterized in that the aqueous suspension is passed through at least one flow channel ( 1 ), the cross section of which changes in the flow direction, so that a change in the flow speed occurs and that hydraulic shear forces are generated in the flow channel ( 1 ) which are so strong that they exceed the strength of at least a substantial part of the specks in the suspension.

2. The method according to claim 1, characterized in that the flow channel ( 1 ) is a nozzle cross section.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flow channel ( 1 ), at least in part of its length, narrows in the course of the flow direction, so that the suspension is accelerated there.

4. The method according to claim 3, characterized in that the cross section of the flow channel ( 1 ) increases again downstream of the constriction in the direction of flow.

5. The method according to claim 4, characterized in that the cross section of the flow channel ( 1 ) downstream of the union again increases to the input cross section.

6. The method according to claim 1, characterized in that the flow channel ( 1 ) has essentially the shape of a Venturi nozzle.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flow velocity at the narrowest cross section of the flow channel ( 1 ) is at least 10 m / sec.

8. The method according to claim 7, characterized in that the flow velocity at the narrowest cross section of the flow channel ( 1 ) is at least 20 m / sec.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flow velocity at the narrowest cross section of the flow channel ( 1 ) is at least 6 times as large as at the entry into the flow channel ( 1 ).

10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the flow channel ( 1 ) increases downstream of the input cross section and narrows downstream again.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the contour of the flow channel ( 1 ) is continuous.

12. The method according to claim 11, characterized in that the contour of the flow channel ( 1 ) is rounded and nowhere has a radius of curvature less than 40 mm.

13. The method according to claim 1, characterized in that at least one flow channel ( 1 ) is designed as a static mixer.

14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the largest clear width of the flow channel ( 1 ) is at least 60 mm.

15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the smallest clear width of the flow channel ( 1 ) is at most 30 mm.

16. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the suspension (S) has a solids content which is less than 6%.

17. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the suspension (S) contains disruptive solid particles, the strength of which only is insignificantly higher than that of the specks that can be dissolved by the method.

18. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the suspension (S) at least partially from rejects from sorters in the Paper pulp processing exists.

19. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the suspension (S) made of waste paper or dried pulp in a pulper ( 6 ) and the flow channel ( 1 ) is pumped without further comminution.

20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suspension (S) successively flows through at least two flow channels ( 1 , 1 '), of which each generates higher hydraulic shear forces than the upstream.