DE2353143A1

DE2353143A1 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln von faserfoermigem material

Info

Publication number: DE2353143A1
Application number: DE19732353143
Authority: DE
Inventors: Per Viking Peterson
Original assignee: SCA Projekt AB
Current assignee: SCA Projekt AB
Priority date: 1972-10-23
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1974-05-02
Also published as: JPS5249301A; AU6137073A; NO141567C; JPS5551078B2; DE2365932A1; FR2203908A1; DE2365932B2; CA1003675A; FI52600C; AT330562B; JPS5214321B2; JPS4972401A; NO141567B; DE2365932C3; FR2203908B1; FI52600B; BR7308173D0; ATA855373A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von
faserförntigem Material·.-.

•Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von mechanischer Raffineurpulpe von hoher Qualität aus verschiedenen Arten von faserförmigem Material. Durch dieses Verfahren werden Faserprodukte mit einem minimalen Energieverbrauch erhalten, die sehr gute Qualitätswerte zeigen und zur Herstellung von Pappe- und Papierqualitäten verwendet werden können, die sehr hohen Qualitätsanforderungen genügen.

Es ist bekannt, daß das Auffasern von faserhaltigem Material verschiedener Arten in hohem Maße erleichtert wird, wenn das faserhaltige Material vor der mechanischen Behandlung im
Raffineur bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur während

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einer gewissen Zeit vorerhitzt wird, wonach das anschließende Auffasern und Aufschlagen beim gleichen Druck und bei der glei- ■ chen Temperatur ausgeführt werden, die in der Vorerhitzungszone des Systems herrschen. Die Aufenthaltszeit des faserförmigen Materials in der Vorerhitzungszone ist verhältnismäßig kurz und beträgt "im allgemeinen nicht mehr als 1 bis 3 Minuten. Bei bestimmtem faserhaltigern Material können jedoch die Perioden langer sein. Es ist für derartige Systeme charakteristisch, daß der Druck und die entsprechende Temperatur In der Vorerhitzungszone in dem Raum zwischen der Auffaserungseinrichtung des Raffineurs aufrechterhalten werden, unabhängig davon, ob die Systeme aus zwei gegeneinander rotierenden Aufschlagflächen(Zweischeibenraffineur) oder aus einer rotierenden und einer" stationären Aufschlagfläche (Einscheibenraffineur) bestehen, und daß diese Aufschlagflächen von einem Mahlgehäuse umgeben ' werden, das ebenfalls unter Druck steht. Es ist ferner für diese Systeme charakteristisch, daß der Aufschlagvorgang wenigstens in zwei Stufen ausgeführt wird, unabhängig davon, ob er mit einem Zweischeibenraffineur oder einem Einscheibenraffi^"^r neur ausgeführt wird, und daß die erste Aufschlagstüfe unter Druck gefolgt wird von wenigstens einer zusätzlichen Aufschlag-Stufe unter atmosphärischem Druck. Diese Systeme sind ferner dadurch, gekennzeichnet, daß wegen der Durchführung der ersten Stufe unter vollständigem Abschluß und unter Druck die gesamte beträchtliche Dampfmenge, die sich zum Teil während des Durchgangs zwischen den Aufschlagflächen / und zum Teil aus der Vorerhitzungszone stammen kann, durch den verhältnismäßig schmalen Spalt zwischen diesen Flächen strömen muß. Dies kann in hohem Maß die Möglichkeit für eine Zunahme des Energieverbrauchs in der Druckaufschlagstufe begrenzen. Diese Zunahme wird im Bedarfsfall durch Vermindern des Spalts zwischen den Aufschlagflächen bewirkt. Dies vergrößert die Dampfabgabe zwischen diesen Flächen _e wobei diese Abgabe leicht kritische Werte erreichen kann. Um ein Verfärben des faserförmigen Materials durch die hohe Temperatur und ein Dunkelwerden während des Transports zu und durch die nachfolgenden Aufschlagstufen zu verhindern, muß das faserhaltige Material nach der Druckauf-'

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schlagstufe häufig gekühlt werden. Dieses Kühlen ist für gewöhnlich identisch mit einem Verdünnen durch Wasser, was den Energieverbrauch in den folgenden atmosphärischen Aufschlagstufen nachteilig beeinflußt. Zusätze von Bleichmitteln verhindern auch eine Helligkeitsabnahme des faserhaltigen Materials. Dies bringt jedoch höhere Kosten mit sich.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Systems und Verfahrens zum Erzeugen mechanischer Raffineurpulpen mit einer solchen Qualität, daß sie auch für die Herstellung von Hochgualitätsdruckpapier verwendet werden können, für welches bisher die Verwendung von solchen Raffineurpulpen sehr eingeschränkt war. Die Erfindung hat sich außerdem für bestimmte Arten von Endprodukten als vorteilhaft erwiesen, bei denen sehr hohe Anforderungen an die Festigkeits- . eigenschaften zu erfüllen, bei denen jedoch die Anforderungen an die Helligkeit des Produkts von geringerer Bedeutung sind.

Erfindungsgemäß wird das hochkonzentrierte Rohmaterial unter erhöhtem Druck bis zu einer Temperatur von über 11O°C vorerhitzt. Der Druck kann sich anschließend bis auf einen Druck entspannen, der oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt, jedoch niedriger ist als der Druck beim Vorerhitzen und davon unabhängig ist. Der während des AufSchlagvorgangs entwickelte Dampf kann vollständig oder teilweise aus dem mittleren Raum zwischen den Schleifscheiben durch Kanäle in einer der Schleifscheiben ganz oder teilweise entfernt werden, was sich aus der schwedischen Patentanmeldung 6097/72 ergibt, und/oder hinten durch die Einfüllöffnung des Raffineurs oder ferner durch eine Entleerungsleitung. Der von der Vorerhitzungszone aus entlangströmende Dampf wird natürlich ebenfalls durch diese öffnungen abgelassen. Dies schließt im Gegensatz zu früheren Systemen eine größere Freiheit beim Aufschlagen mit schmäleren Spalten mit ein,.d.h. mit einem größeren Energieaufwand ohne ernste Nachteile für das Verfahren aufgrund der hohen Dampfdurchsätze im Spalt zwischen den Aufschlagflächen. Das Auffasern und zweckmäßige Aufschlagen des faserhaltigen Materials kann hierdurch bei einem Druck und einer Temperatur

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ausgeführt v/erden, die sich für das Verfahren am besten eignen, und zwar unabhängig von dem in der Vorerhitzungszone ausgeübten Druck. Durch Ablassen des während des Aufschiagens entwickelten Dampfs durch eine geeignete Einrichtung und bis zum gewünschten Ausmaß ist es möglich, den gewünschten Druck in der Zone zwischen den Aufschlagflächen aufrechtzuerhalten. Durch die Erjnöglichung einer freien Wahl des geeigneten Drucks in der Aufschiagzone nach-dem Erhitzungsvorgang ist es im Gegensatz zu früheren Systemen möglich, das gesamte Auffasern und den Aufschlagvorgang bis zum fertiggestellten Produkt in einer einzigen Stufe auszuführen, d.h. die gesamte erforderliche Energie wird in diesem einzigen Schritt aufgewendet. Darüber hinaus ist es im Gegensatz zu früheren Systemen möglich, das Verfahren in der Weise durchzuführen, daß das die Mahlscheiben umgebende Gehäuse drucklos und offen ist, da der zweckmäßige Druck während des Aufschlagens niemals ein höherer Druck ist, so daß die Differenz zwischen diesem Druck und dem atmosphärischen Druck im Mahlgehäuse als Druckabfall·über dem Spalt zwischen den rotierenden Aufschlagflächen aufgefaßt werden kann. Dies ermöglicht die Verwendung von normalen Raffineuren mit offenen Mahlgehäusen, die somit nicht mit einem besonderen Druckgehäuse versehen werden müssen.

Es ist möglich, das Auffasern und Aufschlagen bei niedrigeren Drücken und Temperaturen als denjenigen in der Vorerhitzungszone .durchzuführen, weil sich herausgestellt hat, daß das Erweichen des faserhaltigen Materials, das der Vorerhitzungsvorgang anstrebt, so beschaffen ist, daß es nach der sich an das Vorerhitzen anschließenden Druck- und Temperaturabnahme für eine Zeitdauer erhalten bleibt, die ausreichend lang ist, damit das faserhaltige Material zwischen die Aufschlagflachen eingeführt, mit Erfolg aufgefasert und mit einer minimalen Faser-, beschädigung aufgeschlagen werden kann.

Das Verfahren ermöglicht die Herstellung sehr guter mechanischer Raffineurpulpen mit Qualitätseigenschäften, die in den meisten Fällen für die Papierqualitäten ausreichen, in der die

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Raffineurpulpe als ein Bestandteil enthalten sein soll. Es gibt jedoch Fälle, z.B. bei der Herstellung von Druckpapier für hochwertige Beschichtiong , in denen die Anforderungen an die Reinheit der Raffineurpulpe, d.h. deren Freisein von nichtaufgefaserten Stückchen (Splintern), so hoch ist, daß der Aufschlagvorgang in zwei Stufen ausgeführt werden muß. Der für den Vorgang erforderliche Energieverbrauch wird hierdurch auf die beiden Stufen aufgeteilt, so daß die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts erzielt werden, und zweckmäßigerweise so, daß der größere Teil der erforderlichen Energiemenge in der ersten Aufschlagstufe unmittelbar nach dem Vorerhitzen der Stückchen verbraucht wird. Die hierbei in der ersten Stufe verbrauchte Energiemenge ist jedoch sogar beim zweistufigen Aufschlagen "in den meisten Fällen so hoch, daß der während des Vorgangs entwickelte Dampf das Auftreten von Betriebsstörungen verursachen kann, falls er wie bei früheren herkömmlichen Systemen gezwungen werden sollte, in seiner Gesamtheit.durch den Spalt zwischen den MahlSegmenten herauszuströmen. -

Der verbleibende Teil der zum Ausführen des Vorgangs benötigten Energiemenge wird anschließend daran in bis. zum fertiggestellten Produkt nachfolgenden Stufen verbraucht. Es werden in beiden Stufen Raffineure mit offenen Mahlgehäusen verwendet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt: ;

Fig.. - 1 und 2 zwei Ansichten einer Ausführungsform;

Fig. 3 und 4 zwei Ansichten einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 enthält einen Drehflügel^ zubringer 1, der das faserhaltige Material in einen Vorerhitzungsbehälter 2 fördert. Das faserhaltige Material wird für jeden Fall durch eine nicht gezeigte vor dem Drehflügelzubringer 1 angeordnete Zumeßschnecke oder ein Zumeßband zugeteilt» Das

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faserhaltige Material wird durch eine Schnecke 3 durch den Behälter 2 mit einer derartigen Geschwindigkeit gefördert, daß die Aufenthaltszeit in diesem Vorerhitzungsbehälter so lange wie beabsichtigt ist, vgl. oben. Die Schnecke 3 ist zu diesem Zweck mit einem veränderlichen Antrieb versehen. Die Atmosphäre im Behälter, die die gewünschte Erweichung des faserhaltigen Materials vor dessen Eintreten in den Raffineur bewirkt, wird durch Dampfzufuhr durch eine Vielzahl von Leitungen 4 bewirkt, die mit dem Vorerhitzungsbehälter 2 über dessen Länge verbunden sind.

Der Drehflügelzubringer 1 kann auch durch eine Schnecke ersetzt werden, die das faserhaltige Material als Rundling zuführt. Das erhitzte faserhaltige Material wird aus dem Vorerhitzungsbehälter 2 mittels eines zweiten Drehflügelzubringers 5 entleert, der mit dem Vorerhitzungsbehälter 2 durch einen auf lokale Bedingungen eingestellten Schacht 6" verbunden ist. Anschließend daran wird das faserhaltige Material über einen zusätzlichen Schacht zu einer auf dem Raffineur angebrachten waagerecht zuführenden Schnecke 8 gefördert. Diese Schnecke 8 ist mit einem veränderlichen Antrieb versehen und fördert das faserhaltige Material durch Ladeöffnungen. 13 in einer 11 der rotierenden Mahlscheiben zwischen.die Mahlscheiben 11, 12 des.. Raffi-. neurs, die mit Mahlflächen 9, 10 versehen sind,

An der Oberseite des Gehäuses der zuführenden Schnecke 8 ist neben dem Raffineur ein .Stutzen 14 vorgesehen, an.den eine Leitung 15 mit einem Steuerventil 16 angeschlossen ist.

Die Leitung 15 ist in geeigneter Vfeise an ein Gebläse angeschlossen. Der sich während des Aurfasems und des Aufschlagvorgangs zwischen den rotierenden Aufschlagflächen 9, 10 entwickelnde Dampf kann hierdurch die Aufschlagzone über die -öffnungen 13 verlassen und kann über die Leitung 15 abgeführt werden, so daß nicht der gesamte sich während des Aufschlags entwickelnde Dampf durch den schmalen Spalt zwischen den Aufschlagflächen 9, IO gefördert werden muß. Hierdurch können durch .Einstellen des

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Steuerventils 16 und durch eine geeignete Musterung der rotierenden Aufschlagflächen für die Verteilung dieses Dampftransports der gewünschte Druck und die gewünschte Temperatur in der Aufschlagzone festgelegt werden. Verglichen mit früheren Systemen, bei denen der gesamte Dampf durch den Spalt zwischen den Aufschlagflächen strömen muß/ kann hierdurch das Auffasern und Aufschlagen des faserhaltigen Materials mit wesentlich schmäleren Spalten zwischen den Aufschlagflächen ausgeführt werden. Auf diese Weise können wesentlich größere Energiemengen in das faserhaltige Material gefördert werden, ohne daß dieses durch höhere Dampfdurchsätze im Spalt gestört wird. Hierdurch kann der gesamte ■Auffaserungs- und Aufschlagvorgang in einer einzigen Stufe und bei Drücken und Temperaturen ausgeführt werden, die frei und unabhängig von den im Vorerhitzungsbehälter herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen gewählt werden. Durch Zufügen von Wasser in üblicher Weise durch Einspritzdüsen 17 kann das Aufschlagen des faserhaltigen Materials bei der gewünschten Faserten zentration ausgeführt werden. ' ■ ■

Die Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ist im Prinzip in dergleichen Weise ausgelegt wie die obengenannte Ausführungsform, jedoch mit dem unterschied, daß die zuführende Schnecke.8 schräg nach; oben, geneigt ist. Eine derartige Zuführungsschnecke ist die am häufigsten zur Verfügung stehende gewerbliche Zuführungsvorrichtung bei Zweischeibenraffineuren. Es kann daher das System nach der Erfindung in sehr einfacher Weise bei bereits vorhandenen Raffineuren angewendet werden. Anderenfalls ist die Ladevorrichtung nach der ersten Ausführungsform vorzuziehen, da sie entsprechend dem Vorgang leichter bemessen werden kann.

In den Fällen, in denen Dampf durch Kanäle aus dem mittleren Zwischenraum zwischen den Aufschlagflächen 11, 12 abgeführt wird, werden diese Kanäle in der Mahlscheibe 2 zweckmäßigerweise wie -in der obengenannten schwedischen Patentanmeldung gezeigt angeordnet. ,

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Bei der Herstellung von Raffineurpulpen mit einer solchen Qualität, die für Hochqualitätsdruckpapier verwendbar ist, wird das faserhältige Material während einer verhältnismäßig kurzen Zeit (1/2 - 3 Minuten, zweckmäßigerweise 1/2 - 1 1/2 Minuten ) vorbehandelt und wird dann einer Erhitzung bis zu 110 - 140⁰C, zweckmäßigerweise 125 - 135°C, und einem entsprechend der Temperatur erhöhten Druck unterworfen.

Für andere Arten von fertiggestellten Produkten, bei denen sehr hohen Anforderungen bezüglich der Festigkeitseigenschaften der Pulpe genügt werden muß, während die Anforderungen an die Helligkeit des Produkts von geringerer Bedeutung sind, muß das Erhitzen bei höheren Temperaturen ausgeführt werden. Die Temper a*- tur in solchen Fällen liegt über 14O°C, vorzugsweise 14O-17O°C Das Vorerhitzen von Stückchen innerhalb dieses Temperaturbereichs erbringt ein fertiggestelltes Produkt, das dunkler ist, als wenn die Vorerhitzung im Bereich von 110 - 140 C ausgeführt worden wäre, das jedoch verbesserte Festigkeitseigenschaften hat. Es wurde in diesen Fällen ferner für geeignet gefunden, die Vorerhitzungszeit für diese Stückchen zu verlängern.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs der Patentansprüche verändert werden. So können z.B. der Raffineur oder die Raffineure von der Bauart eines Einscheibenraffineurs sein.

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Claims

P atent an sp rüg he

1. Averfahren zum Behandeln von faserhaltigen Material von hoher

Dickflüssigkeit, .bei dem das faserhaltige Material zuerst

bei erhöhtem Druck auf eine .Temperatur von über UO G erhitzt und danach in einem Scheibenraffineur aufgeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschlagen bei einem.Druck ausgeführt wird, der den Atmosphärendruck übersteigt, jedoch niedriger ist als der Druck bei der Vor erhitzung» und; davon unabhängig ist, wodurch der Dampf aus dem Material abgeleitet werden kann bevor er durch den Spalt zwischen den!Aufschlag.-· scheiben des Raffineurs ausströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß; die Vorerhitzung bis zu einer Temperatur von llö - 14O^QC erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

O·

Vorerhitzung bis zu einer Temperatur von 140 - 170 C erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß~ das Aufschlagen in einer einzigen Stufe ausgeführt wird. . '

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschlagen in zwei Stufen ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil der zum Aufschlagen erforderlichen Energiemenge in die erste Aufschlagstufe gesteckt wird. , .

7. Vorrichtung zum Behandeln von faserhaltigem Material mit

■ hoher Dickflüssigkeit gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche Γ bis ©,gekennzeichnet durch einen druckdichten · - Vorerhitzungsbehälter (2) mit einer ersten Schleuse (1) an ihrem Einlaß und einer zweiten Schleuse (5) an ihrem Auslaß, ·

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durch eine Fördereinrichtung (8) zum Aufnehmen des Materials aus dem Vorerhitzungsbehälter (2), durch einen Scheibenraffineur zum Aufschlagen des aus der Fördereinrichtung (8) zugeführten Materials, und durch eine Entleerungseinrichtung (14, 15, .16) zum Abführen von Dampf aus dem Material, wobei diese Entleerungseinrichtung, in der Förderrichtung des Materials gesehen, vor dein Spalt zwischen den Aufschlagflächen (9, 10) des Raffineurs angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheibenraffineur vorgesehen ist zum Aufschlagen des Materials in einer einzigen Stufe.

9.. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scheibenraffineure angeordnet sind zum Aufschlagen des Materials in zwei Stufen.

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