DE2413159A1

DE2413159A1 - Verfahren zur herstellung von papierstoff aus abfallpapier und zugehoerige vorrichtung

Info

Publication number: DE2413159A1
Application number: DE2413159A
Authority: DE
Inventors: Erik Folke Eriksson
Original assignee: CALOR CELSIUS IND AB; CALOR-CELSIUS SOLNA (SCHWEDEN) AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1974-10-03
Also published as: US3957572A; JPS559118B2; SE380845B; GB1453745A; JPS5024504A; DE2413159C2; CA1003676A

Description

PAT E N TA N \i'Ä LT Έ

DR. FRANZ LEDERER 8 MÜNCHEN 30

LUCILE-CRAHN-STR. 22 · TEL. (089147 29 47

DR. ING. A. VAN DERWERTH

21 HAMBURG 90 0 / 1 Q 1 C Q

WILSTORFER STR 32 TEL. CO4OI 77 08 61 ' ^ I O | 0 vj

19. März 197 4

Calor-Celsius AB, Pack, 171 20 Solna / SCHWEBEN

Verfahren zur Herstellung von Papierstoff aus Abfallpapier und zuTehöriae Vorrichtung

In der letzten Zeit wurden zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Papierstoff aus Abfallspapier entwickelt.

Bei derartigen Verfahren wird der Papierabfall mit Wasser in einem Auflöser aufgeschlagen. In und/oder hinter dem Auflöser geschieht eine Reinigung des Materiales von gröberen fremden Verunreinigungen. Das Material wird danach auf hohe Konzentration entwässert, d.h. eine Konzentration oberhalb der Pumpbarkeitsgrenze, vorzugsweise in der Nähe von oder am liebsten über 30 $ Peststoffgehalt. Das hochkonzentrierte Material wir.d anschliessend in einer der Weisen bearbeitet, die zusammenfassend als Kneten bezeichnet werden können und

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deren gemeinsames Kennzeichen darin besteht, dass eine faserverkürzende Schneidewirkung zwischen Kaiflächen nicht eintrifft, sondern dass die Bearbeitungswirkung in erster Linie durch gegenseitige Reibung der Pasern erzielt wird. Nach dieser Behandlung wird das Material wieder auf pumpbare Konsistenz verdünnt und einer weiteren Reinigungsbehandlung zum Entfernen von feineren oder zusammenhängenden weichen fremden Verunreinigungen unterworfen. Das Material ist dann fertig für die Anwendung in einer Papiermaschine .

Das Problem, dem im Zusammenhang mit den für diesen Zweck vorgeschlagenen Arbeitsweisen die grösste Aufmerksamkeit gewidmet wurde, ist die Behandlung des Materials zum Entfernen fremder Bestandteile, wie grösserer Glas- oder Metallstücke, kleinerer Metallgegenstände wie Münzen, Heftklammern und Büroklammern sowie Sand, sowie die Behandlung des Materials zur Dispersion von Y/achs und Asphalt herrührend von wasserfestem Papierabfall. Ausserdem wurde die Behandlung natürlich auch so durchgeführt, dass eine vollständige Entfaserung des Materiales ohne Verschlechterung der Stärkeexgenschaften und ohne nennenswerten Verlust von Fasern erzielt wurde.

Das erfindungsgemässe Verfahren bildet eine sowohlunter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes als auch im Hinblick auf die Rückgewinnung von qualitativ hochwertigem Fasermaterial günstige Lösung der obengenannten, teilweise widerstreitenden. Probleme.

Einer der Grundgedanken der Erfindung liegt darin, dass zur Verdünnung verwandtes und bei der Entwässerung erhaltenes Wasser in zwei getrennten Kreisläufen stromaufwärts bzw. stromabwärts des Behandlungsapparats geführt wird. Ein wesentlicher Vorteil dieses Systems liegt darin, dass wünschenswerte alkalische Bedingungen in dem Kreislauf stromaufwärts des Behandlungsapparats aufrechterhalten werden können und dass ein unter dem B ehandlungs ge sieht s-

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punkt wünschenswertes V/ärmeniveau ohne "besondere Mittel beibehalten werden kann.

Das bei dieser Verfahrensweise vorliegende Risiko einer Anreicherung von beim Aufschlagen des Materials freigemachten Füllstoffen, wie Ton ο.dgl_v in dem Kreislauf stromaufwärts des Behandlungsapparats wird dadurch vermieden, dass die Verweilzeit des Abfallspapiers in dem Auflöser kurzer ist als die zur vollständigen Imprägnierung des Papieres mit Wasser erforderliche Zeit und gerade noch ausreichend zur Erzielung der Pumpbarkeit. Durch grosse Sieblöcher mit einem Durchmesser von 30-40 mm in der Siebplatte im Auslass des Auflösers geht das Papier daher in grossen zusammenhängenden Stücken zu dem Entwässerer und soweit wie möglich ohne irgendeine Auflösung seiner Struktur und damit Freimachen der genannten Füllstoffe oder von Fasern.

Irgendeine nennenswerte Entfaserung geschieht auch nicht in der Entwässerungsvorrichtung, die vorzugsweise aus einer Presse der SUDOR-Type gemäss Anspruch 1 der amerikanischen Patentschrift 3 533 510 besteht und die so beschaffen ist und so betrieben wird, dass das Papier unter dem bei der Entwässerung zugeführten Verdichtungsdruck ganz mit Wasser imprägniert wird. In diesem völlig imprägnierten, ,jedoch kaum aufgeteilten oder entfaserten Zustand wird das Papier in den Knetapparat eingeführt. Das Papier enthält somit praktisch alle Füllstoffe, die bei Anreicherung in dem ersten Wasserkreislauf eine schwere Uhzuträglichkeit darstellen wurden, die aber mit Vorteil in dem in dem anderen Kreislauf stromabwärts des Behandlungsapparats erhaltenen Papierstoff vorkommen können. Der eigentliche Entwässerungsprozess wird durch den geringen Aufschlagsgrad verbessert, da die Entwässerung von Papierstücken bedeutend

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•leichter ist als/von einzelnew Fasern in Wasser und man eine billigere Ausrüstung erhält. Nach der in dem Entwässerer erzielten wirkungsvollen Durchfeuchtung geschieht die Auflösung der Faserverbände in schonender Weise, ohne dass die für die Verbände so wichtigen Fibrillen und Kleinfi-

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brillen von der Faseroberfläche losgerissen werden.

In dem Behandlungsapparat, der vorzugsweise ein sog. FROTAPULPER, d.h. ein Apparat gemäss den Ansprüchen der schwedischen Auslegeschrift 314.288,1St, geschieht die Knetung mit Hilfe nicht schneidender Bearbeitungsorgane, beispielsweise in Form von zwei ineinander eingreifenden, in einem Gehäuse eingeschlossenen Bearbeitungsschrauben, unter solchen Bedingungen, dass das Material bei einer Temperatur von etwa 70-90⁰C von dem Apparat abgeht, was bedeutet, dass durch Regelung des Auslasses des Apparates die Verweilzeit und die Behandlungsintensität in dem Apparat so eingestellt werden, dass die innere Reibung in dem behandelten Material zu der angegebenen Auslasstemperatur von etwa 70-90⁰C führt. Hierbei ist zu beachten, dass die Temperatur in .dem eigentlichen Behandlungsbereich in dem Apparat bedeutend höher ist, was wünschenswert und notwendig zur Dispersion von in dem Material vorkommenden Wachs-, Paraffin- und Asphaltbestandteilchen ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Temperatur des Materials beim Abgang von dem Behandlungsapparat ein gutes Mass für die besonders wünschenswerten Temperaturbedingungen innerhalb des Apparates darstellt und dass diese Temperatur auch ohne Schwierigkeit durch die dem Behandlungsapparat zugeführte Energiemenge geregelt werden kann. Man weiss, dass bei einer Knetbehandlung der hier fraglichen Art die Temperatur in einem mit einem Trockensubstanzgehalt von beispielsweise etwa 30 i* eingeführten Material um -j°c bei der Zufuhr einer Behandlungsenergie von 3 kWh per Tonne steigt. Eei der Behandlung von Material in beispielsweise einem FROTAPULPER und dem Einführen des Materials bei einer Temperatur von etwa 40⁰C muss zur Erzielung einer Ausgangsteraperatur von 90⁰C der Apparat daher dem Material eine Energiemenge von /(90-4O) χ 3 = 150)/ 150 kWh per Tonne Material zuführen, wobei man ein entfasertes und durch die Knetung konditioniertes Material erhält, in dem dort vorkommende Asphaltbestandteile gut dispergiert sind.

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Während es an und für sich, möglich ist, das Material in diesem Zustand nach geeigneter Verdünnung und zusätzlicher Reinigung zur Entfernung von bei dem Kneten freigelegte^ fremden Bestandteilen sowie gegebenenfalls vorkommenden zusammenhängenden, weichen Bestandteilen,beispielsweise Kunststoff und Folie, als zur Einspeisung in eine Papiermaschine geeigneten Stoff zu verwenden, der ohne Unzuträglichkeit sowohl die alten Füllstoffe als auch das dispergierte Asphaltmaterial enthält, hat es sich gezeigt, dass die in dem FROTAPULPER erzielte Feindispersion ohne grossere Erschwerung des Verfahrens ein Entfernen der Asphaltbestandteile dadurch erlaubt, dass das von dem Apparat abgehende Material in einen Mischer eingeführt wird, wo die Konzentration durch Zusatz von Wasser auf Pumpbarkeit vermindert wird und in dem das Material gemäss einer Besonderheit der vorliegenden Erfindung während einer verlängerten Zeit verbleiben kann, die hinreichend ist, damit die dispergierten Bestandteile der Asphalt- oder Bitumentype' zu Klumpen agglomerieren, die bei der Kachreinigung abgesiebt werden können. Diese die Erfindung auszeichnende Wirkung beruht darauf, dass die in Wasser dispergierten Asphaltteilchen nicht an einer feuchten Faseroberfläche haften^, sondern eher geneigt sind, aneinander festzukleben.

Eine zur Ausübung der Erfindung besonders zweckmässige Anlage wird im Folgenden im Hinblick auf die beigefügte Figur beschrieben. In einem Auflöser 1 wird das beispielsweise mit Hilfe einer Anordnung 2 zugeführte Abfallpapier zusammen mit Wasser aufgeschlagen, das durch eine Leitung 4, beispielsweise von dem Rückwassersystem einer Papiermaschine, zugeführt wird. Das erfindungsgemäss nur in kleinstmögliphem Umfang aufgeschlagene Papier geht durch eine Siebplatte im Boden des Auflösers hindurch, wobei die Sieblöcher den ungewöhnlich grossen Durchmesser von 30-40 mm haben, und wird mit Hilfe einer Pumpe 5 über einen Zwischenbehälter 6 und/einerweiterenPurape 7 einem Wirbelreiniger 8 zugeführt. Auf der Siebplatte im Auflöser zurückgehaltene, äusserst grobe Fremdbestandteile, wie Werkzeuge, Schrott,

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Draht, Schnüre , v/erden periodisch oder kontinuierlich durch eine Rückstandsentnahme 3 abgeführt.

In dem Y/irbelreiniger 8 wird das in Stücke verteilte Papier von solchen Verunreinigungen befreit wie beispielsweise Kapseln, Schrauben, kleine Steine, grosse Büroklammern, die durch einen Auslass 9 entfernt werden."Das von den gröbsten Verunreinigungen befreite Papier wird in einen Entwässerer 15 eingeführt, der hier als eine Presse der SUDOR-Type gezeigt ist, wie sie in der amerikanischen Patentschrift 3 533 510 beschrieben wird. Die Papiersuspension, die mit einer Konzentration von etwa 6 $ in den Entwässerer eingeführt wird, wird darin auf etwa 35 ^ Gehalt Pestsubstanz entwässert. Kit einer Transportschraube^ wird in einer derartigen SUDOR-Presse das Material durch eine Siebtrommel auf eine Ausstossvorrichtung hin verschoben, die aus einem verengten ringförmigen Auslass besteht, der durch vorgespannte Klappen verschlossen ist. Die Klappen öffnen·sich unter dem Vorschubdruck, sov/eit der gewünschte Entwässerungsgrad erreicht ist.

Von dem Entwässerer wird das hochkonzentrierte Material durch die Transportschraube 16 in einen Bearbeitungsapparat 17 eingeführt, der hier als ein PHOTAPULPER gemäss den Ansprüchen der schwedischen Auslegeschrift 314-288 gezeigt ist. In diesem Apparat geschieht, die Bearbeitung des Kateriales zur völligen Entfaserung und zum Freimachen von gegebenenfalls noch vorkommenden fremden Bestandteilen, wie Drahtösen und dgl., in dem Eingriffsbereich zwischen zwei Schrauben. Das Material wird hierbei keiner schneidenden Bearbeitung ausgesetzt, sondern wird in verhältnismässig dicken Schichten in der V/eise geknetet, dass die Bearbeitungswirkung durch gegenseitige Reibung zwischen Materialportionen erzielt wird. Von dem Auslass des PROTAPULPERS wird das hochkonzentrierte Material in einen LIischer 20 eingeführt, wo eine Verdünnung des Materials auf etwa 1 $> Konzentration erfolgt. Nach einein erfindungsgemäss verlängerten Aufenthalts des LIateriales in dem Mischer 20 wird die Suspension

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über einen Ueberlaufkasten 22 und mit Hilfe einer Pumpe 23 einer Eatterie 25 von Wirbelreinigern zugeführt. Vom Boden des Kischers können durch einen Auslass 21 abgeschiedene Verunreinigungen wie Heftklammern, Büroklammern sowie auch Sand aus der Suspension entfernt werden. In der Wirbelreinigerbatterie 25 geschieht eine weitere Reinigung des Materials, das aus einem Sammelgefäss 26 und mit Hilfe einer Pumpe 27 einem Sieb 28 zugeführt wird, dessen Durchsatz in einen Verdicker 36 eingeführt wird, in dem die Konzentration auf etwa 4 i» erhöht wird. Die konzentrierte Suspension wird zur anschliessenden Verwendung in der Papiermaschine in den Behälter 37 eingeführt. Der Rückstand des Drucksiebs 28 wird auf ein Schüttelsieb 29

^ -u , Vher eine* ßui/a6 $Q . ^ , . , ^ ·, · aufgebracht zum Aoscheidenfvon einerseits leichtem schwimmendem oder in grosseren Stücken zusammenhängendem Abfall, wie Gummi, Kork, Kunststoff, Schaumkunststoff und Holzbestandteilen, und andererseits in dem Mischer 20 agglomeriertem Asphalt. Der Rückstand von der Reinigungsbatterie 25 wird einem V/irbelreiniger 34 zugeführt, wo immer noch vorkommende Verunreinigungen mit höherem spezifischen Gewicht, wie Büroklammern, Heftklammern, Metallfolie, Stifte, Sand sowie auch schwerer Kunststoff durch einen Auslass 35 entfernt werden. Von sowohl dem Schüttelsieb 29 als auch dem Wirbelreiniger 34 erhält man eine Fasermaterial enthaltende Durchsatzfraktion. die wieder in den Mischer 20 eingeführt wird.

nachträglich
geändert

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Claims

PATKTTAITSPRUCHS

1. Verfahren zur Herstellung von Papierstoff aus Abfallspapier, wobei der Papierabfall in V/asser in einem Auflöser aufgeschlagen wird, von gröberen fremden Verunreinigungen vorgereinigt wird, entwässert wird, bei hoher Konzentration geknetet wird, verdünnt wird, zur Entfernung von feineren oder zusammenhängenden weichen fremden Verunreinigungen nachgereinigt wird und in zur Einführung in eine Papiermaschine geeigneter Konzentration bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verdünnung verwandtes bzw. bei der Entwässerung erhaltenes Wasser in zwei getrennten Kreisläufen stromaufwärts bzw. stromabwärts des Behandlungsapparates geführt wird, dass die Verweilzeit des Abfallpapier in dem Auflöser kürzer ist als die zur vollständigen Imprägnierung des Papieres mit Wasser erforderliche Zeit und gerade ausreichend zur Erzielung der Pumpbarkeit, dass die Entwässerung so durchgeführt wird, dass das Papier vollständig imprägniert wird, dass die Knetung in einem nicht schneidenden Behandlungsapparat mit in einem Gehäuse arbeitenden schrauben- oder flügeiförmigen Bearbeitungsorganen unter solchen Bedingun-.gen ausgeführt wird, dass das Material von dem Apparat bei einer Temperatur von etwa 90 abgeht, und dass die Konzentration des vom Apparat abgehenden Materials auf Pumpbarkeit in einem Mischer vermindert .^: .; wird, in dem das Material während einer Zeit verweilt, die hinreichend ist, damit darin dispergierte Bestandteile der Aspahlt- und Bitumentype zu bei der Nachreinigung absiebbaren Klumpen agglomerieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entwässerung ein Apparat verwandt wird, in dem das Material mit Hilfe einer Transportschraube

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durch eine Siebtrommel auf eine Ausstossvorrichtung hin verschoben wird, die aus einem verengten ringförmigen Auslass besteht, der durch vorgespannte . Klappen verschlossen ist, die sich unter dem Förderdruck öffnen, soweit der gewünschte Entwässerungsgrad erreicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' dass zum Kneten ein Apparat mit zwei ineinander eingreifenden, in einem Gehäuse eingeschlossenen Bearbeitungsschrauben verwandt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Auflöser. (1) mit einer Zuführungsleitung (4) für Aufschlagwasser und mit einer Zuführung (2) für Abfallpapier, ein

- Sieb am Boden des Auflösers (1), eine Abführungsleitung hinter dem Sieb, einen an diese Leitung angeschlossenen Wirbelreiniger (8), eine Weiterführungsleitung, einen an diese Leitung angeschlossenen Entwässerer (15)/ insbesondere in der Form einer SUDOR-■ Presse, eine Vielter führungseinrichtung (16) , eine an diese anschließende Kneteinrichtung (17), insbesondere in der Form eines FROTAPULPERS, einen hieran anschließenden bischer (20) zur Verdünnung der Knet-

' masse, eine Transportleitung für die verdünnte und suspendierte Knetmasse, einen an diese Leitung angeschlossenen Wirbeireiniger (25) , eine Förderleitung, ein an diese Leitung anschließendes Sieb (28) und einen zur Aufnahme der Siebdurchsatzmenge bestimmten Verdicker (36) ..

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in der Abführungsleitung eingesetzte Pumpe (5), einen dieser nachgeschalteten Zwischenbehälter (6) und'eine letzterem nachgeschaltete Pumpe (7). .

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterführungseinrichtung als Transportschraube (16) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in die Transportleitung hinter dem Mischer (20) eingesetzten Überlaufkasten (22) und eine diesem nachgeschaltete Pumpe (23). .

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,. daß der dem rüscher (2O) nachgeschaltete Wirbelreiniger als Batterie (25) mehrerer Wirbelreiniger ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein in die Förderleitung hinter dem Wirbelreiniger (25) eingesetztes Sammelgefäß (26) und eine diesem nachgeordnete Pumpe (27).

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Zwischenbehälter (6) nachgeschaltete Wirbelreiniger (8) über eine Rückführungsleitung für eine Teilfraktion an den Zwischenbehälter wieder angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter dem bischer (20) gelegene Wirbelreiniger (25) über eine Rückführungsleitung für seine Verunreinigungen an einen weiteren Wirbelreiniger (34) angeschlossen ist, der über eine weitere Leitung für die gereinigte Fraktion an den Mischer (20) xvieder angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (28) über eine Rücklaufleitung für die Siebrückstände, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Schüttelsiebs (29), wiederum an den Mischer (20) angeschlossen ist.

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