DE2834907C2 - Verfahren zur Herstellung von Holzschliff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Holzschliff

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Description

a) die Holzschliffsuspension unter Beibehaltung des Oberdrucks im Schleifer kontinuierlich über einen Hydrozyklon ausgetragen wird, in welchem sie von Dampf befreit wird,
b) das Spritzwasser von mechanisch gereinigtem Filtrat aus der Eindickungsstufe gebildet wird, das mit Prozeßrückwasser vermischt ist, welches durch im Schleifer erzeugten Dampf erwärmt wurde.
c) der Grobstoff nach Eindicken und Zerfasern rückgeführt und der vom Hydrozyklon kommenden Holzschliffsuspension so zugemischt wird, daß die Konzentration dieser Suspension erhöht wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Schleifer ausgetragene Holzschliffsuspension in einem Splitterzerklei- jo nerer von groben Holzteilchen und Splittern befreit und danacn über einen Zwischenspeicherbehälter zum Hydrozyklon gdeitetv. ird.
3. Verfahren nac!. Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtr t aus der Eindickungsstufe vor seiner Mischung mit dem erwärmten Prozeßrückwasser in einer besonderen mechanischen Filtriereinrichtung von Fasern und Verunreinigungen befreit wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanisch gereinigte Filtrat aus der Eindickungsstufe und das erwärmte Prozeßrückwasser in einen isolie/ten Spritzwassertank eingeführt und dort miteinander vermischt werden.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzwassermischung vor ihrer Zuführung zum Schleifer durch Direktkondensation auf eine Temperatur von 75 bis 100° C, vorzugsweise 90 bis 100° C, erwärmt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzschliff gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch I.
Bei der Herstellung von Holzschliff hat es sich aus mehreren Gründen als günstig erwiesen, das Schleifen bei erhöhter Temperatur durchzuführen. So konnten m> hierdurch u. a. der Energieverbrauch bei der Defibrierung des Holzes herabgesetzt sowie die Eignung des Schleifstoffes zur Papierherstellung verbessert werden. Im gleichen Sinne hat sich eine Vorwärmung oder Dämpfung des Ausgangsmaterials als wirksam erwie- t>r> sen, was u. a. aus der deutschen Patentschrift 4 00 049 hervorgeht. Zu einer weiteren Verbesserung der Papiereigenschaften und Verringerung des Energiebedarfes hat das Schleifen unter Überdruck von Dampf und/oder Luft geführt, wie dies in der schwedischen Patentschrift 3 18 178 beschrieben wird. Die während des Schleifvorganges erhöhte Temperatur wird auch hierbei beibehalten und durch Zuführung von erwärmtem Spritzwassers bewirkt. Trotz verbesserter Papiereigenschaften und verringertem Energiebedarf lassen die bekannten Verfahren doch einiges zu wünschen übrig. So haben die mit den bekannten Verfahren hergestellten Holzschliffe noch immer verschiedene Nachteile, wie unzufriedenstelleade Festigkeit und Helligkeit, wenn man sie nach den heutigen Qualitätsanforderungen beurteilt. Die bei der Herstellung verbrauchte Energiemenge ist ebenfalls noch immer verhältnismäßig hoch im Hinblick auf die nun herrschenden Anforderungen an niedrigen Energieverbrauch und den in Zukunft zu erwartenden Energiemangel.
Ziel der Erfindung ist es, den Energiebedarf bei der Herstellung von Holzschliff weiter zu verringern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch die Kombination, daß
a) die Holzschliffsuspension unter Beibehaltung des Überdrucks im Schleifer kontinuierlich über einen Hydrozyklon ausgetragen wird, in welchem sie von Dampf befreit wird,
b) das Spritzwasser von mechanisch gereinigtem Filtrat aus der Eindickungsstufe gebildet wird, das mit Prozeßrückwasser vermischt ist, welches durch im Schleifer erzeugten Dampf erwärmt wurde,
c) der Grobotoff nach Eindicken und Zerfasern rückgeführt und der vom Hydrozyklon kommenden Holzschliffsuspension so zugemischt wird, daß die Konzentration dieser Suspension erhöht wird.
Durch Ausnützen des im Schleifer erzeugten Dampfes wird der Prozeß energiemäßig vorteilhafter als bisher bekannte Prozesse zur Herstellung von Holzschliff. Erzeugter Dampf kann somit außer zur Erwärmung von Spritzw&sser iuich für andere Heizzwecke im Anschluß an den Prozeß verwendet werden, beispielsweise zur Trocknung des Zellstoffes und zur Erwärmung von Verdünnungswasser.
Es ist besonders zweckmäßig, das mechanisch gereinigte Filtrat aus der Eindickungsstufe und das erwärmte Prozeßrückwasser in einen isolierten Spritzwassertank einzuführen und dort miteinander zu vermischen. Das solcherart erhaltene Spritzwasser wird dem geschlossenen Schleifer mittels einer Hochdruckpumpe zugeführt.
Es ist weiters vorteilhaft, die aus dem Schleifer ausgetragene Holzschliffsuspension über einen Splitterzerkleinerer und einen Zwischenspeicherbehälter zu führen, bevor sie zum Hydrozyklon zur Abscheidung von Dampf gelangt. Mit Hilfe des Splitterzerkleinerers und des Zwischenspeicherbehälters werden Verstopfungen verhindert bzw. ein Ausgleich des Stromes bewirkt, was für die optimale Funktion und Dampfabscheidung des Hydrozyklons von Bedeutung ist. Der abgeschiedene Dampf wird zur Erwärmung von Rückwasser vom Prozeß ausgenützt, welches darauf zum Spritzwassertank geleitet wird. Die Erwärmung des Rückwassers erfolgt zweckmäßigerweise durch Direktkondensierung und der Überschußdampf vom Kondensator wird für Erwärmungszwecke ausgenützt, so daß der im Prozeß erzeugte Dampf zur Gänze zunutze gemacht wird.
Zweckmäßig ist es ferner, wenn das Filtrat aus der
Eindickungsstufe vor seiner Mischung mit dem erwärmten Prozeßrückwasser in einer besonderen mechanischen Filtriereinrichtung von Fasern und Verunreinigungen befreit wird, um Verstopfungen von Spritzdüsen und Leitungen zu vermeiden sowie die Schleifsteinoberfläche zu temperieren und zu reinigen.
Bei dem Verfahren wird im geschlossenen Schleifer zweckmäßigerweise ein Oberdruck von 0,1 bis 12 bar, vorzugsweise 0,25 bis 8,0 bar, sowie eine Temperatur des zugeführten Spritzwassers zwischen 75 und 1000C, ι ο vorzugsweise 90 bis 1000C, aufrechterhalten. Der Druck der entrindeten Holzknüppel gegen die Schleifsteinoberfläche soll zweckmäßigerweise 0,1 bis 3,5 N/mm2 und vorzugsweise 0,2 bis 2,0 N/mm2 betragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend '5 anhand der Figur näher beschrieben.
Entrindete Holzknüppel von geeigneter Länge und mit einem Feuchtigkeitsgenalt von 30 bis 65% werden mitte's eines druckdichtenden Schleusenförderers 1 in einen geschlossenen Schleifer 2 eingeführt, der mit einem rotierenden Schleifstein 3 versehen ist. Die Holzknüppel werden einer gewissen Vorwärmung ausgesetzt, indem jedesmal wenn der Schleusenförderer geöffnet wird, um eine Anzahl Knüppel in den Schleifraum selbst einzuschleusen. Dampf in den Schleusenförderer einströmt Im Schleifraum werden die Knüppel mit Hilfe eines hydraulischen Kolbens auf solche Weise gegen den Schleifstein gepreßt, daß der Anlagedruck gegen die Schleifsteinoberfläche 0,1 bis 3,5 N/mm2 vorzugsweise 0,2 bis 2,0 N/mm2 beträgt. *> Während des Schleifvorganges wird in dem dichten Schleifer durch Zuführung von Druckdampf über eine Leitung 4 und/oder Druckluft über eine Leitung 5 ein Überdruck von 0,1 bis 12 bar, vorzugsweise 0,25 bis 8 bar aufrechterhalten. Die Qualität des erhaltenen « Stoffes ist direkt von der Größe des Überdruckes abhängig, was bedeutet, daß ein höherer Überdruck eine bessere Qualität des Stoffes ergibt als ein niedrigerer Überdruck. Während des Schleifens des Holzes wird dem Schleifer 2 durch eine Leitung 24 kontinuierlich +'> erwärmtes Spritzwasser zugeführt. Die Menge an zugeführtem Spritzwasser kann zwischen 400 und 15 000 Liter pro Minute variieren. Die im Schleifer erhaltene Stoffsuspension wird unter Beibehaltung des Überdruckes im Schleifer kontinuierlich zu einem ■*"> Zwischenspeicherbehälter 7 gefördert, nachdem in der Suspension enthaltene grobe Teilchen und Splitter in einem Splltterzerkleinerer 6 zerkleinert worden sind. Vom Zwischenspeicherbehälter 7 wird die Stoffsuspension in einem gleichmäßigen Strom zu einem Hydrozy- >" klon 8 zur Abscheidung von Dampf geleitet, dessen Temperatur zwischen Ί00 und 1700C variiert. Abgeschiedener Dampf wird über eine Leitung 25 zu einem Kondensator 19 geleitet, tvo er zur Erwärmung von Prozeßrückwasser ausgenützt wird, das dem Schleifer in >r> Form von Spritzwasser zugeführt werden soll. Überschußdampf vom Kondensator 19 wird über eine Leitung 26 entnommen und hauptsächlich für Erwärmungszwecke innerhalb des Prozesses angewendet, kann jedoch auch als Energiequelle für externen b0 Wärme- und Energiebedarf dienen.
Vom Hydrozyklon 8 wird die vom Dampf befreite Stoffsuspension, die normalerweise eine Stoffkonzentration von 1 bis 3% hat, über einen Mischbehälter 9 zu einer Eindickungsvorrichtung 10, beispielsweise einem Schneckenentwässerer, geleitet, wo sie auf eine Stoffkonzentration von 50 bis 40% eingedickt wird. Das in der Eindickungsvorrichtung 10 erhaltene Filtrat, dessen Temperatur zwischen 95 bis 1000C schwankt, wird über eine Leitung 12 zu einer mechanischen Filtriereinrichtung 13 und von dort zu einem Spritzwassertank 2t geleitet, der isoliert ist. um zu verhindern, daß der Inhalt abkühlt Bei seinem Durchgang durch die Filtriereinrichtung 13 wird das Filtrat von Fasern und Verunreinigungen befreit, um Verstopfungen in Leitungen, Ventilen und Düsen bei dessen weiterer Verwendung zu verhindern und um die Steinoberfläche zu temperieren und zu reinigen.
Von der Eindickungsvorrichtung 10 wird die eingedickte Stoffsuspension zur Sieberei 11 geführt, wo sie verdünnt und gesiebt wird. Der gesiebte Holzschliff wird durch eine Leitung 18 entnommen und kann entweder im befindlichen Zustand in einer Papiermaschine weiterbehandeit oder zuerst einer Iigninerhaltenden Bleichung unterworfen werden, um dann eingedickt und getrocknet oder in gebleichtem Zustand in einer Papiermaschine weiterbehandelt zu werden. Da der Zellstoff verhältnismäßig hell wird, kann er für zahlreiche Zwecke mit Vorteil auch in ungebleichtem Zustand angewendet werden.
Der Grobstoff von dem Sortierer 11 wird zu einer Eindickungsvorrichtung 14, vorzugsweise einem Schneckenentwässerer, geleitet, wo er auf eine Konzentration von mindestens 10% eingedickt wird, worauf die eingedickte Rückstandssuspension in einer Mühle 16 zerfasert wird. Das Filtrat von der Eindickungsvorrichtung 14 wird über eine Leitung 15 zum Sortierer 11 als Verdünnungswasser zurückgeführt Von der Mühle IS wird die warme, zerfaserte Rückstandssuspension, die eine Konzentration von mindestens 8u/o und eine Temperatur von mindestens 85° C hat, über eine Leitung 17 zum Mischbehälter 9 geführt, wo sie mit dem Stoffsuspensionsstrom vom Hydrozyklon 8 vermischt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Konzentration in der sich ergebenden Mischung zunimmt, was seinerseits dazu führt, daß die Eindickung in der darauffolgenden Eindickungsstufe 10 erleichtert und gleichzeitig ein reineres Filtrat erhalten wird. Da dieses Filtrat als Spritzwasser benützt wird, ist eine hohe Reinhei: desselben ein bedeutender Vorteil.
Das zusammen mit dem Filtrat aus der Eindickungsstufe 10 als Spritzwasser ausgenützte Prozeßwasser wird über eine Leitung 27 zum Kondensator 19 geführt, wo es, vorzugsweise durch Direktkondensation, mit Dampf erwärmt wird, der im Schleifer e; zeugt und dem Kondensator 19 über den Hydrozyklon 8 sowie die Leitung 25 zugeführt wird. Das auf mindestens 9O0C erwärmte Prozeßrückwasser wird vom Kondensator über eine Leitung 20 zum isolierten Spritzwassertank 21 geführt, wo es mit dem mechanisch gereinigten Filtrat gemischt wird, das über die Leitung 12 eintritt
Die erhaltene Spritzwassermischung wird dem Schleifer 2 über eine Hochdruckpumpe 23 und die Leitung 24 zugeführt und auf bekannte Weise an mehreren Stellen auf den Schleifstein aufgespritzt. Das Spritzwasser hat dabei eine Temperatur von 75 bis 100°C
Die Rückführung des Grobstoffes zu dem besonderen Mischbehälter, dr- bereits nach dem Hydrozyklon eingebaut ist, trägt dazu bei, daß in der Stoffsuspension eine hohe Temperatur aufrechterhalten wird, was seinerseits dazu führt, daß die Temperatur des Filtrats aus der Eindickungsvorrichtung 10 hoch wird. Weiters nimmt die Stoffkonzentration im Mischbehälter 9 zu, was bewirkt, daß ,'ie nachfolgende Eindickung der Stoffsuspension erleichtert wird und daß das Filtrat von
dieser Eindickung reiner wird.
Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Das Beispiel zeigt die fabrikmäßige Herstellung von Holzschliff in einer Anlage gemäß der Figur. ·>
Entrindete Knüppel aus Fichten- oder Tannenholz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50% wurden in den Schleusenförderer 1 eingebracht, wo sie mit Dampf in Kontakt kamen, der bei den Einschleusungen aus dem Schleifraum eingeströmt war, und somit eine gewisse Vorwärmung erhielten. Nach Einführung in den geschlossenen Schleifraum wurden die Knüppel mit Hilfe des Hydraulikkolbens mit einem Druck von 0,6 N/mm2 gegen den Schleifstein 3 gepreßt. Im Schleifraum wurde während des Schleifvorganges durch Einspeisung von Druckdampf über die Leitung 4 ein Überdruck von 1,5 bar aufrechterhalten. Während des Schleifens wurde gegen den Schleifstein kontinuierlich auf 96°C erwärmtes Spritzwasser gespritzt, das über die Pumpe Zi und die Leitung 24 vom Spriizwasseriaiik 21 eingeführt wurde. Die pro Minute aufgespritzte Menge an Spritzwasser betrug 1910 Liter. Die erhaltene Stoffsuspension, die eine Konzentration von 1,8% und eine Temperatur von 1110C hatte, wurde kontinuierlich vom Schleifer zum Zwischenspeicherbehälter 7 über den Splitterzerkleinerer 6 ausgetragen. Im Splittcrzcrkleinerer wurden alle in der ausgetragenen Suspension enthaltenen groben Holzteilchen und Splitter zerkleinert und gemahlen, so daß die Suspension auf ihrem weiteren Weg sämtliche Ventile und Leitungen sowie Apparaturen ohne Schwierigkeiten passieren konnte. Vom Zwischenspeicherbehälter wurde die Suspension in einem gleichmäßigen Strom zum Hydrozyklon 8 geführt. Die Strömungsgleichmäßigkeit wurde durch eine automatische Steuerung und Abtastung sowie Niveaukontrolle im Zwischenspeicherbehälter aufrechterhalten (in der Figur nicht gezeigt). Im Hydrozyklon 8 wurde die Stoffsuspension von Dampf befreit, der abgeschieden und über die Leitung 25 zum Kondensator 19 geführt wurde, wo er zur Erwärmung von über die Leitung 27 eintretendem Prozeßrückwasser ausgenützt wurde. Der abgeschiedene Dampf hatte eine Temperatur von 1010C. Die von Dampf befreite Stoffsuspension, die eine Konzentration von 1,8% und eine Temperatur von 98°C hatte, wurde zum Mischbehälter 9 geführt, wo sie mit rückgeführtem, defibriertem Grobstoffrückstand gemischt wurde, welcher eine Konzentration von 20,0% und eine Temperatur von 95° C hatte. Die Konzentration der Stoffsuspension erhöhte sich hierbei auf 2,5% und die Temperatur wurde 97° C. Diese Stoffsuspension wurde in der Eindickungsstufe 10, einer Schneckenpresse, auf eine Konzentration von 10,0% weiter eingedickt, wobei ihre Temperatur auf 96° C absank. Das Filtrat aus der Eindickung in der Schneckenpresse, das eine Konzentration von 0,15% und eine Temperatur von 96°C hatte, wurde über die Leitung 12 und die Filtriereinrichtung 13 zum isolierten Spritzwassertank 21 geführt, wo es mit auf 96° C erwärmtem Prozeßrückwasser gemischt wurde, welches über die Leitung 20 vom Kondensator 19 zugeführt wurde. In der Filtriereinrichtung 13 wurde das Filtrat von Fasern und Verunreinigungen befreit, wobei seine Konzentration auf 0,03% absank. Die eingedickte Stoffsuspension wurde schließlich zum Sortierer 11 geführt, wo sie nach Verdünnung auf eine Konzentration von 2.0% eingedickt wurde. Die sortierte Stoffsuspension wurde uoer die Leitung 18 entnommen. Der Grobstoffrückstand von der Sortierung in dem Sortierer 11 wurde zu einer Eindickungsvorrichtung 14, in diesem Fall ein Schnekkenentwässerer, geführt, wo er auf eine Konzentration von 24% eingedickt wurde, worauf er zur Mühle 16 geleitet wurde, wo er zerfasert wurde. Das in der Eindic'icurigsvürrichiüng !4 erhaltene Fütrat wurde über die Leitung 15 zum Sortierer zurückgeführt, wo es als Verdünnungsflüssigkeit ausgenutzt wurde. Die durch die Behandlung in der Mühle 16 erwärmte Rückstandssuspension wurde, wie oben erwähnt, zum Mischgefäß 9 zurückgeführt und hatte dabei eine Konzentration von 20,0%. Proben der fertigsortierten Stoffsuspension wurden aus der Leitung 18 entnommen und deren papiertechnische Eigenschaften getestet. Der nach vorliegender Erfindung hergestellte Holzschliff wies folgende Eigenschaften auf:
Freeness, C.S.F., ml 125
Helligkeit, SCAN, % 59
Zugindex, Nm/kg 33
Reißindex, N mVkg 4.9
Dichte, kg/m3 410
Opazität, % 91,0
Der totale Energieverbrauch für den Prozeß einschließlich der Mühle wurde mit 1175 kWh/Tonne erzeugtem Holzschliff gemessen, wobei dieser Verbrauch hauptsächlich bei der Zerfaserung anfiel. Da erzeugte Wärme nach vorliegendem Verfahren gut ausgenützt wird, u. a. zur Erwärmung von Spritzwasser, konnte der Energiebedarf auf ein Minimum beschränkt werden. Ein Vergleich mit der in der schwedischen Patentschrift 3 18 178 beschriebenen Methode, bei der man die Prozeßwärme im Hydrozyklon nicht ausnützt und das Prozeßrückwasser nicht rückzirkuliert und filtriert sowie den Rückstand nicht defibriert, zeigt, daß das Verfahren nach der Erfindung eine Energieeinsparung von 1050 kWh/Tonne erzeugtem Stoff ergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Holzschliff in einem geschlossenen, unter Oberdruck von Dampf und/oder Luft stehenden Schleifer durch Anpressen des Holzes an einen umlaufenden Schleifstein, unter Zuführung von erwärmtem Spritzwasser, worauf die erhaltene Holzschliffsuspension ausgetragen, eingedickt und sortiert wird, gekennzeichnet durch die Kombination,daß
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