DE2904619A1

DE2904619A1 - Vorrichtung zum entfaerben von abfallpapierpulpe

Info

Publication number: DE2904619A1
Application number: DE19792904619
Authority: DE
Inventors: Milos Krofta
Original assignee: Lenox Institute for Research Inc
Current assignee: Lenox Institute for Research Inc
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1979-09-27
Also published as: FR2420597A1; ATA219979A; AT370460B; US4157952A; CA1089272A; FR2420597B1; DE2904619C2; JPS5743679B2; JPS54131007A

Description

Beschreibung

Rückgewinnung gebrauchten Materials gewinnt immer mehr Wfrti£t!*ft1.1che Bedeutung. Bei der Papierherstellung ist fet bfcktftnt» gebrauchtes Papier bzw. Altpapier zu ent-

tu bleichen und einen für die Herstellung neuen ereigneten Schlamm;; bzw. Brei aus dem entfärbten und fifeiticht.en Altpapier zu bilden. Der Gewichtsanteil ä$t Ötuckerfarbe im Papier, das wiederverwendet werden lot!» fit relativ gering. Dennoch muß die Druckfarbe bfcw. Tinte entfernt werden, um ein Papier der gewünschten Helligkeit bzw. um ein sauberes Papier zu erhalten.

Zum Entfärben von Altpapier bedient man sich seit einiger Zeit des sog. Schaumflotationsverfahrens. Vorsortiertes Altpapier wird durch einen Breiapparat bzw. Pulper in erhitztem Wasser unter Zugabe geeigneter Chemikalien zum Entfärben, wie z.B. Alkalien, Bleichmittel, Abscheider und Schaumbildner zerfasert. Unter der Wirkung der ver-

schiedenen Chemikalien werden die Kleber in den Druckerfarben entfernt, so daß die Druckfarbe bzw. Tinte von den Fasern abgetrennt werden kann.

Die Druckerfarben werden in sog. Schaumflotationszellen entfernt, die nach dem Prinzip der Schaumflotation arbeiten. Die Behandlung von Altpapierschlamm mit Chemikalien ermöglicht einen Schaumflotationsprozeß. Der Schaum ist mit Luft angereichert und die Luftblasen, die durch Zusatz der Flotationsmittel stabilisiert sind, steigen durch den Schlamm nach oben. Die Farbstoffe sammeln sich auf der Oberfläche der L äsen aufgrund der unterschiedlichen Benetzbarkeit und werden somit an die Oberfläche der Flüssigkeit getragen bzw. befördert. Die Färb- bzw. Tintenteilchen sammeln sich in dem Schaum, der sich über der Oberfläche der Flüssigkeit bildet, und können von der Fasersuspension abgezogen werden.

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Eine bekannte Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl Übereinander angeordneter EntfärbungstUrme, denen durch ein Einlaßrohr bzw. eine Einlaßleitung Schlamm zugeführt wird, wobei die Luft durch einen Stoff oder andere Siebe bzw. Gitter zugeführt wird, um eine Vielzahl kleiner Blasen zu erzeugen, die durch den Schlamm nach oben steigen. Diese Konstruktion v/eist den Nachteil auf, daß eine Reinigung der Siebe bzw. Gitter zur Bildung der kleinen Blasen mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Die gegenwärtig eingesetzten Vorrichtungen bestehen aus einer Vielzahl relativ kleiner, voneinander getrennter Flotationszellen, die in Reihe arbeiten. Es v/ird eine große Anzahl derartiger Zellen bzw. Flotationseinheiten benötigt, um eine Kapazität zu erhalten, die gewöhnlich zum Entfärben von Altpapier benötigt wird. Ferner muß jede Flotationseinheit bzw. -zelle mit einem mechanischen Rührer und Schaumabstreifer ausgerüstet sein. Diese Konstruktion ist relativ kompliziert und insbesondere teuer in der Herstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schwierigkeiten und Nachteile der bekannten Vorrichtungen durch Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zum Entfärben von Altpapierschlamm zu vermeiden, bei der Luft in den Einlaßstrom des Altpapierschlamms durch einen Wasser/ Luft-Injektor eingeführt wird. Erfindungsgemäß wird ein Schaumflotationsbehälter mit einer Düse benutzt, die so angeordnet 1st, daß sie den Schlamm tangential in den Behälter einführt, derart, daß die durch den lUnlaßstrom des mit Luft angereicherten Schlamms erzeugte Kraft einen spiralförmigen Wirbel bzw. eine spiralförmige Zirkulation des Schlamms in dem Flotationsbehälter verursacht. Der Auslaß für den entfärbten Schlamm befindet sich im Zentrum bzw. in der Mitte des Behälters und 1st in Form eines regelbaren Überlaufwehrs ausgebildet. Bei geeigneter Stellung der Injektordüse

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wird bei Einführung des mit Luft angereicherten Schlamms in den Tank der Schlamm spiralförmig um den Tank zu dessen Zentrum bzw. Mitte hinbewegt. Bei der Zirkulation des Schlammes entstehen Blasen, die zur Oberfläche hochsteigen und die Färb- bzw. Tintenteilchen mitnehmen. Längs der spiralförmigen Bewegungsbahn des Fluids bzw. des Schlamms werden kontinuierlich Blasen gebildet, wobei die Blasen im wesentlichen vor Erreichen des Zentrums zur Schlammoberfläche hochgestiegen sind und die sich im Schlamm befindlichen Farbteilchen mitgenommen haben.

Im Zentrum bzw. in der Mitte des Behälters fließt der entfärbte Schlamm über das Überlaufwehr und nach außen,

_ig wobei der Schaum bzw. die Blasen an der Oberfläche des zurückgehaltenen Schlamms im Behälter zurückgehalten werden. Ober den oberen Bereich des Behälters, vorzugsweise hinter der Düse bzw. hinter den Düsen ist eine Barriere bzw. Leitwand bzw. Leitplatte angeordnet, die

„₀ bei Rotation der Flüssigkeit in dem Behälter aufgrund der Ausströmwirkung des Injektors den sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit befindenden Schaum zurückhält. In der Leitplatte ist ein vakuumbeaufschlagtes Element vorgesehen, mittels dem der Schaum in eine Auslaßöffnung abgesaugt wird. Vorzugsweise erhöht die Vakuumwirkung den Differenzdruck der Luft in den Blasen, derart, daß die Blasen platzen bzw. aufbrechen. Auf diese Weise ist das abzuführende Material hauptsächlich

aus
eine Flüssigkeit, die/Wasser- und Färb- bzw. Tintenteilchen besteht-

Besonders vorteilhaft ist, daß die Flotationszelle als flacher, zylindrischer Behälter mit einem großen Durchmesser ausgebildet ist, so daß sich eine relativ lange spiralförmige Bewegungsbahn des Schlamms im Behälter bilden kann, wodurch die Zeit zur Bildung von Blasen wesentlich verlängert wird.

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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Entfärben von Abfall- bzw. Altpapier mit Merkmalen der Erfindung in Draufsicht, und

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig.l.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Entfärben von Ältpapierpulpe dargestellt, die nach dem Schaum-Flotations-Prinzip arbeitet. Die Vorrichtung weist einen Behälter mit einer Seitenwand 11 und einem im allgemeinen flachen Boden 12 auf. Der Durchmesser des Behälters ist groß

κ verglichen mit der Tiefe des Schlamms innerhalb des Behälters, wobei eine sehr zufriedenstellende Schlammtiefe

Si

etwa 4C,C cm (16 inches) beträgt, und zwar unabhängig von der Durchmesser des Behälters, der zwischen etwa 183 cm (Γ feet) \xx\C 1525 cm (50 feet) beträgt. Im Zentrum des

2Q Bodens oes Behälters ist ein Auslaßrohr 15 angeordnet, wobei sich das Auslaßrohr 15 am Boden einer regelbaren überlaufkammer befindet, die durch eine etwa zylindrische, sich nach oben erstreckende Trennwand 16 gebildet ist. In den Echälter erstreckt sich nach unten ein Kontrollelement 17 zur Kontrolle des Niveaus in der Überlaufkammer, wobei das Kontrollelement eine sich nach unten erstreckende Seitenwand 18 aufweist, die in die Trennwand 1Γ hineinpaßt. Das Kontrollelement 1? kann durch einen Sta!: 1? angehoben und abgesenkt werden, wobei der Stab 19 in einer Buchse20 in geeigneter Stellung gehalten ist. Die Buchse 20 ist an einem Rahmenteil 21 befestigt bzw. angeordnet, der sich am oberen Ende einer zylindrischen Trennwand 22 mit einer öffnung 23 befindet. Ein Schlamm- bzw. Trübenrohr 24 erstreckt sich nach oben durch den Boden 12 des Behälters 10 hindurch. Am oberen Ende des Rohres 24 befindet sich eine Wasser/Luft-InjeKtordilse 25 mit einem nach unten gerichteten Auslaß

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und einem Anschluß 27 für die zugeführte Luft. Die Luft wird der Injektordüse 25 durch eine Leitung 28, die mit einem Gebläse 29 verbunden ist, zugeführt. Die Injektordüse 25 ist innerhalb des Behälters angeordnet und mit einem Winkel zwischen etwa 30 und 60 Grad nach unten gerichtet. Ferner ist der Injektor in tangentialer Richtung zu einem Radius des Behälters in einem Winkel von etwa 60 bis 70 Grad gerichtet. Die Spitze der Düse befindet sich etwa zwischen 2,54 cm bis etwa 12,7 cm (1 bis 5 inches) vorzugsweise etwa 9,If cm (4 inches) unterhalb der Schlammoberfläche. Der Schlairmdruck im Einlaß variiert zwischen etwa 0,8 bar und 1,6 bar (10 bis 20 pounds per square inch). Der Luftdruck, der durch das Gebläse erzeugt wird, variiert zwischen etwa 25 mm und 127 mm Wassersäule (1 bis 5 inches Wassersäule). Das Volumen aer zugeführten Luft beträgt etwa das zwei- bis vier-fache des Volumens bei Atmosphärendruck in Wasservolumeneinheit.

Im oberen Bereich des Behälters befindet sich eine Leitwand 30, die sich ausoehend von der inneren Seite der Behälter-

wand Π im wesentlichen über den oberen Bereich des Behälters bis zur Trennwand 22 hin erstreckt. Nahe der Leitwand oder vorzugsweise innerhalb der Leitwand ist ein Einlaß 31 eines Vakuumbehälters 32 angeordnet, wobei das Vakuum durch ein Sauggebläse 33 erzeugt wird. Der Vakuum-

behälter 32 ist mit dem Einlaß 31 durch eine Einlaßleitung 34 verbunden.

Der Behälter 10 ist mit einer Mischkammer 35 versehen, die durch eine an der äußeren Seite der Wand 11 angesetzte Wand 36 definiert bzw. begrenzt ist. Eine Fluiddurchgangsöffnung 37 erstreckt sich durch die W, ,-id Il hindurch und führt zu dem Behälter 10. Mit einer Pumpe 39 ist eine Auslaßleitung 38 verbunden. Der Kammer 35 v/erden in geeigneter Art und Weise Schlamm und Chemikalien zugeführt. Der Schlamm tritt durch die öffnung 37 ein und vermischt sich mit den zugeführten Chemikalien.

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Die Kapazität des Behälters kann durch Anordnung einer Vielzahl von Injektoren erhöht werden. Die Injektoren sind dabei im Abstand voneinander angeordnet.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Schlamm tangential und nach unten von der Außenseite des Behälters eingeführt, so daß der Schlamm gezwungen wird, sich in den Behälter längs einer etwa spiralförmigen, zur Behältermitte führenden Bahn zu bewegen, wo der regelbare Aus- - laß angeordnet ist. Die Jetwirkung des zugeführten Schlamms verursacht die gewünschte Beilegung des Schlamms in dem Behälter ohne Benutzung spezieller Rührer etc. Der Schaum, der durch die Blasen erzeugt wird, die von der sich spiralförmig bewegenden Schlammsäule aufsteigen,

,- steigt zur Oberfläche des Schlammes hoch, macht dessen Drehbewegung mit und baut sich hinter der Leitwand 30 auf, wo er durch den Einlaß 31 des Vakuumbehälters abgesaugt wird. VJie oben dargelegt , platzen die Blasen aufgrund des herabgesetzten Druckes in der Vakuumkammer

ο« und hinterlassen im Wasser einen Rückstand von Tintenpartikeln. Die Luft wird dabei abgesaugt bzw. entfernt.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur zur Erläuterung des Erfindungsgedankens, soll diesen jedoch in keiner Weise beschränken.

Die vorliegende Erfindung betrifft also eine Vorrichtung zur Entfärbung von Altpapierpulpe bzw. zur Entfernung von Tinte aus Altpapierpulpe, die nach dem Schaum-Flotations-Prinzip arbeitet, wobei der entfärbte Schlamm zur Herstelluna von Papier wieder verwendet

werden soll. Das Altpapier wird zermahlen (zerstampft) und mit Wasser und Flotations- oder anderen Chemikalien vermischt, um einen Schlamm zu erzeugen, der in einen Flotationsbehälter eingeführt wird. Die Bewegung des

Schlammes durch den Flotationsbehälter wird durch die 35

Anordnung von ein oder mehr Wasser-Injektordüsen mit Lufteinlässen erreicht, die eine wirbelartige

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Drehbewegung des Schlamms ausgehend vom Injektor zu einem zentral angeordneten Auslaß verursachen. Schaumblasen steigen zur Oberfläche des Schlamms hoch und nehmen Färb- bzw. Tintenteilchen mit. Eine Leitwand bzw. Leitplatte führt den aufgestiegenen Schaum und die Färb- bzw. Tintenteilchen zu einem vakuumbeaufschlagten Auslaß.

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Claims

Patentanwaltsfcmzlei, 80OO Mflndien, Leopoldstage 20/IV

Lenox Institute for Pcsr-?rch GC Yukon Avenue

Lenox, Massachusetts 012^0

Ihr Zeichen
Betreff

Unser Zeichen

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM DR. HORST REINHARD DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

8000 München 40, Leopoldstraße 20/IV Telefon: (089) 39 64 51 Telex: 5212839 isar d

Telegramm: Isarpatent Bank: Deutsche Bank AG München Konto-Nr. 21 14171 (BLZ 700 700 10) Postscheck: München 97 56-809

Datum 7. Februar 1979

orrichtunn zuf Entfa'rLcn von Abfallparierpulpe

Patentansprüche

1/

1/. Verrichtung zürn Entfärben von At-fallpapiprpul pe unter

.•".nver-iuno ties Schaurr.f lotati ens Verfahrens gekennzeichnet du r c't

a) einen zylindrischen, ölen offenen Schalter (IG),

l·) einen in den behälter (10) angeordneten Einlaß (25) zum Einführen von Schlamm und Luft,

c) einen im Zentrum des Behälters (10) angeordneten Auslaß (IC) für den entfärbten Schlamm bzw. Brei,

ο) eine Schaumleitwand (30), die sich in wesentlichen im oberen bereich ues Schlüters (10) vom zentral angeordneten Auslaß (15) zur Kante bzw. zur Seitenwand des L-ehölters erstreckt, unu

e) einen vakuumbeaufsc!il?.gten Einlaß (31) zur Entfernung ces Schaums, wobei der Einlaß (31) zumindest in üer i.ähe aer Leitwand (30) angeordnet ist.

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BADORlGiNAL
2. Vorrichtung nach Anspruch I₃ cauurch gekennzeichnet, oaß der Durchmesser des Behälters (10) groß ist verglichen mit uer Tiefe des sich in Behälter befincenüen Schi ansms.
3. Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß uer Auslaß (15) ein regelbares Überlaufwehr bzw. eine regelbare über!aufkammer ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,ß daß der Einlaß (25) zum Einführen von Schlamm und Luft nahe der äußeren Kante des Behälters (10) angeordnet und als Wasser/Luft-Injektordüse ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse mit einem Winkel von etwa 30 bis etwa 60 Grad nach unten ~ ' geneigt ist.
C. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da?, die Düse tangential mit einem Winkel zwischen etwa FO bis etwa PO Grad gegenüber einem Radius des Behälters (10) geneigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumbeaufschlagte Einlaß (31) innerhalb der Leitwand bzw. des Leitelementes (30) und nahe des unteren Schaumbereiches bzw. oberhalb der Oberfläche der SchlammflUssigkeit bzw. des Schlamms angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des zugeführten Schlamms bzw. Breies zwischen 0,7 bar und etwa 1,41 bar (10 bis 20 pounds per square inch) und der Luftdruck zwischen etwa 25,4 bis etwa 127,0 mm Wassersäule (1-5 inches) betragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand voneinander eine Vielzahl von Injektoren im Behälter (10) angeordnet sind.

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"V¹ '".Γ*'

To. Vorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, da" der Durchmesser des Behälters (10) groß ist verglichen mit der Tiefe des sich im Behälter befindenden Schlamms, daß üer Auslaß ein regelbares Überlaufwehr ist, daß der Einlaß (25) für den Schlamm und die Luft nah?¹ cer äußeren Kante des Behälters (10) angeordnet und eine Wasser-Luft-Injektordüse ist, daß die Düse nit ?inem Hinke! zwischen etwa 30 und etwa €0 Grad nach unten und tangential nit einem Winkel zwischen otv/a CO und etwa ?C Grad gegenüber einem Radius des L-eVrlters (10) gemeint ist, daß der vakuumbeaufschlagte Einlaß (31) in dor Leitwand bzw. in dem Leitelement (20) und im unteren Bereich des Schaumes bzw. oberhalb der Oberfläche des Schlanms angeordnet ist, und daß üer Drue!, des zu^eführten Schlamms zwischen etwa 0,7 bar und 1,^1 bar sowie dor Luftdruck zwischen etwa 2C,4 bis etwa 127,0 mm Hassersäule betragen.

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ORIGINAL