DE3224705C2 - Verfahren und Wirbelströmungsapparat zur Aufbereitung von Altpapier - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier durch dessen Auflösung in einem Stofflöser bei hoher Konsistenz und unter Verwendung einer in einem im wesentlichen einen rotationssymmetrischen, geschlossenen Behälter aufweisenden Apparat (Zentrifugalsortierer) durch einen im wesentlichen lauf radartig ausgebildeten Rotor gebildeten Wirbelströmung. An deren radialem Rand wird eine schwerstoffangereicherte Fraktion und an deren axialem Ende, wo der die Wirbelströmung erzeugende Rotor sitzt, eine Gutstofffraktion über ein dem Rotor eng benachbartes Sieb abgezogen. Der eine, mit Spuckstoff angereicherte Teil der Suspension, wird gegebenenfalls nur leicht verdünnt in nicht pumpfähigem Zustand bei einer Konsistenz von mehr als 8 ohne Siebung direkt aus dem Stofflöser chargenweise der Wirbelströmung zugeführt, in welche zusätzlich Verdünnungsflüssigkeit eingeleitet wird. Dies geschieht am besten durch ein zentrales, in den Kern der Wirbelströmung reichendes Rohr.

Description

nachfolgenden Reinigungsprozeß sehr belasten.

Andere heutige bekannte Verfahren, die den Zopfaustrag mit der sogenannten Zopfwinde vermeiden, schalten zwischen den genannten Stofflöser und das Zentrifugalsortiergerät mindestens ein weiteres Sortiergerät, um die genannten, insbesondere spinnenden großflächigen Verunreinigungen vor Zuführung in das Zentrifugalsortiergerät abzutrennen. Dazu werden vorzugsweise sehr große, um eine horizontale Achse rotierende Trommeln mit perforierter Umfangswandung verwendet (DE-OS 29 23 669 und GB 20 64 612). Diese sind aber wegen ihrer notwendigen Größe sehr teuer. Andererseits erweist sich der Ersatz des ursprünglichen Zopfaustrages mehr und mehr als eine Notwendigkeit, da dieser zu Unregelmäßigkeiten des Betriebes sehr stark neigt und den gesamten Aufbereitungsprozeß als eine wesentliche Schwachstelle stark behindert Ein einwandfreier Betrieb mit dem Zopfaustrag ist nur möglich, wenn dazu ein eigens vorgesehener Betriebsmann die Aufsicht führt

Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein betriebssicheres Aufbereitungsverfahren anzugeben, das sehr effektiv ist und auch die geschilderte, großvolumige und teuere, horizontale Sortiertrommel vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Besonders zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind durch die Patentansprüche 2 und 3 gegeben. So kann gemäß Anspruch 2 unter Umständen ein weiterer Wirbelströmungsapparat der beschriebenen Bauart, also mit horizontaler Achse und Schwerteileabzug am Umfang und einem Leichtstoffabzug eingespart werden, wenn auch der übrige Teil der im Stofflöser aufbereiteten Altpapiermenge in den Wirbelströmungsapparat verdünnt eingeleitet wird. Diese Menge kann auch gleichzeitig als Verdünnungsflüssigkeit dienen oder deren be;.ötigte Menge herabsetzen (siehe auch Anspruch 6).

Die Einleitung in den Wirbelkern gemäß Anspruch 3 ist deshalb günstig, weil sie auf diese Weise am besten durch den Rotor verteilt und mit dem übrigen Inhalt des Wirbelströmungsapparats vermischt wird. Am besten wird dazu die Verdünnungsflüssigkeit direkt in Rotornähe eingeleitet.

Um die Strömung im Wirbelströmungsapparat möglichst wenig zu stören, wird die stark verunreinigte Suspensionsmenge am vom Rotor entfernten Ende des Wirbelströmungsapparats diesem zugeführt.

Eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 7. Durch die Ausbildung des Wirbelströmungsapparats mit zentralen, koaxialen Rohren einerseits für den Abzug leichter Verunreinigungen und andererseits für die Zufuhr von Verdünnungswasser kann gleichzeitig auch neben der Fraktion mit schweren auch eine solche mit leichten Verunreinigungen abgekühlt werden.

Gemäß der Erfindung wird ein völlig neues Arbeitsverfahren des bekannten Zentrifugalseparators angewandt. In diesem Falle wird ungereinigtes, aufgelöstes Altpapiermaterial chargenweise mit sehr hoher Konsistenz, die zumindest zum Teil nicht einmal pumpfähig ist, dem Gerät zugeführt. Dadurch werden alle Zwischenreinigungsstufen, die sonst vor dem genannten Zentrifugalsortiergerät angeordnet waren, vermieden. Es ergibt sich dadurch ein sehr kompaktes und dabei betriebssicheres Aufb^reitungsverfahren. Die späteren Feinreinigungsschritte, wie .'e beim Stand der Technik üblich waren, sind natürlich auch in diesem Falle vorzusehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, erläutert

in der Figur ist mit 12 der Stofflöser und mit 1 das diesem nachgeschaltete Sortiergerät mit einer um eine horizontale Achse rotierenden Wirbelströmung (siehe die Strömungslinien) dargestellt Dabei ist das den Wirbelströmungsapparat darstellende Sortiergerät 1 dem Stofflöser 12 direkt nachgeschaltet und durch eine kurze Abzugsleitung 15 großen Querschnitts mit diesem verbunden. Der Stofflöserbehälter weist ein in seiner Bodenwandung 28 gelagertes Umwälzorgan 16 auf, das mit

!ä Rührflügeln 17 bestückt ist. Dieses Umwälzorgan 16 rotiert um eine Achse 26, die nur leicht, d. h. mit einem kleinen spitien Winkel gegen die Vertikale geneigt ist Der untere Teil des Behälters 12 verjüngt, sich und weist einen durch ein Sieb 18 vom übrigen iirViälterteil abgetrennten Austragsraum 29 auf, an den eine Gutstoffabzugsleitung 14 sowie eine Verdünnungswasserleitung 37 angeschlossen ist Das Sieb 18 ist mit einem gleichen spitzen Winkel wie das Umwälzorgan gegen die Vertikale gegeri die Horizontale geneigt Da durch die Abzugsleitung 15 insbesondere auch die Schwerstoffe, d. h. die Verunreinigungen mit dem größeren Volumen und spezifischem Gewicht abgezogen werden sollen, ist diese an den tiefer gelegenen Teil des unteren Behälterbereichs angeschlossen. Das gleiche gilt sinngemäß für den Anschluß der Gutstoffabzugsleitung 14 an den Austragsraum 29.

Bei der beschriebenen Anordnung wird vorzugsweise eine hohe Stoffdichte in dem Stofflöser 12 vorgesehen, die etwa 15 bis 20%, insbesondere etwa 16% betragen kann. Hierdurch wird das Behältervolumen relativ klein gehalten. Zwecks verbesserten Austrags ist daher vorgesehen, durch die Verdünnungswasserleitung 37 Verdünnungswasser in den Austragsraum 29 zuzugeben und ζ jnindest hier eine geringere Stoffkonsistenz als 8% herzustellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Gutstoffabzugsleitung 14 und die andere Abzugsleitung IS jeweils mit einem Schieber zur Absperrung derseioen ausgerüstet. Es ist möglich, den Gutstoff kontinuierlich oder periodisch abzuziehen, während die Abzugsleitung 15 für Schwerstoffe periodisch geöffnet werden muß.

Es is: noch dargestellt, daß das Altpapier über eine Band-Fördereinrichtung 40 dem Stofflöser zugeführt wird.

Der Antrieb des Umwälzorgans 16 des Stofflösers 1 erfolgt von einem Motor 22 über Treibscheiben 31 bzw. 25 mittels Treii"riemen. Er ist auch über Gelenkwelle möglich. Der Antrieb der Schieber 24 und 35 kann durch hydraulische Stellmotoren, wie z. B. mit 27 für den Schieber 35 gezeigt, erfolgen.

Für das Umwälzorgan 16 wird bevorzugt eine Ausbildung mit in Form eil.er mehrgängigen Förderschnecke ausgebildeten Rührflügeln 17 verwendet. Ferner scheint die Ausführung am geeignetsten zu sein, bei der an der Unterseite einer die Rührflügel tragenden Platte 33 des Umwälzorgans 16 noch zur Durchmischung der Suspension im untersten Behälterbereich, insbesondere im Austragsraum 29, mit 0cm durch die Verdünnungswasserleitung 37 zugeführten Wasser dienende Rippen 32 angebracht sind. Damit keine wesentliche Verdünnung der Suspension im Bereich des Stofflösers oberhalb der Platte 33 eintritt, trennt diese praktisch eine unterhalb von ihr liegende Verdünnungszone einschließlich des

Austragsraumes 29 vom übrigen Behälterbereich ab und die Umwälzwirkung der Rippen 32 bleibt auf die erstgenannten Bereiche, eventuell unter Anwendung zusätzlicher, auf der Platte 33 angebrachter Stauelemente, wie Stauwände in der Nähe der Rippen 32 radial außerhalb von ihnen angeordnet, beschränkt.

Es sollte noch erwähnt werden, daß die Schnüre und Drähte, die zur Verpackung des unsortierten Altpapiers, das in den Stofflöser 12 eingetragen wird, allein oder mit anderen Verunreinigungen zusammen zur Bildung von Klumpen neigen, welche aber ohne weiteres aus dem Stofflöser mit Unterstützung durch das Verdünnungswasser ausgetragen werden.

Der Zentrifugalsortierer ist in der Figur mit 1 bezeichnet. In ihm rotiert um eine horizontale Achse ein Rotor 2 vor einem im wesentlichen ebenen Sieb 3, das einen Austragsraum für Gutstoff 8 vom übrigen Behälterraum trennt. In diesem Sortiergerät bildet sich eine Wirbelströmung mit horizontaler Achse aus, in deren Kern sich die leichtgewichtigen Verunreinigungen und an deren radialen Umfangswand sich die schwergewichtigen Verunreinigungen konzentrieren. Sie können aus diesen Bereichen auch getrennt abgezogen werden, was insbesondere für die schwere Fraktion der Fall ist. Sie wird über die Leitung 10 abgezogen. In das Zentrum des Sortiergeräts, also in den Kern der Wirbelströmung, ragt einmal zentral ein Abzugs-Rohr 4 hinein, durch das die mit Leichtstoffen angereicherte Fraktion abgezogen werden kann. Konzentrisch zu diesem Rohr 4 ist ein weiteres Rohr 5 vorgesehen, durch welches Verdünnungswasser bis nahe in den Bereich des Rotors zugeführt werden kann. Ds durch die Zuführleitung 15 chargenweise Fasersuspension relativ hoher Konsistenz von z. B. 12% eingeleitet wird, wird durch das Verdünnungswasser die Durchschnittskonsiistenz in dem Sortiergerät

1 auf etwa 5% oder kleiner gebracht.

Dabei ist es zweckmäßig, die Leitung 15 stirnseitig an das Sortiergerät heranzuführen und die Suspension praktisch in axialer Richtung in die Wirbelströmung einzuleiten, wie es in der Figur dargestellt ist. Dadurch wird ein Aufreißen der Altpapiercharge mit hoher Konsistenz bewirkt und eine schlierenartige Durchsetzung der Wirbelströmung mit Fasersuspension hoher Konsistenz weitgehend verhindert. Auf diese Weise bildet sich also eine relativ homogene Wirbelströmung aus.

Durch die Wirbelstütze 7, ein im Zentrum des Rotors

2 sitzender Hohlzylinder, ist der mit Leichtstoffen (Folien) sich anreichernde Kern der Wirbelströmung besonders stark ausgeprägt.

Zweckmäßig wird, wie dargestellt, die mit Leichtschmutz angereicherte Fraktion durch das zentrale Rohr 5 aus dem Sortiergerät abgezogen. Der Austrag des durch das Sieb hindurchgehenden Gutstoffs aus der Gutstoffkammer 8 erfolgt über Leitung 9. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten des Austrags der verschiedenen Fraktionen wird auf die genannte britische Patentschrift verwiesen.

Zur Betriebsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist noch folgendes zu ergänzen. Die Schieber 35 und 24 werden zweckmäßigerweise und hinsichtlich des Schiebers 35 notwendigerweise periodisch betätigt. Dabei ist die Frequenz der Betätigung des Schiebers 24 für den relativ reinen Stoff relativ geringer Konsistenz von weniger als 10 oder 8% entsprechend höher als die Frequenz der Betätigung des Schiebers 35. Der Querschnitt der Leitung 15 ist ja am Schieber 35 auch wesentlich größer als der der Leitung 14. Die Betätigung der Schieber erfolgt dabei nach bekannten Verfahren timergesteuert. Die entsprechenden Einrichtungen für diese zeitabhängige Steuerung sind relativ preiswert und auch betriebssicher. Somit bereitet die Betriebsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren keinerlei Schwierigkeiten. Eine Überwachung ist nur in relativ geringem Maße und automatisiert möglich.

Insgesamt wird auf die erfindungsgemäße Weise ein sehr einfacher, betriebssicherer und kostengünstiger Aufbereitungsprozeß für das Altpapier möglich.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier durch dessen Auflösung in einem Stofflöser bei hoher Konsistenz und unter Verwendung einer in einem im wesentlichen einen rotationssymmetrischen, geschlossenen Behälter aufweisenden Apparat (Zentrifugalsortierer) durch einen im wesentlichen laufradartig ausgebildeten Rotor erzeugten Wirbelströmung, an deren radialem Rand eine schwerstoffangereicherte Fraktion und an deren axialem Ende, wo der die Wirbelströmung erzeugende Rotor sitzt, eine Gutstofffraktion über ein dem Rotor eng benachbartes Sieb abgezogen wird und wobei die durchschnittliche Konsistenz in der Wirbelströmung zwischen 3,5 und 7% liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine, mit Spuckstoff angereicherte Teil der Suspension, gegebenenfalls nur !eicht verdünnt, in nicht pumpfähigem Zustand bei einer Konsistenz von mehr als 8% ohne Siebung direkt aus dem Stofflöser chargenweise, der Wirbelströmung zugeführt wird, in welche zusätzlich Verdünnungsflüssigkeit eingeleitet wird

2 Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teil der Suspension aus dem Stofflöser verdünnt ebenfalls der Wirbelströmung zugeführt wird.

3. Verfahret' nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnungsflüssigkeit dem Wirbelströmungskern zumindest eng benachbart eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnungsflüssigkeit in die Nähe des Rotors (2) des Wirbelströmungsapparats (1) geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Suspension in die Wirbelströmung an dem Rotor (2) entfernteren, axialen Ende der Wirbelströmung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Stofflöser (12) eine durch ein unterhalb des Rotors (16) verlaufendes Sieb (18) abgezogene Fraktion durch Verdünni.ngswasser auf pumpfähige Konsistenz gebracht, c'.iargenweise abgezogen und der Wirbelströmung zugeführt wird.

7. Wirbelströmungsapparat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu einem Abzugsrohr (4) für eine mit leichten Verunreinigungen angereicherte Fraktion im Kern der Wirbelströmung ein Zufuhrrohr (5) für Verdünnungswasser in den Wirbelströmungsapparat (1) hineingeführt ist.

8. Wirbelströmungsapparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Stoffeinlaßöffnung am Wirbelströmungsapparat (1) an seiner seinem Gutstoffabzug (8) gegenüberliegenden Stirnseite angebracht ist.

9. Wirbelströmungsapparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Abzugsrohr (4) und Zufuhrrohr (5) zentral in der Längsachse des Wirbelströmungsapparates angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und zweckmäßige Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Bei den Aufbereitungsanlagen, wie sie im wesentlichen bisher gemäß dem Stand der Technik installiert worden waren, spielt ein Apparat eine bedeutende Rolle, der seiner Wirkungsweise nach als kombinierter Zentrifugalsortierer/Sekundärstofflöser zu bezeichnen ist.

ίο bei welchem in einem geschlossenen rotationssymmetrischen Behälter eine um eine horizontale Achse rotierende Wirbelströmung durch ein mit einer dazu koaxialen Rotationsachse ausgebildetes Laufrad erzeugt wird. Durch diese Wirbelströmung ist es einerseits möglich, eine mit schweren Verunreinigungen angereicherte Fraktion am radialen Umfang der Wirbelströmung abzuziehen und andererseits im Kern der Wirbelströmung, in welchem sich eine mit leichten Verunreinigungen angereicherte Fraktion ansammelt, ein Abzugsrohr hineinzuführen, aus welchem diese Fraktion unter Verdünnung aus dem Gerät abgeführt wird. Ferner erfolgt eine Abtrennung einer Gutstofffraktion mittels einem Sieb, das außerhalb der Wirbelströmung hinter dem Laufrad vorgesehen ist, im allgemeinen eben ausgebildet ist und senkrecht zur Rotationsachse des Laufrades und der Wirbelströmung steht.

Diesem Zentrifugalsortiergerät wird jedoch eine bereits vorgereinigte Fasersuspension aus Altpapier zugeführt Dies ist in der GB-PS 13 40 998 anhand der dortigen Figur 3 beschrieben. Dazu wird dort ein Stofflöser verwendet, der ebenfalls nach dem Wirbelströmungsprinzip arbeitet, und bei welchem im Zentrum der Wirbelströmung Verpackungsmaterial, insbesondere Schnüre und Bänder sowie andere spinnende Verunreinigungen als zusammenhängender Zopf mittels einer sogenannten Zopfwinde abgezogen werden. Von der Fasersuspension wird die vorgereinig'e Fraktion durch ein hinter dem Rotor angeordnetes Sieb aus einem getrennten Abzugsraum abgezogen.

Ferner unterscheidet sich das erfindungsgemäße auch wesentlich von einem weiteren bekannten Verfahren gemäß der DE-OS 29 41 439. Gemäß Seite 7 Abs. 2 dieser Offenlegungsschrift wird insbesondere die in den Wirbelströmungsapparat eingeleitete Suspensionsmenge progressiv mehr und mehr verdünnt und in den Stofflöser zurückgeführt. Dadurch wird der Stofflöserinhalt stark verdünnt, da nach einiger Zeit ein den Faseranteil wesentlich überwiegender Wasseranteil in den Stofflöser eingeleitet wird. Ferner ist ein Hauptunterschied der. daß der Betrieb des Wirbelströmungsapparates nach einiger Zeit, wenn in diesem nur noch ein äußerst geringer Faseranteil vorhanden ist, unterbrochen wird, wobei er von der Suspensionsmenge und anschließend auch von der Menge an schweren Verunreinigungen entleert wird. Der Betrieb des Wirbelströmungsapparates ist daher diskontinuierlich, es wird nicht während des Betriebes die Menge an schweren Verunreinigungen abgezogen und es ist schließlich auch kein Sieb vorhanden, das einen Gutstoffraum vom übrigen Behälterin-

eo halt abtrennt. Vielmehr ist eine Entstippungseinrichtung vorgesehen, welche nachteilig dazu führt, daß auch Verunreinigungen zerkleinert werden und in den Stofflöser zurückgeführt werden. Durch diesen mehrmaligen Umlaufprozeß, den auf diese Weise die Verunreinigungen

b5 erfahren, wird ein großer Anteil an Verunreinigungen und insbesondere auch derjenigen mit relativ leichtem spezifischem Gewicht, wie Kunststoffolien, relativ weit zerteilt, so daß sic schwer sortierbar werden und den