DE3610939A1 - Behandlung des siebwassers einer papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Behandlung des Siebwassers einer eine aus Altpapier aufbereitete Faserstoff-Suspension verarbeitenden Papiermaschine mit Stoffrückgewinnung.

In dem Siebwasser einer Papiermaschine, die eine Suspension verarbeitet, die aus Altpapier aufbereitet worden ist, finden sich neben Stoff-Fasern und Feinstoffpartikeln auch verschiedene Verunreinigungen, die aus dem Altpapier in die zu verarbeitende Suspension gelangen, da es trotz der üblichen Bemühungen doch nicht vollkommen gelingt, die Gesamtheit dieser Verunreinigungen aus der Suspension bei der Aufbereitung zu eliminieren. Bei den Verunreinigungen handelt es sich hauptsächlich um Druckfarben-Reste und verschiedene klebrige Verunreinigungen, die mit dem Altpapier z. B. als Klebbänder, Etiketten oder Rückenleimung zu der Aufbereitung der Suspension aus Altpapier kommen. Diese klebrigen Verunreinigungen werden Stickies genannt, wobei systembedingt im Siebwasser vor allen Dingen die sehr kleinen, nicht aussortierbaren Partikel vorkommen.

Eine hauptsächliche Massnahme bei der Behandlung des Siebwassers ist die Rückgewinnung der Stoffanteile, die dann zurück in den Aufbereitungsprozess der Suspension mit dem zurückgeführten Siebwasser zugegeben werden. Diese Rückgewinnung erfolgt einerseits dadurch, dass man einen Teil des Siebwassers, in dem besonders viele Stoffanteile zu finden sind, direkt zur Verdünnung der aufbereiteten neuen Suspension zumischt, wobei man den anderen Teil des Siebwassers, der vor einer weiteren Anwendung gereinigt werden muss, einer sogenannten Faserrückgewinnung in Flotations- oder Sedimentations-Stofffängern unterzieht. Der so gewonnene Fangstoff enthält neben den Stoffteilchen und Stoff-Fasern auch die Verunreinigungen, hauptsächlich die Druckfarben- Reste und die sogenannten Stickies. Dieser Fangstoff wird dem zu verarbeitenden Altpapiermaterial zugegeben und mit ihm zu der zu verarbeitenden Suspension aufbereitet. Dabei werden die Verunreinigungen bei den verschiedenen Sortierungsvorgängen eventuell eliminiert oder bei den verschiedenen Dispergierungsvorgängen durch Verkleinerung unschädlich gemacht.

Trotz dieser Vorkehrungen kommt es immer wieder zu ungewünschten Ablagerungen von den Stickies, die in der fertigen Papierbahn Löcher ausreissen oder durch Abstossen der Faser die Bildung der Löcher im Produkt verursachen.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, Massnahmen zu treffen, die die Rückführung der erwähnten schädlichen Stickies aus dem Siebwasser verhindern. Dabei soll aber der in dem Siebwasser vorhandene Stoffanteil, insbesondere der Feinstoffanteil für eine nochmalige Verwendung bei der Papierherstellung zurückgewonnen werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Siebwasser vor der Stoffrückgewinnung einer selektiven Trennung unterzogen wird zum Gewinnen einer Ueberlauf-Fraktion, die die klebrigen Verunreinigungen, die sogenannten Stickies enthält, mit welcher Ueberlauf-Fraktion die Stickies aus dem Kreislauf des Siebwassers ausgeschieden werden, wobei die hauptsächlich die Feinstoffteilchen enthaltende Gutstoff-Fraktion zurück vor die Papiermaschine oder zu weiteren Verbrauchern in der Papierfabrik als zurückgewonnener Stoff geführt wird.

Auf diese Weise entfernt man die Stickies laufend aus dem Siebwasser der Papiermaschine, so dass ihre Kleb- und Agglomerationsneigung stark reduziert wird. Es tritt keine Anreicherung der Stickies in dem kreislaufenden Siebwasser ein, die dann als chemisch oder mechanisch verursachte Agglomerate in das System zurückgelangen würden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei dem Kreislauf des Siebwassers sich die Stickies in dem zu verarbeitenden Stoff ständig anreichern. So wurde bei einer Herstellung von Zeitungspapier aus 100%ig waschdeinktem Stoff auf einer Langsieb-Papiermaschine beobachtet, dass trotzdem häufig Schwierigkeiten durch Ablagerungen von Stickies auftreten, die dann z. B. zu den oben beschriebenen, mangelhaften Qualitäten des Produktes führen. Es wurde z. B. beobachtet, dass im Siebwasserkanal, besonders am vorderen Teil der Siebpartie, häufig Agglomerate von Druckfarbenpartikeln, die sogenannten Ink-Balls mit einem ca. 1 mm Durchmesser, an der stark schäumenden Siebwasseroberfläche aufschwemmen. Da die Stickies gleich wie die Druckfarbenpartikel hydrophobe Eigenschaften besitzen, ist anzunehmen, dass auch die Stickies im Siebwasser flotieren und agglomerieren, was allerdings wegen ihrer zumeist helleren Farbe oder Farblosigkeit nicht leicht festzustellen ist. Offensichtlich neigen die ursprünglich bei der Stoffaufbereitung minimalisierten Stickies zu Ablagerungen als grössere Sekundär-Agglomerate, die im Kreislauf des Siebwassers durch mechanische und chemische Einwirkung entstehen und über das Verdünnungswasser sowie über den Fangstoff von Stoff-Fängern wieder auf die Papiermaschine zurückgebracht werden.

Die Hauptidee der Erfindung ist also eine kontinuierliche Entfernung von klebrigen Verunreinigungen, seien es die sogenannten Stickies oder die Ink-Balls aus den Stoff- und Wasserkreisläufen von Papiermaschinen, womit die Bildung der Agglomerate der klebrigen Partikel vermieden wird und damit die Klebrigkeit des zu verarbeitenden Stoffes reduziert wird. Die Mängel in dem hergestellten Produkt sind nicht mehr festzustellen.

Vorteilhafterweise werden die klebrigen Verunreinigungen aus dem Siebwasser der Papiermaschine mit vorhandenem oder speziell erzeugten Flotationsschaum laufend abgeführt. Zur Vermeidung von Stoffverlusten bei dem Flotieren des Siebwassers kann ein Ueberlauf mit den Stickies und noch vorhandenem Stoff in einem nachgeschalteten Arbeitsgang in der sogenannten Sekundärstufe nochmals behandelt, beispielsweise durch Niederschlagen des ursprünglichen Siebwasserschaumes und seine nochmalige Flotation.

Bei einer sonst üblichen Totalreinigung oder Gesamtentstoffung des Siebwassers wurden eben auch die klebrigen Substanzen erfasst und gelangten mit dem rückgewonnenen Feststoff ins System zurück, unterwegs wahrscheinlich agglomeriert und daher mit verstärkter Klebwirkung. Im Gegensatz dazu wird bei dem Erfindungsgegenstand die Stickies enthaltende und abzuführende Ueberlauf- Fraktion von der faserenthaltenden Fraktion selektiv abgetrennt.

Zu der Erfindung führte auch der Umstand, dass es gelungen ist, in dem Siebwasserschaum die Stickies eindeutig nachzuweisen. Dies auch mengenmässig in einer Stoffbilanz.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand näher beschrieben und erklärt. Dies bezieht sich auf eine Zeichnung, in welcher schematisch ein Wasser- und Stoffkreislauf an einer Papiermaschine dargestellt ist. In dem Diagramm sind drei Positionen in den Kreisläufen bestimmt, wo der Einsatz der erfindungsgemässen Behandlung beispielsweise in Frage käme.

Eine Papiermaschine 1 ist zum Verarbeiten einer Suspension vorgesehen, die aus Altpapier aufbereitet wurde. Diese Suspension kommt aus einem Stoffkreislauf 3, dem ein Vertikalsortierer 39 vorgeschaltet ist, auf eine Langsiebpartie 2 zum Entwässern. Dabei entsteht ein Siebwasser 4, das neben den dort vorhandenen Faserstoff- und Feinstoffpartikeln auch verschiedene Verunreinigungen enthält, u. a. auch die klebrigen Verunreinigungen, die sogenannten Stickies. Das Siebwasser wird weiter verwendet, indem man es in einem Teil zur Verdünnung der aufbereiteten Faserstoff- Suspension, die durch eine Leitung 28 zugeführt wird, zumischt. Dies geschieht in einer Mischpumpe 27, und die verdünnte Suspension wird durch eine Leitung 38 über den Sortierer 39 und den Stoffauflauf 3 auf die Langsiebpartie 2 geführt. Ein restlicher Teil des Siebwassers wird dann über eine Pumpe 29 und eine Leitung 30 zu anderen Verbrauchsstellen geführt, z. B. als Prozesswasser bei der Aufbereitung der Faserstoff-Suspension aus dem Altpapier. Mit diesem Kreislauf reduziert man erstens einen Wasserverbrauch und zweitens verhindert man Verluste an dem Fasermaterial. Wasser und das Fasermaterial werden auf diese Weise in den Prozess immer wieder zurückgeführt.

Erfindungsgemäß will man aus diesen Kreisläufen vor der Rückgewinnung des Fasermaterials die Rückführung der ungewünschten Stickies damit vermeiden, dass man den Anteil der Stickies aus dem Siebwasser kontinuierlich entfernt.

Nach einer ersten Anordnung kann man sämtliches Siebwasser 4, was zu der Zirkulation durch Leitung 5 geführt wird, von den Stickies reinigen. Dazu wird das Siebwasser über eine Leitung 9 in eine Flotationszelle 10 geführt. Die Gutstoff- Fraktion, die das faserige Material im wesentlichen enthält, wird durch die Leitung 13 abgezogen und mit dem rückgewonnenen Fasermaterial zur Verdünnung des zu verarbeitenden Gutstoffes über die Mischpumpe 27 vor die Papiermaschine geführt, oder der überschüssige Teil dieser Fraktion kann über die Pumpe 29 und die Leitung 30 zu anderen Verbrauchern geführt werden. Diese Verbindungen zwischen der Leitung 13 und der Mischpumpe 27, bzw. der Pumpe 29 sind vereinfachungshalber in dem Schema nicht gezeichnet. In dieser Flotationszelle 10 wird eine Ueberlauf- Fraktion mit dem entstehenden Schaum gewonnen, die die klebrigen Stickies enthält und aus dem Kreislauf über eine Leitung 11 ausgeschieden wird. In dem Falle, dass nach der Flotation in der Zelle 10 die schaumige Ueberlauf-Fraktion noch zu viel Fasermaterial in sich aufgenommen hat, wird in einer nachfolgenden Flotationszelle 12 eine nochmalige Trennung vorgenommen. Dies zum Abtrennen des in der Fraktion vorhandenen, zurückzugewinnenden Feinstoffanteils, welcher über die Leitung 15 zu der Mischpumpe 27 bzw. zu der Pumpe 29 geführt wird. Der Ueberlauf aus dieser Zelle 12 wird über die Leitung 14 aus dem Kreislauf abgeschieden und verworfen.

Eine andere Möglichkeit des Behandelns des Siebwassers besteht darin, dass das Siebwasser über die Leitung 5 in einem Flotationstank 6 flotiert wird. Dieser Flotationstank 6 kann auch in einem Siebwasserkanal ausgebildet werden, indem man den Siebwasserkanal bzw. das Siebwasserschiff als eine Flotationszelle, mindestens streckenweise einrichtet und mit Belüftung versieht. Ein Ueberlauf aus diesem Flotationstank 6 kann in einen zweiten Flotationstank 8 überführt werden. Die Gutstoff-Fraktion aus dem Tank 6 kann über die Leitung 16 mit dem gewonnenen Faserstoffmaterial über die Mischpumpe 27 vor die Papiermaschine zurückgeschickt werden. Falls diese Gutstoff-Fraktion noch zu viele Verunreinigungen, hauptsächlich die Stickies enthalten sollte, schliesst man das Ventil 17 zu und schickt die Fraktion über eine Leitung 20 in eine Flotationszelle 21. Die Gutstoff-Fraktion zieht man über eine Leitung 22 ab und führt sie zu der Mischpumpe 27. Die die Stickies enthaltende Ueberlauf- Fraktion wird über die Leitung 23 abgeführt. Falls sich in dieser Ueberlauf-Fraktion immer noch Fasermaterial befindet, unterzieht man die Fraktion einer nochmaligen Abtrennung in einer Flotationszelle 24 zum Rückgewinnen des faserigen Materials, das dann über eine Leitung 26 zu der Mischpumpe geführt wird. Die Ueberlauf-Fraktion aus der Zelle 24, die nun praktisch nur die wegzuwerfenden Substanzen, hauptsächlich die Stickies enthält, wird über die Leitung 25 aus dem Kreislauf ausgeschieden und weggeworfen, dies passiert mit einem minimalen Wasserverlust. Wenn gewünscht, kann diese wegzuwerfende Fraktion noch weiter, z. B. durch Zentrifugieren, eingedickt werden.

Die Ueberlauf-Fraktion aus dem Flotationstank 6 wird in einem Tank 8 aufgefangen. In dem Fall, dass sie genügend rein ist für die weiteren Verwendungszwecke, wird sie über eine Leitung 18 und die Pumpe 29 über die Leitung 30 zu den Verbrauchsstellen geleitet. Falls aber dieser Anteil ungewünschtermassen Verunreinigungen, hauptsächlich Stickies enthält, wird diese Franktion nach Schliessen eines Ventils 19 über eine Leitung 31 in einer Flotationszelle 32 geführt und dort flotiert. Die hier gewonnene Gutstoff-Fraktion wird über eine Leitung 33 abgezogen und zu den früher oben beschriebenen Wiederverwendungszwecken geleitet. Falls die schaumige Ueberlauf-Fraktion aus dieser Zelle 32 immer noch Fasermaterial enthält, wird sie über eine Leitung 34 in eine nachfolgende Flotationszelle 35 zu einer nochmaligen Trennung geführt. Dabei gewinnt man die Gutstoff-Fraktion, die man über die Leitung 37 abziehen kann und zu weiteren Verwendungszwecken führen kann. Die hier gewonnene Ueberlauf- Fraktion enthält die Stickies und die anderen ungewünschten Substanzen und wird über eine Leitung 36 aus dem Kreislauf abgezogen.

Es wäre möglich, das Siebwasser 4 in zwei Strömen abzuführen und zu behandeln. Der eine Strom würde aus dem sogenannten Siebwasser I bestehen, was direkt über die Leitung 5 in den Flotationstank 6 geführt würde, und falls gewünscht bzw. wegen seiner Konsistenz möglich, ohne Behandlung direkt über die Mischpumpe 27 zurückgeführt. Dieser Strom könnte aber auch auf die vorher beschriebene Weise erfindungsgemäss behandelt werden.

Der Tank 8 würde über eine Leitung 7 mit dem sogenannten Siebasser II gefüllt, was aus einem hinteren Abschnitt der Siebpartie stammt. Dieses Siebwasser II, welches auch den Ueberlauf von Siebwasser I enthalten könnte, würde dann in dem Tank 8 oder den nachfolgenden Aggregaten 32 bzw. 35 auf die erfindungsgemässe Weise gereinigt und nach der erfolgten Reinigung, bzw. Rückgewinnung seines Fasermaterialbestandes zurück über die Kreislaufwege geführt.

Durch die selektive Flotation, die wahlweise nach Bedarf auch zweistufig vorgenommen werden kann, wird eine vollkommene, bzw. mindestens befriedigende Abtrennung der Stickies und anderen ungewünschten Verunreinigungen aus dem Siebwasser erzielt. Dabei wird das Fasermaterial praktisch voll zurückgewonnen und mit dem Wasser in den Prozess zurückgeführt.

Es ist möglich, dass diese zweite Trennungsstufe in einer kleineren Flotationszelle als die erste vorgenommen wird. Die Flotierung, bzw. die Schaumbildung bei der Flotation wird durch Zugabe von geeigneten Schäumer-Chemikalien in das Siebwasser gesteuert. Man greift zur Zugabe von Sammler- Chemikalien ins Siebwasser, für den Fall, wenn der Schaum nicht genügend tragfähig ist. Zu dem Transport der schaumigen Ueberlauf-Fraktion schlägt man den ursprünglichen Siebwasserschaum mit Sprühwasser nieder. Der Ueberlauf mit den Stickies kann nicht nur mit der Nachflotation in einer sekundären Flotationszelle gereinigt werden. Es kämen auch andere Reinigungsmethoden in Frage, womit die klebrigen Verunreinigungen im Ueberlauf in aufkonzentrierter Form aus dem System abgeführt werden. Solche Techniken bieten z. B. die bekannten Cleaner, gegebenenfalls Hydrozyklone und andere zu diesem Zwecke bekannte Vorrichtungen.

Die Zeichnung ist vereinfachungshalber auf das wesentliche beschränkt. Sonstige anzuwendende Apparate, Leitungen oder Vorrichtungen, z. B. verschiedene Puffer- oder Aufnahmebehälter sowie Belüftungsanlage und Belüftungsvorrichtungen sind als allgemein bekannt und selbstverständlich weder gezeichnet noch in der Beschreibung eigens erwähnt. Auch die zur erfindungsgemässen Reinigung bzw. Trennung des Siebwassers zu beschreibenden Flotationszellen alternativ anwendbaren Apparate, wie z. B. Filter oder Sedimentationsapparate, Zentrifugen usw. werden als bekannt hier nicht beschrieben oder erklärt. Dies betrifft auch die möglicherweise zur Unterstützung der Flotation einsetzbaren, dem Fachmann bekannten Chemikalien.

Claims (10)

1. Behandlung des Siebwassers (4) einer eine aus Altpapier aufbereitete Faserstoff-Suspension verarbeitende Papiermaschine (1) mit Stoffrückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebwasser (4) einer selektiven Trennung (6, ggf. 10, ggf. 21, ggf. 32) unterzogen wird, zum Gewinnen einer Ueberlauf-Fraktion (8, ggf. 11, ggf. 23, ggf. 34), die im Siebwasser (4) vorhandene klebrige Verunreinigungen, die sogenannten Stickies enthält, mit welcher Ueberlauf-Fraktion die Stickies aus dem Kreislauf des Siebwassers (4) ausgeschieden werden, wobei die hauptsächlich Fein- und Füllstoffteilchen enthaltende Gutstoff-Fraktion (16, ggf. 22, ggf. 26, ggf. 18, ggf. 13, ggf. 15, ggf. 23, ggf. 33, ggf. 37) zurück vor die Papiermaschine (1) über Zuführungswege (38, 30) mit dem zurückgewonnenen Stoff geführt wird.

2. Behandlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickies enthaltende Ueberlauf-Fraktion einer der ersten ggf. 35) unterzogen wird zum Abtrennen hauptsächlich des in der Fraktion vorhandenen, zurückzugewinnenden Feinstoffanteils (15, ggf. 37, ggf. 26), der zurück vor die Papiermaschine (1) geführt wird, womit eventuelle Stoffverluste vermieden werden.

3. Behandlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung mittels einer selektiven Flotation durchgeführt wird zum Abtrennen der Stickies und hauptsächlichen Behalten der Fein- und Füllstoffteilchen in der Suspension.

4. Behandlung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nochmalige Trennung als selektive Flotation in einer kleineren Flotationszelle (12, ggf. 24, ggf. 35) als die erste Trennung durchgeführt wird.

5. Behandlung nach Anspruch 1 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebwasser durch einen Siebwasserkanal (6) geführt wird, der mindestens streckenweise als belüftete Flotationszelle ausgebildet ist.

6. Behandlung nach Anspruch 3, bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumbildung bei der Flotation durch Zugabe von Schäumer-Chemikalien in das Siebwasser gesteuert wird.

7. Behandlung nach Anspruch 3, bzw. 4 und 6, gekennzeichnet durch Zugabe von Sammler-Chemikalien ins Siebwasser, falls der Schaum nicht genügend tragfähig ist.

8. Behandlung nach Anspruch 2, bzw. 4, gekennzeichnet durch Niederschlagen des ursprünglichen Siebwasser-Schaumes mit Sprühwasser vor der nochmaligen Flotation.

9. Behandlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutstoff-Fraktion (22), ggf. (26), über eine Mischpumpe (27) dem Strom (28) der über den Weg (38) in der Papiermaschine (1) zu verarbeitenden Faserstoff-Suspension zu deren Verdünnung zugemischt wird.

10. Behandlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutstoff-Fraktion (33, ggf. 37) über eine Pumpe (29) und über Weg (30) zu sonstigen Verbrauchern in der Papierfabrik zurückgeführt wird, z. B. in Form von Prozesswasser bei der Aufbereitung der Faserstoff-Suspension aus dem Altpapier.