DE3707813C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausbringen von betriebsfremden Feststoffen aus Stofflösern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbringen von betriebsfremden Feststoffen aus Stoff­ lösern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Halbstoffe, u. a. auch Altpapier, werden zur Ganzzeug­ herstellung in Pulper genannten Stofflösern vorzerklei­ nert. Bei dieser Naßaufbereitung werden für Altpapier Stofflöser eingesetzt, die mit einer Schmutzzopfwinde und einer Sinkstoffabführung ausgerüstet sind. Die schwimmenden, sich im Wasser nicht auflösenden Bestandteile (naßfestes Papier, Drähte usw.) spinnen sich zu einem Schmutzzopf zusammen, die absinken­ den Metall- und Glasteile werden durch ein Becherwerk oder eine Schmutzschleuse aus dem Stofflöser entfernt.

Altpapier, das in der Papierindustrie wiederverwertet werden soll, enthält je nach seiner Herkunft geringere oder größere Mengen an sogenannten papierfremden Bestand­ teilen, die naturgemäß unangenehme Auswirkungen zeigen. Derartige papierfremde Bestandteile sind jegliches Fremd­ material im Altpapier, das bei dessen Verarbeitung Schäden an den Maschinen oder Störungen während der Pro­ duktion verursachen kann, sowie Wertminderung im Fertig­ produkt hervorruft. Zu den papierfremden Bestandteilen zählen vor allem Metalle, Kordeln, Glas, Textilien, Holz, Sand- und Baustoffe, Kunststoffe, sogenannte "syntheti­ sche Papiere", Abfälle jeder Art und Herkunft usw.

Sortierte Papierabfälle dürfen maximal 1% derartiger betriebsfremder Feststoffe enthalten, bei gemischtem Altpapier bewegt sich deren Anteil bei etwa 3% und kann bei hoch verschmutztem Altpapier, wie es z. B. als Frakti­ on einer Müllentsorgungsanlage anfällt, Prozentsätze von 20 bis 30 erreichen und sogar übersteigen.

Von der Schmutzzopfwinde wird dabei nur ein Teil dieser Feststoffe erfaßt. Alles übrige, das nicht durch die Siebzone hindurchfällt und von der Sinkstoffabführung erfaßt wird, lagert sich an der Siebzone ab und bildet mit der Zeit eine den Stofflöserbetrieb störende Schicht, die periodisch entfernt werden muß. Nachteilig ist dabei neben dem Verlegen der Siebzone auch der Umstand, daß auch die betriebsfremden Feststoffe durch den Pulper­ betrieb langsam zerkleinert und dann zusammen mit dem aufgeschlagenen Papierbrei (Stoff) durch die Siebzone hindurch in die weiteren Verarbeitungsstufen mitgeschleppt werden.

In der Praxis bringt sowohl das Herausheben des Schmutz­ zopfes als auch die Entfernung der Feststoffansammlungen an der Siebzone beträchtliche Schwierigkeiten; die Pulper müssen bis zu mehrmals pro Arbeitsschicht abgestellt, entleert und ausgeräumt werden, was oft nur von Hand aus möglich und eine sehr unangenehme Arbeit ist.

Zur automatischen Reinigung von Stofflösern sind bereits folgende Systeme bekanntgeworden:

• - System mit periodischem Austrag des Rückstandes aus dem Stofflöser, nachdem der aufgelöste Papierstoff über ein Sieb abgezogen wurde, beschrieben z. B. in DE 31 49 135 A1.
• - System mit kontinuierlichem oder zyklischem Abzug einer Teilmenge aus dem Stofflöser in eine Reinigungseinrichtung, welche meist eine auflösende Wirkung hat, anschließend Zurückleitung des gereinigten Stoffanteiles oder Vorwärtsführung in die Ableerbütte.
• - System mit Ableerung der gesamten aufgelösten Stoffmenge über eine Lochtrommel, wobei die aufgelösten Stoffe durch die Löcher fallen und der Unrat in der Trommel zurückgehalten und an deren Ende ausgetragen wird.
• - System mit periodischer Ableerung des gesamten aufgelösten Stoffes über ein Gerät mit auflösender Wirkung und Lochplatte, wobei die Unratanteile von dieser zurückgehalten werden. Ein derartiges System ist aus der DE 33 34 448 A1 bekannt, bei dem ein Zusatzapparat mit einem Aufschlagrad und einem Sieb vorgesehen ist. Dabei gelangt der gesamte Stoffstrom in den Zusatzapparat, was zu einer unerwünschten Schmutzstoffzerkleinerung führen kann. Zudem sind die relativ geringen Abmessungen des Zusatzapparates wegen der Verstopfungsgefahr bei großen Schmutzteilen problematisch.

Diese Systeme sind lediglich in der Lage, gering verschmutztes Altpapier zu verarbeiten; oder sie führen zu Unratzerkleinerungen oder zu Papierstoffverlusten.

Gemäß der DE 25 47 896 C3 wird der übliche Stofflöser durch eine Auflösetrommel ersetzt. Diese ist allerdings nur zur Verarbeitung leicht auflösbarer Papiersorten geeignet, da sie lediglich die Fall- und Rollbewegung des angefeuchteten Papiers innerhalb der Trommel ausnutzt. Ein allgemeiner Einsatz für verschmutzte Altpapiersorten ist nicht möglich; es wären zumindest große Papierstoffverluste zu erwarten.

Aus der DE 29 49 062 A1 war bereits ein weiterer Vorschlag bekannt, und zwar ein Siebelement zur Trennung von teilweise aufgelöstem Papierstoff-Unratgemisch, wobei außerdem die Haftfähigkeit des nassen Papierstoffs ausgenutzt wurde. In Verbindung mit dem zusätzlich erforderlichen Auflösesystem war das jedoch sehr aufwendig.

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen auch stärker verschmutztes Altpapier verarbeitet werden kann, der Papierstoffanteil im Abfall sehr gering gehalten werden kann, und die betriebsfremden Feststoffe als solche vollmechanisch aus dem Pulper ausbringbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Unter "mindestens teilweise" ist eine möglichst voll­ ständige Abtrennung des Papierstoffanteiles des Pulper­ inhalts zu verstehen, z. B. ein Abtrennen von 95 bis 97% des Papierstoffanteils des Pulperinhalts, so daß in der Masse der betriebsfremden Feststoffe ein möglichst gerin­ ger Papierstoffrest verbleibt.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, die allein oder in beliebigen Kombinationen an­ gewendet werden können, sind die folgenden:

Die betriebsfremden Feststoffe werden unter Rückspülung durch die Siebzone hindurch aufgeschwemmt.

Aufschwemmflüssigkeit wird insbesondere in einer Siebtrommel, abgezogen, die vorzugsweise als Stufen- oder Konustrommel mit Dickstoff-Förderer ausge­ bildet sowie vorzugsweise mit Dickstoff-Auflockerern ver­ sehen ist, die insbesondere den Dickstoff ohne Vorwärts­ komponente an der Trommelwandung hochfördern, worauf er in die Trommel zurückfällt.

Die betriebsfremden Feststoffe werden nach dem Austrag aus der Siebtrommel unter weiterer Flüssigkeitsabgabe ver­ dichtet.

Dementsprechend ist der Stofflöser erfindungsgemäß vor allem mit einer Aufschwemmvorrichtung zur Aufschwemmung an einer Seite der Siebzone angesammelter betriebsfremder Stoffe sowie mit einer vollmechanischen Austragvorrichtung für die erhaltene Aufschwemmung ausgerüstet.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die allein oder in beliebigen Kombinationen verwirklicht sein können, sind die folgenden:

Zur Abtrennung von Aufschwemmflüssigkeit aus der Auf­ schwemmung der betriebsfremden Feststoffe ist als Filter insbesondere eine Siebtrommel vorgesehen.

Die Siebtrommel ist mit einer Verengung, insbesondere als Stufentrommel oder Konustrommel ausgebildet und mit Dick­ stoff-Förderern, insbesondere einer Mitnehmerspirale sowie vorzugsweise mit Dickstoff-Auflockerern ausgerüstet.

Die Siebtrommel ist mit in Förderrichtung ansteigender Achse angeordnet.

Es ist eine Aufschwemmflüssigkeitsrückführung zum Stoff­ löser vorgesehen.

Es ist ein Aufschwemmflüssigkeitsbad vorgesehen, in wel­ ches die Siebtrommel teilweise eintaucht.

Es ist eine Konustrommel vorgesehen, bei der Beschickung bzw. Austrag auf derselben Trommelseite angeordnet sind und die vorzugsweise für einen Fahrbetrieb mit Dreh­ richtungsumkehr ausgestaltet ist.

Es ist eine Entwässerungspresse für die aus der Sieb­ trommel ausgetragenen betriebsfremden Feststoffe vorge­ sehen.

Unterhalb des Filters, insbesondere unterhalb der Sieb­ trommel, ist eine Sinkstoffabführung mit automatischem Austrag angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert, in der Fig. 1 ein Anlagenschema, Fig. 2 eine wahlweise Siebtrommelausführung und Fig. 3 eine andere Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Sinkstoffabführung ist.

Das Altpapier wird in bekannter Weise in Ballen oder lose in den Stofflöser 1 eingetragen, wo die periodische oder kontinuierliche Auflösung mittels Verdünnungswasser er­ folgt.

Als Verdünnungswasser wird üblicherweise geklärtes oder ungeklärtes Rückwasser verwendet; die Zugabe von Frisch­ wasser ist ebenfalls möglich. Bei periodischem Auflöse­ betrieb erfolgt die Verdünnungswasserzugabe vorzugs­ weise durch die Lochplatte 2 des Stofflösers, um diese von Verstopfungen freizuhalten (Zuleitung 3). Bei kon­ tinuierlichem Auflösebetrieb wird die Verdünnungswasser­ menge wie üblich von oben zugegeben (Zuleitung 4). Die aufgelöste Stoffsuspension wird durch die Lochplatte 2 und die Öffnung 5 ausgetragen und der weiteren Verarbei­ tung zugeführt.

Der erfindungsgemäße Reinigungszyklus wird durch das vollständige Abpumpen der Stoffsuspension aus dem Stoff­ löser eingeleitet. Zweckmäßig ist eine Zwischenverdünnung des verbleibenden Restes und nochmaliges Abpumpen, um den Gehalt an Papierstoff im rückgehaltenen Unrat zu minimie­ ren.

Die auszutragende Unratmenge wird nach der Entleerung der Stoffsuspension aus dem Stofflöser von der Lochplatte 2 zurückgehalten, mittels einer durch die Zuleitung 3 zugesetzten Rückwassermenge in der Größenordnung von 5 bis 10% des Stofflöservolumens aufgeschwemmt, aus dem Stofflöser ausgewaschen und nach Öffnen der Schleuse 6 in eine Lochtrommel 7 geführt.

Nach dem Schließen der Schleuse 6 ist der Stofflöser 1 wieder betriebsbereit.

In der Lochtrommel 7 erfolgen die Entfernung des zum Aus­ waschen benötigten Verdünnungswassers und die Vergleich­ mäßigung der Unratmenge, so daß diese kontinuierlich aus der Lochtrommel ausgetragen werden kann. Zur Verhinderung des Überlaufens bei stoßweisem Eintrag und kontinuier­ lichem Austrag wird die Lochtrommel 7 erfindungsgemäß vorzugsweise als Stufentrommel oder wie alternativ darge­ stellt als konische Trommel ausgeführt.

Das aus der Lochtrommel 7 abfließende Wasser gelangt in das Absetzbecken 8. Dieses ist mit einer Austragsvor­ richtung 9 für sinkbare Teil, wofür vorzugsweise eine Schnecke verwendet werden kann, ausgerüstet. Der mit der Austragsvorrichtung 9 abgeschiedene Unratanteil wird in der Fördereinrichtung so weit entwässert, daß er direkt in einen Abfallcontainer oder auf ein Förderband gelangen kann. Das so von sinkbarem Unrat befreite Verdünnungs­ wasser kann durch die Pumpe 10 und die Leitung 11 direkt oder über eine vorgeschaltete Wasserreinigungsanlage 12 wieder dem Auflösevorgang zugeführt werden.

Der Unrat wird durch die Drehung der Lochtrommel 7 in dieser vergleichmäßigt, wobei auch eine kurzzeitige Um­ kehr der Drehrichtung nützlich sein kann. Zur Vergleich­ mäßigung sind nicht dargestellte Dickstoffauflockerer vorgesehen, z. B. Mitnehmetaschen, die beim Drehen der Trommel Dickstoff, im wesentlichen ohne Förderkomponente in Trommelachsrichtung, entlang des Trommelumfangs so lange hochfördern, bis der Dickstoff infolge der Schwerkraft wieder in Richtung Trommelboden zurückfällt.

Der Austrag des in der Lochtrommel entwässerten Unrates erfolgt kontinuierlich in eine Entwässerungseinrichtung 13, wobei vorzugsweise Schraubenverdichter verwendet wer­ den. Nach der Entwässerungseinrichtung 13 kann der ent­ wässerte Unrat direkt in einen Abfallcontainer oder auf ein Förderband geführt werden.

Der vorgeschriebene Reinigungsvorgang des Stofflösers kann bei extrem hoher Unratmenge nach jedem Auflösevorgang vorgenommen werden. Bei geringeren Unratmengen und perio­ dischem Stofflöserbetrieb kann der Reinigungszyklus z. B. nach jeder zweiten oder dritten Auflösecharge erfolgen. Bei kontinuierlichem Stofflöserbetrieb kann der Reini­ gungszyklus in Anpassung an die Unratmenge mittels Zeit­ automatik voreingestellt werden.

In jedem Fall ist sichergestellt, daß der gesamte Reini­ gungszyklus rechtzeitig und vollautomatisch abläuft, ohne daß manuelle Eingriffe nötig sind. Dazu gehört eine voll­ automatische Steuerung des gesamten Vorganges.

Die Siebzone im Pulper ist üblicherweise ein Lochblech oder dergleichen. Zur Unterstützung der Aufschwemmung der Ansammlung der betriebsfremden Feststoffe an der Siebzone kann z. B. ein Aufschwemmflüssigkeitsdruckstrahl, oder mehrere derartiger Strahlen - vorzugsweise unter gleich­ zeitiger Rückschwemmung durch die Siebzone hindurch in den Pulperinnenraum - in diese Ansammlung gerichtet wer­ den, vorzugsweise parallel zur Siebzonenbegrenzung und in geringem Abstand zu dieser. Gegebenenfalls kann diese Aufschwemmung auch mehrstufig erfolgen, mit mindestens einer Vorstufe zum Ausspülen des Papierstoffgehalts, der gesondert abgeführt wird.

In aller Regel wird als Aufschwemmflüssigkeit Wasser eingesetzt werden, vor allem Brauchwasser, das auch als Lösewasser im Pulper dient; es können aber auch andere Flüssigkeiten eingesetzt werden.

Die Aufschwemmflüssigkeit wird in den Pulper rückgeführt - gegebenenfalls nach einer Zwischenreinigung z. B. durch Filtern - und dort als Löse- und/oder Auf­ schwemmflüssigkeit verwendet.

Die Aufschwemmung der betriebsfremden Feststoffe wird absatzweise erhalten, vorzugsweise jedoch kontinuierlich aufgearbeitet unter Abtrennung von Aufschwemmflüssigkeit. Hierfür können sämtliche bekannten mechanischen Filter­ einrichtungen eingesetzt werden, z. B. Band- oder Trommel­ filter. Die Filter können dabei batch- bzw. chargenweise oder kontinuierlich beschickt werden. Bei der batchweisen Beschickung wird z. B. die gesamte Aufschwemmphase auf einmal in einen Trommelfilter eingebracht, der dazu entsprechend dimensioniert sein muß. Hierzu sind besonders zylindrische Stufentrommeln, bei denen in Feststofförder­ richtung mindestens ein Zylinder kleineren Querschnitts auf einen Zylinder größeren Querschnitts folgt, oder konische Trommeln, die sich in Förderrichtung verjüngen, geeignet. Bei zylindrischen Stufentrommeln kann z. B. das Volumenverhältnis zwischen dem größeren Aufnahmeab­ schnitt und dem kleineren Weiterverarbeitungsabschnitt bis zu 20:1, oder auch darüber, vorzugsweise etwa 10:1, betragen.

Die Flüssigkeitsabscheidetrommeln sind günstig mit einer inneren Feststofförderung, insbesondere einer Zwangs­ förderung, z. B. einer Förderspirale, ausgerüstet und kön­ nen abschnittsweise, vor allem mit ihrem Aufnahmeabschnitt, über einen Teil ihres Umfanges in ein Aufschwemmflüssig­ keitsbad tauchen.

Die Achsen der Flüssigkeitsabscheidetrommeln können auch in Feststofförderrichtung ansteigen, so daß die auf einen immer geringeren Flüssigkeitsgehalt gebrachten Feststoffe aus der Naßphase ansteigend herausgefördert werden. Dies kann auch, wie aus der Zeichnung ersichtlich, bezüglich der Sinkstoffabscheidung verwirklicht sein.

Die innere Förderung in den Trommeln dient dabei auch der Vergleichmäßigung der Feststoffphase, wobei auch Papier­ stoffanteile an die Oberfläche gefördert und ausgewaschen werden.

Eine bevorzugte Anordnung mit einer konischen Flüssig­ keitsabscheidetrommel für Chargenbetrieb sieht vor, daß die Trommel einseitig beschickt und entleert wird, wobei der Trommelantrieb auf der anderen Seite angeordnet ist. Gegebenenfalls kann durch Antriebsumkehr auch zuerst eine Hinförderung der zu trocknenden Feststoffphase und dann eine Rückförderung zum Austrag aus der Trommel vor­ gesehen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind besonders zur Verarbeitung von hoch­ verschmutzten Altpapiersorten, insbesondere solchen, die betriebsfremde Feststoffe in Anteilen von über 5%, z. B. über 10%, enthalten, geeignet. Im Gegenteil wird dadurch überhaupt die Verarbeitung derartiger Chargen in größerem Umfang erst ermöglicht; aber auch beim erfindungsgemäßen Verarbeiten von geringer verschmutzten Altpapierchargen werden besondere arbeitstechnische Vorteile und eine weitaus höhere Produktqualität erzielt.

Claims (15)

1. Verfahren zum Ausbringen von betriebsfremden Feststoffen aus Stofflösern, in denen Altpapier aufgeschlämmt und die Aufschlämmung durch eine Siebzone hindurch zur Weiterverarbeitung abgezogen wird, wobei die Aufschlämmung periodisch unter möglichst vollständiger Abtrennung des Papierstoffanteils des Stofflöserinhalts aus dem Stofflöser abgeleert und anschließend die über der Siebzone angesammelten betriebsfremden Feststoffe aufgeschwemmt und als Aufschwemmung vollmechanisch aus dem Stofflöser ausgetragen werden, worauf der Stofflöser neu beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausbringen aus dem Stofflöser Aufschwemmflüssigkeit aus der Aufschwemmung der betriebsfremden Feststoffe mindestens einstufig über ein Filter abgezogen wird und daß Aufschwemmflüssigkeit in den Stofflöser rückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betriebsfremden Feststoffe unter Rückspülung durch die Siebzone des Stofflösers hindurch aufgeschwemmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betriebsfremden Feststoffe nach dem Austrag aus einer als Filter dienenden Siebtrommel unter weiterer Flüssigkeitsabgabe verdichtet werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stofflöser mit einer Aufschwemmvorrichtung zur Aufschwemmung an einer Seite der Siebzone angesammelter betriebsfremder Feststoffe, mit einer vollmechanisch arbeitenden Austragsvorrichtung für die erhaltene Aufschwemmung, sowie mit einer Aufschwemmflüssigkeitsrückführung ausgerüstet ist und daß dem Stofflöser ein Filter zur Abtrennung von Aufschwemmflüssigkeit aus der Aufschwemmung der betriebsfremden Feststoffe nachgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter zur Abtrennung von Aufschwemmflüssigkeit aus der Aufschwemmung der betriebsfremden Feststoffe eine Siebtrommel vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel mit einer Verengung versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel als Stufentrommel oder als Konustrommel ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel mit Dickstoff-Förderer ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickstoff-Förderer eine Mitnehmerspirale ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel mit Dickstoffauflockerern versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel mit in Förderrichtung ansteigender Achse angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein offener gefüllter Aufschwemmflüssigkeitsbehälter vorgesehen ist, in welchen die Siebtrommel teilweise eintaucht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine konusförmige Trommel mit Beschickung bzw. Austrag auf derselben Trommelseite vorgesehen ist, die vorzugsweise für einen Fahrbetrieb mit Drehrichtungsumkehr ausgestattet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwässerungspresse für die aus der Siebtrommel ausgetragenen betriebsfremden Feststoffe vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Filters, insbesondere unterhalb der Siebtrommel, eine Sinkstoffabführung mit automatischem Austrag angeordnet ist.