DE4024561A1 - Verfahren zur aufbereitung von altpapier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpa­ pier entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE-PS 23 11 674. Dabei ist der Gedanke, durch nur geringe Auflösung im Stofflöser und weit­ gehende Auflösung im Bleichturm während einer Lagerung von 2 bis 3 Stunden Energie einzusparen. Hierbei wird jedoch eine zusätz­ liche Apparatur in Form eines Eindickers benötigt, um die Sus­ pension auf die Konsistenz von etwa 25% zu bringen, bei der ge­ wöhnlich im Bleichturm gearbeitet wird. Dabei ist es also so, daß im Stofflöser die relativ niedrige Konsistenz und im Bleich­ turm die relativ hohe Konsistenz herrscht. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Stofflöser eine relativ geringe Verarbeitungs­ kapazität gegenüber dem Bleichturm hat. Ferner ist nachteilig die zusätzliche Eindickeinrichtung, welche hohe Kosten verur­ sacht. Auch ist die Auflösung im Stofflöser bei der dort angege­ benen Konsistenz von etwa 5 bis 6% heute nicht mehr wirtschaft­ lich und auch nicht technologisch günstigst durchführbar. Es muß bedacht werden, daß Verschmutzungen, die gewöhnlich im Altpapier enthalten sind, nicht in starkem Maße zerteilt werden, sondern frühzeitig ausgeschieden werden sollen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostenmäßig und technolo­ gisch günstigeres Auflösesystem zu schaffen, bei dem ein günsti­ ger Energieverbrauch vorliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird eine günstig arbeitende Auflöseeinrichtung (Stofflöser) angegeben.

Bekanntlich wird heute in Stofflösern bei relativ hoher Konsi­ stenz von 12 bis 17% mit einem spezifischen Arbeitsaufwand von gewöhnlich 25 Kwh/t und mehr (je Tonne Altpapier) bis zu einem geringen Reststippengehalt gearbeitet, wobei ein Auflöserotor verwendet wird, der im wesentlichen nach oben hin zumindest in ihrem unteren Teil kontinuierlich abnehmenden Außendurchmesser aufweisende oder am Außenumfang konisch zulaufende Förderwendeln als Umwälzorgane aufweist. Dadurch wird das Altpapier überwie­ gend durch mäßige Scherkräfte und Faserreibung schonend zer­ teilt, d.h. die Verunreinigungen werden unter Einwirkung des Auflöserotors möglichst wenig zerkleinert. Erfindungsgemäß wird praktisch ohne zusätzliche Entstippung am Auflöserotor bzw. einem Auflöserad desselben, z.B. durch Vorbeistreichen von ro­ tierenden Schaufeln desselben an einem Sieb, gearbeitet. Hier­ durch wird eine noch schonendere Zerteilung des Altpapiers er­ reicht, wobei in besonders günstiger Weise die Verschmutzungen durch einen Umwälzkreislauf dem Stofflöser nach und nach entzo­ gen werden können. Dabei wird der Gutstoff nach Zerteilung der Papierfetzen in dem Kreislauf-Apparat ausgesiebt und wieder in den Stofflöser zurückgeleitet.

Die spezifische Auflösearbeit im Stofflöser wird gering gehalten und beträgt höchstens 10 bis 15 Kwh/t Altpapier, je nach Festig­ keit bzw. Naßfestigkeit desselben; praktisch wird nur bis zur Pumpfähigkeit, wobei dann ein Stippengehalt zwischen 30% und 40% vorliegt, aufgelöst.

Ein Abzugsraum mit einem diesen vom übrigen Stofflöserteil tren­ nenden Sieb, zu dem parallel und an dem entlang zu dessen Frei­ haltung die Arme oder Flügel eines weiteren, laufradartigen Ro­ tors entlang bewegbar sind, ist dabei nicht in der unmittelbaren Nähe des Auflöserotors, sondern an einer Seitenwand des Stofflö­ sers vorgesehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei stellt

Fig. 1 prinzipmäßig einen Prozeßablauf des erfindungsge­ mäßen Verfahrens, wobei die Apparaturen teilweise geschnitten dargestellt sind, und

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch einen Stofflöser nach Fig. 1 dar.

Das Altpapier wird in Ballenform 15 oder lose über einen Förde­ rer 14 dem Stofflöser 1 zugeleitet, wo es durch die Einwirkung der als nach oben hin an ihrem Außenumfang zumindest in ihrem unteren Teil kontinuierlich oder konisch sich einengende Förder­ schnecken 3 des Förderrotors 2 zu Fetzen zerteilt wird. Dabei beträgt die Konsistenz im Stofflöser zwischen 8 und 12, vorzugs­ weise zwischen 10 und 12%. Der Auflöserotor hat eine vertikale Drehachse und ist am Boden des Stofflösers angeordnet und über seine Antriebswelle 30 von einem Motor 31 angetrieben. Seitlich in der Behälterwandung des Stofflösers ist ein Sieb 7 mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Lochung von 18 bis 25 mm Durchmes­ ser angeordnet, das einen Gutstoffraum 8 von dem übrigen Behäl­ terinhalt trennt. Vor dem Sieb rotiert ein Laufrad 5, das zur Freihaltung des Siebes und zu einer gewissen Durchmischung des Stofflöserinhalts in diesem Bereich mittels durch Leitung 13 zu­ geführtes Verdünnungswasser dient. Der Gutstoff wird aus dem Raum 8 über Stutzen 9 in Leitung 26 zu dem turmartigen Lagerbe­ hälter 22 zugeleitet. Am Stofflöser ist eine Abzugsöffnung 6 vorgesehen, an die sich eine Leitung 26 anschließt und die zu einem Wirbelströmungsapparat 10 führt, der mittels einem zu sei­ ner Eintrittsöffnung koaxial rotierenden Laufrad 11 die aus dem Stofflöser zu einem Anteil von 6 bis 20% dessen Durchsatzes entnommene Suspension über Leitung 16 der Sortiereinrichtung in Form einer gelochten Siebtrommel 17 zuführt. Diese Trommel ist beispielsweise an ihrer Welle 18 in Lagern 19 gelagert. Der nicht verwertbare Schmutz wird durch die stirnseitige Öffnung auf der linken Seite abgeworfen. Diese Öffnungen befinden sich zwischen den radialen Speichen 20, mittels derer die Trommel an ihrer Welle 18 befestigt ist. Es wäre natürlich auch möglich, die Sortiertrommel 17 auf Rollen an ihrem Umfang zu lagern.

Notwendiges Verdünnungswasser wird der Kreislaufmenge nach dem Stofflöser z.B. über Leitung 34 zugeführt.

Schwerteile werden wie üblich über eine Schwerschmutzschleuse 27 aus dem Stofflöser entfernt.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß der Gutstoffraum 8 bzw. das Sieb 7 an einer mehr oder weniger einseitigen Ausbuchtung 28 des Stoff­ lösers angeordnet sind. Dadurch strömt die Suspension nicht tan­ gential an dem Laufrad 5 vorbei, sondern wird im spitzen Winkel auf dieses und das Sieb 7 zugeleitet. Dies verbessert den Aus­ trag des Gutstoffs.

Es wird in dem Gutstoffraum 8 eine Konsistenz von etwa 5 bis 7% erreicht, mit welcher die Altpapiersuspension dann in den turm­ artigen Lagerbehälter 22 gelangt. Dort verbleibt sie zur weite­ ren (chemischen) Auflösung etwa 1 bis 2 höchstens 2 bis 3 Stun­ den und wird dann unter weiterer Verdünnung durch die Leitung 25 und mit Hilfe des Propellers 23 über den Stutzen 24 eventuelI nach weiterer Verdünnung auf etwa 4% dem weiteren Aufberei­ tungsprozeß zugeführt. Im folgenden sind natürlich weitere Sor­ tierstufen vorgesehen, wobei auch noch zum Teil eine weitere Zerkleinerung noch nicht zerkleinerter Faserbündel des Altpa­ piers erfolgt. Vom Gutstoffraum 8 des Stofflösers zum Lagerbe­ hälter 22 wird die Altpapiersuspension durch die Stoffpumpe 29 weitergepumt, die vorzugsweise selbstansaugend ausgebildet ist, um auch ein Pumpen bei nicht vermeidbaren größeren Mengen von eingeschlossener Luft durchzuführen. Es hat sich gezeigt, daß dies einwandfrei möglich ist.

Gegenüber heute auch viel benutzten Systemen mit Auflösekonsi­ stenzen im Stofflöser von 12 bis 17% wird somit ein starkes Verdünnen verbunden mit nachfolgender Eindickung und also auch ein Eindicker in diesem "vorderen" Prozeßabschnitt vermieden.

Es ist aus Fig. 2 noch zu erkennen, daß der Winkel a zwischen der durch die Schnittlinie der Mittelachse des Laufrades 5 und des Siebes 7 gezogene Radiale des Stofflösers mit der Siebfläche etwa einen Winkel von 120° beträgt. Dieser Winkel kann vorzugs­ weise zwischen 115 und 130° liegen. Der Winkel der Seitenwand des Stofflösers in diesem stromaufwärtigen Bereich mit der ge­ nannten Radialen kann dann zwischen 20° und 50° betragen, d.h. er kann bis zu 5° kleiner und bis zu 10° größer als der Winkel zwischen der Welle des Laufrades und der Radialen sein.

Festzuhalten ist aber, daß der Auflöserotor 2 nicht oberhalb eines Siebes und diesem dicht benachbart wie üblich rotiert, so daß er keine erhebliche Zerreiß- und Entstippungswirkung unmit­ telbar ausübt und somit in besonders schonender Weise das Altpa­ pier zerteilt. Die intermittierende Kreislaufführung der Faser­ suspension mittels Wirbelströmungsapparat 10 über Leitung 16 und Sortiereinrichtung 17 ist bekannt aus dem US-Patent 46 34 059.

Der Wirbelströmungsapparat kann eine nach dem Vortex-Prinzip ar­ beitende Pumpe (siehe US-A 43 70 172 oder Papier, Carton et Cel­ lulose 1986, Seite 57 - Fig. 5) oder ein Apparat nach US-A 46 34 059 sein, wobei das Verhältnis von (axialer) Länge zum Durchmesser des Gehäuseinnenraumes zwischen 0,8 und 1,5 liegen kann. Der Apparat (Pumpe) wird intermittierend betrieben mit zwischen 10 und 120 Zyklen je Stunde, wobei die hohen Werte mehr für die Vortex-Pumpe gelten.

Die Auflösechemikalien, z.B. 1,5-4% NaOH oder Na₂SO₃ oder ein Teil davon, können hier vorzugsweise schon in den Stofflöser eingegeben werden, ebenso wie eventuell benötigte Chemikalien für eine nachgeschaltete Flotation.

Die Auflösung im Stofflöser ergibt einen relativ hohen Anteil von restlichen Papierfetzen, die aber zum großen Teil durch die große Sieblochung hindurch abgesiebt werden können.

Claims (13)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier mit den Merkmalen: eine mäßige Zerteilung des Altpapiers in einem Stofflöser erfolgt bei einer Konsistenz zwischen 8 und 12% mit einem Arbeitsaufwand von höchstens 15Kwh/t großenteils zu Fetzen, gefolgt von Absieben der zerteilten Altpapierfetzen durch eine Sieblochung zwischen 18 und 25 mm Durchmesser, Abpumpen der abgesiebten Altpapierfetzensuspension mittels einer Pum­ pe und Förderung der Suspension in einen turmartigen Lager­ behälter (22) und Lagerung dort bei der Abpumpkonsistenz zwischen 5 und 7% zwecks weiterer Zerteilung (Auflösung durch Chemikalieneinwirkung) der Altpapierfetzen und Stippen sowie ferner eine Führung der Altpapiersuspension im Kreis­ lauf vom und zum Stofflöser (1) in einer Menge von 6 bis 20% des Stofflöserdurchsatzes mit in dem Kreislauf statt­ findender Zerteilung der Altpapierfetzen mittels einem in­ termittierend arbeitenden Wirbelströmungsapparat (10), von dem aus die im Kreislauf geführte Fasermenge einer weiteren Siebung unterworfen wird, um auflösbare Altpapierbe­ standteile in den Stofflöser (1) zurückzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung im Stofflöser unter Einwirkung von mäßigen, von einem Rotor mit wendelförmiger Beschaufelung erzeugten Scherkräften erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerteilung des Altpapiers im Stofflöser bei einer Konsistenz zwischen 10 und 12% und die Lagerung im turmar­ tigen Behälter für 1 bis 2 Stunden erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus dem Stofflöser (1) Schwerteile über eine Schwerteilschleuse (29) getrennt abgezogen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Siebung in einem vom Auflöserotor entfern­ ten Bereich des Stofflösers erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflösung im Stofflöser im wesentlichen gerade bis zur Pumpfähigkeit der Altpapiersuspension erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflösung im Stofflöser in einer Zeit bis höchstens 6 min. erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die chemische Auflösung im turmartigen Lager­ behälter während einer Durchlaufzeit in diesem von 1 bis 2 Stunden erfolgt.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem turm­ artigen Lagerbehälter (22) für den Gutstoff des Stofflösers und einem Stofflöser (1) und je einem in einem Kreislauf vom und zum Stofflöser vorgesehenen Wirbelströmungs- und Sor­ tierapparat, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Stoff­ lösers (1) ein Rotor (2) mit vertikaler Drehachse angeordnet ist, der auf einem Grundkörper nach oben hin zumindest in ihrem unteren Teil allmählich abnehmenden Außendurchmesser aufweisende oder in ihrem Außendurchmesser konisch abnehmen­ de Förderwendeln aufweist, sowie durch einen seitlich am Stofflöser angebrachten Gutstoffraum, der durch ein im we­ sentlichen ebenes, von der Vertikalen höchstens 15° abwei­ chendes Sieb mit einer Lochung zwischen 18 und 25 mm ge­ trennt ist und an welchem entlang ein Laufrad (5) im großen Stofflöserteil rotierbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stofflöser im Querschnitt zumindest teilweise Kreisabschnit­ ten entspricht und daß das Sieb (7) in einem radial außen vorspringenden Ansatzteil (28) angeordnet ist, so daß inner­ halb des großen Stofflöserteils im Horizontalquerschnitt des Stofflösers die Siebfläche mit der Radialen des Stofflösers durch den Schnittpunkt der Mittelachse des Laufrades mit der Siebfläche einen Winkel zwischen 115 und 130° im stromauf­ wärtigen Bereich der Umwälzströmung der Suspension in der Querschnittsebene des Stofflösers dort - bildet und die Sei­ tenwand des Stofflösers in diesem Bereich einen Winkel mit der genannten Radialen zwischen 20° und 50° bildet.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelströmungsapparat eine Pumpe nach dem Vortex- System ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelströmungsapparat (10) ein zylindrisches Gehäu­ se mit einem an einem axialen Ende angeordneten laufradarti­ gen Rotor (11) und der Eintrittsöffnung zentral am anderen axialen Ende aufweist, wobei der Querschnitt des Gehäuse­ innenraumes im Axialschnitt ein Verhältnis zwischen 0,8 und 1,5 zu 1 für das Verhältnis von Länge zu Durchmesser auf­ weist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Sortiergerät eine im wesentlichen ho­ rizontale, um ihre Zentralachse rotierbare, perforierte Trommel (17) ist.