DE69914950T2

DE69914950T2 - Verfahren und anlage zur herstellung von faserwerkstoffen

Info

Publication number: DE69914950T2
Application number: DE1999614950
Authority: DE
Inventors: Kai SIPILÄ; Allan Johansson; Markku Karlsson; Petri Ristola
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: FI982737A; WO2000035588B1; WO2000035588A1; FI982737A0; DE69914950D1; US20020060014A1; CA2355656A1; AU760530B2; ES2216620T3; EP1152833B1; AU1986500A; JP2002532229A; EP1152833A1; ATE259679T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anordnung des Rohmaterials (bzw. Rohstoffs), der Energie und dem Abfallmanagement einer Produktionsanlage, die Zellstoff (bzw. Halbstoff) und/oder Papier und/oder Karton (bzw. Pappe) aus wiedergewonnenen Fasern fertigt, wobei das Verfahren im beträchtlichen Umfange durch eine Wohngemeinde erzeugtes Abfallpapier und/oder Karton als ein Faserrohmaterial der Produktionsanlage verwendet.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Produktionsanlage zur Erzeugung von Zellstoff und/oder Papier und/oder Karton, wobei die Anlage angeordnet ist, um Abfallpapier und/oder -karton, erhalten von einer naheliegenden Wohngemeinde als Faserrohmaterial zu verwenden, und wobei die Anlage eine für die Erzeugung von Zellstoff und/Papier und/oder Karton notwendige Ausstattung und eine Energieerzeugungseinheit zur Energieerzeugung zumindest für die eigenen Bedürfnisse der Produktionsanlage umfasst.
Spezifischer bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Produktionsanlage, welche bestrebt sind, in gleichzeitiger Übereinstimmung mit einer nachhaltigen Entwicklung, verschiedene Fraktionen von Gemeindeabfällen in einer ökonomischen Art und Weise zu nutzen, wobei die dadurch insgesamt verursachte Nettobelastung der Umwelt reduziert wird. Der Betriebsmodus, der weiterhin in der Anmeldung beschrieben wird, ist ein Beispiel für einen neuen Trend, industrielle Ökologie, in welcher die vorher beschriebene Aufgabe durch Gesamtoptimierung erzielt werden kann.
Fortwährende intensive Urbanisierung und steigender Konsum bringen viele Probleme mit sich, eins davon wird durch die ansteigenden Abfallströme von großen Städten gebildet und ihre Behandlung und ihre Verarbeitung in einer Art und Weise, welche ökonomisch und ökologisch nachhaltig ist. Weiterhin sind die an das Abfallmanagement von Gemeinden auferlegten Erfordernisse angestiegen, nicht nur mit ansteigenden Abfallvolumina, sondern ebenfalls als ein Ergebnis der strenger werdenden gesetzlichen Bestimmungen. Ein wirkungsvolleres Recycling und Wiedergewinnen von verwendeten Materialien als bisher wird in den nächsten paar Jahren erforderlich sein. Herkömmliche Abfallentsorgungs- und Verarbeitungseinrichtungen – Transport zu einer Müllkippe oder Verbrennung in einer Abfallverbrennungsanlage – sind nicht länger konkurrenzfähig. Dicht bevölkerte Gemeinden werden knapp an Landflächen, welche dafür geeignet sind als Müllkippen zu dienen, was die Abfalltransportentfernungen länger werden und die Abfallmanagementkosten ansteigen läßt. Überdies werden neue gesetzliche Bestimmungen die Genehmigungsbedingungen von Müllkippenplätzen verschärfen, unter anderem in der Form von Sickerwasserbeschränkungen.
Abfallverbrennungsanlagen sind nahezu ausnahmslos entworfen worden, um sogenannten gemischten Abfall in Massenverbrennungsanlagen zu verbrennen. Die Verbrennung von nicht geordnetem Mischabfall ist nur profitabel, falls die Transportdistanz von Abfall gering und falls die Abgabe für die Abfallbehandlung und der Verarbeitung hoch ist (oftmals 100 USD/Tonne). Da die Menge des in der näheren Umgebung erhältlichen, brennbaren Abfalls oftmals begrenzt ist, ist die Größe der Verbrennungsanlagen klein und der Anteil von Abfall an der Elektrizitätserzeugung ist gering. Die Investitionen und Betriebskosten von Verbrennungsanlagen, die ausschließlich auf die Müllverbrennung spezialisiert sind, sind höher und die Wirkung der Energieerzeugung bei ihnen ist schlechter als in herkömmlichen Kraftwerken. Die Wirksamkeit der Energieerzeugung in Verbrennungsanlagen ist normalerweise 10–20 20% des Energiegehalts des Brennstoffs, was etwa die Hälfte der Wirksamkeit von mit Kohle gefeuerten Kraftwerken ist. Dies ist so aufgrund der schlechten Qualität und der hohen Menge an Verunreinigungen in gemischten Abfall. Aufgrund des hohen Chlorgehaltes – normalerweise 0,7 bis 2% des Gewichts des gemischten Abfalls – müssen die Dampftemperaturen im Kraftwerk niedrig gehalten werden, um heiße Korrosion zu verhindern, mit dem Ergebnis, dass die Wirksamkeit der Energieerzeugung gering bleibt.
Gemäß einer Berechnung erzeugen nordische Verbraucher eine mittlere Abfallmenge von 600 kg pro Jahr, wovon 40 kg Zeitungspapier, 140 kg andere Arten von Papier und Karton, 120 kg Kunststoffe und Holz und 300 kg Metall, Glas, kompostierbarer Abfall usw. sind. Die Sortierung des Abfalls an dem Ort seiner Entstehung, bei der sowohl Glas, verschiedene Metalle, kompostierbarer Abfall als auch Papier- und Kartonabfälle, Kunststoffe und andere energiehaltige Fraktionen bereits am Platz ihrer Entstehung in der Industrie, im Handel und in Haushalten getrennt werden, würde es ermöglichen, die verschiedenen Bestandteile des Abfallstroms wirkungsvoller als zur Zeit zu nutzen. Bis jetzt war die geringe Anzahl von wirtschaftlich profitablen Vorgehensweisen das Problem. Bestimmte Abfallfraktionen, wie etwa Abfallpapier, wurden teilweise wiedergewonnen, aber der Großteil des Abfalls wurde zu Müllkippen oder Verbrennungsanlagen transportiert. Jedoch hat niemand vorher die Möglichkeit der Anordnung der systematischen Wiedergewinnung von verschiedenen Abfallfraktionen in Verbindung mit der Herstellung von Halbstoff, Papier oder Karton und die Energieerzeugung gemäß der Offenbarung dieser Patentanmeldung erkannt, wobei diese Wiedergewinnung die Sortierung des Abfalls an der Quelle einsichtiger macht.
Zur Zeit ist der Anteil des Recyclings von Papierfasern in vielen Bereichen niedrig und es gibt Anstrengungen, das Recycling zu erhöhen und fabrikneues Fasermaterial durch recycelte Fasern in einem ständig steigenden Ausmaß zu ersetzen. Kürzlich gab es eine Diskussion über eine Idee des Baus einer Papiermühle unter Verwendung von Abfallpapier in der Mitte einer großen Stadt, wo sie sowohl den Rohmaterialquellen als auch den Märkten des Produkts nahe sein würde. Es wird abgeschätzt, dass die Platzierung der Produktionsanlage in der Nähe des Verbrauchers signifikant die Transportkosten reduzieren und das Recycling des Fasermaterials beschleunigen würde. Die Idee einer städtischen Papiermühle wurde unter anderem in den folgenden Artikeln diskutiert: "Pioneering Bronx Plant To Recycle City's paper", The New York Times, 6. Mai 1994; "Paper Mill Project Plants Roots in the South Bronx", BioCycle, Juli 1994, S. 48–50; "Bronx Group Signs Recycling Company for Mill Project", The New York Times, 4. Dezember 1995; "State Approves Bronx Paper-Recycling Mill", The New York Times, 12. Juni 1996; "Bronx newsprint project rolling after state okays tax-free bonds", Pulp & Paper Week, 24. Juni 1996, S. 5; "After a Clean-up, A $400 Million Paper Mill Gives New Life to a Polluted Old Bronx Rail Yard", The New York Times, 6. Juli 1997; "Etelä-Bronxin paperitehtaan suunnitelmat valmistuivat (Plans for South Bronx Paper Mill Completed)", Kauppalehti 16. Dezember 1997, S. 31.
Typischerweise hing die Rentabilität von Papier- und Kartonerzeugung von dem Produktionsumfang ab, so dass je größer die Produktionseinheit ist, um so besser ist die Rentabilität. Falls recycelte Fasern verwendet werden, wurden Anstrengungen unternommen, den logistischen Nutzen durch Platzieren der Papiermühle nahe der Verbraucher zu maximieren, wobei der Nutzen der Größe in der Papiererzeugung oftmals verloren geht. Der verlorene Wettbewerbsvorteil sollte dann von anderen Faktoren ausgeglichen werden, wie etwa preiswertes Rohmaterial. Transportkosten und Umwelteinflüsse des Transports sollten ebenfalls eine derartige Lösung unterstützen. Die Anordnung einer Papiermühle in städtischen Umgebungen stellt zusätzlich spezielle Anforderungen an die in verschiedenen Stadien der Produktion verwendeten technischen Lösungen.
Die Voith Sulzer Veröffentlichung diskutiert zusammen mit Paper Technology Journal, Nr. 6 (1997), Seiten 16–21, die Nutzung von Abfallpapier lediglich vom Standpunkt der Verwendung des Materials unter Missachtung der logistischen und der ökologischen Probleme der Industrie.
GB-A-2 026 019 offenbart ein Verfahren zum Nutzen von Abfall für die Erzeugung eines fasrigen Ausgangsmaterials zur Papiererzeugung. In diesem Verfahren wird der Abfall in eine Papierfraktion und in unerwünschte fremde Bestandteile sortiert, wobei diese Fraktion als eine Energiequelle und die Papierfraktion für Papiererzeugungszwecke verwendet wird.
GB-A-1 364 474 offenbart ein System zur Behandlung von Abfall und ein Papiergewinnungssystem, wobei die Wiedergewinnung von Papierfasern aus Abfall beschrieben wird.
Das Verfahren von US-A-3 765 921 ist auf die Produktion von kalziniertem Tonpigment aus Papierabfällen gerichtet.
In der WO-A-95 12549 wird ein Verfahren zur Reinigung von Fasern aus Abfallwasser für einen Faserplattenherstellungsverfahren beschrieben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die faser- und die energiehaltigen Fraktionen von Abfällen einer Gemeinde in einer wirtschaftlich rentablen Art und Weise zu nutzen, wobei in dem Zusammenhang einer Produktionsanlage recyceltes Ausgangsmaterial erhalten wird, dessen Menge größer, dessen Qualität besser und dessen Preis vorteilhafter als in der gegenwärtigen Situation ist. Wenn städtische Energie- und Faservorräte, d. h. "Stadtwald", wirkungsvoller als vorher genutzt wird, wird die Sortierung des Abfalls an der Quelle und die Wiedergewinnung von verschiedenen Abfallfraktionen im allgemeinen profitabel werden, wobei zur gleichen Zeit die Notwendigkeit für Müllkippen und die Abfallmanagementkosten der Gemeinde reduziert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Produktionsanlage zur Verfügung zu stellen, welche in ihrer Produktion nicht nur einen signifikanten Anteil von Abfall der Gemeinde nutzen kann, sondern ebenfalls einen wesentlichen Anteil der als Nebenprodukte in ihren eigenen Verfahren erzeugten Abfallfraktionen.
Die allgemeinen Ziele der Erfindung enthalten ebenfalls die Verbesserung der Wiederverwertung von Papierfasern, die Reduktion verschiedener Transportkosten verbunden mit dem Abfallmanagement der Gemeinde und mit dem Betrieb der Produktionsanlage, als auch die Synergiewirkungen, die durch Integration der Arbeitsvorgänge eines Kraftwerks und einer Papiermühle erzielt werden können.
Bis jetzt wurden die Rentabilität von Papiererzeugung und/oder Energieproduktion separat abgeschätzt und wurden nur vom Standpunkt einer Firma betrachtet. Jedoch sollten bei der Abschätzung der Rentabilität die nützlichen Wirkungen der Synergie zwischen Energieerzeugung, Papiererzeugung und der umgebenden Gemeinde ebenfalls in Betracht gezogen werden.
Mit Blick auf die Erzielungen der vorher erwähnten Ziele und derjenigen, die später herauskommen werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren darin gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Abschnitt in Anspruch 1 angegeben wird.
Ähnlich wird die erfindungsgemäße Produktionsanlage darin gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Abschnitt des Anspruchs 21 angegeben wird.
Etwa die Hälfte des durch eine Wohngemeinde erzeugten Abfallvolumens ist wiederverwertbarerer Papier- und Kartonabfall, als auch als Brennstoff geeignete Verpackungen, Kunststoffe oder Holzabfälle. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Abfallfraktionen auf der einen Seite als Faserrohmaterial bei der Herstellung von Halbstoff (Zellstoff) und/oder Papier und/oder Karton genutzt und auf der anderen Seite, als Brennstoff bei der Erzeugung von Energie, zumindest für die Erfordernisse der Herstellung von Halbstoff, Papier und/oder Karton, genutzt. Die wertvolle Faserfraktion wird von den anderen zu der Produktionsanlage transportierten Materialströmen getrennt, und enthält auf der einen Seite Abfallpapier und Abfallkarton, und auf der anderen Seite brennbaren Abfall für die Verwendung bei der Herstellung von Halbstoff, Karton und/oder Papier. Der Rest der Materialströme, der Holz, Kunststoffe und eine Faserfraktion von schlechter Qualität enthält, wird als Brennstoff in der Energieerzeugung verwendet.
Sortierter, brennbarer Abfall enthält, neben anderen Dingen, Holz, Kunststoffe, Karton und Papier, entweder als solches oder in Verpackungsmaterialien eingeschlossen. In Abhängigkeit von dem Grad der Trennung kann der Anteil von Papier und Karton am brennbaren Abfalls bis zu 40% sein. Der Wert von Papier und Karton als Brennstoff ist niedriger als ihr Wert als Faserrohmaterial, weshalb ein Teil des in dem brennbaren Abfall enthaltenden faserhaltigen Materials von der Fraktion, die zur Verbrennung transportiert wird, getrennt und als Faserrohmaterial bei der Herstellung von Halbstoff und/oder Papier und/oder Karton verwendet wird. Da immer eine bestimmte Menge von Holz und Kunststoffen ebenfalls in das von dem wiederum von dem Brennstoff abgetrennten Fasermaterial gerät, steigt die Menge eines vom Halbstoff im Zusammenhang mit der Zellstofferzeugung aus Abfallpapier abgetrennten Ausschusses an. Dieser Ausschuss wird der Energieerzeugung für die Verwendung als Brennstoff geführt. Da dort genug preiswertes Faserrohmaterial erhältlich ist, kann auf ein höheres Qualitätsniveau als üblich bei dem Reinigungs-, Sieb- und Tintenentfernungsstadien von wiedergewonnenem Halbstoff abgezielt werden, so dass wiedergewonnener Halbstoff einer sehr hohen Qualität als ein Resultat der Wiedergewinnung für die Verwendung als Rohmaterial für Papier oder Karton entweder in der Produktionsanlage oder außerhalb davon erhalten wird. Die Schlammvolumina, ein wenig größer als die gewöhnlich in Verbindung mit dem Reinigungs-, Sieb- und Tintenentfernungsstadien erzeugten, werden eingedickt und zu der Energieerzeugung geführt, um als ein Brennstoff zu dienen. Da das Rohmaterial sehr preiswert ist, sind die zusätzlich aus dem Verfahren zur Erzielung einer höheren Qualität entstehenden Kosten zu vernachlässigen.
Bevorzugt ist die Kapazität der Produktionsanlage derartig eingerichtet, dass es möglich ist, im Wesentlichen die gesamten für die Produktion erforderlichen, wiedergewonnenen Fasern aus der Wohngemeinde zu erhalten, das bedeutet, dass Transportdistanzen kurz bleiben, und als ein Ergebnis davon der Preis des Rohmaterials vorteilhaft ist. Falls die Produktion derartig ist, dass sie in Übereinstimmung mit der Erhältlichkeit von Faserrohmaterial gebracht wurde, ist sie im Allgemeinen im Verhältnis zu dem Papierverbrauch der Gemeinde, so dass ein wesentlicher Teil des Papiers oder des durch die Produktionsanlage hergestellten Kartons in der näheren Umgebung bei kurzen Transportdistanzen von der Produktionsanlage verbraucht wird, was die Transportkosten der Produkte senkt.
Verschiedene Rohmaterial und Energie enthaltende Abfallfraktionen werden als Nebenprodukte in Produktionsprozessen erzeugt, wobei diese Abfallfraktionen in dem erfindungsgemäßen Verfahren innerhalb der Produktionsanlage entweder als Rohmaterial oder als Energie in einem beträchtlichen Umfang genutzt werden. Alternativ werden die Fraktionen derartig getrennt, dass sie wenigstens prinzipiell in weiteren Verfahren oder einer anderen Art von nützlicher Verwendung außerhalb der Produktionsanlage verwendet werden können.
Da im Allgemeinen brennbarer Abfall im Überfluss erhältlich ist, kann die Energieerzeugung der Produktionsanlage derartig ausgelegt werden, dass Energie in Überschuss zu dem Eigenbedarf der Produktionsanlage erzeugt wird, was bedeutet, dass dort ebenfalls genug Elektrizität und Wärme für die Bedürfnisse der benachbarten Wohngemeinde zugeführt wird.
Bevorzugt werden die als Faserrohmaterial verwendeten Abfallpapiere und Abfallkartone bereits in Verbindung mit dem Sammeln in verschiedene Fraktionen sortiert, wie etwa Zeitungspapier, weißes Büropapier und braunes Packpapier und Verpackungskarton. Von diesen Papierqualitäten können diejenigen Fraktionen als Brennstoff verwendet werden, welche z. B. aufgrund von Kontamination oder schlechter Qualität nicht für eine Wiederverwertung geeignet sind. Die Trennung an der Quelle für die Wiedergewinnung des Papiers, verbessert die Qualität der wiedergewonnen Fasern und reduziert die Sammelkosten.
Die Trennung an der Quelle verbessert ebenfalls wesentlich die Rentabilität der Abfallverbrennung. Vorteilhafterweise wird brennbarer Abfall in speziellen Anlagen zur Herstellung wiedergewonnenen Brennstoffs in wiedergewonnenen Brennstoff weiterverarbeitet, bevor er als Brennstoff verwendet wird. Dies bedeutet, dass Einsparungen erzielt werden, u. a. bei den Transportkosten des zu verbrennenden Abfalls und in der Reduktion der Vorverarbeitung in einem Kraftwerk. Die Wirksamkeit der Energieerzeugung ist wesentlich höher und die Rückstände der Verbrennung sind weniger gefährlich als in dem Fall, wo der zu verbrennende Abfall gemischter Abfall ist. Der größte Vorteil wird von den deutlich erhöhten Einnahmen aus dem Verkauf der Elektrizität und/oder Wärme im Vergleich mit einer herkömmlichen Massenverbrennungsanlage erhalten. Da die Produktionsanlage in der umgebenden Gemeinde erzeugten brennbaren Trockenabfall als eine Energiequelle nutzt, ist der Bedarf an fossilen Brennstoffen verringert.
Abfall kann z. B. in einem Fließbettkessel verbannt werden, aber auch andere moderne Verbrennungskessel, wie etwa Rostkessel, sind eine mögliche Wahl. Eine Alternative, welche besonders vorteilhaft bei der Nutzung von aus Abfall abgeleiteten Brennstoff ist, ist ein Vergasungsreaktor, welcher brennbare Gase aus Abfall erzeugt, um in einem Kohle-, Gas- oder Öl-gefeuerten Kessel oder in einer Gasturbine als ein sekundärer Brennstoff verbrannt zu werden. Vergaster, aus Abfall stammender Brennstoff kann typischerweise 5 bis 40% des primären Brennstoffs substituieren. In Verknüpfung mit den gleichen Kraftwerk kann es verschiedene Vergasungsreaktoren geben, in welchem verschiedene Abfallfraktionen vergast werden. Als die Vergasungsanlage ist es z. B. möglich, einen Wirbelschichtreaktor zu verwenden, dessen Betrieb wie in dem Artikel "Thermie demonstrates biomass CFB gasifier at Lahti", Modern Power Systems, Februar 1998, S. 37–41, beschrieben wird. Zusätzlich ist es möglich, einen Pyrolysevorgang zu verwenden, welcher kunststoff- und papierhaltigen Abfall hauptsächlich in Brennstofföl umwandelt, welches fossiles Brennstofföl ersetzen kann.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von aus Abfall stammenden Brennstoff durch ein Vergasungsreaktor erzeugtes Gas für die Erzeugung von trockner Luft für die Heißlufttrocknung von Halbstoff, Papier oder Karton verwendet. Dies ermöglicht es, auf die Verwendung von Dampf selbst beim Trocknen ganz und gar zu verzichten. In einer herkömmlichen Produktionsanlage ist der größte einzelne Dampfverbraucher die Trocknung des Papiers (oder des Halbstoffs oder des Kartons) mittels von mit Dampf erwärmten Trockenzylindern. Falls das Zylindertrocknen ersetzt wird, z. B. durch Luftpralltrocknung, Durchflusstrocknen oder Luftbahntrocknen, ist die Dampferzeugung nicht notwendigerweise erforderlich. Die in Trockenvorrichtungen benötigte heiße Trockenluft kann entweder durch Verbrennung von Gasen, erzeugt bei der Vergasung von Abfall, oder durch Verwendung von z. B. heißen Abgasen aus einer Gasturbine als solchen erzeugt werden. Zusätzlich zu dem Dampfzylindertrocknen verwendet die herkömmliche Produktionsanlage Dampf zur Erhöhung der Temperatur im Dispersionsstadium des Tintenentfernens als auch in Dampfbehältern eines Druckabschnitts zur Regulierung des Bahnprofils. Tintenentfernen kann ohne eine Dispersionsstadium durchgeführt werden, insbesondere da die erforderliche Ausbeute bei der Halbstoffproduktion aufgrund des preiswerten Rohmaterials in Kauf genommen werden kann. Die Dampfbehälter in dem Druckabschnitt können ebenfalls, durch die Übertragung der Regulation des Bahnprofils, entfallen, so dass sie in einem Trockenabschnitt in Verbindung mit dem Luftpralltrocknern durchgeführt wird.
Falls das Papiertrockenstadium als Heißlufttrocknen insgesamt ohne Dampfzylinder durchgeführt wird, wird der Trockenabschnitt der Papiermaschine beträchtlich kleiner und eine signifikante Einsparung in den Investitionskosten wird erreicht. Ein durch Luftpralltrocknen ausgebildeter Trockenabschnitt einer Papiermaschine wird z. B. in der FI-Patentanmeldung 971187 der Anmelderin beschrieben. Auf ähnliche Weise kann das Heißlufttrocknen von für den Verkauf gedachten wiedergewonnenen Halbstoff z. B. mittels dem "Valmet Airborne Pulp Dryer"-Konzept durchgeführt werden, welches in der Veröffentlichung Valmet Paper News, Nr. 3 (1996), S. 10–15 beschrieben ist. Anstelle von Dampf, würde Trockenluft mittels eines Gasbrenners erwärmt werden.
Die als Nebenprodukte in den Vorgängen der Produktionsanlage erzeugten rohmaterial- und energiehaltigen Abfallfraktionen, wobei diese Abfallfraktionen vorher im Allgemeinen zu Müllkippen transportiert wurden, werden soweit wie möglich in dem erfindungsgemäßen Verfahren durch ihre zufuhr entweder zu anderen Stadien des Verfahrens oder zu einer profitablen Verwendung außerhalb der Produktionsanlage genutzt. Sowohl in einem Fließbettkessel als auch in einem Vergasungsreaktor ist es zusätzlich zu festem Brennstoff möglich, ebenso Brennstoff in Form von Schlamm zu verbrennen, wobei der Anteil dieses Brennstoffes typischerweise von 5 bis 40% des Brennstoffes sein kann. Der Abfallschlamm, produziert bei der Tintenentfernung und die Faserfraktion mit schlechter Qualität, welche nicht länger geeignet für die Papierherstellung ist, werden in der Energieerzeugung als Brennstoff verwendet. Die Verbrennung von Schlämmen einer Tintenentfernungsanlage und von einer Abfallwasserbehandlungsanlage in einem Fließbettreaktor ist bekannt, z. B. aus dem Artikel "Eilenburg cogeneration plant combines GTCC and BFB technology", Modern Power System, April 1994, S. 51–47.
In Übereinstimmung mit einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird bei der Verbrennung oder Vergasung von Abfall erzeugte Asche so weit wie möglich als Füllstoff zur Herstellung von Papier und/oder Karton genutzt. Die Verwendung von Asche als Papierfüllstoff wird in der Veröffentlichung B. Krogerus, A. Moilanen, K. Sipilä, A. Johansson, "Use of Waste Paper Ash as Paper Filler", Das Papier 6A, 1997, V. 86–90 diskutiert. Die kritische Eigenschaft von Asche ist ihre Helligkeit. In Abhängigkeit von der Trennung des Abfalls an dem Ort seiner Entstehung, variiert die Zusammensetzung der Asche erhalten aus der Verbrennung von brennbaren Abfällen und sie kann Substanzen enthalten, welche gefährlich vom Standpunkt der Papiererzeugung sind, weshalb am bevorzugtesten aus der Verbrennung oder Vergasung einer sortierten Abfallpapierfraktion erhaltene Asche als Papierfüllstoff verwendet wird. Vorteilhafterweise wird Asche in einem von den anderen Arten der Abfallverbrennung getrennten Verbrennungskessel oder Vergasungsreaktor erzeugt, wobei in diesem Fall die anderen bei der Energieerzeugung verwendeten Abfälle nicht die Qualität der Asche beeinträchtigen. Alternativ kann die als Füllstoff verwendete Asche mittels einer Nachveraschung gereinigt oder auf eine andere geeignete Art und Weise gebleicht werden.
Alkalische Asche kann ebenfalls für andere Zwecke verwendet werden, wie etwa in Abgasreinigungsanlagen von Kraftwerken bei der Reinigung von Abgasen, um z. B. Chlor oder Schwefel zu binden. Die Asche kann ebenfalls bei der Herstellung von Zement und bei Erdarbeiten verwendet werden. Die Wiederverwertung von Asche reduziert beträchtlich das Volumen des in der Produktionsanlage erzeugten Müllkippenabfalls. Dies ist insbesondere signifikant, falls Magazinpapier als Faserrohmaterial verwendet wird, das einen hohen Anteil an Asche enthält, und welches bis zu 50 Gew.-% Füllstoffe und Beschichtungspigmente enthalten kann.
An sich bekannte Papiermaschinenanordnungen können bei der Herstellung von Papier oder Karton verwendet werden. Es würde angemessen sein, Verfahren zu verwenden, durch die ein niedriger Wasserverbrauch erzielt wird. In dieser Hinsicht enthalten vorteilhafte Anordnungen die Verwendung einer höheren Formkonsistenz als üblich als auch Schaumbildung, welches unter anderem im EP-Patent 0 150 777 beschrieben wird. Es wird ebenfalls auf die FI-Patentanmeldungen 962176 und 962177 der Anmelderin verwiesen, welche Verfahren zur Anordnung von Wasserumwälzungsschleifen beschreibt, durch welche der Verbrauch von Frischwasser in einer Papiermühle minimiert werden kann.
Bevorzugt verwendet die Papiermühle als ihr Frischwasser gereinigtes Wasser, entnommen von einer Abwasserbehandlungsanlage der Wohngemeinde, wobei der Bedarf der Entnahme von Wasser vom Wasserkörper im Wesentlichen reduziert wird. Der Frischwasserbedarf kann ebenfalls durch Destillation von Abwässern mittels der Abwärme aus dem Kraftwerk vermindert werden. Der Wärmegehalt der in der Mühle erzeugten Abwässer kann bei der Reinigung von Abwässern aus der Wohngemeinde genutzt werden.
Die Wohngemeinde erzeugt, wie bekannt ist, viele Sorten von Papierabfall, von denen Zeitungspapier, weißes Büropapier und brauner Karton als die wichtigsten Fraktionen genannt werden können. Jede Abfallpapierfraktion hat ihre eigenen Anwendungen und alle Fasermaterialien sind nicht für die Herstellung aller Papierqualitäten geeignet. Abfallpapier kann unter anderem als Rohmaterial für Zeitungen, Tissuepapier, Schreib- und Druckpapiere als auch für Karton verwendet werden. Ein vorteilhaftes Verfahren zur wirkungsvollen Nutzung verschiedener Arten von Fasermaterialien ist die Bildung einer vielschichtigen Bahn in der Papiermaschine, wobei in diesem Zusammenhang verschiedene Schichten von Papier oder Karton mit verschiedener Faserzusammensetzung erzeugt werden können. Die Anordnung kann entweder mittels einer Vielschichtmaschinenbüttel oder als eine Mehrsiebmaschinenlösung bewerkstelligt werden. Eine zweite Alternative ist eine Papiermühle, welche zwei oder mehr Papierherstellungslinien umfasst, auf denen verschiedene Papierqualitäten aus dem erhältlichen Rohfasermaterial hergestellt werden können. In diesem Fall kann der Synergievorteil nicht nur durch wirkungsvolle Nutzung der Faserrohmaterialressourcen erzielt werden, sondern ebenfalls durch die Kombination der Wasserumwälzung verschiedener Linien, wobei in diesem Zusammenhang der Faserabfall von einer Linie als ein Rohmaterial einer anderen Linie verwendet werden kann. Eine dritte Alternative zur wirkungsvollen Nutzung der Faserressourcen ist eine Papiererzeugungslinie verschiedener Papierqualitäten, welche flexibel von verschiedenen Rohmaterialien hergestellt werden können.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Papiermühle mit mehreren Produktionslinien umfasst kreuzweise integrierte Halbstoff- und Wassersysteme. Die Absicht ist, die Gesamtwirksamkeit der Verwendung des Fasermaterials zu verbessern und den Wasserverbrauch der Mühle zu reduzieren. Zum Beispiel können Ausschuss und Abwässer von einer für die Herstellung von Zeitungen gedachten Tintenentfernungslinie in einer Kartonmaschine verwendet werden. Bei einer Papiermühle mit mehreren Produktionslinien, kann die Synergie von Ersatzteilen in den Herstellungslinien ebenfalls im Bezug auf ähnlichen Aufbau genutzt werden, wodurch die Menge des in der Lagerung von Ersatzteilen gebundenen Kapitals nicht auf ein unvernünftig hohes Niveau steigen wird, selbst in einer kleinen Produktionsanlage.
Als eine besondere Anwendung kann weiterhin die Herstellung einer Sperrschicht zu dem Zweck der Erhöhung des Umwandlungswertes der Kartonqualität unter Verwendung von Kunststoffmaterialien genannt werden, welcher durch Verarbeitung von Abfallkunststoffen auf einer Umwandlungslinie oder in einer Umwandlungsanlage erzeugt wird.
Ähnlich ist es in einer Produktionsanlage, welche die notwendigen Einrichtungen zur kontrollierten Regulation des Produktionsvolumens durch Variation der Laufgeschwindigkeit einer Produktionslinie oder von Produktionslinien innerhalb sehr weiter Grenzen hat, ebenfalls möglich, die moderne Papiererzeugungstechnologie wenigstens in einsetzbaren Teilen zu nutzen. Die Maschine kann einen geschlossenen Zug wenigstens in signifikanten Maschinensegmenten zur Kontrolle der Bahn und für die Eliminierung oder kontrollierte Begrenzung oder Ermöglichung der Rollneigung/Schrumpfung in eine Richtung der Maschine umfassen. Vorteilhafterweise hat die Produktionsanlage eine automatische Überwachung und ein automatisches Kontrollsystem für den Betrieb der Maschine.
Die Integration von Abfallmanagement, Energieerzeugung und Papierherstellung auf die in der Anmeldung beschriebene Art und Weise reduziert die Kosten des Abfallmanagements sowohl der Gemeinde als auch der Papiermühle, und ermöglicht es der Papiermühle preiswerte Energie und Rohmaterialien zu erhalten. Die Lösung ist vorteilhaft vom Standpunkt des Transports und den Lagervorgängen der Papiermühle. Der Abfall aus der Gemeinde kann als eine Energiequelle genutzt werden und kann nicht erneuerbare Energiequellen ersetzen. Das Recycling des Faserrohmaterials wird wirksamer. Synergievorteile können ebenfalls durch die Kombination des Abfallmanagements der Gemeinde und dem der Papiermühle erzielt werden.
Die Herstellung von recyceltem Papier nahe der Quelle des Rohmaterials und dem Bereich des Verbrauchs verbessert das Recycling der Papierfasern und macht es ökonomisch sinnvoller als vorher. Die Transportkosten und die durch die Transporte verursachten Umweltschäden werden beträchtlich verringert. Falls die Recyclingrate von Fasern ansteigt, wird der Bedarf an Rohmaterial und an in der Produktionskette gebundenem Kapital wesentlich reduziert. Der Faserteil, welcher durch verschiedene Recyclingzyklen gelaufen ist, und welcher in der Qualität verschlechtert wurde, kann in einer vorteilhaften und problemlosen Art und Weise als Brennstoff in der Energieerzeugung anstelle des bekannten Transports zu einer Müllkippe genutzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Beispielen und mit Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei die Erfindung jedoch nicht beabsichtigt ist auf die Einzelheiten davon eng begrenzt zu werden.
Die 1 zeigt allgemein sowohl den Ablauf der Material- und Energieströme innerhalb einer Papier oder Karton herstellenden Produktionsanlage als auch zwischen der Produktionsanlage und einer Gemeinde.
Die 2 ist ein Beispiel von Material- und Energieströmen bei einer Produktionsanlage mit einer Linie.
Die 3 ist ein Beispiel von Material- und Energieströmen in einer Produktionsanlage mit zwei Linien.
Die 4 ist ein Beispiel von Material- und Energieströmen in einer Markthalbstoffe herstellenden Produktionsanlage.
Die 1 stellt schematisch die synergistische Zusammenarbeit zwischen einer Produktionsanlage 50 und einer sie umgebenden Wohngemeinde auf dem Gebiet des Rohmaterials-, Energie- und Abfallmanagements dar. Von den internen Arbeitsvorgängen der Produktionsanlage 50 zeigt die Figur eine Energieerzeugungseinheit 2, eine Tintenentfernungsanlage 3, eine Papier- oder Kartonherstellungseinheit 5 und eine Papier- oder Kartonumwandlungseinheit 19. Die Trennung an der Quelle 24 und eine Abwasserbehandlungsanlage 15 der Wohngemeinde werden als die Arbeitsvorgänge der die Produktionsanlage 50 umgebenden Wohngemeinde dargestellt.
Von dem durch die Wohngemeinde erzeugten Abfall 23 werden der zum Recycling geeignete Papier- und Kartonabfall 10 und der brennbare Abfall 1, welcher für die Energieerzeugung geeignet ist, und welcher sowohl Holz, brennbare Kunststoffe als auch etwas Papier und Karton enthält, bereits an den Orten getrennt, an denen der Abfall erzeugt wird. Diese recyclingfähigen Abfallfraktionen 1 und 10 werden zu der nahe gelegenen Produktionsanlage 50 für die Verwendung transportiert, auf der einen Seite als Brennstoff in der Energieerzeugung 2 und auf der anderen Seite als Faserrohmaterial bei der Papier- oder Kartonfertigung 5. Falls die Produktionsanlage 50 so viel wie die Hälfte des durch die Gemeinde erzeugten Abfallvolumens nutzen kann, wird die vollständige Trennung des Abfalls an der Stelle seiner Erzeugung profitabel und sinnvoll. Andere recyclingfähige Fraktionen 25 des Abfalls aus der Wohngemeinde können kompostiert oder zur Wiedergewinnung recycelt werden (Kunststoffe, Metall, Glas usw.) und nur ein kleiner Anteil des Abfalls 26 muss zu einer Müllkippe oder zur Verarbeitung als schädlicher Abfall transportiert werden. Die Menge des zu deponierenden Abfalls wird dann im Wesentlichen verringert, etwa zu 70 bis 85%.
Die für die Verbrennung geeignete Abfallfraktion 1 wird zu der Energieerzeugungseinheit 2 der Produktionsanlage transportiert, falls notwendig in Qualitätsklassen und Fraktionen erforderlich für die Verbrennungsvorgänge sortiert, wo sie vorverarbeitet wird. Das Vorverarbeiten des Brennstoffs kann Metallabtrennung und/oder die Identifikation von nicht erwünschten Teilen basierend auf Maschinenüberwachung einschließen. Selbst obwohl der Abfall in relativ großen Stücken in einen Verbrennungskessel zugeführt werden kann, welcher in einer Fließbetttechnik betrieben wird, ist im Allgemeinen etwas Zerkleinerung ebenfalls erforderlich. Die Qualität des in den Kessel zu transportierenden Brennstoff wird mittels der Trennung an der Quelle und der Herstellung von wiedergewonnenen Brennstoff (REF) in Verbindung damit hergestellt.
Die Energieerzeugungseinheit 2 enthält entweder einen Verbrennungskessel, der den aus Abfall erzeugten Brennstoff 1 direkt nutzt, oder einem Vergasungsreaktor, welcher brennbare Gase aus dem aus Abfall abgeleiteten Brennstoff 1 erzeugt, um in einem Kraftwerkbrennkessel oder in einer Gasturbinenanlage verbrannt zu werden. Überdies ist es mittels eines Vergasungsreaktors möglich, ein Verbrennungsgas für die Verwendung in Produktionsvorgängen für das Trocknen von Papier oder Karton zu erzeugen, z. B. in Infrarottrocknern oder in anderen Trockenvorrichtungen, wie etwa ein Pralltrockner oder ein Luftbahntrockner.
Rückstände und faser- und füllstoffhaltige Schlämme 4, erzeugt beim Aufschließen und Tintenentfernen 3 des Faserrohmaterials 10, werden zu der Energieerzeugungsanlage 2 transportiert, um zusammen mit dem festen Abfall 1 verbrannt oder vergast zu werden. Faserabfälle 6 aus dem Papiererzeugungsvorgang 5 können ebenfalls in dem Kraftwerk 2 verbrannt werden. Falls erforderlich, kann der Trockenstoffanteil des Schlamms durch Entfernen von Wasser davon entweder mechanisch oder durch Verdampfen mittels der Abwärme aus dem Verfahren angehoben werden. Die in der Abwasserbehandlungsanlage 15 der Gemeinde erzeugten Abfallschlämme 29 können ebenfalls durch Verbrennen davon in der Energieerzeugungseinheit 2 der Produktionsanlage 50 entsorgt werden.
Die Energieerzeugungseinheit 2 der Produktionsanlage versorgt die Produktionsverfahren des recycelten Halbstoffs und des Papiers mit von ihnen benötigter Energie 7 in der Form von Elektrizität und Dampf oder alternativ als brennbare Gase, welche für die Erzeugung von Trockenluft oder für Trockenluftvorrichtungen verwendet werden können. Wenn die benachbarte Gemeinde gewöhnlich einen Überschuss an brennbaren Abfall 1 erzeugt, kann die Energieerzeugung 2 der Produktionsanlage 50 so eingerichtet werden, dass sie Energie in Überschuss zu ihrem Bedarf erzeugt, und die Anlage kann folglich Elektrizität und Wärme 8 auch für die Bedürfnisse der umgebenden Gemeinde liefern.
Die bei der Verbrennung von Abfall erzeugte Asche wird so weit wie möglich bei der Papierfertigung 5 als Füllstoff 9 verwendet. Der am meisten geeignete Füllstoff ist die bei der Verbrennung erzeugte Asche einer sortierten Abfallpapierfraktion oder eines Tintenentfernungsschlamms von Abfallpapier, wobei diese Asche, falls notwendig, weiter durch Nachveraschung oder durch andere Bleichverfahren (nicht gezeigt) gereinigt wird. Zusätzlich zu der Herstellung von Papier kann bei der Verbrennung von Abfall erzeugte kalkhaltige Asche in einer Abgaswaschvorrichtung des Kraftwerks für die Reinigung der Abgase verwendet werden. Die Asche kann ebenfalls außerhalb der Produktionsanlage (9b), für die Verwendung bei der Herstellung von Zement als ein Rohmaterial, bei Bauarbeiten oder für andere entsprechende Verwendungen geliefert werden.
Die Produktionsanlage 50 verwendet als ihr Hauptfaserrohmaterial Abfallpapier 10, gesammelt von der umgebenden Wohngemeinde. Da sowohl die Rohstoffquelle als auch die Verbraucher nahe sind, werden die Transportentfernungen kurz und die Produktionsanlage benötigt keine großen Zwischenlager. Die Produktionskapazität der Produktionsanlage wird derartig eingerichtet, dass die benachbarte Wohngemeinde in der Lage ist, im Wesentlichen das gesamte bei der Papier- oder Kartonfertigung erforderliche Faserrohmaterial 10 zu erzeugen, und in gleicher Weise ist die Gemeinde in der Lage, im Wesentlichen das gesamte in der Produktionsanlage erzeugte Papier oder den Karton 20 zu verbrauchen. Jedes überschüssige, nicht für das Verfahren geeignete Abfallpapier und Abfallkarton, kann als Brennstoff in der Energieerzeugung 2 verwendet werden.
In der Tintenentfernungsanlage 3 wird das Papier 10 aufgeschlossen und Tinte entfernt. Ein bei dem Aufschlussvorgang abgetrennter Rückstand und ein Faser-, Chemikalien- und Füllstoffhaltiger Abfallschlamm 4 wird in dem Tintenentfernungsvorgang erzeugt, wobei der Rückstand und der Schlamm auf einen Feststoffanteil von etwa 50% eingedickt und zu der Energieerzeugung 2 transportiert wird, um als ein Brennstoff zu dienen. Der von Tinte befreite, recycelte Halbstoff 11 wird zu der Papier- oder Kartonfertigung 5 transportiert.
Die Papiermühle kann ebenfalls ohne eine Tintenentfernungsanlage betrieben werden, oder die Tintenentfernungsanlage kann weggelassen werden (Pfeil 12), z. B. falls braune Papier- und Kartonqualitäten oder sogenanntes Graupapier hergestellt werden, in welchem Druckfarbenreste akzeptiert werden.
Aus Abfallpapier mit hoher Qualität ist es sogar möglich 100% recyceltes Faserpapier herzustellen. Jedoch ist es oftmals notwendig, einige der recycelten Fasern mit einem Verstärkungshalbstoff zur Verbesserung der Festigkeit des Papiers zu ersetzen, wobei dieser Halbstoff herkömmlicherweise ein Holzzellstoff ist. Der Anzahl des Verstärkungshalbstoffs kann in Abhängigkeit von der Papierqualität 5 bis 20% des Faserrohmaterials des Papiers sein.
Die in der 1 gezeigte Produktionsanlage 50 entnimmt wenigstens einen Teil ihres Frischwasserbedarfs aus der Abwasserbehandlungsanlage 15 der Wohngemeinde als gereinigtes Abwasser 14. Das Abwasser 16, abgegeben von der modernen Behandlungsanlage 15 nach Anwendung mechanischer, chemischer und biologischer Verarbeitungs- und Behandlungsverfahren ist im Vergleich mit aus Wasserkörpern entnommenem Rohwasser relativ sauber. In der Produktionsanlage 50 wird dieses gereinigte Abwasser 14 weiterhin durch die der Mühle eigene Frischwasserbehandlung umgewälzt, in welchem es gereinigt wird, um für die Verfahrensanforderungen geeignet zu sein. Zum Beispiel kann Umkehrosmose als ein Reinigungsverfahren bei der Behandlung von Frischwasser verwendet werden.
Der Frischwasserbedarf der Produktionsanlage 50 kann ferner durch Reinigung von Teilen des in den Verfahren erforderlichen Wassers durch Destillation des Abwassers unter Verwendung von Abwärme aus dem Kraftwerk vermindert werden. Das zu destillierende Wasser kann gereinigtes Abwasser aus der Gemeinde oder Umlaufwasser aus den Produktionsprozessen sein.
Die Abwässer 17, erzeugt in der Produktionsanlage 50, können vorteilhafterweise zu der Abwasserbehandlungsanlage 15 der Wohngemeinde transportiert werden, um zusammen mit dem Abwasser 18 der Wohngemeinde gereinigt zu werden. Die warmen Abwasser 17, welche aus der Papiermühle kommen, steigern die Temperatur des Wassers in der Behandlungsanlage 15, was in verschiedenen Stadien der biologischen und chemischen Wasserbehandlung nützlich ist. Als ein Gesamtergebnis davon werden die Reinigungsergebnisse der Abwasserbehandlungsanlage 15 der Gemeinde verbessert, was es ermöglicht, das gereinigte Abwasser 16 wieder zu den Papiermühlenprozessen zuzuführen. Alternativ dazu kann das Abwasser aus der Mühle durch die Abwärme des Kraftwerks destilliert werden, wodurch ermöglicht wird, die Menge von abgegebenen Wassers, welches von dem Prozess zu dem umgebenden System transportiert werden muss, und andererseits die Menge an wieder aufbereiteten Wasser oder frischen Wasser der Mühle zu begrenzen.
Ein größerer synergistischer Vorteil wird durch Anordnung einer Papier- oder Kartonumwandlungsanlage 19 in Verbindung mit der Produktionsanlage oder in ihrer unmittelbaren Nähe erzielt, welche einen signifikanten Anteil der Ausgabe 20 der Mühle in Fertigprodukte 21 für den Verbraucher umwandelt. In Abhängigkeit von der Produktionslinie der Produktionsanlage 50 kann die fragliche Anlage z. B. eine Druckanlage oder eine Verpackungsherstellungsanlage sein. Die Umwandlungsanlage 19 erhält die für sie bei der Produktion erforderliche Energie 22 aus der Energieerzeugungseinheit 2 der Produktionsanlage.
Die 2 zeigt eine Produktionsanordnung, welche etwa 100.000 t/a von Karton 20, verwendet als ein Rohmaterial für Wellpappenkartone als auch eine beträchtliche Menge von für den Verkauf beabsichtigter Energie 8 produziert, d. h. etwa 80 Gwh/a an Elektrizität und 280 GWh/a an Fernwärme. Als Rohmaterial verwendet die Produktionsanlage etwa 50.000 t/a von gebrauchten Wellpappenkartone und 30.000 t/a gemischten Abfallpapier 10 als auch etwa 200.000 t/a REF oder sortierten, brennbaren Abfall 1. Der Abfall kommt typischerweise aus dem Handel und der Industrie, aber kann ebenfalls sortierten, brennbaren Abfall aus Haushalten enthalten. Der Abfall ist hauptsächlich trocken und kann in getrennten REF-Stationen in eine Größe zerkleinert werden, in welchem die Stücke einen maximalen Durchmesser von weniger als 50 mm haben. Die Zusammensetzung des REF ist z. B. etwa 40% Holz, 40% Papier oder Karton und 20% Kunststoff. In der Praxis variiert der Anteil der Faserfraktion zwischen 30 und 55% in Abhängigkeit von der Herkunft und dem Abfallsortierungsverfahren.
Die REF-Fraktion 1 wird trocken in zwei Bestandteile aufgetrennt, d. h. eine Fraktion 31, welche reich an Holz ist und welche direkt zu einem Vergaser 32 geführt wird, und eine kunststoff- und eine papierhaltige Fraktion 33. Das Sieben 30 kann z. B. auf der Größe der Stücke oder auf der Benutzung eines Luftstroms und der Schwerkraft basieren, und es kann z. B. mittels einer als ein Windsieb bekannten Vorrichtung durchgeführt werden. Die kunststoff- und papierhaltige Fraktion 33 wird zusammen mit den Abfallpapier- und Abfallkartonfraktionen 10 aufgeschlossen. In Zusammenhang mit dem Aufschließen 34 werden Kunststoffe und andere Verunreinigungen als ein Rückstand 36 von der faserhaltigen Fraktion 35 getrennt. In Abhängigkeit von der Qualität der REF-Fraktion 1 und der Art des Trockensiebverfahrens 30, kann der von dem Trockensiebverfahren 30 zu dem Vergaser 32 geführte Materialstrom 31 ebenfalls eine Menge Kunststoff enthalten, wobei in diesem Fall die zu einer Aufschlussvorrichtung 34 geführte Fraktion 33 insbesondere reich an Papier sein wird.
Von der Aufschlussstation 34 wird der Akzept 35 zu einem weiteren Reinigungsstadium 37 geführt, welche die Entfernung von Sand, Feinsieben und, falls notwendig, Fraktionierung enthalten kann. Der Zweck dieser Verfahrensschritte 37 ist, die Faserfraktionen 38 der höchsten Qualität für die Verwendung bei der Kartonfertigung 39 abzutrennen. Das Potential des fraktionierten Rohmaterials kann am Besten genutzt werden, wenn das Kartonprodukt so erzeugt wird, dass es eine geschichtete Struktur hat.
Die Fraktionen 40 mit schlechterer Qualität, abgetrennt von dem Halbstoff beim Feinsieben und Fraktionieren, werden zusammen mit dem Rückstand 36 von der Aufschlussstation 34 zu einer Schlammpresse 41 geführt, in welcher der Trockenstoffanteil dieses wasserhaltigen Materials angehoben wird, bevorzugt über 50%. Ein derartig verarbeiteter Strom 42 wird weiter zu dem Vergaser 32 geführt. Die Vergasungseinheit 32 ist mit einer Reinigungstechnologie entsprechend der Qualität des zu vergasenden Abfalls und dem erwünschten Reinheitsgrad des Produktgases versehen. Typischerweise werden Zyklone, Sackfilter oder keramische Filter als Feststoffseparatoren verwendet. Das in dem REF enthaltende Chlor kann hauptsächlich mittels eines Feststofffilters entfernt werden, nachdem das Chlor reagiert hat, um ein festes Salz zu bilden.
Ein Teil des von dem Vergaser 32 erhaltenen Produktgases 43 wird direkt zu der Papiermaschine 39 für die Verwendung beim Trocknen des Kartons geführt, welche z. B. als Pralltrocknen durchgeführt werden kann. Eine zu diesem Zweck geeigneter Trockenabschnitt wird z. B. in der Finnischen Patentanmeldung FI 971187 beschrieben.
Der Hauptteil des aus dem Vergaser 32 erhaltenen Produktgases 44 wird zu einem Kraftwerk 45 geführt, welches dadurch in einer profitablen Art und Weise die gesamte in der Produktionslage erforderliche Energie 7 erzeugen kann, und zusätzlich eine beträchtliche Menge an Energie 8 zum Verkaufen.
Die in dem Verfahren erzeugte Aschemenge 9 ist etwa 30.000 t/a. Die sinnvollen Verwendungen dieser Fraktion können z. B. die Verwendung als ein Straßenbett, in der Zementindustrie oder sogar als ein Papierfüllstoff nach bestimmten Weiterverarbeitungen einschließen. Falls der Vergasungsreaktor nur mit Brennstoffen auf Papierbasis versorgt wird, ist seine Asche besonders zum Recycling geeignet.
Die 3 veranschaulicht eine Produktionsanlage mit zwei Linien, welche sowohl etwa 100.000 t/a Karton 20b, verwendet als ein Rohstoff für Wellpappekartone, 100 000 t/a Zeitungspapier 20a als auch eine beträchtliche Energiemenge 8 zum Verkaufen produziert, d. h. etwa 160 GWh/a an Elektrizität und 560 GWh/a an Fernwärme. Als Rohmaterial verwendet die Produktionsanlage etwa 80.000 t/a gebrauchtes Zeitungs- und Magazinpapier 10a, etwa 50.000 t/a gebrauchte Wellpappekartone und 30.000 t/a gemischtes Abfallpapier 10b als auch etwa 400.000 t/a REF, d. h. sortierter brennbarer Abfall 1.
Die Behandlung der REF-Fraktion ist stark mit der vorherigen Beschreibung zusammen mit der 2 verknüpft. Die REF-Fraktion 1 wird trocken in zwei Bestandteile aufgetrennt, d. h. eine Fraktion 31, welche reich an Holz ist und direkt zu einem Vergaser 32 geführt wird, und eine kunststoff- und papierhaltige Fraktion 33, welche zusammen mit dem gemischten Abfallpapier- und Kartonfraktionen 10b aufgeschlossen wird. In der Aufschlussstation 34 werden Kunststoffe und andere Verunreinigungen als ein Rückstand 36 abgetrennt, welcher durch eine Schlammpresse 41 zu dem Vergaser 32 geführt wird.
Die Akzepte der Aufschlussstation 34, d. h. sowohl aufgeschlossenes Zeitungs- und Magazinpapier 35a als auch aufgeschlossenes, gemischtes Abfallpapier, Karton und eine von REF abgeleitete Fraktion 35b werden ferner zu den Reinigungsschritten 37 geführt, welche Sandentfernen und Feinsieben enthalten. Aus dem Reinigungsschritt 37 wird der Halbstoff 38b, aufgeschlossen aus Karton, das gemischte Abfallpapier und die REF-haltige Fraktion weiter zu der Fraktionierung 54 geführt. Die Fraktionen 38a und 46, geeignet für die Herstellung von Zeitungen, werden von dem Feinsieben 37 und dem Fraktionieren 54 zu den Tintenentfernungs- und Bleichschritten 47 geführt, von welchen sie zu weiter zu einer Zeitungsmaschine 39a geführt werden, um als ein Faserrohmaterial 48 zu dienen. Ein Abfallschlamm 4 wird im Tintenentfernungsstadium 47 erzeugt, wobei der Schlamm durch die Schlammpresse 41 zu der Vergasung 32 geführt wird.
Die für die Kartonfertigung geeigneten Fraktionen 49 werden von der Fraktionierung 54 zu einer Kartonmaschine 39b geführt. Der Zweck der Reinigungs-, Sieb- und Fraktionierungsstadien 37, 54 ist, geeignete Faserfraktionen 38a, 46, 49 für die Verwendung bei der Fertigung von Karton 20b und Zeitungspapier 20a in einer optimalen Art und Weise zu trennen. Das Potential des Rohmaterials der für Karton geeigneten Fraktionen kann am besten benutzt werden, wenn das Kartonprodukt so hergestellt wird, dass es eine geschichtete Struktur hat.
Die Fraktionen 40 von schlechterer Qualität, abgetrennt vom Halbstoff beim Feinsieben 37 und bei der Fraktionierung 54, werden zusammen mit dem Rückstand 36 aus dem Aufschlussstadium und einem Tintenentfernungsschlamm 4 zu der Schlammpresse 41 geführt, in welcher Anstrengungen unternommen werden, um den Trockenanteil dieses Materials so hoch wie möglich zu erhöhen, bevorzugt über 50%. Ein Materialstrom 42, verdickt mittels der Schlammpresse 41, wird zu dem Vergaser 32 geführt.
Ein Teil des Gases 43, welches durch den Vergaser 32 erzeugt und angemessen gereinigt wird, wird direkt zu den Papiermaschinen 39a und 39b zur Verwendung beim Trocknen des Zeitungspapiers oder Kartons verwendet, welches z. B. als Pralltrocknen durchgeführt werden kann.
Der Hauptteil des Gases 44, erhalten aus dem Vergaser 32, wird zu einem Kraftwerk 45 geführt, welches dadurch in einer rentablen Art und Weise die gesamte für das System erforderliche Energie als auch eine beträchtliche Menge Energie 8 für den Verkaufen erzeugen kann.
In Zusammenfassung der Beispiele der 2 und 3 kann festgestellt werden, dass die beschriebenen Konzepte sehr wirksam das Material in dem Recyclingstrom nutzen, auf der einen Seite als Faserrohmaterial in der Herstellung von recycelten Produkten und auf der anderen Seite als Brennstoff bei der Erzeugung von Energie. Das Konzept ist gleichzeitig eindeutig ein Nettoenergieerzeuger. Das sowohl für die Energieerzeugung und für die Papier- und/oder Kartonherstellung verwendete Rohmaterial in diesem Konzept ist sehr preiswert.
Die 4 zeigt eine Produktionsanordnung mit der etwa 100.000 t/a tintenfreier Markthalbstoff 50, hergestellt aus Abfallpapier, und eine beträchtliche Energiemenge 8 für den Verkauf, d. h. etwa 80 GWh/a Elektrizität und 280 GWh/a Fernwärme erzeugt werden. Die Produktionsanlage verwendet als ein Rohmaterial etwa 80.000 t/a Büroabfallpapier 10 und etwa 20 000 t/a REF, d. h. sortierter brennbarer Abfall.
Die REF-Fraktion wird trocken in zwei Bestandteile sortiert, d.h, eine Fraktion 31, welche holzreich ist und die direkt zu einem Vergaser 32 geführt wird, und einer kunststoff- und einer papierhaltigen Fraktion 33, welche zu einer Aufschlussstation 34 geführt wird, um zusammen mit der Abfallpapierfraktion 10 verarbeitet zu werden. Im Zusammenhang mit dem Aufschluss werden Kunststoff und andere Verunreinigungen 3a von dem Halbstoff getrennt.
Ein Akzept 35 aus der Aufschlussstation wird ferner zu Reinigungsstadien 37 geführt, welche Sandentfernen, Feinsieben und, falls notwendig, Fraktionieren enthalten. Der Zweck dieser Prozessschritte ist, die Faserfraktion 38 der höchsten Qualität abzutrennen, um weiter zu Tintenentfernungs- und Bleichschritten 47 geführt zu werden, von denen der Halbstoff 51 weiter zu einer Trockenmaschine 52 geführt wird.
Die Fraktionen 40 von schlechterer Qualität, abgetrennt vom Halbstoff beim Feinsieben und Fraktionieren 37, werden zusammen mit einem Rückstand 36, erzeugt beim Aufschließen 34, und einem Tintenentfernungsschlamm 4 zu einer Schlammpresse 41 geführt, um eingedickt zu werden und von dort wird ein Halbstoffstrom 42 weiter zu dem Vergaser 32 geführt.
Ein Teil des Produktgases 43, welches aus dem Vergaser 32 erhalten und angemessen gereinigt wird, wird direkt zur Verwendung in dem Trocknen 52 des Halbstoffs geführt, welches vorteilhafterweise als Lufttrocknen durchgeführt wird.
Der Rest des durch den Vergasers 32 erzeugten Gases 44 wird zu einem Kraftwerk 45 geführt, welches dadurch die gesamte in dem System benötigte Energie in einer profitablen Art und Weise als auch eine beträchtliche Energiemenge 8 für den Verkauf erzeugen kann.
Die zusammen mit den 2 bis 4 beschriebenen Konzepte stellen signifikante Vorteile im Vergleich zur herkömmlichen Massenverbrennung von gemischten Abfall und herkömmlicher Papiererzeugung zur Verfügung. Die Konzept nutzen wirkungsvoll das Material in dem Recyclingstrom, auf der einen Seite als recycelte Produkte, auf der anderen Seite als Brennstoff. Dies resultiert in einem höheren Grad des Papierrecyclings, einer höheren Energieerzeugung und einer weniger teueren Gesamtinvestition. Das Materialrecycling von Abfällen wird wirkungsvoller und die Rentabilität der Energieerzeugung wird im Vergleich zu herkömmlichen Systemen verbessert.
Die Nutzung des Fasermaterials in Abfallströmen wird mit dem vorgeschlagenen Konzept wesentlich erhöht. In der derzeitigen Situation ist die Fasermenge, welche in Müllkippen endet, so hoch, dass die Reduktion ihres Anteils eine profitable Alternative zum Ankauf des Rohmaterials zur Papiererzeugung bietet.
Im Folgenden wird die Bedeutung der Erfindung weiterhin vom Standpunkt des Abfallmanagements und der Energieerzeugung der Gemeinde in der Form einer beispielhaften Berechnung diskutiert.
Eine Gemeinde von 3 Millionen Einwohnern verbraucht etwa 135.000 t/a Zeitungspapier und etwa 200.000 t/a Wellpappe. Die gleiche Gemeinde erzeugt etwa 360.000 t/a brennbares Holz und Kunststoffabfall. Angenommen, dass die Mülltrennung wirkungsvoll angeordnet werden kann, d. h. etwa 85% des Abfalls kann in den Auftrennungsbereich gebracht werden und ferner unter Berücksichtigung der Ausbeute des Tintenentfernungsvorgangs (etwa 85%), kann eine Produktionsanlage unter Nutzung des Abfallstroms so entworfen werden, um etwa 100.000 t/a Zeitungspapier zu erzeugen, in welchem etwa 90% des Rohmaterials von Tinte befreites Abfallpapier ist, und 140.000 t/a Decklagen/Wellenpapier, dessen Rohmaterial 100 Abfallkarton ist. In diesem Fall ist die Abgabeleistung der Energieerzeugung unter Verwendung von Müll getrenntem, wiedergewonnenem Brennstoff (REF) etwa 210 MW, von dem etwa 80 MW elektrische Energie und etwa 115 MW Wärmeenergie erhalten werden. Wenn die gleiche Abfallmenge unsortiert in einer herkömmlichen, nur für die Verbrennung von Abfall beabsichtigten Verbrennungsanlage verbrannt wird, würden nur 30 MW Elektrizität erhalten werden.
Falls in dem vorher beschriebenen Ausmaß durchgeführt, würde die erfindungsgemäße Anordnung die in einer Müllkippen oder einer Massenverbrennungsanlage endende Abfallmenge um etwa 440.000 Tonnen oder etwa 25% reduzieren. Dies basiert auf einem verstärkten Papierrecycling (der Recyclinggrad heutzutage ist etwa 60%) und auf der Verwendung von an der Quelle getrenntem Holz- und Kunststoffabfall als REF. Falls die Abfallverarbeitungskosten als ein Betrag von etwa 100 USD pro Tonne angenommen werden, ist das Einsparpotential der Gemeinde in Bezug auf die Abfallverarbeitungskosten etwa 44 Millionen USD pro Jahr.
Von der Produktionsanlage gemäß dem Beispiel kann angenommen werden, dass sie beträchtlichen ökonomischen Vorteile erzielt, wie etwa:

– preiswertes Rohmaterial, sowohl bei der Papierherstellung als auch bei der Energieerzeugung;
– Verkaufserlöse aus elektrischer Energie und Wärme in Überschuss zum Verbrauch der Papiermühle;
– Einsparung bei Lagerung und Transportkosten;
– Einsparung bei Managementkosten, falls Teile des Verfahrensabfalls in der Mühle verwendet wird;
– andere Verfahrenssynergien.

Insgesamt kann die Wirkung dieser Vorteile auf die Rentabilität über 10% des Umsatzes im Falle dieses Beispiels sein.
Die Ansprüche werden im Folgenden dargestellt und die verschiedenen Details der Erfindung können innerhalb der erfindungsgemäßen Idee, definiert durch die Ansprüche, schwanken und von der vorherigen beispielhaften Offenbarung abweichen.

Claims

Verfahren zur Anordnung des Rohmaterials, der Energie, und Abfallmanagement einer Produktionsanlage, die Zellstoff und/oder Papier und/oder Karton aus wiedergewonnenen Fasern fertigt, wobei die Anlage zwei getrennte Ströme (1, 10) von Abfallmaterial erzeugt von einer Wohngemeinde erhält und verarbeitet, wobei beide vorsortiert und/oder getrennt gesammelt werden, so dass der erste Strom (1) des Abfallmaterials hauptsächlich brennbaren Abfall enthält, verwendbar als ein Brennstoff bei der Erzeugung von für die Produktionsanlage erforderlicher Energie, und der zweite Strom (10) des Abfallmaterials hauptsächlich Abfallpapier und/oder Karton enthält, in einem beträchtlichen Ausmaß verwendbar als ein Faserrohmaterial der Produktionsanlage, wobei der zweite Strom zu einem Aufschlussstadium (34), einem Säuberungs- und Siebstadium (37) und zu einer Faserverarbeitungslinie geführt wird, mit einem oder mehreren Stadien des Fraktionierens (54), des Tintenentfernens, des Bleichens (47), des Zellstofftrocknens (52) und des Papiererzeugens (39), und Ausschuss (36, 40, 4) von wenigstens einem der Faserverarbeitungsstadien (34, 37, 47) als ein Brennstoff in der Erzeugung von Energie verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strom (1) des Abfallmaterials zunächst zu einem Siebstadium (30) geführt wird, in welchem eine papier- und kartonreiche Fraktion (33) davon abgetrennt wird, um zu dem Aufschlussstadium (34) geführt zu werden, wo es entweder zusammen mit dem zweiten Strom (10) des Abfallmaterials oder getrennt davon verarbeitet wird, um als ein Faserrohmaterial bei der Fertigung von Zellstoff, Papier oder Karton verwendet zu werden, und eine Rückstandsfraktion (31) aus dem Siebstadium als Brennstoff in der Energieerzeugung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abfallfraktionen, die Rohmaterial und Energie enthalten und als Nebenprodukte in den Produktionsverfahren der Produktionsanlage produziert werden, wie etwa Ausschuss und Schlämme (4, 6, 36, 40) produziert in den Faserverarbeitungsstadien Aufschluss (34), Reinigen und Sieben (37), Tintenentfernen, Bleichen (47), bei der Verbrennung von Abfall erzeugte Asche (9, 9b), und warmes Abfallwasser (17), innerhalb der Produktionsanlage entweder als ein Rohmaterial oder als Energie in einem beträchtlichen Umfang verwendet werden, oder diese Fraktionen derartig getrennt werden, dass sie wenigstens prinzipiell in einem weiteren Verfahren oder in einer anderen Art von nützlicher Verwendung außerhalb der Produktionsanlage verwendet werden können.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fertigung von Zellstoff, Papier und/oder Karton erzeugte Abfälle, wie etwa ein beim Aufschluss (34) abgetrennter Ausschuss (36), eine Faserfraktion (40) von schlechter Qualität und ein beim Tintenentfernen (47) erzeugter Abfallschlamm (4), der Energieerzeugung zugeführt werden, um als ein Brennstoff zu dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Brennstoff verwendeten Abfallfraktionen (31, 42) vergast werden, und das so erhaltene Gas (44) in einem Kohle-, Naturgas- oder Öl-gefeuerten Kraftwerk als ein sekundärer Brennstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als ein Brennstoff verwendeten Abfallfraktionen (31, 42), vergast werden und das so erhaltene Gas (44) als ein Brennstoff in einer Gasturbine verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass brennbares Gas (43) erzeugt durch Vergasen der Abfallfraktionen (31, 42) zur Erzeugung von warmer Trocknungsluft für das Warmlufttrocknen von Zellstoff, Papier oder Karton verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen von Zellstoff, Papier oder Karton allein als Warmlufttrocknen ohne Trockenstadien, welche die Verwendung von Dampf erfordern, ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Energieerzeugung (2) erzeugte Asche (9) als ein Füllstoff bei der Fertigung (5) von Papier oder Karton verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als ein Füllstoff bei der Fertigung von Papier oder Karton verwendete Asche (9) durch Verbrennen oder Vergasen einer sortierten Abfallpapierfraktion in einem für diese Verwendung geeigneten, getrennten Verbrennungskessel oder Vergasungsreaktor erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Fertigung von Papier oder Karton als ein Füllstoff verwendete Asche (9), aus Asche aus einem Verbrennungskessel oder einem Vergasungsreaktor mittels einer Nachveraschung oder einem anderen Bleichverfahren erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktion mit der besten Qualität (9) der bei der Energieerzeugung (2) erzeugten Asche bei der Fertigung von Papier oder Karton verwendet wird, und andere Aschefraktionen (9b) auf andere Weise genutzt werden, zum Beispiel in der Verbindung mit der Fertigung von Zement, bei Erdarbeiten und ähnlichem.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Energieerzeugung erzeugte Asche in Abgaswaschvorrichtung von Kraftwerken oder zur Reinigung von Abgasen verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Papier oder Karton mittels Bildung mehrschichtiger Bahnen hergestellt wird, wobei in diesem Zusammenhang aus verschiedenen Abfallpapierfraktionen erzeugter Zellstoff für verschiedene Schichten des Papiers oder des Kartons verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Papier und/oder Karton auf zwei oder mehreren Fertigungslinien unter Verwendung von verschiedenen Arten von Abfallpapierfraktionen als Faserrohmaterial hergestellt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Faserabfall und/oder Umlaufwasser aus einer Fertigungslinie zu einer anderen Fertigungslinie geführt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Frischwasserbedarfs der Produktionsanlage aus einer Abfallwasserbehandlungsanlage (15) einer Wohngemeinde als gereinigtes Abwasser (14) entnommen wird, welches für die Verwendung durch ein Frischwasserbehandlungssystem der Produktionsanlage geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallwässer durch Destillation unter Nutzung von bei der Energieerzeugung erzeugter Abwärme gereinigt werden, und das derartig destillierte Wasser in den Produktionsvorgängen verwendet wird, um etwas Frischwasser zu ersetzen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Destillation für die Reinigung des Abwassers der Produktionsanlage, zum Recycling oder zur Reduktion der Abwasserbelastung der Wohngemeinde verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Produktionsanlage erzeugte Abwässer (17), zur Reinigung zu der Abwasserbehandlungsanlage (15) der Wohngemeinde geführt werden.
Produktionsanlage zur Fertigung von Zellstoff und/oder Papier und/oder Karton, wobei die Anlage angeordnet ist, um Abfallmaterialien (1, 10) als ein Faserrohmaterial und als Brennstoff zu verwenden, und wobei die Anlage eine Ausrüstung zur Verarbeitung von zwei vorsortierten und/oder getrennt gesammelten Strömen (1, 10) von Abfallmaterial erhalten von einer naheliegenden Wohngemeinde umfasst, wobei der erste Strom (1) hauptsächlich brennbaren Abfall und der zweite Strom (10) hauptsächlich Abfallpapier und/oder -karton enthält, wobei die Ausrüstung Vorrichtungen (32, 45) umfasst zur Nutzung des ersten Stromes (1) des Abfallmaterials als Brennstoff in der Energieerzeugung für die eigenen Bedürfnisse der Produktionsanlage, Vorrichtungen (34, 37) zum Aufschluss, Reinigen und Sieben des zweiten Stromes (10) des Abfallmaterials, als auch eine Faserverarbeitungslinie mit einer oder mehreren Vorrichtungen zum Fraktionieren (54), Tintenentfernen, Bleichen (47), Zellstofftrocken (52) und Papiererzeugung (39), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Verarbeitung des ersten Stromes (1) des Abfallmaterials ferner eine Trennvorrichtung (30) umfassen, zu welcher der erste Strom (1) des Abfallmaterials zuerst geführt wird, um eine papier- und kartonreiche Fraktion (33) von dem brennbaren Abfall zu trennen, wobei die papier- und kartonreiche Fraktion (33) zu den Aufschluss-, Reinigungs- und Siebvorrichtungen (34, 37), vorgesehen zur Verarbeitung des zweiten Stromes (10) des Abfallmaterials, geführt wird.
Produktionsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorkehrungen zur Nutzung von als Nebenprodukte erzeugten Abfallfraktionen (4, 6, 9, 36, 40), und welche Rohmaterial und Energie enthalten, oder alternativ zur Führung derartiger Abfallfraktionen (9b, 17) zu einer nützlichen Verwendung außerhalb der Produktionsanlage, umfasst, wobei die Abfallfraktionen zum Beispiel Ausschuss und Schlämme (4, 6, 36, 40) aus Aufschluss-, Sieb-, Fraktionierungs-, Papiererzeugungs- und/oder Tintenentfernungsvorrichtungen, Asche (9, 9b), erzeugt bei der Energieerzeugung, und warme Abwässer (17) enthalten.
Produktionsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsanlage wenigstens zwei Papier- oder Kartonfertigungslinien umfasst, welche angeordnet sind um Papier- oder Kartonklassen herzustellen, welche unterschiedlich voneinander sind, wobei in diesem Zusammenhang verschiedene Abfallpapierfraktionen wirksam genutzt werden können.
Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrüstung für die Fertigung von Papier und/oder Karton eine Papier- oder Kartonmaschine versehen mit einem Bildner mehrschichtiger Bahnen enthält, aufgrund deren verschiedene Abfallpapierfraktionen wirksam als Rohmaterialien in verschiedenen Schichten von Papier und/oder Karton genutzt werden können.
Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit einen Vergasungsreaktor (32) enthält, welcher geeignet ist, um brennbare Abfallfraktionen (31, 42) in Produktgase (44) zu vergasen, welche geeignet sind, um in einem Verbrennungskessel oder einer Gasturbine (45) verbrannt zu werden.
Produktionsanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrüstung zur Fertigung von Zellstoff und/oder Papier und/oder Karton Warmlufttrockenvorrichtungen, wie etwa Infrarottrockner, Pralltrockner, Luftnetztrockner oder andere äquivalente Vorrichtungen enthalten, und sie geeignet sind, um durch den Vergasungsreaktor (32) erzeugtes, gereinigtes Produktgas (93) für die Erzeugung von warmer Trocknungsluft zu nutzen.
Produktionsanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen von Zellstoff, Papier oder Karton lediglich mittels Warmluftrockenvorrichtungen ohne auf der Verwendung von Dampf basierende Trockenstadien ausgeführt wird.
Produktionsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der als ein Nebenprodukt in der Energieerzeugung (2) erzeugten Asche geeignet ist, um als ein Füllstoff (9) in Papier oder Karton im Papiererzeugungsvorgang (5) verwendet zu werden.
Produktionsanlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit einen getrennten Verbrennungskessel oder Vergasungsreaktor enthält, welcher geeignet ist, um nur eine sortierte Abfallpapierfraktion zu verbrennen, wobei die aus dieser Fraktion erzeugte Asche geeignet ist, um zu dem Papiererzeugungsvorgang geführt zu werden, um als ein Füllstoff (9) in Papier oder Karton zu dienen.
Produktionsanlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrichtungen für die Nachveraschung von als ein Nebenprodukt bei der Energieerzeugung (2) erzeugter Asche, oder um sie auf andere Weise zu bleichen, umfasst, bevor sie als Füllstoff (9) in Papier oder Karton verwendet wird.
Produktionsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrichtungen zur Verwendung aus einer Abwasserbehandlungsanlage (15) abgeleitetem, gereinigtem Abwasser (14) einer Wohngemeinde als Frischwasser in den Produktionsvorgängen umfasst.
Produktionsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrichtungen, zur Reinigung von Abfall- oder Umlaufwasser durch Destillation oder Nutzung der bei den Vorgängen erzeugten Abwärme umfasst.
Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass Abwässer (17) aus der Produktionsanlage (50) zu der Abwasserbehandlungsanlage (15) der Wohngemeinde geführt werden.
Produktionsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Papier- oder Kartonverarbeitungsanlage (19) in ihrer unmittelbaren Nähe integriert wird, wobei die Anlage einen beträchtlichen Teil des Papier- und/oder Kartonausstoßes der Produktionsanlage (50) verarbeiten kann.