EP1571255A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reduzierung eines Dampfverlustes in einem geschlossenen System - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Reduzierung eines Dampfverlustes in einem geschlossenen System Download PDF

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EP1571255A1
EP1571255A1 EP04004959A EP04004959A EP1571255A1 EP 1571255 A1 EP1571255 A1 EP 1571255A1 EP 04004959 A EP04004959 A EP 04004959A EP 04004959 A EP04004959 A EP 04004959A EP 1571255 A1 EP1571255 A1 EP 1571255A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
screw
gas
steam
container
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04004959A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Berger
Erich Ortner
Werner Teufel
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Essity Germany GmbH
Original Assignee
SCA Hygiene Products GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SCA Hygiene Products GmbH filed Critical SCA Hygiene Products GmbH
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Priority to EP05700813A priority patent/EP1727935B1/de
Priority to PCT/EP2005/000180 priority patent/WO2005085519A1/de
Priority to DE502005002412T priority patent/DE502005002412D1/de
Priority to ES05700813T priority patent/ES2298992T3/es
Priority to AT05700813T priority patent/ATE382733T1/de
Publication of EP1571255A1 publication Critical patent/EP1571255A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means

Definitions

  • the present invention generally relates to a device and a method for reducing a Steam loss in a closed system.
  • the device and find the method of the present invention in particular use in the field of extraction of Primary pulps (digestion), the treatment of Secondary pulp from waste paper, the stock preparation in the general as well as defibering for particle board production.
  • Figure 1 is a system for Processing of secondary pulp from waste paper schematically shown how it z. As described in DE-A-197 42 729 is. In this case, only components for Germination, fractionation or grinding and dilution of the Fiber represented. However, it is the expert it can be seen that such systems also other others Components (eg for bleaching, for so-called "deinking", etc.) may include.
  • the system shown in Figure 1 it is a closed system with a Substance entry 1 and a substance discharge 2.
  • the into the system introduced solid is in this case a pulp, the For example, a certain consistency of about 35% OTRO (oven-dry, DIN EN 20 638) and a temperature of about 40 ° C has.
  • the pulp is placed over the fabric entry 1 in a heating screw 3 introduced.
  • the heating screw by means of a device supplied with live steam for supplying live steam 4, so that in the heating screw an environment with approximately 1.7 bar pressure and 105 to 115 ° C temperature. at These temperatures can effectively disinfect the Fibrous material to be carried in the heating screw transported and promoted and an appropriate Dwell time in the screw, for example, about 20 minutes having.
  • the Stoffeintrag preferably by means of a plug screw, so that the stuffing screw the printing system on the part of Substance entry completes.
  • Disperger 6 In the Disperger 6 are after the sterilization in dispersed disturbing contents of the pulp and cut into small pieces, leaving the final product through the remaining ingredients are not negatively affected becomes. Subsequently, the pulp from the Disperger 6 issued and via a screw conveyor 7 in a Discharge container 8 introduced.
  • the discharge 8 In the discharge 8 is a device for introducing Dilution water 9, dilution water in the Discharge container introduced to the highly consistent To make pulp pumpable.
  • the pumpable, Mid-consistency pulp is subsequently delivered via a pump Issued 10 from the discharge container 8 and has a Consistency of, for example, about 13% OTRO on.
  • the pulp is thus in a conveying direction in the System from the substance entry 1 to the substance discharge 2 promoted.
  • This system is a closed pressure system, on the one hand by the Stuffing screw (not shown) at the cloth entry and on the other hand by the pumpable pulp (im Essentially a liquid section) through the MC pump completed at the pulp discharge.
  • the Discharge container 8 via the means for supplying Dilution water 9, dilution water added to the Make pulp pumpable, so in a second Section 13 of the discharge container 8 a substantially Pulp-liquid mixture is present.
  • a substantially Pulp-liquid mixture is present in a second Section 13 of the discharge container 8 .
  • the technical basis underlying the present invention lies in a device and a method to provide that allows the loss of steam to reduce in closed systems and thereby the Energy balance of the overall system to improve.
  • the device of the present invention in that it comprises a container, the defines a closed space and through the in one Conveying direction from an inlet to an outlet Sediment transport takes place.
  • the solid it can For example, pulp, wood pulp, wood chips, etc. act.
  • the container of the device according to the invention is in the Promotion direction divided into three sections, of which in a first section essentially a solid-vapor mixture, essentially in a second section Solid-liquid mixture and in between lying intermediate portion substantially a solid-vapor-liquid mixture is present.
  • the device of The present invention further comprises at least one Place the container means for introducing an im Essentially non-condensable gas in the enclosed space, causing condensation of the steam in the container is reduced and therefore the loss of steam closed system with the device according to the invention can be reduced.
  • the device for initiating a essentially non-condensable gas in the enclosed space arranged so that the gas in the first section, so the section with the solid-vapor mixture can be initiated. That does not make that condensable gas is a kind of isolation barrier zone opposite the Steam out, which effectively reduces the Steam condensation causes in the container. Furthermore is formed by the gas also a kind of displacement body, the entrained vapor from the condensation surface pushes back. However, it is also conceivable that the gas in the second section or the intermediate section.
  • Invention is the device for initiating a in Essentially non-condensable gas in the enclosed space designed such that the gas under Pressure in the enclosed space can be introduced. This is especially necessary when the device of the present Invention is used in a printing system, so that this pressure must be overcome to introduce the gas.
  • the non-condensable gas Air inert gas, reactive gas or ozone used.
  • the Selection of the gas to be used is subject various considerations, including under Consideration of the overall system in which the inventive device is used. Becomes For example, a system for the preparation of Secondary pulp used from waste paper, which also has a Bleaching step, it should be noted that some Gases, such as oxygen, react with the bleach could. This could be the appropriate process be affected. In addition, however, could also be a Gas can be used which is reactive so as to be chemical Reactions cause, in turn, in the process useful and advantageous, such as Carbon dioxide for PH reduction of the pulp.
  • inert gases such as For example, argon, helium, krypton and other gases, such as for example, nitrogen.
  • gases such as for example, argon, helium, krypton and other gases, such as for example, nitrogen.
  • cost of the gas to be used so is For example, the production of ozone comparatively expensive. It is essential, however, that it is in the Gas is a so-called non-condensable gas.
  • the inlet is arranged such that it communicates with the first Section, ie the section with the pulp-vapor mixture, communicates and the outlet is so is arranged that he with the second section, ie the Section with the solid-liquid mixture, in Connection stands. This ensures that the Sediment transport in conveying direction from the first section via the intermediate section into the second section.
  • the inlet could also be arranged in such a way be that he is with the second section, hence the section with the solid-liquid mixture, communicating, wherein the outlet is arranged such that it communicates with the first section, ie the section with the solid-vapor mixture, communicates.
  • the solids transport would then done in a reverse direction and thus in Conveying direction from the second section over the Intermediate section in the first section.
  • the gas of the present invention selected such that when introducing the gas in the Container the condensation of the vapor in the closed Space, especially in the intermediate section and the second Section is reduced. This can reduce the loss of steam in a closed system with the invention Device be reduced accordingly.
  • the feed gas is with the solid Can be dispensed from the outlet in the conveying direction, so that it does not remains in the device.
  • the gas must be constantly updated. Also, the gas can be otherwise be issued.
  • the present invention proposes a device for Stock preparation, in particular waste paper preparation ago, which is a closed system with a heating screw and a discharge container, wherein a solids transport in the conveying direction of the heating screw to the Discharge container takes place.
  • Discharge container of this device a device, as they has been described above.
  • this further has a Disperger, the downstream in the conveying direction of the heating screw and the Discharge tank is arranged upstream to a To cause grinding or fragmentation of the pulp, so that remaining constituents can be comminuted, so that they no longer have negative effects in the end product to have.
  • the heating screw is between the heating screw and the discharge container or the Disperger and the Discharge container arranged a screw conveyor.
  • This screw conveyor is for example a stuffing screw, However, alternatively, a low-cost, conventional Screw conveyor, which is the mode of action of only one Having partially opened valve.
  • the system is advantageously a printing system.
  • the heating screw advantageously a device for supplying live steam in the Heating screw on, for example, the temperatures to Disinfection necessary to provide.
  • means for supplying Dilution water be provided in the discharge container to to train the second section and high consistency To make pulp pumpable.
  • the present invention also proposes a Apparatus for digestion in a closed system with a refiner and a discharge container.
  • a Device is, as the summary of the beginning Invention has been described.
  • the device according to the invention can be used for digestion advantageously a cyclone and a heat exchanger have, wherein the cyclone downstream of the refiner and is arranged upstream of the discharge and the Heat exchanger downstream of the cyclone in another winningzweig is arranged.
  • the cyclone essentially directly with the Discharge container connected.
  • the present invention proposes a Device for defibering in a closed system in front.
  • the defibration is in the present case a Device to understand in the wood chips (Wood chips) are processed, so this For example, be further processed to chipboard can.
  • This device according to the present invention has an entry screw and a steam room.
  • the Entry auger is advantageously with the steam space connected and there is a solids transport in Conveying direction from the entry screw to the steam room.
  • the Entry screw of the device for defibration of The present invention is a device such as was described at the beginning. This can be in addition to the Reduction of steam loss compared to the stand the technology on a cost-intensive and energy-intensive Stuffing screw can be dispensed as entry screw.
  • the entry screw of the Device for defibration an inlet for liquid offset solid and means for discharging the Liquid from the heating screw on.
  • the entry auger is in with the steam room Connection and make the pressure shutdown for the system on Furnish.
  • the present invention proposes appropriate method with the following steps. So initially a solids transport in a Forderides generated from an inlet to an outlet of a container, which defines a closed space and in the Delivery direction is divided into three sections.
  • the three Sections correspond to the three described above Sections of the container.
  • at least a location of the container substantially not condensable gas introduced into the enclosed space.
  • the inventive method for example, in a Process can be used for stock preparation, in particular for Waste paper preparation, for digestion or defibration Find use.
  • the device comprises a container 20 having a enclosed space defined.
  • a solid entry whereas via the outlet 22a a solids discharge takes place.
  • the substance entry can also through the inlet 21b and the substance discharge via the Outlet 22b. This variant is by the dashed arrows 25 and 26 shown.
  • the enclosed space defined by the container 20 is divided into three sections 12 to 14, of which in one first section 12 is a solid-vapor mixture and in a second section 13 a solid-liquid mixture is present.
  • Intermediate section 14 Arranged in between Intermediate section 14 is a kind of mixing zone of the two Sections 12, 13 above, leaving a solid-vapor-liquid mixture formed.
  • These mixed states can be found in minor amounts also contain other ingredients, such as For example, chemical residues or others Impurities. It will also be apparent to those skilled in the art that the boundaries between the sections are fluid and rather correspond to other areas and zones.
  • the Solids transport on the one hand through the inlet 21a in Direction 23 in the order of the first section 12, the Intermediate portion 14 and the second portion 13 of the Outlet 22a towards 24.
  • an alternative Embodiment follows the transport of solids exactly in the reverse direction, namely through the inlet 21b in Direction 25 in the order of the second section 13, via the intermediate section 14 and the first section 12 the outlet 22b in the direction 26th
  • the device has a device for Introducing a non-condensable gas 27, which in the illustrated embodiment, the first Embodiment with the inlet 21a and the outlet 22a corresponds to the first section 12 is in communication.
  • a facility for initiating a liquid medium 28 provided with the section 13 in Connection stands, and can serve the sections train.
  • this device 28 is not mandatory required. So can be seen as follows (see description of FIG. 6) also a substance entry in one Solid-liquid mixture and steam through the Inlet flow to form the sections. In this Case, however, would be a means for discharging Provide fluid.
  • the shown arrangement only for a solids transport in Direction of the arrows 23, 24. If the solids transport in reverse direction according to the arrows 25, 26, it would be the Device for introducing the non-condensable gas according to this exemplary embodiment with the section 12 arranged in connection.
  • a non-condensable gas in the Container is a kind of "isolation barrier" built, which is a vapor condensation of steam, with the solid entrained in the solids entry, d. H. in the container is introduced, on the surface of the liquid medium both in the intermediate section 14, and the second Section 13 reduced.
  • This can be effectively prevented be that by the steam condensation a sudden Pressure loss in the container 20 occurs, which is an undesirable Vapor flow into the device of the present invention could have resulted. It can also be effective Way a vapor loss prevented by the condensation become. Consequently, the loss of steam in one closed system with this device effectively be reduced.
  • FIG. 3 corresponds essentially the schematic system, with reference to Figure 1 in the Description of the description has been explained.
  • shown system is a closed System in which a solid entry in the form of a Fibrous with a certain consistency, like For example, 35% OTRO, is introduced.
  • This pulp is promoted by several bodies until he finally is introduced into a discharge container 8.
  • this Discharge container 8 is via a device 28th Dilution water supplied to the pulp pumpable make, so that a solids discharge or Faserstoffaustrag, for example, a medium-consistency pulp with approx. 13% OTRO can be done via a pump 10.
  • the device for feeding dilution water 28 preferably comprises four feed lines for the dilution water, the are positioned tangentially to the order container 8, the has a substantially circular cross-section.
  • the Feeders are over the edge or circumference of the Distributed container and are each at an angle of offset by about 90 °. Furthermore, they are in one step-like shape in the axial direction of the container positioned. In other words, the feeders are in different heights, which are approximately in one area from 100 mm to 500 mm, in particular by 300 mm, connected to the container.
  • the in the container introduced flake-shaped, high-consistency Fibrous material forced into one rotation, so in combination with the order and the feeding of pulp from or in the container at least in the lower region of the container (Section 13) a screw-like conveying movement of the Fibrous material is produced in the container.
  • the illustrated Plant also has a heating screw 3, the Disinfection of the pulp (secondary pulp from waste paper) Main steam is supplied.
  • the one used for feeding For example, live steam has a temperature of approx. 135 ° C and a pressure of 3.5 bar. This will be in the Heating screw temperatures between 105 ° C and 115 ° C at a pressure between about 1.2 - 2 bar, in particular of about 1.7 bar created for the sterilization of the pulp are advantageous.
  • the residence time of the pulp in the Sterilization is between about 10 to 30 minutes, in particular about 20 minutes, which is sufficient is seen.
  • the pulp is in the heating screw 3 continuously conveyed until it leaves the heating screw 3 is issued.
  • the heating screw 3 is connected via a screw 5 with a Disperger 6 connected, which serves remaining Ingredients in the pulp such as the Fibers adhering or distributed between the fibers To crush and distribute ink particles so that they have no negative impact on the final product.
  • the disperser 6 via a screw conveyor 7th connected to the discharge container 8, which according to a preferred embodiment, the operation of a partial has opened valve.
  • the necessary to a reliable operation of the Dispergers 6 is a vapor return line 11 connected on the one hand the Disperger downstream and on the other hand connected to the heating screw 3, so that a Steam return from one position to the disperser can be done downstream of the heating screw.
  • Discharge container 8 is by the supply of Dilution water through the device 28 a mixing zone formed so that in the discharge container 8 in Form three main sections.
  • a first Section 12 essentially forms a pulp-steam mixture from, wherein this first section 12 in the uppermost region of the discharge container 8 is arranged the solid entry takes place in the discharge container 8.
  • Another area is the area 13, where in the Essentially forms a fibrous-liquid mixture, the means of a medium consistency pump 10 from the Discharge container 8 can be discharged in the direction of 2.
  • Between the two sections 12 and 13 forms a Mixing zone in which both pulp and steam and Liquid present.
  • the solid according to the invention in order Pulp.
  • FIG. 4 shows the discharge container 8 of the system from FIG. 3 shown in an enlarged view and the three Sections were schematically visualized.
  • the above-mentioned three sections are formed. How out Figures 3 and 4 can be seen, the means for Supplying dilution water above or below the Border between the intermediate portion 14 and the section 13th of the solid-liquid mixture may be formed.
  • the surface of the solid-liquid mixture section and the surface of the liquid portions in the Intermediate section 14 form in the discharge container 8 in the Comparison to the temperature of the supplied pulp and the Steam "colder" condensation surface.
  • the one with the Fibrous introduced into the discharge tank 8 steam would therefore tend to condense on this surface, so that in the discharge container 8 in the condensation sudden pressure drop would arise.
  • This pressure drop would increase the flow of steam from the heating screw 3 lead into the discharge tank 8, so that the steam from the Heating screw 3 would escape, which in turn results that would have about the device for supplying live steam 4 new live steam are introduced into the heating screw would.
  • the generation of live steam requires one high energy consumption, so that this effect would be detrimental and should be avoided.
  • the discharge container 8 for this purpose a Device for introducing a non-condensable gas assigned in the exemplary embodiment with the Section 12 is connected. Since this is the present System is a pressure system, the gas, For example, air against which present in the system Pressure pressed in. The non-condensable gas tends to to flow on a cold surface. In the present case Form the section 13 and the liquid components in Intermediate section 14, the cold surface to the not condensable gas flows.
  • This forms in the Discharge container 8 is a kind of insulating barrier layer, the the condensation of the vapor in the discharge container 8 at the previously described condensation surface reduced.
  • the solids entry 1 was carried out with a pulp having a consistency of about 35% OTRO and was in the comparative experiments 12 tons per hour (t / h).
  • Figure 5 illustrates another exemplary embodiment a device for digestion according to the present invention Invention.
  • the illustration is purely exemplary and the system could include additional components. So these systems are generally multi-level, as is the Is known in the art.
  • the illustrated plant presents schematically a TMP or CTMP process for digestion.
  • the present invention is not limited to such Limited procedure. Rather, any method can for digestion use find.
  • the digestion system shown in FIG. 5 stops closed system.
  • the system is on Stoffeintrag 1 in the form of wood chips in one Entry screw 34.
  • This screw 34 are the Wood chips, for example, heated to 160 ° C.
  • the present system is also a printing system that works at between about 5 to about 8 bar.
  • the wood chips (solid) in a refiner 6 introduced.
  • This refiner is about one Motor M driven and generally requires a high Energy demand.
  • the chips become by the introduced refining work according to the process objective as completely as possible disassembled into individual fibers. Since it is about a technical process that affects efficiency is, this succeeds only to a certain extent.
  • a part the wood chips remain as fragment material (splinters are Fiber bundle), which then in a subsequent Process step with similar workflow with the same Basic objective is aftertreatment (multistage). Besides arise fiber fragments up to so-called flour material as constituents of the wood pulp, which are actually undesirable are eliminated from the system as far as possible.
  • the energy applied via the motor M is in the refiner in Form of mechanical work applied to the wood pulp. By the frictional heat generated thereby becomes the liquid content evaporated in the wood pulp or chips, so that The refiner leaves a mixture of steam and pulp.
  • the pulp with the steam is then further into a cyclone 29 promoted, in which a separation of the steam from the Fiber is to be made.
  • the cyclone 29 is on the one hand with another conveyor line in its upper area connected, which derive the steam via a heat exchanger 30 so that its heat in another process of System can be reused or can be used.
  • the connection between the Cyclone 29 and the discharge container 8 preferably via a Plug screw, another conventional screw conveyor or similar systems.
  • the discharge container always designed open, so that steam the guided via the screw with the pulp in the container becomes, escapes and gets lost.
  • the cyclone 29, however, directly to the discharge 8 connected This allows the additional components like the screw, plug screw or other facilities saved between the cyclone and the discharge container which leads to a significant cost reduction of the Entire facility leads.
  • the discharge container 8 is closed designed.
  • the invention is a device for initiating a non-condensable gas in the discharge container. 8 intended.
  • This will be similar to the system of Figure 3 describes a kind of insulation barrier generates the steam condensation in the discharge 8 reduced, so that the pressure in the discharge container 8 in Can be kept substantially constant.
  • This will be a increased steam flow in the direction of the discharge 8 prevents and the steam in the system can over the Heat exchangers 30 are used effectively. This is the result Total energy balance of the closed system considerably improved and occurring due to condensation Steam loss is reduced.
  • Figure 6 is another example of the application Device of the present invention shown. So shows Figure 6 shows a device for defibration, wherein the Final product after defibration for processing for example chipboard or MDF can be used.
  • Such devices have an entry screw 31 and a vapor space 32. Also with this system it acts is a closed system where the wood chips (Chips, shavings) in the steam room at a pressure of approx. 10 to about 15 bar and a temperature of about 170 ° C. be fiberized before being dispensed from the steam room become. Below are these chips, for example milled in a refiner and directly blown out of this, to be further processed. To those in the steam room prevailing environment of about 10 to about 15 bar at one Temperature of about 170 ° C is reached, the steam room Main steam supplied via a device 4. To the printing system compared to the substance entry 1 of Completing feed screw 31 is in the prior art previously provided a stuffing screw, which is a considerable Has a size and an enormous energy demand in the Has magnitude of 1000 KW.
  • a stuffing screw which is a considerable Has a size and an enormous energy demand in the Has magnitude of 1000 KW.
  • the device according to the present invention has a conventional feed screw, which in Compared to a plug screw construction is smaller and one much lower energy consumption on the order of 200 KW has.
  • the Complete printing system against substance entry be the wood chips on the Stoffeintrag 1 with a high liquid content introduced, so that a Section 13 with a solid (woodchip) liquid mixture trains, similar to the System in Fig. 3 forms the conclusion.
  • the Wood chips from the feed screw 31 in the steam room 32nd promoted.
  • the feed screw 31 of the exemplary Embodiment in Figure 6 further comprises a device 33rd for removing the introduced with the wood chips Liquid from the entry auger. From the steam room steam flows through the outlet of the feed screw. Thus, three are formed in the feed screw 31 Sections 12 to 14 off.
  • a section 13 is essentially a solid-liquid mixture exist, whereas in one section 12 are essentially a solid-vapor mixture becomes. Between these two sections forms also a mixing zone in an intermediate section 14, in the substantially a solid-vapor-liquid mixture is present. Consequently, that would also be the case System the problem that the in the steam room 32 introduced live steam at the liquid surface in the Entry screw 31 would condense. This would be in the Feed screw 31 lead to a pressure drop, so that a increased steam flow from the steam space 32 in the Entry screw would be done. However, this would become one increased vapor loss and therefore increased Lead energy because more live steam 4 are supplied would.
  • the present device has a Device for feeding a non-condensable gas in the entry screw 31.
  • Feeding the not condensable gas is preferably carried out in the Section 12 or Section 14.
  • the non-condensable Gas forms a kind in the entry screw 31 Isolation barrier layer, which is the condensation of the vapor at the liquid surface in the feed screw 31 (in FIG the sections 12, 14) is reduced, so that the pressure in the Entry screw 31 remains substantially constant. consequently Also, increased vapor flow from the vapor space 32 in FIG the entry screw 31 is reduced. This will do the whole Amount of energy needed to generate the live steam is reduced, resulting in an improved energy balance of Overall system leads.
  • the connection between Entry screw 31 and steam space 32 for example in the Form of a partially opened valve designed to a Escape of the injected gas in the steam room to avoid.
  • the device according to the invention is opposite the prior art advantageous because the conclusion of the Systems over a conventional auger in the farthest Senses can be done and not via a plug screw must be done. As the energy needs of a conventional Entry screw much lower than the one Is also the energy requirement of the Overall system reduced. In addition, both the Size, as well as the cost of the overall system by the Reduced device according to the invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Behälter (20), der einen abgeschlossenen Raum definiert und durch den in einer Förderrichtung von einem Einlass (21a; 21b) zu einem Auslass (22a; 22b) ein Feststofftransport stattfindet, wobei der Behälter in der Förderrichtung in drei Abschnitte (12, 13, 14) unterteilt ist, von denen in einem ersten Abschnitt im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Gemisch (12), in einem zweiten Abschnitt (13) im Wesentlichen ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch und in einem dazwischen liegenden Zwischenabschnitt (14) im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt, wobei an wenigstens einer Stelle des Behälters eine Einrichtung (27) zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum vorgesehen ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein entsprechendes Verfahren und die Verwendung in einer Vorrichtung zur Stoffaufbereitung, insbesondere der Altpapieraufbereitung, des Aufschlusses oder der Zerfaserung. <IMAGE>

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduzierung eines Dampfverlustes in einem geschlossenen System. Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung finden insbesondere Verwendung auf dem Gebiet der Gewinnung von Primärfaserstoffen (Aufschluss), der Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier, der Stoffaufbereitung im allgemeinen sowie der Zerfaserung zur Spanplattenherstellung. Es sind jedoch auch andere verfahrenstechnische Verwendungen denkbar.
2. Hintergrund der Erfindung
Der Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Erfindung und das damit verbundene, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem werden anhand der Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt.
Bei der Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier besteht eine Hauptaufgabe darin, Verunreinigungen zu entfernen und/oder das Altpapier so aufzuwerten, dass die Sekundärfaser dazu geeignet ist, ein Endprodukt innerhalb vorbestimmter Spezifikationen herzustellen. Insbesondere bei der Herstellung von Hygieneartikeln, wie beispielsweise Toilettenpapier, Gesichtstüchern etc. ist ein angemessener Sterilisationsgrad der Pulpe vor der Endverarbeitung notwendig. Verunreinigungen können jedoch selbst dann nicht vollständig ausgeschlossen werden, wenn stringente Standards in Bezug auf das eingebrachte Altpapier gelten. Daher müssen diese Verunreinigungen innerhalb des Prozesssystems gehandhabt werden bevor der Faserstoff weiter zu Papier verarbeitet wird. So stellen z. B. Klebemittel und Beschichtungen, aber vor allem auch Keime herkömmliche Verunreinigungen in Sekundärfaserstoff aus Altpapier dar. Ein Hauptfaktor in der Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier ist daher unter anderem die Entkeimung.
Zum besseren Verständnis ist in Figur 1 ein System zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier schematisch dargestellt, wie es z. B. in der DE-A- 197 42 729 beschrieben ist. Dabei sind in dem System lediglich Komponenten zur Entkeimung, Fraktionierung bzw. Mahlung und Verdünnung des Faserstoffes dargestellt. Es ist dem Fachmann jedoch ersichtlich, dass derartige Systeme auch andere weitere Komponenten (z. B. zur Bleiche, zum sog. "Deinking", etc.) beinhalten kann. Bei dem in Figur 1 dargestellten System handelt es sich um ein geschlossenes System mit einem Stoffeintrag 1 und einem Stoffaustrag 2. Der in das System eingebrachte Feststoff ist in diesem Fall ein Faserstoff, der beispielhaft eine bestimmte Konsistenz von ca. 35% OTRO (ofentrocken; DIN EN 20 638) und eine Temperatur von ca. 40° C aufweist. Der Faserstoff wird über den Stoffeintrag 1 in eine Heizschnecke 3 eingebracht. Zur Entkeimung des Faserstoffs wird die Heizschnecke mittels einer Einrichtung zum Zuführen von Frischdampf 4 mit Frischdampf beaufschlagt, so dass sich in der Heizschnecke eine Umgebung mit ungefähr 1,7 bar Druck und 105 bis 115° C Temperatur einstellt. Bei diesen Temperaturen kann eine effektive Entkeimung des Faserstoffes durchgeführt werden, der in der Heizschnecke transportiert bzw. gefördert wird und eine angemessene Verweilzeit in der Schnecke von beispielsweise ca. 20 Minuten aufweist. Bei einem derartigen Drucksystem erfolgt der Stoffeintrag vorzugsweise mittels einer Stopfschnecke, so dass die Stopfschnecke das Drucksystem auf Seiten des Stoffeintrags abschließt. Nach der Verweilzeit in der Heizschnecke, während der der Faserstoff kontinuierlich gefördert wird, wird der Faserstoff aus der Heizschnecke ausgegeben und über eine Schnecke 5 in einen Disperger 6 eingebracht. In dem Disperger 6 werden nach der Entkeimung in dem Faserstoff zurückgebliebene störende Inhalte dispergiert und in kleine Stücke zerteilt, so dass das Endprodukt durch die verbleibenden Bestandteile nicht negativ beeinflusst wird. Im Anschluss wird der Faserstoff aus dem Disperger 6 ausgegeben und über eine Förderschnecke 7 in einen Austragsbehälter 8 eingebracht. In den Austragsbehälter 8 wird über eine Einrichtung zum Einbringen von Verdünnungswasser 9, Verdünnungswasser in den Austragsbehälter eingebracht, um den hochkonsistenten Faserstoff pumpfähig zu machen. Der pumpfähige, mittekonsistente Faserstoff wird im Anschluss über eine Pumpe 10 aus dem Austragsbehälter 8 ausgegeben und weist eine Konsistenz von beispielsweise ca. 13% OTRO auf.
Der Faserstoff wird somit in einer Förderrichtung in dem System von dem Stoffeintrag 1 zu dem Stoffaustrag 2 gefördert. Bei diesem System handelt es sich um ein geschlossenes Drucksystem, das einerseits durch die Stopfschnecke (nicht dargestellt) am Stoffeintrag und andererseits durch die den pumpfähigen Faserstoff (im Wesentlichen einen Flüssigkeitsabschnitt) durch die MC-Pumpe am Stoffaustrag abgeschlossen ist.
Bei dem Transport des Faserstoffs von der Heizschnecke 3 zu dem Austragsbehälter 8 wird Frischdampf, der dem System über die Einrichtung zum Zuführen von Frischdampf 4 zugeführt wurde, mitgeführt. Um Dampf der Heizschnecke wieder zurückzuführen, ist daher nach dem Disperger 6 eine Rückführleitung 11 angeordnet, die Frischdampf, der mit dem Faserstoff aus dem Disperger austritt, wieder in die Heizschnecke 3 zurückführen soll. Dennoch wird Frischdampf über den Faserstoff auch in den Austragsbehälter 8 mitgeführt. Somit bilden sich in dem Austragsbehälter 8 drei Abschnitte aus. Dem Austragsbehälter 8 wird im Wesentlichen ein Faserstoff-Dampf-Gemisch zugeführt, so dass in einem ersten Abschnitt 12 in einem oberen Bereich des Austragsbehälters 8 im Wesentlichen ein Faserstoff-DampfGemisch vorliegt. Wie bereits erwähnt wurde, wird dem Austragsbehälter 8 über die Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungswasser 9, Verdünnungswasser zugeführt, um den Faserstoff pumpfähig zu machen, so dass in einem zweiten Abschnitt 13 des Austragsbehälters 8 im Wesentlichen ein Faserstoff-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt. Darüber hinaus ist zwischen dem ersten Abschnitt 12 und dem zweiten Abschnitt 13 ein Zwischenabschnitt 14 ausgebildet, in dem sich eine Mischzone aus einem im Wesentlichen Faserstoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch bildet.
Es wurde seitens des Erfinders erstmals und mit Überraschung erkannt, dass der mit dem Faserstoff in den Austragsbehälter 8 mitgeführte Dampf an den Oberflächen der Flüssigkeit bzw. des Verdünnungswassers in dem Zwischenabschnitt 14 und dem zweiten Abschnitt 13 des Austragsbehälters 8 kondensiert. Bei der Kondensation von Dampf kommt es zu einem plötzlichen Druckabfall in dem Austragsbehälter 8. Dadurch wird aufgrund des höheren Drucks in der Heizschnecke eine erhöhte Dampfströmung von der Heizschnecke 3 in den Austragsbehälter 8 erzeugt, so dass dieser Dampf bei der Entkeimung in der Heizschnecke 3 fehlt und durch die Einrichtung zum Zuführen von Frischdampf 4 nachgeführt werden muss. Folglich entsteht ein erhöhter Dampfbedarf, dessen Erzeugung mit erheblichen Energiekosten verbunden ist. Ferner wird auch die Rückführung des Dampfes durch die Dampfrückführleitung 11 durch den Druckabfall und die damit verbundene Neigung des Dampfes in den Austragsbehälter 8 zu strömen, reduziert, was den zusätzlichen Dampfbedarf weiter erhöht.
3. Beschreibung der Erfindung
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem liegt daher darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die bzw. das es ermöglicht den Dampfverlust in geschlossenen Systemen zu reduzieren und dadurch die Energiebilanz des Gesamtsystems zu verbessern.
Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Patentanspruch 20 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungsgebiete sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
So kennzeichnet sich die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dadurch, dass sie einen Behälter aufweist, der einen abgeschlossenen Raum definiert und durch den in einer Förderrichtung von einem Einlass zu einem Auslass ein Feststofftransport stattfindet. Bei dem Feststoff kann es sich beispielsweise um Faserstoff, Holzstoff, Holzschnitzel, etc. handeln. Es sind jedoch auch andere Feststoffe denkbar. Der Behälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Förderrichtung in drei Abschnitte unterteilt, von denen in einem ersten Abschnitt im Wesentlichen ein Feststoff-DampfGemisch, in einem zweiten Abschnitt im Wesentlichen ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch und in einem dazwischen liegenden Zwischenabschnitt im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner an wenigstens einer Stelle des Behälters eine Einrichtung zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum, wodurch die Kondensation des Dampfes in dem Behälter vermindert und daher der Dampfverlust eines geschlossenen Systems mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung reduziert werden kann.
Vorteilhafter Weise ist die Einrichtung zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in dem abgeschlossenen Raum derart angeordnet, dass das Gas in den ersten Abschnitt, also den Abschnitt mit dem Feststoff-DampfGemisch eingeleitet werden kann. Dadurch bildet das nicht kondensierbare Gas eine Art Isolationssperrzone gegenüber dem Dampf aus, die eine effektive Reduzierung der Dampfkondensation in dem Behälter bewirkt. Darüber hinaus wird durch das Gas auch eine Art Verdrängungskörper gebildet, der den mitgeführten Dampf von der Kondensationsoberfläche zurückdrängt. Es ist jedoch auch denkbar, das Gas in den zweiten Abschnitt oder den Zwischenabschnitt einzuleiten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum derart ausgestaltet, dass das Gas unter Druck in den abgeschlossenen Raum einleitbar ist. Dies ist insbesondere notwendig, wenn die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in einem Drucksystem zum Einsatz kommt, so dass dieser Druck zum Einleiten des Gases überwunden werden muss.
Vorteilhafter Weise wird als das nicht kondensierbare Gas Luft, Inertgas, reaktives Gas oder Ozon verwendet. Die Auswahl des zu verwendenden Gases unterliegt verschiedenartigen Überlegungen, unter anderem auch unter Berücksichtigung des Gesamtsystems, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommt. Wird beispielsweise ein System zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier verwendet, das ferner einen Bleichschritt umfasst, so ist zu berücksichtigen, dass einige Gase, wie beispielsweise Sauerstoff mit der Bleiche reagieren könnten. Dadurch könnte der entsprechende Vorgang beeinträchtigt werden. Darüber hinaus könnte jedoch auch ein Gas verwendet werden, das reaktiv ist, um so chemische Reaktionen zu verursachen, die wiederum in dem Prozess nützlich und vorteilhaft sind, wie beispielsweise Kohlendioxid zur PH-Reduzierung der Pulpe. Eine weitere Möglichkeit liegt in der Verwendung von Inertgasen, wie beispielsweise Argon, Helium, Krypton und anderen Gasen, wie beispielsweise Stickstoff. Ein weiterer Faktor in der Auswahl sind die Kosten des zu verwendenden Gases, so ist beispielsweise die Herstellung von Ozon vergleichsweise kostenintensiv. Wesentlich ist jedoch, dass es sich bei dem Gas um ein sogenanntes nicht kondensierbares Gas handelt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einlass derart angeordnet, dass er mit dem ersten Abschnitt, also dem Abschnitt mit dem Faserstoff-Dampf-Gemisch, in Verbindung steht und der Auslass derart angeordnet ist, dass er mit dem zweiten Abschnitt, also dem Abschnitt mit dem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, in Verbindung steht. Dadurch wird erreicht, dass der Feststofftransport in Förderrichtung vom ersten Abschnitt über den Zwischenabschnitt in den zweiten Abschnitt erfolgt.
Alternativ könnte der Einlass jedoch auch derart angeordnet sein, dass er mit dem zweiten Abschnitt, also dem Abschnitt mit dem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, in Verbindung steht, wobei der Auslass derart angeordnet ist, dass er mit dem ersten Abschnitt, also dem Abschnitt mit dem Feststoff-Dampf-Gemisch, in Verbindung steht. Der Feststofftransport würde dann in einer umgekehrten Richtung erfolgen und somit in Förderrichtung vom zweiten Abschnitt über den Zwischenabschnitt in den ersten Abschnitt.
Vorteilhafter Weise wird das Gas der vorliegenden Erfindung derart ausgewählt, dass beim Einleiten des Gases in den Behälter die Kondensation des Dampfes in dem abgeschlossenen Raum, insbesondere in dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Abschnitt reduziert wird. Dadurch kann der Dampfverlust in einem geschlossenen System mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend vermindert werden.
Geeigneter Weise ist das eingespeiste Gas mit dem Feststoff in Förderrichtung aus dem Auslass ausgebbar, so dass es nicht in der Vorrichtung verbleibt. In diesem Fall muss das Gas stetig nachgeführt werden. Auch kann das Gas anderweitig ausgegeben werden.
Ferner schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Stoffaufbereitung, insbesondere der Altpapieraufbereitung vor, die ein geschlossenes System mit einer Heizschnecke und einem Austragsbehälter aufweist, wobei ein Feststofftransport in Förderrichtung von der Heizschnecke zu dem Austragsbehälter erfolgt. Erfindungsgemäß ist der Austragsbehälter dieser Vorrichtung eine Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Stoffaufbereitung weist diese ferner einen Disperger auf, der in Förderrichtung der Heizschnecke nachgeschaltet und dem Austragsbehälter vorgeschaltet angeordnet ist, um eine Mahlung bzw. Fragmentierung des Faserstoffs zu bewirken, so dass verbleibende Bestandteile zerkleinert werden können, damit sie in dem Endprodukt keine negativen Auswirkungen mehr haben.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der Heizschnecke und dem Austragsbehälter oder dem Disperger und dem Austragsbehälter eine Förderschnecke angeordnet.
Diese Förderschnecke ist beispielsweise eine Stopfschnecke, kann jedoch alternativ auch eine kostengünstige, herkömmliche Förderschnecke sein, die die Wirkungsweise eines nur teilweise geöffneten Ventils aufweist.
Um beispielsweise bei der Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier die Temperatur bei der Entkeimung zu erhöhen ist das System vorteilhafter Weise ein Drucksystem.
Darüber hinaus weist die Heizschnecke vorteilhafter Weise eine Einrichtung zum Zuführen von Frischdampf in die Heizschnecke auf, um beispielsweise die Temperaturen, die zur Entkeimung notwendig sind, bereitzustellen.
Gleichermaßen kann eine Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungswasser in den Austragsbehälter vorgesehen sein, um den zweiten Abschnitt auszubilden und hochkonsistenten Faserstoff pumpfähig zu machen.
Alternativ schlägt die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zum Aufschluss in einem geschlossenen System mit einem Refiner und einem Austragsbehälter vor. Der Feststofftransport erfolgt dabei in Förderrichtung von dem Refiner zu dem Austragsbehälter, der erfindungsgemäß eine Vorrichtung ist, wie sie eingangs der Zusammenfassung der Erfindung beschrieben wurde.
Um mit dem Faserstoff mitgeführten Dampf der in dem Zyklon von dem Faserstoff getrennt wurde bzw. dessen Wärme anderweitig in dem System oder sonstwie nutzen zu können, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufschluss vorteilhafter Weise einen Zyklon und eine Wärmetauscher aufweisen, wobei der Zyklon dem Refiner nachgeschaltet und dem Austragsbehälter vorgeschaltet angeordnet ist und der Wärmetauscher dem Zyklon nachgeschaltet in einem anderen Förderzweig angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zyklon dabei im Wesentlichen direkt mit dem Austragsbehälter verbunden.
Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Zerfaserung in einem geschlossenen System vor. Unter der Zerfaserung ist in dem vorliegenden Fall eine Vorrichtung zu verstehen, bei der Holzschnitzel (Hackschnitzel) aufbereitet werden, so dass diese beispielsweise zu Spanholzplatten weiterverarbeitet werden können. Diese Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Eintragsschnecke und einen Dampfraum auf. Die Eintragsschnecke ist vorteilhafter Weise mit dem Dampfraum verbunden und es erfolgt ein Feststofftransport in Förderrichtung von der Eintragsschnecke zu dem Dampfraum. Die Eintragsschnecke der Vorrichtung zur Zerfaserung der vorliegenden Erfindung ist dabei eine Vorrichtung, wie sie eingangs beschrieben wurde. Dadurch kann neben der Reduzierung des Dampfverlustes auch im Vergleich zum Stand der Technik auf eine kostenintensive und energieintensive Stopfschnecke als Eintragsschnecke verzichtet werden.
Vorteilhafter Weise weist die Eintragsschnecke der Vorrichtung zur Zerfaserung einen Einlass für mit Flüssigkeit versetztem Feststoff und eine Einrichtung zum Abführen der Flüssigkeit aus der Heizschnecke auf. Wie bereits erwähnt, steht die Eintragsschnecke dabei mit dem Dampfraum in Verbindung und bildet den Druckabschluss für das System am Stoffeintrag.
Des Weiteren schlägt die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren mit den folgenden Schritten vor. So wird zunächst ein Feststofftransport in einer Forderrichtung von einem Einlass zu einem Auslass eines Behälters erzeugt, der einen abgeschlossenen Raum definiert und in der Förderrichtung in drei Abschnitte unterteilt ist. Die drei Abschnitte entsprechen dabei den eingangs beschriebenen drei Abschnitten des Behälters. Darüber hinaus wird an wenigstens einer Stelle des Behälters ein im Wesentlichen nicht kondensierbares Gas in den abgeschlossenen Raum eingeleitet.
Die Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen im Wesentlichen den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eingangs beschrieben wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in einem Verfahren kann zur Stoffaufbereitung, insbesondere zur Altpapieraufbereitung, zum Aufschluss oder zur Zerfaserung Verwendung finden.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, so dass die Vorteile und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung deutlicher werden. In den Zeichnungen tragen gleiche oder ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen.
In den Zeichnungen zeigt:
  • Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier gemäß des Standes der Technik;
  • Figur 2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • Figur 3 eine schematische Ansicht eines Systems zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 4 eine schematische Ansicht eines Austragsbehälters des Systems zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier aus Figur 3;
  • Figur 5 eine schematische Ansicht eines Systems zum Aufschluss gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 6 eine schematische Ansicht eines Systems zur Zerfaserung gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 5. Genaue Beschreibung der Erfindung
    In Figur 2 ist rein schematisch eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt.
    Die Vorrichtung weist einen Behälter 20 auf, der einen abgeschlossenen Raum definiert. Darüber hinaus sind ein "Einlass" 21a bzw. 21b und ein "Auslass" 22a bzw. 22b vorgesehen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erfolgt über den Einlass 21a ein Feststoffeintrag, wohingegen über den Auslass 22a ein Feststoffaustrag erfolgt. Diese Ausführungsvariante ist durch die durchgezogenen Pfeile 23 und 24 dargestellt. Alternativ kann der Stoffeintrag auch durch den Einlass 21b erfolgen und der Stoffaustrag über den Auslass 22b. Diese Ausführungsvariante ist durch die gestrichelten Pfeile 25 und 26 dargestellt.
    Der durch den Behälter 20 definierte abgeschlossene Raum ist in drei Abschnitte 12 bis 14 unterteilt, von denen in einem ersten Abschnitt 12 ein Feststoff-Dampf-Gemisch vorliegt und in einem zweiten Abschnitt 13 ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt. In einem dazwischen angeordneten Zwischenabschnitt 14 liegt eine Art Mischzone aus den beiden Abschnitten 12, 13 vor, so dass sich ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch ausbildet. Diese Mischzustände können in geringfügigen Mengen auch andere Bestandteile beinhalten, wie beispielsweise chemische Rückstände oder andere Verunreinigungen. Es ist dem Fachmann ferner ersichtlich, dass die Grenzen zwischen den Abschnitten fließend sind und eher weiteren Bereichen und Zonen entsprechen.
    Gemäß zweier alternativen Ausführungsformen erfolgt der Feststofftransport einerseits durch den Einlass 21a in Richtung 23 in der Reihenfolge des ersten Abschnitts 12, des Zwischenabschnitts 14 und des zweiten Abschnitts 13 aus dem Auslass 22a in Richtung 24. In einer alternativen Ausführungsform folgt der Feststofftransport genau in der umgekehrten Richtung, nämlich durch den Einlass 21b in Richtung 25 in der Reihenfolge des zweiten Abschnitts 13, über den Zwischenabschnitt 14 und den ersten Abschnitt 12 aus dem Auslass 22b in Richtung 26.
    Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Einleiten eines nicht kondensierbaren Gases 27 auf, die in der dargestellten Ausführungsform, die der ersten Ausführungsvariante mit dem Einlass 21a und dem Auslass 22a entspricht, mit dem ersten Abschnitt 12 in Verbindung steht. Darüber hinaus ist auch eine Einrichtung zum Einleiten eines flüssigen Mediums 28 vorgesehen, die mit dem Abschnitt 13 in Verbindung steht, und dazu dienen kann die Abschnitte auszubilden. Diese Einrichtung 28 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. So kann wie im Folgenden ersichtlich wird (siehe Beschreibung zu Fig. 6) auch ein Stoffeintrag in einem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch erfolgen und Dampf durch den Auslass einströmen, um die Abschnitte auszubilden. In diesem Fall wäre jedoch eine Einrichtung zum Abführen von Flüssigkeit vorzusehen. Wie bereits erwähnt, gilt die dargestellt Anordnung nur für einen Feststofftransport in Richtung der Pfeile 23, 24. Erfolgt der Feststofftransport in umgekehrter Richtung gemäß der Pfeile 25, 26, so wäre die Einrichtung zum Einleiten des nicht kondensierbaren Gases gemäß dieser beispielhafter Ausführungsform mit dem Abschnitt 12 in Verbindung stehend angeordnet.
    Durch das Einleiten eines nicht kondensierbaren Gases in den Behälter wird eine Art "Isolationssperrschicht" aufgebaut, die eine Dampfkondensation von Dampf, der mit dem Feststoff beim Feststoffeintrag mitgeführt, d. h. in den Behälter eingebracht wird, an der Oberfläche des flüssigen Mediums sowohl in dem Zwischenabschnitt 14, als auch dem zweiten Abschnitt 13 vermindert. Dadurch kann effektiv verhindert werden, dass durch die Dampfkondensation eine plötzlicher Druckverlust im Behälter 20 auftritt, der eine ungewünschte Dampfströmung in die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Folge haben könnte. Ferner kann dadurch auf effektive Weise ein Dampfverlust durch die Kondensation verhindert werden. Folglich wird der bzw. kann der Dampfverlust in einem geschlossenen System mit dieser Vorrichtung wirkungsvoll reduziert werden.
    In Figur 3 wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand eines Systems zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoff aus Altpapier beschrieben und die Vorteile und Wirkungsweise genauer erläutert.
    Die in Figur 3 dargestellte Anlage entspricht im Wesentlichen dem schematischen System, das bezugnehmend auf Figur 1 in der Beschreibungseinleitung erläutert wurde. Bei dem dargestellten System handelt es sich um ein geschlossenes System, bei dem ein Feststoffeintrag in der Form eines Faserstoffs mit einer bestimmten Konsistenz, wie beispielsweise 35% OTRO, eingebracht wird. Dieser Faserstoff wird durch mehrere Einrichtungen gefördert, bis er letztlich in einen Austragsbehälter 8 eingebracht wird. Diesem Austragsbehälter 8 wird über eine Einrichtung 28 Verdünnungswasser zugeführt, um den Faserstoff pumpfähig zu machen, so dass ein Feststoffaustrag bzw. Faserstoffaustrag, beispielsweise eines mittelkonsistenten Faserstoffs mit ca. 13% OTRO über eine Pumpe 10 erfolgen kann. Die Einrichtung zum Einspeisen von Verdünnungswasser 28 umfasst vorzugsweise vier Speiseleitungen für das Verdünnungswasser, die tangential an dem Auftragsbehälter 8 positioniert sind, der einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Speiseleitungen sind über den Rand bzw. den Umfang des Behälters verteilt und sind jeweils um einen Winkel von ungefähr 90° versetzt. Ferner sind sie in einer stufenähnlichen Form in Axialrichtung des Behälters positioniert. Mit anderen Worten sind die Speiseleitungen in unterschiedlichen Höhen, die sich ungefähr in einem Bereich von 100 mm bis 500 mm, insbesondere um 300 mm unterscheiden, mit dem Behälter verbunden. Durch diese Anordnung wird der in den Behälter eingeführte flockenförmige, hochkonsistente Faserstoff in eine Drehung gezwungen, so dass in Kombination mit dem Auftrag und dem Einspeisen von Faserstoff aus bzw. in den Behälter zumindest im unteren Bereich des Behälters (Abschnitt 13) eine schraubenähnliche Förderbewegung des Faserstoffes in dem Behälter erzeugt wird. Die dargestellt Anlage weist ferner eine Heizschnecke 3 auf, der zur Entkeimung des Faserstoffs (Sekundärfaserstoff aus Altpapier) Frischdampf zugeführt wird. Der zur Einspeisung verwendete Frischdampf hat dabei beispielsweise eine Temperatur von ca. 135° C und einen Druck von 3,5 bar. Dadurch werden in der Heizschnecke Temperaturen zwischen 105° C und 115° C bei einem Druck zwischen ca. 1,2 - 2 bar, insbesondere von etwa 1,7 bar geschaffen, die zur Entkeimung des Faserstoffs vorteilhaft sind. Die Verweildauer des Faserstoffs bei der Entkeimung beträgt zwischen ca. 10 bis 30 Minuten, insbesondere ungefähr 20 Minuten, was als ausreichend angesehen wird. Dabei wird der Faserstoff in der Heizschnecke 3 kontinuierlich gefördert bis er aus der Heizschnecke 3 ausgegeben wird.
    Die Heizschnecke 3 ist über eine Schnecke 5 mit einem Disperger 6 verbunden, der dazu dient verbleibende Bestandteile in dem Faserstoff wie beispielsweise an den Fasern haftende oder zwischen den Fasern verteilte Druckfarbenpartikel zu zerkleinern und zu verteilen, so dass sie keine negativen Auswirkungen auf das Endprodukt haben. Darüber hinaus ist der Disperger 6 über eine Förderschnecke 7 mit dem Austragsbehälter 8 verbunden, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Wirkungsweise eines teilweise geöffneten Ventils hat. Bei im Wesentlichen ausgeglichenen Druckverhältnissen vor und nach dem Disperger 6, die notwendig sind, um eine zuverlässige Arbeitsweise des Dispergers 6 zu ermöglichen, ist eine Dampfrückführleitung 11 einerseits dem Disperger nachgeschaltet verbunden und andererseits mit der Heizschnecke 3 verbunden, so dass eine Dampfrückführung von einer Position dem Disperger nachgeschaltet zu der Heizschnecke erfolgen kann.
    Wie bereits eingangs erwähnt wurde, wird mit dem Faserstoff beim Transport in Förderrichtung Dampf, der in die Heizschnecke 3 eingespeist wurde, aus der Heizschnecke über die Schnecke 5 durch den Disperger 6 über die Förderschnecke 7 in den Austragsbehälter 8 mitgeführt. Darüber hinaus wird in dem Disperger 6 eine hohe mechanische Arbeit auf den Faserstoff ausgeübt. Diese hohe mechanische Arbeit wird durch Reibung teilweise in Wärme umgesetzt, die zur einer weiteren Verdampfung des im Faserstoff enthaltenen Flüssigkeitsgehalts führt. Dieser durch die mitgeführte Reibungswärme erzeugte zusätzliche Dampf wird zusätzlich zu dem Dampf aus der Heizschnecke mit dem Faserstoff in Förderrichtung mitgeführt, so dass Dampf in den Austragsbehälter 8 gelangt. In dem Austragsbehälter 8 wird durch die Zufuhr von Verdünnungswasser über die Einrichtung 28 eine Mischzone ausgebildet, so dass sich in dem Austragsbehälter 8 im Wesentlichen drei Abschnitte ausbilden. In einem ersten Abschnitt 12 bildet sich im Wesentlichen ein Faserstoff-Dampf-Gemisch aus, wobei dieser erste Abschnitt 12 im obersten Bereich des Austragsbehälters 8 angeordnet ist an dem der Feststoffeintrag in den Austragsbehälter 8 erfolgt. Ein weiterer Bereich ist der Bereich 13, in dem sich im Wesentlichen ein Faserstoff-Flüssigkeits-Gemisch ausbildet, das mittels einer Mittelkonsistenzpumpe 10 aus dem Austragsbehälter 8 in Richtung 2 ausgetragen werden kann. Zwischen den beiden Abschnitten 12 und 13 bildet sich eine Mischzone aus, in der sowohl Faserstoff als auch Dampf und Flüssigkeit vorliegen. Bei der vorliegenden Ausführung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Feststoff um Faserstoff.
    In Figur 4 ist der Austragsbehälter 8 des Systems aus Figur 3 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt und die drei Abschnitte wurden schematisch visualisiert. Durch das Einbringen von Verdünnungswasser in den Austragsbehälter 8 bilden sich die oben erwähnten drei Abschnitte aus. Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, kann die Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungswasser oberhalb oder unterhalb der Grenze zwischen dem Zwischenabschnitt 14 und dem Abschnitt 13 des Feststoff-Flüssigkeits-Gemischs ausgebildet sein kann.
    Die Oberfläche des Abschnitts mit dem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch und die Oberfläche der Flüssigkeitsanteile in dem Zwischenabschnitt 14 bilden in dem Austragsbehälter 8 eine im Vergleich zur Temperatur des zugeführten Faserstoffs und des Dampfes "kältere" Kondensationsoberfläche. Der mit dem Faserstoff in den Austragsbehälter 8 eingeführte Dampf würde daher dazu neigen an dieser Oberfläche zu kondensieren, so dass in dem Austragsbehälter 8 bei der Kondensation ein plötzlicher Druckabfall entstehen würde. Dieser Druckabfall würde zu einer erhöhten Dampfströmung von der Heizschnecke 3 in den Austragsbehälter 8 führen, so dass der Dampf aus der Heizschnecke 3 entweichen würde, was wiederum zur Folge hätte, dass über die Einrichtung zum Zuführen von Frischdampf 4 neuer Frischdampf in die Heizschnecke eingebracht werden müsste. Die Erzeugung des Frischdampfes benötigt jedoch einen hohen Energieaufwand, so dass dieser Effekt nachteilig wäre und vermieden werden soll.
    Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegender Erfindung ist dem Austragsbehälter 8 zu diesem Zweck eine Einrichtung zum Einleiten eines nicht kondensierbaren Gases zugeordnet, die in der beispielhafter Ausführungsform mit dem Abschnitt 12 verbunden ist. Da es sich bei dem vorliegenden System um ein Drucksystem handelt, wird das Gas, beispielsweise Luft, gegen den in dem System vorliegenden Druck eingedrückt. Das nicht kondensierbare Gas neigt dazu zu einer kalten Oberfläche zu strömen. In dem vorliegenden Fall bilden der Abschnitt 13 und die Flüssigkeitsanteile im Zwischenabschnitt 14 die kalte Oberfläche zu der das nicht kondensierbar Gas strömt. Dadurch bildet sich in dem Austragsbehälter 8 eine Art Isolationssperrschicht aus, die die Kondensation des Dampfes in dem Austragsbehälter 8 an der zuvor beschriebenen Kondensationsoberfläche vermindert. Dadurch kann der Druckabfall in dem Austragsbehälter 8 reduziert oder gar ausgeschlossen werden, so dass die erhöhte (im Vergleich zum Stand der Technik) Dampfströmung von der Heizschnecke 3 in den Austragsbehälter 8 vermieden wird. Dadurch kann der in die Heizschnecke 3 eingeführte Frischdampf effektiver zur Entkeimung genutzt werden und weniger Frischdampf muss über die Einrichtung 4 zugeführt werden. Daher ist der Energiebedarf des erfindungsgemäßen Systems im Vergleich zu einer vergleichbaren Anlage des Standes der Technik wesentlich geringer. Folglich wird ein erheblicher Betrag an Energiekosten eingespart.
    In Vergleichsversuchen bezüglich der in Figur 3 beschriebenen Anlage wurden die Effekte der Reduzierung des Dampfverlustes in dem Austragsbehälter 8 untersucht und nachgewiesen. Dabei wurde das gleiche System einerseits ohne das Einleiten eines nicht kondensierbaren Gases in den Austragsbehälter 8 betrieben und andererseits mit dem Einblasen bzw. Einleiten des nicht kondensierbaren Gases.
    Der Feststoffeintrag 1 erfolgte mit einem Faserstoff der eine Konsistenz von ca. 35% OTRO aufwies und betrug in den Vergleichsversuchen 12 Tonnen pro Stunde (t/h). Darüber hinaus betrug die, dem Austragsbehälter 8 zugeführte Menge Verdünnungswasser 83,8 t/h bei einem ungefähren Behältervolumen von 3,275 m3 (Höhe des Behälters = 3275 mm, Innendurchmesser des Behälters 1000 mm).
    Beim Betrieb des Systems ohne Einspeisen eines nicht kondensierbaren Gases in den Austragsbehälter 8 war eine Dampfmenge von ca. 5,2 t/h notwendig, um die entsprechenden Bedingungen in der Heizschnecke von ca. 1,7 bar und ca. 105 bis 115° C zu gewährleisten und eine ausreichende Entkeimung zu bewirken.
    Bei den Vergleichsversuchen wurde die Anlage in der gleichen Art betrieben, jedoch wurde zusätzlich Luft als nicht kondensierbares Gas in den Austragsbehälter 8 eingedrückt. Die Menge an Luft betrug in den Vergleichsversuchen ca. 0,042 t/h. Dies hatte zum Effekt, dass sich die Dampfmenge, die für die Heizschnecke 3 benötigt wurde, um die gleichen Bedingungen in der Heizschnecke 3 zu schaffen und die gleiche Entkeimung zu bewirken, auf nur ca. 4,2 t/h reduzierte. Folglich ergab sich eine um ca. 19% reduzierte benötigte Dampfmenge und somit ein um 19% verringerter Dampfverlust. Damit war ferner ein entsprechender verminderter Energiebedarf und insgesamt niedrigere Energiekosten verbunden.
    Darüber hinaus wurde festgestellt, dass bei der Anlage des Standes der Technik die Temperatur des ausgegebenen Faserstoffs ca. 80° C betrug, wohingegen die Temperatur des ausgegebenen Faserstoffs bei einer Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen ca. 66° C und ca. 70° C lag. Auch dadurch wird ersichtlich, dass der Wärmeübergang zwischen dem Dampf und dem pumpfähigen Faserstoff, d. h. allgemein der Flüssigkeit, durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erheblich reduziert werden konnte.
    Figur 5 stellt eine andere beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufschluss gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Darstellung ist jedoch rein beispielhaft und das System könnte zusätzliche Komponenten umfassen. So sind diese Anlagen im allgemeinen mehrstufig, wie es dem Fachmann bekannt ist. Die dargestellt Anlage stellt schematisch ein TMP bzw. CTMP Verfahren zum Aufschluss dar. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein derartiges Verfahren begrenzt. Vielmehr kann jedes beliebige Verfahren zum Aufschluss Verwendung finden.
    Das in Figur 5 dargestellte System zum Aufschluss stellt ein geschlossenes System dar. In dem System erfolgt ein Stoffeintrag 1 in der Form von Hackschnitzeln in eine Eintragsschnecke 34. In dieser Schnecke 34 werden die Hackschnitzel beispielsweise auf 160° C erwärmt. Das vorliegende System ist ferner ebenfalls ein Drucksystem, das bei zwischen ca. 5 bis ca. 8 bar arbeitet. Nach der Eintragsschnecke 2 werden die Hackschnitzel (Feststoff) in einen Refiner 6 eingebracht. Dieser Refiner ist über einen Motor M angetrieben und benötigt im allgemeinen einen hohen Energiebedarf. In diesem Arbeitsschritt werden die Hackschnitzel in dem Refiner 6 zerkleinert und in kleine Stücke zerteilt. Mit anderen Worten werden die Hackschnitzel durch die eingebrachte Refinerarbeit dem Verfahrensziel gemäß möglichst vollständig in Einzelfasern zerlegt. Da es sich um ein technisches Verfahren handelt, das Wirkungsgrad behaftet ist, gelingt dies nur bis zu einem gewissen Grad. Ein Teil der Hackschnitzel verbleibt als Splitterstoff (Splitter sind Faserbündel), der dann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit ähnlichem Arbeitsablauf mit gleicher Grundzielsetzung nachbehandelt wird (Mehrstufigkeit). Daneben entstehen Faserbruchstücke bis hin zu sogenanntem Mehlstoff als Bestandteile des Holzstoffes, die eigentlich unerwünscht sind und möglichst aus dem System ausgeschieden werden. Die über den Motor M aufgebrachte Energie wird in dem Refiner in Form mechanischer Arbeit auf den Holzstoff aufgebracht. Durch die dabei erzeugte Reibungswärme wird der Flüssigkeitsgehalt in dem Holzstoff bzw. den Hackschnitzeln verdampft, so dass den Refiner eine Mischung aus Dampf und Faserstoff verlässt.
    Der Faserstoff mit dem Dampf wird dann weiter in einen Zyklon 29 gefördert, in dem eine Trennung des Dampfes von dem Faserstoff erfolgen soll. Der Zyklon 29 ist einerseits mit einer weiteren Förderleitung in seinem oberen Bereich verbunden, die den Dampf über einen Wärmetauscher 30 ableiten soll, so dass dessen Wärme in einem anderen Prozess des Systems wiederverwendet werden kann bzw. genutzt werden kann.
    Andererseits ist der Zyklon 29 mit einem Austragsbehälter 8 verbunden.
    Im Stand der Technik erfolgt die Verbindung zwischen dem Zyklon 29 und dem Austragsbehälter 8 vorzugsweise über eine Stopfschnecke, eine andere herkömmliche Förderschnecke oder ähnliche Systeme. In diesen Fällen ist im Stand der Technik der Austragsbehälter stets offen gestaltet, so dass Dampf der über die Schnecke mit dem Faserstoff in den Behälter geführt wird, entweicht und verloren geht. Gemäß der beispielhaften, vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zyklon 29 jedoch direkt mit dem Austragsbehälter 8 verbunden. Dadurch können die zusätzlichen Komponenten wie die Schnecke, Stopfschnecke oder andere Einrichtungen zwischen dem Zyklon und dem Austragsbehälter eingespart werden, was zu einer erheblichen Kostenreduzierung der Gesamtanlage führt. Dabei ist der Austragesbehälter 8 jedoch geschlossen ausgestaltet. Darüber hinaus könnte die Verbindung zwischen Zyklon und Auftragsbehälter ähnlich wie in Figur 3 beschrieben über eine Förderschnecke erfolgen, die die Wirkungsweise eines teilweise geöffneten Ventils aufweist. Alternativ könnte dies auch über die Formgestaltung der Öffnung zwischen Zyklon und Austragsbehälter erreicht werden.
    Ähnlich wie bei dem in Bezug auf Figur 3 beschriebenen System würde der mit dem Faserstoff mitgeführte Dampf an der Flüssigkeitsoberfläche im Zwischenabschnitt 14 und dem Abschnitt 13 kondensieren, was wiederum auch bei dieser Vorrichtung zu einem Druckverlust im Austragsbehälter 8 führen würde. Dadurch würde eine erhöhte Dampfströmung in Richtung des Austragsbehälters 8 bewirkt, so dass eine geringere Menge Dampf bzw. dessen Wärmeenergie über den Wärmetauscher genutzt werden könnte. Somit würde der Dampf in dem vorliegenden System verloren gehen.
    Erfindungsgemäß ist jedoch eine Einrichtung zum Einleiten eines nicht kondensierbaren Gases in den Austragsbehälter 8 vorgesehen. Dadurch wird ähnlich wie in Bezug auf das System von Figur 3 beschrieben eine Art Isolationssperrschicht erzeugt, die die Dampfkondensation im Austragsbehälter 8 reduziert, so dass der Druck im Austragsbehälter 8 im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dadurch wird eine erhöhte Dampfströmung in Richtung des Austragsbehälters 8 verhindert und der Dampf in dem System kann über den Wärmetauscher 30 effektiv genutzt werden. Dadurch ist die Gesamtenergiebilanz des geschlossenen Systems erheblich verbessert und der aufgrund von Kondensation auftretender Dampfverlust wird vermindert.
    Letztlich ist in Figur 6 ein weiteres Anwendungsbeispiel der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt. So zeigt Figur 6 eine Vorrichtung zur Zerfaserung, wobei das Endprodukt nach der Zerfaserung zur Verarbeitung von beispielsweise Spanholz- bzw. Pressholzplatten (MDF) verwendet werden kann.
    Derartige Vorrichtungen weisen eine Eintragsschnecke 31 und einen Dampfraum 32 auf. Auch bei diesem System handelt es sich um ein geschlossenes System, bei dem die Holzschnitzel (Hackschnitzel, Späne) im Dampfraum bei einem Druck von ca. 10 bis ca. 15 bar und einer Temperatur von ca. 170° C zerfasert werden, bevor sie aus dem Dampfraum ausgegeben werden. Nachfolgend werden diese Hackschnitzel beispielsweise in einem Refiner gemahlen und aus diesem direkt ausgeblasen, um weiterverarbeitet zu werden. Um die in dem Dampfraum vorherrschende Umgebung von ca. 10 bis ca. 15 bar bei einer Temperatur von ca. 170° C zu erreichen, wird dem Dampfraum Frischdampf zugeführt und zwar über eine Einrichtung 4. Um das Drucksystem gegenüber dem Stoffeintrag 1 der Eintragsschnecke 31 abzuschließen, ist im Stand der Technik bisher eine Stopfschnecke vorgesehen, die eine erhebliche Baugröße aufweist und einen enormen Energiebedarf in der Größenordnung von 1000 KW aufweist.
    Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hingegen weist eine herkömmliche Eintragsschnecke auf, die im Vergleich zu einer Stopfschnecke Baukleiner ist und einen wesentlich niedrigeren Energiebedarf in der Größenordnung von 200 KW aufweist. Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Drucksystem gegenüber dem Stoffeintrag 1 abzuschließen, werden die Hackschnitzel über den Stoffeintrag 1 mit einem hohen Flüssigkeitsgehalt eingebracht, so dass sich ein Abschnitt 13 mit einem Feststoff (Hackschnitzel)-Flüssigkeits-Gemisch ausbildet, der ähnlich wie bei dem System in Fig. 3 den Abschluss bildet. Nachfolgend werden die Hackschnitzel aus der Eintragsschnecke 31 in den Dampfraum 32 gefördert. Die Eintragsschnecke 31 der beispielhaften Ausführungsform in Figur 6 weist ferner eine Einrichtung 33 zum Abführen der mit dem Hackschnitzeln eingebrachten Flüssigkeit aus der Eintragsschnecke auf. Von dem Dampfraum strömt Dampf durch den Auslass der Eintragsschnecke ein. Somit bilden sich auch in der Eintragsschnecke 31 drei Abschnitte 12 bis 14 aus.
    In einem Abschnitt 13 wird im Wesentlichen ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch vorliegen, wohingegen in einem Abschnitt 12 im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Gemisch vorliegen wird. Zwischen diesen beiden Abschnitten bildet sich ebenfalls eine Mischzone in einem Zwischenabschnitt 14 aus, in dem im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt. Folglich bestünde auch in einem derartigen System die Problematik, dass der in den Dampfraum 32 eingebrachte Frischdampf an der Flüssigkeitsoberfläche in der Eintragsschnecke 31 kondensieren würde. Dies würde in der Eintragsschnecke 31 zu einem Druckabfall führen, so dass eine erhöhte Dampfströmung von dem Dampfraum 32 in die Eintragsschnecke erfolgen würde. Dies würde jedoch zu einem erhöhten Dampfverlust und daher zu einer erhöhten Energiemenge führen, weil mehr Frischdampf 4 zugeführt werden müsste.
    Erfindungsgemäß weist die vorliegende Vorrichtung jedoch eine Einrichtung zum Einspeisen eines nicht kondensierbaren Gases in die Eintragsschnecke 31 auf. Das Einspeisen des nicht kondensierbaren Gases erfolgt dabei vorzugsweise in dem Abschnitt 12 oder dem Abschnitt 14. Das nicht kondensierbare Gas bildet in der Eintragsschnecke 31 eine Art Isolationssperrschicht aus, die die Kondensation des Dampfes an der Flüssigkeitsoberfläche in der Eintragsschnecke 31 (in den Abschnitte 12, 14) vermindert, so dass der Druck in der Eintragsschnecke 31 im Wesentlichen konstant bleibt. Folglich wird auch eine erhöhte Dampfströmung von dem Dampfraum 32 in die Eintragsschnecke 31 vermindert. Dadurch wird die gesamte Energiemenge, die zum Erzeugen des Frischdampfes benötigt wird, vermindert, was zu einer verbesserten Energiebilanz des Gesamtsystems führt. Ferner ist die Verbindung zwischen Eintragsschnecke 31 und Dampfraum 32 beispielsweise in der Form eines teilweise geöffneten Ventils ausgebildet, um ein Entweichen des eingespeisten Gases in den Dampfraum zu vermeiden.
    Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, weil der Abschluss des Systems über eine herkömmliche Eintragsschnecke im weitesten Sinne erfolgen kann und nicht über eine Stopfschnecke erfolgen muss. Da der Energiebedarf einer herkömmlichen Eintragsschnecke wesentlich geringer als der einer Stopfschnecke ist, wird auch dadurch der Energiebedarf des Gesamtsystems reduziert. Darüber hinaus werden sowohl die Baugröße, als auch die Kosten des Gesamtsystems durch die erfindungsgemäße Vorrichtung reduziert.
    Die vorliegende Erfindung wurde eingehend rein prinzipiell erläutert und anhand dreier vorteilhafter Ausführungsformen und Anwendungsgebiete rein beispielhaft erläutert. Es ist dem Fachmann jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Systeme angewendet werden kann, wie beispielsweise in der chemischen Industrie u.a bei der Herstellung von Katalysatoren, Dispersionen oder Kunststoffen und insbesondere der Verfahrenstechnik, so dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Anwendungsbeispiele beschränkt ist, sondern lediglich durch die begleitenden Patentansprüche definiert ist.

    Claims (32)

    1. Vorrichtung mit einem Behälter (20), der einen abgeschlossenen Raum definiert und durch den in einer Förderrichtung von einem Einlass (21a; 21b) zu einem Auslass (22a; 22b) ein Feststofftransport stattfindet, wobei der Behälter in der Förderrichtung in drei Abschnitte (12, 13, 14) unterteilt ist, von denen in einem ersten Abschnitt im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Gemisch (12), in einem zweiten Abschnitt (13) im Wesentlichen ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch und in einem dazwischen liegenden Zwischenabschnitt (14) im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt, wobei an wenigstens einer Stelle des Behälters eine Einrichtung (27) zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum vorgesehen ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (27) zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum derart angeordnet ist, dass das Gas in den ersten Abschnitt einleitbar ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einrichtung (27) zum Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum derart ausgestaltet ist, dass das Gas unter Druck in den abgeschlossenen Raum einleitbar ist.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das nicht kondensierbare Gas aus der Gruppe bestehend aus Luft, Inertgas, reaktivem Gas und Ozon ausgewählt ist.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Einlass (21a) derart angeordnet ist, dass er mit dem ersten Abschnitt (12) in Verbindung steht und bei der der Auslass (22a) derart angeordnet ist, dass er mit dem zweiten Abschnitt (13) in Verbindung steht, so dass der Feststofftransport in Förderrichtung vom ersten Abschnitt (12) über den Zwischenabschnitt (14) in den zweiten Abschnitt (13) erfolgt.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Einlass (21b) derart angeordnet ist, dass er mit dem zweiten Abschnitt (13) in Verbindung steht und bei der der Auslass (22b) derart angeordnet ist, dass er mit dem ersten Abschnitt (12) in Verbindung steht, so dass der Feststofftransport in Förderrichtung vom zweiten Abschnitt (13) über den Zwischenabschnitt (14) in den ersten Abschnitt (12) erfolgt.
    7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Gas derart ausgewählt wird, dass beim Einleiten des Gases in den Behälter (20) eine Kondensation des Dampfs in dem abgeschlossenen Raum, insbesondere in dem Zwischenabschnitt (14) und dem zweiten Abschnitt (13) reduziert wird.
    8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das eingespeiste Gas mit dem Feststoff in Förderrichtung aus dem Auslass (22a) ausgebbar ist.
    9. Vorrichtung zur Stoffaufbereitung, insbesondere der Altpapieraufbereitung in einem geschlossenen System mit einer Heizschnecke (3) und einem Austragsbehälter (8), wobei ein Feststofftransport in Förderrichtung von der Heizschnecke (3) zu dem Austragsbehälter (8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragsbehälter eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3 und 5-6 ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, die ferner einen Disperger (6) aufweist, der in Förderrichtung der Heizschnecke (3) nachgeschaltet und dem Austragsbehälter (8) vorgeschaltet angeordnet ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der zwischen der Heizschnecke (3) und dem Austragsbehälter (8) oder dem Disperger (6) und dem Austragsbehälter (8) eine Förderschnecke (7) angeordnet ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Förderschecke (7) eine Stopfschnecke ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Förderschnecke (7) die Wirkungsweise eines teilweise geöffneten Ventils aufweist.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, die ein Drucksystem ist.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, die ferner eine Einrichtung (4) zum Zuführen von Frischdampf in die Heizschnecke (3) aufweist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, die ferner einen Einrichtung (28) zum Zuführen von Verdünnungswasser in den Austragsbehälter (8) aufweist, um den zweiten Abschnitt (13) auszubilden.
    17. Vorrichtung zum Aufschluss in einem geschlossenen System mit einem Refiner (6) und einem Austragsbehälter (8), wobei ein Feststofftransport in Förderrichtung von dem Refiner (6) zu dem Austragsbehälter (8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragsbehälter (8) eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5 und 7-8 ist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner einen Zyklon (29) und einen Wärmetauscher (30) aufweist, wobei der Zyklon dem Refiner (6) nachgeschaltet und dem Austragsbehälter (8) vorgeschaltet angeordnet ist und der Wärmetauscher (30) dem Zyklon (29) nachgeschaltet in einem anderen Förderzweig angeordnet ist.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der der Zyklon (29) im wesentlichen direkt mit dem Austragsbehälter (8) verbunden ist.
    20. Vorrichtung zur Zerfaserung in einem geschlossenen System mit einer Eintragsschnecke (31) und einem Dampfraum (32), wobei ein Feststofftransport in Förderrichtung von der Eintragsschnecke (31) zu dem Dampfraum (32) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintragsschnecke (31) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 und 4-6 ist.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Eintragsschnecke (31) einen Einlass (1) für mit Flüssigkeit versetztem Feststoff und eine Einrichtung (33) zum Abführen der Flüssigkeit aus der Heizschnecke aufweist, und bei der die Eintragsschnecke (31) mit dem Dampfraum (32) in Verbindung steht.
    22. Verfahren umfassend die Schritte:
      Erzeugen eines Feststofftransports in einer Förderrichtung von einem Einlass (21a; 21b) zu einem Auslass (22a; 22b) eines Behälters (20), der einen abgeschlossenen Raum definiert und in der Förderrichtung in drei Abschnitte (12 - 14) unterteilt ist, von denen in einem ersten Abschnitt (12) im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Gemisch, in einem zweiten Abschnitt (13) im Wesentlichen ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch und in einem dazwischen liegenden Zwischenabschnitt (14) im Wesentlichen ein Feststoff-Dampf-Flüssigkeits-Gemisch vorliegt, und
      Einleiten eines im Wesentlichen nicht kondensierbaren Gases in den abgeschlossenen Raum an wenigstens einer Stelle des Behälters.
    23. Verfahren nach Anspruch 22, bei der das im Wesentlichen nicht kondensierbare Gas in den ersten Abschnitt eingeleitet wird.
    24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem das im Wesentlichen nicht kondensierbare Gas unter Druck in den abgeschlossenen Raum eingeleitet wird.
    25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem das nicht kondensierbare Gas aus der Gruppe bestehend aus Luft, Inertgas, reaktivem Gas und Ozon ausgewählt ist.
    26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem der Feststofftransport in Förderrichtung vom ersten Abschnitt über den Zwischenabschnitt in den zweiten Abschnitt erzeugt wird.
    27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem der Feststofftransport in Förderrichtung vom zweiten Abschnitt über den Zwischenabschnitt in den ersten Abschnitt erzeugt wird.
    28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, bei dem das Gas derart ausgewählt wird, dass beim Einleiten des Gases in den Behälter eine Kondensation des Dampfs in dem abgeschlossenen Raum, insbesondere in dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Abschnitt reduziert wird.
    29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, bei dem das eingespeiste Gas mit dem Feststoff in Förderrichtung aus dem Auslass ausgegeben wird.
    30. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 22 bis 26 und 28 bis 29 in einem Verfahren zur Stoffaufbereitung, insbesondere zur Altpapieraufbereitung.
    31. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 22 bis 26 und 28 bis 29 in einem Verfahren zum Aufschluss.
    32. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 22 bis 25 und 27 bis 29 in einem Verfahren zur Zerfaserung.
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    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP6381947B2 (ja) † 2013-09-04 2018-08-29 日東電工株式会社 携帯機器、充電システム、及び、電源回路基板等
    CN115341400B (zh) * 2022-08-02 2025-03-18 安徽永利纸业有限公司 一种纱管纸生产用原料粉碎装置

    Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4236959A (en) * 1971-12-20 1980-12-02 Reinhall Rolf Bertil Method of producing fiber pulp by grinding fibrous material in a steam environment
    WO1987001402A1 (en) * 1985-09-03 1987-03-12 Chaudhuri Punya B Method for producing of cellulosic pulp

    Patent Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4236959A (en) * 1971-12-20 1980-12-02 Reinhall Rolf Bertil Method of producing fiber pulp by grinding fibrous material in a steam environment
    WO1987001402A1 (en) * 1985-09-03 1987-03-12 Chaudhuri Punya B Method for producing of cellulosic pulp

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