EP1893803A1 - Method for treating a process material during the production of paper, card, or cardboard - Google Patents

Method for treating a process material during the production of paper, card, or cardboard

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EP1893803A1
EP1893803A1 EP06763585A EP06763585A EP1893803A1 EP 1893803 A1 EP1893803 A1 EP 1893803A1 EP 06763585 A EP06763585 A EP 06763585A EP 06763585 A EP06763585 A EP 06763585A EP 1893803 A1 EP1893803 A1 EP 1893803A1
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EP
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plasma
voltage
radicals
pulp
process material
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EP06763585A
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EP1893803B1 (en
EP1893803B9 (en
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Helmut Figalist
Werner Hartmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication of EP1893803B1 publication Critical patent/EP1893803B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/007—Modification of pulp properties by mechanical or physical means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of a process material in the production of paper, cardboard or paperboard, wherein a, preferably non-thermal, large-area plasma or a gas discharge, in particular a corona discharge is applied under at least atmospheric pressure and in the plasma generation and / or during the gas discharge, the resulting radicals act on the process material.
  • bleaching chemicals are used to a high degree. Typical bleaching chemicals are chlorine, chlorine dioxide, sulfurous acids, Ex ⁇ traction with sodium hydroxide, oxygen, hydrogen peroxide and ozone. Depending on the method used, alkaline or acidic ambient conditions are required. Modern bleaching processes often make use of various bleaching stages in which various bleaching chemicals are used, each bleaching stage typically consisting of a mixing unit and a subsequent reaction tower. In these processes, some of the highly toxic (chlorine dioxide) or highly corrosive acids, bases or reagents have to be transported in large quantities, stored, and after completion of the process also reprocessed or disposed of.
  • highly toxic (chlorine dioxide) or highly corrosive acids, bases or reagents have to be transported in large quantities, stored, and after completion of the process also reprocessed or disposed of.
  • the object is achieved by using radicals of different types or compositions for at least two different types of process goods or at at least two different process stages.
  • radicals of different types or compositions for at least two different types of process goods or at at least two different process stages.
  • Process material at different points in the process can advantageously be reduced in papermaking the addition of solid and / or liquid chemicals.
  • process goods are selected from the following starting materials and / or intermediates:
  • the process goods mentioned above occur, for example as starting materials and / or intermediates, at different Pro ⁇ zessrasen to within the paper making process.
  • the radicals generated are ozone, hydrogen peroxide, hydroxyl radicals, HO 2 and / or HO 2.
  • Radicals are preferentially generated in gas discharges by the collision of energetic electrons with molecules, which dissociate or excite them radicals are released immediately, while stirring in the presence UV light it is evidence ⁇ by subsequent radiative transitions, which in turn reacts with cool air and / or Wassermole ⁇ and dissociates them.
  • the plasma or gas discharge is applied in such a way that as radicals increasingly ozone and / or water are formed ⁇ peroxide.
  • the plasma or the gas discharge is applied in such a way during screening and / or surface distributed process material or in that formed as Ra ⁇ cals increasingly OH, HO 2 and / or HO 2 " becomes.
  • a generation rate of the radicals and / or the composition of the generated radicals is controlled and / or regulated by influencing an amplitude, a pulse duration and / or a pulse repetition rate of high-voltage pulses. Since the generation rate of the radicals generated by an electrical process and thus very well controlled in real time, such a method is very economical ⁇ Lich and can be readjusted within a very short time for different treatment outcomes, for example by a learning algorithm.
  • Another preferred embodiment of the invention is that for controlling and / or regulating the rate of production and / or the type of radicals generated a concentration of the generated radicals is measured.
  • the concentration or the property "online” is measured.
  • the quality characteristics descriptive reading quasi evaluated simultaneously and can play as reacts at ⁇ by influencing the production rate at him.
  • for regulating the amplitude of the high voltage pulses can in konstan ⁇ ter repetition rate and / or the repetition rate of the high tensioning ⁇ voltage pulses are varied at a constant amplitude.
  • a further increase in the treatment result is achieved by enriching the process material with oxygen in the plasma-exposed area.
  • the plasma or the gas discharge between the electrodes are generated high voltage pulses with a duration of less than 10 microseconds he ⁇ for generating.
  • the use of such short high voltage single pulses has been found to be particularly advantageous, whereas the use of radio frequency (RF) or microwave pulse pulses or of high-voltage single pulses with a duration of more than 10 ⁇ s, is far less efficient.
  • RF radio frequency
  • high-voltage pulses are applied with a duration of less than 3 microseconds, preferably less than 1 s, before ⁇ preferably of less than 500 ns.
  • a high-voltage pulse duration of less than 100 ns is used.
  • a high-voltage pulse duration of 100 ns to 1 ⁇ s is used in flatly distributed process material or in a sheet which is still forming, or which is still undpressed, in particular during sieving.
  • Process material or in forming or formed, still non-pressed sheet, in particular during screening, surrounded by the plasma be ⁇ impacted area of an enriched with water vapor atmosphere.
  • an amplitude ent ⁇ speaking at least twice the value, preferably at least three times the value of a corona threshold voltage, to the electrodes are applied.
  • a DC corona discharge is generated to generate the plasma or the corona discharge and the DC voltage corona discharge, the high voltage pulses are superimposed.
  • the superimposition of the high-voltage pulses with a DC voltage has the particular advantage that the high-energy high-voltage pulses can already start from a very high energy level.
  • a pulse repetition rate between 10 Hz and 5 kHz, in particular from the range of 10 Hz to 10 kHz, is used.
  • the power input electrical energy is controlled in the plasma primarily via the regulation of amplitude, pulse duration and pulse repetition rate of the superimposed high-voltage pulses ⁇ th.
  • the DC voltage used lies below the clamping ⁇ voltage for stable operation without high voltage pulse superimposition ⁇ .
  • the total used ⁇ amplitude (DC voltage + pulse amplitude) lies above the static breakdown voltage of the electrode assembly. It is expedient if the total amplitude used corresponds to two to five times the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
  • the voltage is chosen so that the amplitude of high voltage pulses is between 10% and 1000% of the translated ⁇ is DC voltage.
  • the plasma is generated at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, preferably less than 5 cm from the process material.
  • FIG 1 shows a schematic representation of a Toiletherstel ⁇ treatment plant with a screening device, a pressing device and a finishing and / or drying plant
  • FIG 2 is a bleaching apparatus
  • FIG. 3 shows a representation (section) of an arrangement for generating radicals in corona plasmas in pulp or air: parallel plate or tube arrangement with wire, which is superimposed on a pulsed high voltage
  • FIG. 4 shows a schematic representation of pulses for generating radicals in corona discharges in air or aqueous Media using short (typically ⁇ 1 ⁇ s) high voltage pulses with high pulse repetition rate
  • FIG 5 to FIG 10 electrode assemblies and electrode systems for generating corona discharges plate-plate, plate-wire plate, coaxial wire tube, tip plate, multi-tip plate, grid plate (tube), grid lattice arrangements
  • FIG 11 is a hybrid discharge, wherein one electrode is completely above the medium on the sieve befin ⁇ det, whereas the second electrode through the screen itself is formed
  • 12 is a plate or grid assemblies with curved surfaces to conform to vessel walls or using the same
  • 13 shows a pulsed discharge in the near-surface gas space above the headbox on the sieve with a multi-wire plate arrangement
  • FIG. 14 shows a pulsed corona discharge system with a coaxial one
  • Wire tube with baffled, very finely divided gas bubbles, so that the finest particles of gas are present in the discharge area and streamer formation takes place predominantly in the gas bubbles.
  • the papermaking plant 1 shows a schematic representation of a complex paper-making plant 1, as it is used in today's paper mills. Their construction and the combination of different aggregates are determined by the type of paper, cardboard and paperboard types to be produced as well as the raw materials used.
  • the papermaking plant 1 has a spatial extent of about 10 m in width and about 120 m in length. Per minute, the paper ⁇ produces manufacturing facility up to 1400 m of paper 27. It takes only we ⁇ nige seconds from the first impact of the suspension or of the pulp 39 on the sieving device 9 to the finished paper 27, which is ultimately wound up in a reel 15 °. In the ratio 1: 100 diluted with water, the Fa ⁇ hydro- 30 (see FIG 2) is applied together with excipients on the screening device 9 with the wire 10 degrees.
  • the white water 23 can flow from ⁇ or are sucked by a plurality of Saughunt Schemee 24th In this way, a uniform fiber composite is created, which is activated by mechanical pressure in a press device 11 and with the aid of steam heat. dehydrated.
  • the entire papermaking process is essentially subdivided into the areas of substance preparation , paper machine, finishing and equipment.
  • Waste paper and, as a rule, also pulp reach a paper mill in dry form, while pulp is normally produced in the same factory and pumped into the material center 3 as a fiber / water mixture, ie a suspension of unvarnished pulp.
  • Waste paper and pulp 30 (see FIG. 2) are likewise dissolved with the addition of water in a fiber trough 35 (FIG. 2).
  • Non-paper components are ⁇ the discharged via different sorting aggregates (not shown here).
  • the mixture of different raw materials are also added here to improve paper quality and increase productivity.
  • the headbox 7 of the papermaking plant 1 distributes the pulp suspension uniformly over the entire sieve ⁇ width.
  • the paper web 27 still contains about 80% water.
  • Another dewatering process is carried out by mechanical pressure in the press device 11.
  • the paper web 27 is guided by means of an absorbent endless felt cloth between rolls of steel, granite or hard rubber and thereby dehydrated.
  • the white water 23 taken up by the suction chamber region 24 is fed to a sorter 5 in part and returned to another part to a fabric scavenger 17.
  • To the press apparatus 11 joins ei ⁇ ne drying plant. 13
  • the remaining residual water is evaporated in the drying plant 13.
  • the paper web 27 passes through several steam-heated drying cylinders. In the end, the paper 27 has a residual moisture of a few percent.
  • the water vapor formed in the drying plant 13 is sucked off and fed into a heat recovery system, not shown ⁇ .
  • a first electrode 43 below the sieve device 9 and a second electrode 44 above the sieve device 9 are arranged according to the inventive method between the headbox 7 and the beginning of the screening device 9.
  • the electrodes 43 and 44 are arranged such that the surface-distributed fiber suspension 39 extends between them. So that a large-area plasma can be produced under atmospheric pressure in the immediate vicinity of the fiber suspension 39 in order to treat the fiber suspension 39, the electrodes 43 and 44 are connected to a high-voltage pulse generator 46. With the aid of this high-voltage pulse generator 46, a large-volume plasma with a large cross section and with a high power density is produced between the electrodes 43 and 44.
  • a plasma density is homogeneously distributed over the treatment area, which is covered by the electrodes 43 and 44.
  • this large-volume plasma with high power density characterized ⁇ he witnesses that a DC corona discharge intense short-last over ernde high voltage pulses with a high Impulswiederholra ⁇ te be superimposed of typically 1 kHz.
  • a very homogeneous, large-volume plasma with a high power density is produced without the plasma constrictions that are known in DC corona discharges.
  • Hydroxyl radicals are particularly aggressive and oxidizing, is characterized in which only a few Se ⁇ customer in the treatment area between the electrodes 43 and 44 lingering fiber suspension obtained a bleaching effect.
  • an electrode system 47, 48 in the press device 11 generates a large-area plasma for treating the paper web 27 as a second type of process material.
  • the first electrode 47 in the direction Pressenvor- 11 is provided as a semi-circular grid electrode ⁇ out. Due to the semicircular configuration of the electrode 47, it can follow the course of the paper web over a transport roller 12.
  • the second electrode 48 in the press device 11 is designed as a plate electrode and arranged in such a way that the transport roller 12 can be guided between the electrodes 47 and 48.
  • the plasma treatment area can also be flowed via the gas distributor 81 with the gas line 80 with an oxygen-argon mixture here.
  • the pressing process compresses the paper structure, a strength increases and a surface quality is decisively influenced.
  • the molecular structure of the paper surface is further changed ⁇ changed.
  • the strength of the paper 27 is increased and improved printability.
  • a streamer is a special form of a linearly moving plasma cloud or a developing discharge channel that forms due to the excited high external field strength. An assembly of such streamer takes place within less than 10 ns and merges very quickly into a thermal breakdown channel.
  • Aforesaid Anord ⁇ voltages of the electrode systems, where the paper web is sawn between the used for the streamer discharge electrodes 27, is particularly advantageous, since the paper 27 thereby partially acts as a dielectric barrier, thus the transition can delay or suppress the streamer breakdown ,
  • a raw material 30, in particular pulp as a third type of process material on a conveyor belt 33 in a fiber ⁇ trough 35 is conveyed.
  • the raw material 30 is mixed with water and pumped via a pipeline 36 into a bleaching trough 37.
  • a first electrode 43 'and second electrode 44' are each designed as a circular planar Git ⁇ terelektrode.
  • the first electrode 43 ' is arranged in the gas space ⁇ of the filled into the bleaching trough 37 pulp fiber suspension 39.
  • the second electrode 44 ' is in ⁇ Neren the bleaching tray 37 is arranged and is thus completeness, ⁇ dig covered by the pulp fiber suspension. 39 Between the two electrodes 43 'and 44', a large-area cold plasma is generated by means of the high-voltage pulse generator 46.
  • the radicals OH “ , HOO " , O, O 3 are preferably produced in the suspension 39. These radicals trigger a bleaching chemical reaction.
  • the high-voltage pulse tension ⁇ generator 46 is operated so that it produces high voltage pulses with a duration of typically 1 s between the electrodes 43 'and 44'.
  • a voltage necessary for the generation of radicals and ozone in the pulp fiber suspension is about 100 kV.
  • the high voltage pulses are superimposed on the DC voltage to form a total amplitude of a few 10 kV to over 100 kV.
  • oxygen-argon can be fed into the bleaching trough 37 via a gas line 80.
  • Mixture, which was treated in a gas distributor 81, are introduced.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a bleaching vessel, which is alternative to FIG. 2.
  • a bleaching vessel In the middle of the bleaching vessel ei ⁇ ne high voltage electrode 50 is arranged.
  • the outer jacket of the bleaching vessel is prepared as a counterelectrode 51.
  • a pulp fiber suspension 39 In the bleaching vessel is a pulp fiber suspension 39.
  • a streamer 53 is shown between the electrodes 50 and 51. Radicals are generated in streamers by high-energy electrons colliding with and dissociating or exciting molecules. Upon dissociation, radicals 59 are immediately released, while upon excitation by a subsequent radiant transition, UV light is generated. This generated UV light reacts as ⁇ derum with water molecules and dissociated this.
  • a first pulse 66 and a second pulse 67 each having a pulse width 62, have a distance of one pulse repetition time 63.
  • the abscissa shows the time in ms and the ordinate the voltage in kV. The units are chosen arbitrarily.
  • a level of some 10 kV of the DC voltage coincides with the abscissa shown.
  • the illustrated pulse voltage is thus superimposed on the DC voltage.
  • the pulses 66 and 67 have a pulse width of less than 1 62 microseconds, the individual pulses 66, 67 a strongly rising edge with a rise time on ⁇ 64 and HA ben a less steep flank.
  • the pulse repetition time 63 is typically Zvi ⁇ rule 10 microseconds and 100 milliseconds.
  • the individual pulses 66, 67 such total ⁇ amplitude that more than the predetermined DC voltage, a predetermined energy density is achieved.
  • the pulse rise time 64 is short in comparison to the pulse ⁇ fall time.
  • Such a kind of impulse ensures that electrical breakdowns which are too spatial and temporal disturbances in the homogeneous distribution of the plasma density would be avoided.
  • FIGS. 5 to 10 show examples of further electrode systems for generating corona discharges in preferably aqueous media.
  • FIG. 5 shows a plate-and-plate arrangement of a first plate 70a as an electrode and a second plate 70b as an electrode.
  • the first plate 70a and the second plate 70b are arranged parallel to each other.
  • the first plate 70a forms the high voltage electrode and is connected via a high voltage cable to the high voltage in ⁇ pulse generator 46.
  • the second plate 70b forms the counter electrode and, as a grounded electrode, is connected to the high-voltage pulse generator 46.
  • FIG. 70 A corresponding arrangement with specially flat plate ⁇ electrodes is shown in FIG. Again there are two solid plate electrodes 70a and 70c at a fixed distance with a high voltage electrode 71 in the middle.
  • the high voltage electrode 71 is made of a solid wire and connected to the high voltage output of the high voltage pulse generator 46.
  • the grounded plates 70a, 70c are also in communication with the high voltage pulse generator.
  • FIG. 7 shows a wire-tube arrangement as an electrode system.
  • a cylindrical electrode 72 projects centrally a high ⁇ voltage electrode 71 inside.
  • As the high voltage electrode 71 ⁇ is implemented as a solid wire and connected to the high voltage pulse generator 46 in FIG. 6
  • the cylindrical electrode 72 which is preferably configured as a braid Drahtge ⁇ is grounded and is connected to the high voltage pulse generator 46 in ⁇ compound.
  • FIG. 8 shows a tip-plate arrangement as Elektrodensys ⁇ tem.
  • three tips 73 are connected to the high voltage pulse generator 46 via a high voltage line.
  • the tips 73 are at right angles to a ground th plate electrode 74 is arranged.
  • the distance of the tip electrodes ⁇ 73 to the plate electrode 74 is adjustable and can thus be adapted for different process conditions.
  • FIG. 9 shows an electrode system arrangement comprising 3 plates 70a, 70d and 70e.
  • the first plate 70a which is connected as a high-voltage electrode to the high-voltage pulse generator 46, is arranged centrally between two solid plates 70d and 70e.
  • the plates 70a and 70b are connected via ei ⁇ nen plate connector 70f. Since the plate 70d as a grounded counter electrode is in communication with the high voltage pulse generator 46, the plate 70e above the plate connector 70f also functions as a grounded counter electrode.
  • FIG. 10 shows an electrode system as a grid-grid Anord ⁇ tion.
  • a first grid 75a and a second grid 75b are parallel to one another here.
  • the first grid 75a forms the high-voltage electrode and is connected to the high-voltage pulse generator 46.
  • the second grid 75b forms the grounded counter electrode and communicates with the high voltage pulse generator 46.
  • a hybrid discharge wherein one electrode is fully 75a ⁇ constantly outside a to be bleached pulp 39, and a second electrode 76b fully or partially in the pulp 39 is submerged, is produced with the arrangement in Fig. 11
  • the electrode 76a is configured as a grid electrode and forms the high voltage electrode, which is in communication with the high voltage pulse generator clamping ⁇ 46th
  • the geothermal te counter-electrode 76 b is designed as a grid electrode and communicates with the high-voltage pulse generator 46 in connection.
  • FIG. 12 shows a plan view of a bleaching tub with a vessel wall 77.
  • a plate or grid arrangement with curved surfaces for adaptation to the vessel walls or use of the vessel walls is used as the electrode.
  • a multi-wire electrode 79 is disposed as a concentric electrode, the shape of the vessel wall 77 sequentially and communicates with the high-voltage pulse genes ⁇ rator 46 in connection. It shall have two counter electrodes opposite: first, the vessel wall 77 and on the other a plate electrode 78.
  • the high voltage electrode 79 is be- see the vessel wall 77 and the plate electrode 78 is located approximately ⁇ berüh free.
  • the vessel wall 77 and the plate electrode ⁇ erode 78 are electrically conductively connected to each other and thus form the grounded counter-electrodes, which are connected to the high voltage pulse generator 46 in connection.
  • a high-voltage electrode 50 comprises a plurality of electrically connected rod electrodes and is arranged in the near-surface gas space of the pulp 39 such that their rods are parallel to the surface.
  • a grounded counter electrode 51 is designed as a solid plate and arranged in distributed over the entire surface equidistant distances to the high voltage electrode 50.
  • FIG. 14 shows a pulsed corona discharge system in an aqueous solution or pulp 39.
  • the electrode system is designed analogously to FIG. 3 as a coaxial wire tube electrode system.
  • the high voltage electrode 50 is arranged coaxially with the counter electrode 51 forming the vessel wall.
  • the streamer mentioned in FIG. 3 preferably forms. Owing to the streamer discharges, oxidants 57 are formed. Thus, certain radicals are generated in the suspension.

Abstract

The invention relates to a method for treating a process material during the production of paper (27), card or cardboard. According to said method, a preferably non-thermal plasma or gas discharge with a large surface area, in particular a corona discharge is applied to the process material under at least atmospheric pressure. The use of chemicals in the production of paper or during the treatment of associated process materials is reduced by means of radicals (59) of a different type or composition, which are used in different process stages or for different types of process materials.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Behandlung eines Prozessgutes bei der Herstel¬ lung von Papier, Karton oder PappeA process for treating a process material during the herstel ¬ development of paper, cardboard or paperboard
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Prozessgutes bei der Herstellung von Papier, Karton oder Pappe, wobei ein, vorzugsweise nicht thermisches, großflächiges Plasma oder eine Gasentladung, insbesondere eine Koronaentla- düng, unter mindestens Atmosphärendruck appliziert wird und bei der Plasmaerzeugung und/oder bei der Gasentladung entstehende Radikale auf das Prozessgut einwirken.The invention relates to a process for the treatment of a process material in the production of paper, cardboard or paperboard, wherein a, preferably non-thermal, large-area plasma or a gas discharge, in particular a corona discharge is applied under at least atmospheric pressure and in the plasma generation and / or during the gas discharge, the resulting radicals act on the process material.
Heute übliche Verfahren der Behandlung und/oder Veredelung von Papier oder Papieroberflächen sind beispielsweise,For example, today's conventional methods of treating and / or refining paper or paper surfaces are
- Kalandrieren,- calendering,
- Oberflächenbehandlung mit einer Leim- oder Filmpresse,- surface treatment with a glue or film press,
- Streichen von Papier und/oder Karton mit verschiedenen Verfahren und Materialien, - Beschichtung von Papier im Extruderverfahren,Coating of paper and / or board with different processes and materials, coating of paper in an extruder process,
- Kaschierung mit anderen Materialien (z.B. Aluminiumfolie),Lamination with other materials (e.g., aluminum foil),
- Verklebung von Papier und Karton,- bonding of paper and cardboard,
- Tränken von Papier,- soaking paper,
- Bleichen.- bleaching.
Eine Veredelung erfolgt entweder integriert in eine Papier- /Kartonmaschine oder auf einer separaten Anlage. Üblicherwei¬ se erfolgt eine Veredelung in mehreren aufeinander folgenden Verfahrensschritten. Folgende Qualitätseigenschaften werden durch die Veredelung positiv beeinflusst:Refinement is either integrated into a paper / board machine or on a separate line. Üblicherwei ¬ se is carried out a processing in several successive process steps. The following quality characteristics are positively influenced by the finishing:
- Optische Eigenschaften, wie Glätte, Glanz, Weiße, Gleichmä¬ ßigkeit und Kontrast eines später durchgeführten Druckergebnisses,- Optical properties such as smoothness, gloss, whiteness, Gleichmä ¬ LIQUID and contrast of a conducted later print result,
- Verbesserung der Bedruckbarkeit für moderne Druckverfahren, - Erhöhung der Papierfestigkeit und der Rupffestigkeit ,Improvement of printability for modern printing processes, increase of paper strength and pick resistance,
- Dimensionsstabilität des Papiers, Unempfindlichkeit gegen Feuchte,- dimensional stability of the paper, insensitivity to moisture,
- Erhaltung der Recyclingfähigkeit des Papiers. Eine Mehrzahl dieser genannten Behandlungsverfahren beruht auf einer Behandlung mit chemischen Stoffen. Insbesondere beim Bleichen von Papier bzw. dessen Ausgangsstoffen werden im hohen Maße Bleichchemikalien eingesetzt. Typische Bleich- Chemikalien sind Chlor, Chlordioxid, schweflige Säuren, Ex¬ traktion mit Natronlauge, Sauerstoff, Wasserstoffperoxid und Ozon. Abhängig von der verwendeten Methode sind alkalische oder saure Umgebungsbedingungen gefordert. Moderne Bleichverfahren nutzen häufig verschiedene Bleichstufen, in denen ver- schiedene Bleichchemikalien zum Einsatz kommen, wobei jede Bleichstufe typischerweise aus einer Mischeinheit und einem nachfolgenden Reaktionsturm besteht. Bei diesen Verfahren müssen die zum Teil hochgiftigen (Chlordioxid) oder stark ätzenden Säuren, Laugen oder Reagenzien in großer Menge trans- portiert, gelagert, und nach Ablauf des Prozesses auch wieder aufgearbeitet bzw. entsorgt werden.- Preservation of the recyclability of the paper. A majority of these treatment methods are based on treatment with chemical substances. In particular, in the bleaching of paper or its starting materials bleaching chemicals are used to a high degree. Typical bleaching chemicals are chlorine, chlorine dioxide, sulfurous acids, Ex ¬ traction with sodium hydroxide, oxygen, hydrogen peroxide and ozone. Depending on the method used, alkaline or acidic ambient conditions are required. Modern bleaching processes often make use of various bleaching stages in which various bleaching chemicals are used, each bleaching stage typically consisting of a mixing unit and a subsequent reaction tower. In these processes, some of the highly toxic (chlorine dioxide) or highly corrosive acids, bases or reagents have to be transported in large quantities, stored, and after completion of the process also reprocessed or disposed of.
Aus "A. Mizuno et al . , OH radical generation by atmospheric pressure pulsed discharge plasma and its quantitative analy- sis by monitoring CO oxidation, J. Phys . D : Appl . Phys . 35 (2002), 3192-3198" ist eine Erzeugung von Radikalen und Ozon in gasförmigen Medien bekannt.From "A. Mizuno et al., OH radical generation by atmospheric pressure pulsed discharge plasma and its quantitative analysis by monitoring CO oxidation, J. Phys. D: Appl. Phys. 35 (2002), 3192-3198" is a Generation of radicals and ozone in gaseous media known.
Bisher beschränkt sich die Anwendung jedoch auf Methoden zur Reinigung von Abgasen, siehe „Winands et al . , 16th Intern.So far, however, the application is limited to methods for purifying exhaust gases, see "Winands et al. , 16th Intern.
Symp. on Plasma Chemistry (ISPC 16), Taormina, Italy, June 22 - 27, 2003", oder zur Oberflächenbehandlung von Geweben (Textilien) und Kunststoffen, siehe auch: "Carneiro, N. et al . , Industrial impact of Corona plasma treatments in the wet processing of cotton materials, World Congress Textiles in the Millenium 1999, pp . 207" oder "P.A. F. Herbert, E. Bour- din, New generation atmospheric pressure plasma technology for industrial on-line processing, Index' 99. Nonwoven Congress, Manufacturing 1, EDANA, Geneva, CH, Apr 27-30,1999".Symp. On Plasma Chemistry (ISPC 16), Taormina, Italy, June 22-27, 2003 ", or for the surface treatment of fabrics (textiles) and plastics, see also:" Carneiro, N. et al. , Industrial Impact of Corona plasma treatments in the wet processing of cotton materials, World Congress Textiles in the Millenium 1999, pp. 207 "or" P.A. F. Herbert, E. Bourdin, New generation atmospheric pressure plasma technology for industrial on-line processing, Index '99th Nonwoven Congress, Manufacturing 1, EDANA, Geneva, CH, Apr 27-30, 1999'.
Aus DE 198 36 669 Al ist der Einsatz von atmosphärischen Plasmen zur Behandlung von Papieroberflächen bekannt. Aus WO 2004 101 891 Al ist ein Verfahren zum Einsatz von nicht thermischem atmosphärischem Plasma für die Papierbehandlung bekannt .DE 198 36 669 A1 discloses the use of atmospheric plasmas for the treatment of paper surfaces. WO 2004 101 891 A1 discloses a method for using non-thermal atmospheric plasma for the paper treatment.
Es ist Aufgabe der Erfindung den Einsatz von Chemikalien bei der Papier-, Karton- oder Pappeherstellung oder bei der Behandlung von zugehörigen Prozessgütern weiter zu vermindern.It is an object of the invention to further reduce the use of chemicals in the paper, board or board production or in the treatment of associated process goods.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für wenigstens zwei verschiedene Arten von Prozessgütern oder an wenigstens zwei unterschiedlichen Prozessstufen Radikale unterschiedlicher Art oder Zusammensetzung verwendet werden. Durch die simultane Erzeugung einer Reihe von unterschiedlich oxidierenden und funktionalisierenden Radikalen (O, OH, HO2, HO2 ", 02, 03,...) und die Anwendung solcher verschiedener Radikalen auf dasThe object is achieved by using radicals of different types or compositions for at least two different types of process goods or at at least two different process stages. By the simultaneous generation of a number of differently oxidizing and functionalizing radicals (O, OH, HO 2 , HO 2 " , 02, 03, ...) and the application of such various radicals to the
Prozessgut an unterschiedlichen Stellen im Prozess kann mit Vorteil bei der Papierherstellung das Zugeben von Feststoff- und/oder Flüssig-Chemikalien reduziert werden.Process material at different points in the process can advantageously be reduced in papermaking the addition of solid and / or liquid chemicals.
Bevorzugt ist, dass die Prozessgüter aus folgenden Ausgangs¬ materialien und/oder Zwischenprodukten ausgewählt sind:It is preferred that the process goods are selected from the following starting materials and / or intermediates:
- Trockene Fasern,- dry fibers,
- unverwobene Faserstoffe,- unwoven fibers,
- voluminöse/r Pulpe oder Faser-Suspension oder Faserbrei, - aufgelaufene/r und/oder flächig verteilte/r Pulpe oder Faser-Suspension oder Faserbrei,- voluminous pulp or fiber suspension or pulp, - accumulated pulp or fiber suspension or pulp,
- sich bildendes oder gebildetes, noch ungepresstes Blatt, mit Restfeuchte.- Forming or formed, still unpressed sheet, with residual moisture.
Die zuvor genannten Prozessgüter treten, z.B. als Ausgangsprodukte und/oder Zwischenprodukte, an unterschiedlichen Pro¬ zessstufen innerhalb des Papierherstellungsprozesses auf.The process goods mentioned above occur, for example as starting materials and / or intermediates, at different Pro ¬ zessstufen to within the paper making process.
Besonders zweckmäßig ist, falls die Prozessstufen aus folgen- den Stufen ausgewählt sind:It is particularly expedient if the process stages are selected from the following stages:
- Kochen,- Cook,
- Mahlen,- Grind,
- Bleichen, - Sieben,- bleaching, - Seven,
- Pressen.- pressing.
Mit weiterem Vorteil werden als Radikale Ozon, Wasserstoffpe- roxid, Hydroxyl-Radikale, HO2 und/oder HO2 " erzeugt. Radikale werden vorzugsweise in Gasentladungen dadurch erzeugt, dass energiereiche Elektronen mit Molekühlen zusammenstoßen und diese dadurch dissoziieren oder anregen. Bei der Dissoziation werden unmittelbar Radikale freigesetzt, während bei der An- regung durch anschließende strahlende Übergänge UV-Licht er¬ zeugt wird, welches wiederum mit Luft- und/oder Wassermole¬ kühlen reagiert und diese dissoziiert.As a further advantage, the radicals generated are ozone, hydrogen peroxide, hydroxyl radicals, HO 2 and / or HO 2. " Radicals are preferentially generated in gas discharges by the collision of energetic electrons with molecules, which dissociate or excite them radicals are released immediately, while stirring in the presence UV light it is evidence ¬ by subsequent radiative transitions, which in turn reacts with cool air and / or Wassermole ¬ and dissociates them.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird beim Blei- chen des Prozessgutes das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert, dass als Radikale vermehrt Ozon und/oder Wasser¬ stoffperoxid gebildet werden.In a first preferred embodiment, in the process lead good chen the plasma or gas discharge is applied in such a way that as radicals increasingly ozone and / or water are formed ¬ peroxide.
Nach einer zweiten vorzugsweisen Ausführungsform wird beim Sieben und/oder bei flächig verteiltem Prozessgut oder in sich bildenden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert, dass als Ra¬ dikale vermehrt OH, HO2 und/oder HO2 " gebildet wird.According to a second preferred embodiment of forming or formed, yet unpressed sheet, the plasma or the gas discharge is applied in such a way during screening and / or surface distributed process material or in that formed as Ra ¬ cals increasingly OH, HO 2 and / or HO 2 " becomes.
Vorteilhafterweise wird eine Erzeugungsrate der Radikale und/oder die Zusammensetzung der erzeugten Radikale durch eine Beeinflussung einer Amplitude, einer Impulsdauer und/oder einer Impulswiederholrate von Hochspannungsimpulsen gesteuert und/oder geregelt. Da die Erzeugungsrate der Radikale von ei- nem elektrischen Prozess erzeugt und damit in Echtzeit sehr gut steuerbar ist, ist ein solches Verfahren sehr wirtschaft¬ lich und kann innerhalb kürzester Zeit für unterschiedliche Behandlungsergebnisse nachgeregelt werden, beispielsweise durch einen lernfähigen Algorithmus .Advantageously, a generation rate of the radicals and / or the composition of the generated radicals is controlled and / or regulated by influencing an amplitude, a pulse duration and / or a pulse repetition rate of high-voltage pulses. Since the generation rate of the radicals generated by an electrical process and thus very well controlled in real time, such a method is very economical ¬ Lich and can be readjusted within a very short time for different treatment outcomes, for example by a learning algorithm.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, dass zur Steuerung und/oder Regelung der Erzeugungsrate und/oder der Art der erzeugten Radikale eine Konzentration der erzeugten Radikale gemessen wird.Another preferred embodiment of the invention is that for controlling and / or regulating the rate of production and / or the type of radicals generated a concentration of the generated radicals is measured.
Im Besonderen ist es im Hinblick auf eine Behandlung an un- terschiedlichen Prozessstufen von Vorteil, dass zur Steuerung und/oder Regelung der Erzeugungsrate oder der Zusammensetzung der erzeugten Radikale für verschiedene Arten von Prozessgü¬ tern jeweils eine andere Eigenschaft des Prozessgutes, vor¬ zugsweise eine Qualitätseigenschaft, insbesondere dessen Opa- zität, Glanz, Weiße, Fluoreszenz oder Farbpunkt, gemessen wird.In particular, it is in view of a treatment on unalloyed terschiedlichen process stages of advantage that for control and / or regulate the production rate or the composition of the radicals generated for different types of Prozessgü ¬ tern each preferably another property of the process material, in ¬ a Quality property, in particular its opacity, gloss, whiteness, fluorescence or color point, is measured.
Ebenfalls zweckmäßig ist es, dass die Konzentration bzw. die Eigenschaft "online" gemessen wird. Im Hinblick auf eine ein- gesetzte Automatisierungslösung für das Verfahren ist es vom besonderen Vorteil, dass ein, die Qualitätseigenschaften beschreibender Messwert, quasi zeitgleich ausgewertet und bei¬ spielsweise durch ein Beeinflussen der Erzeugungsrate auf ihn reagiert werden kann.It is also appropriate that the concentration or the property "online" is measured. With respect to a single set of automation solutions for the process, it is of particular advantage that the quality characteristics descriptive reading, quasi evaluated simultaneously and can play as reacts at ¬ by influencing the production rate at him.
Um die Erzeugungsrate der Radikale zu kontrollieren, kann zur Regelung die Amplitude der Hochspannungsimpulse bei konstan¬ ter Wiederholrate oder/und die Wiederholrate der Hochspan¬ nungsimpulse bei konstanter Amplitude verändert werden.To control the rate of generation of radicals, for regulating the amplitude of the high voltage pulses can in konstan ¬ ter repetition rate and / or the repetition rate of the high tensioning ¬ voltage pulses are varied at a constant amplitude.
Von besonderem Vorteil ist es, falls das Plasma und/oder die Gasentladung zwischen Elektroden erzeugt werden.It is particularly advantageous if the plasma and / or the gas discharge are generated between electrodes.
Eine weitere Steigerung des Behandlungsergebnisses wird da- durch erreicht, dass das Prozessgut im plasmabeaufschlagten Bereich mit Sauerstoff angereichert wird.A further increase in the treatment result is achieved by enriching the process material with oxygen in the plasma-exposed area.
Nach besonders vorteilhafter Weise werden zur Erzeugung des Plasmas bzw. der Gasentladung zwischen den Elektroden Hoch- Spannungsimpulse mit einer Dauer von weniger als 10 μs er¬ zeugt. Die Verwendung von derartig kurzen Hochspannungs- Einzelimpulsen hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wogegen die Verwendung von Radiofrequenz- (RF) oder Mikrowel- lenimpulsen oder von Hochspannungs-Einzelimpulsen mit mehr als 10 μs Dauer, weit weniger effizient ist.According to a particularly advantageous manner of the plasma or the gas discharge between the electrodes are generated high voltage pulses with a duration of less than 10 microseconds he ¬ for generating. The use of such short high voltage single pulses has been found to be particularly advantageous, whereas the use of radio frequency (RF) or microwave pulse pulses or of high-voltage single pulses with a duration of more than 10 μs, is far less efficient.
Vorzugsweise für Prozessgüter mit einer hohen Leitfähigkeit ist es zweckmäßig, dass Hochspannungsimpulse mit einer Dauer von weniger als 3 μs, vorzugsweise von weniger als 1 μs, vor¬ zugsweise von weniger als 500 ns, angewendet werden. Hoch¬ spannungsimpulse mit einer Dauer von mehr als 10 μs, wie be¬ reits erwähnt, oder Hochspannungsimpulse, welche eine nicht steil genug ansteigende Impulsflanke aufweisen, haben hier den Nachteil, dass ihre Energie in sehr leitfähigen Materia¬ lien als "ohmscher-Anteil" zunichte gemacht wird.Preferably for process materials with a high conductivity, it is preferable that high-voltage pulses are applied with a duration of less than 3 microseconds, preferably less than 1 s, before ¬ preferably of less than 500 ns. High ¬ voltage pulses with a duration of more than 10 microseconds, such as be ¬ already mentioned, or high-voltage pulses, which have a not sufficiently steep rising pulse edge, in this case, have the disadvantage that their energy in highly conductive material ¬ lien as a "resistive component" is nullified.
Somit ist es weiterhin zweckmäßig, dass bei einer Pulpe, ei- ner Faser-Suspension oder einem Faserbrei als Prozessgut, vorzugsweise beim Bleichen, eine Hochspannungs-Impulsdauer von weniger als 100 ns verwendet wird.Thus, it is also expedient that in the case of a pulp, a fiber suspension or a pulp as process material, preferably when bleaching, a high-voltage pulse duration of less than 100 ns is used.
Weiterhin ist es zweckmäßig, dass bei flächig verteiltem Pro- zessgut oder in sich bildenden oder gebildeten, noch unge- pressten Blatt, insbesondere beim Sieben, eine Hochspannungs- Impulsdauer von 100 ns bis 1 μs verwendet wird.Furthermore, it is expedient that a high-voltage pulse duration of 100 ns to 1 μs is used in flatly distributed process material or in a sheet which is still forming, or which is still undpressed, in particular during sieving.
Um auf vorteilhafte Weise eine weitere Steigerung des Behand- lungsergebnisses zu erzielen, wird bei flächig verteiltemIn order to achieve a further increase in the treatment result in an advantageous manner, in the case of an areal distributed
Prozessgut oder in sich bildenden oder gebildeten, noch unge- pressten Blatt, insbesondere beim Sieben, der mit Plasma be¬ aufschlagte Bereich von einer mit Wasserdampf angereicherten Atmosphäre umgeben.Process material or in forming or formed, still non-pressed sheet, in particular during screening, surrounded by the plasma be ¬ impacted area of an enriched with water vapor atmosphere.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass bei flächig verteiltem Prozessgut oder in sich bildenden oder gebildeten, noch unge- pressten Blatt, insbesondere beim Sieben, eine Amplitude ent¬ sprechend mindestens dem zweifachen Wert, vorzugsweise mit mindestens dem dreifachen Wert einer Korona-Einsatzspannung, an die Elektroden angelegt wird. Zweckmäßig ist ferner, dass zur Erzeugung des Plasmas bzw. der Korona- Entladung eine Gleichspannungs-Korona-Entladung erzeugt wird und der Gleichspannungs-Korona-Entladung die Hochspannungsimpulse überlagert werden. Die Überlagerung der Hochspannungsimpulse mit einer Gleichspannung hat den besonderen Vorteil, dass die energiereichen Hochspannungsimpulse bereits von einem sehr hohen Energieniveau starten können.Moreover, it is preferred that in area distributed process material or in the forming or formed, still un- pressed sheet, in particular during screening, an amplitude ent ¬ speaking at least twice the value, preferably at least three times the value of a corona threshold voltage, to the electrodes are applied. It is also expedient that a DC corona discharge is generated to generate the plasma or the corona discharge and the DC voltage corona discharge, the high voltage pulses are superimposed. The superimposition of the high-voltage pulses with a DC voltage has the particular advantage that the high-energy high-voltage pulses can already start from a very high energy level.
Je nach Lebensdauer oder Art oder Zusammensetzung der erzeug- ten Radikale ist es zweckmäßig, dass eine Impulswiederholrate zwischen 10Hz und 5kHz, insbesondere aus dem Bereich von 10Hz bis 1OkHz, verwendet wird.Depending on the lifetime or type or composition of the generated radicals, it is expedient that a pulse repetition rate between 10 Hz and 5 kHz, in particular from the range of 10 Hz to 10 kHz, is used.
Weiterhin vorzugsweise wird die Leistungseinkopplung elektri- scher Energie in das Plasma vorwiegend über die Regelung von Amplitude, Impulsdauer und Impulswiederholrate der überlager¬ ten Hochspannungsimpulse gesteuert.Further preferably, the power input electrical energy is controlled in the plasma primarily via the regulation of amplitude, pulse duration and pulse repetition rate of the superimposed high-voltage pulses ¬ th.
Zweckmäßig ist auch, dass ein homogenes, großvolumiges Plasma mit hoher Leistungsdichte erzeugt wird, ohne dass es zu Plas¬ maeinschnürungen oder Durchschlägen kommt. Durch die Erzeugung eines "stabilen" Plasmas kann die Erzeugungsrate hoch und konstant gehalten werden, kommt es hingegen zu Plasmaeinschnürungen oder Durchschlägen, so sinkt die Erzeugungsrate wieder.It is also expedient that a homogeneous, large-volume plasma is generated with high power density without the maeinschnürungen to Plas ¬ or breakdowns occurs. By generating a "stable" plasma, the production rate can be kept high and constant, but if plasma constrictions or breakdowns occur, the production rate decreases again.
Zweckmäßig ist es, dass eine DC-Spannung von solcher Höhe eingesetzt wird, dass im Plasma nur in Verbindung mit überla¬ gerten Hochspannungsimpulsen eine stabile DC-Korona-Entladung gebildet wird.It is expedient that a DC voltage is used by such a height that a stable DC corona discharge is formed in the plasma only in conjunction with siege Überla ¬ high voltage pulses.
Mit Vorteil liegt die eingesetzte DC-Spannung unter der Span¬ nung für einen stabilen Betrieb ohne Hochspannungs¬ impulsüberlagerung .Advantageously, the DC voltage used lies below the clamping ¬ voltage for stable operation without high voltage pulse superimposition ¬.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass die eingesetzte Gesamt¬ amplitude (DC-Spannung + Impulsamplitude) über der statischen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung liegt. Zweckmäßig ist, falls die eingesetzte Gesamtamplitude dem zwei- bis fünffachen der statischen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung entspricht.Furthermore, it is desirable that the total used ¬ amplitude (DC voltage + pulse amplitude) lies above the static breakdown voltage of the electrode assembly. It is expedient if the total amplitude used corresponds to two to five times the static breakdown voltage of the electrode arrangement.
Vorzugsweise wird die Spannung so gewählt, dass die Amplitude der Hochspannungsimpulse zwischen 10 % und 1000 % der einge¬ setzten DC-Spannung beträgt.Preferably, the voltage is chosen so that the amplitude of high voltage pulses is between 10% and 1000% of the translated ¬ is DC voltage.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Plasma in einem Abstand von kleiner 20 cm, vorzugsweise kleiner 10 cm, vorzugsweise kleiner 5 cm von dem Prozessgut erzeugt.In a preferred embodiment, the plasma is generated at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, preferably less than 5 cm from the process material.
Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbei¬ spiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung nä- her erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Merkmale sind nur schema¬ tisiert dargestellt. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigt diePreferred but not limiting Ausführungsbei ¬ play the invention will now be explained based on the drawing nä- forth. For clarity, the drawing is not drawn to scale, and certain features are shown only schematically ¬ tisiert. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals. In detail, the shows
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Papierherstel¬ lungsanlage mit einer Siebvorrichtung, einer Pressen Vorrichtung und einer Veredelungs- und/oder Trockenanlage, FIG 2 eine Bleichvorrichtung,1 shows a schematic representation of a Papierherstel ¬ treatment plant with a screening device, a pressing device and a finishing and / or drying plant, FIG 2 is a bleaching apparatus,
FIG 3 eine Darstellung (Schnitt) einer Anordnung zur Erzeugung von Radikalen in Koronaplasmen in Pulpe oder Luft: Parallelplatten- oder Rohranordnung mit Draht, dem eine gepulste Hochspannung überlagert wird, FIG 4 eine Prinzipdarstellung von Impulsen zur Erzeugung von Radikalen in Koronaentladungen in Luft oder wässrigen Medien bei Einsatz kurzer (typisch < 1 μs) Hochspannungsimpulse mit hoher Impulswiederholrate,3 shows a representation (section) of an arrangement for generating radicals in corona plasmas in pulp or air: parallel plate or tube arrangement with wire, which is superimposed on a pulsed high voltage, FIG. 4 shows a schematic representation of pulses for generating radicals in corona discharges in air or aqueous Media using short (typically <1 μs) high voltage pulses with high pulse repetition rate,
FIG 5 bis FIG 10 Elektrodenanordnungen und Elektrodensysteme zur Erzeugung von Koronaentladungen: Platte-Platte-, Platte-Draht-Platte-, koaxiale Draht-Rohr-, Spitze- Platte-, Mehrfachspitzen-Platte-, Gitter-Platte (Rohr) -, Gitter-Gitter-Anordnungen, FIG 11 eine hybride Entladung, wobei sich eine Elektrode vollständig oberhalb des Mediums auf dem Sieb befin¬ det, wogegen die zweite Elektrode durch das Sieb selbst gebildet wird, FIG 12 eine Platten- oder Gitteranordnungen mit gekrümmten Oberflächen zur Anpassung an Gefäßwände bzw. Nutzung derselben als Elektrode, konzentrische Elektroden in Rohrform zur Nutzung der vorhandenen Verrohrung oder Türme für die Pulpe als Reaktorgefäß, FIG 13 eine gepulste Entladung im oberflächennahen Gasraum über Stoffauflauf auf dem Sieb mit Vielfachdraht- Platte-Anordnung, und FIG 14 ein gepulstes Koronaentladungssystem mit koaxialemFIG 5 to FIG 10 electrode assemblies and electrode systems for generating corona discharges: plate-plate, plate-wire plate, coaxial wire tube, tip plate, multi-tip plate, grid plate (tube), grid lattice arrangements, FIG 11 is a hybrid discharge, wherein one electrode is completely above the medium on the sieve befin ¬ det, whereas the second electrode through the screen itself is formed, 12 is a plate or grid assemblies with curved surfaces to conform to vessel walls or using the same 13 shows a pulsed discharge in the near-surface gas space above the headbox on the sieve with a multi-wire plate arrangement, and FIG. 14 shows a pulsed corona discharge system with a coaxial one
Draht-Rohr, mit eingeperlten, feinstverteilten Gasbla- sen, so dass im Entladungsbereich feinste Gasperlen vorhanden sind und eine Streamerbildung vorwiegend in den Gasblasen abläuft .Wire tube, with baffled, very finely divided gas bubbles, so that the finest particles of gas are present in the discharge area and streamer formation takes place predominantly in the gas bubbles.
FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer komplexen Pa- pierherstellungsanlage 1, wie sie in heutigen Papierfabriken eingesetzt wird. Deren Konstruktion und die Kombination unterschiedlicher Aggregate werden von der Art der zu erzeugenden Papier-, Karton- und Pappesorten sowie der eingesetzten Rohstoffe bestimmt. Die Papierherstellungsanlage 1 hat eine räumliche Ausdehnung von ungefähr 10 m in der Breite und ungefähr 120 m in der Länge. Pro Minute produziert die Papier¬ herstellungsanlage bis zu 1400 m Papier 27. Es dauert nur we¬ nige Sekunden vom ersten Auftreffen der Suspension oder der Pulpe 39 auf die Siebvorrichtung 9 bis zum fertigen Papier 27, welches letztendlich in einer Aufrollung 15 aufgerollt wird. Im Verhältnis 1:100 mit Wasser verdünnt, werden die Fa¬ serstoffe 30 (siehe FIG 2) zusammen mit Hilfsstoffen auf die Siebvorrichtung 9 mit dem Sieb 10 aufgebracht. Die Fasern la¬ gern sich auf dem Sieb 10 neben- und aufeinander ab. Das Siebwasser 23 kann mittels mehrerer Saugkammerbereiche 24 ab¬ fließen oder abgesaugt werden. Auf diese Weise entsteht ein gleichmäßiger Faserverbund, der durch mechanischen Druck in einer Pressenvorrichtung 11 und mit Hilfe von Dampfwärme wei- ter entwässert wird. Der gesamte Papierherstellungsprozess unterteilt sich dabei im Wesentlichen in die Bereiche Stoff¬ aufbereitung, Papiermaschine, Veredelung und Ausrüstung.1 shows a schematic representation of a complex paper-making plant 1, as it is used in today's paper mills. Their construction and the combination of different aggregates are determined by the type of paper, cardboard and paperboard types to be produced as well as the raw materials used. The papermaking plant 1 has a spatial extent of about 10 m in width and about 120 m in length. Per minute, the paper ¬ produces manufacturing facility up to 1400 m of paper 27. It takes only we ¬ nige seconds from the first impact of the suspension or of the pulp 39 on the sieving device 9 to the finished paper 27, which is ultimately wound up in a reel 15 °. In the ratio 1: 100 diluted with water, the Fa ¬ hydro- 30 (see FIG 2) is applied together with excipients on the screening device 9 with the wire 10 degrees. The fibers la ¬ like on the screen 10 side by side and on each other. The white water 23 can flow from ¬ or are sucked by a plurality of Saugkammerbereiche 24th In this way, a uniform fiber composite is created, which is activated by mechanical pressure in a press device 11 and with the aid of steam heat. dehydrated. The entire papermaking process is essentially subdivided into the areas of substance preparation , paper machine, finishing and equipment.
Altpapier und in der Regel auch Zellstoff erreichen eine Papierfabrik in trockener Form, während Holzstoff normalerweise im gleichen Werk erzeugt und als Faser-/Wasser-Mischung, also einer Suspension aus unverwobenen Faserstoffen, in die Stoffzentrale 3 gepumpt werden. Altpapier und Zellstoff 30 (siehe FIG 2) werden ebenfalls unter Zugabe von Wasser in einem Fasertrog 35 (FIG 2) aufgelöst. Papierfremde Bestandteile wer¬ den über verschiedene Sortieraggregate ausgeschleust (hier nicht dargestellt) . In der Stoffzentrale 3 erfolgt je nach gewünschter Papiersorte die Mischung der verschiedenen Roh- Stoffe. Hier werden auch Füll- und Hilfsstoffe zugegeben, die der Verbesserung der Papierqualität und der Erhöhung der Produktivität dienen.Waste paper and, as a rule, also pulp reach a paper mill in dry form, while pulp is normally produced in the same factory and pumped into the material center 3 as a fiber / water mixture, ie a suspension of unvarnished pulp. Waste paper and pulp 30 (see FIG. 2) are likewise dissolved with the addition of water in a fiber trough 35 (FIG. 2). Non-paper components are ¬ the discharged via different sorting aggregates (not shown here). In the fabric center 3, depending on the desired type of paper, the mixture of different raw materials. Fillers and auxiliaries are also added here to improve paper quality and increase productivity.
Der Stoffauflauf 7 der Papierherstellungsanlage 1 verteilt die Faserstoff-Suspension gleichmäßig über die gesamte Sieb¬ breite. Am Ende der Siebvorrichtung 9 enthält die Papierbahn 27 noch immer ca. 80 % Wasser.The headbox 7 of the papermaking plant 1 distributes the pulp suspension uniformly over the entire sieve ¬ width. At the end of the screening device 9, the paper web 27 still contains about 80% water.
Ein weiterer Entwässerungsprozess erfolgt durch mechanischen Druck in der Pressenvorrichtung 11. Dabei wird die Papierbahn 27 mittels eines saugfähigen endlosen Filztuches zwischen Walzen aus Stahl, Granit oder Hartgummi hindurchgeführt und dadurch entwässert. Das durch den Saugkammerbereich 24 aufgenommene Siebwasser 23 wird zu einem Teil zu einem Sortierer 5 zugeführt und zu einem anderen Teil zu einem Stofffänger 17 zurückgeführt. An die Pressenvorrichtung 11 schließt sich ei¬ ne Trocknungsanlage 13 an. Das verbleibende Restwasser wird in der Trocknungsanlage 13 verdampft. Slalomartig durchläuft die Papierbahn 27 mehrere dampfbeheizte Trockenzylinder. Am Ende hat das Papier 27 eine Restfeuchte von wenigen Prozent. Der in der Trocknungsanlage 13 entstandene Wasserdampf wird abgesaugt und in eine nicht dargestellte Wärmerückgewinnungs¬ anlage geführt. Für eine Behandlung der Fasersuspension 39 als erste Art von Prozessgut sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen dem Stoffauflauf 7 und dem Anfangsbereich der Siebvorrichtung 9 eine erste Elektrode 43 unter der Siebvorrichtung 9 und ei- ne zweite Elektrode 44 über der Siebvorrichtung 9 angeordnet. Die Elektroden 43 und 44 sind derart angeordnet, dass die flächig verteilte Faser-Suspension 39 zwischen ihnen verläuft. Damit zur Behandlung der Faser-Suspension 39 ein großflächiges Plasma unter Atmosphärendruck in unmittelbarer Nähe zu der Faser-Suspension 39 erzeugt werden kann, sind die E- lektroden 43 und 44 mit einem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Mit Hilfe dieses Hochspannungsimpulsgenerators 46 wird zwischen den Elektroden 43 und 44 ein großvolumiges Plasma mit einem großen Querschnitt und mit hoher Leistungs- dichte hergestellt. Hierbei ist eine Plasmadichte homogen ü- ber den Behandlungsbereich, welcher durch die Elektroden 43 und 44 abgedeckt wird, verteilt. Erfindungsgemäß wird dieses großvolumige Plasma mit hoher Leistungsdichte dadurch er¬ zeugt, dass einer DC-Korona-Entladung intensive, kurz andau- ernde Hochspannungsimpulse mit einer hohen Impulswiederholra¬ te von typisch 1 kHz überlagert werden. Bei dieser Betriebsweise wird ein äußerst homogenes, großvolumiges Plasma mit einer hohen Leistungsdichte erzeugt, ohne dass es zu den bei DC-Korona-Entladungen bekannten Plasmaeinschnürungen kommt.Another dewatering process is carried out by mechanical pressure in the press device 11. In this case, the paper web 27 is guided by means of an absorbent endless felt cloth between rolls of steel, granite or hard rubber and thereby dehydrated. The white water 23 taken up by the suction chamber region 24 is fed to a sorter 5 in part and returned to another part to a fabric scavenger 17. To the press apparatus 11 joins ei ¬ ne drying plant. 13 The remaining residual water is evaporated in the drying plant 13. Slalom-like, the paper web 27 passes through several steam-heated drying cylinders. In the end, the paper 27 has a residual moisture of a few percent. The water vapor formed in the drying plant 13 is sucked off and fed into a heat recovery system, not shown ¬ . For a treatment of the fiber suspension 39 as the first type of process material, a first electrode 43 below the sieve device 9 and a second electrode 44 above the sieve device 9 are arranged according to the inventive method between the headbox 7 and the beginning of the screening device 9. The electrodes 43 and 44 are arranged such that the surface-distributed fiber suspension 39 extends between them. So that a large-area plasma can be produced under atmospheric pressure in the immediate vicinity of the fiber suspension 39 in order to treat the fiber suspension 39, the electrodes 43 and 44 are connected to a high-voltage pulse generator 46. With the aid of this high-voltage pulse generator 46, a large-volume plasma with a large cross section and with a high power density is produced between the electrodes 43 and 44. In this case, a plasma density is homogeneously distributed over the treatment area, which is covered by the electrodes 43 and 44. According to the invention, this large-volume plasma with high power density characterized ¬ he witnesses that a DC corona discharge intense short-last over ernde high voltage pulses with a high Impulswiederholra ¬ te be superimposed of typically 1 kHz. In this mode of operation, a very homogeneous, large-volume plasma with a high power density is produced without the plasma constrictions that are known in DC corona discharges.
Um die Behandlungswirkung, welche das kalte großflächige Plasma auf die Faser-Suspension ausübt, zu unterstützen, kann mittels eines Gasverteilers 81 über eine Gasleitung 80 Sauer¬ stoff mit Argon als Trägergas in den Behandlungsraum zwischen die Elektroden 43 und 44 eingeleitet werden. Mit Hilfe des Sauerstoff-Argon-Gemisches werden besonders vorteilhaft Hydroxyl-Radikale erzeugt. Hydroxyl-Radikale sind besonders aggressiv und oxidierend, dadurch wird an dem nur wenige Se¬ kunden im Behandlungsbereich zwischen den Elektroden 43 und 44 verweilenden Faser-Suspension eine bleichende Wirkung erzielt . Analog zu dem zuvor beschriebenen wird mit einem Elektrodensystem 47, 48 in der Pressenvorrichtung 11 ein großflächiges Plasma zur Behandlung der Papierbahn 27 als zweite Art von Prozessgut erzeugt. Die erste Elektrode 47 in der Pressenvor- richtung 11 ist als eine halbrunde Gitterelektrode ausge¬ führt. Durch die halbrunde Ausgestaltung der Elektrode 47 kann sie dem Papierbahnverlauf über einer Transportrolle 12 folgen. Die zweite Elektrode 48 in der Pressenvorrichtung 11 ist als eine Plattenelektrode ausgestaltet und derart ange- ordnet, dass die Transportrolle 12 zwischen den Elektroden 47 und 48 geführt werden kann. Um auch hier die Radikalbildung im Plasma anzuregen, kann auch hier der Plasmabehandlungsbereich über den Gasverteiler 81 mit der Gasleitung 80 mit einem Sauerstoff-Argon-Gemisch angeströmt werden.To aid in the treatment effect, which exerts the cold large-area plasma to the fiber suspension, can by means of a gas distributor 81 via a gas line 80 Sauer ¬ material with argon as the carrier gas into the treatment space between the electrodes 43 and introduced 44th Hydroxyl radicals are particularly advantageously produced with the aid of the oxygen-argon mixture. Hydroxyl radicals are particularly aggressive and oxidizing, is characterized in which only a few Se ¬ customer in the treatment area between the electrodes 43 and 44 lingering fiber suspension obtained a bleaching effect. Analogous to that described above, an electrode system 47, 48 in the press device 11 generates a large-area plasma for treating the paper web 27 as a second type of process material. The first electrode 47 in the direction Pressenvor- 11 is provided as a semi-circular grid electrode ¬ out. Due to the semicircular configuration of the electrode 47, it can follow the course of the paper web over a transport roller 12. The second electrode 48 in the press device 11 is designed as a plate electrode and arranged in such a way that the transport roller 12 can be guided between the electrodes 47 and 48. In order to stimulate the formation of radicals in the plasma here as well, the plasma treatment area can also be flowed via the gas distributor 81 with the gas line 80 with an oxygen-argon mixture here.
Der Pressvorgang verdichtet das Papiergefüge, eine Festigkeit erhöht sich und eine Oberflächengüte wird entscheidend beein- flusst. Durch die Behandlung des gepressten Papiers mit kal¬ tem Plasma, insbesondere mit den erzeugten Radikalen, wird die molekulare Struktur der Papieroberfläche weiter verän¬ dert. Die Festigkeit des Papiers 27 wird erhöht und eine Be- druckbarkeit verbessert.The pressing process compresses the paper structure, a strength increases and a surface quality is decisively influenced. By the treatment of the pressed paper with kal ¬ tem plasma, in particular with the generated radicals, the molecular structure of the paper surface is further changed ¬ changed. The strength of the paper 27 is increased and improved printability.
Mit den vorbenannten Elektrodenanordnungen 43 und 44 sowie 47 und 48 ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich die Papierbahn 27 zwischen Streamer-Entladungen zu führen. Ein Streamer ist eine spezielle Form einer sich linear fortbewegenden Plasmawolke oder ein in der Entwicklung befindlicher Entladungskanal, der sich aufgrund der angeregten hohen externen Feldstärke ausbildet. Ein Aufbau solcher Streamer findet innerhalb weniger 10 ns statt und geht sehr schnell in einen thermischen Durchschlagskanal über. Vorbenannte Anord¬ nungen der Elektrodensysteme, wobei sich die Papierbahn 27 zwischen den zur Streamer-Entladung benutzten Elektroden be- findet, ist besonders vorteilhaft, da das Papier 27 dadurch teilweise als eine dielektrische Barriere fungiert, wodurch sich der Übergang vom Streamerdurchschlag verzögern oder unterdrücken lässt. FIG 2 zeigt, wie bei einer Bleichvorrichtung 38 der selben Anlage 1 ein Rohstoff 30, insbesondere Zellstoff, als dritte Art von Prozessgut über ein Transportband 33 in einen Faser¬ trog 35 befördert wird. Im Fasertrog 35 wird der Rohstoff 30 mit Wasser versetzt und über eine Rohrleitung 36 in einen Bleichtrog 37 gepumpt. Eine erste Elektrode 43' und eine zweite Elektrode 44' sind jeweils als eine kreisflächige Git¬ terelektrode ausgeführt. Die erste Elektrode 43' ist im Gas¬ raum der in den Bleichtrog 37 eingefüllten Zellstofffaser- Suspension 39 angeordnet. Die zweite Elektrode 44' ist im In¬ neren des Bleichtroges 37 angeordnet und wird damit vollstän¬ dig von der Zellstofffaser-Suspension 39 bedeckt. Zwischen den beiden Elektroden 43' und 44' wird mittels des Hochspannungsimpulsgenerators 46 ein großflächiges kaltes Plasma er- zeugt .With the above-mentioned electrode arrangements 43 and 44 as well as 47 and 48, it is possible according to the inventive method to guide the paper web 27 between streamer discharges. A streamer is a special form of a linearly moving plasma cloud or a developing discharge channel that forms due to the excited high external field strength. An assembly of such streamer takes place within less than 10 ns and merges very quickly into a thermal breakdown channel. Aforesaid Anord ¬ voltages of the electrode systems, where the paper web is sawn between the used for the streamer discharge electrodes 27, is particularly advantageous, since the paper 27 thereby partially acts as a dielectric barrier, thus the transition can delay or suppress the streamer breakdown , As with a bleaching apparatus 38 of the same plant 1 FIG 2, a raw material 30, in particular pulp, as a third type of process material on a conveyor belt 33 in a fiber ¬ trough 35 is conveyed. In the fiber trough 35, the raw material 30 is mixed with water and pumped via a pipeline 36 into a bleaching trough 37. A first electrode 43 'and second electrode 44' are each designed as a circular planar Git ¬ terelektrode. The first electrode 43 'is arranged in the gas space ¬ of the filled into the bleaching trough 37 pulp fiber suspension 39. The second electrode 44 'is in ¬ Neren the bleaching tray 37 is arranged and is thus completeness, ¬ dig covered by the pulp fiber suspension. 39 Between the two electrodes 43 'and 44', a large-area cold plasma is generated by means of the high-voltage pulse generator 46.
Durch eine direkte Behandlung der Zellstofffaser-Suspension 39 mit dem kalten Plasma werden in der Suspension 39 vorzugsweise die Radikale OH", HOO", 0, O3 erzeugt. Diese Radikale lösen eine bleichende chemische Reaktion aus. Der Hochspan¬ nungsimpulsgenerator 46 wird derart betrieben, dass er Hochspannungsimpulse mit einer Dauer von typisch 1 μs zwischen den Elektroden 43' und 44' erzeugt. Eine für die Erzeugung von Radikalen und Ozon in der Zellstofffaser-Suspension not- wendige Spannung liegt bei ca. 100 kV. Die Hochspannungsimpulse werden der DC-Spannung überlagert und bilden so eine Gesamtamplitude von einigen 10 kV bis über 100 kV. Durch die Behandlung der Zellstofffaser-Suspension 39 mit einer kalten elektrischen Entladung, also dem Plasma, werden die Radikale in-situ erzeugt. So können große Gesamtmengen von Radikalen in die Suspension 39 eingebracht werden. Die Radikale werden zudem feinst verteilt in der Suspension erzeugt, so dass auch der bisher nötige Aufwand zur Mischung von Chemikalien mit der Suspension reduziert werden kann.By direct treatment of the pulp fiber suspension 39 with the cold plasma, the radicals OH " , HOO " , O, O 3 are preferably produced in the suspension 39. These radicals trigger a bleaching chemical reaction. The high-voltage pulse tension ¬ generator 46 is operated so that it produces high voltage pulses with a duration of typically 1 s between the electrodes 43 'and 44'. A voltage necessary for the generation of radicals and ozone in the pulp fiber suspension is about 100 kV. The high voltage pulses are superimposed on the DC voltage to form a total amplitude of a few 10 kV to over 100 kV. By treating the pulp fiber suspension 39 with a cold electrical discharge, so the plasma, the radicals are generated in situ. Thus, large total amounts of radicals can be introduced into the suspension 39. The radicals are also very finely distributed in the suspension produced, so that the hitherto necessary effort for mixing chemicals with the suspension can be reduced.
Für eine weitere Steigerung des Bleichprozesses kann in den Bleichtrog 37 über eine Gasleitung 80 ein Sauerstoff-Argon- Gemisch, welches in einem Gasverteiler 81 aufbereitet wurde, eingeleitet werden.For a further increase in the bleaching process, oxygen-argon can be fed into the bleaching trough 37 via a gas line 80. Mixture, which was treated in a gas distributor 81, are introduced.
FIG 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines - zu FIG 2 alterna- tiven - Bleichgefäßes. In der Mitte des Bleichgefäßes ist ei¬ ne Hochspannungselektrode 50 angeordnet. Der Außenmantel des Bleichgefäßes ist als eine Gegenelektrode 51 hergerichtet. In dem Bleichgefäß befindet sich eine Zellstofffaser-Suspension 39. Zwischen den Elektroden 50 und 51 ist ein Streamer 53 dargestellt. Radikale werden in Streamern dadurch erzeugt, dass energiereiche Elektronen mit Molekülen zusammenstoßen und diese dadurch dissoziieren oder anregen. Bei der Dissoziation werden unmittelbar Radikale 59 freigesetzt, während bei der Anregung durch einen anschließenden strahlenden Übergang UV-Licht erzeugt wird. Dieses erzeugte UV-Licht reagiert wie¬ derum mit Wassermolekülen und dissoziiert diese.FIG. 3 shows a sectional view of a bleaching vessel, which is alternative to FIG. 2. In the middle of the bleaching vessel ei ¬ ne high voltage electrode 50 is arranged. The outer jacket of the bleaching vessel is prepared as a counterelectrode 51. In the bleaching vessel is a pulp fiber suspension 39. Between the electrodes 50 and 51, a streamer 53 is shown. Radicals are generated in streamers by high-energy electrons colliding with and dissociating or exciting molecules. Upon dissociation, radicals 59 are immediately released, while upon excitation by a subsequent radiant transition, UV light is generated. This generated UV light reacts as ¬ derum with water molecules and dissociated this.
In FIG 4 ist der Spannungsverlauf der applizierten Hochspannungsimpulse dargestellt. Ein erster Impuls 66 und ein zwei- ter Impuls 67, mit je einer Impulsbreite 62, weisen einen Ab¬ stand von einer Pulswiederholzeit 63 auf. Auf der Abszisse ist die Zeit in ms und auf der Ordinate die Spannung in kV angegeben. Die Einheiten sind willkürlich gewählt. Ein Niveau von einigen 10 kV der DC-Spannung fällt mit der dargestellten Abszisse zusammen. Die dargestellte Impulsspannung ist also der DC-Spannung überlagert. Die Impulse 66 und 67 weisen eine Pulsbreite 62 von kleiner 1 μs auf, wobei die einzelnen Impulse 66, 67 eine stark ansteigende Flanke mit einer An¬ stiegszeit 64 und einer weniger steil abfallende Flanke ha- ben . Die Impulswiederholzeit 63 liegt typischer Weise zwi¬ schen 10 μs und 100 ms.In FIG 4, the voltage waveform of the applied high voltage pulses is shown. A first pulse 66 and a second pulse 67, each having a pulse width 62, have a distance of one pulse repetition time 63. The abscissa shows the time in ms and the ordinate the voltage in kV. The units are chosen arbitrarily. A level of some 10 kV of the DC voltage coincides with the abscissa shown. The illustrated pulse voltage is thus superimposed on the DC voltage. The pulses 66 and 67 have a pulse width of less than 1 62 microseconds, the individual pulses 66, 67 a strongly rising edge with a rise time on ¬ 64 and HA ben a less steep flank. The pulse repetition time 63 is typically Zvi ¬ rule 10 microseconds and 100 milliseconds.
Dabei haben die einzelnen Impulse 66, 67 eine solche Gesamt¬ amplitude, dass über die vorgegebene Gleichspannung hinaus eine vorgegebene Energiedichte erreicht wird. Wie erwähnt, ist die Pulsanstiegszeit 64 dabei kurz im Vergleich zur Puls¬ abfallzeit. Durch eine solche Art der Impulse wird erreicht, dass elektrische Durchschläge, die zu räumlichen und zeit- liehen Störungen in der homogenen Plasmadichteverteilung führen würden, vermieden werden.In this case, the individual pulses 66, 67 such total ¬ amplitude that more than the predetermined DC voltage, a predetermined energy density is achieved. As mentioned, the pulse rise time 64 is short in comparison to the pulse ¬ fall time. Such a kind of impulse ensures that electrical breakdowns which are too spatial and temporal disturbances in the homogeneous distribution of the plasma density would be avoided.
FIG 5 bis FIG 10 zeigen Beispiele für weitere Elektrodensys- teme zur Erzeugung von Korona-Entladungen in vorzugsweise wässrigen Medien. In FIG 5 ist eine Platte-Platte-Anordnung von einer ersten Platte 70a als Elektrode und einer zweiten Platte 70b als Elektrode dargestellt. Die erste Platte 70a und die zweite Platte 70b sind parallel zu einander angeord- net . Die erste Platte 70a bildet die Hochspannungselektrode und ist über ein Hochspannungskabel mit dem Hochspannungsim¬ pulsgenerator 46 verbunden. Die zweite Platte 70b bildet die Gegenelektrode und steht als geerdete Elektrode mit dem Hoch¬ spannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung.FIGS. 5 to 10 show examples of further electrode systems for generating corona discharges in preferably aqueous media. FIG. 5 shows a plate-and-plate arrangement of a first plate 70a as an electrode and a second plate 70b as an electrode. The first plate 70a and the second plate 70b are arranged parallel to each other. The first plate 70a forms the high voltage electrode and is connected via a high voltage cable to the high voltage in ¬ pulse generator 46. The second plate 70b forms the counter electrode and, as a grounded electrode, is connected to the high-voltage pulse generator 46.
Eine entsprechende Anordnung mit speziell ebenen Platten¬ elektroden ist in FIG 6 dargestellt. Es sind wiederum zwei massive Plattenelektroden 70a und 70c im festen Abstand vorhanden, wobei mittig eine Hochspannungselektrode 71 verläuft. Bei dieser Platte-Draht-Platte-Anordnung ist die Hochspannungselektrode 71 als massiver Draht ausgeführt und mit dem Hochspannungsausgang des Hochspannungsimpulsgenerators 46 verbunden. Die geerdeten Platten 70a, 70c stehen ebenfalls mit dem Hochspannungsimpulsgenerator in Verbindung.A corresponding arrangement with specially flat plate ¬ electrodes is shown in FIG. Again there are two solid plate electrodes 70a and 70c at a fixed distance with a high voltage electrode 71 in the middle. In this plate-wire plate assembly, the high voltage electrode 71 is made of a solid wire and connected to the high voltage output of the high voltage pulse generator 46. The grounded plates 70a, 70c are also in communication with the high voltage pulse generator.
FIG 7 zeigt eine Draht-Rohr-Anordnung als Elektrodensystem. In eine zylinderförmige Elektrode 72 ragt mittig eine Hoch¬ spannungselektrode 71 hinein. Wie in FIG 6 ist die Hoch¬ spannungselektrode 71 als massiver Draht ausgeführt und mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Die zylinderförmige Elektrode 72, welche vorzugsweise als ein Drahtge¬ flecht ausgestaltet ist, ist geerdet und steht mit dem Hoch¬ spannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung.7 shows a wire-tube arrangement as an electrode system. In a cylindrical electrode 72 projects centrally a high ¬ voltage electrode 71 inside. As the high voltage electrode 71 ¬ is implemented as a solid wire and connected to the high voltage pulse generator 46 in FIG. 6 The cylindrical electrode 72, which is preferably configured as a braid Drahtge ¬ is grounded and is connected to the high voltage pulse generator 46 in ¬ compound.
FIG 8 zeigt eine Spitze-Platte-Anordnung als Elektrodensys¬ tem. Im gezeigten Beispiel sind drei Spitzen 73 über eine Hochspannungsleitung mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Die Spitzen 73 sind rechtwinklig zu einer geerde- ten Plattenelektrode 74 angeordnet. Der Abstand der Spitzen¬ elektroden 73 zu der Plattenelektrode 74 ist einstellbar und kann somit für unterschiedliche Prozessbedingungen angepasst werden .8 shows a tip-plate arrangement as Elektrodensys ¬ tem. In the example shown, three tips 73 are connected to the high voltage pulse generator 46 via a high voltage line. The tips 73 are at right angles to a ground th plate electrode 74 is arranged. The distance of the tip electrodes ¬ 73 to the plate electrode 74 is adjustable and can thus be adapted for different process conditions.
FIG 9 zeigt eine Elektrodensystemanordnung, welche 3 Platten 70a, 70d und 70e umfasst. Die erste Platte 70a, welche als Hochspannungselektrode mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden ist, ist mittig zwischen zwei massiven Platten 70d und 70e angeordnet. Die Platten 70a und 70b sind über ei¬ nen Plattenverbinder 70f verbunden. Da die Platte 70d als geerdete Gegenelektrode mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung steht, hat die Platte 70e über dem Plattenverbinder 70f ebenfalls die Funktion einer geerdeten Gegen- elektrode.9 shows an electrode system arrangement comprising 3 plates 70a, 70d and 70e. The first plate 70a, which is connected as a high-voltage electrode to the high-voltage pulse generator 46, is arranged centrally between two solid plates 70d and 70e. The plates 70a and 70b are connected via ei ¬ nen plate connector 70f. Since the plate 70d as a grounded counter electrode is in communication with the high voltage pulse generator 46, the plate 70e above the plate connector 70f also functions as a grounded counter electrode.
FIG 10 zeigt ein Elektrodensystem als Gitter-Gitter-Anord¬ nung. Analog zur FIG 5 stehen sich hier ein erstes Gitter 75a und ein zweites Gitter 75b parallel gegenüber. Das erste Git- ter 75a bildet hierbei die Hochspannungselektrode und ist mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 verbunden. Das zweite Gitter 75b bildet die geerdete Gegenelektrode und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung.10 shows an electrode system as a grid-grid Anord ¬ tion. Analogous to FIG. 5, a first grid 75a and a second grid 75b are parallel to one another here. In this case, the first grid 75a forms the high-voltage electrode and is connected to the high-voltage pulse generator 46. The second grid 75b forms the grounded counter electrode and communicates with the high voltage pulse generator 46.
Für alle aufgeführten Elektrodenanordnungen ist es im Hinblick auf eine Steigerung eines Behandlungsergebnisses oder eines Bleichprozesses vorteilhaft, dass eine Gasströmung senkrecht zu der Elektrodenanordnung erzeugt wird. Ebenso ist es zweckmäßig, dass eine Gasströmung parallel zu der Elektro- denanordnung erzeugt wirdWith regard to an increase in a treatment result or a bleaching process, it is advantageous for all listed electrode arrangements that a gas flow is generated perpendicular to the electrode arrangement. Likewise, it is expedient that a gas flow is generated parallel to the electrode arrangement
Eine hybride Entladung, wobei sich eine Elektrode 75a voll¬ ständig außerhalb einer zu bleichenden Pulpe 39 befindet und eine zweite Elektrode 76b ganz oder teilweise in der Pulpe 39 eingetaucht ist, wird mit der Anordnung in FIG 11 erzeugt.A hybrid discharge, wherein one electrode is fully 75a ¬ constantly outside a to be bleached pulp 39, and a second electrode 76b fully or partially in the pulp 39 is submerged, is produced with the arrangement in Fig. 11
Die Elektrode 76a ist als eine Gitterelektrode ausgeführt und bildet die Hochspannungselektrode, welche mit dem Hochspan¬ nungsimpulsgenerator 46 in Verbindung steht. Auch die geerde- te Gegenelektrode 76b ist als eine Gitterelektrode ausgeführt und steht mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung.The electrode 76a is configured as a grid electrode and forms the high voltage electrode, which is in communication with the high voltage pulse generator clamping ¬ 46th The geothermal te counter-electrode 76 b is designed as a grid electrode and communicates with the high-voltage pulse generator 46 in connection.
In FIG 12 ist ein Bleichbottich mit einer Gefäßwand 77 in einer Draufsicht dargestellt. Für den Bleichbottich wird eine Platten- oder Gitteranordnung mit gekrümmten Oberflächen zur Anpassung an die Gefäßwände bzw. Nutzung der Gefäßwände als Elektrode verwendet. Eine Vielfachdrahtelektrode 79 ist als eine konzentrische Elektrode, dem Verlauf der Gefäßwand 77 folgend angeordnet und steht mit dem Hochspannungsimpulsgene¬ rator 46 in Verbindung. Ihr stehen zwei Gegenelektroden gegenüber: Zum einen die Gefäßwand 77 und zum anderen eine Plattenelektrode 78. Die Hochspannungselektrode 79 ist zwi- sehen der Gefäßwand 77 und der Plattenelektrode 78 berüh¬ rungsfrei angeordnet. Die Gefäßwand 77 und die Plattenelekt¬ rode 78 sind elektrisch leitend miteinander verbunden und bilden somit die geerdeten Gegenelektroden, welche mit dem Hochspannungsimpulsgenerator 46 in Verbindung stehen.FIG. 12 shows a plan view of a bleaching tub with a vessel wall 77. For the bleaching tub, a plate or grid arrangement with curved surfaces for adaptation to the vessel walls or use of the vessel walls is used as the electrode. A multi-wire electrode 79 is disposed as a concentric electrode, the shape of the vessel wall 77 sequentially and communicates with the high-voltage pulse genes ¬ rator 46 in connection. It shall have two counter electrodes opposite: first, the vessel wall 77 and on the other a plate electrode 78. The high voltage electrode 79 is be- see the vessel wall 77 and the plate electrode 78 is located approximately ¬ berüh free. The vessel wall 77 and the plate electrode ¬ erode 78 are electrically conductively connected to each other and thus form the grounded counter-electrodes, which are connected to the high voltage pulse generator 46 in connection.
Um gepulste Entladungen im oberflächennahen Gasraum über der Pulpe 39 zu erzeugen ist in FIG 13 eine weitere Elektrodenan¬ ordnung dargestellt. Eine Hochspannungselektrode 50 umfasst mehrere elektrisch miteinander verbundene Stabelektroden und ist im oberflächennahen Gasraum der Pulpe 39 derart angeordnet, dass ihre Stäbe parallel zur Oberfläche verlaufen. Eine geerdete Gegenelektrode 51 ist als massive Platte ausgeführt und in über die ganze Fläche verteilten äquidistanten Abständen zur Hochspannungselektrode 50 angeordnet.In order to generate pulsed discharges in the near-surface gas space above the pulp 39, a further arrangement of electrodes is shown in FIG. A high-voltage electrode 50 comprises a plurality of electrically connected rod electrodes and is arranged in the near-surface gas space of the pulp 39 such that their rods are parallel to the surface. A grounded counter electrode 51 is designed as a solid plate and arranged in distributed over the entire surface equidistant distances to the high voltage electrode 50.
FIG 14 zeigt ein gepulstes Korona-Entladungssystem in einer wässrigen Lösung oder Pulpe 39. Das Elektrodensystem ist analog zur FIG 3 als ein Koaxialdraht-Rohrelektrodensystem ausgebildet. Die Hochspannungselektrode 50 ist koaxial zu der Gegenelektrode 51, welche die Gefäßwand bildet, angeordnet. Zur Unterstützung der bleichenden Wirkung werden über eine Gasleitung 80 mittels eines Gasverteilers 81 feinste Gasper¬ len in den Entladungsbereich eingeleitet. In den Gasblasen 82 und 83 bilden sich vorzugsweise die zu FIG 3 erwähnten Strea- mer aus. Aufgrund der Streamerentladungen entstehen Oxidan- zien 57. Es werden also in der Suspension bestimmte Radikale erzeugt . FIG. 14 shows a pulsed corona discharge system in an aqueous solution or pulp 39. The electrode system is designed analogously to FIG. 3 as a coaxial wire tube electrode system. The high voltage electrode 50 is arranged coaxially with the counter electrode 51 forming the vessel wall. Via a gas line 80 finest means of a gas distributor 81 Gasper ¬ be len into the discharge region initiated to support the bleaching action. In the gas bubbles 82 and 83, the streamer mentioned in FIG. 3 preferably forms. Owing to the streamer discharges, oxidants 57 are formed. Thus, certain radicals are generated in the suspension.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Behandlung eines Prozessgutes bei der Herstellung von Papier (27), Karton oder Pappe, wobei ein, vor- zugsweise nicht thermisches, großflächiges Plasma oder eine Gasentladung, insbesondere eine Koronaentladung, unter mindestens Atmosphärendruck appliziert wird und bei der Plas¬ maerzeugung und/oder bei der Gasentladung entstehende Radikale (59) auf das Prozessgut einwirken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für wenigs¬ tens zwei verschiedene Arten von Prozessgütern oder an wenigstens zwei unterschiedlichen Prozessstufen Radikale (59) unterschiedlicher Art oder Zusammensetzung verwendet werden.1. A process for the treatment of a process material in the production of paper (27), cardboard or cardboard, wherein a, preferably non-thermal, large-area plasma or a gas discharge, in particular a corona discharge, is applied under at least atmospheric pressure and in the Plas ¬ maerzeugung and / or act on the process material during the gas discharge generated radicals (59), characterized in that a different type or composition are used for Wenig ¬ least two different types of process materials or in at least two different process stages radicals (59).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prozess¬ güter aus folgenden Ausgangsmaterialien und/oder Zwischenprodukten ausgewählt sind:2. The method according to claim 1, characterized in that the process ¬ goods from the following starting materials and / or intermediates are selected:
- trockene Fasern, - unverwobene Faserstoffe,- dry fibers, - unwoven fibers,
- voluminöse/r Pulpe oder Faser-Suspension oder Faserbrei- voluminous pulp or fiber suspension or pulp
(39),(39)
- aufgelaufene/r und/oder flächig verteilte/r Pulpe oder Faser-Suspension oder Faserbrei (39) , - sich bildendes oder gebildetes, noch ungepresstes Blatt mit Restfeuchte .- accumulated pulp or fiber pulp or fiber pulp (39), or - pulp or fiber pulp (39) which forms or is still forming, or which is still unpressed and has residual moisture.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prozess- stufen aus folgenden Stufen ausgewählt sind:3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the process stages are selected from the following stages:
- Kochen,- Cook,
- Mahlen,- Grind,
- Bleichen,- bleaching,
- Sieben, - Pressen. - Seven, - pressing.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Radikale4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as radicals
(59) Ozon (O3) , Wasserstoffperoxid (H2O2) , Hydroxyl-Radikale (OH), HO2 und/oder HO2 " erzeugt werden.(59) ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), hydroxyl radicals (OH), HO 2 and / or HO 2 "are produced.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Blei¬ chen des Prozessgutes das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert wird, dass als Radikale (59) vermehrt Ozon (O3) und/ oder Wasserstoffperoxid (H2O2) gebildet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at the lead ¬ Chen of the process material, the plasma or the gas discharge is applied such that as radicals (59) increased ozone (O 3 ) and / or hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is formed.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Sieben und/oder bei flächig verteiltem Prozessgut oder im sich bil- denden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt das Plasma oder die Gasentladung derart appliziert wird, dass als Radi¬ kale (59) vermehrt OH, HO2 und/oder HO2 " gebildet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that during sieving and / or in distributed process material or in the forming or formed, still unpressed sheet, the plasma or the gas discharge is applied such that as Radi ¬ kale ( 59) increases OH, HO 2 and / or HO 2 "is formed.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Erzeu¬ gungsrate der Radikale (59) und/oder die Zusammensetzung der erzeugten Radikale (59) durch eine Beeinflussung einer Amplitude (U), einer Impulsdauer (62) und/oder einer Impulswiederholrate (63) von Hochspannungsimpulsen (66,67) gesteuert und/oder geregelt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a Erzeu ¬ transmission rate of the radicals (59) and / or the composition of the generated radicals (59) by influencing an amplitude (U), pulse duration (62) and / or a pulse repetition rate (63) of high voltage pulses (66, 67) is controlled and / or regulated.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Steue¬ rung und/oder Regelung der Erzeugungsrate und/oder der Art der erzeugten Radikale (59) eine Konzentration der erzeugten Radikale (59) gemessen wird.8. The method according to claim 7, characterized in that for Steue ¬ tion and / or regulation of the generation rate and / or the nature of the generated radicals (59) a concentration of the generated radicals (59) is measured.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Steue- rung und/oder Regelung der Erzeugungsrate oder der Zusammensetzung der erzeugten Radikale (59) für verschiedene Arten von Prozessgütern jeweils eine andere Eigenschaft des Pro¬ zessgutes, vorzugsweise eine Qualitätseigenschaft, insbeson- dere dessen Opazität, Glanz, Weiße, Fluoreszenz oder Farbpunkt, gemessen wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that for controlling tion and / or regulation of the production rate or the composition of the generated radicals (59) for different types of process goods each have a different property of the process ¬ zessgutes, preferably a quality property, esp - whose opacity, gloss, whiteness, fluorescence or color point is measured.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Konzent¬ ration bzw. die Eigenschaft "online" gemessen wird.10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the Konzent ¬ ration or the property "online" is measured.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Regelung die Amplitude (U) der Hochspannungsimpulse (66,67) bei kon¬ stanter Wiederholrate (63) verändert wird.11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that for regulating the amplitude (U) of the high voltage pulses (66,67) at kon ¬ constant repetition rate (63) is changed.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Regelung die Wiederholrate (63) der Hochspannungsimpulse (66,67) bei konstanter Amplitude (U) verändert wird.12. The method as claimed in claim 7, wherein the repetition rate (63) of the high-voltage pulses (66, 67) is varied for a constant amplitude (U) in order to regulate.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Plasma bzw. die Gasentladung zwischen Elektroden (43, 44) erzeugt wird.13. Method according to claim 1, wherein the plasma or the gas discharge is generated between electrodes (43, 44).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Prozess- gut im plasmabeaufschlagten Bereich mit Sauerstoff angereichert wird.14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the process material is enriched with oxygen in the plasma-exposed area.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den Elektroden (43,44) Hochspannungsimpulse (66,67) mit einer Dauer (62) von weniger als 10 μs erzeugt werden.15. Method according to one of claims 7 to 14, characterized in that high voltage pulses (66, 67) with a duration (62) of less than 10 μs are generated between the electrodes (43, 44).
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Hochspan- nungsimpulse (66,67) mit einer Impulsdauer (62) von weniger als 3 μs, vorzugsweise von weniger als 1 μs, vorzugsweise von weniger als 500 ns, angewendet werden. 16. Method according to claim 15, characterized in that high-voltage pulses (66, 67) having a pulse duration (62) of less than 3 μs, preferably less than 1 μs, preferably less than 500 ns, are used.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einer Pulpe (39) , einer Faser-Suspension oder einem Faserbrei als Prozessgut, vorzugsweise beim Bleichen, eine Hochspannungs- Impulsdauer (62) von weniger als 100 ns verwendet wird.17. The method according to claim 15 or 16, wherein a pulp (39), a fiber suspension or a pulp is used as process material, preferably during bleaching, a high-voltage pulse duration (62) of less than 100 ns.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei flächig verteiltem Prozessgut oder im sich bildenden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt, insbesondere beim Sieben, eine18. Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that in process material distributed in a distributed manner or in the still unpressed sheet that forms or is formed, in particular during screening, a
Hochspannungs-Impulsdauer (62) von 100ns bis lμs verwendet wird.High voltage pulse duration (62) from 100ns to lμs is used.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei flächig verteiltem Prozessgut oder im sich bildenden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt, insbesondere beim Sieben, der mit Plasma beaufschlagte Bereich von einer mit Wasserdampf ange¬ reicherten Atmosphäre umgeben wird.19. A method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that in area distributed process material or in the forming or formed, yet unpressed sheet, in particular during screening, which is acted upon by the plasma region ¬ enriched atmosphere is surrounded by an attached with steam.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei flächig verteiltem Prozessgut oder im sich bildenden oder gebildeten, noch ungepressten Blatt, insbesondere beim Sieben, eine Amp- litude (U) entsprechend mindestens dem zweifachen Wert, vor¬ zugsweise mindestens dem dreifachen Wert einer Korona- Einsatzspannung, an die Elektroden angelegt wird.20. The method according to any one of claims 7 to 19, characterized in that in areal distributed process material or in forming or formed, still unpressed sheet, in particular when screening, an amplitude (U) corresponding to at least twice, preferably ¬ at least three times the value of a corona threshold voltage to which electrodes are applied.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Erzeu¬ gung des Plasmas bzw. der Korona-Entladung eine Gleichspannungs-Korona-Entladung erzeugt wird und der Gleichspannungs- Korona-Entladung die Hochspannungsimpulse (66,67) überlagert werden . 21. The method according to any one of claims 7 to 20, characterized in that for the generation ¬ supply of the plasma or the corona discharge a DC voltage corona discharge is produced and the DC corona discharge, the high-voltage pulses (66,67) are superimposed ,
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Impuls¬ wiederholrate (63) zwischen 10Hz und 5kHz, insbesondere aus dem Bereich von 10Hz bis 1OkHz, verwendet wird.22. The method according to any one of claims 7 to 21, characterized in that a pulse repetition rate ¬ (63) between 10Hz and 5kHz, in particular from the range of 10Hz to 1OkHz, is used.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leis¬ tungseinkopplung elektrischer Energie in das Plasma vorwiegend über die Regelung von Amplitude (U), Impulsdauer (62), und Impulswiederholrate (63) der überlagerten Hochspannungs¬ impulse gesteuert wird.23. The method according to any one of claims 7 to 22, characterized in that the Leis ¬ tion coupling electrical energy into the plasma predominantly via the control of amplitude (U), pulse duration (62), and pulse repetition rate (63) of the superimposed high voltage ¬ pulses is controlled ,
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein homoge- nes, großvolumiges Plasma mit hoher Leistungsdichte erzeugt wird, ohne dass es zu Plasmaeinschnürungen oder Durchschlägen kommt .24. The method according to claim 1, wherein a homogeneous, high-density plasma is generated without plasma constrictions or breakdowns.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine DC-25. The method of claim 1, wherein a DC
Spannung von solcher Höhe eingesetzt wird, dass im Plasma in Verbindung mit überlagerten Hochspannungsimpulsen eine stabile DC-Koronaentladung gebildet wird.Voltage is used of such a height that in the plasma in conjunction with superimposed high voltage pulses, a stable DC corona discharge is formed.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die einge¬ setzte DC-Spannung unter der für einen stabilen Betrieb ohne Hochspannungs-Impulsüberlagerung liegt .26. The method according to any one of claims 7 to 25, characterized in that the on ¬ set DC voltage is below that for a stable operation without high voltage pulse superposition.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die einge¬ setzte Gesamtamplitude (DC-Spannung + Impulsamplitude) über der statischen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung liegt . 27. The method according to any one of claims 13 to 26, characterized in that the set ¬ total amplitude (DC voltage + pulse amplitude) is above the static breakdown voltage of the electrode assembly.
28. Verfahren nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die einge¬ setzte Gesamtamplitude dem zwei- bis fünffachen der stati¬ schen Durchbruchspannung der Elektrodenanordnung entspricht.28. The method according to claim 27, characterized in that the inserted set ¬ total amplitude of the two to five times corresponding to the stati ¬'s breakdown voltage of the electrode assembly.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Amplitu¬ de (U) der Hochspannungsimpulse zwischen 10% und 1000% der eingesetzten DC-Spannung beträgt.29. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the Amplitu ¬ de (U) of the high voltage pulses is between 10% and 1000% of the DC voltage used.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Plasma in einen Abstand von kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm, von dem Prozessgut erzeugt wird. 30. The method according to claim 1, wherein the plasma is produced by the process material at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, preferably less than 5 cm.
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