FI103419B - Menetelmä ja laitteisto keräyskuitumateriaalin kuiduttamiseksi ja laji ttelemiseksi - Google Patents

Description

103419

Menetelmä ja laitteisto keräyskuitumateriaalin kuidutta-miseksi ja lajittelemiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä keräyskuitumateri-5 aalin kuiduttamiseksi ja lajittelemiseksi, jossa menetelmässä keräyskuitumateriaali kuidutetaan veden kanssa korkeassa sakeudessa, siitä poistetaan epäpuhtaudet ja muodostunut kuitumassa lajitellaan.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto keräys-10 kuitumateriaalin kuiduttamiseksi ja lajittelemiseksi, jolloin laitteistoon kuuluu välineet kuitumassan kuiduttamiseksi sekä läjitin muodostuneen kuitumassasuspension laj ittelemiseksi.

Kierrätyskuitumateriaalia eli keräyspaperia tai 15 vastaavaa jo käytettyä kuitumateriaalia kuidutetaan ja puhdistetaan sekä lajitellaan nykyisin pääsääntöisesti syöttämällä materiaali annoksittain pulpperiin, jossa se kuidutetaan samalla, kun siitä poistetaan epäpuhtauksia. Tällaisia ratkaisuja tunnetaan muun muassa DE-kuulutus-20 julkaisusta 27 57 580 ja CH-patenttijulkaisusta 617 734. Kummassakin on esitetty ratkaisu, jossa pystypulpperiin syötetään kuitumassa hajotettavaksi, jonka jälkeen se pumpataan pulpperista seuraaviin käsittelyvaiheisiin .· kuten roskanerotukseen sekä sen jälkeen erilliseen vaa- 25 kapulpperilla tapahtuvaan jälkikäsittelyyn. Kierrätetyssä materiaalissa on kuitenkin melkoisesti erilaisia epäpuhtauksia, jotka ominaisuuksiltaan ja käyttäytymiseltään poikkeavat toisistaan ja jotka sen vuoksi on eri tavoin pystyttävä poistamaan. Tällaisia epäpuhtauksia ovat muun 30 muassa raskaat epäpuhtaudet, metallinpalat, erilaiset ja erikokoiset kivet sekä hiekka ja kevyet epäpuhtaudet, kuten muoviperäiset pakkausmateriaalit sekä erilaiset liimaperäiset aineet. Näitä kaikkia ei voida poistaa samalla tekniikalla eikä niiden erottaminen käy samalla 35 kertaa kuin kuitukimppujen ja kiinteämpien kuitukappa- 2 103419 leiden erottaminen.

Kierrätyksen lisääntyessä ja siten saadun materiaalin käyttövaatimusten kasvaessa vaatimukset kuiduttami-sesta ja puhdistamisesta ovat lisääntyneet ja prosessit 5 sekä laitteet tulevat jatkuvasti kalliimmiksi. Tunnetuissa jaksottain toimivissa pystypulppereissa on käytettävä suuria säiliöitä tarvittavan kapasiteetin aikaansaamiseksi, koska noin puolet toiminta-ajasta kuluu tyhjennys- ja täyttövaiheisiin. Tämä vaikuttaa myös prosessin 10 hallintaan samalla, kun se vaatii suuria laitteita. Edelleen kuitumassan siirtäminen vaiheesta toiseen edellyttää kaikissa tapauksissa pumppuja, jotka pystyvät pumppaamaan kuitumassaa ja jotka kuluttavat melkoisesti energiaa sekä vaativat huoltoa ja kunnossapitoa. Ta-15 vanomaisesti myöskin annoskäyttöiset pystypulpperit ovat matalasakeuspulppereita. Tähänastiset jatkuvakäyttöiset sakeamassapulpperit puolestaan ovat yksinomaan rumpupulp-pereita, jotka ovat isoja ja kalliita, koska niiden täyttöaste toiminnan aikana on vain noin 20 - 30% niiden koko 20 tilavuudesta. Edelleen rumpupulpperit eivät kykene hajoittamaan vaikeita keräyspaperilaatuja.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja laitteisto, joilla kierrä-tyskuitumassan kuiduttaminen sekä lajitteleminen ja epä-25 puhtauksien erottaminen käy mahdollisimman helposti ja tehokkaasti jatkuvatoimisesti. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että keräyskuitumateriaali kuidutetaan kahdessa peräkkäisessä pystypulpperissa, joista ensimmäinen on korkeasakeuspulpperi ja jäl-30 kimmäinen matalasakeuspulpperi, että kuidutettava keräys-kuitumateriaali ja vesi syötetään korkeasakeuspulppe-riin, jossa se ensin kuidutetaan, että korkeasakeuspulp-perista siinä muodostunut kuitumassasuspensio johdetaan vedellä laimennettuna ilman lajittelua matalasakeuspulp-35 periin, jossa keräyskuitumateriaalia edelleen kuidutetaan 103419 3 matalassa sakeudessa ja että kuitumassasuspensio lajitellaan vasta matalasakeuspulpperin jälkeen.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on ominaista, että välineisiin keräyskuitumateriaalin kuiduttamiseksi 5 kuuluu kaksi pystypulpperia, joista ensimmäinen on kor-keasakeuspulpperi, johon keräyskuitumateriaali ja vesi syötetään ja toinen on matalasakeuspulpperi, johon kor-keasakeuspulpperissa muodostunut kuitumassasuspensio syötetään lisäkuiduttamista varten.

10 Keksinnön olennainen ajatus on, että kierrätys- kuitumateriaali käsitellään kahdessa peräkkäisessä pys-typulpperissa jatkuvatoimisena prosessina niin, että ensiöpulpperin eli korkeasakeuspulpperin hajottaman massan ja veden muodostama sakea kuitumassasuspensio 15 siirretään samalla sitä vedellä laimentaen sen alaosasta toisiopulpperiin eli matalasakeuspulpperiin niiden välillä olevan pelkän siirtoputken kautta ilman pumppuja ns. yhtyneiden astioiden periaatteella, jolloin muodostuneen kuitumateriaalin virtaus perustuu pelkästään kor-20 keasakeuspulpperiin syötetyn kierrätyskuitumassan ja veden aikaansaamaan nestepintojen korkeuserosta johtuvaan paine-eroon. Edelleen keksinnön olennaisena ajatuksena on, että kuitumassa lajitellaan välittömästi ma-talasakeuspulpperin jälkeen edullisesti käyttämällä 25 matalasakeuspulpperia, jossa on yhdistetty läjitin, jolloin lajittelussa hylätty jae palautetaan takaisin korkeasakeuspulpperiin, jolloin samalla siihen palautuu sekä vettä että veden mukana kemikaaleja, joita on tarvittu musteen poistoon yms.

30 Keksinnön etuna on, että käytettäessä ensimmäisenä pulpperina korkeasakeuspulpperina toimivaa pystypulpperia voidaan muun muassa musteenpoisto saada aikaan pienemmällä kemikaalien ja höyryn kulutuksella kuin tavanomaisessa pulpperoinnissa. Edelleen keksinnön etuna on, että kuitu-35 massan virtausta prosessissa eteenpäin voidaan säädellä 4 103419 yksinkertaisesti kuidutettavan materiaalin ja veden lisäyksiä säätämällä, jolloin kuidutus saadaan toteutetuksi tehokkailla pystypulppereilla jatkuvana prosessina pelkästään poistamalla matalasakeuspulpperista kuitumas-5 sasuspensiota. Vielä keksinnön etuna on, että energian kulutus jää merkittävästi pienemmäksi kuin tunnetuissa ratkaisuissa ja, kun kuidutus - lajitteluprosessin loppuvaiheessa jäänyt rejekti ja sen mukana oleva vesi palautetaan takaisin korkeasakeuspulpperiin, voidaan myös 10 uuden veden kulutusta vähentää tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna merkittävästi.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisessa piirustuksessa, jossa on kaavamaisesti esitetty keksinnön mukainen laitteisto.

15 Laitteistossa on kuljetin 1 kuidutettavan materi aalin la tuomiseksi käsittelyyn. Edelleen laitteistossa on ensiöpulpperi eli korkeasakeuspulpperi 2, johon kuidu-tettava materiaali tuodaan tavallisesti paaleina. Korkeasakeuspulpperiin 2 lisätään vettä myös kanavan 3 20 kautta. Korkeasakeuspulpperin 2 roottori 2a on muotoiltu ja mitoitettu niin, että se kuiva-ainepitoisuuden ollessa noin 10 - 18% hajottaa tehokkaasti kierrätyskuitumateri-aalin. Roottoria 2a pyöritetään sinänsä tunnetulla tavalla kaavamaisesti esitetyn moottorin 2b avulla. Kor-25 keasakeuspulpperi 2 on kytketty alaosastaan siirtokanavalla 4 toisiopulpperiin eli matalasakeuspulpperiin 5. Kuten korkeasakeuspulpperi 2 myös matalasakeuspulpperi 5 on pystypulpperi. Siirtokanavassa 4 ei ole minkäänlaisia pumppuja tai vastaavia, vaan kuitumassan 30 virtaus korkeasakeuspulpperista 2 matalasakeuspulpperiin 5 perustuu niin sanottuihin yhtenevien astioiden periaatteeseen, jolloin virtausta säätää pelkästään kuidutettavan materiaalin sekä pulpperiin syötettävän veden sekä vastaavasti matalasakeuspulpperista poistettavan kuitu-35 massasuspension sekä rejektin seurauksena oleva pulppe- 5 103419 reiden nestepintojen välisen korkeuseron aikaansaama paine. Mikäli uutta materiaalia ja vettä ei syötetä tasoittuvat pulppereiden pinnat samalle tasolle.

Siirtokanavassa 4 on erikseen roskaloukku 6, johon 5 kuitumassasuspension mukana kulkeutuva raskaampi materiaali putoaa ja on poistettavissa siitä esimerkiksi sopivin välein tai haluttaessa jatkuvasti. Tätä varten siihen voidaan rakentaa esimerkiksi sinänsä tunnetulla tavalla erilaisten venttiilien muodostama poistomekanismi tai 10 materiaali voidaan poistaa esimerkiksi nostamalla se erillisellä nostolaitteella ylhäältä päin. Materiaalin poisto roskaloukusta on sinänsä yleisesti tunnettua eikä siinä ole mitään poikkeuksellista. Vastaavasti ros-kaloukun 6 yläpuolella on yläpäästään avoin putki 6a, 15 joka ulottuu jonkin verran matalasakeuspulpperin 5 nestepinnan yläpuolelle. Tähän putkeen pystyy erottumaan esimerkiksi kuitumassaa kevyempää materiaalia ja se voidaan siitä poistaa esimerkiksi sopivin välein.

Matalasakeuspulpperissa 5 kuitumassasuspensiota 20 edelleen hajotetaan matalassa sakeudessa eli tyypillisesti noin 2%-8%. Tämä pulpperi on esimerkiksi FI-patentin 82493 mukainen, jolloin siihen liittyy sen alaosaan asennettu kaksoislajitin 7. Lajittimen 7 ja matalasakeuspulpperin 5 välillä on vaakasuuntainen seulale-25 vy 7a, joka suorittaa karkealajittelun niin, että roskat ja suuret epäpuhtaudet eivät läpäise sitä. Vastaavasti seulalevyn 7a läpäissyt kuitumassasuspensio joutuu vielä läpäisemään toisen sylinterimäisen seulapinnan 7b. Pulpperin 5 roottoria 5a sekä vastaavasti kaksoislajitti-30 men 7 seulapintaa pyyhkiviä siipiä 7c pyörittää saman akselin avulla kaavamaisesti esitetty moottori 5b. Seula-pinnan 7b läpäissyt kuitumassasuspensio poistetaan lajittimesta 7 poistokanavaa 8 pitkin esimerkiksi mas-sasäiliöön 9 ja sieltä eteenpäin kanavan 9a kautta seu-35 raavaan prosessivaiheeseen. Toista seulapintaa 7b lä- 6 103419 päisemätön osa kuitumassasuspensiosta palautetaan kanavaa 10 pitkin korkeasakeuspulpperin 2 alaosaan siinä uudelleen kuidutettavaksi- Samalla sinne palautuu sekä vettä että kemikaaleja, jolloin veden lisäämistarve kanavan 3 5 kautta on pienempi. Seulalevyä 7a läpäisemätön materiaali eli rejekti poistetaan matalasakeuspulpperin 5 alaosasta lähtevän rejektikanavan 11 kautta erilliseen rejektipulp-periin 12, joka tyypillisesti on vaakapulpperi. Tämän vaakapulpperin roottoria 12a pyöritetään vastaavasti 10 kaavamaisesti esitetyn moottorin 12b avulla. Rejektipulp-perissa 12 poistettu rejekti osittain hajoaa kuitumateriaaliksi, joka läpäisee rejektipulpperissa 12 olevan seulalevyn 12c ja johdetaan kanavaa 13 pitkin massasäili-öön 9. Vastaavasti seulalevyä 12c läpäisemätön osa rejek-15 tiä johdetaan kanavaa 14 pitkin rejektirummulle 15, jossa rejekti pestään suutinputkesta 15a tulevalla vedellä niin, että sen mukana tulleet kuidut poistuvat veden mukana keräyskaukaloon 15b. Näin muodostunut vähän kuituja sisältävä vesi kerätään esimerkiksi keräyssäiliöön 16, 20 josta se syötetään kanavaa 3 pitkin korkeasakeuspulppe-riin 2. Samaa kuitupitoista vettä voidaan tarvittaessa syöttää myös kanavien 3' ja 3'' kautta siirtokanavaan 4, lajittimeen 7, rejektikanavaan 11 ja kanavaan 14 laimentamaan niissä virtaavaa massaa. Näin saadaan mahdollisim-25 man suuri määrä vedestä kierrätetyksi prosessin sisällä ja varsinaista lisävettä tarvitaan vain sen verran kuin poistuvan massan mukana prosessista poistuu.

Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksessa esitetty vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään 30 tavoin rajoitettu siihen. Rejektipulpperina 12 voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa pulpperia, jolla rejektiä voidaan käsitellä. Samoin pesurumpu voi olla minkälainen tahansa käyttötarkoitukseen sopiva rumputyyppi. Olennainen seikka on, että ensiöpulpperi ja toisiopulpperi 35 ovat pystypulppereita ja että niiden välillä on siirto- 7 103419 kanava ilman pumppuja tai vastaavia niin, että kuitumas-san siirto ensiöpulpperista toisiopulpperiin tapahtuu pelkästään ensiöpulpperiin syötetyn massan ja veden aikaansaaman paine-eron vaikutuksesta.

5

Claims (16)

1. Menetelmä keräyskuitumateriaalin jatkuvatoimiseksi kuiduttamiseksi ja lajittelemiseksi, jossa 5 menetelmässä keräyskuitumateriaali kuidutetaan kahdessa peräkkäisessä pystypulpperissa, joista ensimmäinen on korkeasakeuspulpperi ja jälkimmäinen matalasakeuspulpperi niin, että kuidutettava keräyskuitumateriaali ja vesi syötetään korkeasakeuspulpperiin, jossa se ensin kuidute-10 taan, ja korkeasakeuspulpperista siinä muodostunut kuitu-massasuspensio johdetaan vedellä laimennettuna ilman lajittelua matalasakeuspulpperiin, jossa keräyskuitumateri-aalia edelleen kuidutetaan matalassa sakeudessa, jonka jälkeen kuitumassasuspensio lajitellaan, tunnettu 15 siitä, että kuitumassasuspensio syötetään korkeasakeus pulpperista (2) matalasakeuspulpperiin (5) korkeasakeus-pulpperin (2) alaosasta matalasakeuspulpperin (5) alaosaan johtavaa pulpperit suoraan yhteyteen toisiinsa kytkevää siirtokanavaa (4) pitkin pelkästään korkeasakeus-20 pulpperin (2) ja matalasakeuspulpperin (5) nestepintojen korkeuseron vuoksi syntyvän paineen vaikutuksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkeasakeuspulpperista (2) matalasakeuspulpperiin (5) virtaava kuitumassa laimenne- • 25 taan syöttämällä kuitumassasuspensioon laimennusvettä pulppereiden (2, 5) välisen siirtokanavan (4) kor- keasakeuspulpperin (2) puoleiseen päähän.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkeasakeuspulpperista (2) ; 30 matalasakeuspulpperiin (5) virtaavasta kuitumassasta ero tetaan raskaat epäpuhtaudet siirtokanavaan (4) sijoitetun roskaloukun (6) avulla.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitumassasuspen- 35 sio lajitellaan matalasakeuspulpperiin (5) liittyvän la- 9 103419 jittimen (7) avulla, jolloin lajittimen (7) ja mata-lasakeuspulpperin (5) välillä olevan seulalevyn (7b) läpäisyt kuitumassasuspensio lajitellaan edelleen lajitti-messa (7) olevan sylinterimäisen seulapinnan (7c) avulla 5 niin, että seulapinnan (7c) läpäissyt kuitumassasuspensio johdetaan jatkokäsittelyyn ja sitä läpäisemätön kuitumas-sasuspension osa palautetaan takaisin korkeasakeuspulppe-riin (2) ja että lajittimen (7) seulalevyä (7b) läpäisemätön rejekti johdetaan erilliseen rejektipulpperiin 10 (12) edelleen käsiteltäväksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rejektipulpperissa olevan seulalevyn (12a) läpäissyt materiaali johdetaan jatkokäsittelyyn ja sitä läpäisemätön rejekti johdetaan pestä- 15 väksi erillisessä pesurummussa (15).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesussa käytetty pesuvesi sekä sen mukana rejektistä erottunut kuitumateriaali kootaan talteen ja osa siitä johdetaan korkeasakeuspulppe- 20 riin (2) .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa mainitusta talteenote-tusta vedestä syötetään pulppereiden (2, 5) väliseen siirtokanavaan (4) kuitumassasuspension laimennusvedeksi. ; 25

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikki jatkokäsittelyyn menevän kuitumassasuspension mukana poistuvan veden korvaava lisävesi syötetään kuidutukseen pesurummun pesuvetenä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 30 menetelmä, tunnettu siitä, että kuitumassa hajo tetaan korkeasakeuspulpperissa niin, että sakeus on 10 -18% ja että se laimennetaan niin, että sakeus mata-lasakeuspulpperissa on 2 - 8%.

10. Laitteisto keräyskuitumateriaalin jatkuva-35 toimiseksi kuiduttamiseksi ja lajittelemiseksi, jolloin 10 103419 laitteistoon kuuluu kaksi pystypulpperia, joista ensimmäinen on korkeasakeuspulpperi (2) , johon keräyskuituma-teriaali ja vesi syötetään ja toinen on matalasakeuspulp-peri (3) , johon korkeasakeuspulpperissa (2) muodostunut 5 kuitumassasuspensio syötetään vedellä laimennettuna lisä-kuiduttamista varten, tunnettu siitä, että korkeasakeuspulpperi (2) ja matalasakeuspulpperi (5) on kytketty keskenään yhteyteen siirtokanavalla (4), joka johtaa korkeasakeuspulpperin (2) alaosasta matalasakeuspulp-10 perin (5) alaosaan niin, että pulpperit (2, 5) ovat suorassa yhteydessä toisiinsa, ja kuitumassasuspensio virtaa korkeasakeuspulpperista (2) matalasakeuspulpperiin (5) pelkästään korkeasakeuspulpperin (2) ja matalasakeus-pulpperin (5) nestepintojen välisen korkeuseron aikaan-15 saaman paineen vaikutuksesta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siirtokanavassa (4) on ros-kaloukku (6) kuitumassasuspensiota raskaampien epäpuhtauksien poistamiseksi kuitumassasuspensiosta sen virra- 20 tessa korkeasakeuspulpperista (2) matalasakeuspulpperiin (5) .

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineisiin kuitu-massasuspension lajittelemiseksi kuuluu matalasakeuspulp- 25 periin (5) liittyvä läjitin (7) , jolloin matalasakeus-pulpperin (5) ja lajittimen (7) välissä on seulalevy (7a), jonka läpi kuitumassasuspensio virtaa lajittimeen (7) lajiteltavaksi.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, 30 tunnettu siitä, että lajittimessa (7) on seulale- vyn (7b) lisäksi erillinen sylinterimäinen seulapinta (7c), jonka läpäissyt materiaali johdetaan jatkokäsittelyyn, että siinä on kanava (10) seulapintoja (7c) läpäisemättömän materiaalin palauttamiseksi takaisin kor-35 keasakeuspulpperiin (2) ja että siihen kuuluu erillinen X1 103419 rejektipulpperi (12), ja että rejektipulpperi (12) on kytketty yhteyteen matalasakeuspulpperin (5) kanssa niin, että lajittimen (7) seulalevyä (7b) läpäisemätön materiaali virtaa matalasakeuspulpperista (5) rejektipulpperiin 5 (12) siellä edelleen käsiteltäväksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rejektipulpperissa (12) on seulalevy (12a), jonka läpäissyt materiaali johdetaan edelleen käsittelyyn ja että laitteistoon kuuluu pesurum- 10 pu (15), johon seulalevyä (12a) läpäisemätön materiaali johdetaan pestäväksi.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siinä on välineet pesurummulla (15) käytetyn pesuveden ja sen mukana olevan kuitu- 15 materiaalin talteenottamiseksi ja osan niistä syöttämiseksi korkeasakeuspulpperiin (2).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen kuuluu kanava (31) pesuvaiheista talteenotetun veden ja sen mukana olevan 20 kuitumateriaalin johtamiseksi korkeasakeuspulpperiin (2) ja matalasakeuspulpperin (5) väliseen siirtokanavaan kui-tumassasuspension laimentamiseksi matalasakeuspulpperia varten siirtokanavassa. 12 103419