FI118970B

FI118970B - Menetelmä jätepaperin pulpperoimiseksi

Info

Publication number: FI118970B
Application number: FI20060902A
Authority: FI
Inventors: Jouko Hautala
Original assignee: Tampulping Oy
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2008-05-30
Also published as: FI20060902A0; FI20060902A

Description

1 118970

MENETELMÄ JÄTEPAPERIN PULPPEROIMISEKSI

Keksintö kohdistuu menetelmään epäpuhtauksia käsittävän jätepaperi sta j a/tai kartongista 5 koostuvan raaka-aineen käsittelemiseksi ja pulpperoimiseksi ja karkealajittelusta ja pulp- peroinista saatavan kuitumassan jalostamiseksi paperinvalmistukseen sopivaksi kuitumas-saksi, jossa menetelmässä raaka-aine ensin esikäsitellään lisäämällä siihen laimennusvet-tä, pulpperisäiliössä raaka-aine hajotetaan kuiduiksi ja siitä erotetaan epäpuhtauksia useammassa vaiheessa painovoimaisesti sekä seulonnan avulla.

10

Ennestään tunnetaan jätepaperin pulpperointimenetelmiä mm. julkaisusta WO 03/025279, FI-962446 ja EP 1289664. Tyypillisesti näissä ratkaisuissa toinen pulpperi puuttuu (WO 03/025279 ja EP 1289664), kevyttä rejektiä ei eroteta raaka-aineesta eikä poisteta erillisesti raskaan rejektin poiston tavoin. Edelleen laimennettua raaka-ainettakaan ei niissä 15 pyritä selkeyttämään millään tavoin. Prosesseihin kuuluvien vähäisten erottelulaitteiden johdosta on epäpuhtauksien erotuskapasiteetti tunnetuissa prosesseissa pieni. Pulpperiin palautettavaa laimennusvettä ei selkeytetä, joten epäpuhtaudet voivat kiertää prosessissa, kuten hiekka. Tämän vuoksi tunnetut prosessit ovat sopivia vain kierrätyspaperista koostuville raaka-aineille, jotka sisältävät epäpuhtauksia vähäisiä määriä 5 - 10 %. Julkaisussa 20 FI962446 ei myöskään ole hajonneen kuidun erotusta ennen matalasakeuspulpperia, ro- muloukun läpi virtaa ensimmäisen pulpperin koko tuotanto eikä prosessissa ole raskaan ;\j rejektin selkeytystä ennen toisiopulpperia, edelleen karkealajittelun rejekti palautetaan • * :'": takaisin ensiöpulpperiin, mikä aiheuttaa kulumista ensiöpulpperissa.

« * · • · • · · • · « 25 Edellä esitettyjen epäkohtien ja puutteiden eliminoimiseksi on kehitetty uusi menetelmä, : : jolle on tunnusomaista, että pulpperisäiliöstä massa johdetaan karkealajittimen kautta pys- :," ί tyselkeyttimeen, jossa vettä raskaammat epäpuhtaudet laskeutuvat ja jossa raskas rejekti poistetaan pohja-osalta ja loppuseoksen sekä kevyen rejektin kulku ohjataan mainitun selkeyttimen yläosan kautta apupulpperiin, jolloin menetelmässä kuitumassaa otetaan • # · 30 talteen karkealajittimelta ja apupulpperilta näiden sisältämien seulavälineiden kautta.

• · · • · • * • · * *:**: Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että prosessi kykenee käsittelemän jätepaperi- * : raaka-ainetta, jossa olevien epäpuhtauksien pitoisuus voi olla jopa 60%. Epäpuhtaudella • · ....: tarkoitetaan kaikkia muita lähes hajoamattomia materiaaleja kuin paperia ja kartonkia.

Λ 2 118970

Sillä tarkoitetaan esim. muovia, jota epäpuhtautta on yleensä suurin osa. Raaka-aine voi olla mitä tahansa paperi-ja/tai kartonkipitoista kierrätyskuitua mieluimmin esikäsiteltyä ja murskattua. Raaka-aine ei kuitenkaan saisi sisältää merkittäviä määriä ns. kompostoitavaa biojätettä. Raaka-aineen esikäsittelyssä on yleensä poistettu mm. isot raskaat jakeet 5 ja magneetin avulla rautaepäpuhtaudet. Merkittävä etu on, että prosessi on jäljestettävissä toimimaan painovoimaisesti niin, että puhdistetulle kuitumassalle tarvitaan vain yksi pumppu ja toinen pumppu kierrättää laimennusvettä, josta ensin on painovoiman avulla erotettu vettä kevyemmät ja raskaammat epäpuhtaudet poistettavaksi prosessikierrosta. Lisäksi vesi puhdistetaan paineellisesti seulomalla, jotta muut epäpuhtaudet eivät lähde 10 kiertoon. Prosessissa hyödynnetään erinomaisesti painovoimaa vettä raskaimpien ja ke vyempien epäpuhtauksien erottamiseen, joita yleensä erotetaan paljon energiaa kuluttavilla korkeasakeus- tai matalasakeus-pyörrepuhdistimilla. Muutenkin keksinnön mukainen prosessi vaatii vähemmän laitteita kuin perinteiset.

15 Merkittävä etu on myös, massan viipymän lisääntyminen selkeyttimessä 5. Se johtuu siitä, että ensimmäinen kuitumassan erotus linjalle 29 tehdään ennen selkeytintä 5, jolloin sen kautta kulkee vähäisempi virtaus. Selkeyttimessä 5 on virtaus ylöspäin hiljaisempi ja sen erotuskyky siten parempi.

20 Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa .·. : Kuviossa 1 esitetään eräs keksinnön mukainen prosessi kaaviollisesti.

• *· .*··. Kuviossa 2 esitetään toinen keksinnön mukainen prosessi kaaviollisesti.

···" ·· • · · • · · ." *. Prosessi 1, kuviossa 1: ··· : 25 Pulpperiin 1 annostellaan haluttu raaka-ainevirta Aja sen tarvitsemat laimennusvedet Ml :***: ja K. Roottorilla 3 sekoitetaan ja hajotetaan paperia ja kartonkia kuiduiksi pulpperissa 1.

·· ·

Pulpperin 1 kokonaissakeus on mieluimmin yli 4 % jopa 20 %. Pulpperissa ei ole seula- : levyä. Kuitupitoinen pulpperin 1 sisältö virtaa jatkuvasti putkea 21 pitkin karkealajitti- meen 4. Putkea 21 pitkin pulpperilta 1 lähtevä massa laimennetaan virtauksella J sopi- ;***. 30 vaksi 3-5 % sakeuteen. Karkealajittimessa 4 hajonnut paperi/kartonki virtaa seulalevyn ··* ·;··· 4.1 reikien läpi putkea 29 pitkin pumpulle 16 ja siitä edelleen seuraavaan lisäpuhdistus- . · * ; vaiheeseen tai varastosäiliöön. Karkealajittimen 4 seulapinta 4.1 on yleensä reikälevy, • «« . I.. · jossa reikien läpimitta on 2-5 mm.

• a 3 118970

Raaka-aineen se osuus, joka ei ole vielä hajonnut pulpperissa 1 eikä pääse karkealajitti-men 4 seulalevyn 4.1 läpi, virtaa putkea 23 pitkin pystyselkeyttimeen 5. Laimennus-vettä L annostellaan putkeen 23 niin paljon, että pystyputkessa olevan seoksen sakeus on alle 2 % mieluimmin jopa noin 1 %. Pystyputken halkaisija mitoitetaan niin, että ylöspäin 5 suuntautuva virtaus on alle 0,5 m/s mieluimmin alle 0,2 m/s. Tämä alhainen sakeus ja pieni nopeus ylöspäin varmistavat, että vettä raskaammat jakeet laskeutuvat pystyputken 5 pohjalle, josta ne poistetaan laitteen 17 avulla, joka yksinkertaisimmillaan on perinteinen kaksoisventthlijäijestelmä. Poistettava jae R sisältää raaka-aineesta A riippuen eri metalleja, vettä painavampia ja kovia muoveja, pieniä kiviä, lasia ja mm hiekkaa. Raaka- 10 aineen A mukana pulpperiin 1 tulevat vettä kevyemmät jakeet virtaavat pulpperista 1 putken 21, karkealajhtimen 4 ja putken 23 kautta pystyselkeyttimeen 5 eivätkä ne joudu putkeen 29.

Eräs merkittävä kevytjae on pakkauksissa käytetty styrox-materiaali. Nämä vettä kevyem-15 mät jakeet pystyputkessa 5 nousevat nosteen vaikutuksesta ylös ja virtaavat muun seoksen kanssa pystyputken 5 yläosassa olevaa putkea 24 pitkin apupulpperiin 6. Apupulpperissa 6 hajotetaan roottorin 8 avulla vielä hajoamattomia papereita ja kartonkeja. Hajottuaan kuiduiksi ne virtaavat seulalevyn 7 läpi putkeen 30 ja edelleen putken 29 kautta pumpulle 16. Tämän seulalevyn reikien koko on yleensä sama kuin karkealajittimen 4.1 eli 2 - 5 20 mm. Näin pulpperi 6 toimii samalla karkealajittimena. Pulpperiin 6 joutuneita raskaita . ·. : jakeita ohjataan putken 25 kautta takaisin pystyputkeen sulkulaitteen 31 avulla. Ruuvilla • aa * « ··.* ,···, 9 kerätään apupulpperin 6 pinnalta kevyt rejekti ja hajoamaton materiaali kuten muovi.

• a • · · . ·: ·. Ruuvilta 9 nämä jakeet virtaavat putkea 26 pitkin pesurummun 10 sisälle. Tässä pyöriväs- .*·*. sä pesurummussa, jonka vaipassa on aukkoja, yleensä reikiä, joiden läpimitta on 6-15

• M

• .*. 25 mm, pestään karkeajae veden M avulla niin, että jakeesta erotetut kuidut ja pienet kevyet ·*· ·***· jakeet joutuvat veden kuljettamiksi putkea 27 pitkin selkeyttimen 12 keskiosaan 19.

·« ·

Veden M määrällä säädetään selkeyttäneen 12 virtaavan veden sakeus niin, että se olisi : selvästi alle 1 % mieluimin noin 0,5 %.

• * · a a a • · • « • aa 30 Kuitupitoinen vesi virtaa keskiosan ali selkeyttimen 12 ulompaan osaan, josta se pumpa- ··· ....: taan puhdistettavaksi laitteella 15. Selkeyttimen keskiosaan 19 jäävät kaikki vettä kevy- . emmät jakeet, jotka poistetaan ruuvikuljettimella 13 jatkokäsittelyyn. Selkeyttimen pöh- • aa , |, # j jalle pääsee laskeutumaan vettä raskaammat jakeet, kuten pieni hiekka. Tämä vettä ras- • · 4 118970 kaampi jae F poistetaan poistolaitteen 18 avulla selkeyttimestä 12. Poistolaite 18 voi olla kuten raskaan jakeen R poistolaite 17.

Selkeytin voi olla muunkin muotoinen. Tärkeintä on, että se erottaa kevyen ja raskaan ja-5 keen toisistaan. Kuitupitoisen veden puhdistimessa /lajittimessa on seulalevy, jossa on aukkoja rakoja tai reikiä ja reikien läpimitta on yleensä 1-4 mm. Tällä puhdistimella varmistetaan, että pesurummun 10 reiästä läpi päässeet epäpuhtaudet eivät lähde kiertoon kuitupitoisen veden mukana. Kuitupitoisen veden puhdistuksessa erotetut epäpuhtaudet G joutuvat jatkokäsittelyyn ja seulapinnan läpi virrannut vesi ohjataan ainakin seuraaviin 10 prosessin laimennuksiin J, K ja L.

Prosessi 2, kuvio 2: Tämä eroaa kuvion 1 kaaviosta siten, että pulpperissa 1 on seulalevy 2, josta johtuen ha- jotussakeus pulpperissa 1 on 4 - 10%. Seulalevyn 2 läpi virrannut kuitumassa viitaa kar- 15 kealajittimille 4 ja kuituuntunut materiaali virtaa seulalevyn 4.1 läpi putkeen 29 ja sitä pitkin pumpulle 16, joka pumppaa sen seuraavaan lisäpuhdistusvaiheeseen tai varasto- säiliöön. Karkealajittimen seulapinta 4.1 on yleensä reikälevy, jossa reikien läpimitta on 2-5 mm. Raaka-aineen se osuus, joka ei ole vielä hajonnut pulpperissa 1 eikä pääse pulp- perin seulalevyn 2 läpi, virtaa putkea 23 pitkin selkeytysputkeen 5. Pulpperin 1 seulale- 20 vy on yleensä reikälevy, jossa reikien läpimitta on 6-20 mm. Karkealajittimen 4 seulale- , ·. : vyä 4.1 läpäisemätön materiaali virtaa putkea 22 pitkin putkeen 23 ja siitä edelleen sei- • *! . * · \ keytysputkeen 5. Laimennusvettä L annostellaan putkeen 23 niin paljon, että pystyput- ··· . *: *. kessa olevan seoksen sakeus on alle 2 % mieluimmin jopa noin 1 %.

• ·« • · • * ··» : 25 Kummankin kuvion prosessiratkaisuissa on vähintään kaksi seulapintaa, selkeytysallas 5, • · » :***: jossa tapahtuu painovoimanien selkeytyminen sekä poisto selkeytysaltaan pohjalta että pintaosalta, jolloin erottuu raskaat ja kevyet epäpuhtaudet Lisäksi prosessiratkaisussa on : : rejektin pesuvesien puhdistus. Ensin erotetaan kevyet ja raskaat jakeet ja sen lisäksi vesi ··· ·*„.·' puhdistetaan seulapinnalla 15. Prosessin ratkaisussa ei kierrätetä roskia eikä varsinkaan ; * * *. 30 raskaita epäpuhtauksia, joista osa perinteisissä prosesseissa palaa takaisin pulpperiin 1 ja #·· ·;·*· aiheuttavat pulpperin roottorin ja seulalevyn kulumista Näiden järjestelyjen ansiosta pro- ,·! ; sessiin tuotavassa raaka-aineessa voidaan sallia suuria epäpuhtauspitoisuuksia. Kuitenkin • · · ....: prosessin tuottama kuitumassa on riittävän puhdasta seuraavaan puhdistusvaiheeseen, jos- • · sa kuitu puhdistetaan sopivaksi massaksi paperin tai kartongin tekemistä varten.

5 5 118970

Molemmissa kaavioissa esitettyyn selkeyttimeen 12 voidaan tuoda kuidun lisäpuhdis-tuksessa syntynyttä kuitu-ja hiekkapitoista jaetta linjaa 32 pitkin hiekan erotusta ja kuidun talteenottoa varten, esimerkiksi matalasakeus-pyörrepuhdistuksen rejektiä.

10 15 20 • · • · • M • · ··· • · • « • fr fr • ·· • · · • · · • · ♦ • * • · ··· : 25 • · · · • ·

• M

• fr fr fr • fr fr ·*· • fr · • · • fr • fr fr :·**·: 30 *·· • • » • · · • · • · • ·

Claims

118970

1. Menetelmä epäpuhtauksia käsittävän jätepaperista ja/tai kartongista koostuvan raaka- aineen käsittelemiseksi ja pulpperoimiseksi ja pulpperoinnista saatavan kuitumassan jalostamiseksi paperinvalmistukseen sopivaksi kuitumassaksi, jossa menetelmässä raaka-aine ensin esikäsitellään lisäämällä siihen laimennusvettä, pulpperoidaan pulpperi-säiliössä (1) hajottamalla raaka-aine kuiduiksi ja siitä erotetaan epäpuhtauksia useam-10 massa vaiheessa painovoimaisesti sekä seulonnan avulla, tunnettu siitä, että pulp-perisäiliöstä (1) massa johdetaan karkealajittimen (2), (4) kautta ensimmäinen kuidun-erotus suoritettuna pystyselkeyttimeen (S), jossa vettä raskaammat epäpuhtaudet laskeutuvat ja josta raskas rejekti poistetaan pohjaosalta ja loppuseoksen sekä kevyen rejektin kulku ohjataan mainitun selkeyttimen (S) yläosan kautta apupulpperiin (6), jolloin 15 menetelmässä kuitumassaa otetaan talteen karkealajittimelta (2);(4) ja apupulpperilta (6) näiden sisältämien seulavälineiden (2); (4.1), (7) kautta.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att massans strömming frän pulpera (1) tili hjälppulpem (6) händes med hjälp av gravitation.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan kulku pulpperilta (1) apupulpperille (6) tapahtuu painovoimaisesti. 20 . 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä • «i (karkealajittimen seulassa (2);(4.1) käytetään samaa seulan aukkokokoa kuin apupulp- e · perin (6) seulassa (7). • · · Φ 4 ··« • · • · . .·. 25 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäpuhtautta ··· .· · 1. sisältävä massa poistetaan apupulpperin (6) yläosasta ja apupulpperilta poistettava epä- ··· puhtauksia sisältävä vesi puhdistetaan ja selkeytetään ja johdetaan takaisin pulpperiin (1) • :1: lisälaimennusvedeksi. ·1· *»· * · • · ··· ,·1·. 30 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessilla ai- • · ,...: kaansaatu kuituvirtaus pidetään yllä prosessissa sekä johdetaan siitä ulos yhtä ja samaa • 1 .1 . pumppua (16)4cäyttäen. • · · * · · · 7 118970

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat därav, att man använder i grovsorte-5 rarens sikt (2);(4.1) samma siktens öppningsstorlek som i sikten (7) i hjälppulpem (6).

4. Förfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat därav, att massan som innehaller oren-heter borttagas frän övre delen av hjälppulpem (6) och vatien som borttagas frän hjälppulpem och innehäller orenheter rengörs och avklaras och äterledes in i pulpera (1) tili 10 som blandningsvatten.

5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att fiberströmming som har ästadkommits med hjälp av processen uppehälles i processen samt ledes ut ur den genom en och samma pump (16). 15

6. Förfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat därav, att siktema (2);(4.1);(7) i grov-sorteraren (2);(4) och i hjälppulpem (6) rengörs med hjälp av roterande rotorema (3);(4.2);(8). 20 7. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att med hjälp av en siktplät (2) .·. · separeras i pulpera (1) den första fibermassaströmmingen mot pumpen (16). • · • » »

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkealajitti-men (2);(4) ja apupulpperin (6) seuloja (2);(4.1);(7) puhdistetaan pyörivien roottorien (3);(4.2);(8) avulla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pulpperissa (1) erotellaan seulalevyn (2) avulla ensimmäinen kuhumassavirtaus kohti pumppua (16).

8. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att med hjälp av rotora (3) . · · ·. sönderdelad fibermassaströmming ledes bort frän pulpera (1) mot den första siktpläten :7: 25 (4.1). • · • * · • · ·

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pulpperista (1) ohjataan roottorin (3) avulla hajotettu kuitumassavirtaus pois kohti ensimmäistä seula- 10 levyä (4.1).

9. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att massans strömmingshastig- het uppät i avklararen (5) förminskas med hjälp av fibermassans första separering som :**’.· händes före avklararen. • · · 30 • · • · ·

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan virtausnopeutta ylöspäin selkeyttimessä (S) pienennetään ensimmäisen ennen selkeytintä tapahtuvan kuitumassan erotuksen avulla. 15

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raskas rejekti erotetaan pystyselkeyttimessä (S) alle 2 %:n sakeusasteen massasta. 20 .·. ; PATENTKRAV • · · • · ·»* , ·: *, 1. Förfarande för handling och defibrering av orenheter bestäende rämaterial som bildas . ·. av avfallspapper och/eller kartong och för bearbetning av fibermassa som fis frän defib- * · ; 25 reringen tili fibermassa som passar för papperstillverkning, i vilket förfarande rämaterial • · · ;***· först förbehandlas genom att öka blandningsvatten i det, defibreras i pulperbehällare (1) • · · genom att sönderdela rämaterial tili som fibrer och frän det separeras orenheter i flera faser med hjälp av tyngdkraft eller genom avsiktning, kännetecknat därav, att massan : ledes frän pulperbehällaren (1) via en grovsorterare (2);(4) när den första fiberseparering . · * ·. 30 är utförd in i en vertikal avklarare (5), där orenheter tyngre än vatten sedimenteras och ·· .;: frän vtiken avklarare tungt rejekt borttagas frän bottendelen och strömming av slutbland- 1. ningen och det lätta rejektet styrs via övre delen av nämnda avklarare (5) in i en hjälp- * · pulper (6), varvid i förfarandet fibermassa tillvaratagas frän grovsorteraren (2);(4) och hjälppulpem (6) via avsiktredskap (2);(4.1),(7) som de innehäller. • · 118970

10. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att det tunga rejektet separeras i den vertikala avklararen (5) frän massa vars konsistensgrad är under 2 %. • · · • ·