Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus HolzwerkstoffreststückenProcess for the recovery of chips and fibers from wood-based material residues
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffreststϋcken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien.The invention relates to a process for the recovery of chips and fibers from wood-based material residues, old furniture, production residues, waste and other wood-based materials containing glue that is glued with urea-formaldehyde binders or with other hydrolyzable or chemically digestible binders.
Ein derartiges Verfahren ist in der EP 0 697 941 B1 beschrieben. Danach wird den Holzwerkstoffstucken in einem ersten Schritt eine Tränk- bzw. Imprägnierlösung im Überschuss zugegeben. Nachdem dieSuch a method is described in EP 0 697 941 B1. Then, in a first step, an excess of an impregnation or impregnation solution is added to the wood material pieces. after the
Holzwerkstoffstücke mindestens 50 % ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben, wird die restliche Flüssigkeit abgelassen. Die so imprägnierten Holzwerkstoffstücke werden auf 80°C - 1 20°C erwärmt; das so aufgeschlossene Holzwerkstoffmaterial wird anschließend durch eine Siebung und/oder Windsichtung sortiert. Gemäß einem abgewandelten Verfahren wird den Holzwerkstoffstucken eine Tränkbzw. Imprägnierlösung zugegeben, die so bemessen ist, dass die gesamte Flüssigkeit durch die Holzwerkstoffstücke aufgenommen wird, wenn die Holzwerkstoffstücke mindestens 50 % ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben. Die so imprägnierten Holzwerkstoffstücke werden dann auf 80 - 120°C erwärmt. Imprägnierung und Temperatureinwirkung finden in einem Aufschlussbehalter statt, in dem ein Überdruck bis 2 bar herrschen kann.Pieces of wood material have absorbed at least 50% of their own weight in impregnation solution, the remaining liquid is drained off. The wood material pieces impregnated in this way are heated to 80 ° C - 120 ° C; the wood-based material thus broken up is then sorted by sieving and / or air separation. According to a modified method, the wood-based material pieces are soaked. Impregnation solution added, which is dimensioned such that the entire liquid is absorbed by the wood material pieces when the wood material pieces have absorbed at least 50% of their own weight of impregnation solution. The wood material pieces impregnated in this way are then heated to 80-120 ° C. Impregnation and the effects of temperature take place in a digestion tank in which an overpressure of up to 2 bar can prevail.
In der DE 196 40 503 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern beschrieben. Hier werden Altmöbel und Produktionsabfälle zu einem stückigen Ausgangsmaterial zerkleinert, aus dem dann Feingut abgetrennt wird. In einem ersten Aufschlussschritt wird dem Ausgangsmaterial durch Evakuierung des
Reaktionsbehälters und durch den dadurch erzeugten Unterdruck die in Hohlräumen eingeschlossene Luft entzogen. In einem zweiten Aufschlussschritt wird das Material mit einer vorgewärmten Imprägnierlösung versetzt, die während einer vorgegebenen Quelldauer eine Quellung und Gewichtszunahme auf nahezu das doppelte Eigengewicht des eingesetzten Materials bewirkt, wonach in Überschuss zugegebene Imprägnierlösung abgelassen wird. In einem dritten Aufschlussschritt wird dieses vorgequollene Material bei Überdruck mit heißem Wasserdampf beaufschlagt und zu einer im Wesentlichen aus Span- und Faserbestandteilen gebildeten, bröckeligen Aufschlussmasse zersetzt. In dem zweiten Aufschlussschritt beträgt die Quelldauer des eingesetzten Materials zwischen 10 und 20 Minuten, während in dem Reaktionsbehälter eine Quelltemperatur von 75 - 90°C herrscht. In dem dritten Aufschlussschritt wird der Wasserdampf mit einer Dampftemperatur zwischen 1 20 - 140°C und mit einem Dampfdruck von 1 ,9 - 3,6 bar gleichmäßig verteilt über den Behälterinnenraum in den Reaktionsbehälter eingebracht.DE 196 40 503 C1 describes a method and an apparatus for the extraction of secondary chips and fibers. Here, old furniture and production waste are shredded into a lumpy raw material, from which fines are then separated. In a first digestion step, the starting material is evacuated from the Reaction container and by the vacuum generated thereby, the air trapped in cavities. In a second digestion step, the material is mixed with a preheated impregnation solution, which causes swelling and weight gain to almost twice the weight of the material used during a given swelling period, after which excess impregnation solution added is drained off. In a third digestion step, this pre-swollen material is subjected to hot water vapor at excess pressure and decomposed into a crumbly digestion mass essentially formed from chip and fiber components. In the second digestion step, the swelling time of the material used is between 10 and 20 minutes, while the reaction vessel has a swelling temperature of 75-90 ° C. In the third digestion step, the steam is introduced with a steam temperature between 1 20-140 ° C and a steam pressure of 1.9-3.6 bar evenly distributed over the interior of the container into the reaction container.
In der DE 42 24 629 A1 ist ein Verfahren zum Recycling von Holzwerkstoffen offenbart, bei dem die zuvor hergestellten Bruchstücke in einem Aufschließungsschritt über eine bestimmte Aufschließungszeit einer vorzugsweise gesättigten Wasserdampfatmosphäre unter hohem Druck und unter hoher Temperatur ausgesetzt werden. Dabei wird im Aufschließungsschritt mit einer Temperatur zwischen 1 20°C und 180°C und einem Druck zwischen 2 und 1 1 bar gearbeitet. Der heiße Wasserdampf aus dem Aufschließungsschritt kann in einem Vorwärmschritt bei normalem Druck zur Vorwärmung und Dämpfung der Bruchstücke verwendet werden.DE 42 24 629 A1 discloses a method for recycling wood-based materials, in which the fragments previously produced are exposed to a preferably saturated water vapor atmosphere under high pressure and at high temperature in a digestion step over a certain digestion time. The digestion step uses a temperature between 1 20 ° C and 180 ° C and a pressure between 2 and 1 1 bar. The hot steam from the digestion step can be used in a preheating step at normal pressure to preheat and dampen the fragments.
In der DE-AS 1 201 045 ist ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spanmaterial aus mit ausgehärteten Bindemitteln durchsetzten Abfällen, Sägespänen, Müll usw. zur Herstellung von Spanplatten oder dergleichen beschrieben. Hier soll der Abfall der Einwirkung von überspanntem Dampf ausgesetzt werden, wobei der Dampf mit einem Überdruck von 1 - 5 atü
während einer Zeitspanne zwischen 0,5 und 4 Stunden auf den Abfall einwirken soll.DE-AS 1 201 045 describes a process for the recovery of chip material from waste, sawdust, garbage etc. interspersed with hardened binders for the production of chipboard or the like. Here, the waste is to be exposed to the action of strained steam, the steam being at an overpressure of 1-5 atm act on the waste for a period of between 0.5 and 4 hours.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.The invention has for its object to improve the economy in the method described above for the recovery of chips and fibers.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:Based on the method described in the introduction, this object is achieved according to the invention with the following method steps:
a) ein in seinem oberen Bereich mit einem Abgasventil versehener, in seinem Innenraum unter Atmosphärendruck stehender Aufschlussbehalter wird mit den Holzwerkstoffstucken befüllt und dann bei geöffnetem Abgasventil geschlossen;a) a digestion tank provided in its upper area with an exhaust gas valve and in its interior under atmospheric pressure is filled with the wood material pieces and then closed with the exhaust gas valve open;
b) in den unteren Bereich des so befüllten Innenraumes des Aufschlussbehalters wird unter leichtem Überdruck so lange Dampf eingeleitet, bis dieser die Luft aus dem Aufschlussbehalter über das geöffnete Abgasventil zumindest weitgehend verdrängt hat und im Behälterinnenraum eine Temperatur von etwa 100 - 1 20°C erreicht ist und ein etwas über Atmosphärendruck liegender Druck herrscht;b) Steam is introduced into the lower area of the interior of the digestion tank filled with a slight excess pressure until it has at least largely displaced the air from the digestion tank via the open exhaust gas valve and has reached a temperature of approximately 100-120 ° C. in the interior of the tank and there is a pressure slightly above atmospheric pressure;
c) der hierbei aus dem Abgasventil austretende Dampf wird zusammen mit der von ihm aus dem Behälterinnenraum verdrängten Luft in eine Imprägnierlösung zu deren Vorwärmung eingeleitet;c) the steam emerging from the exhaust valve is introduced together with the air it displaces from the interior of the container into an impregnation solution for preheating it;
d) anschließend wird in den Aufschlussbehalter die vorgewärmte Imprägnierlösung so lange eingeleitet, bis das Füllgut im Aufschlussbehalter vollständig mit der Imprägnierlösung bedeckt ist;d) the preheated impregnation solution is then introduced into the digestion tank until the contents in the digestion tank are completely covered with the impregnation solution;
e) nachdem die Holzwerkstoffstücke zumindest 50 % ihrer Trockensubstanz an Imprägnierlösung aufgenommen haben, wird die restliche Imprägnierlösung abgelassen;
f) bei geschlossenem Abgasventil werden durch Einleiten von Dampf in den Aufschlussbehältern die Holzwerkstoffstücke auf 80° bis 120°C erwärmt und dadurch zu Spänen und/oder Fasern aufgeschlossen.e) after the wood material pieces have taken up at least 50% of their dry substance in impregnation solution, the remaining impregnation solution is drained off; f) When the exhaust gas valve is closed, the wood-based material pieces are heated to 80 ° to 120 ° C. by introducing steam into the digestion tanks, thereby breaking up chips and / or fibers.
Der die Luft aus dem Behälterinnenraum verdrängende Dampf führt zu einer Vorerwärmung der Holzwerkstoffstücke, nicht aber zu deren Aufschluss, da hierfür im Dampf zu wenig Wasser enthalten ist bzw. beim Durchströmen des Dampfes durch das Füllgut auf Letzterem zu wenig Wasser kondensieren kann. Dabei ist es unter dem Gesichtspunkt einer Energieeinsparung wichtig, dass der die Luft aus dem Behälterinnenraum verdrängende Dampf zusammen mit der von ihm erwärmten verdrängten Luft zur Vorwärmung der Imprägnierlösung eingesetzt werden kann.The steam displacing the air from the interior of the container leads to a preheating of the wood-based material pieces, but not to their digestion, since there is too little water in the steam for this purpose, or too little water can condense on the latter when the steam flows through the filling material. It is important from the point of view of energy saving that the steam displacing the air from the interior of the container can be used together with the displaced air heated by it to preheat the impregnation solution.
Dadurch, dass der Dampf erfindungsgemäß von unten in den Aufschlussbehalter eingeleitet wird, den Behälterinnenraum von unten nach oben durchströmt und teilweise oben aus dem Abgasventil wieder austritt, kann sich im unteren Teil des Aufschlussbehalters kein Kondensat sammeln, da ein Kondensat durch den einströmenden Dampf unmittelbar wieder in die Dampfphase überführt würde. Dadurch wird eine übermäßige Aufnahme von Wasser bzw. eine vorzeitige, unerwünschte Befeuchtung der im unteren Teil des Aufschlussbehalters befindlichen Holzwerkstoffstücke vor deren eigentlicher Imprägnierung vermieden.As a result of the fact that the steam is introduced into the digestion tank from below, flows through the interior of the tank from bottom to top and partially exits the exhaust gas valve again at the top, no condensate can collect in the lower part of the digestion tank, since a condensate is immediately present again due to the inflowing steam would be transferred to the vapor phase. This avoids excessive absorption of water or premature, undesirable moistening of the wood material pieces located in the lower part of the digestion tank before they are actually impregnated.
Um alle Holzwerkstoffstücke des in den Aufschlussbehalter eingefüllten Füllgutes allseitig gleichmäßig vorzuwärmen, wird der Dampf so lange in den Behälterinnenraum eingeleitet, bis dort eine Temperatur von J> 100°C feststellbar ist, wobei der Druck des eingeleiteten Dampfes immer etwas oberhalb des umgebenden atmosphärischen Drucks liegen soll, um eine Rückströmung der Luft in den Behälterinnenraum zu vermeiden.In order to preheat all wood material pieces of the filling material filled into the digester evenly on all sides, the steam is introduced into the interior of the container until a temperature of J> 100 ° C can be determined, the pressure of the introduced steam always being slightly above the surrounding atmospheric pressure to prevent air from flowing back into the interior of the container.
Die Einleitung der Imprägnierlösung in den Behälterinnenraum erfolgt erfindungsgemäß im Überschuss und zwar bis zur vollständigen Bedeckung des in den Aufschlussbehalter eingefüllten Füllgutes. Wenn die vorgewärmte
Imprägnierlösung eine Temperatur von z.B. 80°C aufweist, und die Holzwerkstoffstücke infolge der Dampfbeaufschlagung auf z.B. 60°C gewärmt sind, kühlt sich die in den Aufschlussbehalter eingeleitete Imprägnierflüssigkeit etwas ab. Es kann daher zweckmäßig sein, die Dampfzufuhr in den Behälterinnenraum auch noch während der Einleitung und Einwirkung der Imprägnierlösung aufrechtzuerhalten. Die hierdurch erzielte Vergleichmäßigung der Abnahme des Dampfes wirkt sich überdies vorteilhaft u.a. auch für die Dampferzeugung aus.
According to the invention, the impregnation solution is introduced into the interior of the container in excess until the contents in the digestion container are completely covered. If the preheated Impregnation solution has a temperature of, for example, 80 ° C, and the wood material pieces are heated to, for example, 60 ° C as a result of the application of steam, the impregnation liquid introduced into the digestion tank cools down somewhat. It can therefore be expedient to maintain the supply of steam into the interior of the container even while the impregnation solution is being introduced and acted upon. The resulting equalization of the decrease in steam also has an advantageous effect, inter alia, for steam generation.