WO2006063632A1 - Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer suspension enthaltenen fasern oder enthaltenem zellstoff mit einem füllstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer suspension enthaltenen fasern oder enthaltenem zellstoff mit einem füllstoff Download PDF

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WO2006063632A1
WO2006063632A1 PCT/EP2005/011498 EP2005011498W WO2006063632A1 WO 2006063632 A1 WO2006063632 A1 WO 2006063632A1 EP 2005011498 W EP2005011498 W EP 2005011498W WO 2006063632 A1 WO2006063632 A1 WO 2006063632A1
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carbon dioxide
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lime
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PCT/EP2005/011498
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Reinhard Gather
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Voith Patent Gmbh
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    • 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for loading fibers or contained filler with a filler by a chemical precipitation reaction, wherein the fibers or the pulp are provided in the form of a suspension having a predeterminable concentration of solids.
  • fillers such as precipitated calcium carbonate (PCC) or crushed or ground calcium carbonate (GCC) are common substances used to reduce pulp content and to improve the optical properties of the fibrous web.
  • PCC precipitated calcium carbonate
  • GCC crushed or ground calcium carbonate
  • PCC or GCC fillers are mass produced in specialized manufacturing plants that may be associated with a paper or board mill as a satellite facility.
  • PCC on-line production has never been or will be considered in the paper or board industry because of the unique process characteristics required to make PCC. Instead, PCC or GCC is transported as bulk material or in the form of a suspension to the paper or board mills.
  • the loading of fibers or pulp contained in a suspension with an additive, for example filler can be carried out, for example, by a chemical precipitation reaction, that is to say in particular by means of a so-called "Fiber Loading TM" process, as described, inter alia, in US Pat. No. 5,223,090 A.
  • a chemical precipitation reaction that is to say in particular by means of a so-called "Fiber Loading TM” process, as described, inter alia, in US Pat. No. 5,223,090 A.
  • the wetted fiber surfaces of the fiber material at least one additive, in particular filler incorporated.
  • the fibers can be loaded with calcium carbonate, for example.
  • calcium oxide and / or calcium hydroxide is added to the moist, disintegrated fiber material in such a way that at least part of it associates with the water present in the fiber material.
  • the fiber material treated in this way is then preferably exposed to carbon dioxide in a shear field.
  • a method based on the method of the cited US patent and immediately improved method for loading fibers contained in a suspension is known, for example, from German Offenlegungsschrift DE 102 04 254 A1.
  • the precipitated product-laden fibers are milled to produce maximum dimensions of the precipitate product particles in a range of about 0.05 to about 5 microns, wherein the crystalline precipitate product particles are generated in an on-line process directly in the stock preparation line.
  • German Patent Application DE 101 07 448 A1 discloses a method and a device for loading fibers contained in a suspension with a filler by means of a chemical precipitation reaction.
  • the suspension containing the fibers is fed to a pump disperger and acted upon in this by shear forces to break up larger fiber agglomerates into smaller or even individual fibers.
  • the pump disperger is used as the reactor for the chemical precipitation reaction.
  • German patent application DE 101 20 526 A1 discloses a process for the production of pulp for further use for the
  • the product obtained by a pulp production process Pulp first loaded by a chemical precipitation reaction with additive, preferably in accordance with the aforementioned US Patent US 5,223,090, then dried the already loaded pulp and provided for further use or put into shipping.
  • the processes described in the prior art are all characterized in that the lime [Ca (OH) 2 ; slaked lime suspended in water; quicklime; Hydrated lime] or the slaked lime are first brought into contact with the fibers or pulp contained in the suspension, that is to say mixed, and then the carbon dioxide is introduced when the chemical precipitation reaction is triggered.
  • a disadvantage of these methods is, in particular, that they have only a low efficiency, since the milk of lime or the slaked lime occupy the surfaces of the fibers or of the pulp and thus blocks the access of carbon dioxide.
  • the chemical precipitation reaction on the surfaces becomes possible only after the carbon dioxide introduced has diffused through the layers of lime milk or dissolved lime. This makes it particularly difficult to load the surfaces inside the fibers (lumens).
  • PCC precipitated calcium carbonate
  • the remaining calcium carbonate (PCC) is unbound and is therefore free.
  • the object of the invention is thus to provide an improved method of the type mentioned, on the one hand ensures a complete and rapid chemical reaction and on the other hand an efficient loading of the surfaces of the fibers (inside and outside) or the pulp. Moreover, an improved device of the aforementioned type is to be created, which makes it possible to carry out the relevant chemical reaction continuously, efficiently and economically. This object is achieved according to the invention in a method,
  • That carbon dioxide is added to the fibers or pulp in the form of a suspension and
  • Lime milk or slaked lime are mixed while the chemical precipitation reaction is triggered and largely, preferably completely completed.
  • the loaded pulp can subsequently be dried and provided for further use or brought into shipping form.
  • the pulp can be provided in bale form, roll form or the like for further use or for shipping.
  • the pulp itself can be produced, for example, by the sulphate process and / or by the sulphite process.
  • the lime or the slaked lime reacts with the introduction of carbon dioxide in the form that forms crystalline structures.
  • the shape of the forming conglomerates can be significantly influenced by the amount of carbon dioxide and the rate of introduction of carbon dioxide and by the system temperature, possibly also by the prevailing flow conditions. Under the microscope, two basic types can be distinguished: the more rod-shaped or the flat or ball-like structures.
  • the shape of the structure is particularly important for certain specialty papers. By way of example, mention may be made of cigarette paper which requires rod-shaped structures in order to ensure the necessary opacity at a defined porosity.
  • the carbon dioxide is added to the suspension in at least one reactor upstream in the process flow and preferably heatable unit or the carbon dioxide is added to the suspension in the reactor, in which preferably delayed mixing of the suspension with lime or slaked lime is completed. Both options have their own advantages.
  • the suspension is subjected to massive carbon dioxide before the chemical reaction.
  • the fibers accumulate with it
  • Fibers or pulp A further improvement of the loading process is also made possible by the process according to the invention in that the fibers or the pulp itself are "soaked” with carbon dioxide The lime or slaked lime thus already comes with the educt in view of the upcoming precipitation reaction
  • This first possibility also allows the continuous addition of carbon dioxide and / or the continuous mixing with lime or slaked lime.
  • the second possibility basically offers the same advantages, but disadvantageously the addition of carbon dioxide and the mixing with milk of lime or slaked lime can only take place in batch mode. The application rate when using this second option is reduced accordingly, but investment and even operating costs can be saved due to a simplified system design.
  • the carbon dioxide can be added to the suspension under the action of shearing forces, preferably in a pump disperger;
  • the carbon dioxide can be added to the suspension using mixing effects, preferably in a stationary mixing system, in particular a stationary mixer;
  • the carbon dioxide can be added to the suspension in at least one stationary mixer under the influence of flow turbulences, wherein the flow turbulences can be used in a possible injection of carbon dioxide into a supply line; and / or - the carbon dioxide can be added to the suspension using at least one at least partially agitated mixing system, preferably in an agitator.
  • the consistency of the suspension can be varied within certain limits. About this it may also be advantageous if even in the reactor before and / or during and / or after the addition of lime or slaked lime water, for example fresh water and / or white water, is added. This allows a subsequent adjustment of the consistency of the suspension.
  • the suspension is degassed before adding the carbon dioxide by means of at least one degassing and / or that the carbon dioxide is added to the suspension under pressure. Both of these embodiments contribute positively to successful loading of the fibers or pulp in the course of the chemical reaction.
  • the carbon dioxide is preferably added to the suspension as pure carbon dioxide and / or as flue gas.
  • the flue gas can be taken from boilers or power plants. Both options support the loading process and the use of flue gas is generally more cost effective.
  • the suspension is produced by dissolving pulp or waste paper with additives in at least one pulper or fed as non-dried substance, which is also referred to as "never tried pulp", the loading process, such as from another pulp mill.
  • the reaction parameters are preferably measured in the at least one reactor and optionally used to control the chemical precipitation reaction.
  • the reaction parameters which are relevant for safe and optimal process control comprise at least the pH, the temperature, the residence time, the throughput of suspension and / or lime or slaked lime.
  • at least the pH of the suspension measured at the end of the reaction is compared with a desired value and the control deviation is ideally reduced or eliminated via at least one of the following process variables: addition of lime or slaked lime, addition of carbon dioxide, throughput of suspension and / or the like.
  • a device for loading fibers or pulp contained in a suspension with a filler by means of a chemical precipitation reaction the fibers or the pulp being provided in the form of a suspension having a predefinable solids concentration.
  • This device is characterized in that at least one reactor is provided, in which the fibers or the pulp are mixed in the form of a suspension to which carbon dioxide has been added with lime or slaked lime and the chemical precipitation reaction is triggered and as far as possible, preferably completely completed ,
  • the method according to the invention and the device according to the invention can also be suitably used in the production of a fibrous web, in particular a paper or board web, at least fibers or pulp being used in the form of at least one suspension which have been loaded in accordance with the method according to the invention ,
  • FIG. 1 is a schematic representation of an apparatus for loading suspension-containing fibers with a filler by a chemical precipitation reaction
  • Figure 2 is a schematic representation of another device for loading fibers contained in a suspension with a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 for loading fibers 2.1 or pulp 2.2 contained in a suspension 3 with a filler 4 by means of a chemical precipitation reaction, the fibers 2.1 or the pulp 2.2 being in the form of a suspension 3 having a predefinable solids concentration c to be provided.
  • the device 1 comprises a reactor 5, in which the fibers 2.1 or the pulp 2.2 in the form of a suspension 3, to which carbon dioxide 6 has been added, are mixed with lime or slaked lime 7 and the chemical precipitation reaction is triggered and largely, preferably completely, completed ,
  • the carbon dioxide 6 may be added to the suspension 3 as pure carbon dioxide and / or as a flue gas.
  • the reactor 5 has at least one supply line 8 for carbon dioxide 6, so that carbon dioxide 6 before and / or simultaneously with the addition of lime or slaked lime 7 via a line 9 to the fibers 2.1 or 2.2 pulp can be supplied in the form of a suspension 3 ,
  • the filler 4 is then calcium carbonate in this case.
  • a supply line 11 for water 10 is provided, which before adding the carbon dioxide 6 and / or before and / or during and / or after Addition of lime or slaked lime 7 can be added.
  • both a degassing 12 are provided for degassing of the suspension 3 before adding the carbon dioxide 6 as a pressure generator 13 for the pressurized addition of carbon dioxide 6 to the suspension 3.
  • the known and only schematically illustrated degassing device 12 is connected by means of a line 14 to the reactor 5, whereas the known and again only schematically illustrated pressure generating device 13 by means of the already existing line 8 to the
  • Reactor 5 is connected.
  • One known and prior art pulper 15 is provided for producing the suspension 3 by dissolving pulp or waste paper with aggregates.
  • the generation of the suspension 3 can of course also be effected by feeding non-dried substance.
  • the reactor 5 has at least one system 16 for measuring the reaction parameters and optionally for controlling the chemical
  • the relevant reaction parameters include at least the pH, the temperature, the residence time, the throughput of suspension and / or lime or slaked lime.
  • Measuring cells and actuators or actuators are generally known and thus only indicated by way of example.
  • the reaction parameters are preferably present in the following value ranges: pH of the suspension in the reactor between 6 and 11, preferably between 7 and 10, temperature of the suspension in the reactor between about -15 and about 120 ° C., preferably between about 20 and about 90 °, residence time of the suspension in the reactor between 0.5 minutes and about 4 hours, preferably between 3 Minutes and about 1 hour.
  • the throughput of suspension and / or lime or slaked lime depends largely on the size of the reactor and thus can not be easily quantified.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further apparatus 1 for loading fibers 2.1 contained in a suspension 3 or contained pulp 2.2 with a filler 4 by means of a chemical precipitation reaction.
  • This device 1 is based in principle on the device 1 of Figure 1, so that reference is made in substantial parts to these and their description.
  • the device 1 in turn comprises a reactor 5, in which the fibers 2.1 or the pulp 2.2 in the form of a suspension 3 with lime or
  • 'slaked lime 7 are mixed while the chemical precipitation reaction is triggered and largely, preferably completely completed.
  • a line 9 is provided for the addition of lime or slaked lime 7 in the reactor.
  • the unit 17 has at least one for this purpose
  • the carbon dioxide 6 may be added to the suspension 3 as pure carbon dioxide and / or as a flue gas.
  • the filler 4 is then calcium carbonate in this case.
  • the unit 17 upstream of the reactor 5 in the process sequence comprises at least one pump disperger 18 which generates shear forces during the addition of the carbon dioxide 6 via the at least one supply line 8 to the suspension 3.
  • a pump disperger 18 is structurally and functionally known, for example, from the already cited German Offenlegungsschrift DE 101 07 448 A1. The content of this document is hereby incorporated by reference into the present specification.
  • the unit 17 upstream of the reactor 5 in the course of the process may also comprise at least one stationary mixing system, such as a stationary mixer or a supply line through which the suspension flows, which produces mixing effects during the addition of the carbon dioxide to the suspension.
  • at least one partially agitated mixing system such as an agitator, which produces mixing effects during the addition of the carbon dioxide to the suspension.
  • the device 1 further comprises both a degassing 12 for degassing the suspension 3 before adding the carbon dioxide 6 and a pressure generating device 13 for pressurized addition of carbon dioxide 6 to the suspension 3.
  • the known and only schematically illustrated degassing 12 is connected by means of a line 14 to the Reactor 5 is connected, whereas the known and again shown only schematically pressure generating device 13 is connected by means of the already existing line 8 to the unit 17.
  • One known and prior art pulper 15 is provided for producing the suspension 3 by dissolving pulp or waste paper with aggregates.
  • the generation of the suspension 3 can Of course, by feeding a non-dried material done.
  • the reactor 5 in turn has at least one system 16 for measuring the reaction parameters and optionally for controlling the chemical precipitation reaction.
  • the relevant reaction parameters include at least the pH, the temperature, the residence time, the throughput
  • Suspension and / or lime or slaked lime are generally known and thus only indicated by way of example.
  • the apparatus 1 is thus outstandingly suitable for producing a fibrous web, at least fibers 2.1 or cellulose 2.2 in the form of at least one suspension 3 being used, which were loaded according to the method of the invention when using the device 1 according to the invention.
  • the invention provides an improved method and an improved device of the aforementioned types which, on the one hand, have the most complete and rapid chemical reaction and, on the other hand, efficient loading of the surfaces of the fibers (inside and outside) or of the Ensuring pulp.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen von in einer Suspension (3) enthaltenen Fasern (2.1) oder enthaltenem Zellstoff (2.2) mit einem Füllstoff (4) durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration (c) bereitgestellt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass den Fasern (2.1) oder dem Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) Kohlendioxid (6) zugesetzt wird und dass die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3), denen Kohlendioxid (6) zugesetzt wurde, vorzugsweise in mindestens einem Reaktor (5) mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird.

Description

HPP12301 WO
Verfahren und Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zellstoff mit einem Füllstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zeilstoff mit einem Füllstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern oder der Zellstoff in Form einer Suspension mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration bereitgestellt werden.
Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, sind Füllstoffe wie insbesondere gefälltes Kalziumkarbonat (PCC - precipitated calcium carbonate) oder zerkleinertes oder gemahlenes Kalziumkarbonat (GCC - ground calcium carbonate) übliche Substanzen, die dazu verwendet werden, den Faserstoffgehalt zu reduzieren sowie die optischen Eigenschaften der Faserstoffbahn zu verbessern.
Bei den handelsüblichen PCC- oder GCC-Füllstoffen handelt es sich um Massenware, die in speziellen Herstellungsbetrieben erzeugt wird, die einer Papier- oder Kartonfabrik als Satellitenanlage zugeordnet sein können. Eine Online-Herstellung von PCC wurde oder wird in der Papier- oder Kartonindustrie jedoch niemals erwogen, was auf die besonderen Prozesseigenschaften zurückzuführen ist, die zur Herstellung von PCC erforderlich sind. Stattdessen wird PCC oder GCC als Schüttgut oder in Form einer Suspension zu den Papier- oder Kartonfabriken transportiert.
Das Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zellstoff mit einem Zusatzstoff, zum Beispiel Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, das heißt insbesondere durch einen so genannten „Fiber Loading™"-Prozess erfolgen, wie er unter anderem in der US- Patentschrift US 5,223,090 A beschrieben ist. Bei einem solchen „Fiber Loading™"-Prozess wird an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielsweise mit Kalziumkarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, desintegrierten Fasermaterial Kalziumoxid und/oder Kalziumhydroxid so zugesetzt, dass zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vorhandenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird anschließend vorzugsweise in einem Scherfeld mit Kohlendioxid beaufschlagt.
Ein auf das Verfahren der genannten US-Patentschrift aufbauendes und sogleich verbessertes Verfahren zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 04 254 A1 bekannt. Die mit einem Fällungsprodukt beladenen Fasern werden zur Erzeugung von maximalen Abmessungen der Fällungsproduktteilchen in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 5 μm gemahlen, wobei die Erzeugung der kristallinen Fällungsproduktteilchen in einem Online-Prozess direkt in der Stoffaufbereitungslinie erfolgt.
Weiterhin sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 07 448 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern mit einem Füllstoff durch eine chemische Fällungsreaktion bekannt. Dabei wird die die Fasern enthaltene Suspension einem Pumpdisperger zuführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen. Gleichzeitig wird der Pumpdisperger als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion verwendet.
Überdies ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 20 526 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoff zur weiteren Verwendung für die
Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bekannt. Dabei wird der durch einen Zellstofferzeugungsprozess gewonnene Zellstoff zunächst durch eine chemische Fällungsreaktion mit Zusatzstoff beladen, vorzugsweise gemäß der bereits genannten US-Patentschrift US 5,223,090, anschließend der bereits beladene Zellstoff getrocknet und für die weitere Verwendung bereitgestellt beziehungsweise in Versandform gebracht.
Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zeichnen sich allesamt dadurch aus, dass die Kalkmilch [Ca(OH)2; in Wasser aufgeschwemmter/suspendierter gelöschter Kalk; Ätzkalk; Kalkhydrat, Slaked Lime] beziehungsweise der gelöschte Kalk zuerst mit den in der Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zellstoff in Kontakt gebracht, das heißt vermischt wird und danach das Kohlendioxid bei Auslösung der chemischen Fällungsreaktion eingeleitet wird.
Ein Nachteil dieser genannten Verfahren besteht insbesondere darin, dass sie nur einen geringen Wirkungsgrad aufweisen, da die Kalkmilch beziehungsweise der gelöschte Kalk die Oberflächen der Fasern oder des Zellstoffs belegen und somit den Zugang von Kohlendioxid blockiert. Die chemische Fällungsreaktion an den Oberflächen wird erst dann möglich, nachdem das eingeleitete Kohlendioxid durch die Schichten an Kalkmilch beziehungsweise gelöstem Kalk hindurch diffundiert ist. Dies erschwert insbesondere ein Beladen der Oberflächen im Faserinnern (Lumen). Letztendlich wird also nur ein geringer Teil des gefällten Kalziumkarbonats (PCC) an die Oberflächen angelagert. Das restliche Kalziumkarbonat (PCC) liegt ungebunden vor und ist somit frei.
Die Aufgabe der Erfindung ist es also, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das zum einen eine möglichst vollständige und schnelle chemische Reaktion und zum anderen eine effiziente Beladung der Oberflächen der Fasern (innen und außen) oder des Zellstoffs gewährleistet. Überdies soll eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art geschaffen werden, die es ermöglicht, die betreffende chemische Reaktion kontinuierlich, effizient und wirtschaftlich durchzuführen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- dass den Fasern oder dem Zellstoff in Form einer Suspension Kohlendioxid zugesetzt wird und
- dass die Fasern oder der Zellstoff in Form einer Suspension, denen Kohlendioxid zugesetzt wurde, vorzugsweise in mindestens einem Reaktor mit
Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Durch die Zusetzung und die Anlagerung von Kohlendioxid an die Fasern oder den Zellstoff in Form einer Suspension vor der Zufügung von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk ist man in der Lage, zum einen eine möglichst vollständige und schnelle chemische Reaktion und zum anderen eine effiziente Beladung der Oberflächen der Fasern (innen und außen) oder des Zellstoffs zu erreichen. Bei der Zufügung von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk tritt die chemische Reaktion unmittelbar ein und beeinflusst somit den Beladungsprozess überaus positiv. Eine weitestgehende Einbindung und Ummantelung der Fasern, sowohl innen und als auch außen, oder des Zellstoffs mit Kalziumkarbonat wird erreicht.
Insbesondere kann, in Anlehnung an die bereits genannte Offenlegungsschrift DE 101 20 526 A1 , der beladene Zellstoff anschließend getrocknet und für die weitere Verwendung bereitgestellt beziehungsweise in Versandform gebracht werden. Der Zellstoff kann dabei in Ballenform, Rollenform oder dergleichen für die weitere Verwendung beziehungsweise für den Versand bereitgestellt werden. Der Zellstoff selbst kann beispielsweise nach dem Sulfatverfahren und/oder nach dem Sulfitverfahren hergestellt werden.
Bei der Beladung reagiert die Kalkmilch beziehungsweise der gelöschte Kalk unter Einleitung von Kohlendioxid in der Gestalt, dass sich kristallene Strukturen bilden. Die Form der sich bildenden Konglomerate lässt sich durch die Menge an Kohlendioxid und die Einleitgeschwindigkeit des Kohlendioxids und durch die Systemtemperatur teilweise, gegebenenfalls auch durch die herrschenden Strömungsverhältnisse, maßgeblich beeinflussen. Unter dem Mikroskop kann man zwei Grundtypen unterscheiden: die eher stäbchenförmigen oder die flächigen oder ballartigen Strukturen. Die Form der Struktur ist insbesondere bei bestimmten Spezialpapieren von Bedeutung. Beispielhaft sei hier Zigarettenpapier genannt, das stäbchenförmige Strukturen benötigt, um bei einer definierten Porosität die notwendige Opazität zu gewährleisten.
Unter prozesstechnischen Aspekten gibt es zwei bevorzugte Möglichkeiten der Beladung: das Kohlendioxid wird der Suspension in mindestens einer dem Reaktor im Prozessablauf vorgeordneten und vorzugsweise beheizbaren Einheit zugesetzt oder das Kohlendioxid wird der Suspension in dem Reaktor zugesetzt, in welchem vorzugsweise zeitversetzt die Vermischung der Suspension mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk vollzogen wird. Beide Möglichkeiten weisen eigenständige Vorteile auf.
Bei der ersten Möglichkeit wird die Suspension vor der chemischen Reaktion massiv mit Kohlendioxid beaufschlagt. Die Fasern reichern sich dabei mit
Kohlendioxid innen an und sie kommen sozusagen schon "vorgeladen" in den eigentlichen Reaktionsbehälter. Gleiches gilt natürlich für den Zellstoff. Dort lagert sich das sich bildende Kalziumkarbonat umhüllend an die jeweilige Oberfläche der
Fasern oder des Zellstoffs an. Eine weitere Verbesserung des Beladungsprozesses wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch möglich, dass die Fasern oder der Zellstoff selbst mit Kohlendioxid „getränkt" werden. Die Kalkmilch beziehungsweise der gelöschte Kalk kommt somit hinsichtlich der anstehenden Fällungsreaktion schon mit durch das Edukt
Kohlendioxid aktivierten Oberflächen in Kontakt. Die Fällungsreaktion kann somit in kürzerer Zeit und vor allem vollständig ablaufen. Diese erste Möglichkeit erlaubt überdies die kontinuierliche Zusetzung des Kohlendioxids und/oder die kontinuierliche Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk. Die zweite Möglichkeit bietet im Grunde die gleichen Vorteile, jedoch können in nachteilhafter Weise die Zusetzung des Kohlendioxids und die Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk nur im Batch-Betrieb erfolgen. Die Ausbringungsmenge bei Anwendung dieser zweiten Möglichkeit ist entsprechend reduziert, wobei jedoch Investitions- und gar Betriebskosten aufgrund eines vereinfachten Systemaufbaus gespart werden können.
Weiterhin bietet die erste Möglichkeit eine Vielzahl an bevorzugten Ausgestaltungen:
- das Kohlendioxid kann der Suspension unter Einwirkung von Scherkräften, vorzugsweise in einem Pumpdisperger, zugesetzt werden;
- das Kohlendioxid kann der Suspension unter Einsatz von Mischeffekten, vorzugsweise in einem stationären Mischsystem, insbesondere einem stationären Mischer, zugesetzt werden;
- das Kohlendioxid kann der Suspension in mindestens einem stationären Mischer unter Einwirkung von Strömungsturbulenzen zugesetzt werden, wobei die Strömungsturbulenzen bei einer möglichen Injizierung von Kohlendioxid in eine Zufuhrleitung benutzt werden können; und/oder - das Kohlendioxid kann der Suspension unter Einsatz mindestens eines zumindest teilweise bewegten Mischsystems, vorzugsweise in einem Rührwerk, zugesetzt werden.
Alle genannten Ausgestaltungen weisen einen exemplarischen Charakter auf und zeichnen sich überdies durch einen guten Wirkungsgrad für die chemische Reaktion aus.
Im Hinblick auf die Einstellung einer optimalen Konsistenz der Suspension bei einer vorgegebenen Feststoffkonzentration kann es vorteilhaft sein, wenn der Suspension vor Zugabe des Kohlendioxids Wasser, beispielsweise Frischwasser und/oder Siebwasser, zugesetzt wird. Damit kann die Konsistenz der Suspension innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Über dies kann es auch vorteilhaft sein, wenn selbst in den Reaktor vor und/oder während und/oder nach Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk Wasser, beispielsweise Frischwasser und/oder Siebwasser, zugesetzt wird. Dies ermöglicht eine nachträgliche Einstellung der Konsistenz der Suspension.
In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Suspension vor Zugabe des Kohlendioxids mittels mindestens einer Entgasungseinrichtung entgast wird und/oder dass das Kohlendioxid der Suspension unter Druckbeaufschlagung zugesetzt wird. Beide dargelegten Ausgestaltungen tragen positiv zu einer erfolgreichen Beladung der Fasern oder des Zellstoffs im Zuge der chemischen Reaktion bei.
Das Kohlendioxid wird der Suspension bevorzugt als reines Kohlendioxid und/oder als Rauchgas zugesetzt. So kann beispielsweise das Rauchgas aus Boilern oder Kraftwerken entnommen werden. Beide Möglichkeiten unterstützen den Beladungsprozess, wobei die Verwendung von Rauchgas im Allgemeinen kostengünstiger sein dürfte.
Unter ökonomischen und ökologischen Gründen wird die Suspension durch Auflösen von Zellstoff oder Altpapier mit Zuschlagsstoffen in mindestens einem Stofflöser erzeugt oder als nicht getrockneter Stoff, der auch als „never tried pulp" bezeichnet wird, dem Beladungsprozess zugeführt, wie zum Beispiel aus einer weiteren Zellstofffabrik.
Damit der Beladungsprozess so prozesssicher wie möglich abläuft, werden in dem mindestens einen Reaktor bevorzugt die Reaktionsparameter gemessen und gegebenenfalls zur Regelung der chemischen Fällungsreaktion herangezogen. Dabei umfassen die für die sichere und optimale Prozessführung relevanten Reaktionsparameter zumindest den pH-Wert, die Temperatur, die Verweilzeit, den Durchsatz an Suspension und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk. Vorzugsweise wird hierbei zumindest der am Ende der Reaktion gemessene pH-Wert der Suspension mit einem Sollwert verglichen und die Regelabweichung wird idealerweise über wenigstens eine der folgenden Prozessstellgrößen vermindert beziehungsweise beseitigt: Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk, Zugabe von Kohlendioxid, Durchsatz an Suspension und/oder dergleichen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird überdies gelöst durch eine Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zellstoff mit einem Füllstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern oder der Zellstoff in Form einer Suspension mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration bereitgestellt werden. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reaktor vorgesehen ist, in dem die Fasern oder der Zellstoff in Form einer Suspension, denen Kohlendioxid zugesetzt wurde, mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich in geeigneter Weise auch bei der Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, anwenden, wobei zu deren Herstellung zumindest Fasern oder Zellstoff in Form mindestens einer Suspension verwendet wurden, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geladen wurden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern mit einem Füllstoff durch eine chemische Fällungsreaktion; und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern mit einem
Füllstoff durch eine chemische Fällungsreaktion.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Beladen von in einer Suspension 3 enthaltenen Fasern 2.1 oder Zellstoff 2.2 mit einem Füllstoff 4 durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern 2.1 oder der Zellstoff 2.2 in Form einer Suspension 3 mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration c bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Reaktor 5, in dem die Fasern 2.1 oder der Zellstoff 2.2 in Form einer Suspension 3, denen Kohlendioxid 6 zugesetzt wurde, mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird. Das Kohlendioxid 6 kann der Suspension 3 als reines Kohlendioxid und/oder als Rauchgas zugesetzt werden.
Bei der Vorrichtung 1 der Figur 1 erfolgt die Zusetzung des Kohlendioxids 6 und die Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 im Batch- Betrieb.
Der Reaktor 5 weist mindestens eine Zufuhrleitung 8 für Kohlendioxid 6 auf, so dass Kohlendioxid 6 vor und/oder zeitgleich mit der Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 über eine Leitung 9 den Fasern 2.1 oder dem Zellstoff 2.2 in Form einer Suspension 3 zugeführt werden kann. Der Füllstoff 4 ist in diesem Falle dann Kalziumkarbonat.
Weiterhin ist eine Zufuhrleitung 11 für Wasser 10 vorgesehen, welches vor Zugabe des Kohlendioxids 6 und/oder vor und/oder während und/oder nach Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 zugesetzt werden kann.
Zudem sind sowohl eine Entgasungseinrichtung 12 zur Entgasung der Suspension 3 vor Zugabe des Kohlendioxids 6 als eine Druckerzeugungseinrichtung 13 zur druckbeaufschlagten Zugabe von Kohlendioxid 6 zur Suspension 3 vorgesehen.
Die bekannte und lediglich schematisch dargestellte Entgasungseinrichtung 12 ist mit mittels einer Leitung 14 an den Reaktor 5 angeschlossen, wohingegen die bekannte und wiederum lediglich schematisch dargestellte Druckerzeugungseinrichtung 13 mittels der bereits vorhandenen Leitung 8 an den
Reaktor 5 angeschlossen ist.
Ein bekannter und zum Stand der Technik zählender Stofflöser 15 ist zur Erzeugung der Suspension 3 infolge Auflösens von Zellstoff oder Altpapier mit Zuschlagsstoffen vorgesehen. Die Erzeugung der Suspension 3 kann selbstverständlich auch durch eine Zuführung von nicht getrocknetem Stoff erfolgen.
Überdies verfügt der Reaktor 5 über zumindest ein System 16 zur Messung der Reaktionsparameter und gegebenenfalls zur Regelung der chemischen
Fällungsreaktion. Die relevanten Reaktionsparameter umfassen zumindest den pH-Wert, die Temperatur, die Verweilzeit, den Durchsatz an Suspension und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk. Ein derartiges System 16 samt
Messzellen und Aktuatoren beziehungsweise Stellgliedern sind allgemein hin bekannt und somit lediglich exemplarisch angedeutet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Reaktionsparameter vorzugsweise in folgenden Wertebereiche vorliegen: pH-Wert der Suspension im Reaktor zwischen 6 und 11 , vorzugsweise zwischen 7 und 10, Temperatur der Suspension im Reaktor zwischen etwa -15 und etwa 120 0C, vorzugsweise zwischen etwa 20 und etwa 90 °, Verweilzeit der Suspension im Reaktor zwischen 0,5 Minuten und etwa 4 Stunden, vorzugsweise zwischen 3 Minuten und etwa 1 Stunde. Der Durchsatz an Suspension und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk hängt maßgeblich von der Größe des Reaktors ab und lässt sich somit nicht einfach quantifizieren.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung 1 zum Beladen von in einer Suspension 3 enthaltenen Fasern 2.1 oder enthaltenem Zellstoff 2.2 mit einem Füllstoff 4 durch eine chemische Fällungsreaktion.
Diese Vorrichtung 1 baut prinzipiell auf der Vorrichtung 1 der Figur 1 auf, so dass in wesentlichen Teilen auf diese und deren Beschreibung verwiesen wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst wiederum einen Reaktor 5, in dem die Fasern 2.1 oder der Zellstoff 2.2 in Form einer Suspension 3 mit Kalkmilch beziehungsweise
' gelöschtem Kalk 7 vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird. Für die Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 in den Reaktor ist eine Leitung 9 vorgesehen.
Im Gegensatz zur Ausführung der Figur 1 ist vorliegend nun eine dem Reaktor 5 im Prozessablauf vorgeordnete und vorzugsweise beheizbare Einheit 17 vorgesehen, in der den Fasern 2.1 oder der Zellstoff 2.2 in Form einer Suspension
3 Kohlendioxid 6 zugesetzt wird. Die Einheit 17 weist hierfür mindestens eine
Zufuhrleitung 8 für Kohlendioxid 6 auf. Die mögliche Erwärmung der Einheit 17 in bekannter Weise ermöglicht eine direkte Einflussnahme auf die Reaktionstemperatur der anschließenden chemischen Reaktion.
Das Kohlendioxid 6 kann der Suspension 3 als reines Kohlendioxid und/oder als Rauchgas zugesetzt werden. Der Füllstoff 4 ist in diesem Falle dann Kalziumkarbonat.
Bei der Vorrichtung 1 der Figur 2 erfolgt die Zusetzung des Kohlendioxids 6 und die Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk 7 also kontinuierlich.
Die dem Reaktor 5 im Prozessablauf vorgeordnete Einheit 17 umfasst zumindest einen Pumpdisperger 18, der während der Zugabe des Kohlendioxids 6 über die mindestens eine Zufuhrleitung 8 zu der Suspension 3 Scherkräfte erzeugt. Ein derartiger Pumpdisperger 18 ist konstruktiv und funktional beispielsweise aus der bereits zitierten deutschen Offenlegungsschrift DE 101 07 448 A1 bekannt. Der Inhalt dieser Druckschrift wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung mit aufgenommen.
In weiterer Ausgestaltung kann die dem Reaktor 5 im Prozessablauf vorgeordnete Einheit 17 auch zumindest ein stationäres Mischsystem, wie beispielsweise einen stationären Mischer oder eine von der Suspension durchflossene Zufuhrleitung, umfassen, das während der Zugabe des Kohlendioxids zu der Suspension Mischeffekte erzeugt. Weiterhin kann sie auch zumindest ein teilweise bewegtes Mischsystem, wie beispielsweise ein Rührwerk, umfassen, das während der Zugabe des Kohlendioxids zu der Suspension Mischeffekte erzeugt. Derartige Ausgestaltungen sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass von deren detaillierter Darstellung Abstand genommen werden kann.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin sowohl eine Entgasungseinrichtung 12 zur Entgasung der Suspension 3 vor Zugabe des Kohlendioxids 6 als auch eine Druckerzeugungseinrichtung 13 zur druckbeaufschlagten Zugabe von Kohlendioxid 6 zur Suspension 3. Die bekannte und lediglich schematisch dargestellte Entgasungseinrichtung 12 ist mit mittels einer Leitung 14 an den Reaktor 5 angeschlossen, wohingegen die bekannte und wiederum lediglich schematisch dargestellte Druckerzeugungseinrichtung 13 mittels der bereits vorhandenen Leitung 8 an die Einheit 17 angeschlossen ist.
Ein bekannter und zum Stand der Technik zählender Stofflöser 15 ist zur Erzeugung der Suspension 3 infolge Auflösens von Zellstoff oder Altpapier mit Zuschlagsstoffen vorgesehen. Die Erzeugung der Suspension 3 kann selbstverständlich auch durch eine Zuführung von nicht getrocknetem Stoff erfolgen.
Überdies verfügt der Reaktor 5 wiederum über zumindest ein System 16 zur Messung der Reaktionsparameter und gegebenenfalls zur Regelung der chemischen Fällungsreaktion. Die relevanten Reaktionsparameter umfassen zumindest den pH-Wert, die Temperatur, die Verweilzeit, den Durchsatz an
Suspension und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk. Ein derartiges System 16 samt Messzellen und Aktuatoren beziehungsweise Stellgliedern sind allgemein hin bekannt und somit lediglich exemplarisch angedeutet.
Die Vorrichtung 1 eignet sich also in hervorragender Weise zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wobei zu ihrer Herstellung zumindest Fasern 2.1 oder Zellstoff 2.2 in Form mindestens einer Suspension 3 verwendet wurden, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beladen wurden.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Arten geschaffen wird, die zum einen eine möglichst vollständige und schnelle chemische Reaktion und zum anderen eine effiziente Beladung der Oberflächen der Fasern (innen und außen) oder des Zellstoffs gewährleisten.

Claims

HPP12301 WO Verfahren und Vorrichtung zum Beladen von in einer Suspension enthaltenen Fasern oder enthaltenem Zellstoff mit einem Füllstoff Patentansprüche
1. Verfahren zum Beladen von in einer Suspension (3) enthaltenen Fasern (2.1) oder enthaltenem Zellstoff (2.2) mit einem Füllstoff (4) durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration (c) bereitgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass den Fasern (2.1) oder dem Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3)
Kohlendioxid (6) zugesetzt wird und dass die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3), denen Kohlendioxid (6) zugesetzt wurde, vorzugsweise in mindestens einem
Reaktor (5) mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in mindestens einer dem Reaktor (5) im Prozessablauf vorgeordneten und vorzugsweise beheizbaren Einheit (17) zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) unter Einwirkung von Scherkräften zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in einem Pumpdisperger (18) zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) unter Einsatz von Mischeffekten zugesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) unter Einsatz mindestens eines stationären Mischsystems zugesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in mindestens einem stationären Mischer zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in mindestens einem stationären Mischer unter Einwirkung von Strömungsturbulenzen zugesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) unter Einsatz mindestens eines zumindest teilweise bewegten Mischsystems zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in mindestens einem Rührwerk zugesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusetzung des Kohlendioxids (6) und/oder die Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) kontinuierlich erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) in dem Reaktor (5) zugesetzt wird, in welchem vorzugsweise zeitversetzt die Vermischung der Suspension (3) mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) vollzogen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusetzung des Kohlendioxids (6) und die Vermischung mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) im Batch-Betrieb erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension (3) vor Zugabe des Kohlendioxids (6) Wasser (10) zugesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Reaktor (5) vor und/oder während und/oder nach Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) Wasser (10) zugesetzt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension (3) vor Zugabe des Kohlendioxids (6) mittels mindestens einer Entgasungseinrichtung (12) entgast wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) unter Druckbeaufschlagung zugesetzt wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (6) der Suspension (3) als reines Kohlendioxid und/oder als Rauchgas zugesetzt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension (3) durch Auflösen von Zellstoff oder Altpapier mit Zuschlagsstoffen in mindestens einem Stofflöser (15) erzeugt oder als nicht getrockneter Stoff dem Beladungsprozess zugeführt wird, wie zum Beispiel aus einer weiteren Zellstofffabrik.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Reaktor (5) die Reaktionsparameter gemessen und gegebenenfalls zur Regelung der chemischen
Fällungsreaktion herangezogen werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsparameter zumindest den pH-Wert, die Temperatur, die
Verweilzeit, den Durchsatz an Suspension (3) und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) umfassen.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende der Reaktion gemessene pH-Wert der Suspension (3) mit einem Sollwert verglichen wird und die Regelabweichung über wenigstens eine der folgenden Prozessstellgrößen vermindert beziehungsweise beseitigt wird: Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7), Zugabe von Kohlendioxid (6), Durchsatz an Suspension (3) und/oder dergleichen.
23. Vorrichtung (1) zum Beladen von in einer Suspension (3) enthaltenen Fasern (2.1) oder enthaltenem Zellstoff (2.2) mit einem Füllstoff (4) durch eine chemische Fällungsreaktion, wobei die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration (c) bereitgestellt werden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reaktor (5) vorgesehen ist, in dem die Fasern (2.1) oder der Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3), denen Kohlendioxid (6) zugesetzt wurde, mit Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) vermischt werden und dabei die chemische Fällungsreaktion ausgelöst und weitestgehend, vorzugsweise vollständig abgeschlossen wird.
2.4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dem Reaktor (5) im Prozessablauf vorgeordnete und vorzugsweise beheizbare Einheit (17) vorgesehen ist, in der den Fasern (2.1) oder dem Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) Kohlendioxid (6) zugesetzt wird.
25. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Reaktor (5) im Prozessablauf vorgeordnete Einheit (17) zumindest einen Pumpdisperger (18) umfasst, der während der Zugabe des Kohlendioxids (6) zu der Suspension (3) Scherkräfte erzeugt.
26. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Reaktor (5) im Prozessablauf vorgeordnete Einheit (17) zumindest ein stationäres Mischsystem umfasst, das während der Zugabe des Kohlendioxids (6) zu der Suspension (3) Mischeffekte erzeugt.
27. ' Vorrichtung (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Mischsystem mindestens einen stationären Mischer umfasst.
28. Vorrichtung (1) nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Mischsystem einen stationären Mischer in Ausgestaltung einer von der Suspension (3) durchflossenen Zufuhrleitung (8) umfasst, die während der Zugabe des Kohlendioxids (6) zu der Suspension (3) zumindest streckenweise Strömungsturbulenzen erzeugt.
29. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Reaktor (5) im Prozessablauf vorgeordnete Einheit (17) zumindest ein teilweise bewegtes Mischsystem umfasst, das während der Zugabe des Kohlendioxids (6) zu der Suspension (3) Mischeffekte erzeugt.
30. Vorrichtung (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischsystem mindestens ein Rührwerk umfasst.
31. Vorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mindestens eine Zufuhrleitung (8) für Kohlendioxid (6) aufweist, so dass Kohlendioxid (6) vor und/oder zeitgleich mit der Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) den Fasern (2.1) oder dem Zellstoff (2.2) in Form einer Suspension (3) zugeführt werden kann.
32. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zufuhrleitung (11) für Wasser (10) vorgesehen ist, welches vor Zugabe des Kohlendioxids (6) und/oder vor und/oder während und/oder nach Zugabe von Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) zugesetzt werden kann.
33. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Entgasungseinrichtung (12) zur Entgasung der Suspension (3) vor Zugabe des Kohlendioxids (6) vorgesehen ist.
34. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerzeugungseinrichtung (13) zur druckbeaufschlagten Zugabe von Kohlendioxid (6) zur Suspension (3) vorgesehen ist.
35. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stofflöser (15) zur Erzeugung der Suspension (3) infolge Auflösens von Zellstoff oder Altpapier mit Zuschlagsstoffen oder eine Zuführung von nicht getrocknetem Stoff vorgesehen ist.
36. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) zumindest ein System (16) zur Messung der Reaktionsparameter und gegebenenfalls zur Regelung der chemischen Fällungsreaktion umfasst.
37. Vorrichtung (1) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsparameter zumindest den pH-Wert, die Temperatur, die Verweilzeit, den Durchsatz an Suspension (3) und/oder an Kalkmilch beziehungsweise gelöschtem Kalk (7) umfassen.
38. Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dadurch gekennzeichnet, dass zu ihrer Herstellung zumindest Fasern (2.1) oder Zellstoff (2.2) in Form mindestens einer Suspension (3) verwendet wurden, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22 beladen wurden.
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