Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE-PS 2 311 674. Dabei ist der Gedanke, durch nur geringe Auflösung im Stofflöser und weitgehende Auflösung im Bleichturm während einer Lagerung von 2 bis 3 Stunden Energie einzusparen. Hierbei wird jedoch eine zusätzliche Apparatur in Form eines Eindickers benötigt, um die Suspension auf die Konsistenz von etwa 25% zu bringen, bei der gewöhnlich im Bleichturm gearbeitet wird. Dabei ist es also so, dass im Stofflöser die relativ niedrige Konsistenz und im Bleichturm die relativ hohe Konsistenz herrscht. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Stofflöser eine relativ geringe Verarbeitungskapazität gegenüber dem Bleichturm hat. Ferner ist nachteilig die zusätzliche Eindickeinrichtung, welche hohe Kosten verursacht.
Auch ist die Auflösung im Stofflöser bei der dort angegebenen Konsistenz von etwa 5 bis 6% heute nicht mehr wirtschaftlich und auch nicht technologisch günstigst durchführbar. Es muss bedacht werden, dass Verschmutzungen, die gewöhnlich im Altpapier enthalten sind, nicht in starkem Masse zerteilt werden, sondern frühzeitig ausgeschieden werden sollen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostenmässig und technologisch günstigeres Auflösesystem zu schaffen, bei dem ein günstiger Energieverbrauch vorliegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird eine günstig arbeitende Auflöseeinrichtung (Stofflöser) angegeben.
Bekanntlich wird heute in Stofflösern bei relativ hoher Konsistenz von 12 bis 17% mit einem spezifischen Arbeitsaufwand von gewöhnlich 25 Kwh/t und mehr (je Tonne Altpapier) bis zu einem geringen Reststippengehalt gearbeitet, wobei ein Auflöserotor verwendet wird, der im wesentlichen nach oben hin zumindest in ihrem unteren Teil kontinuierlich abnehmenden Aussendurchmesser aufweisende oder am Aussenumfang konisch zulaufende Förderwendeln als Umwälzorgane aufweist. Dadurch wird das Altpapier überwiegend durch mässige Scherkräfte und Faserreibung schonend zerteilt, d.h. die Verunreinigungen werden unter Einwirkung des Auflöserotors möglichst wenig zerkleinert. Erfindungsgemäss wird praktisch ohne zusätzliche Entstippung am Auflöserotor bzw. einem Auflöserad desselben, z.B. durch Vorbeistreichen von rotierenden Schaufeln desselben an einem Sieb, gearbeitet.
Hierdurch wird eine noch schonendere Zerteilung des Altpapiers erreicht, wobei in besonders günstiger Weise die Verschmutzungen durch einen Umwälzkreislauf dem Stofflöser nach und nach entzogen werden können. Dabei wird der Gutstoff nach Zerteilung der Papierfetzen in dem Kreislauf-Apparaten ausgesiebt und wieder in den Stofflöser zurückgeleitet.
Die spezifische Auflösearbeit im Stofflöser wird gering gehalten und beträgt höchstens 10 bis 15 Kwh/t Altpapier, je nach Festigkeit bzw. Nassfestigkeit desselben; praktisch wird nur bis zur Pumpfähigkeit, wobei dann ein Stippengehalt zwischen 30% und 40% vorliegt, aufgelöst.
Ein Abzugsraum mit einem diesen vom übrigen Stofflöserteil trennenden Sieb, zu dem parallel und an dem entlang zu dessen Freihaltung die Arme oder Flügel eines weiteren, laufradartigen Rotors entlang bewegbar sind, ist dabei nicht in der unmittelbaren Nähe des Auflöserotors, sondern an einer Seitenwand des Stofflösers vorgesehen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei stellt
Fig. 1 prinzipmässig einen Prozessablauf des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei die Apparaturen teilweise geschnitten dargestellt sind, und
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch einen Stofflöser nach Fig. 1 dar.
Das Altpapier wird in Ballenform 15 oder lose über einen Förderer 14 dem Stofflöser 1 zugeleitet, wo es durch die Einwirkung der als nach oben hin an ihrem Aussenumfang zumindest in ihrem unteren Teil kontinuierlich oder konisch sich einengende Förderschnecken 3 des Förderrotors 2 zu Fetzen zerteilt wird. Dabei beträgt die Konsistenz im Stofflöser zwischen 8 und 12, vorzugsweise zwischen 10 und 12%. Der Auflöserotor hat eine vertikale Drehachse und ist am Boden des Stofflösers angeordnet und über seine Antriebswelle 30 von einem Motor 31 angetrieben. Seitlich in der Behälterwandung des Stofflösers ist ein Sieb 7 mit einer im wesentlichen gleichmässigen Lochung von 18 bis 25 mm Durchmesser angeordnet, das einen Gutstoffraum 8 von dem übrigen Behälterinhalt trennt.
Vor dem Sieb rotiert ein Laufrad 5, das zur Freihaltung des Siebes und zu einer gewissen Durchmischung des Stofflöserinhalts in diesem Bereich mittels durch Leitung 13 zugeführtes Verdünnungswasser dient. Der Gutstoff wird aus dem Raum 8 über Stutzen 9 in Leitung 2 6 zu dem turmartigen Lagerbehälter 22 zugeleitet. Am Stofflöser ist eine Abzugsöffnung 6 vorgesehen, an die sich eine Leitung 26 anschliesst und die zu einem Wirbelströmungsapparat 10 führt, der mittels einem zu seiner Eintrittsöffnung koaxial rotierenden Laufrad 11 die aus dem Stofflöser zu einem Anteil von 6 bis 20% dessen Durchsatzes entnommene Suspension über Leitung 16 der Sortiereinrichtung in Form einer gelochten Siebtrommel 17 zuführt. Diese Trommel ist beispielsweise an ihrer Welle 18 in Lagern 19 gelagert. Der nicht verwertbare Schmutz wird durch die stirnseitige \ffnung auf der linken Seite abgeworfen.
Diese \ffnungen befinden sich zwischen den radialen Speichen 20, mittels derer die Trommel an ihrer Welle 18 befestigt ist. Es wäre natürlich auch möglich, die Sortiertrommel 17 auf Rollen an ihrem Umfang zu lagern.
Notwendiges Verdünnungswasser wird der Kreislaufmenge nach dem Stofflöser z.B. über Leitung 34 zugeführt.
Schwerteile werden wie üblich über eine Schwerschmutzschleuse 27 aus dem Stofflöser entfernt.
Aus Fig. 2 ergibt sich, dass der Gutstoffraum 8 bzw. das Sieb 7 an einer mehr oder weniger einseitigen Ausbuchtung 28 des Stofflösers angeordnet sind. Dadurch strömt die Suspension nicht tangential an dem Laufrad 5 vorbei, sondern wird im spitzen Winkel auf dieses und das Sieb 7 zugeleitet. Dies verbessert den Austrag des Gutstoffs.
Es wird in dem Gutstoffraum 8 eine Konsistenz von etwa 5 bis 7% erreicht, mit welcher die Altpapiersuspension dann in den turmartigen Lagerbehälter 22 gelangt. Dort verbleibt sie zur weiteren (chemischen) Auflösung etwa 1 bis 2 höchstens 2 bis 3 Stunden und wird dann unter weiterer Verdünnung durch die Leitung 25 und mit Hilfe des Propellers 23 über den Stutzen 24 eventuell nach weiterer Verdünnung auf etwa 4% dem weiteren Aufbereitungsprozess zugeführt. Im folgenden sind natürlich weitere Sortierstufen vorgesehen, wobei auch noch zum Teil eine weitere Zerkleinerung noch nicht zerkleinerter Faserbündel des Altpapiers erfolgt.
Vom Gutstoffraum 8 des Stofflösers zum Lagerbehälter 22 wird die Altpapiersuspension durch die Stoffpumpe 29 weitergepumt, die vorzugsweise selbstansaugend ausgebildet ist, um auch ein Pumpen bei nicht vermeidbaren grösseren Mengen von eingeschlossener Luft durchzuführen. Es hat sich gezeigt, dass dies einwandfrei möglich ist.
Gegenüber heute auch viel benutzten Systemen mit Auflösekonsistenzen im Stofflöser von 12 bis 17% wird somit ein starkes Verdünnen verbunden mit nachfolgender Eindickung und also auch ein Eindicker in diesem "vorderen" Prozessabschnitt vermieden.
Es ist aus Fig. 2 noch zu erkennen, dass der Winkel a zwischen der durch die Schnittlinie der Mittelachse des Laufrades 5 und des Siebes 7 gezogene Radiale des Stofflösers mit der Siebfläche etwa einen Winkel von 120 DEG beträgt. Dieser Winkel kann vorzugsweise zwischen 115 und 130 DEG liegen. Der Winkel der Seitenwand des Stofflösers in diesem stromaufwärtigen Bereich mit der genannten Radialen kann dann zwischen 20 DEG und 50 DEG betragen, d.h. er kann bis zu 5 DEG kleiner und bis zu 10 DEG grösser als der Winkel zwischen der Welle des Laufrades und der Radialen sein.
Festzuhalten ist aber, dass der Auflöserotor 2 nicht oberhalb eines Siebes und diesem dicht benachbart wie üblich rotiert, so dass er keine erhebliche Zerreiss- und Entstippungswirkung unmittelbar ausübt und somit in besonders schonender Weise das Altpapier zerteilt. Die intermittierende Kreislaufführung der Fasersuspension mittels Wirbelströmungsapparat 10 über Leitung 16 und Sortiereinrichtung 17 ist bekannt aus dem US-Patent 4 634 059.
Der Wirbelströmungsapparat kann eine nach dem Vortex-Prinzip arbeitende Pumpe (siehe US-A 4 370 172 oder Papier, Carton et Cellulose 1986, Seite 57 - Fig. 5) oder ein Apparat nach US-A 4 634 059 sein, wobei das Verhältnis von (axialer) Länge zum Durchmesser des Gehäuseinnenraumes zwischen 0,8 und 1,5 liegen kann. Der Apparat (Pumpe) wird intermittierend betrieben mit zwischen 10 und 120 Zyklen je Stunde, wobei die hohen Werte mehr für die Vortex-Pumpe gelten.
Die Auflösechemikalien, z.B. 1,5-4% NaOH oder Na2SO3 oder ein Teil davon, können hier vorzugsweise schon in den Stofflöser eingegeben werden, ebenso wie eventuell benötigte Chemikalien für eine nachgeschaltete Flotation.
Die Auflösung im Stofflöser ergibt einen relativ hohen Anteil von restlichen Papierfetzen, die aber zum grossen Teil durch die grosse Sieblochung hindurch abgesiebt werden können.
The invention relates to a method for processing waste paper according to the preamble of claim 1. Such a method is known from DE-PS 2 311 674. The idea here is that only low resolution in the pulp solver and extensive resolution in the bleaching tower during storage of Save 2 to 3 hours of energy. However, an additional apparatus in the form of a thickener is required in order to bring the suspension to a consistency of about 25%, which is usually used in the bleaching tower. It is therefore the case that the relatively low consistency in the pulper and the relatively high consistency in the bleaching tower. However, this has the disadvantage that the pulper has a relatively low processing capacity compared to the bleaching tower. Another disadvantage is the additional thickening device, which causes high costs.
Also, with the consistency of about 5 to 6% specified there, dissolving in the pulper is no longer economically viable and also not technologically favorable. It must be borne in mind that soiling that is usually contained in waste paper should not be severely broken up, but should be removed early.
The object of the invention is to create a cost-effective and technologically more favorable dissolving system in which there is a favorable energy consumption.
This object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of patent claim 1. Furthermore, a low-cost dissolving device (pulper) is specified.
It is known that today in pulp dissolvers with a relatively high consistency of 12 to 17%, a specific workload of usually 25 Kwh / t and more (per ton of waste paper) is used up to a low residual speck content, using a dissolving rotor which essentially goes upwards at least in its lower part has continuously decreasing outside diameters or conically tapering conveying coils as circulating members on the outer circumference. As a result, the waste paper is mainly divided gently by moderate shear forces and fiber friction, i.e. the impurities are reduced as little as possible under the influence of the dissolving rotor. According to the invention, practically without additional deflashing on the opening rotor or an opening wheel of the same, e.g. by sweeping rotating blades of the same on a sieve.
As a result, the waste paper is broken down even more gently, and the dirt can be removed from the material dissolver gradually in a particularly advantageous manner by means of a circulation circuit. After the shredded pieces of paper have been broken up, the accepted material is screened out in the circulation apparatus and returned to the pulper.
The specific dissolving work in the pulper is kept low and amounts to a maximum of 10 to 15 Kwh / t waste paper, depending on the strength or wet strength of the same; in practice, it is only dissolved until it is pumpable, with a speck content between 30% and 40%.
A draw-off chamber with a sieve separating it from the rest of the pulper, to which the arms or blades of another rotor-like rotor can be moved parallel and along which it is kept free, is not in the immediate vicinity of the pulley, but on a side wall of the pulper intended.
The invention is explained below using an exemplary embodiment shown in the figures of the drawing. It poses
1 shows in principle a process sequence of the method according to the invention, the apparatuses being shown partly in section, and
Fig. 2 shows a horizontal section through a pulper according to Fig. 1.
The waste paper is fed in bale form 15 or loosely via a conveyor 14 to the pulper 1, where it is broken up into scraps by the action of the conveyor screws 2 of the conveyor rotor 2, which are continuously or conically constricting upwards at their outer circumference, at least in their lower part. The consistency in the pulper is between 8 and 12, preferably between 10 and 12%. The opening rotor has a vertical axis of rotation and is arranged on the bottom of the pulper and driven by a motor 31 via its drive shaft 30. A sieve 7 with an essentially uniform perforation of 18 to 25 mm in diameter is arranged laterally in the container wall of the pulper, which separates an accept material space 8 from the remaining container contents.
In front of the sieve, an impeller 5 rotates, which serves to keep the sieve free and for a certain mixing of the substance dissolver content in this area by means of dilution water supplied through line 13. The accepted material is fed from the room 8 via the nozzle 9 in line 2 6 to the tower-like storage container 22. At the pulper there is a discharge opening 6, to which a line 26 connects and which leads to a vortex flow apparatus 10 which, by means of an impeller 11 rotating coaxially with its inlet opening, transfers the suspension removed from the pulper to a proportion of 6 to 20% of its throughput Line 16 of the sorting device in the form of a perforated drum 17 feeds. This drum is mounted, for example, on its shaft 18 in bearings 19. The dirt that cannot be recycled is thrown off through the opening on the left side.
These openings are located between the radial spokes 20, by means of which the drum is attached to its shaft 18. It would of course also be possible to store the sorting drum 17 on its circumference on rollers.
The necessary dilution water is added to the circulation amount after the pulper, e.g. fed via line 34.
Heavy parts are removed from the pulper as usual via a heavy dirt lock 27.
From Fig. 2 it follows that the accepted material space 8 or the screen 7 are arranged on a more or less one-sided bulge 28 of the pulper. As a result, the suspension does not flow tangentially past the impeller 5, but is fed to it and the sieve 7 at an acute angle. This improves the discharge of the accepted material.
A consistency of approximately 5 to 7% is achieved in the accept material space 8, with which the waste paper suspension then reaches the tower-like storage container 22. There it remains for further (chemical) dissolution about 1 to 2 at most 2 to 3 hours and is then fed to the further treatment process with further dilution through line 25 and with the help of propeller 23 via nozzle 24, possibly after further dilution to about 4% . In the following, of course, further sorting stages are provided, with some of the fiber bundles of the waste paper that have not yet been shredded also being partially shredded.
The waste paper suspension, which is preferably self-priming, is pumped further from the accept material space 8 of the material solver to the storage container 22, which is preferably self-priming in order to also carry out pumping with unavoidable large amounts of trapped air. It has been shown that this is perfectly possible.
Compared to systems that are widely used today, with dissolving consistencies in the pulper of 12 to 17%, a strong thinning combined with subsequent thickening and thus also a thickening in this "front" process section is avoided.
It can also be seen from FIG. 2 that the angle a between the radial of the pulper and the screen surface drawn through the intersection of the central axis of the impeller 5 and the screen 7 is approximately an angle of 120 °. This angle can preferably be between 115 and 130 °. The angle of the side wall of the pulper in this upstream region with the radial mentioned can then be between 20 ° and 50 °, i.e. it can be up to 5 degrees lower and up to 10 degrees larger than the angle between the shaft of the impeller and the radial.
It should be noted, however, that the opening rotor 2 does not rotate above a screen and closely adjacent to it as usual, so that it does not immediately exert any significant tearing and deflaking action and thus cuts the waste paper in a particularly gentle manner. The intermittent circulation of the fiber suspension by means of vortex flow apparatus 10 via line 16 and sorting device 17 is known from US Pat. No. 4,634,059.
The vortex flow apparatus can be a vortex pump (see US-A 4,370,172 or Paper, Carton et Cellulose 1986, pages 57-5) or an apparatus according to US-A 4,634,059, the ratio of (Axial) length to the diameter of the housing interior can be between 0.8 and 1.5. The apparatus (pump) is operated intermittently with between 10 and 120 cycles per hour, the high values being more applicable to the vortex pump.
The dissolving chemicals, e.g. 1.5-4% NaOH or Na2SO3 or a part of it can preferably be added to the pulper here, as well as any chemicals required for a subsequent flotation.
The dissolution in the pulp dissolver results in a relatively high proportion of remaining scraps of paper, which, however, can largely be screened through the large screen perforation.