DE10144793A1

DE10144793A1 - Method for recovering chips and fibers of bonded wood materials involves passing of steam through a vessel with such materials which have been soaked with a heated impregnation solution

Info

Publication number: DE10144793A1
Application number: DE2001144793
Authority: DE
Inventors: Andreas Michanickl; Christian Boehme
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-27
Also published as: WO2003026859A1

Abstract

The method for recovering chips and fibers of wood materials with urethane-formaldehyde or other bonding agents amenable to hydrolysis involves loading of such materials into a disintegration vessel, initial passing of steam through the vessel, soaking of the materials with a heated impregnation solution, removal of the surplus impregnation solution, and final passing of steam through the vessel.

Description

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 Holzwerkstoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien. The invention relates to a method for the recovery of chips and Fibers made with urea-formaldehyde binders or with others glue hydrolyzable or chemically digestible binders Wood-based material pieces, old furniture, production residues, waste and others wood-based materials.

Ein derartiges Verfahren ist in der EP 0 697 941 B1 beschrieben. Danach wird den Holzwerkstoffstücken in einem ersten Schritt eine Tränk- bzw. Imprägnierlösung im Überschuss zugegeben. Nachdem die Holzwerkstoffstücke mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben, wird die restliche Flüssigkeit abgelassen. Die so imprägnierten Holzwerkstoffstücke werden auf 80°C-120°C erwärmt; das so aufgeschlossene Holzwerkstoffmaterial wird anschließend durch eine Siebung und/oder Windsichtung sortiert. Gemäß einem abgewandelten Verfahren wird den Holzwerkstoffstücken eine Tränk- bzw. 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 Aufschlussbehälter statt, in dem ein Überdruck bis 2 bar herrschen kann. Such a method is described in EP 0 697 941 B1. After that the wood material pieces in a first step Impregnation solution added in excess. After the wood material pieces at least Have absorbed 50% of their own weight in impregnation solution remaining liquid drained. The wood material pieces impregnated in this way are heated to 80 ° C-120 ° C; the exposed wood-based material is then sorted by screening and / or wind sifting. According to a modified process, the wood-based material pieces are soaked or impregnation solution added, which is dimensioned so that the entire Liquid is absorbed by the wood-based material pieces when the Wood material pieces at least 50% of their own weight in impregnation solution have recorded. The wood material pieces impregnated in this way are then opened Heated to 80-120 ° C. Impregnation and temperature influence are all in one Digestion tank instead, 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 120-140°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 Extraction of secondary chips and fibers described. Here are old furniture and Production waste crushed into a lumpy raw material from which then fines are separated. In a first digestion step Starting material by evacuating the reaction container and through it generated vacuum removed the air trapped in cavities. In one The second digestion step involves preheating the material Impregnation solution that swells and during a given swelling period Weight gain to almost double the weight of the used Material causes, after which excess impregnation solution discharged becomes. In a third digestion step, this pre-swollen material Pressurized with hot water vapor and to an essentially crumbly digestion mass formed from chip and fiber components decomposed. In the second digestion step, the swelling time of the used one Material between 10 and 20 minutes, while in the reaction vessel The source temperature is 75-90 ° C. In the third digestion step the steam with a steam temperature between 120-140 ° C and with a steam pressure of 1.9-3.6 bar evenly distributed over the Container interior introduced 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 120°C und 180°C und einem Druck zwischen 2 und 11 bar gearbeitet. DE 42 24 629 A1 describes a method for recycling wood-based materials discloses, in which the previously produced fragments in one Digestion step over a certain digestion time of a preferably saturated one Water vapor atmosphere under high pressure and under high temperature get abandoned. Thereby in the digestion step with a temperature worked between 120 ° C and 180 ° C and a pressure between 2 and 11 bar.

Der heiße Wasserdampf aus dem Aufschließungsschritt kann in einem Vorwärmschritt bei normalem Druck zur Vorwärmung und Dämpfung der Bruchstücke verwendet werden. The hot water vapor from the digestion step can be in one Preheat step at normal pressure to preheat and dampen the fragments be used.

In der DE-AS 12 01 045 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 12 01 045 describes a process for the recovery of Chip material from waste, sawdust, garbage interspersed with hardened binders etc. described for the production of chipboard or the like. Here is the Waste of exposure to excess steam, the Steam with an overpressure of 1-5 atm during a period between 0.5 and 4 hours to act on the waste.

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 in the case of the above Processes for the recovery of chips and fibers increase cost-effectiveness improve.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:

a) ein in seinem oberen Bereich mit einem Abgasventil versehener, in seinem Innenraum unter Atmosphärendruck stehender Aufschlussbehälter wird mit den Holzwerkstoffstücken befüllt und dann bei geöffnetem Abgasventil geschlossen;
b) in den unteren Bereich des so befüllten Innenraumes des Aufschlussbehälters wird unter leichtem Überdruck so lange Dampf eingeleitet, bis dieser die Luft aus dem Aufschlussbehälter über das geöffnete Abgasventil zumindest weitgehend verdrängt hat und im Behälterinnenraum eine Temperatur von etwa 100-120°C erreicht ist und ein etwas über Atmosphärendruck liegender Druck herrscht;
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;
d) anschließend wird in den Aufschlussbehälter die vorgewärmte Imprägnierlösung so lange eingeleitet, bis das Füllgut im Aufschlussbehälter vollständig mit der Imprägnierlösung bedeckt ist;
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.

Based on the method described in the introduction, this object is achieved according to the invention with the following method steps:

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 the lower area of the interior of the digestion tank filled in this way, steam is introduced under a slight excess pressure until it has at least largely displaced the air from the digestion tank via the opened exhaust gas valve and a temperature of approximately 100-120 ° C. has been reached in the interior of the tank and the pressure is slightly above atmospheric pressure;
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 to preheat it;
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) 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 valve is closed, the wood-based material pieces are heated to 80 ° to 120 ° C. by introducing steam into the digestion containers and thereby broken down into 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 the wood-based material pieces, but not for their digestion, because of this There is too little water in the steam or when it flows through the steam too little water can condense on the latter. It is It is important from the point of view of energy saving that the air steam displacing from the interior of the container together with that of him heated, displaced air is used to preheat the impregnation solution can be.

Dadurch, dass der Dampf erfindungsgemäß von unten in den Aufschlussbehälter eingeleitet wird, den Behälterinnenraum von unten nach oben durchströmt und teilweise oben aus dem Abgasventil wieder austritt, kann sich im unteren Teil des Aufschlussbehälters 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 Aufschlussbehälters befindlichen Holzwerkstoffstücke vor deren eigentlicher Imprägnierung vermieden. The fact that the steam according to the invention from below into the digestion tank is initiated, flows through the interior of the container from bottom to top and Partially exits the exhaust valve at the top, can be in the lower part Do not collect any condensate in the digestion tank, as a condensate through the incoming steam would be immediately transferred back into the vapor phase. This will result in excessive water intake or premature, unwanted humidification of the lower part of the digestion tank existing wood material pieces avoided before their actual impregnation.

Um alle Holzwerkstoffstücke des in den Aufschlussbehälter eingefüllten Füllgutes allseitig gleichmäßig vorzuwärmen, wird der Dampf so lange in den Behälterinnenraum eingeleitet, bis dort eine Temperatur von ≥ 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. Around all wood material pieces of the filling material filled into the digestion container To preheat evenly on all sides, the steam is so long in the Container interior initiated until a temperature of ≥ 100 ° C can be determined, the pressure of the introduced steam always slightly above the surrounding one atmospheric pressure is to prevent a backflow of air into the Avoid container interior.

Die Einleitung der Imprägnierlösung in den Behälterinnenraum erfolgt erfindungsgemäß im Überschuss und zwar bis zur vollständigen Bedeckung des in den Aufschlussbehälter 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 vorgewärmt sind, kühlt sich die in den Aufschlussbehälter 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. The impregnation solution is introduced into the interior of the container According to the invention in excess, namely until the in the Digestion container filled contents. If the preheated impregnation solution a temperature of e.g. B. 80 ° C, and the wood material pieces as a result the steam application to z. B. are preheated to 60 ° C, cools in the Digestion tank introduced impregnation liquid a little. It can therefore be expedient, the steam supply into the container interior even while the introduction and action of the impregnation solution. The this makes the decrease in steam even more effective advantageous u. a. also for steam generation.

Claims

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) ein in seinem oberen Bereich mit einem Abgasventil versehener, in seinem Innenraum unter Atmosphärendruck stehender Aufschlussbehälter wird mit den Holzwerkstoffstücken befüllt und dann bei geöffnetem Abgasventil geschlossen;

b) in den unteren Bereich des so befüllten Innenraumes des Aufschlussbehälters wird unter leichtem Überdruck so lange Dampf eingeleitet, bis dieser die Luft aus dem Aufschlussbehälter über das geöffnete Abgasventil zumindest weitgehend verdrängt hat und im Behälterinnenraum eine Temperatur von etwa 100-120°C erreicht ist und ein etwas über Atmosphärendruck liegender Druck herrscht;

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;

d) anschließend wird in den Aufschlussbehälter die vorgewärmte Imprägnierlösung so lange eingeleitet, bis das Füllgut im Aufschlussbehälter vollständig mit der Imprägnierlösung bedeckt ist;

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.

1. A process for the recovery of chips and fibers from wood-based material residues, old furniture, production residues, waste and other wood-based materials glued with urea-formaldehyde binders or with other hydrolyzable or chemically digestible binders, with the following process steps:

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 the lower area of the interior of the digestion tank filled in this way, steam is introduced under a slight excess pressure until it has at least largely displaced the air from the digestion tank via the opened exhaust gas valve and a temperature of approximately 100-120 ° C. has been reached in the interior of the tank and the pressure is slightly above atmospheric pressure;

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 to preheat it;

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) 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 valve is closed, the wood-based material pieces are heated to 80 ° to 120 ° C. by introducing steam into the digestion containers and thereby broken down into chips and / or fibers.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass noch während der Einleitung und Einwirkung der Imprägnierlösung in den Aufschlussbehälter bei noch geöffnetem Abgasventil weiterhin Dampf in den Behälterinnenraum eingespeist wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that still during the introduction and action of the impregnation solution in the Digestion tank with steam still open steam in the Container interior is fed.