DE10158858B4

DE10158858B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufteilung einer Faserstoffsuspension

Info

Publication number: DE10158858B4
Application number: DE2001158858
Authority: DE
Inventors: Reimund Rienecker; Peter Schweiss
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: DE10158858A1

Abstract

Verfahren zur Aufteilung einer Faserstoffsuspension (S), bei dem die Faserstoffsuspension (S) durch mindestens zwei hintereinander geschaltete Trennstufen (1, 2) mit mindestens einem Drucksortierer geführt wird, in denen jeweils ein mit den gröberen Anteilen. angereicherter Überlaufstrom (5, 6) zur Abfuhr unerwünschter Störstoffe und ein mit feineren Anteilen angereicherter Durchlaufstrom (3, 4) gebildet werden,
wobei der Durchlaufstrom der ersten Trennstufe (1) in die zweite Trennstufe (2) geführt wird und
wobei zwei hintereinander geschaltete Trennstufen (1, 2) mit der gleichen Trenncharakteristik betrieben werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Überlaufstrom (6) der zweiten Trennstufe (2) in den Einlauf der ersten Trennstufe (1) zurückgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verfahren der genannten Art werden unter Verwendung von Drucksortierern durchgeführt. Bei einem solchen wird die Suspension an einem Sieb in mindestens zwei Fraktionen aufgeteilt, und zwar einen Durchlauf, der die Stoffe, die das Sieb passiert haben, enthält und einen Überlauf mit den Stoffen, die auf Grund ihrer Größe, Form oder Steifigkeit abgewiesen wurden.
Ein solches Trennverfahren wird z.B. zur Entfernung von unerwünschten Begleitstoffen, sogenannten Störstoffen, eingesetzt. Bekanntlich enthalten Faserstoffsuspensionen, die zur Papiererzeugung eingesetzt werden sollen, insbesondere solche, die aus Altpapier gewonnen worden sind, oft eine mehr oder weniger große Menge von Störstoffen, die in der Aufbereitungsanlage entfernt werden müssen. Eine andere Anwendung ist die Faserfraktionierung, bei der die Papierfasern nach Länge, Dicke oder Flexibilität klassiert werden.
In vielen Fällen hat es sich als notwendig und sinnvoll erwiesen, die aufzuteilende Faserstoffsuspension nacheinander in mehreren Trennstufen zu bearbeiten. Ein häufiger Grund für diese Fahrweise ist in der unterschiedlichen Struktur der abzuteilenden Bestandteile zu sehen. Die Trennstufen haben dann unterschiedliche Wirkungen.

Aus der Publikation NYSTEN, B.: Neue Erfahrungen mit Drucksortierern und Combiscreen in der Holzschliffsortierung und Altpapieraufbereitung. In: Das Papier, 1990, 44. Jg., H. 10A, Seiten V123 bis V128, ist ein mit mehreren hintereinander geschalteten Sortierern arbeitendes Verfahren bekannt. Dabei wird aus einer TMP-Stoffsuspension ein möglichst großer Anteil der Splitter entfernt. Die Sortierer sind mit Sieben ausgestattet, deren Öffnungen sich stark unterscheiden, was zu einer unterschiedlichen Trenn-Charakteristik führt.

Bei der Aufbereitung von Faserstoffsuspensionen ist die Verwendung mehrerer hintereinander geschalteter Trennstufen aber auch dann von Vorteil, wenn beide Trennstufen in ihrer Trenncharakteristik gleich oder zumindest sehr ähnlich sind. Die Trennaufgabe bei diesen Rohstoffen ist nämlich dadurch erschwert, dass die auszuscheidenden Feststoffteilchen in vielen Fällen den nicht auszuscheidenden Feststoffteilchen bezüglich ihrer trenntechnisch relevanten Unterschiede sehr ähnlich sind. Dadurch besteht die Gefahr entweder des Verlustes der feineren Anteile mit dem Grobstoff oder ein unerwünschter Anteil von gröberen Stoffen in der Feinfraktion. Bekanntlich lässt sich gerade dann der Effekt des Verfahrens wesentlich verbessern, wenn in der schon erwähnten Weise mehrere Stufen hintereinander geschaltet werden. Dieses Problem kann z.B. dann auftreten, wenn feine klebende Störstoffe, die sogenannten Stickies, aus der Faserstoffsuspension auszuscheiden sind. Diese verhalten sich nämlich beim Passieren eines feinen Siebes ähnlich wie ein Teil der Fasern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein betriebssicheres Verfahren zu schaffen, mit dem eine noch bessere Trennung erreicht wird und gleichzeitig der erforderliche verfahrenstechnische Aufwand akzeptabel bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale in vollem Umfang gelöst.

Vorteilhafte Vorrichtungen zur Verfahrensdurchführung werden in den Ansprüchen 15 bis 17 genannt.

Die bezeichneten Maßnahmen führen zu einer signifikanten Verbesserung der Trennwirkung und/oder zur Verminderung des Faserverlustes bei der Entfernung von Störstoffen. Der letztgenannte Aspekt ist bei der Endstufe einer Sortieranlage ("Endstufensortierung") besonders wichtig.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch den Betrieb der Trennanlage stabilisieren, weil dadurch die Einlaufmenge in die Trennapparate (Sortierer) z.B. leichter konstant zu halten ist.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 + 2 je ein exemplarisches Verfahrensschema zur Störstoffentfernung;
3 ein spezieller Drucksortierer zur Anwendung des Verfahrens.
In 1 sind die wesentlichen Schritte des Verfahrens erläutert. Die Faserstoffsuspension S wird zunächst in die erste Trennstufe 1 geführt. Deren Durchlaufstrom 3 gelangt in die zweite Trennstufe 2, die einen Überlaufstrom 6 bildet, der erfindungsgemäß in den Einlauf zur ersten Trennstufe 1 zurückgeführt wird. Der Durchlaufstrom 4 der zweiten Trennstufe 2 enthält möglichst viel vom feineren Anteil der Faserstoffsuspension S und möglichst wenig vom gröberen, wobei sich das auf die suspendierten Feststoffteilchen bezieht.
Zumeist sollte der zurückgeführte Überlaufstrom 6 mengenmäßig einstellbar sein, was hier durch die Mengenregelung 7 angedeutet ist.
Die Vorbehandlung 8, also der Teil der Aufbereitungsanlage, der die Faserstoffsuspension S bereitstellt, kann auch weitere Trennstufen enthalten. Insbesondere kann dadurch bereits eine Anreicherung der groben Anteile in der Faserstoffsuspension erfolgt sein, so dass also die Trennstufe 1 eine Endstufe darstellt, deren Überlaufstrom 5 nicht mehr weiter sortiert, sondern z.B. nach Entwässerung als Abfall deponiert wird.
Wie 2 zeigt, können stattdessen für den Überlaufstrom 5 der ersten Trennstufe 1 auch eine oder mehrere weitere Trennstufen folgen. Der Durchlaufstrom 13 einer solchen weiteren Trennstufe 9 wird üblicherweise vorwärts geführt, vorzugsweise in den Einlauf zur zweiten Trennstufe 2 oder (gestrichelte Linie) auch in deren Durchlaufstrom.
Technisch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen, indem für jede der Trennstufen ein üblicher Drucksortierer verwendet wird, dessen Funktion bereits erläutert wurde. Eine andere Möglichkeit liegt darin, einen speziellen Drucksortierer zu verwenden, in dessen Gehäuse beide Trennstufen integriert sind, wie das Beispiel der 3 zeigt. Dieser Drucksortierer ist mit zwei Siebkörben 11 bzw. 12 ausgestattet, die von der durch den Einlauf 22 zugeleiteten Faserstoffsuspension S nacheinander durchströmt werden. Die Sieböffnungen beider Siebkörbe können gleich sein, so dass der Durchlaufstrom 4 der zweiten Trennstufe 2 zwei Mal nacheinander gleiche Sieböffnungen passiert hat. Er verlässt das Gehäuse durch den Durchlauf 26. Die Strömungsführung innerhalb des nur schematisch gezeichneten Sortierers ist durch Pfeile angedeutet. Man erkennt auch einen zentral angeordneten Rotor 18, der die Siebräumer 19 für die beiden Siebkörbe antreibt.
Das, was am ersten Siebkorb 11 abgewiesen worden ist, verlässt per Überlauf 24 das Gehäuse als Überlaufstrom 5 der ersten Trennstufe 1, während der Überlaufstrom 6 der zweiten Trennstufe 2 hier durch eine radial außen an den Überlauf 27 des Drucksortierers angeschlossene Überlaufleitung 14 vom unteren Teil des Gehäuses in den oberen Teil zentral wieder eingeführt wird. Dadurch kann genutzt werden, dass sich infolge der Rotationsströmungen in dem Drucksortierer an der Auslaufstelle 15 für den Überlaufstrom 6 ein höherer Druck einstellt als dort, wo der Anschluss 16 für die Einleitung in das Gehäuse vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eventuell eine Pumpe oder eine lange Rückführleitung zur Pumpe eingespart werden. Auch wenn der Anschluss 16 nicht direkt in den Einlauf 22 mündet, liegt hier eine hydraulische Verbindung vor.
Wie bereits erwähnt, empfiehlt es sich, die Menge dieses Überlaufstromes 6 einstellbar zu machen, was mit einer Stell- oder Regelvorrichtung 17 möglich ist.
Um das erfindungsgemäße Verfahren zu erläutern, wird ein Vergleichsversuch beschrieben, bei dem ein Rohstoff, bestehend aus 80 % Illustrierte und 20 % Zeitungen nach entsprechender Auflösung und Vorbehandlung als Faserstoffsuspension einer zweistufigen Sortierung, also Nasssiebung, unterzogen wurde. Für die beiden Trennstufen wurden jeweils in Reihe geschaltete Drucksortierer verwendet, die mit Schlitzsiebkörben ausgestattet waren, deren Schlitzweite 0,12 mm betrug. Zunächst wurde das Verfahren gemäß dem Stand der Technik durchgeführt, was bedeutet, dass die beiden Überlaufströme der ersten und zweiten Trennstufe als Rejekt zusammengefasst und untersucht wurden. Zur Beurteilung des Sortiereffektes wurde in bekannter Weise die Sticky-Fläche an aus dem Stoff hergestellten Versuchsblättern ermittelt. Dabei ergab sich bei der Durchführung gemäß dem Stand der Technik, also dem ersten Versuch, ein Trennwirkungsgrad des Verfahrens von 63,4 %. Beide Überlaufströme zusammengenommen mit einer volumetrischen Spuckstoffrate von 13,6 % führten zu einem Substanzverlust von 17,6 %, bezogen auf die Einlaufmenge. Diese Überlaufströme enthalten Störstoffe und unbeabsichtigt ausgeschiedenen Faserstoff. Bei dem zweiten Versuch wurde der Überlaufstrom der zweiten Trennstufe auf volumetrisch 5 % des Einlaufes eingestellt und vor die erste Trennstufe zurückgeführt. Der Überlaufstrom der ersten Trennstufe wurde leicht erhöht und lag bei 11 Vol%. Der zweite Versuch führte zu einem Trennwirkungsgrad, der mit 69,5 % signifikant über dem des ersten Versuches lag . Gleichzeitig wurde der Substanzverlust, der lediglich im Überlauf der ersten Trennstufe anfällt, auf 12,1 % gesenkt. Der Versuch belegt, dass es mit einer relativ einfachen Maßnahme möglich war, die gestellte Aufgabe zu lösen.

Claims

Verfahren zur Aufteilung einer Faserstoffsuspension (S), bei dem die Faserstoffsuspension (S) durch mindestens zwei hintereinander geschaltete Trennstufen (1, 2) mit mindestens einem Drucksortierer geführt wird, in denen jeweils ein mit den gröberen Anteilen. angereicherter Überlaufstrom (5, 6) zur Abfuhr unerwünschter Störstoffe und ein mit feineren Anteilen angereicherter Durchlaufstrom (3, 4) gebildet werden, wobei der Durchlaufstrom der ersten Trennstufe (1) in die zweite Trennstufe (2) geführt wird und wobei zwei hintereinander geschaltete Trennstufen (1, 2) mit der gleichen Trenncharakteristik betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufstrom (6) der zweiten Trennstufe (2) in den Einlauf der ersten Trennstufe (1) zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufstrom (6) der zweiten Trennstufe (2) ohne weitere Fraktionierung seiner Feststoffanteile in den Einlauf der ersten Trennstufe (1) zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Überlaufstromes (6) der zweiten Trennstufe (2) geregelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Überlaufstromes (6) der zweiten Trennstufe (2) auf einen Wert zwischen 2 und 20 Vol% des Einlaufstromes in die zweite Trennstufe (2) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unerwünschten Störstoffe klebende Partikel (stickies) sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufstrom (5) der ersten Trennstufe (1) nur noch in einem Rejektsortierer bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufstrom (5) der ersten Trennstufe (1) eingedickt und verworfen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Überlaufstrom (5) der ersten Trennstufe (1) eine Langfaserfraktion abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Trennstufen (1, 2) ein Drucksortierer verwendet wird, an dessen Sieben die Überlaufströme (5, 6) zurückgehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufstrom (6) der zweiten Trennstufe (2) ohne Pumpe in den Drucksortierer an einer Stelle wieder eingeleitet wird, an der auf Grund der Rotationsströmungen ein geringerer Druck herrscht als am Auslauf des Überlaufstroms (6).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Trennstufe (1, 2) je mindestens ein Drucksortierer verwendet wird, der mindestens ein Sieb enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebe Schlitzsiebe sind mit einer Schlitzweite von höchstens 2 mm.
Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Trennstufen (1, 2) Siebe mit gleichen Sieböffnungen verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Überlaufstromes (6) der zweiten Trennstufe (2) durch einen Regler eingestellt wird, der ein Qualitätssignal aus dem Durchlaufstrom (4) der zweiten Trennstufe (2) verarbeitet.
Vorrichtung zur Aufteilung einer Fasersuspension nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche mit mindestens zwei hintereinander geschalteten Trennstufen (1, 2) mit jeweils einem Einlauf (22), einem Überlauf (24, 27) für den mit gröberen Anteilen angereicherten Überlaufstrom (5, 6) und einem Durchlauf (26) für den mit feineren Anteilen angereicherten Durchlaufstrom (3, 4), wobei für beide Trennstufen (1, 2) ein einziger Drucksortierer verwendet wird, in dem zwei nacheinander von der Fasersuspension durchströmbare Siebe vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlauf (27) der zweiten Trennstufe (2) mit dem Einlauf (22) der ersten Trennstufe (1) hydraulisch verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überlaufleitung (14) den Überlauf (27) der zweiten Trennstufe (2) mit dem Einlauf (22) der ersten Trennstufe (1) verbindet oder mit dem Teil des Gehäuses des Drucksortierers, in den dieser Einlauf (22) einmündet.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem die hydraulische Verbindung darstellenden Teil der Vorrichtung eine Stell- oder Regelvorrichtung (17) zur Beeinflussung des Volumenstromes befindet.