DE102004014392B4

DE102004014392B4 - Verfahren zum Reinigen einer störstoffhaltigen Faserstoffsuspension für die Papiererzeugung

Info

Publication number: DE102004014392B4
Application number: DE200410014392
Authority: DE
Inventors: Mark Lee; Martin Nuber
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Nuber Martin 88131 Lindau De
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: DE102004014392A1

Abstract

Verfahren zum Reinigen einer störstoffhaltigen Faserstoffsuspension (S, S') für die Papiererzeugung in einem Drucksortierer (3) unter Verwendung mindestens eines Siebes (1, 2) mit einer Vielzahl von Sieböffnungen, durch die der beim Sieben akzeptierte Teil der Faserstoffsuspension als Gutstoff (A1, A2) hindurch tritt, während das Abgewiesene als Rejekt (R1, R2) davon getrennt abgeleitet wird, wobei gereinigte Faserstoffsuspension als Rohstoff in einer Papiermaschine (7) verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigende Faserstoffsuspension (S, S') vor dem Sieb (1, 2) durch Zumischen von kälterem Verdünnungswasser (W) gekühlt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Verfahren dienen dem Entfernen von Störstoffen aus der Faserstoffsuspension durch Nasssieben. Sie werden oft als Sortieren bezeichnet. Dabei sollen die in der Suspension enthaltenen Fasern als Gutstoff das Sieb passieren, während die nicht gewünschten festen Bestandteile abgewiesen und als Überlauffraktion aus dem Siebbereich wieder abgeleitet werden. Eine wichtige Apparatur zur Durchführung des Verfahrens ist der an sich bekannte Drucksortierer.

Aus der DE 102 44 521 B3 ist ein Verfahren dieser Art zur Aufbereitung von Altpapier bekannt. Auch dieses Verfahren befasst sich mit der Entfernung von klebenden Verunreinigungen, sogenannten Stickies. Zu deren Entfernung wird eine Kombination von Feinsortierung und nachfolgender Faserfraktionierung vorgeschlagen. Dabei werden zur Feinsortierung Schlitzsiebe verwendet, die in Drucksortierern eingebaut sind.

Bei solchen Trennverfahren kann es zu Problemen kommen, wenn die auszuscheidenden Störstoffe so weich oder instabil sind, dass sie zusammen mit den suspendierten Papierfasern durch die Sieböffnungen hindurch treten. Diese unerwünschte Erscheinung kann auch bei solchen Störstoffen auftreten, die auf Grund ihrer Größe an sich vom Sieb abgewiesen werden müssten. Da aber an den Sortieröffnungen eine Druckdifferenz anliegt, können in ungünstigen Fällen die Kräfte ausreichen, um die Störstoffpartikel die Öffnung passieren zu lassen. Störstoffe, bei denen eine solche schlechte Abscheidung zu befürchten ist, sind insbesondere Klebstoffpartikel, die sogenannten Stickies. Auch wenn ihr Anteil an den suspendierten Feststoffen oft verschwindend gering ist, können sie bei der Produktion des Papiers zu schweren Störungen führen und/oder die Papierqualität entscheidend verschlechtern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Verfahren zum Reinigen der Faserstoffsuspension weiter zu verbessern, insbesondere um die Abscheidung von weichen Partikeln effektiver zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die Kennzeichen des Anspruchs 1 in Verbindung mit denen des entsprechenden Oberbegriffes gelöst.

Dabei wird die Tatsache genutzt, dass ein großer Teil der weichen Störstoffe eine höhere Härte bzw. Steifheit aufweist, wenn seine Temperatur abgesenkt wird. Auch die Gefahr einer Störstoffzerkleinerung ist dann meist geringer. Das führt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dazu, dass ein signifikant größerer Anteil von solchen problematischen Störstoffen am Sieb abgewiesen wird. Es ist nicht erforderlich, auch andere Prozesse der Stoffaufbereitung (wie z.B. die Auflösung) bei reduzierten Temperaturen durchzuführen, was oft ein Nachteil wäre.

In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann zum Abkühlen der zu sortierenden Faserstoffsuspension das Wasser verwendet werden, dessen Wärme zuvor in einem Wärmeaustauscher zum Aufheizen von Frischwasser für die Papiermaschine genutzt wurde. Dabei kommt zugute, dass einerseits die Heizwärme für das Papiermaschinen-Frischwasser ohne Heizkosten zur Verfügung gestellt wird und dass andererseits die Abkühlung des Verdünnungswassers einen Nutzen bietet. Es kann aber auch ein anderes Kühlmedium verwendet werden, z.B. Rückwasser der Papiermaschine oder sonstiges Kühlwasser. Das Verdünnungswasser kann wie üblich als Rückwasser aus der Stoffaufbereitungsanlage stammen, wo es z.B. bei Eindickprozessen ohnehin anfällt. Seine Temperatur liegt dann zumeist über 50° C und oft auch darüber.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von einer Zeichnung.
Diese zeigt in grob schematischer Form einen Teil einer Anlage zur Aufbereitung von Altpapier. Die nicht näher beschriebenen vorbereitenden Schritte, wie Auflösung und Grobsortierung, werden im Prozessteil 8 vorgenommen. Dadurch wird eine Faserstoffsuspension S gebildet, die zwar von einem Teil der Störstoffe, insbesondere den gröberen Verunreinigungen, befreit sein kann, die aber immer noch Störstoffe enthält, die bei der Papiererzeugung nachteilig sind. Zur weiteren Reinigung wird die Faserstoffsuspension S in einen Drucksortierer 3 geleitet, welcher ein Sieb 1 enthält, das in an sich bekannter Weise die Suspension aufteilt in einen Gutstoff A1, der das Sieb 1 passiert hat, sowie in einen Rejekt R1, der abgewiesen wurde. Bei der hier dargestellten Fahrweise wird der Rejekt R1 in den Zulauf eines zu einer nachfolgenden Stufe gehörenden Drucksortierers 4 geführt. Der Drucksortierer 4 ist mit einem Sieb 2 versehen, welches der Gutstoff A2 passiert, während der Rejekt R2 daran abgewiesen wird. Die Gutstoffe A1 und A2 aus beiden Stufen werden hier zusammengeführt (Vorwärtsschaltung). Eine andere Möglichkeit besteht in der Rückführung (gestrichelt gezeichnet) des zweiten Gutstoffes A2 in den Einlauf zur stromaufwärtigen Stufe. Vor dem Eintritt in den Drucksortierer 4 wird in die Faserstoffsuspension S' kälteres Verdünnungswasser W zugegeben, dessen Temperatur geringer ist als die des Rejekts R1. Der Rejekt R1, der einen wesentlich höheren Störstoffanteil hat als der Zulauf zum Drucksortierer 3 der vorigen Stufe, kann nun unter besonders günstigen Bedingungen, d.h. bei reduzierter Temperatur sortiert werden. Wenn genügend kaltes Wasser verfügbar ist, kann damit auch der Zulauf zum ersten Drucksortierer 3 gekühlt werden. Aus ökonomischen Gründen dürfte aber die hier gezeigte Schaltung günstiger sein, sofern über mehrere Stufen sortiert wird.
Bei dem hier dargestellten Beispiel wird Rückwasser 10 aus dem Teil des Wassersystems 9 der Stoffaufbereitung entnommen und durch einen Wärmeaustauscher 5 geführt. In diesem Wärmeaustauscher 5 nimmt das für die Papiermaschine 7 bestimmte Frischwasser 6 die Wärme des Rückwassers 10 auf. Wie bereits erwähnt, wird dadurch das Frischwasser in vorteilhafter Weise für den Gebrauch in der Papiermaschine 7 aufgewärmt.
Bei den Drucksortierern 3 bzw. 4 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich in der Regel um Apparate zur Feinsortierung. D.h. die darin verwendeten Siebe 1 bzw. 2 sind vorzugsweise mit sehr kleinen Löchern oder feinen Schlitzen versehen. Die Schlitze können eine Spaltweite unter 0,2 mm aufweisen. Anstelle eines einzigen Drucksortierers können in einer Stufe auch mehrere verwendet werden. Auch kann die Anzahl der Stufen höher als zwei sein.
An Hand der Zeichnung lässt sich auch ein Zahlen-Beispiel aus der Praxis angeben. Gemäß diesem Beispiel wird die Faserstoffsuspension S mit einer Temperatur von 56° C in den ersten Drucksortierer 3 eingeführt, wobei Gutstoff A1 und Rejekt R1 in etwa derselben Temperatur wieder austreten. Dabei ist der Rejekt R1 so eingestellt, dass seine Feststoffmenge etwa 25 % der des Einlaufes in den Drucksortierer 3 beträgt. Das Verdünnungswasser W hat eine Temperatur von 36° C, wodurch sich bei den vorliegenden Mengenströmen eine Einlauftemperatur für den Drucksortierer 4 von 52° C erreichen lässt. Der Gutstoff A2, der das Sieb 2 passiert hat, wird mit dem Gutstoff A1 vermischt, wobei sich eine Temperatur von ca. 55° C einstellt. Dieses Gemisch geht dann als gereinigte Faserstoffsuspension A über weitere – nicht gezeigte – Prozessstufen schließlich auf die Papiermaschine 7. Das Frischwasser 6 kommt mit 15° C in den Wärmeaustauscher 5 und wärmt sich auf ca. 35° C auf. Dadurch kann im Gegenzug das Rückwasser 10 von 56° auf 36° C abgekühlt werden, sofern die Durchflussmengen in etwa gleich sind.
Die oben genannten Werte sind lediglich als Beispiel zu verstehen. Sie hängen sehr stark von den vorgefundenen Verhältnissen in einer Papiermaschine und der Stoffaufbereitung ab.
Entscheidenden Einfluss hat auch die Menge des für die Papiermaschine benötigten Frischwassers. Generell kann gesagt werden, je größer der Frischwasserbedarf ist, umso mehr Möglichkeiten bieten sich bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims

Verfahren zum Reinigen einer störstoffhaltigen Faserstoffsuspension (S, S') für die Papiererzeugung in einem Drucksortierer (3) unter Verwendung mindestens eines Siebes (1, 2) mit einer Vielzahl von Sieböffnungen, durch die der beim Sieben akzeptierte Teil der Faserstoffsuspension als Gutstoff (A1, A2) hindurch tritt, während das Abgewiesene als Rejekt (R1, R2) davon getrennt abgeleitet wird, wobei gereinigte Faserstoffsuspension als Rohstoff in einer Papiermaschine (7) verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigende Faserstoffsuspension (S, S') vor dem Sieb (1, 2) durch Zumischen von kälterem Verdünnungswasser (W) gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu sortierende Faserstoffsuspension (S, S') durch das Zumischen des kälteren Verdünnungswassers (W) um mindestens 4° C, vorzugsweise mindestens 8° C, abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Siebe (1, 2) in wenigstens zwei Stufen verwendet werden, bei denen der Rejekt (R1) aus der vorigen Stufe in den Zulauf der folgenden Stufe geleitet wird und dass das Zumischen des kälteren Verdünnungswassers (W) vor der letzten Stufe erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungswasser (W) vor dem Zumischen in einem Wärmeaustauscher (5) gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmeaustauscher (5) mit Frischwasser (6) gekühlt wird, das danach auf der Papiermaschine (7) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmeaustauscher (5) mit Rückwasser aus der Papiermaschine (7) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungswasser (W) dem im Wassersystem (9) der Stoffaufbereitung behandelten Rückwasser (10) entnommen wird, welches im Wärmeaustauscher (5) um mindestens 10°, höchstens 30°C, vorzugsweise ca. 20° C, abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Rejektes (R1, R2) eines Siebes (1, 2) auf einen Wert zwischen 20 % und 30 % des Zulaufes zu diesem Sieb (1, 2) eingestellt wird, wobei diese Angaben auf den Feststoffgehalt in der jeweiligen Suspension bezogen sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Verdünnungswassers (W) unmittelbar vor dem Drucksortierer (3, 4) erfolgt, in dem sich das Sieb (1, 2) befindet.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1, 2), das mit gekühlter Faserstoffsuspension (S, S') beaufschlagt wird, schlitzförmige Sieböffnungen hat, deren Schlitzweite geringer ist als 0,2 mm
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die störstoffhaltige Faserstoffsuspension (S, S') überwiegend durch Auflösen von bedrucktem Altpapier hergestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Faserstoffsuspension (A) für die Erzeugung von graphischem Papier verwendet wird.