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Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Stoffaufbereitung einer Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, umfassend zumindest eine Bütte zur Aufbereitung und Bevorratung einer Faserstoffsuspension.
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Maschinen zur Herstellung einer Papier- oder Faserstoffbahn umfassen immer auch einen Bereich in dem die Faserstoffe, aus der in der Maschine die Faserstoffbahn hergestellt wird, aufbereitet werden. Dieser Bereich wird allgemein Stoffaufbereitung genannt.
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An die Stoffaufbereitung schließt sich der Konstantteil der Maschine an, in dem die Faserstoffe, der in der Stoffaufbereitung zu einer Faserstoffsuspension aufbereitet wurden, so weit verdünnt werden, dass eine Fasersuspension mit ca. 1 bis 2% Feststoffanteil entsteht, die anschließend über die Stoffauflaufdüse auf das Formiersieb aufgebracht und dort entwässert wird.
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Im Wesentlichen besteht der Konstantteil aus einem Kreislauf in dem große Mengen Prozesswasser im Kreislauf gefahren werden. In diesem Prozesswasser werden die Fasern, Hilfsstoffe und Ascheteilchen usw., aus der in der Maschine die Faserstoffbahn hergestellt wird, transportiert und derart aufbereitet, dass im Stoffauflauf der Maschinen eine gleichmäßige Faserstoffsuspension mit einer gewünschten Konsistenz zur Verfügung steht.
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Der größte Teil des Prozesswassers durchdringt das Formiersieb und wird als sogenanntes Weißwasser, Wasser mit einem relativ hohem Feststoffanteil, in den Konstantteilkreislauf, zum verdünnen der Faserstoffsuspension aus der Stoffaufbereitung, zurückgeführt.
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Grob zusammengefasst gilt, dass der größte Teil des Prozesswassers im Konstantteilkreislauf im Kreis gefahren wird. Nur der Teil des Wassers und die Feststoffanteile die mit der Faserstoffbahn weiter durch die Maschine transportiert werden, müssen im Konstantteilkreislauf ersetzt werden. Das sind im wesentlichen Frischfaser und/oder Altpapierfasern, Asche und Wasser.
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Bei der Herstellung der Faserstoffsuspension aus Altpapier kommt es allerdings regelmäßig zu einem anaeroben Wachstum in der Stoffaufbereitung und Konstantteil, insbesondere wenn es zu Maschinenstillständen kommt.
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Zudem reichern und/oder sammeln sich Stoffe im Konstantteil regelmäßig an, wodurch sie sehr lange in Teilbereichen des Kreislaufs verbleiben. Dadurch kann sehr leicht biozides Wachstum entstehen, was den Einsatz von Bioziden notwendig macht. Biozide haben bei zu großem Einsatz allerdings den Nachteil, dass sie den Papierherstellungsprozess verschlechtern und es müssen zusätzliche Chemikalien eingesetzt werden um den Papierherstellungsprozess stabil zu halten.
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Zur Zwischenlagerung, Bevorratung und/oder der Bereitstellung der Faserstoffsuspension sind verschiedenen Bütten vorgesehen. In der Regel sind mehrere Bütten hintereinander angeordnet, in denen der Faserstoff in unterschiedlichen Konzentrationen und Mengen gelagert, gemischt und/oder behandelt wird.
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Insbesondere in Bütten mit einer großen Bevorratungszeit (1–10 Stunden) kommt es bei Stillständen zu anaeroben Zuständen. Abgesehen davon, dass dieses anaerobe Wachstum in den Bütten dazu führt, dass sich das fertige Produkt verfärbt und schlecht riecht, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Bahnrisses um ein vielfaches.
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Weiterhin führt der erhöhte Chemikalieneinsatz auch zu einer ungewollt hohen Konzentration von Chemikalien im Konstantteil, da ja nicht alle Chemikalien mit dem fertigen Papier aus dem Stoffkreislauf ausgetragen werden.
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Eine Wesentliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes, aber zumindest alternatives, Büttenbetriebsverfahren / Büttenmanagement vorzuschlagen, dass sich insbesondere durch einen stabileren Betrieb auszeichnet.
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Die Aufgabe wird mittels eines Büttenbetriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 14 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren für eine Stoffaufbereitung der Eingangs genannten Art vorgeschlagen, das eine Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung umfasst, wobei mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung zumindest ein Eigenschafts-Parameter der Faserstoffsuspension ermittelt wird, und mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung zumindest ein Aufbereitungs-Parameter der Faserstoffsuspension derart angepasst wird, dass zumindest ein Qualitäts-Parameter der Faserstoffsuspension in zumindest einer Bütte innerhalb eines vorbestimmten Intervalls verbleibt, wenn ein Schwellwert zumindest eines Eigenschafts-Parameters erreicht, unterschritten oder überschritten wird.
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Unter einem Betriebsverfahren oder auch Büttenmanagement wird ein Verfahren verstanden, wie die mindestens eine Bütte gesteuert oder geregelt werden kann, um immer einen ausreichenden Vorrat an Faserstoffsuspension mit für die Faserstoffbahnherstellung geeigneten Qualitäts-Parametern bereitzustellen.
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Hierfür geeignete Eigenschafts-Parameter sind vorzugsweise Parameter die aus folgender Gruppe von Eigenschafts-Parametern ausgewählt werden können:
- – ein physikalischer Parameter, wie Beispielsweise Temperatur, Füllhöhe der Bütte, Trübung der Faserstoffsuspension oder Durchmischungsgrad
- – ein chemischer Parameter, wie Beispielsweise PH-Wert, Gaskonzentratio nen, usw.
- – ein biologischer Parameter, wie Beispielsweise das Vorhandensein bestimm ter Einzeller, wie Bakterien oder Pilzsporen
- – ein biochemischer Parameter, wie beispielsweise Abscheidungsstoffe von Bakterien oder Pilzen, die in der Faserstoffsuspension wachsen.
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Als Eigenschafts-Parameter eignet sich insbesondere die Messung einer Sauerstoffsättigung in der Faserstoffsuspension mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung. Aber auch das Redoxpotential kann als Aussagefähiger Eigenschafts-Parameter bzw. Messgröße herangezogen werden.
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Des Weiteren kann aber auch der PH-Wert oder die Temperatur in der Faserstoffsuspension gemessen werden.
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Der bzw. die gewählten Eigenschafts-Parameter können innerhalb der Stoffaufbereitung an den unterschiedlichsten Stellen gemessen werden, insbesondere am Eingang / in und/oder am Ausgang der Bütte.
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Mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung kann erfindungsgemäß zumindest einer der Aufbereitungs-Parameter, ausgewählt aus folgender Gruppe, geändert werden:
- – ein Füllstand in der Bütte, insbesondere dann sinnvoll, wenn der Bioziedbefall sehr groß ist, wobei der Füllstand dann vorzugsweise abgesenkt wird, um die Befallene Suspensionsmenge zu reduzieren.
- – eine Durchmischung der Faserstoffsuspension, wenn sich, insbesondere in einer Bütte, ein toten Bereich gebildet hat.
- – eine Zusammensetzung der Faserstoffsuspension.
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Die Zusammensetzung der Fasersuspension kann auf verschiedene Art und Weise geändert werden, so können Biozide und/oder andere Zusatzstoffe in die Faserstoffsuspension beigemischt werden.
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Insbesondere kann die Durchmischung der Fasersuspension dadurch geändert werden, dass die Strömung in der Bütte bei Veränderung zumindest eines Qualitäts-Parameters der Faserstoffsuspension verändert wird. Dies wird in einer bevorzugten weise dadurch erreicht, dass die Strömung in der Bütte mittels eines Rührwerks verändert wird. Dies kann beispielsweise mittels eines zusätzlich installierten Rührwerks oder mittels Lufteinschnüffelung erfolgen.
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Weiterhin wird die Aufgabe mittels einer Vorrichtung gelöst, wobei diese zumindest eine Bütte zur Aufbereitung und Bevorratung einer Faserstoffsuspension und eine Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung umfasst, wobei mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung zumindest ein Eigenschafts-Parameter der Faserstoffsuspension ermittelbar ist, und mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung zumindest ein Aufbereitungs-Parameter der Faserstoffsuspension derart anpassbar ist, dass zumindest ein Qualitäts-Parameter der Faserstoffsuspension in zumindest einer Bütte innerhalb eines vorbestimmten Intervalls verbleibt, wenn ein Schwellwert zumindest eines Eigenschafts-Parameters erreicht, unterschritten oder überschritten wird.
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Die Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung besteht aus mindestens einer Messstelle, einer Anpassungsvorrichtung zur Änderung der Qualität-Parameter der Suspension sowie einer Auswerteinheit bzw. Steuerungs- oder Regelungseinrichtung.
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In einer Bevorzugten Ausführung ist die Anpassungsvorrichtung eine Dosier-, Rühr- und/oder Einblasvorrichtung.
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Durch diese Art des Büttenmanagement wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass bei einem bioziden Befall an einer Stelle des Stoffaufbereitungsprozesses sich dieser nicht unnötig weit in den nachfolgenden Bütten oder der Maschine ausbreitet oder große Mengen an Faserstoff entsorgt werden müssen.
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Des Weiteren kann der Biozideinsatz vorteilhaft reduziert werden.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in 1 schematisch dargestellten Stoffaufbereitung näher erläutert.
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1 zeigt die wesentlichen Komponenten der Altpapierstoffaufbereitung einer Papiermaschine. In der Sammelbütte 2 wird das Altpapier zu einem gleichmäßigen Faserstoffbrei aufgelöst wobei das hierfür notwendige Wasser ganz oder teilweise von der Maschine kommt. Die Sammelbütte(n) 2 sind derart ausgelegt, dass in ihr Faserstoffbrei für ca. 1–10 Stunden Betriebszeit der Papiermaschine bevorratet werden kann bzw. dass es 1 bis 10 Stunden dauert, bis der Faserstoffbrei einmal ausgetauscht ist.
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Von der Sammelbütte 2 wird der Faserstoffbrei in den Pulper 3 gepumpt. Unter einem Pulper versteht man einen großen Rührbottich, der in der Industrie bei der Herstellung von Papier-, Karton- oder Tissuebahnen genutzt wird, um den Faserstoffbrei weiter aufzulösen.
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Dieser funktioniert wie ein übergroßer Mixer. Das Volumen des Pulpers 3 liegt zwischen 12 und 100 m3. Im Pulper 3 wird der Faserstoffbrei unter Zugabe von Prozesswasser weiter aufgelöst und verdünnt. Die Stoffdichte der entstehenden Faserstoffsuspension im Pulper 3 beträgt ca. 10 bis 18%.
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Bei der Verarbeitung von Altpapier werden regelmäßig auch Störstoffe in den Prozess eingetragen. Störstoffe, wie Abfall, Metalldrähte, Sand, usw., die nicht bereits vorher entfernt werden können, wie z.B. Sand, werden anschließend mittels eines Schwerteilcleaners 5 aussortiert. Störstoffe die durch das Siebblech des Schwerteilcleaners 5 nicht ausgefiltert werden können, können noch in nachfolgenden feineren Sortierungen, Vorsortieren, entfernt werden.
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Die gereinigte Faserstoffsuspension wird anschließend in die Pulper-Ableerbütte 6, die eine Vorratsmenge von ebenfalls ca. 1–10 Stunden bevorraten kann, gepumpt. Bevor die Faserstoffsuspension in den Prozesswasserkreislauf gelangt, wird in einer Vorsortierung 7 der Faseranteil aussortiert, der nicht für die Papierherstellung geeignet ist.
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In der sich anschließenden Pufferbütte 8, die einen Vorrat für 3–6 Stunden bevorratet, wird die Faserstoffsuspension zwischengelagert bevor sie dem Prozesswasser des Konstantteils zugeführt wird. Dies geschieht in einer Mischvorrichtung in der die Faserstoffsuspension mit Prozesswasser zu einer Faserstoffsuspension mit ca. 3 bis 6% Feststoffanteil verdünnt wird. Die Mischvorrichtung kann auch dazu genutzt werden andere Anteile von Faserstoffen und Feststoffen der Faserstoffsuspension beizumischen.
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Diese Mischung gelangt anschließend in die Mischbütte 9 wo sie weiter durchmischt und von der sie anschließend in die Maschinenbütte 10 gepumpt wird. Die Maschinenbütte 10 ist die letzte Bütte vor dem Stoffauflauf. Sie gehört maschinentechnisch bereits zum Konstantteil 14 der Papiermaschine. Um einen konstanten Suspensionsdruck im Konstantteil zu gewährleisten, muss immer mindestens so viel Faserstoffsuspension aus der Mischbütte in die Maschinenbütte gepumpt werden, dass diese ein konstantes Büttenfüllniveau aufweist. Dies wird erreicht, indem von der Mischbütte ständig mehr Fasersuspension in die Maschinenbütte gepumpt wird als aus der Maschinenbütte 10 entnommen wird. Der überschüssige Anteil gelangt über einen Überlauf zurück in die Mischbütte, so dass zum einen der Füllstand immer konstant gehalten wird und der Inhalt der Maschinenbütte ständig in Bewegung bleibt, so dass immer eine gleichmäßige Faserstoffsuspension unter konstanten Druckbedingungen vorliegt. In einigen, nicht dargestellten, nach geschalteten Verdünnungsstufen erfolgt eine weitere Verdünnung der Faserstoffsuspension bevor diese letztendlich über die Stoffauflaufdüse auf die Maschine gelangt.
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Um kritische anaerobe Zustände schon in der Entstehungsfase zu erkennen sind Messgeräte vorgesehen, mittels derer die Entstehung von anaeroben Zuständen erkannt werden kann. Dies können Sauerstoffmessgeräte, Redoxpotentialmessgeräte, ph-Messgeräte und/oder Temperaturmessgeräte sein. Die Messung erfolgt entweder direkt in der Bütte, bzw. innerhalb der Bütte, oder in der Zu- oder Ableitung der Bütten.
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Der oder die gemessenen Eigenschafts-Parameter der Faserstoffsuspension werden in der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung verarbeitet und mittels der Mess-/Steuer-/Regelungs-Vorrichtung wird zumindest ein Aufbereitungs-Parameter der Faserstoffsuspension derart angepasst, dass zumindest ein Qualitäts-Parameter der Faserstoffsuspension in zumindest einer Bütte innerhalb eines vorbestimmten Intervalls verbleibt, wenn ein Schwellwert zumindest eines Eigenschafts-Parameters erreicht, unterschritten oder überschritten wird.
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Mittels der Einzelmessungen oder durch Kombination mehrerer Messungen wird die Situation beurteilt. Sobald ein Zustand erreicht wird der die Gefahr eines übermäßigen Wachstums bzw. der Verschlimmerung eines anaeroben Zustandes andeutet kann so einer weiteren Verschlimmerung gegengesteuert werden. Zur Gegensteuerung bzw. zum stoppen des anaeroben Wachstums stehen verschiedene Eingriffsmöglichkeiten zur Verfügung mittels denen die Aufbereitungs-Parameter geändert werden können.
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Eine einfache und effektive Art das Wachstum zu stoppen ist das entleeren der betroffenen Bütte, sowie der sich an diese Bütte anschließenden Bütten. So wird verhindert, dass neuer Stoff direkt wieder befallen wird. Da dies in der Regel aber nicht so einfach möglich ist, insbesondere in der Maschinenbütte überhaupt nicht möglich ist, wird das Büttenniveau nur abgesenkt und mittels einer Dosiervorrichtung die Bioziddosierung in die Stoffaufbereitung verändert.
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Die Biozide können an den verschiedensten Stellen in den Wasserkreislauf eindosiert werden. Vorteilhaft ist die Eindosierung vor und/oder direkt in die betroffenen Bütte mittels einer Dosiervorrichtung. Die Zudosierung der Biozide kann gering gehalten werden, wenn die Menge der befallenen Suspension gering ist und der Füllstand niedrig ist.
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Vorteilhafterweise wird die Stoffaufbereitung derart betrieben, dass bei geringsten Anzeichen von biozidem Wachstum der Füllstand der betroffenen und der nachfolgenden Bütten abgesenkt wird und parallel dazu die Biozidzufuhr erhöht wird und erst wenn das biozide Wachstum gestoppt ist, der Füllstand wieder vergrößert wird.
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Weiterhin können Umwälzvorrichtung vorgesehen werden, die die Umwälzung innerhalb einer Bütte durch gezieltes verändern der Strömung in der Bütte derart ändern, dass die Entstehungsherde von anaeroben Wachstumsherden, die meist in Totzonen entstehen, aus diesen herausbewegt werden. Dazu kann beispielsweise die Drehzahl der Mischvorrichtung in den Mischbütten geändert werden oder eine zusätzliche Mischvorrichtung, wie z.B. eine Lufteinschnüffelung, vorgesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoffaufbereitung
- 2
- Sammelbütte
- 3
- Pulper
- 4
- Pumpe
- 5
- Schwerteilcleaner
- 6
- Ableerbütte
- 7
- Vorsortierer
- 8
- Pufferbütte
- 9
- Mischbütte
- 10
- Maschinenbütte
- 11a–e
- Suspensionszulaufleitungen
- 15
- Suspensionsablaufleitung
- 12a–f
- Dosierstellen
- 13
- Nassfestmittelzugabe
- 14
- Konstantteil
