DE10331683B3

DE10331683B3 - Verfahren und Siebapparat zum Sortieren einer verschmutzten Papierfasersuspension

Info

Publication number: DE10331683B3
Application number: DE2003131683
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Dölle; Reimund Rienecker; Stefan Rippl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-07-15

Abstract

Das Verfahren wird beim Sortieren von verschmutzten Papierfasersuspensionen angewendet, insbesondere von solchen, die in einer Altpapieraufbereitung gebildet werden. Zum Sortieren wird ein Apparat mit senkrecht stehendem zylindrischen Sieb (3) verwendet, dem die Papierfasersuspension (S) von oben zugeführt wird, während er schmutzhaltige Rejekt (R) axial nach unten abgeführt wird. Der Rejekt sinkt in eine unterhalb des Siebes (3) positionierte Rejektkammer (7) ab und wird in Rotation versetzt, um die Ausscheidung von Schwerteilen zu verbessern. In besonderen Ausführungsformen wird ein Teilstrom (T) aus der Rejektkammer (7) abgezogen und dem Einlauf wieder zugeführt. Dadurch lassen sich Faserverluste vermeiden oder zumindest reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Siebapparat zu seiner Durchführung.
Der Zweck eines derartigen Verfahrens bzw. Siebapparates besteht darin, aus einer wässrigen Papierfasersuspension, die z.B. aus Altpapier gewonnen sein kann, unerwünschte Schmutzstoffe auszuscheiden. Bekanntlich enthält das Altpapier neben den verwendbaren Faserstoffen auch eine gewisse Menge von Störstoffen, welche nicht in das Papier gelangen dürfen.
Üblicherweise werden die Rohstoffe in einem Stofflöser mit Wasser vermischt und so weit zerkleinert, dass sie als Suspension aus dem Stofflöser abgepumpt werden können. Auch wenn in vielen Fällen bereits im Stofflöser eine Vorreinigung erfolgt, verbleibt noch eine beträchtliche Menge von Störstoffen in der abgepumpten Suspension und gelangt in die für die Aufbereitung verwendeten Vorrichtungen. Diese Störstoffe, deren Partikelgröße bereits deutlich kleiner ist als noch im Stofflöser, werden durch geeignete Trennvorrichtung, von denen meist mehrere in verschiedenen Trennstufen eingesetzt werden, aus der Papierfasersuspension entfernt. Die dabei anfallenden Rejektströme haben dann einen hohen Verschmutzungsgrad und bereiten bei der Verarbeitung, also weiterer Schmutzanreicherung und Faserrückgewinnung, beträchtliche Schwierigkeiten. Neben den Kunststofffolienstücken enthalten sie eine große Menge von solchen Schwerteilen, die auf Grund ihrer bereits reduzierten Größe (im Vergleich mit den im Stofflöser behandelten Störstoffen) Schwierigkeiten bei der Ausscheidung verursachen. Erschwerend kommt hinzu, dass üblicherweise relativ hohe Stoffdichten, also bis ca. 3% gefahren werden, um die Ökonomie des Sortierapparates zu verbessern.

Aus der DE 26 11 885 A1 ist ein Siebapparat bekannt, bei dem die zu sortierende Altpapiersuspension zunächst durch einen unten angesetzten Hydrozyklon geführt wird, dessen Gutstoff in einen darüber liegenden Siebkorb gelangt. So lassen sich zwar die Schwerteile zumindest teilweise ausscheiden, der Spuckstoff des Siebes ist aber stark faserhaltig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Siebapparat zu schaffen, mit welchem es gelingt, die Aussortierung von Störstoffen auch dann betriebssicher durchzuführen, wenn die Papierfasersuspension stark verunreinigt ist.

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

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Siebapparat, geschnitten in Seitenansicht;
2 eine Variante mit zylindrischer Rejektkammer.
Der in 1 gezeigte Siebapparat ist zur Durchführung des Verfahrens geeignet. Er enthält ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse 1, welches im Wesentlichen aus einer oben liegenden Einlaufkammer 4, einem zylindrischen Gehäuseteil 2 und einer darunter liegenden konischen Rejektkammer 7 besteht. Ein zylindrischer Sieb 3 teilt den Innenraum des Gehäuseteils 2 von der radial außerhalb liegenden Gutstoffkammer 5 ab, die mit dem Gutoffauslauf 6 verbunden ist. Im oberen Teil des Gehäuses 1 und konzentrisch mit seiner Mittellinie ist ein Rotor 10 angeordnet, welcher durch einen Antrieb in Rotation versetzt werden kann. Dieser Rotor 10 dient sowohl dazu, das im zylindrischen Gehäuseteil 2 angeordnete Sieb 3 von Verstopfungen frei zu halten als auch zur Erzeugung einer Wirbelströmung.
Die verschmutzte Papierfasersuspension S wird durch den Einiaufstutzen 8 in die Einlaufkammer 4 und dann zum Sieb 3 geführt. Ein Teil der Suspension kann die Öffnungen des Siebes 3 passieren und gelangt so in die Gutstoffkammer 5. Durch den Gutstoffauslauf 6 fließt er als Akzept A ab. Der am Sieb 3 abgewiesene Anteil sinkt in die Rejektkammer 7 ab. Diese kann ein relativ großes Volumen haben. Dadurch, dass der Rotor 10 bis an die Rejektkammer 7 heran oder in sie hinein reicht, hat er neben der Siebfreihaltung eine zusätzliche Wirkung, nämlich dass er den Rejekt in Rotation versetzt, was dazu führt, dass sich in der Rejektkammer 7 ein rotierender Wirbel ausbilden kann. Dieser hat hier am oberen Einlauf in die Rejektkammer 7 einen Außendruchmesser D, der etwa so groß ist wie der Innendurchmesser des Siebes 3. Der Wirbel bewirkt, dass die im Rejekt enthaltenen Schwerteile an die seitliche Wand gedrückt und wirksam abgeschieden werden. Am unteren Teil der Rejektkammer 7 dient der Rejektauslass 11 zur Entfernung der Störstoffe aus dem Gehäuse 1. Diese umfassen nicht nur die Schwerteile, sondern auch die Kunststofffolien, die meist in großen Mengen vorkommen und deren Dichte etwa so groß ist wie die der wässrigen Suspension.
Die relativ große Rejektkammer 7 hat den Vorteil, dass sie in Folge ihres Volumens und wegen der Rotationsströmung Maßnahmen zur Reduzierung des Faserverlustes möglich macht. In der Regel enthält der Rejekt, der an einem Sieb abgewiesen wird, nicht nur die abzuscheidenden Störstoffe, sondern auch einen Teil der an sich noch verwendbaren Fasern. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Teilstrom T gebildet, der einen Teil dieser im Rejekt vorhandenen Fasern aus der Rejektkammer 7 abzieht und vorzugsweise in den Zulauf zum Sieb 3 zurückführt. Der Teilstrom T enthält selbstverständlich auch einen Teil der Störstoffe, hat aber auf Grund der beschriebenen Trennmechanismen in der Rejektkammer 7 kaum noch Schwerteile. Das wird dadurch erreicht, dass der Abzug des Teilstroms T in einem radialen Abstand 9 von der seitlichen Wandung der Rejektkammer vorgenommen wird, also aus einem Bereich, aus dem die Schwerteile bereits herausgeschleudert wurden. Dieser Abstand 9 ist mit Vorteil größer als 10 mm zu wählen, wobei auch ein Abzug aus dem Zentrum der Rejektkammer möglich ist. Der Teilstrom T eignet sich auch zur Steuerung des Verfahrens, da sich seine Menge z.B. durch ein ansteuerbares Ventil 15 in der Rezirkulationsleitung 14 einstellen lässt.
In Folge des relativ großen Volumens, das dem Rejekt R in der Rejektkammer 7 zur Verfügung steht, kann – wenn diese als Schleuse betrieben wird – der gesamte sich im zylindrischen Gehäuseteil 2 siebzulaufseitig befindende Papierfasersuspension schwallartig herausgeschleust werden. Ein solcher Schwall wird erzeugt, wenn nach dem Öffnen und Schließen des unteren Absperrorgans 17 und vor dem erneuten Öffnen des oberen Absperrorgans 16 die Rejektkammer 7 nicht oder nicht vollständig wieder (z.B. mit Wasser) gefüllt wird. Dadurch wird die Verstopfungsgefahr der Maschine wesentlich reduziert, und in Folge der insbesondere im Zusammenhang mit der Bildung eines Teilstroms T beschriebenen Maßnahmen kann dennoch der Faserverlust gering gehalten werden. Vorzugsweise ist das Volumen der Rejektkammer 7 mindestens so groß wir das Volumen, das zulaufseitig im Siebbereich, z.B. zwischen dem Rotor 10 und dem Sieb 3 gebildet wird. Dieses Volumen nimmt nämlich die abgewiesenen Stoffe auf, bis sie in die Rejektkammer 7 gelangt sind. Wegen Eindickung und Anreicherung von Störstoffen besteht dort oft eine besondere Verstopfungsgefahr.
Die Schleuse wird durch zwei Absperrorgane 16 und 17 gebildet, die hier über eine automatische Steuereinheit 18 betätigt werden.
Für den Fall, dass die zulaufende Papierfasersuspension S Schwerteile enthält, die auf Grund ihrer Grobheit das Sieb 3 oder den Rotor 10 beschädigen könnten, kann im radial äußeren Bereich der Einlaufkammer 4 eine Schwerteilfalle 12 angesetzt sein. Zu deren Wirksamkeit muss lediglich in der Einlaufkammer 4 eine Rotationsströmung gebildet werden, wozu der Rotor und/oder ein Tangentialeinlauf dienen kann. Große Schwerteile lassen sich leichter ausschleudern als kleine.
Während die in 1 gezeigte Rejektkammer 7 sich nach unten verjüngt und einen Kegelstumpf bildet, kann man auch einen Siebapparat mit zylindrischer Rejektkammer 7'' verwenden, siehe hierzu 2. Sie ist etwas einfacher aufgebaut, und die Rezirkulationsleitung 14'' lässt sich leicht im Zentrum anschließen. Der Boden der Rejektkammer 7'' ist schräg zum tangential angeschlossenen Rejektauslass 11 geneigt.
Vorzugsweise wird man das Verfahren mit einem Siebapparat durchführen, indem das Sieb 3 radial von innen nach außen (zentrifugal) durchströmt wird, also mit einer außen liegenden Gutstoffkammer 5. Grundsätzlich sind aber auch zentripetale Lösungen denkbar.

Claims

Verfahren zum Sortieren einer verschmutzten Papierfasersuspension (S) , die einem in einem Gehäuse (1) eingebauten senkrecht stehenden zylindrischen Sieb (3) von oben zugeführt wird, durch das ein Teil der Papierfasersuspension (S) als gereinigter Akzept (A) radial hindurchgeleitet und ein anderer Teil der Papierfasersuspension (S) als schmutzhaltiger Rejekt (R) abgewiesen und axial nach unten vom Sieb (3) weggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Rejekt (R ) in eine unterhalb des Siebes (3) positionierte Rejektkammer (7, 7") geführt und dabei in Rotation versetzt wird, und dass der überwiegende Anteil des Rejektes (R) durch einen unten an der Rejektkammer (7, 7') angeschlossenen Rejektauslass (11) aus der Rejektkammer (7, 7'') entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom (T) aus der Rejektkammer (7, 7'') in einem radialen Abstand (9) von deren Innenwand, der mindestens 10 mm beträgt, abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) aus dem Zentrum der Rejektkammer (7, 7'') abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) auf 5% bis 30% des Zulaufstromes durch den Einlaufstutzen (8) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (T) erneut dem Sieb (3) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rejekt (R) in der Rejektkammer (7) über einen axialen Sinkweg, der mindestens so lang ist wie die Axialerstreckung des Siebes (3), geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Wirbels in der Rejektkammer (7) nach unten stetig abnimmt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (D) des Wirbels am oberen Einlauf in die Rejektkammer (7, 7'') mindestens so groß ist wie der Innendurchmesser des Siebes.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Rejektkammer (7, 7''), das dem Rejekt (R) unterhalb des Siebes (3) bis zum Rejektauslass (11) zur Verfügung sieht, mindestens so groß ist wie das radial innerhalb des Siebes liegende freie Siebvolumen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Rejektkammer (7, 7''), das dem Rejekt (R) unterhalb des Siebes (3) bis zum Rejektauslass (11) zur Verfügung steht, mindestens doppelt so groß ist wie das radial innerhalb des Siebes (3) liegende freie Siebvolumen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejektkammer (7, 7'') als Schleuse mit zwei Absperrorganen (16, 17) betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejektkammer keine Schleuse ist und dass der Rejektauslass (11) taktweise und dann so lange geöffnet wird, bis mindestens der halbe Inhalt der Rejektkammer den Rejektauslass (8) passiert hat.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschmutzte Papierfasersuspension (S) aus dem Spuckstoff von Drucksortierern besteht.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschmutzte Papierfasersuspension (S) eine Konsistenz zwischen 3% und 6% hat.
Siebapparat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einem Gehäuse (1), das ein in Gebrauchslage aufrecht stehendes zylindrisches Gehäuseteil (2) aufweist, in dem sich ein zylindrisches Sieb (3) befindet mit einem Einlaufstutzen (8) für die Papierfasersuspension, der oberhalb des Siebes (3) in eine Einlaufkammer (4) mündet, mit einem antreibbaren Rotor (10), welcher nahe dem Sieb (3) relativ zu diesem bewegbar ist, um es von Verstopfungen frei zu halten, mit einer Gutstoffkammer (5), welche vom zylindrischen Gehäuseteil (2) durch das Sieb (3) abgeteilt und mit einem Gutstoffauslauf (6) versehen ist und mit einem im unteren Teil des Gehäuses liegenden Rejektauslass (11) für aus der Suspension abgeschiedene Störstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des zylindrischen Siebes (3) eine Rejektkammer (7, 7'') befindet, die das zylindrische Gehäuseteil (2) nach unten fortsetzt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejektkammer (7, 7'') als Schleuse ausgebildet ist.