DE2440393C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiedergewinnen von Papierfasern aus Fremdstoffe enthaltendem Abfallpapier - Google Patents

Description

a) kontinuierliches Ausscheiden dieses die Flüssigkeit und die Bruchstücke enthaltenden Schlammes aus dem Behälter durch Löcher mit einem Durchmesser von etwa 13 mm bis 50 mm,

b) Sieben dieses Schlammes durch relativ feine Perforationen, deren Größe für das Durchlassen nur des im wesentlichen vollständig zerfaserten Papiers ohne dessen vorheriges Sieben bemessen sind,

c) Steuern der durchgelassenen und der zurückgehaltenen Materialströme aus der Siebstufe derart, daß ein Feststoffgehalt in dem zurückgehaltenen Materialstrom von etwa 20% erreicht wird,

d) Zerfasern des in dem zurückgehaltenen Materialstrom enthaltenen Materials,

e) Aussondern des größten Teils der nicht faserigen Bestandteile aus den sich ergebenden zerfaserten Materialien und

f) nochmaliges Sieben des verbleibenden Materials.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserfordernisse für die Einstampf- und die Zerfaserungsstufe derart gesteuert werden, daß sich ein Verhältnis von Einstampfleistung zu Zerfaserungsleistung von nicht mehr als etwa 1,5 :1 ergibt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieben und das Zerfasern ohne wesentliche Verdünnung des Schlammes ausgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeschiedene Schlamm fliehkraftgereinigt wird, um die spezifisch schwereren Materialien vor der Siebstufe aus diesem Schlamm zu entfernen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sieben und Steuern der gereinigte Schlamm einer Zuführkammer kontinuierlich zugeführt wird, deren eine Wand aus einem zylindrischen, die feinen Perforationen aufweisenden Siebkörper (40) besteht, daß eine Druckdifferenz zwischen der Zuführkammer und dem auf der anderen Seite des Siebkörpers (40) liegenden Raum aufrechterhalten wird, um den Durchgang des Materials durch die feinen Perforationen zu bewirken, daß der Schlamm in der Zuführkammer zur Bildung einer rohrförmigen Schicht erheblicher Dikke und im wesentlichen derselben Länge wie der Siebkörper (40) unmittelbar neben dessen Oberfläche veranlaßt wird und daß in dieser rohrförmigen Schlammschicht ein im wesentlichen tangential ausgerichtetes hydraulisches Scherfeld mit solchen Schergeschwindigkeiten erzeugt wird, daß die längliehen Teilchen im allgemeinen tangential zu dem Siebkörper (40) so ausgerichtet werden, daß sie an dessen feinen Perforationen vorbeifließen and nicht durch diese hindurch.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm einem Siebkörper (40) zugeführt wird, dessen feine Perforationen aus Schlitzen mit einer Breite in der Größenordnung von 0,6 mm bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm einem Siebkörper (40) zugeführt wird, dessen feine Perforationen aus kreisförmigen Löcherei mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1,6 mm bestehen.

8. Vorrichtung zum Wiedergewinnen von Papierfasern aus Abfallpapier, das Fremdstoffe enthält, von denen mindestens ein Teil ein spezifisches Gewicht hat, das annähernd gleich dem spezifischen Gewicht der Papierfasern ist, die eine Einstampfeinrichtung mit einem Trog (10) enthält, die eine Zuführeinrichtung (13), über die das Abfallpapier mit Wasser in einem derartigen Mengenverhältnis zugeführt wird, daß sich ein Feststoffgehalt des entstehenden Schlammes im Bereich von etwa 2% bis 8% ergibt, und einen über einer mit Perforationen versehenen Extraktionsplatte (12) sich drehenden Rotor (11) für ein kontinuierliches Einstampfen des dem Trog (10) zugeführten Materials und dessen Zerkleinerung zu Bruchstücken aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen der Extraktionsplatte (12) aus Löchern mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 13 mm bis 50 mm bestehen, daß ein Sortierer (25) für die Aufnahme des Schlammes vorgesehen ist, der einen Siebkörper (40) mit relativ feinen Perforationen enthält, deren Größe für das Durchlassen nur im wesentlichen vollständig zerfaserten Papiers geeignet ist, daß ein Steuerventil (37) zum Steuern des Stromes des zurückgehaltenen Materials im Verhältnis zum Strom des durchgelassenen Materials zur Erhaltung von mindestens etwa 20% des Feststoffanteils in dem Schlamm des sich ergebenden zurückgehaltenen Materialstroms vorgesehen ist und daß eine Zerfaserungseinrichtung (44) zur Aufnahme der sich ergebenden zurückgehaltenen Materialien aus dem Sortierer (25), ferner ein Nachsieb (45) zur Aufnahme der sich ergebenden zerfaserten Materialien und zur Abtrennung eines großen Teiles der nicht faserigen Bestandteile aus diesen Materialien sowie eine Rückführleitung (47) zur Rückführung des verbleibenden faserigen Materials zu dem Sortierer (25) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Fliehkraftreiniger (22), der zwischen dem Trog (10) und dem Sortierer (25) zur Beseitigung der spezifischen schwereren Materialien aus dem extrahierten Schlamm angeordnet ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiedergewinnen von Papierfasern aus Abfallpapier, das Fremdstoffe enthält, von denen mindestens ein Teil ein spezifisches Gewicht hat, das annähernd gleich dem spezifi-

sehen Gewicht der Papierfasern ist, wobei das die Fremdstoffe enthaltende Abfallpapier mit Wasser einem Behälter in ei.iem derartigen Mengenverhältnis zugeführt wird, daß sich ein Feststoffgehalt des entstehenden Schlammes im Bereich von etwa 2% bis 8% ergibt, und wobei ferner durch kontinuierliches Einstampfen des Schlammes in dem Behälter die Feststoffe zu Bruchstücken zerkleinert werden.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens mit einer Einstampfeinrichtung, d,e einen Trog, eine Zuführeinrichtung für das Abfallpapier und für die Wasserzugabe und einen über einer mit Perforationen versehenen Extraktionsplatte sich drehenden Rotor aufweist

Solche Verfahi en und Vorrichtungen werden seit vielen Jahren verwendet, da Abfallpapier eine bedeutende Quelle für Fasern für die Wiederverwendung bei der Herstellung neuer Papierprodukte ist Hierbei erstreckt sich die Wiedergewinnung von Papierfasern auch auf Abfallpapier aus städtischem Festabfall, z. B. mittels einer Anlage und eines Verfahrens nach der US-Patentschrift 37 36 226.

Die Wiederverwendung von Abfallpapier bringt Probleme bezüglich der Reinigung und Siebung mit sich, da das wirtschaftliche Sammeln, Sortieren und Pressen der gebrauchten Papierprodukte gewöhnlich zu der Einbeziehung erheblicher Mengen nicht organischer Verunreinigungen und auch Kunststoffes, Lumpen und dergleichen führt Diese Probleme wachsen insbesondere dann, wenn das ursprüngliche Material städtischer oder Gemeindeabfall ist, der gewöhnlich Müll und andere Nahrungsmittelabfälle, Metallprodukte aller Art, pflanzliche Abfälle und viele Arten von Kunststoffabfällen oder ähnliches aufweist.

Die spezifisch schwereren Verunreinigungen des Abfallpapiers sind nicht schwierig durch herkömmliche Grobstoffaustragseinrichtungen und Fliehkraftreiniger vom Papier zu trennen. Die größeren Probleme stammen vom Kunststoff oder anderem Abfall, dessen spezifisches Gewicht derart dicht an das der Cellulosefaser herankommt, daß die Fliehkraftreinigung nicht wirksam ist

Insbesondere sind Einstampfeinrichtungen, wie sie gewöhnlich zum anfänglichen Zerlegen oder Aufspalten von Abfallpapier verwendet werden, recht wirksam zum Auflösen oder Überführen in eine pumpfähige Suspension, weniger jedoch für die vollständige Zerfaserung, für die eine erheblich längere Zeit erforderlich ist, wenn die Einstampfeinrichtung das Papier zu Partikelgrößen zerkleinern soll, die durch relativ kleine Löcher hindurchzugehen vermögen, z. B. mit einem Durchmesser von 9,5 mm oder weniger. Unter solchen Bedingungen werden jedoch die Kunststoffbestandteile der Mischung nicht bis zu der entsprechenden Teilchengröße zerkleinert, und sie neigen dazu, sich in der Einstampfeinrichtung anzusammeln und diese zu überladen. Auch ergibt sich dadurch ein störender Einfluß auf das Abziehen des zerfaserten Papiers. Dies führt dazu, daß die Einstampfeinrichtung häufig angehalten und gereinigt werden muß.

Bei dem Versuch, dieses Problem durch die Verwendung größerer Abziehlöcher zu umgehen, entsteht die Schwierigkeit, daß ein Teil der Papiercharge nicht vollständig zerfasert wird, so daß viele Papierstücke vorhanden sind, die in ihrer Größe mit den Bruch- oder Teilstücken des Kunststoffs vergleichbar sind. Diese können durch das Sieb nicht separiert werden. Dieses Problem kann aber dadurch gelöst werden, daß man die

vermischten Fasern und Bruchstücke der Behandlung in einer Vorrichtung unterzieht, die ihrer Art nach als Zerfaserungseinrichtung bekannt ist und die zu großen Papierstücke in ihre Fasern zerlegt Eine solche Behandlung hat jedoch einen schlechter. Wirkungsgrad, da die Zerfaserungseinrichtung sowohl den Kunststoff, die Papierstücke als auch das fertig zerfaserte Papier handhaben muß, was zu einem hohen Energieverbrauch führt

Diese verschiedenen Probleme sind durch sehr komplexe Anlagen lösbar, die grobe und feine Siebe mit Zerfaserungseinrichtungen einschließen, wie z. B. in der vorstehend genannten US-Patentschrift 37 36 223 gezeigt ist Diese Anlagen erfordern erhebliche Investitionskosten und haben einen hohen laufenden Energiebedarf.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfallpapier für die Wiederverwendung zu schaffen, das mit einer sehr vereinfachten Anlage mit relativ niedrigen Investitionskosten auskommt und mit einem hohen Wirkungsgrad durchgeführt werden kann. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Vorrichtung, die für das beschriebene Verfahren notwendig ist, mit jedem ihrer Teile mit höchsten Wirkungsgrad arbeitet weil Kunststofftei'e oder andere zurückgehaltene Materialien sich nicht in der Einstampfeinrichtung ansammeln, nur eine Siebstation erforderlich ist und das zerfaserte und durch das Sieb durchgelassene Papier an der Zerfaserungseinrichtung vorbeiläuft und diese deshalb in erster Linie nur mit Kunststoffteilen, den anderen Zurückhaltungen und unzerfasertem Papier befassen muß.
Zusätzlich zu der verbesserten Qualität der durch das erfindungsgemäße Verfahren wieder aufbereiteten Fasern ergeben sich bedeutende Vorteile gegenüber dem bekannten Verfahren durch die verminderten Betriebskosten und die äußerst wirksame Verwendung der an jeder Stelle der Anlage verwendeten Vorrichtungen.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der einzigen Zeichnung, die ein Flußdiagramm mit einer Vorrichtungsanlage für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Anlage ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und weist eine Einstampfeinrichtung mit einem Trog 10 auf, in dem sich ein Rotor 11 über einer mit Perforationen versehenen Extraktionsplatte 12 dreht, wobei die Perforationen für die Zwecke der Erfindung relativ groß sein sollten, nämlich in der Größenordnung von 25 mm bis 50 mm Durchmesser. Ein Förderer 13 trägt das Abfallpapier zu dem Trog 10, wobei dieses Abfallpapier Materialien von im Handel befindlichem Altpapier bis zu städtischem Festabfall aufweisen kann. Eine Grobstoffaustragseinrichtung 15 ist neben dem Trog 10 angeordnet und steht mit diesem über eine Leitung 16 in Verbindung, durch die auch kontinuierlich Wasser über eine Rohrleitung 18 und über die Grobstoffaustragseinrichtung 15 dem Trog 10 zugeführt wird.

Bevorzugte Beispiele von Einstampfeinrichtungen, die sich für die Verwendung an dieser Stelle eignen, sind aus den US-Patentschriften 33 39 851 und 35 95 488 bekannt, während Einzelheiten der Grobstoffaustragseinrichtung 15 in der US-Patentschrift 35 49 092 beschrieben sind. Die wesentlichen Eigenschaften dieser Einrichtung bestehen darin, daß mit Wasser vermischte Altpapiermaterialien mechanischen und hydraulischen Scher-

kräften und mechanischem Aufprall ausgesetzt werden, wodurch der Feststoff in dem Trog 10 schnell und wirksam zu Bruchstücken zerkleinert wird, welche durch die Perforationen in der Extraktionsplatte 12 hindurchpassen.

Die Einstampfeinrichtung arbeitet kontinuierlich, wobei Abfallpapier und Wasser in einem solchen Mengenverhältnis zugegeben werden, daß sich der Feststoffgehalt in der Mischung in dem gewünschten Bereich hält, wobei 2% bis 8% möglich sind, 3% bis 5% aus praktischen Gründen jedoch bevorzugt werden. Ein Schlamm aus Wasser und Bruchstückmaterial wird kontinuierlich unterhalb der Extraktionsplatte 12 durch eine Pumpe 20 abgezogen. Da dieser Schlamm eine beachtliche Menge spezifisch schwerer Verunreinigungen, wie z. B. Metall oder Glas, aufweisen kann, wird er von der Pumpe 20 zum Entfernen dieser Verunreinigungen einem Fiiehkraftreiniger 22 zugeführt.

Der so gereinigte Schlamm enthält noch einen beachtlichen Anteil relativ großer, nicht zerfaserter Papierstücke, Kunststoffstücke oder dergleichen. Wenn jedoch der anfängliche Auflösevorgang in der Einstampfeinrichtung mit den vorstehend erläuterten Merkmalen ausgeführt wird, ergibt sich, daß der größte Teil des Papiers vollständig zerfasert wird. Die Erfindung sorgt deshalb dafür, daß anstelle einer Reihe von Grob- und Feinsiebungen und einer Verdünnung des Schlammes dieser sogleich mit unverändert hoher Konsistenz einer Siebung in einem Sortierer 25 ausgesetzt wird, der den bereits vollständig zerfaserten Teil des Papiers durchläßt und die nicht zerfaserten Papierteile, Kunststoffstücke und dergleichen zurückhält.

Äußerst wirksame Ergebnisse erhält man in einer Anlage, wie sie hier dargestellt ist, wobei der Sortierer 25 gemäß der DE-OS 23 45 148, der DE-OS 23 45 240 oder der DE-OS 24 40 387 aufgebaut ist. Dieser Sortierer 25 enthält ein Gehäuse 30 mit einer tangentialen Einlaßöffnung 31 an seinem oberen Ende, einen Gutstoffauslaß

32 für durchgelassenen Stoff, von welchem eine Leitung

33 zu einem Speicherbehälter 35 führt, ferner einen Grobstoffauslaß 36 für zurückgehaltenen Stoff mit einem Steuerventil 37 für die Regulierung der relativen Mengenverhältnisse der durch die genannten Auslässe 32.36 ausfließenden Stoffe.

In dem Gehäuse 30 befindet sich ein Siebzylinder 40, innerhalb dessen ein Rotor 41 arbeitet, der in einem wesentlichen Abstand von der Oberfläche des Siebzylinders 40 angeordnete Schaufeln 42 trägt, wobei di 5ser Abstand im Bereich von etwa 5 mm bis 13 mm liegt. Die Perforation in dem Siebzylinder 40 besteht aus zylindrischen Löchern oder aus Schlitzen, die axial zu dem Siebzylinder 40 verlaufen.

Für die Zwecke der Erfindung sollte die Größe der Perforationen in dem Siebzylinder 40 so bemessen sein, daß nur im wesentlichen vollständig zerfasertes Papier und Teilchen gleicher Größe durchgelassen werden. Bevorzugte Ergebnisse erhält man mit einem Siebzylinder 40, dessen Perforation aus Schlitzen mit einer Breite von etwa 0,6 mm oder aus Löchern mit einem Durchmesser von etwa 1,6 mm besteht Im Betrieb eines solchen Siebes wird der Rotor 41 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit angetrieben, wobei Schaufelgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 900 bis 3000 m/Min, auftreten, wobei die höchsten Geschwindigkeiten für die Handhabung des zu siebenden Stoffes hoher Konsistenz im Bereich von 3% bis 5% am besten sind.

Unter diesen Umständen bilden die sich drehenden Schaufeln 42 eine rohrförmige Stoffschicht in dem Raum zwischen sich und der Sieboberfläche und erzeugen ein im wesentlichen tangential ausgerichtetes hydraulisches Scherfeld in dieser rohrförmigen Schicht, in welcher die Schergeschwindigkeiten ausreichen, um längliche Teilchen im allgemeinen tangential zum Siebzylinder 40 auszurichten, so daß diese an den Perforationen vorbeigehen anstatt durch diese hindurch. Nicht zerfaserte Papierstücke werden deshalb von dem Siebzylinder 40 zurückgehalten und erreichen den Grob-Stoffauslaß 36. Das Ventil 37 wird zur Aufrechterhaltung einer hohen Zurückhaltequote eingestellt, nämlich im Bereich von etwa 20% bis 80%, je nachdem, wie schmutzig der Stoff ist, so daß nur eine geringe Neigung für die nicht zerfaserten Papierteilchen besteht, die Siebperforationen zu verstopfen.

Der Rückhaltestrom des Sortierers 25 enthält deshalb die nicht zerfaserten Papierstücke, die Kunsisiofiieüe und andere zurückgehaltene Materialien, die für das Durchgehen durch das Sieb zu groß sind. Dieser Rückhaltestrom wird zu einer Zerfaserungseinrichtung 44 geführt, die z. B. als Scheibenverfeinerer aufgebaut ist. Wenn die Dichte des dem Sortierer 25 zugeführten Stoffes im Bereich von 3% bis 5% liegt, hat der Rückhaltestrom einen recht hohen Feststoffgehalt, nämlich etwa 4% bis 7%, der sich zum Zerfasern gut eignet

Der Materialstrom vom Ausgang der Zerfaserungseinrichtung 44 wird einem Nachsieb 45 zum Entfernen des nicht zerfaserten Materials zugeführt, das den größten Teil des Kunststoffs und auch einen großen Teil des Schmutzes und des anderen Rückhaltematerials enthält Das Nachsieb 45 kann beispielsweise ein vibrierendes flaches Bettsieb der Jonsson-Art sein mit Perforationen, die größer sind als bei dem Siebzylinder 40 des Sortierers 25, z. B. 3 mm im Durchmesser. Das von dem Nachsieb 45 zurückgehaltene Material wird über einen Schmutzstoffauslaß 46 ausgetragen, während der durchgelassene Materialstrom ohne weiteres über eine Leitung 47 direkt oder über den Fliehkraftreiniger 44 dem Sortierer 25 wieder zugeführt wird. Wenn jedoch das Nachsieb 45 für seinen einwandfreien Betrieb eine große Menge Verdünnungswasser benötigt, wie es bei einem Jonsson-Sieb der Fall ist, sollte mindestens ein beachtlicher Teil des aus dem Nachsieb 45 kommenden Materialstromes über eine Leitung 48 zum Trog 10 der Einstampfeinrichtung zurückgeführt werden, um den geeigneten Wasserausgleich in der Anlage aufrechtzuerhalten. Der gesiebte Stoff aus dem Speicherbehälter 35 ist fertig für die Veredelung oder für eine andere Behandlung bei der Vorbereitung zur Wiederverwendung.

In der Zeichnung ist also eine sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich durch ihre Einfachheit im Vergleich zu der bekannten Anlage auszeichnet, insbesondere dadurch, daß sie nur ein Gerät für jede gegebene Funktion aufweist, nämlich eine einzige Einstampfeinrichtung für den gesamten Einstampfvorgang, eine einzige Zerfaserungseinrichtung für jede notwendige Art von Zerfaserung und ein einziges Sieb für die hauptsächliche Siebtätigkeit Ferner besteht einer der praktischen Vorteile der Erfindung darin, daß das Nachsieb 45 das Hauptgerät zur Beseitigung der zurückgehaltenen Stoffe aus der Anlage ist, anstatt aus jedem einer Vielzahl von Sieben diese Stoffe aus der Anlage zu entfernen, wie bei bekannten Anlagen, bei denen mehrere feinere Siebe in Reihe verbunden sind. Der zurückgehaltene Materialstrom aus dem Nachsieb 45 kann deshalb erheblich sein, z. B. 10% des ursprünglichen, der Anlage zugeführten Materials, je nach der

anfänglichen Qualität des Abfallpapiers. Er kann aber
auch noch höher sein, wenn das zugeführte Material
städtischen Abfall enthält.

Aus der Zeichnung geht ferner hervor, daß es möglich
ist, die Verdünnungsstufen zu eliminieren, ohne daß eine 5 Verdünnung des Eintrages erforderlich wäre, wodurch
weiterhin ein Beitrag zur Wirtschaftlichkeit der Anlage
sowie zu den für den Betrieb erforderlichen geringeren
Wassermengen geleistet ist.

ίο

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

JD

45

SD

«0

«5

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wiedergewinnen von Papierfasern aus Abfallpapier, das Fremdstoffe enthält, von denen mindestens ein Teil ein spezifisches Gewicht hat, das annähernd gleich dem spezifischen Gewicht der Papierfasern ist, wobei das die Fremdstoffe enthaltende Abfallpapier mit Wasser einem Behälter in einem derartigen Mengenverhältnis zugeführt wird, daß sich ein Feststoffgehalt des entstehenden Schlammes im Bereich von etwa 2% his 8% ergibt, und wobei ferner durch kontinuierliches Einstampfen des Schlammes in dem Behälter die Feststoffe zu Bruchstücken zerkleinert werden, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte: