DE3024246C2

DE3024246C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Faserstoff

Info

Publication number: DE3024246C2
Application number: DE3024246A
Authority: DE
Inventors: Frey Viking Karhula Sundman
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-07-08
Also published as: US4557120A; AU533155B2; AU6016980A; DK306180A; SU1074410A3; JPS5668159A; IT8068068A0; FI63791C; FI63791B; GB2059469A; ATA395980A; US4558477A; ES8106029A1; PT71548A; AR224274A1; IN154347B; ZA805046B; NO802822L; CU21278A3; CS230575B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der dem Oberbegriff entsprechenden Art sind aus der DE-AS 25 47 896 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform ist der nach oben konkave Siebabschnitt durch eine umlaufende gelochte Siebtrommel gebildet. Der Durchmesser der Lochungen beträgt beispielsweise 5 mm. Wenn mittels der bekannten Vorrichtung Altpapier gereinigt werden soll, so treten die aus dem in das Innere der Siebtrommel eingebrachten Altpapier unter der Wirkung der Drehung und des zugeführten Wassers entstandenen Faseranteile durch die Lochungen nach außen durch während gröbere Verunreinigungen der Altpapiermenge wie zum Beispiel Heftklammern oder Kunststoffteile im Innern der Trommel zurückgehalten werden. Die bekannte Ausführungsform dient also nur zur Trennung der Fasern von Bestandteilen, die gröber sind als die Fasern selbst. Kleinere Bestandteile der Faserstoffsuspension gehen mit den Fasern zusammen durch die Öffnungen der Siebtrommel ab.

Die Erfindung hat ihren Ausgangspunkt von dem Problem der Entfernung von Druckerschwärze aus dem Altpapier genommen. Die Verwertung des Altpapiers ist sowohl Ökologisch als auch wirtschaftlich von erheblicher Bedeutung. Wenn die Prozeßabläufe wirkungsvoll gestaltet sind, kann aus Altpapier Faserstoff für die Papierherstellung billiger aus der Natur gewonnen werden.

Die konventionellen Verfahren zur Entfernung von Druckfarbe umfassen mehrere Schritte. So muß das Altpapier zuerst mit geeigneten Chemikalien in einer wäßrigen Lösung zerfasert werden, um Faserbrei zu erhalten. Aus diesem Brei müssen die Metallgegenstände und Kunststoffteilchen beseitigt werden, wozu eine Vorrichtung nach der DE-AS 25 47 896 dienen kann. Danach ist der Faserstoff zu sogenannter grauer Masse gereinigt. In diesem Zustand sind die Druckfarbepartikel in Suspension. Sie werden dann durch Waschen und Aufschwemmendes Faserstoffs entfernt.

Bei einem bekannten Verfahren wird der Stoff mit klarem Wasser auf eine Konsistenz von etwa 1% verdünnt und das Wasser mit den suspendierten

Druckfarbeteilchen dann durch Filtrieren abgetrennt. Wenn der Faserstoff jedoch dicker wird und eine Konsistenz von 3 bis 4% erreicht, beginnt er selbst zu filtrieren und Druckfarbeteilchen dermaßen zurückzuhalten, daß nur bloßes Wasser abläuft. Durch diese = innere Filtrierung wird die Auswaschleistung reduziert. Es ergibt sich dadurch die Notwendigkeit, den Faserstoff nochmals zu verdünnen und zu filtrieren. Mehrere Widerholungen dieses Vorgangs sind nötig, bevor der Faserstoff die gewünschte Reinheit erhält. Es κι werden infolgedessen große Waschwassermengen benötigt, so daß der Kostenaufwand für dieses mehrstufige Verfahren hoch ist.

Hinzu kommt, daß die Fasern geneigt sind, Filtersiebe zu verstopfen, wodurch deren Leistung zurückgeht und is es notwendig werden kann, die Siebe in kurzen Abständen zu reinigen. Auch dieses Problem ist umso schwieriger, je dicker der Faserstoff ist.

In der US-PS 19 21 080 ist eine Vorrichtung zum Waschen von Faserstoff wiedergegeben, bei der der Faserstoff mittels eines Schneckenförderers durch einen perforierten Zylinder gefördert wird und d,:s Wa^chwasser durch Bohrungen der Welle des Schneckenförderers zugeführt wird. Dadurch wird zwar der Faserbrei gründlich durchmischt, doch tendieren die Faser und die 2; fettige Druckfarbe dazu, sich in der Perforation anzusammeln, wodurch spezielle Mittel zur Reinigung derselben benötigt werden.

In der GB-OS 20 09 274 ist vorgeschlagen, ein mit einem Rührwerk bestücktes Filtersieb einzusetzen, in Auch hier ist wieder ein Zusatzaggregat zur Erzielung einer ausreichenden Bewegung der Faserstoffsuspension notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs I j5 entsprechenden Art sowie eine dafür geeignete Vorrichtung so auszugestalten, daß die Reinigung des Faserstoffs in höheren Konzentrationen von Partikeln, die feiner als die Fasern selbst sind, ohne durch Mischungs-7usatzaggregate möglich wird.

Das die Lösung dieser Aufgabe bildende Verfahren ist im Kennzeichendes Anspruchs 1 angegeben.

Im Gegensatz zu der aus der DE-AS 25 47 896 bekannten Ausführungsform ist der Siebabschnitt durch ein Filtersieb gebildet, welches die Fasern zurückhält und nur da~i Wasser mit den suspendierten Druckfarbepartikeln und ähnlichen feinen Verunreinigungen durchläßt. Dadurch, daß die Flüssigkeit im Innern der in dem Siebabschnitt befindlichen Faserstoffmenge zugeführt wird, ergibt sich im Verein mit der Umwälzung -io derselben durch die Bewegung des Siebabschnitts eine Art Spülw^:rkung auf den Faserstoff, der diesen davon abhält, sich an der Wand und in den Öffnungen des Filtersiebes festzusetzen, die Öffnungen zu verstopfen und selbst filtrierende Schichten zu bilden. Dazu trägt auch die Anwesenheit des Flüssigkeitszuführrohres selbst in der Faserstoffmenge bei. Auf diese Weise ist es möglich, auch konzentrierteren Faserstoff von feinen Verunreinigungen wie Druckfarbepartikeln zu reinigen, ohne daß häufige Unterbrechungen für die Reinigung w) des Filtersiebes in Kauf genommen werden müssen. Es kann praktisch in kontinuierlichem Betrieb gearbeitet werden.

Die Ansprüche 2 und 3 geben alternative Ausführungsformen der Bewegung des Siebabschnitts mit einsinniger bzw. hin- und hergehender Bewegung desselben wieder.

Die Ansprüche 4 bis ti sind auf den zu bevorzugenden Füllungsgrad bei Verwendung eines drehbaren zylindrischen Filtersiebes als Siebabschnitt gerichtet. Es ergibt sich bei der Drehung des Filtersiebes ein Flüssigkeitswulst in demselben, der erfahrungsgemäß die beste Abtrennung der Fremdstoffe ermöglicht.

Anspruch 7 gibt den bevorzugten Bereich der Umfangsgeschwindigkeit an.

Gemäß Anspruch 8 kann ein Faserstoff mit einem Fasergehalt von 2 bis 8% verarbeitet werden, während die bekannten Ausführungsformen mit höchstens 1 bis 2% arbeiten können.

Gegenstand des Anspruchs 9 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, von der die Ansprüche 10 und U bzw. 12 und 13 alternative Ausführungsformen betreffen.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 14 ist vorteilhaft, indem sie in der Praxis eine Reduzierung der im Betrieb benötigten Flüssigkeitsmenge um etwa die Hälfte ermöglicht. In der Nähe des Stoffziilaufs ist die Konzentration des Filtrats an suspendierten Druckfarbepartikeln sehr viel höher als am anderen Ende. Das in der Nähe dieses Endes ausgeschiedene Filtrat ist verhältnismäßig klar und kann dahei einen Teil der zugeführten frischen Flüssigkeit ersetzen. Die Rückführung relativ klarer Flüssigkeit aus einer späteren zu einer früheren Durchlaufzone kann auch in mehreren Stufen erfolgen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in F i g. 1;

F i g. 3 eine Ansicht nach der Linie H-Il in F i g. 1;

Fi g. 4 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 5 einen Längsschnitt nach der Linie V-V in F i g. 4.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung 1 umfaßt einen Behälter 2, in weichem eine Siebtrommel 3 um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar angebracht ist. Die Siebtrommel 3 bildet ein zylindrisches Filtersieb 4 aus einem Drahtgewebe und besitzt die Endplatten 5 und 6. Das Filtersieb 4 wird außen durch eine gelöcherte Konstruktion oder andere passende Mittel abgestützt (nicht abgebildet). In der Siebtrommel 3 befindet sich eine al^c Ganzes mit 7 bezeichnete Flüssigkeitszuführeinrichtung, die ein flaches Zuführrohr 8 umfaßt, welches auf seiner ganzen Länge mit Austrittsöffnungen 9 versehen ist.

Das Flüssigkeitszuführrohr 8 ist unterhalb der Achse 45 der Siebtrommel 3. die gleichzeitig dessen Krümmungsachsc bildet, und somit in der unteren Hälfte der Siebtrommel 3 in einem bestimmten Abstand von dom Filtersieb 4 angeordnet. Um den Strömungswiderstand .-"υ verringern besitzt das Flüssigkeitszuführrohr 8 einen abgerundeten flachen Querschnitt. Die Endplatten 5, 6 der Siebtrommel sind mit zylindrischen Flanschen 10 und 11 bestückt, an welchen die Siebtrommel 3 von den feststehend gelagerten Rollen 12 und 13 abgestützt wird. Die Sieb'Ommel 3 wird von einem nicht dargestellten Antrieb gedreht. Das zylindrische Filtersieb 4 bildet einen Bereich 14, in welchem der Faserstoff in der Richtung des Pfeiles Λ vom Stoffzulauf 15 an dem gemäß 1 linken Ende der Siebtrommel 3 die Siebtrommel 3 bis zum Stoffauslauf 16 am anderen Ende der Trommel durc',strömt Die Achse 45 der Siebtrommel 3 ist leicht geneigt, /rum Beispiel um ca. 1°, um den Stofftransport zu begünstigen.

Das Flüssigkeitszuführrohr 8 ist durch eine Trenn-

wand 19 in einen vorderen Abschnitt 18 und einen hinteren Abschnitt 17 geteilt. Rir die Versorgung mit klarem Frischwasser (bzw. einer anderen geeigneten Waschflüssigkeit) ist der hintere Abschnitt 17 mit einer Zulaufleitung 20 versehen. Die Flüssigkeit gelangt durch die Austrittsöffnungen 9 in den Bereich 14. in welchem sich der Faserstoff befindet.

Der Behälter 2 ist durch eine Trennwand 23 in eine erste Zone 22 und eine zweite Zone 21 unterteilt, die mit Filtratabläufen 25 bzw. 24 versehen sind.

Das Filtrat tritt durch das Filtersieb in die Zonen 22 bzw. 21 liber. aus denen es über die Filtratabläufe 25 und 24 abläuft. Das relativ klare Filtiat aus der Zone 21 wird mittels einer Pumpe 27 über eine Leitung 2h /um Re/irkulations/ulauf 44 des Fliissigkeits/uführrohrs 8 gefördert. Der Rezirkiilationszulauf 44 ist mit dem vorderen Abschnitt 18 des Flüssigkeits/iiführrohrs 8 \erblinden. Die zugcführte Flüssigkeit gelangt durch die Austnusöimungeri 3 in den iien-tcii ΐ4

Die F.ndplatte 6 an der Seite des Stoffablaufs 16 ist mit einer Öffnung 28. spiralig angeordneten Leitflächen 24 und /vlindrischen Flüchen 30 versehen, die ilen Iaserstoffahlatif aus der Trommel fordern.

Im Betrieb der Vorrichtung I wird Frischwasser in einem ununterbrochenen Strom durch den Zulauf 20 eingespeist. Gleichzeitig wird Faserstoff über den Stoffzulauf 15 zugegeben, so daß die Siebtrommel 3 teilweise gefüllt ist. bei dem gezeigten -Xnwendungsbeispiel bis zu einem ! ulistand unterhalb der Achse 45 der stillstehenden Trommel.

Die Siebtrommel 3 dreht sich dauernd mit einer relativ geringen Drehzahl. Der durch den Stoff/tilauf 15 zugegebene Faserstoff (graue Masse) ist ziemlich hochkonsistont. d. h. jv ha! einen (iefi.ili von 2 bis H"'n Faserstoff. Beim Durchströmen der Siebtrommel 3 ist er ununterbrochen in Berührung mit W'asdiw asser. Dieses VVaschwasscr trennt die Druckfaserpartikel \< >n den Fasern des Faserstoffs ab und bringt sie in Suspension. Diese Suspension tritt durch das Filtersieb 4 hindurch und wird als Fiitr.it an den Filtratabläufen 25 und 24 abgezogen. Das Filtrat aus der Zone 21 am Ablaufende der Vorrichtung I ist verhältnismäßig klar und wird über die Pumpe 27 /um Waschen des am Stoffzulauf 15 zueeführten I aserstoffs zurückgeführt. Beim Passieren der Siebtrommel 3 w ird der Faserstoff allmählich reiner. Der gereinigte Faserstoff verlaßt die Anlage durch den Stoff,lbiauf 16. was durch den Einsatz der spiraligen Flügel 29 unterstützt wird.

Nach Erreichung stationärer Verhältnisse wird der Vorrichtung kontinuierlich Faserstoff (graue Masse) und Frischw asse ' zugeführt und gleichzeitig kontinuiclich gereinigter Faserstoff und Filtrat abgezogen. Die Pumpe 27 arbeitet dabei ununterbrochen.

Beim Umlauf der Siebtrommel 3 bewegen sich die Fasern des Faserstoffs in der Nähe des durch ein Drahtgewebe gebildeter, Filtersiebes 4 ja nach den Reibungskräften zwischen dem Drahtgewebe und dem Faserstoff in der Richtung des Pfeiles S(F ig. 2). Der Faserstoff dreht sich mit dem Filtersieb 4 mit. bis er sich infolge der Schwerkraft von dem Drahtgewebe des Filtersiebes 4 löst und in der Richtung des Pfeils Cfließt. Der Faserstoff bewegt sich in einer in sich rotierenden Bewegung in der Siebtrommel ohne wesentliche Vermischung um das Flüssigkeitsz.uführrohr 8 herum. Die Flüssigkeit mit den Druckfarbepartikeln wird nach außen hin und durch das Drahtgewebe des Filtersiebes 4 verdrängt.

Auf diese Weise ist die Abtrennung der Driickfarhepartikel wirkungsvoll durchführbar, indem eine Verstopfung des Drahtgewebes des Filtcrsiehes 4 vermieden wird. Dadurch ist die Vorrichtung imstande. Faserstoff mit Druckfarbcpartikeln in kontinuierlichem Betrieb zu reinigen.

Im Hinblick auf die gewünschte Stoffqualität können verschiedene Parameter wie Strömungsgesehwindig-

AA^_nU ...Ul

(ienerell ist die Verweildauer in der Vorrichtung umso langer, je reiner der gewonnene Faserstoff sein soll. Zur I !botwachung der Anlage können geeignete Strömungsmesser und dergleichen eingesetzt werden.

Fs hat sich herausgestellt, daß eine Vorrichtung mit einem 5-qm-Sieb über 10 t Faserstoff am Tag verarbeiten kann.

Die F i g. 4 und 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel l:r Erfindung. Es ist ein im Querschnitt halbkreisförmiger Behälter 31 mit einem Filtratablauf

32 vorgesehen. Über die Rollen 34, 35, 36 und 37 ist ein endloses Filtersiehband 33 aus Drahtgewebe geführt. Zwischen den Rollen 34 und 35 hängt das Filtersiebband

33 in einer Mulde durch und bildet einen nach oben konkaven, im Querschnitt nahezu zylindrischen, d. h. im wesentlichen halbkreisförmigen Siebabschnitt 38 mit einer Krümmungsachse 39. Das Filtersiebband 33 bewegt sich in seiner Längsrichtung um die Krümmungsachse 39 fort. Die Rolle 35 ist über den Wellenzapfen 40 angetrieben. Der Faserstoff führt eine in sich rotierende Bewegung durch, die durch die Pfeile in F i g. 4 angedeutet ist. Er befindet sich in der unteren Hälfte des gekrümmten Siebabschnitts 38 unterhalb der Krümmungsachse 39. Im Innern des sich bewegenden Faserstoffs befindet sich das Flüssigkeitszufuhrrohr 41. das dem Flüssigkeitszuführrohr 8 beim vorangehenden Ausführungsbeispiel entspricht. Die Enden des Siebabschnitts 38 sind gegen die Endplatten 42, 43 des Behälters durch an diesem angeordnete nicht dargestellte Flansche abgeschlossen.

•\ußer der einsinnigen Bewegung kann das Filtersiebband 33 auch eine hin- und hergehende Belegung ausführen, so daß der Faserstoff in dem Siebabschnitt 38 eine hin- und hertaumelnde Bewegung ausführt.

Außer zur Entfernung von Druckfarbe aus Altpapier kann die Vorrichtung auch zu anderen Waschzwecken dienen und auch bei der chemischen Faserstoffaufbereitung Anwendung finden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Faserstoff, bei welchem der Faserstoff einem annähernd horizontal angeordneten, länglichen, gekrümmten, im Querschnitt nach oben konkaven und sich um die Krümmungsachse bewegenden Siebabschnitt und dem Faserstoff in einem von dem Siebabschnitt gebildeten Raum Flüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Fasern des Faserstoffs zurückhaltender Siebabschnitt verwendet wird und die Flüssigkeit im Innern der auf dem Siebabschnitt befindlichen Faserstoffmenge zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebabschnitt einsinnig kontinuierlich bewegt wird, so daß der Faserstoff in dem Siebabschnitt in eine in sich rotierende Bewegung versetzt wird.

3. Verfahi cn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebabschnitt hin- und herbewegt wird, so daß der Faserstoff in dem Siebabschnitt in eine Taumelbewegung versetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines drehbaren zylindrischen Filtersiebes als Siebabschnitt das zylindrische Filtersieb mindestens zu 10% seines Volumens mit Faserstoff gefüllt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines drehbaren zylindrischen Filtersiebes als Siebabschnitt das zylindrische Filtersieb zu höchstens 60% seines Volumens mit Faserstofl gefüllt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines drehbaren zylindrischen Filtersiebes als Siebabschnitt das zylindrische Filtersieb zu 20 bis 40% seines Volumens mit Faserstoff gefüllt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit des zylindrischen Filtersiebes 0,5/D— 1,5 /Z5 m/s beträgt, wobei D den Siebdurchmessern in Metern angibt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faserstoff mit einem Fasergehalt von 2 bis 8% verarbeitet wird.

9. Vorrichtung für die Reinigung von Faserstoff mittels einer Flüssigkeit nach dem Verfahren der Ansprüche I bis 8, mit einem länglichen, annähernd horizontal angeordneten, gekrümmten, im Querschnitt nach oben konkaven, um die Krümmungsachse bewegbaren Siebabschnitt und mit einem über seine Länge mit vielen Austrittsöffnungen versehenen, parallel zu der Krümmungsachse angeordneten Flüssigkeitszuführrohr, dadurch gekennzeichnet, ddß der Siebabschnitt durch ein die Fasern des Faserstoffs im wesentlichen zurückhaltendes Filtersieb gebildet und das Flüssigkeitszuführrohr (8, 41) gegenüber der Krümmungsachse (45,39) nach unten bis in den für die Aufnahme des Faserstoffs vorgesehenen Raum versetzt angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß der Siebabschnitt durch ein um seine Achse (45) drehbares, mit einem an einem Stirnende angeordneten Faserstoffzulauf versehenes zylindrisches Filtersieb (4) gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszuführrohr (8) in einem Abstand unter der Achse (45) des zylindrischen Filtersiebs (4) angeordnet ist, der 3*bis 30% von dessen Durchmesser entspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ί gekennzeichnet, daß der Siebabschnitt durch ein endloses, über Rollen (34,35, 36, 37) geführtes, eine nach oben offene Mulde bildendes, in seiner Längsrichtung bewegbares Filtersiebband (33) gebildet ist

ίο

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszuführrohr (8, 41) im Querschnitt flach ist, um den Strömungswiderstand zu verringern.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Stoffzulauf (15) benachbarter Filtratablauf (25) und mindestens ein dem anderen Ende des Siebabschnitts zugeordneter weiterer Filtratablauf (24) vorgesehen sind, von denen der letztere mit dem Flüssigkeitszuführrohr (8) verbunden ist.