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Title:
METHOD AND DEVICE FOR SORTING PAPER MIXTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/071810
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for sorting a paper mixture according to which the paper mixture is sorted into a fraction of mixed paper and a fraction of deinking paper. The aim of the invention is to improve the sorting process in such a way that the quality requirements of the deinking quality can be reliably met and that the staff required for sorting is reduced. To this end, the paper mixture is reduced to a grain size of approximately 40 to 100 mm and the reduced paper mixture is separated by air separation into a heavy fraction that contains mixed paper and a light fraction that contains deinking paper at a separation speed of approximately 1 to 5 m/sec. The invention further relates to a device for sorting a paper mixture that allows fulfillment of the quality requirements of the deinking quality and that can be carried out with a reduced number of staff. To this end, a disintegrator for disintegrating the paper mixture is provided. Downstream of said disintegrator an air separator for separating the disintegrated paper mixture into a heavy fraction and a light fraction is mounted. Said air separator has a classification cross-section that can be adjusted to a separation speed of between 1 and 5 m/sec.

Inventors:
BUCHHOLZ GERD (DE)
HUESKENS JUERGEN (DE)
LENZEN CLEMENS (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/003578
Publication Date:
November 30, 2000
Filing Date:
May 25, 1999
Export Citation:
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Assignee:
U T G GES FUER UMWELTTECHNIK G (DE)
BUCHHOLZ GERD (DE)
HUESKENS JUERGEN (DE)
LENZEN CLEMENS (DE)
International Classes:
B02C18/06; B02C23/14; B07B7/02; B07B4/02; D21B1/02; D21D5/24; D21D5/26; (IPC1-7): D21B1/02; B07B4/02
Foreign References:
US4127476A1978-11-28
GB1498108A1978-01-18
EP0779109A11997-06-18
Other References:
See also references of EP 1100992A1
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Claims:
Verfahren und Einrichtung zur Sortierung eines Papiergemisches
1. Verfahren zur Sortierung eines Papiergemisches, bei dem das Papiergemisch auf eine Korngröße im Bereich von etwa 40 bis 100 mm zerkleinert und das zerklei nerte Papiergemisch mittels Windsichtung in eine Mischpapier enthaltende Schwergutfraktion und in eine Deinking enthaltende Leichtgutfraktion getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenngeschwindigkeit bei der Windsich tung zwischen 1 bis 5 m/sec beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiergemisch auf eine Korngröße im Bereich von etwa 60 bis 90 mm zerkleinert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennge schwindigkeit 1,5 bis 4,5 m/sec, bevorzugt 1,7 bis 3,5 m/sec beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windsichtung in einem Kegelsichter erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windsichtung in einem ZickZackSichter erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiergemisch vor der Zerkleinerung in einer Auflockerungseinheit aufgelockert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtgutfraktion in einem Zyklon in die Fraktion Deinking und den Luftstrom auf gespaltet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion Deinking mittels Farbund/oder NIRErkennung nachsortiert wird.
9. Einrichtung zur Sortierung eines Papiergemisches mit einem Zerkleinerer (1) zur Zerkleinerung des Papiergemisches und einem dem Zerkleinerer (1) nachge schalteten Windsichter (2) zur Auftrennung des zerkleinerten Papiergemisches in eine Schwerguffraktion und in eine Leichtgutfraktion, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter (2) einen Sichtungsquerschnitt aufweist, in dem eine Trenn geschwindigkeit zwischen 1 bis 5 m/sec einstellbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerkleinerer (1) als Granulator oder Rotorschere ausgebildet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerklei nerer (1) mit Zerkleinerungsmitteln zur Zerkleinerung auf eine Korngröße im Be reich von etwa 40 bis 100 mm ausgestattet ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter (2) als Kegelsichter ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter (2) als ZickZackSichter ausgebildet ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Windsichter (2) ein Zyklon (3) zur Abtrennung der Fraktion Deinking aus der Leichtgutfraktion nachgeschaltet ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zerkleinerer (1) eine Auflockerungseinheit (5) vorgeschaltet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zyklon (3) eine mittels Farbund/oder NIRErkennung arbeitende Sortiereinrichtung (4) für die Fraktion Deinking nachgeschaltet ist.
17. Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16 zur Sortierung eines Papiergemisches, insbesondere eines Altpapiergemisches aus der Papier sammiung.
Description:
Verfahren und Einrichtung zur Sortierung eines Papiergemisches Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Sortierung ei- nes Papiergemisches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9.

In Deutschland werden derzeit ca. 12 Mio. t/a Altpapier in Produktionsprozesse wieder eingesetzt. Von dieser Menge werden wiederum ca. 5,3 Mio. t/a in zahireichen Einrich- tungen vor der jeweiligen Wiederverwertung in verschiedene Sorten sortiert.

Bei den bekannten Einrichtungen und Verfahren zum Sortieren der gesammelten Pa- piergemische wird Sortierpersonal eingesetzt, um den Inhalt von Depotcontainern, Ton- nensammelware und/oder Bündelsammelware in verschiedene Qualitäten aufzutrennen und die jeweils für den Wiedereinsatz geforderten Papier-/Pappe-Qualitäten, u. a. auch Deinking-Qualität, zu erreichen. Bestehende Einrichtungen zum Sortieren eines Papier- gemisches umfassen Förder-bzw. Lesebänder mit Sortierpersonal, welches zur Her- stellung einer Deinking-Qualität aus dem angelieferten Papiergemisch Störstoffe wie Pappe, Kartonagen und ggf. Bücher u. a. per Hand aussortiert. Bei dieser bekannten Sortierung werden unter anderem auch Pappen und Kartonagen zur Herstellung einer überwiegend Pappe enthaltenden Fraktion ausgelesen.

Auf diese Weise wird eine Fraktion Deinking, eine Fraktion Mischpapier und eine Fraktion Pappe gewonnen. Die Fraktion Deinking besteht weitgehend aus Zeitungen und Illustrierten und weist anforderungsgemäß mindestens 60 % Zeitungen und einen Störstoffanteil. z. B. Kartonage, Pappen, von maximal 3 % auf, während die Fraktion Mischpapier, Zeitungen und Illustrierte (unter 40 %), Pappe, sonstige Papiere, Kartonagen (über 60 %) und in geringeren Anteilen Kunststoffe und andere Störstoffe enthält. Die Fraktion Pappe besteht zum überwiegenden Teil (über 70 %) aus Pappen, Kartonagen und Vollpappen und ähnlichem.

In Abkehr von der bekannten Handsortierung sind Versuche zur Automatisierung unter- nommen worden, bei welchen Siebmaschinen eingesetzt wurden. Die Ergebnisse ent- sprachen jedoch nicht den Erwartungen, da der Hauptteil der Störstoffe in Form von Pappe und Kartons nur schlecht von den Zeitungen in Bezug auf Korngröße unter- scheidbar ist, so daß Siebungen nur unzureichende Qualitäten ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9 anzugeben, mit dem bzw. mit der die Qualitätsanforderungen an Deinking-Qualität zuverlässig erfüllbar sind und eine personalintensive Sortierung vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9 gelöst.

Auf diese Weise kann eine manuelle Sortierung entfallen und sowohl der maximale Störstoffanteil von 3 % sowie der minimale Zeitungsanteil von 60 % zuverlässig einge- halten werden.

In ihrer Kombination ermöglichen die Zerkleinerung und die Windsichtung bei einer der- artigen Trenngeschwindigkeit darüber hinaus hohe Durchsätze bei einer gleichbleibend hohen Qualität der hergestellten Fraktionen.

Bei einer Zerkleinerung des Papiergemisches auf eine Korngröße im Bereich von etwa 60 bis 90 mm ! äßt sich eine qualitativ besonders hohe Trennschärfe zwischen Mischpa- pier und Deinking bei einem relativ geringen Zerkleinerungsaufwand erzielen.

Liegt die Trenngeschwindigkeit im Bereich von 1,5 bis 4,5 m/sec, bevorzugt im Bereich von 1,7 bis 3,5 m/sec, lassen sich besonders hohe Qualitäten bei den hergestellten Fraktionen gewährleisten.

Wird die Windsichtung in einem Kegelsichter durchgeführt, la (3t sich ein weitgehend störungsfreier Betrieb und eine gute Trennleistung gewährleisten. Erfolgt die Windsich- tung in einem Zick-Zack-Sichter, kann eine besonders hohe Trennschärfe zwischen Mischpapier und Deinking erzielt werden. Die bei der Windsichtung zunächst entstehende Leichtgutfraktion, die die Deinking- Qualität enthält, wird vorteilhaft in einem Zyklon in den (fördernden) Luftstrom und in Deinkingaufgespaltet.

Die Qualität der Fraktion Deinking la (3t sich durch eine Nachsortierung mittels einer Farb-und/oder NIR-Erkennung und einem pneumatischen Austrag identifizierter Stör- stoffe erhöhen. Hierbei können beispielsweise durchgefärbte Papierschnitzel anhand ihrer Größte und Farbgebung effektiv abgetrennt werden, so daß eine im wesentlichen von durchgefärbten Papieren befreite Fraktion Deinking hergestellt werden kann.

Darüber hinaus wird eine nahezu 100 % ige Seperation von Kleberücken aus der Frakti- on Deinking gewährleistet, die Verfahrensschritte bei dem Wiedereinsatz infolge von Klebemittelanbackungen ansonsten stören.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Beschrei- bung zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Sortierung eines Altpapiergemisches aus einer Tonnensammlung näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Einrichtung zur Sortierung eines Altpapiergemisches um- faßt einen als Granulator 1 ausgebildeten Zerkleinerer, einen als Kegelsichter 2 ausge- bildeten Windsichter, der dem Granulator 1 nachgeschaltet ist, sowie einen dem Kegelsichter 2 nachgeschalteten Zyklon 3.

Bei der Ausbildung des Zerkleinerers 1 kommt es im wesentlichen darauf an, daß mit den Zerkleinerungsmitteln ein Zusammenhaften mehrerer Seiten bei der Zerkleinerung vermieden wird, so daß allenfalls in geringem Umfang aneinander, beispielsweise durch ein blockartiges Stanzen, haftende Papierschnitzel erzeugt werden. Als Zerkleinerer 1 ist beispielsweise auch eine Hammermühle geeignet, bei der eine relativ hohe Stau- bentwicklung ggf. in Kauf genommen werden kann.

Dem Zyklon 3 ist eine Farbsortiereinrichtung 4 an der Austragsseite der Fraktion Dein- king nachgeordnet. Vor den Granulator 1 ist eine als Trommel 5 ausgebildete Auflocke- rungseinheit geschaltet. Um im Verhältnis zu Papierseiten relativ große und sperrige Kartonagen und Pappe abtrennen zu können, kann der Trommel 5 in weiterer Ausge- staltung der dargestellten Einrichtung ein beispielsweise als Wellensieb ausgebildetes Sieb vor-oder nachgeschaltet werden.

Zur Aufbereitung bzw. Sortierung wird das über eine Tonnensammlung angelieferte, Altpapiergemisch, ggf. gesiebt, in der Trommel 5 aufgelockert und dem Granulator 1 aufgegeben und dort auf eine Korngröße von etwa 70 mm zerkleinert.

Das zerkleinerte Altpapiergemisch wird dann in dem Kegelsichter 2 mittels eines Luft- stroms in eine Schwergutfraktion und in eine Leichtgutfraktion aufgespaltet, wobei die Geschwindigkeit des Luftstroms in etwa auf 3 m/sec eingestellt ist. Die Schwergutfrakti- on enthält die Mischpapierfraktion, die zum Großteil aus stückigem Pappe-/Karton-, sonstigen Papierschnitzeln und zu einem geringen Anteil aus anderen Störstoffen be- steht. Die Leichtgutfraktion umfaßt die Fraktion Deinking und den fördernden Luftstrom.

Während die Mischpapierfraktion in einen nicht dargestellten Bunker gelangt, wird die Leichtgutfraktion dem Zyklon 3 zugeleitet und dort in Deinking und Luftstrom aufge- trennt.

Die Fraktion Deinking kann der Sortiereinrichtung 4 zugeleitet und dort von durchge- färbten Papierschnitzeln befreit werden. Ist der Anteil an durchgefärbten Papierschnit- zeln hingegen gering, so kann die Fraktion Deinking direkt in einen Sammelbunker ge- leitet werden.

Um bei der Windsichtung einerseits einen guten Trennschnitt zu erhalten und anderer- seits eine hohe Durchsatzleistung zu gewährleisten, weist der Windsichter 2 einen Sichtungsquerschnitt von in etwa 0,01 bis 0,4 m2, bevorzugt 0,05 bis 0,3 M2 auf. Der Volumenstrom an Luft wird derart eingestellt, daß sich eine Trenngeschwindigkeit von in etwa 1 bis 5 m/sec, bevorzugt 1,5 bis 4,5 m/sec und besonders bevorzugt 1,7 bis 3,5 m/sec ergibt.

Nach Durchlauf von Zerkleinerer 1, Kegelsichter 2 und Zyklon 3 fielen in einem Versuch in etwa 40,5 % an Mischpapier und in etwa 59,5 % an Deinking bezogen auf das aufge- gebene Altpapiergemisch an. Die Fraktion Deinking besteht dabei zu deutlich mehr als 97,5 % aus dünnem Papier und weist nur einen geringen Anteil an dünner Pappe und sonstigen Störstoffen auf.

Bei einem Versuch, bei dem der Kegelsichter gegen einen Zick-Zack-Sichter ausge- tauscht wurde, fielen in etwa 36 % an Mischpapier und in etwa 64 % an Deinking bezo- gen auf das aufgegebene Altpapiergemisch an.

Bei den angegebenen Trenngeschwindigkeiten lagen in Versuchen die Störstoffanteile, die maßgeblich die Qualität der aus Deinking hergestellten Papiere negativ beeinflus- sen, wie z. B. Pappe, Kleberücken, Packpapiere und durchgefärbte Papiere bei unter 1,5 % (Massen % bezogen auf den Input).

Störstoffe, die in einer Papierfabrik als Spuckstoffe ausgeschieden werden, wie z. B.

Kunststoffe und naßfeste Papiere, lagen bei unter 1 % (Masse % bezogen auf den In- put). Das heißt, daß die Störstoffe mit negativem Einfluß auf die Qualität der erzeugten Fraktion Deinking im Vergleich zum Stand der Technik deutlich, um über 30 %, redu- ziert werden können.

Durch eine Ausgestaltung der Einrichtung mit einem Wellensieb lassen sich große Pap- pen automatisch abtrennen und eine qualitativ hochwertige Fraktion Pappe auf wirt- schaftliche Weise herstellen. Zu den bedeutsamen Teilen der Einrichtung gehört die Auflockerungseinheit, die gewährleistet, daß der Zerkleinerer möglichst einzelne Blätter zugeführt bekommt, damit beim Zerkleinern kein Zusammenpressen eine mehrlagigen Zeitung/Illustrierten an den Schnittkanten erfolgen kann. Dadurch wird die Ausbeute an Deinking deutlich erhöht. Wird auf die Auflockerungseinheit verzichtet, so muß man eine entsprechend geringere Ausbeute in Kauf nehmen, da die dann möglicherweise miteinander verpreßten Papierschnitzel in das Schwergut gelangen würden.

Wird die Windsichtung in Abwandlung zu den vorgenannten Versuchen mittels eines Querstromsichters durchgeführt, äßt sich eine kompakte Bauweise der Windsichtungs- stufe mit geringem Investitionsaufwand realisieren.