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Patent Searching and Data


Title:
WASTE PAPER DISSOLUTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/211051
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for dissolving fibrous material, in particular waste paper. The fibrous material is supplied to a dissolution section (1) of a rotating drum where the fibrous material is mixed with water, and the fibrous material suspension is conducted from the dissolution section (1) into a sorting section (2) of the drum, said sorting section having multiple sorting zones (3, 4) which lie adjacently to one another in an axial direction and in each of which a division process is carried out into a fine fraction (10, 12) and a coarse fraction (11, 13). The coarse fraction (11) of one sorting zone (3) reaches the respective axially adjacent following sorting zone (4), and the fine fraction (10, 12) of each sorting zone (3, 4) is guided to a dedicated collection container (5, 6) with a dedicated outlet. The fiber losses, in particular for fibrous materials which are difficult to dissolve, are reduced in that the material density in the dissolution container (5) of the first sorting zone (3) following the dissolution section (1) is less than 6% and less than 2.5% in the dissolution container (6) of the other sorting zones (4), and the fine fraction (10) of the first sorting zone (3) is diluted via an overflow (9) of the collection container (6) of at least one other sorting zone (4).

Inventors:
BARETH CHRISTOPH (DE)
SCHUSTER SEBASTIAN (DE)
BERGER PIERRE-HAAKON (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/058020
Publication Date:
November 07, 2019
Filing Date:
March 29, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21B1/32
Foreign References:
EP1170417A12002-01-09
EP0164428A11985-12-18
DE102015204460A12016-09-15
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Auflösung von Faserstoffen, insbesondere Altpapier, wobei die Faserstoffe einem Auflöseabschnitt (1 ) einer rotierenden Trommel zugeführt und dort mit Wasser vermischt werden und die Faserstoffsuspension vom

Auflöseabschnitt (1 ) in einen Sortierabschnitt (2) der Trommel geleitet wird, der mehrere, axial nebeneinander liegende Sortierzonen (3,4) besitzt, in denen jeweils eine Aufteilung in eine Fein- (10,12) und eine Grobfraktion (11 ,13) erfolgt, wobei die Grobfraktion (11 ) einer Sortierzone (3) in die jeweils axial benachbarte, folgende Sortierzone (4) gelangt und die Feinfraktion (10,12) jeder Sortierzone (3,4) in einen eigenen Auffangbehälter (5,6) mit einem eigenen Ablauf geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffdichte im Auffangbehälter (5) der ersten, auf den Auflöseabschnitt (1 ) folgenden Sortierzone (3) kleiner als 6 % und im Auffangbehälter (6) der weiteren Sortierzonen (4) kleiner als 2,5 % ist und die Feinfraktion (10) der ersten

Sortierzone (3) über einen Überlauf (7) des Auffangbehälters (6) wenigstens einer weiteren Sortierzone (4) verdünnt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sortierabschnitt (2) nur zwei Sortierzonen (3,4) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangbehälter (6) der weiteren Sortierzonen (4) die Sedimentation fördern. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangbehälter (6) der weiteren Sortierzonen (4) zur Bildung einer Senke zumindest jeweils einen geneigten Bodenabschnitt (9) aufweisen. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der weiteren Sortierzonen (4) über dem Boden der ersten Sortierzone (3) angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Auffangbehältern (6) der weiteren Sortierzonen (4) Wasser oder Fasersuspension zur Verdünnung zugeführt wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangbehälter (6) der weiteren Sortierzonen (4) unterhalb des Überlaufs (7) einen zusätzlichen Ablauf aufweisen, der in den Auffangbehälter (5) der ersten Sortierzone (3) und/oder dessen Ablauf-Leitung geführt wird

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sortierzonen (3,4) Wasser zur Verdünnung zugeführt wird. 9. Rotierende Trommel zur Behandlung von Faserstoffen mit wenigstens einem

Sortierabschnitt (2), der mehrere, axial nebeneinander liegende Sortierzonen (3,4) besitzt, in denen jeweils eine Aufteilung in eine Fein- (10,12) und eine Grobfraktion (11 ,13) erfolgt, wobei die Grobfraktion (11 ) einer Sortierzone (3) in die jeweils axial benachbarte, folgende Sortierzone (4) gelangt und die Feinfraktion (10,12) jeder Sortierzone (3,4) in einen eigenen Auffangbehälter

(5,6) mit einem eigenen Ablauf geführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Auffangbehälters (5) einer ersten Sortierzone (3) rund oder oval ist.

10. Rotierende Trommel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sortierabschnitt (2) nur zwei Sortierzonen (3,4) umfasst.

11.Rotierende Trommel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Auflösung von Faserstoffen, insbesondere Altpapier einen

Auflöseabschnitt (1 ) besitzt, dem die Faserstoffe zugeführt und dort mit Wasser vermischt werden und von dem diese in den Sortierabschnitt (2) gelangen.

12. Rotierende Trommel nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangbehälter (6) der auf die erste Sortierzone

(3) folgenden Sortierzonen (4) zur Bildung einer Senke zumindest jeweils einen geneigten Bodenabschnitt (9) aufweisen.

13. Rotierende Trommel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangbehälter (6) der auf die erste Sortierzone (3) folgenden Sortierzonen

(4) als Konus oder Pyramidenstumpf ausgebildet sind.

14. Rotierende Trommel nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Auffangbehälter (6) der auf die erste Sortierzone (3) folgenden Sortierzonen (4) einen Überlauf (7) zum

Auffangbehälter (5) der ersten Sortierzone (3) besitzt.

15. Rotierende Trommel nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden wenigstens eines Auffangbehälter (6), der auf die erste Sortierzone (3) folgenden Sortierzonen (4) höher, zumindest 0,5 m, insbesondere wenigstens 1 m vorzugsweise mindestens 1 ,5 m höher als der Boden des Auffangbehälters (5) der ersten Sortierzone (3) angeordnet ist.

16. Rotierende Trommel nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Auffangbehälter (6) der weiteren

Sortierzonen (4) unterhalb des Überlaufs (7) einen zusätzlichen Ablauf aufweist, der in den Auffangbehälter (5) der ersten Sortierzone (3) und/oder dessen Ablauf-Leitung geführt wird. 17. Rotierende Trommel nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unter wenigstens einem Auffangbehälter (6), der auf die erste Sortierzone (3) folgenden Sortierzonen (4) eine Schwerteilschleuse (8) oder eine Austragsschnecke oder ein weiterer Behälter oder eine weitere Behandlungseinheit angeordnet ist.

Description:
Altpapierauflösung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auflösung von Faserstoffen, insbesondere Altpapier, wobei die Faserstoffe einem Auflöseabschnitt einer rotierenden Trommel zugeführt und dort mit Wasser vermischt werden und die Faserstoffsuspension vom Auflöseabschnitt in einen Sortierabschnitt der Trommel geleitet wird, der mehrere, axial nebeneinander liegende Sortierzonen besitzt, in denen jeweils eine Aufteilung in eine Fein- und eine Grobfraktion erfolgt, wobei die Grobfraktion einer Sortierzone in die jeweils axial benachbarte, folgende Sortierzone gelangt und die Feinfraktion jeder Sortierzone in einen eigenen Auffangbehälter mit einem eigenen Ablauf geführt wird.

Die Erfindung betrifft ebenso eine rotierende Trommel zur Behandlung von Faserstoffen mit wenigstens einem Sortierabschnitt, der mehrere, axial nebeneinander liegende Sortierzonen besitzt, in denen jeweils eine Aufteilung in eine Fein- und eine Grobfraktion erfolgt, wobei die Grobfraktion einer Sortierzone in die jeweils axial benachbarte, folgende Sortierzone gelangt und die Feinfraktion jeder Sortierzone in einen eigenen Auffangbehälter mit einem eigenen Ablauf geführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens. In bekannten und meist liegenden Trommeln wird in der Auflösezone das mit Wasser versetzte Altpapier durch Anheben, Rutschen und Fallen, bzw. Relativbewegungen der Stoffanteile zueinander, zerkleinert.

In der Sortierzone soll dann der gelöste Faserstoff von Unrat getrennt werden. Während die Feinfraktion die Perforation, d.h. die Sortieröffnungen der Trommel passiert, wird die Grobfraktion mit dem Unrat abgewiesen und separat als

Grobfraktion aus der Trommel geführt.

Verfahren zur Behandlung von Altpapier, die mit solchen oder ähnlichen Trommeln arbeiten, haben den Vorteil einer besonders schonenden Auflösung, sowohl was empfindliche Fasersorten als auch sortierbar zu erhaltende, unerwünschte

Begleitstoffe betrifft.

Allerdings sind die Faserverluste bei schwer auflösbaren Faserstoffen relativ hoch. Hinzu kommt, dass kleinere Störstoffe, insbesondere Schwerteile, wie Steine, Glassplitter, Drähte o.ä. die Sortieröffnungen passieren können und die nachfolgende Weiterbehandlung der Feinfraktion beeinträchtigen und sogar zu Verstopfungen oder Verspinnungen führen können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine effiziente Auflösung von Faserstoffen, insbesondere Altpapier bei möglichst geringen Faserverlusten und einer möglichst frühzeitigen Ausschleusung von Schwerteilen zu erreichen. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass die Stoffdichte im Auffangbehälter der ersten, auf den Auflöseabschnitt folgenden Sortierzone kleiner als 6 % und im Auffangbehälter der weiteren Sortierzonen kleiner als 2,5 % ist und die Feinfraktion der ersten Sortierzone über einen Überlauf des Auffangbehälters wenigstens einer weiteren, auf die erste Sortierzone folgenden Sortierzone verdünnt wird.

Über die geringe Stoffdichte in den weiteren Sortierzonen können einerseits die Faserverluste minimiert und andererseits die Ausschleusung der Schwerteile mit Hilfe der Sedimentation erleichtert werden.

Unterstützt wird die Sedimentation noch durch den Überlauf, der gleichzeitig auch Fasern in die erste Sortierzone leitet.

Zur Beeinflussung der Stoffdichte in den Sortierzonen kann diesen beispielsweise über Spritzrohre innerhalb der Trommel Wasser zur Verdünnung zugeführt werden. In den meisten Anwendungsfällen genügt es, wenn der Sortierabschnitt nur zwei Sortierzonen umfasst, was sich entsprechend positiv auf den Fierstellungsaufwand auswirkt.

Des Weiteren kann über die Gestaltung der Auffangbehälter der weiteren Sortierzonen die Sedimentation, insbesondere der Schwerteile in denselben noch gefördert werden. Hierzu sollten die Auffangbehälter der weiteren, auf die erste Sortierzone folgenden Sortierzonen zur Bildung einer Senke zumindest jeweils einen geneigten Bodenabschnitt autweisen. In dieser Senke befindet sich der Ablauf des jeweiligen Auffangbehälters.

Außerdem sollten die Auffangbehälter der weiteren Sortierzonen auch rührwerksfrei sein.

Konstruktiv einfach und bezüglich Sedimentation und Schwerteilabfuhr sehr effizient ist es hierbei, wenn die Auffangbehälter der auf die erste Sortierzone folgenden Sortierzonen als Konus oder Pyramidenstumpf ausgebildet sind.

Um den Transport der Schwerteile zur Senke hin zu unterstützen, sollte den Auffangbehältern der weiteren Sortierzonen Wasser oder Fasersuspension zur Verdünnung zugeführt werden.

Die Ausschleusung der Schwerteile aus den Auffangbehältern der weiteren Sortierzonen kann wegen des dort im Allgemeinen sehr begrenzten Raumes dadurch erleichtert werden, dass der Boden der weiteren Sortierzonen über dem Boden der ersten Sortierzone angeordnet ist.

Dementsprechend sollte der Boden wenigstens eines Auffangbehälter, der auf die erste Sortierzone folgenden Sortierzonen höher, zumindest 0,5 m, insbesondere wenigstens 1 m vorzugsweise mindestens 1 ,5 m höher als der Boden des Auffangbehälters der ersten Sortierzone angeordnet sein.

Dies erleichtert es, unter wenigstens einem Auffangbehälter, der auf die erste Sortierzone folgenden Sortierzonen eine Schwerteilschleuse oder eine Austragsschnecke oder ein weiterer Behälter oder eine weitere Behandlungseinheit anzuordnen.

Des Weiteren sollte wenigstens ein Auffangbehälter der weiteren Sortierzonen unterhalb des Überlaufs einen zusätzlichen Ablauf aufweisen, der in den Auffangbehälter der ersten Sortierzone und/oder dessen Ablauf-Leitung geführt wird. Durch den damit erzeugten Sog soll das Absetzen der Schwerteile in die Senke unterstützt werden. Die über den zusätzlichen Ablauf geführte Menge kann dabei so groß wie die über den Überlauf geführte Menge oder weniger sein.

Hinsichtlich der rotierenden Trommel ist wesentlich, dass der Querschnitt des Auffangbehälters einer ersten Sortierzone rund oder oval ist. Dies vereinfacht die Herstellung und verbessert die Stabilität.

Dies gilt insbesondere für die erste Sortierzone einer Sortiertrommel oder eine auf einen Auflöseabschnitt der Trommel unmittelbar folgende Sortierzone.

Der Auflöseabschnitt dient zur Auflösung von Faserstoffen, insbesondere Altpapier, wobei hierzu die Faserstoffe mit Wasser vermischt werden.

Die Größe der Sortieröffnungen benachbarter Sortierzonen kann gleich sein oder sich unterscheiden. Oft hat jedoch die erste Sortierzone kleinere Sortieröffnungen als die sich anschließende zweite Sortierzone.

Bei unterschiedlich großen Sortieröffnungen unterscheiden sich auch die Feinfraktionen der Sortierzonen stärker voneinander. Durch die größeren Sortieröffnungen gelangen größere, schwer auflösbare Stoffe in die Feinfraktion. Dagegen bleiben sehr große Rejekte wie Planen, Tüten o.ä. in der Trommel.

Die Grobfraktion der letzten Sortierzone wird als Rejekt aus der Trommel abgeführt, d.h. das Rejekt der Auflösung fällt nur an einer Stelle an.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigen die Figuren 1 und 2 zwei unterschiedliche, erfindungsgemäße Anlagenschemata.

Die zylindrische Trommel ist normalerweise außen auf Rollen gelagert und wird über einen Antrieb in Rotation versetzt, wobei die Rotationsachse geringfügig geneigt zur Waagerechten verläuft. Zur Auflösung des Altpapiers besitzt die Trommel hier an die linke Stirnseite angrenzend einen Auflöseabschnitt 1 mit einem Einlass. Im Auflöseabschnitt 1 wird der Faserstoff in Form von relativ leicht auflösbarem Altpapier intensiv mit Wasser vermischt, wobei es infolge der hiebe-, Rutsch- und Fallbewegungen zu einer Zerkleinerung des aufgeweichten Papiermaterials kommt.

Um die Bewegung des Altpapiers sowie der dabei entstehenden Faserstoffsuspension zu unterstützen, besitzt die Trommel auf der Innenseite Hebeleisten o.ä. Einbauten. Solche Einbauten sind in vielfältiger Form bekannt und werden auf den jeweiligen Verwendungszweck abgestimmt.

Die bei dieser Auflösung entstehende Faserstoffsuspension hat eine Stoffdichte von ca. 18%.

Zwischen der hier rechten Stirnseite der Trommel und dem Auflöseabschnitt 1 befindet sich ein Sortierabschnitt 2, in den die Faserstoffsuspension vom Auflöseabschnitt 1 geführt wird.

Die Abgrenzung beider Abschnitte erfolgt meist über einen radial außen verlaufenden Begrenzungsring in Form eines ringförmigen Bleches, welcher eine Stauwirkung hat und einen Sumpf bildet.

Im Unterschied zum Auflöseabschnitt 1 hat die zylindrische Trommel im Bereich des Sortierabschnitts 2 eine Perforation, durch die Feinfraktionen 10,12 nach außen gelangen.

Die meist größeren Störstoffe werden von dieser Perforation in Form von Grobfraktionen 11 ,13 abgewiesen.

Oberhalb des Sortierabschnitts 2 ist oft eine Wasser-Sprüheinrichtung 14 zur Verdünnung der Faserstoffsuspension innerhalb der Sortierzonen 3,4 des Sortierabschnitts 2. In beiden Fällen setzt sich der Sortierabschnitt 2 aus zwei axial nebeneinander angeordneten Sortierzonen 3,4 zusammen, wobei sich die Perforation benachbarter Sortierzonen 3,4 beispielsweise hinsichtlich der Größe der Sortieröffnungen unterscheidet. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn alle Sortieröffnungen der Trommel gleichgroß sind. Außerdem kann sich die Größe der Sortieröffnungen innerhalb einer Sortierzone 3,4 unterscheiden. Die erste, an den Auflöseabschnitt 1 angrenzende Sortierzone 3 hat Lochgrößen zwischen 8 und 20 mm Durchmesser. Über deren Perforation gelangt ein großer Teil der Faserstoffsuspension als Feinfraktion 10 aus der Trommel in einen separaten Auffangbehälter 5. Die großen und insbesondere auch schwer auflösbaren Bestandteile gelangen als Grobfraktion 11 von der ersten in eine nachfolgende, zweite Sortierzone 4. Deren Perforation umfasst Löcher mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm, vorzugsweise zwischen 30 und 100 mm.

Über diese relativ großen Löcher werden die bisher nicht aufgelösten Stippen und Schwerteile als Feinfraktion 12 in einen zweiten Auffangbehälter 6 geleitet, in welcher Schwerteile aus der Feinfraktion 12 ausgeschleust werden.

Die Grobfraktion 13 der zweiten Sortierzone 4 wird als Rejekt aus der Trommel abgeführt.

Die Stoffdichte im Auffangbehälter 5 der ersten, auf den Auflöseabschnitt 1 folgenden Sortierzone 3 ist kleiner als 6 % und im Auffangbehälter 6 der weiteren, d.h. zweiten Sortierzonen 4 kleiner als 2,5 %.

So können die Faserverluste in der zweiten Sortierzone 4 minimal gehalten werden. Der Querschnitt des Auffangbehälters 5 der ersten Sortierzone 3 ist kreisrund, wobei der Durchmesser etwa dem Durchmesser der Trommel entspricht oder geringfügig größer ist. Dies ist sehr stabil, relativ einfach herzustellen und erleichtert die Durchmischung über Rührwerke. Im Gegensatz dazu soll der Auffangbehälter 6 der zweiten Sortierzone 4 die Sedimentation der Schwerteile fördern. Dementsprechend besitzt der Boden dieses Auffangbehälters 6 zur Bildung einer Senke zumindest jeweils einen geneigten Bodenabschnitt 9.

Bei Figur 1 wird der gesamte Boden von einer zur Senke geneigten Ebene gebildet. Im Unterschied hierzu ist der Boden des Auffangbehälters 6 der zweiten Sortierzone 4 bei Figur 2 konus- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet.

Bei Bedarf kann dem Auffangbehälter 6 der zweiten Sortierzone 4 Wasser oder Fasersuspension zur Verdünnung zugeführt werden.

Des Weiteren führt ein Überlauf 7 des Auffangbehälters 6 der zweiten Sortierzone 4 in den Auffangbehälter 5 der ersten Sortierzone 3, so dass Fasern in den Auffangbehälter 5 der ersten Sortierzone 3 geführt werden, was deren Verlust minimiert. Gleichzeitig kommt es zur Verdünnung des Feinfiltrats 10 im Auffangbehälter 5 der ersten Sortierzone 3, so dass dieses problemlos weiterbehandelt werden kann.

Der Boden und hierbei konkret der tiefste Punkt, nämlich die Senke der Auffangbehälters 6 der zweiten Sortierzone 4 liegt um mehr als 1 m höher als der ebene Boden des Auffangbehälters 5 der ersten Sortierzone 3.

Damit kann die Abführung der Schwerteile aus dem Auffangbehälter 6 der zweiten Sortierzone 4 über einen Ablauf in der Senke entsprechend Figur 1 unter Ausnutzung der Schwerkraft auch ohne Pumpe erfolgen.

Darüber hinaus ergibt sich damit, wie in Figur 2 dargestellt, unter der Senke des Auffangbehälters 6 genügend Raum für die Anordnung einer Schwerteilschleuse 8 oder einer Austragsschnecke oder eines weiteren Behälters oder einer weiteren Behandlungseinheit.

Außerdem kann, wie in Figur 2 angedeutet, der Auffangbehälter 6 der weiteren Sortierzone 4 unterhalb des Überlaufs 7 einen zusätzlichen Ablauf aufweisen, der in den Auffangbehälter 5 der ersten Sortierzone 3 und/oder dessen Ablauf-Leitung geführt wird. Die damit verbundene Sogwirkung auf die Schwerteile im Auffangbehälters 6 entsteht über die Pumpe in der Ablauf-Leitung des Auffangbehälters 5 der ersten Sortierzone 3 bzw. über den niedrigeren Suspensionspegel im Auffangbehälter 5 der ersten Sortierzone 3.