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DE10120636A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff

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Publication number
DE10120636A1
DE10120636A1 DE2001120636 DE10120636A DE10120636A1 DE 10120636 A1 DE10120636 A1 DE 10120636A1 DE 2001120636 DE2001120636 DE 2001120636 DE 10120636 A DE10120636 A DE 10120636A DE 10120636 A1 DE10120636 A1 DE 10120636A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substance
pulper
buffer
screw
soaking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2001120636
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Doelle
Werner Witek
Oliver Heise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Priority to DE2001120636 priority Critical patent/DE10120636A1/de
Priority to EP02002735A priority patent/EP1253237A3/de
Publication of DE10120636A1 publication Critical patent/DE10120636A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/004—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives inorganic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
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    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
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Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff wird der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke eingeweicht und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser zugeführt. Es ist auch eine entsprechende Vorrichtung angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufberei­ tung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff.
Faserstoff zur Herstellung von Papier und Karton wird in der der Papier­ maschine vorgelagerten Faserstoffaufbereitung so aufbereitet, daß die ge­ wünschten Papiereigenschaften, wie z. B. mechanische Eigenschaften, op­ tische Eigenschaften usw., erreicht werden. Dabei können dem Faserstoff Zusatzstoffe, z. B. Füllstoffe, zugegeben werden.
Das Beladen mit einem Zusatzstoff, z. B. Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, d. h. inbesondere durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen, wie er u. a. in der US-A-5 223 090 be­ schrieben ist. Bei einem solchen "Fiber Loading™"-Prozeß wird an die be­ netzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielswei­ se mit Calciumcarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, des­ integrierten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid so zu­ gesetzt, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vor­ handenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird an­ schließend mit Kohlendioxid beaufschlagt.
Auch für diesen "Fiber Loading™"-Prozeß muß die Faserstoffsuspension entsprechend vorbehandelt werden. Dazu wird bisher ein herkömmliches Aufbereitungssystem eingesetzt, das aus einer Auflöseeinheit, verschiede­ nen Sortiereinrichtungen und Entwässerungsmaschinen bestehen kann.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen der erfor­ derliche Aufwand auf ein Minimum reduziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Auf­ bereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff, bei dem der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke ein­ geweicht und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser zugeführt wird.
Aufgrund dieser Ausgestaltung können die bisher üblichen Pressen zur Stoffentwässerung, insbesondere die bisher üblichen Sieb- und Schnec­ kenpressen, ebenso entfallen wie die bisher üblichen Sortiereinrichtungen und Cleaner. Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann ggf. direkt im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers zu­ gesetzt werden. Durch die Verringerung der Anzahl von Maschinen ergibt sich eine entsprechende Energieeinsparung. Außer der kostengünstigeren Betriebsweise wird auch die Störanfälligkeit verringert. Werden die Fasern durch einen "Fiber Loading™"-Prozeß mit Zusatzstoff beladen, so kann der Stoffauflöser die Funktion der bisher üblichen Druckabschlußein­ richtung übernehmen, die damit entfallen kann.
Obwohl die im Stoff enthaltenen Fasern vorzugsweise durch eine chemi­ sche Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff beladen werden, kann das er­ findungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch nur zum Auflösen und oh­ ne die Durchführung eines "Fiber Loading™"-Prozesses angewandt wer­ den.
Vorteilhafterweise wird eine nicht druckbeaufschlagzte Einweichschnecke verwendet.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird der Stoff in der Einweichschnecke vorzugsweise durch Besprühen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Stoff­ dichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 40%, vorzugsweise in ei­ nem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, eingeweicht. Das Einweichen sollte möglichst schonend erfolgen. Dazu können beispielsweise entspre­ chende Sprühanlagen oder dergleichen eingesetzt werden.
Der aufgeweichte Stoff wird in dem Stoffauflöser vorteilhafterweise bei ei­ ner Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 35%, vorzugs­ weise in einem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, zumindest im we­ sentlichen vollständig aufgelöst.
Der aufgelöste Stoff kann dann insbesondere einer Einrichtung zum Bela­ den der Fasern, insbesondere entsprechend dem "Fiber Loading™" Prozeß, zugeführt werden. Wie bereits erwähnt, ist die Durchführung ei­ nes entsprechenden "Fiber Loading™"-Prozesses jedoch nicht zwingend. So kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auch nur zum Auflösen angewandt werden.
Vorteilhafterweise wird ein Stoffauflöser oder Pulper verwendet, der ein Gehäuse mit einem Fasereinlaß, wenigstens einem Wassereinlaß, wenig­ stens einem Auslaß und einer inneren Kammer aufweist und eine Mehr­ zahl von mit dem Gehäuse verbunden, sich in die innere Kammer erstrec­ kenden stationären Auflöseelementen sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses eine Schnecke angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr we­ gerstreckende bewegliche Auflöseelemente trägt. Ein entsprechender Stoffauflöser ist in der US 09 440 225 beschrieben. Auch im übrigen kann der Stoffauflöser insbesondere so ausgeführt sein, wie dies in dieser US 09 440 225 angegeben ist. So kann der Stoffauflöser im Bereich seines Aus­ lasses beispielsweise ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ven­ til umfassen. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführung ohne ein solches Ventil möglich.
Der vorsortierte und gereinigte Stoff kann beispielsweise in Ballenform be­ reitgestellt und mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes oder dergleichen, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke zugeführt werden.
Bei dem aufzulösenden Stoff kann es sich insbesondere um einen beliebi­ gen Papierrohstoff handeln, sofern der betreffende Stoff frei von Verunrei­ nigungen ist und eine Rohstoffqualität von Zellstoff aufweist.
Wie bereits erwähnt, können dem Stoff für die chemische Fällungsreaktion beispielsweise Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zugesetzt werden. Als Hilfsstoff wird in diesem Fall vorzugsweise gefälltes Calciumcarbonat erzeugt.
Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann beispielsweise im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers zugesetzt werden.
Vorteilhafterweise wird Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoff­ dichte in einem Bereich von etwa 1% bis etwa 60% (Masse %), vorzugs­ weise in einem Bereich von etwa 15% bis 25%, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt.
Wird Calciumoxid zugesetzt, so kann das der Einweichtrommel bzw. -schnecke zugeführte Wasser dazu verwendet werden, mit dem Calcium­ oxid Calciumhydroxid zu bilden, das dann im darauffolgenden "Fiber Loa­ ding™"-Prozeß nach dem Zuführen von Kohlendioxid in Calciumcarbonat umgewandelt werden kann.
In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweichschnecke und nach dem Stoffauflöser zugesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser einem Pumpdisperger oder -fluffer zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Indi­ vidualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdisperger oder -fluffer vor­ zugsweise gleichzeitig als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion ver­ wendet wird.
Dabei wird vorzugsweise ein Pumpdisperger oder -fluffer eingesetzt, des­ sen Reaktionskanal zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zueinander rotierenden Platten oder dergleichen mit strukturierten Ober­ flächen gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Reaktionskanal allgemein radial nach außen transportiert wird.
Ein solcher Pumpdisperger oder -fluffer ist in der noch nicht veröffent­ lichten DE 101 07 448.4 beschrieben. Auch im übrigen kann der Pump­ disperger oder -fluffer so ausgeführt sein, wie dies in dieser DE 101 07 448.4 angegeben ist.
Umfaßt der Stoffauflöser im Bereich seines Auslasses ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil, so ist der Pumpdisperger oder -fluffer einlaßseitig durch dieses Ventil des Stoffauflösers abgedichtet. Eine Ab­ dichtung durch Bilden eines Stoffpfropfens im Bereich vor dem Pumpdis­ perger oder -fluffer kann somit entfallen.
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens wird der Pumpdisperger oder -fluffer einlaßseitig dadurch abgedichtet, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer zugeführt wird. In diesem Fall kann das als Drosselkegel ausgeführte Ventil des Stoffauflösers entfallen.
Zur Bildung des Stoffpfropfens ist vorzugsweise eine separat antreibbare Pfropfenschraube vorgesehen.
Sollen die Fasern mit dem Füllstoff Calciumcarbonat beladen werden, so ist es von Vorteil, wenn im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers Kohlendioxid eingeleitet wird und der Pumpdisperger oder -fluffer gleich­ zeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciu­ moxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser eingesetzt wird, in dessen Reaktionskanal die Fließgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension vorzugsweise reduziert wird.
Beim Beladen der Fasern mit Calciumcarbonat (CaCO3) wird dieses an die benetzen Faseroberflächen eingelagert, indem dem feuchten Fasermaterial Calciumoxid (CaO) und/oder Calciumhydroxid (Ca(OH)2) zugesetzt wird, wobei zumindest ein Teil davon sich mit dem Wasser der Faserstoffmenge assoziieren kann. Das so behandelte Fasermaterial kann dann mit Koh­ lendioxid (CO2) beaufschlagt werden.
Der Begriff "benetzte Faseroberflächen" kann alle benetzten Oberflächen der einzelnen Fasern umfassen. Damit ist insbesondere auch der Fall mit erfaßt, bei dem die Fasern sowohl an ihrer Außenfläche als auch in ihrem Innern (Lumen) mit Calciumcarbonat bzw. einem beliebigen anderen Fäl­ lungsprodukt beladen werden.
Demnach können die Fasern z. B. mit dem Füllstoff Calciumcarbonat be­ laden werden, wobei die Anlagerung an die benetzten Faseroberflächen durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgt, wie er als solcher in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. In diesem "Fiber Loading™"-Prozeß rea­ giert z. B. das Kohlendioxid mit dem Calciumhydroxid zu Wasser und Calciumcarbonat.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff umfaßt entsprechend Mittel zum Reini­ gen des Stoffes, eine Einweichschnecke zum Einweichen des gereinigten Stoffes und einen Stoffauflöser zum Auflösen des eingeweichten Stoffes.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte der Stoffaufbereitung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer entsprechenden Stoffauf­ bereitungsvorrichtung und
Fig. 3 eine Ansicht des Pumpdispergers oder -fluffers in Richtung der Pfeile A der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die wesentlichen Verfahrensschritte einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff.
Danach wird im Schritt "1" der vorsortierte und gereinigte Stoff in Ballen­ form gespeichert und bereitgestellt.
In den Schritten "2" und "3" wird der gereinigte Stoff dann mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes oder dergleichen, beispiels­ weise über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetab­ schneider einer Einweichschnecke zugeführt, mittels der der Stoff dann im Schritt "4" eingeweicht wird. Im Schritt "3" kann insbesondere auch ein Entmischen erfolgen und zur Entfernung von Metallteilen z. B. ein Metall­ detektor eingesetzt werden. Zwischen den Schritten "3" und "4" kann bei­ spielsweise ein Shredder eingesetzt werden.
Der eingeweichte Stoff wird im Schritt "5" einem Stoffauflöser oder Pulper zugeführt.
Im Schritt "6" kann der aufgelöste Stoff insbesondere durch einen soge­ nannten "Fiber Loading™"-Prozeß durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff wie beispielsweise Calciumcarbonat beladen werden. Werden die Fasern mit Calciumcarbonat beladen, so wird dem Stoff für die entsprechende chemische Fällungsreaktion Calciumhydroxid (Ca(OH)2) und/oder Calciumoxid (CaO) zugesetzt. Dabei kann das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid z. B. im Bereich des wahlweise z. B. zwischen den Schritten "3" und "4" eingesetzten Shredders, im Bereich der Einweich­ schnecke (vgl. Schritt "4") und/oder im Bereich des im Schritt "5" einge­ setzten Stoffauflösers oder Pulpers zugesetzt werden. Wird Calciumoxid zugesetzt, so wird das an der betreffenden Stelle zugeführte Wasser dazu verwendet, mit diesem Calciumhydroxid zu bilden, das dann im den "Fiber Loading™"-Prozeß betreffenden Schritt "6" unter Zugabe von Kohlendioxid (CO2) in Calciumcarbonat umgesetzt wird.
Im Anschluß an den "Fiber Loading™"-Schritt "6" wird der beladene Stoff der betreffenden Papiermaschine zugeführt (vgl. Schritt 7).
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine entsprechende Stoffaufbe­ reitungsvorrichtung 10, die insbesondere wieder zur Aufbereitung von der Papierherstellung dienendem Stoff vorgesehen sein kann.
Die Vorrichtung 10 umfaßt (nicht dargestellte) Mittel zum Reinigen des Stoffes, eine Einweichschnecke 12 zum Einweichen des gereinigten Stof­ fes, einen Stoffauflöser oder Pulper 14 zum Auflösen des eingeweichten Stoffes und eine als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion dienende Einrichtung, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als Pumpdisper­ ger oder -fluffer 16 ausgeführt ist und insbesondere der Ausführung eines "Fiber Loading™"-Prozesses dient.
Die vorzugsweise nicht druckbeaufschlagte Einweichschnecke 12 umfaßt eine Einweichtrommel 18 und ein sich in dieser erstreckendes Schnec­ kenelement 20, durch das der über einen Einlaß 22 eingeführte gereinigte Stoff zu einem Auslaß 24 gefördert wird.
Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, kann der gereinigte Stoff der Einweich­ schnecke 12 beispielsweise mit einer Stoffdichte in einem Bereich von et­ wa 15% bis etwa 40% zugeführt werden.
Die Einweichschnecke 12 ist mit Sprühmitteln oder einer Sprühanlage 26 versehen, um den in die Einweichtrommel 18 eingeführten Stoff mit Flüs­ sigkeit, insbesondere Wasser, zu besprühen und entsprechend einzuwei­ chen.
Die das Schneckenelement 20 tragende Welle 28 ist über einen Antrieb 30 antreibbar, in deren Bereich die Welle 28 in einem Lager 32 gelagert ist. Eine entsprechende Lagerung ist auch am anderen Wellenende vorgese­ hen.
Der eingeweichte Stoff wird dann dem Stoffauflöser 14 zugeführt. Dieser Stoffauflöser 14 umfaßt ein Gehäuse 34 mit einem Faser- oder Stoffeinlaß 36, wenigstens einem Wassereinlaß 38, wenigstens einem Auslaß 40 und einer inneren Kammer 42. Überdies besitzt dieser Stoffauflöser 14 eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse 34 verbundenen, sich in die innere Kam­ mer 42 erstreckenden stationären Auflöseelementen 44 sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle 46, um die im Bereich des Fasereinlasses 36 eine Schnecke 48 angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr weg erstreckende bewegliche Auslöseelemente 50 trägt. Diese Auflöseelemente 50 drehen sich also mit der Welle 46, die über ei­ nen äußeren Antrieb 52 angetrieben ist. Die Welle ist in zwei außerhalb des Gehäuses 34 angeordneten Lagern 54 gelagert.
Im Bereich seines Auslasses 40 ist der Stoffauflöser 14 mit einem Ventil 56 versehen, das im vorliegenden Fall als Drosselkegel ausgeführt ist. Über dieses Ventil kann die Austrittsmenge entsprechend eingestellt wer­ den.
Im Anschluß an den Stoffauflöser 14 wird der Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer 16 zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der Pumpdisperger oder - fluffer 16 gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für eine chemische Fällungsreaktion. Dazu kann dieser Pumpdisperger oder -fluffer 16 einen Reaktionskanal 58 besitzen, der zwischen zwei einander gegenüberliegen­ den, relativ zueinander rotierenden Platten 60 oder dergleichen mit strukturierten Oberflächen 60' gebildet ist. In diesem Reaktionskanal 60 wird der Stoff allgemein radial nach außen transportiert.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, kann dem Reaktionskanal 58 ei­ ne Zufuhrschnecke 62 vorgeschaltet sein, die in einem zumindest im we­ sentlichen zylindrischen Kanal oder Gehäuse 64 angeordnet ist.
Der zylindrische Kanal 64 kann einen Einlaß 66 zum Zuführen des vom Auflöser 14 kommenden Stoffes besitzen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Pumpdisperger oder -fluffer 16 einlaßseitig durch das als Drosselkegel ausgeführte Ventil 40 des Stoffauflösers 14 abgedichtet. Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann einlaßseitig jedoch beispielsweise auch dadurch abgedichtet sein, daß der Stoff mittels einer vorzugsweise separat antreibbaren Pfropfenschnecke unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen ver­ dichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer 16 zugeführt wird. In die­ sem Fall kann das durch einen Drosselkegel gebildete Ventil 40 entfallen.
Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann gleichzeitig als Reaktor zur Um­ setzung der Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Koh­ lendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser vorgese­ hen sein. Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann beispielsweise im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers 14 zugesetzt werden. Das Kohlendioxid kann im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers 16 zugeführt werden.
Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann somit insbesondere den Reaktor zur Umsetzung der Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser bilden. In dem zwischen den beiden Platten 60 mit strukturierter Oberflä­ che gebildeten Reaktionskanal 58 wird der Stoff radial nach außen trans­ portiert und mit Calciumcarbonat beladen.
Die Relativgeschwindigkeit der beiden einander gegenüberliegenden Plat­ ten 60 bzw. strukturierten Oberflächen ist vorzugsweise einstellbar, wobei zumindest eine Platte rotiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch die ab­ solute Drehzahl einstellbar sein. Damit kann insbesondere die Austrags­ geschwindigkeit beeinflußt werden.
Wie insbesondere auch anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, kann im Zentrum des Pumpdispergers oder -fluffers 16 ein Drallkreuz 68 vorgese­ hen sein, durch das der Stoff weiter aufgelockert und entsprechend die Flächen des Fasermaterials vergrößert werden.
Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann einen zumindest im wesentlichen tangential zu den Platten 60 bzw. strukturierten Oberflächen angeordne­ ten Auslauf 70 für den beladenen Stoff besitzen. Überdies kann der Pumpdisperger oder -fluffer 16 einen zumindest im wesentlichen tangenti­ al zu den Platten 60 bzw. strukturierten Oberflächen 60' angeordneten Zulauf 72 zur Verdünnung des beladenen Stoffes mit Wasser und/oder Calciumhydroxid besitzen.
Überdies kann der Pumpdisperger oder -fluffer 16 mit einer Heizeinrich­ tung versehen sein, über die die Reaktionstemperatur beeinflußbar ist.
In der Fig. 2 sind an verschiedenen Stellen beispielhafte Stoffdichten an­ gegeben. So kann die Stoffdichte im Bereich des Einlasses 22 der Ein­ weichschnecke 12 beispielsweise 15% bis 40%, im Bereich des Einlasses 66 des Pumpdispergers oder -fluffers 16 beispielsweise 15% bis 35% und im Bereich des Auslasses 70 des Pumpdispergers oder -fluffers 16 bei­ spielsweise 3% bis 5% betragen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Dichtewerte möglich.
In dem als Reaktor dienenden Pumpdisperger oder -fluffer 16 stellt sich die folgende chemische Reaktion ein.
"Fiber Loading™": Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (Calciumcarbonat + Wasser)
Bezugszeichenliste
10
Stoffaufbereitungsvorrichtung
12
Einweichschnecke
14
Stoffauflöser, Pulper
16
"Fiber Loading™"-Einrichtung, Reaktor, Pumpdisperger oder - fluffer
18
Einweichtrommel
20
Schneckenelement
22
Einlaß
24
Auslaß
26
Sprühmittel, -anlage
28
Welle
30
Antrieb
32
Lager
34
Gehäuse
36
Faser- oder Stoffeinlaß
38
Wassereinlaß
40
Auslaß
42
innere Kammer
44
stationäres Auflöseelement
46
Welle
48
Schnecke
50
Auslöseelemente
52
Antrieb
54
Lager
56
Ventil, Drosselkegel
58
Reaktionskanal
60
Platte
60
' strukturierte Oberfläche
62
Zufuhrschnecke
64
Kanal, Gehäuse
66
Einlaß
68
Drallkreuz
70
Auslauf
72
Zulauf

Claims (42)

1. Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff, bei dem der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke (12) eingeweicht und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser (14) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Stoff enthaltenen Fasern durch eine chemische Fällungs­ reaktion mit einem Hilfsstoff beladen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht druckbeaufschlagte Einweichschnecke (12) verwen­ det wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in der Einweichschnecke (12) vorzugsweise durch Be­ sprühen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 40%, vorzugsweise in ei­ nem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, eingeweicht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeweichte Stoff in dem Stoffauflöser (12) bei einer Stoff­ dichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 35%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, zumindest im we­ sentlichen vollständig aufgelöst wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgelöste Stoff einer Einrichtung (16) zum Beladen der Fa­ sern zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoffauflöser (14) verwendet wird, der ein Gehäuse (34) mit einem Fasereinlaß (36), wenigstens einem Wassereinlaß (38), wenig­ stens einem Auslaß (40) und einer inneren Kammer (42) aufweist und eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse (34) verbunden, sich in die innere Kammer (42) erstreckenden stationären Auflöseelementen (44) sowie eine sich durch die innere Kammer (42) erstreckende Welle (46) umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses (36) eine Schnecke (48) angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr wegerstreckende bewegliche Auflöseelemente (50) trägt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vor­ zugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorsortierte und gereinigte Stoff in Ballenform bereitgestellt und mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke (12) zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stoff für die chemische Fällungsreaktion Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zugesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstoff gefälltes Calciumcarbonat erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid im Bereich der Ein­ weichschnecke (12) und/oder im Bereich des Stoffauflösers (14) zu­ gesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 1% bis etwa 60%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 25%, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumoxid zugesetzt wird, um mit der Einweichschnecke (12) zugeführtem Wasser Calciumhydroxid zu bilden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweich­ schnecke (12) und nach dem Stoffauflöser (14) zugesetzt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser (14) einem Pump­ disperger oder -fluffer (16) zugeführt und in diesem durch Scher­ kräfte beaufschlagt wird, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdis­ perger oder -fluffer (16) vorzugsweise gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für die chemische Fällungsreaktion verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpdisperger oder -fluffer (16) eingesetzt wird, dessen Re­ aktionskanal (58) zwischen zwei einander gegenüberliegenden, rela­ tiv zueinander rotierenden Platten (60) oder dergleichen mit struktu­ rierten Oberflächen (60') gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Re­ aktionskanal (58) allgemein radial nach außen transportiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vor­ zugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt und daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig durch dieses Ventil (56) des Stoffauflösers (14) abgedichtet ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig dadurch abge­ dichtet wird, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Stoffpfropfens eine separat antreibbare Pfrop­ fenschraube verwendet wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers (16) Kohlendioxid eingeleitet wird und der Pumpdisperger oder -fluffer gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser eingesetzt wird, in dessen Reaktions­ kanal (58) die Fließgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension vor­ zugsweise reduziert wird.
22. Vorrichtung (10) zur Aufbereitung von insbesondere der Papierher­ stellung dienendem Stoff, mit Mitteln zum Reinigen des Stoffes, mit einer Einweichschnecke (12) zum Einweichen des gereinigten Stoffes und mit einem Stoffauflöser (14) zum Auflösen des eingeweichten Stoffes.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (16) umfaßt, um die im Stoff enthaltenen Fasern durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff zu beladen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einweichschnecke (12) nicht druckbeaufschlagt ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (26) vorgesehen sind, um den Stoff in der Einweich­ schnecke (12) vorzugsweise durch Besprühen mit Flüssigkeit, ins­ besondere Wasser, auf eine Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 40%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, einzuweichen.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeweichte Stoff in dem Stoffauflöser (14) bei einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 35%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20% bis etwa 35%, zumindest im we­ sentlichen vollständig aufgelöst wird.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgelöste Stoff der Einrichtung (16) zum Beladen der Fa­ sern zugeführt ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) ein Gehäuse (34) mit einem Fasereinlaß (36), wenigstens einem Wassereinlaß (38), wenigstens einem Auslaß (40) und einer inneren Kammer (42) aufweist und eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse (34) verbunden, sich in die innere Kammer (42) erstreckenden stationären Auflöseelementen (44) sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle (46) umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses (36) eine Schnecke (48) angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr wegerstreckende bewegliche Auflöseelemente (50) trägt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vor­ zugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in Ballenform bereitgestellte vorsortierte und gereinigte Stoff mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke (12) zuführbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um dem Stoff für die chemische Fäl­ lungsreaktion Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zuzusetzen.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstoff gefälltes Calciumcarbonat vorgesehen ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um das Calciumhydroxid bzw. Calciu­ moxid im Bereich der Einweichschnecke (12) und/oder im Bereich des Stoffauflösers (14) zuzusetzen.
34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 1% bis etwa 60%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15% bis etwa 25%, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt wird.
35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumoxid zugesetzt wird, um mit der Einweichschnecke (12) zugeführtem Wasser Calciumhydroxid zu bilden.
36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweich­ schnecke (12) und nach dem Stoffauflöser (14) zugesetzt wird.
37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser (14) einem Pump­ disperger oder -fluffer (16) zugeführt und in diesem durch Scher­ kräfte beaufschlagt wird, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdis­ perger oder -fluffer (16) vorzugsweise gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für die chemische Fällungsreaktion vorgesehen ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einen Reaktionskanal (58) besitzt, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zu­ einander rotierenden Platten (60) oder dergleichen mit strukturier­ ten Oberflächen (60') gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Reakti­ onskanal (58) allgemein radial nach außen transportiert wird.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vor­ zugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt und daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig durch dieses Ventil (56) des Stoffauflösers (14) abgedichtet ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig dadurch abge­ dichtet ist, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Stoffpfropfens eine separat antreibbare Pfrop­ fenschnecke vorgesehen ist.
42. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers (16) Kohlendioxid einzuleiten, und daß der Pumpdis­ perger oder -fluffer (16) gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Was­ ser vorgesehen ist, in dessen Reaktionskanal (58) die Fließge­ schwindigkeit der Faserstoffsuspension vorzugsweise reduziert wird.
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