DE102009006308A1

DE102009006308A1 - Verfahren zur Behandlung einer Papierfasersuspension

Info

Publication number: DE102009006308A1
Application number: DE200910006308
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dockal-Baur
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2010-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von einer Papierfasersuspension (S), insbesondere einer aus Altpapier gewonnenen Papierfasersuspension (S), welches mindestens eine Reinigung (2) zur Entfernung von Störstoffen mit mindestens einer Flotation umfasst, sowie mindestens zwei Eindickungen (3, 3'), in der Filtrate (F3, F3', TF3) gebildet werden, welche der Reinigung (2) folgen, wobei das Filtrat (F3') einer stromabwärtigen Eindickung (3') teilweise vor einer Eindickung (3) wieder zugegeben wird, die stromaufwärts der Eindickung (3') liegt, aus der das Filtrat (F3') stammt.
Dabei soll die Ausbeute dadurch verbessert und der Aschegehalt in der aufbereiteten Faserstoffsuspension dadurch einstellbar werden, dass der Anteil des Filtrats (F3'), welches vor der stromaufwärtigen Eindickung (3) zugegeben wird, einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Papierfasersuspension, insbesondere einer aus Altpapier gewonnenen Papierfasersuspension, welches mindestens eine Reinigung zur Entfernung von Störstoffen mit mindestens einer Flotation umfasst, sowie mindestens zwei Eindickungen, in der Filtrate gebildet werden, welche der Reinigung folgen, wobei das Filtrat einer stromabwärtigen Eindickung zumindest teilweise vor einer Eindickung wieder zugegeben wird, die stromaufwärts der Eindickung liegt, aus der das Filtrat stammt.
Bekanntlich enthalten Papierfasersuspensionen nicht nur die eigentlichen Papierfasern, sondern auch eine mehr oder weniger große Menge von feinen Feststoffen. Solche feinen Feststoffe können mineralische Füllstoffe sein, die in der Regel zur Papiererzeugung nötig sind. Man nennt sie zumeist „Asche”, da die mineralischen Füllstoffe unbrennbar sind. Es können aber auch Faserbruchstücke sein, die z. B. bei der Mahlung der Fasern entstehen. Diese werden auch Feinstoffe genannt.
Wenn aus prozesstechnischen Gründen die Konsistenz der Papierfasersuspension erhöht werden soll, wird sie eingedickt. Dabei gehen nicht nur ein Teil des Wassers, sondern auch ein Teil der feinen Feststoffe in das Filtrat über, weshalb also in der Regel sich das Filtrat aus Wasser, Fein- und Füllstoffen zusammensetzt. Bei der üblichen Prozessführung wird dieses Filtrat dort verwendet, wo an einer stromaufwärts gelegenen Stelle aus prozesstechnischen Gründen die Faserstoffsuspension verdünnt werden muss. Auf diese Weise gehen die feinen Feststoffe zwar nicht verloren, es ist jedoch möglich, dass die Anreicherung von Fein- und Füllstoffen in den Filtraten relativ groß wird. Daher kann diese an sich günstige Methode der Filtratrückführung zu Störungen im Prozessablauf führen. Eine mögliche Abhilfe, um solche Störungen zu vermeiden, liegt darin, die Fein- und Füllstoffe aus dem Kreislauf zu entfernen. So ist es z. B. möglich, eine vorhandene Flotationsanlage so einzustellen, dass sie den Stoff wesentlich stärker entascht als es für das aus der Faser später hergestellte Papier an sich erforderlich ist. Dann steigen aber die Stoffverluste an, die Ausbeute sinkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Verfahren dieser Art so zu verbessern, dass Ausbeute und Aschegehalt im Fertigstoff einstellbar sind.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Anteil des Filtrats, welches vor der stromaufwärtigen Eindickung zugegeben wird, einstellbar ist.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich die Möglichkeit, die bei den Eindickungsschritten anfallenden Filtrate so zu führen, bzw. zu behandeln, dass die darin enthaltenen feinen Feststoffe optimal genutzt werden können. Dabei wird das an sich bekannte Prinzip der Filtratrückwärtsführung noch verbessert. Besondere Vorteile ergeben sich dann, wenn der Rohstoff und damit die Faserstoffsuspension besonders viel Asche enthält, was z. B. bei vielen Altpapiersorten der Fall ist. Dabei sind rohstoffseitig bereits Aschegehalte von 20% oder darüber keine Seltenheit. Bei diesem Verfahren wird also nacheinander mehrmals eingedickt, um die Konsistenz zu erhöhen, wozu in der Regel verschiedene nacheinander geschaltete Apparate verwendet werden. Für die erste Eindickung ist ein Filter, insbesondere ein Scheibenfilter optimal, da zu Beginn der Eindickung eine relativ geringe Konsistenz (ca. 1 bis 3%) vorliegt. Auch eine Siebpresse oder Siebbandpresse kann als Filter verwendet werden. In vielen Fällen wird die dem Filter direkt folgende Eindickung mit besonders ökonomisch arbeitenden Schneckenpressen durchgeführt. Solche Schneckenpressen haben sich bewährt, im Gegensatz zu Filtern oder Siebbandpressen ist bei ihnen der Siebdurchfall jedoch deutlich größer, was gerade bei aschereichen Faserstoffsuspensionen zu einem relativ großen Aschegehalt auch in den gebildeten Filtraten führt.
Dadurch, dass die Aufteilung des Filtrats der stromabwärtigen Eindickung in zwei Teilströme, welche einerseits vor die stromaufwärts gelegene Eindickung und andererseits vor die Reinigung geführt werden, einstellbar ist, kann die Ausbeute und der Aschegehalt der fertigen Faserstoffsuspension geregelt werden. Soll die Ausbeute und der Aschegehalt im Gutstoff erhöht werden, so wird ein größerer Anteil des Filtrats vor die stromaufwärtige Eindickung geführt. Zur Verminderung wird mehr Filtrat dieser Eindickung vor der Reinigung zugegeben, da in der Reinigung ein relativ großer Anteil von Asche und Kurzfasern verloren geht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur ein Verfahrensschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wie an sich bekannt, wird eine Faserstoffsuspension dadurch hergestellt, dass das Papiermaterial P z. B. in Form von Altpapier mit Wasser W in einer Auflösung 1 mechanisch und eventuell chemisch so bearbeitet wird, dass eine pumpfähige Faserstoffsuspension entsteht. Die sich anschließende erste Reinigung 2 kann z. B. mit Drucksortierern und Hydrozyklonen versehen sein, um die groben Verunreinigungen möglichst früh auszuscheiden.
Die gereinigte Faserstoffsuspension S gelangt direkt nacheinander in die stromaufwärtige Eindickung 3 und die unmittelbar folgende, stromabwärtige Eindickung 3'. Die stromaufwärtige Eindickung 3 wird vorzugsweise mit einer Filtervorrichtung, z. B. mit einer Siebpresse oder mit einem Scheibenfilter durchgeführt. In vielen Fällen wird bei einem Scheibenfilter eine geringere Menge Trübfiltrat TF3 und eine größere Menge Filtrat F3, „Klarfiltrat”, getrennt abgeleitet. Das Filtrat F3 wird üblicherweise bei der Auflösung verwendet. Das Trübfiltrat TF3 wird zu Verdünnungszwecken in die Faserstoffsuspension zurückgeführt, vorzugsweise stromaufwärts bezüglich der Eindickung 3, aus der es stammt.
Die der Eindickung 3 unmittelbar folgende Eindickung 3' kann vorzugsweise in einer Schneckenpresse erfolgen. In ihr wird ein Filtrat F3' durch einen perforierten Siebmantel hindurchgepresst und teilweise an eine Stelle in den Faserstoffsuspensionsstrom zurückgeführt, welche stromaufwärts zur Eindickung 3, aber auch stromabwärts zur Flotationsanlage in der Reinigung 2 liegt. Der andere Teil des Filtrats F3' wird in die Auflösung 1 zurückgeführt. Geregelt wird der Grad der Aufteilung über ein Ventil 7, welches hier in der einen Teil des Filtrats F3' vor die stromaufwärtige Eindickung 3 führenden Filtratleitung angeordnet ist.
Je mehr Filtrat F3' vor die stromaufwärtige Eindickung 3 geführt wird, um so höher ist auch die Ausbeute und der Aschegehalt im Fertigstoff. Dies kommt insbesondere daher, weil während der Reinigung ein relativ hoher Anteil an Füllstoffen und Kurzfasern von der Faserstoffsuspension S abgetrennt wird.
Nach der Eindickung 3 hat der Faserstoff eine wesentlich höhere Konsistenz (z. B. 15 bis 30%) und gelangt in die Stoffbearbeitung 4, in der ein oder mehrere Prozessschritte durchgeführt werden, die diese höhere Konsistenz erforderlich machen. Das kann z. B. üblicherweise eine Dispergierung mit oder ohne Bleiche sein, wozu die Hilfsmittel 6 in Form von Energie und/oder der Chemikalien zugeführt werden. Nach der Hochkonsistenzbehandlung wird der Stoff wieder verdünnt. Die Figur zeigt den ersten Teil der Aufbereitung, dem in der Regel weitere Teile folgen, hier als Weiterbearbeitung 9 dargestellt.
Am Ende wird die fertige Faserstoffsuspension S in einer Stoffvorlage 8 für die Verarbeitung auf der Papier- oder Kartonmaschine bereitgestellt. Die Papier- oder Kartonmaschine 10 ist hier nur angedeutet. Ein Teil des dort anfallenden Siebwassers kann als Verdünnungswasser 5 in der Stoffaufbereitung genutzt werden, z. B. um einen Teil des Wassers W für die Auflösung 1 bereit zu stellen oder auch um eine zusätzliche Verdünnung an anderer Stelle vorzunehmen. Um zu verhindern, dass mit Hilfe dieses Verdünnungswassers 5 ein Teil der Aschefracht aus der Papiermaschine in die Stoffaufbereitung zurückgelangt, kann man ein späteres Siebwasser mit geringerem Ascheanteil, also z. B. Siebwasser II, dazu verwenden.
In vielen Stoffaufbereitungsanlagen wird eine Abfolge von Reinigung- und Bearbeitungsvorgängen durchgeführt, wobei man mehrere Bereiche („Loops”) danach definieren kann, wie die anfallenden Filtrate zirkuliert werden: Wenn aus prozesstechnischen Gründen eine Eindickung erfolgt, also Filtrate gebildet werden, werden diese im Wesentlichen innerhalb desselben Bereiches (Loops) zurückgeführt und wieder eingespeist. Prinzipiell gelten hier ähnliche Gesichtspunkte, wie bereits erläutert. Insbesondere wird das in der stromabwärtigen Eindickung 3' gebildete Filtrat F3' teilweise in die stromaufwärtige Eindickung 3 zurückgeführt. Das kann direkt vor dieser Eindickung 3 erfolgen oder während der Reinigung 2, dann aber nach der Flotation, falls eine solche bei der Reinigung 2 in einem stromaufwärtigen Loop durchgeführt wird.

Claims

Verfahren zur Behandlung einer Papierfasersuspension (S), insbesondere einer aus Altpapier gewonnenen Papierfasersuspension (S), welches mindestens eine Reinigung (2) zur Entfernung von Störstoffen mit mindestens einer Flotation umfasst, sowie mindestens zwei Eindickungen (3, 3'), in der Filtrate (F3, F3', TF3) gebildet werden, welche der Reinigung (2) folgen, wobei das Filtrat (F3') einer stromabwärtigen Eindickung (3') zumindest teilweise vor einer Eindickung (3) wieder zugegeben wird, die stromaufwärts der Eindickung (3') liegt, aus der das Filtrat (F3') stammt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Filtrats (F3'), welches vor der stromaufwärtigen Eindickung (3) zugegeben wird, einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Anteil des Filtrats (F3') vor der Reinigung (2) wieder zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat (F3') unmittelbar hinter der Vorrichtung zur Flotation zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat (F3') unmittelbar vor der oder in die Vorrichtung zur stromaufwärtigen Eindickung (3) zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Eindickungen (3, 3') unmittelbar nacheinander durchgeführt werden, wobei der eingedickte Stoff der stromaufwärtigen Eindickung (3) in die stromabwärtige Eindickung (3') geführt wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige stromaufwärtige Eindickung (3) in einer Filteranlage durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filteranlage mindestens ein Scheibenfilter verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filteranlage mindestens eine Siebbandpresse oder Siebpresse verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils stromabwärtige Eindickung (3') in einer Pressanlage durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenanlage mindestens eine Schneckenpresse verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils stromabwärtige Eindickung (3) in mindestens einem mit feinen Öffnungen versehenen Drucksortierer durchgeführt wird
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reinigung (2) mindestens ein Hydrozyklon zur Fliehkraftabscheidung von Störstoffen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Störstoffe bei der Reinigung (2) nacheinander flotiert und mit Fliehkraft abgeschieden wird und dass die Flotation vor der Fliehkraftabscheidung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Störstoffe bei der Reinigung (2) nacheinander flotiert und mit Fliehkraft abgeschieden und dass die Flotation nach der Fliehkraftabscheidung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat (F3') der stromabwärtigen Eindickung (3') zwischen Flotation und Fliehkraftabscheidung zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Hydrozyklone bei der Dünnstoff-Reinigung (2) mit einer Zulaufstoffdichte unter 2%, vorzugsweise unter 1,5%, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reinigung (2) mindestens ein Drucksortierer verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat (F3) wenigstens einer anderen stromaufwärtigen Eindickung (3) vor dieser Eindickung (3), vorzugsweise vor der Reinigung (2) wieder zugegeben wird.