DE19515734A1

DE19515734A1 - Verfahren zur Herstellung von Holzfasern

Info

Publication number: DE19515734A1
Application number: DE19515734A
Authority: DE
Inventors: Klaus E Radzimanowski
Original assignee: Schenkmann & Piel Verfahrenste
Current assignee: Schenkmann & Piel Verfahrenste
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1995-05-03
Publication date: 1996-11-07
Also published as: WO1996034726A1; DE59601315D1; EP0823870B1; AU698294B2; EP0823870A1; US6113821A; ATE176768T1; AU5141796A; ES2129958T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus Holzfasern, bei dem zerkleinerte Holzpartikel als Hackschnitzel einer Behandlung mit Sattdampf unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung zur Reduzierung der Bindekraft der holzeigenen Bindemittel unterworfen werden, die derart be handelten Hackschnitzel in einer Mühle zur Gewinnung der Holz fasern zerkleinert werden, das Sattdampf-Fasergemisch unter Trocknung und Zumischung eines leimartigen Bindemittels einem ersten Abscheider oder einer Abscheidergruppe zur Trennung der Holzfasern vom gasförmigen Fördermedium zugeführt wird und die abgeschiedenen Holzfasern gegebenenfalls unter erneuter Zu mischung eines gasförmigen Fördermediums und Durchführung weiterer Verfahrensschritte wie Bunkerung, Sichtung und/oder Abscheidung der Holzfasern aus dem Fördermedium in einem zwei ten Abscheider zur Herstellung der Faserplatten einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden.

Im Gegensatz zu Preßspanplatten weisen verleimte Faserplatten aus Holzfasern wesentlich bessere Festigkeitswerte, größere Homogenität und eine verbesserte Bearbeitbarkeit auf.

Nach dem Stand der Technik werden die Holzfasern zur Herstel lung der Faserplatten derart gewonnen, daß Rohholz in einem Hacker zu sogenannten Hackschnitzeln zerkleinert wird.

Diese Hackschnitzel werden, eventuell nach einer Vorwärmung, anschließend einer Sattdampf-Behandlung unterworfen, wobei der Sattdampf einen Druck zwischen etwa 7 und 10 bar und eine Temperatur von etwa 140 bis 170° C aufweist. Durch diesen Dämpfungsprozeß werden die natürlichen holzeigenen Bindemittel wie Harze oder Lignin plastifiziert, wodurch ihre Bindungs kraft reduziert wird. Gleichzeitig werden die eingebundenen Holzfasern bei diesem Dämpfungsprozeß erweicht.

Nach dieser Vorbehandlung werden die Hackschnitzel in einer unter Sattdampf stehenden Mühle zerfasert und die eigentlichen Fasern in Form von dünnen und feinen Fäden gewonnen.

Das Sattdampf-Fasergemisch wird anschließend über Rohrleitun gen in einen sogenannten Stromtrockner eingeblasen, wo, gege benenfalls unter Reduzierung des Behandlungsdruckes, flüssiger Leim eingespritzt wird und der Naßdampf mit heißer Luft von zum Beispiel 170°C vermischt wird.

Durch die Aufnahme der Dampfbestandteile des Naßdampfes kühlt sich die zugemischte Luft unter Trocknung der Holzfasern rela tiv stark ab, wobei sich ein Dampf-Luftgemisch mit etwa 40° relativer Luftfeuchtigkeit und einem Taupunkt von ca. 50°C einstellt.

Dieses gegenüber dem Naßdampf vergleichsweise trockene Gemisch wird anschließend einem oder mehreren Zyklonen zur Abscheidung der gewonnenen Holzfasern zugeführt. Im Abscheider wird die warme Luft nach außen abgeblasen, während die schwereren Fa sern unten ausgetragen werden.

Die auf diese Art und Weise gewonnenen Fasern können nun, gegebenenfalls unter Durchführung weiterer Verfahrensschritte, einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden, in der die Faserplatten unter Aushärtung des Leimes hergestellt werden.

Als weitere Behandlungsschritte für die Holzfasern kommen beispielsweise ihre Bunkerung, eine Sichtung mit Hilfe eines Windsichters und eine erneute Abscheidung in einem nach dem Sichter angeordneten Abscheider in Frage.

Aufgrund des erforderlichen hohen Volumenstromes an Heißluft ist der bekannte Herstellungsprozeß sehr energieaufwendig, zumal die als Fördermedium dienende Luft nach dem ersten Ab scheider als Abluft ins Freie geblasen wird, wobei hier gege benenfalls die Notwendigkeit besteht, staubförmige oder gifti ge Bestandteile der Abluft mit Hilfe von aufwendigen Filter anlagen herauszufiltern.

Bei diesem Verfahren kühlt sich das Abgas so stark ab, daß eine Energieausnutzung des verbleibenden Wärmeinhaltes in den meisten Fällen nicht mehr sinnvoll ist.

Aus diesem Grunde müssen bei dem beschriebenen Herstellungs prozeß zusätzliche Energiequellen vorgesehen werden, die zum Beispiel für die Vorwärmung der Hackschnitzel oder die Vorwär mung der Sichterluft sorgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren zu schaffen, bei dem der Energiever brauch vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Sattdampf-Fasergemisch zur Trocknung und Förderung Heißdampf zugemischt wird.

Im Sinne dieser Patentanmeldung wird als Sattdampf bzw. Naß dampf oder gesättigter Dampf ein Dampfzustand entsprechend dem Naßdampfgebiet der bekannten Dampftafeln bezeichnet. Als Heiß dampf bzw. überhitzter Dampf wird ungesättigter Dampf bezeich net, der zur Aufnahme weiteren Dampfes in der Lage ist und an das Naßdampfgebiet angrenzt.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann zunächst auf die Zuführung von trockener Heißluft zum Sattdampf-Fasergemisch verzichtet werden, da der nunmehr zugemischte nicht gesättigte Heißdampf zu einer Trocknung des Sattdampf-Fasergemisches in der Lage ist und auch den Transport des Gemisches in den Rohr leitungen übernehmen kann.

Da der nunmehr entstehende Heißdampf unter Druck steht, ist es erforderlich, den ersten Abscheider als druckfesten Zyklon auszubilden. Diesem Zyklon wird nach Trennung der Fasern vom dampfförmigen Fördermedium der überhitzte Dampf entnommen und einem Verteiler zugeführt, von wo aus er energiesparend unter schiedlichen Nutzungen zugeführt werden kann.

Die Menge und die Zustandsgrößen des gemäß Patentanspruchs 1 zugeführten Heißdampfes ist vorzugsweise so gewählt, daß der zunächst vorliegende Sattdampf vollständig in den Heißdampf zustand überführt wird.

Aufgrund der Überführung des bisher offenen Prozesses in einen geschlossenen Kreislauf entstehen auf diese Weise keine Ab gasmengen nach dem ersten Abscheider mehr, die aufwendig und unter Energieverlust gereinigt werden müssen. Vielmehr wird aus der Verteilerkammer ein Großteil des Heißdampfes unter erneuter Überhitzung in einem Wärmetauscher mittels eines Ventilators dem Sattdampf-Fasergemisch zugeführt, wo er unter Trocknung des entsprechenden Gemisches auch dessen Förderung übernimmt.

Aufgrund der im Wärmetauscher zugeführten Energie kann ein weiterer Teilvolumenstrom des Heißdampfes erfindungsgemäß zum Beispiel zur Vorwärmung der Hackschnitzel entnommen werden, so daß sich auch hier eine entsprechende Energieeinsparung er gibt. Ein weiterer Teilvolumenstrom kann, falls erforderlich, zur Vorwärmung der Sichterluft entnommen werden oder der Sich terluft direkt zugemischt werden, wobei der Feuchtigkeits gehalt der Luft im Sichter ansteigt, so daß die zu sichtenden Fasern heißer werden und die Verarbeitungszeiten in der Pres senstraße entsprechend verkürzt sind.

Die restliche, eventuell noch vorhandene überschüssige Energie kann in einem weiteren Teilstrom zur Brauchwassererwärmung, Gebäudeheizung oder für sonstige Heizzwecke verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand eines schematischen Prozeßschau bildes beispielsweise veranschaulicht.

Zur Erzeugung von Holzfasern zur Herstellung von Faserplatten wird zunächst Rohholz in einem Hacker 1 zerkleinert und die erzeugten Hackschnitzel einem Autoklaven 2 zugeführt. Im Inne ren des Autoklaven 2 erfolgt eine satzweise Behandlung der Hackschnitzel mit Sattdampf bei einem Druck von ca. 8 bar und einer Temperatur von ca. 150°C. Durch die Dampfbehandlung werden die holzeigenen Bindemittel plastifiziert und die Holz fasern erweicht.

Nach der Dämpfung der Hackschnitzel werden diese einer eben falls unter Sattdampf stehenden Mühle 3 zugeführt, in der die erweichten Schnitzel mit Hilfe von geeigneten Mahlaggregaten zerfasert und die feinen Holzfasern freigelegt werden.

Das unter Druck stehende Sattdampf-Holzfasergemisch wird an schließend über eine Rohrleitung 4 einem als Zyklon arbeiten den ersten Abscheider 5 zugeführt, wo die Holzfasern vom För dermedium getrennt werden.

Zuvor kann mittels einer Zuleitung 6 hinter der Mühle 3 flüs siger Leim in die Rohrleitung 4 eingemischt werden, der die im Sattdampf geförderten Holzfasern ummantelt und über eine Zu führung 7 mit Hilfe eines Ventilators 8 in die Rohrleitung 4 überhitzter Dampf eingeblasen, der zur Überhitzung einen Wär metauscher 9 durchlaufen hat.

Die Zustandsgrößen des zugeführten Heißdampfes und dessen Menge werden so gewählt, daß der Sattdampf unter Trocknung der Holzschnitzel im überhitzten Heißdampf umgewandelt wird.

Der überhitzte Heißdampf, der gleichzeitig mit den leimumman telten Holzfasern dem ersten Abscheider 5 zugeführt wird, verläßt diesen in immer noch überhitztem Zustand und gelangt in eine Verteilerkammer 10, wo mehrere Teilvolumenströme ent nommen werden können. Der größte Teilvolumenstrom I wird dem bereits erwähnten Wärmetauscher 9 zugeführt, dort hoch über hitzt und, wie bereits beschrieben, mittels des Ventilators 8 in die Rohrleitung 4 eingeblasen.

Ein zweiter Teilvolumenstrom II wird über eine Rohrleitung 11 dem Hacker 1 zugeführt und dient zur Vorwärmung der Hack schnitzel.

Das im ersten Abscheider 5 abgeschiedene Fasermaterial wird anschließend an einen Windsichter 12 übergeben, in dem gröbere Holzbestandteile oder Leimklumpen abgetrennt werden und als sogenanntes Schwergut aus dem Prozeß entfernt werden.

Die zur Windsichtung erforderliche Luft wird mittels eines Ventilators 13 einem Wärmetauscher 14 zugeführt, wobei der Wärmetauscher 14 mittels eines dritten Teilvolumenstromes III, der der Verteilerkammer 10 entnommen wird, mit Wärme zur Luft vorwärmung versorgt wird. Ein vierter Teilvolumenstrom IV wird direkt der in den Windsichter 12 eingeblasenen erwärmten Luft zugeführt und dient zur Anhebung der Luftfeuchtigkeit im Wind sichter 12. Aus diesem Grunde kann die Temperatur der gesich teten Holzfasern erhöht werden.

Nach Durchlaufen des Windsichters 12 wird das Luft-Holzfaser- Gemisch mittels eines Ventilators 15 einem zweiten Abscheider 16 zugeführt, den die erwärmte Luft als Abluft verläßt, wäh rend die abgetrennten Holzfasern als Nutzgut entnommen und ihrer weiteren Verarbeitung in einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden können.

Ein weiterer Teilvolumenstrom V kann bei entsprechender Ener gieführung des Prozesses der Verteilerkammer 10 entnommen werden und beispielsweise zur Hallenheizung oder Brauchwasser erhitzung verwendet werden.

Ein oder mehrere der mit römischen Ziffern bezeichneten Teil volumenströme können bei dem beschriebenen Verfahren einem nicht dargestellten Naßwäscher zugeführt werden, wo sich an reichernde Verunreinigungen entfernt werden können.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren sind gegenüber dem be kannten Stand der Technik Energieeinsparungen von überschlägig 50 Prozent möglich.

Bezugszeichenliste

1 Hacker
2 Autoklav
3 Mühle
4 Rohrleitung
5 erster Abscheider
6 Zuleitung
7 Zuführung
8 Ventilator
9 Wärmetauscher
10 Verteilerkammer
11 Rohrleitung
12 Windsichter
13 Ventilator
14 Wärmetauscher
15 Ventilator
16 zweiter Abscheider

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus Holzfasern, bei dem zerkleinerte Holzpartikel als Hackschnitzel einer Behandlung mit Sattdampf unter Druck- und Temperaturbeauf schlagung zur Reduzierung der Bindekraft der holzeigenen Bindemittel unterworfen werden, die derart behandelten Hackschnitzel in einer Mühle zur Gewinnung der Holzfasern zerkleinert werden, das Sattdampf-Fasergemisch unter Trocknung und Zumischung eines leimartigen Bindemittels einem ersten Abscheider oder einer Abscheidergruppe zur Trennung der Holzfasern vom gasförmigen Fördermedium zu geführt wird und die abgeschiedenen Holzfasern gegebenen falls unter erneuter Zumischung eines gasförmigen Förder mediums und Durchführung weiterer Verfahrensschritte wie Bunkerung, Sichtung und/oder Abscheidung der Holzfasern aus dem Fördermedium in einen zweiten Abscheider zur Her stellung der Faserplatten einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Sattdampf-Fasergemisch zur Trock nung und Förderung Heißdampf zugemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sattdampf durch die Heißdampf- Zumischung in den Heißdampf-Zustand überführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Heißdampf nach dem ersten Abscheider (5) einer Verteilerkammer (10) zugeführt wird, der zumindest ein Teilvolumenstrom I zur Rückführung in das Sattdampf-Fasergemisch entnommen wird, wobei der Teil volumenstrom I in einem Wärmetauscher (9) überhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verteilerkammer (10) ein Teilvo lumenstrom II des Heißdampfes zur Vorwärmung der Hack schnitzel entnommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß der Vertei lerkammer (10) ein Teilvolumenstrom III des Heißdampfes zur Vorwärmung der Sichterluft entnommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß der Vertei lerkammer (10) ein Teilvolumenstrom IV des Heißdampfes zur Zumischung zur Sichterluft entnommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß der Vertei lerkammer (10) ein Teilvolumenstrom V des Heißdampfes zur Brauchwassererwärmung oder Gebäudeheizung entnommen oder sonstigen Wärmetauschern zugeführt wird.