DE60025669T2

DE60025669T2 - Verfahren zur Anordnung von Wasserkreisläufen in einer integrierten Papiermühle

Info

Publication number: DE60025669T2
Application number: DE60025669T
Authority: DE
Inventors: Rainer Gartz; Sakari Kaijaluoto; Kari Kokkonen
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1098031B1; ATE316595T1; DE60025669D1; FI19992376A7; US6514379B1; FI112959B; EP1098031A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anordnen von Wasserzirkulationen in einer integrierten Papiermühle inklusive einer Halbstoffmühle auf der Grundlage von Refiner-Holzstoff und/oder Holzschliffhalbstoff (Holzschliffpulpe) und/oder Abfallpapierhalbstoff und/oder chemischen Halbstoff und Papier- und/oder Kartonherstelllinien.
Verschiedene Verunreinigungen gelangen in die Wasserzirkulationen in einer Papiermühle in verschiedenen Phasen von dem Halbstoff- und Papierherstellprozess. Ein Faulen des Wassers wird hauptsächlich durch organische Bestandteile verursacht, die sich von dem Faserrohmaterial ansammeln, und andererseits hauptsächlich durch anorganische Chemikalien, die in dieses bei verschiedenen Phasen hinzugefügt wird. Als unerwünschte Stoffe werden derartige Verunreinigungen bezeichnet, die in hohen Anteilen bei dem Betrieb des Prozesses und im Hinblick auf die Qualität eines Erzeugnisses nachteilhaft sind.
Ein Papierherstellprozess kann in zwei oder drei Hauptphasen geteilt werden, die im Hinblick auf die Wasserzirkulationen teilweise separat sind, wobei die erste Phase von ihnen eine Vorbehandlung, ein Zerfasern und ein Reinigen von dem Faserrohmaterial und vorzugsweise auch ein Halbstoffverdicken und -pressen umfasst. Die zweite Phase umfasst ein Verbessern der Halbstoffqualität und die Papierherstellung. Gegenwärtig ist auch die Wasserzirkulation der Papierherstellung, sofern erforderlich, von der Wasserzirkulation der Qualitätsverbesserungsphase in eine dritte Wasserzirkulation getrennt, in dem das Halbstoffverdicken und/oder -pressen zwischen den Prozessphasen eingerichtet wird. Diese Qualitätsverbesserungsphase umfasst in Abhängigkeit von dem Bedarf Halbstoffbehandlungsphasen wie beispielsweise ein Dispergieren, Bleichen und Sortieren.
Die Vorbehandlung kann verschiedene Vorgänge umfassen wie beispielsweise ein Entrinden, Späne-Waschen, eine thermische und chemische Behandlung, Abfallpapierhalbstoffherstellen (Abfallpapierpulping) und Halbstoffreinigen.
Beim Vorbehandeln von Rohmaterial kann bei der Zerfaserungsphase, der Halbstoffherstellphase (pulping) und der Reinigungsphase ein chemisches Hinzufügen angewendet werden, oder die Phasen können ohne irgendwelche Chemikalien ausgeführt werden. Beim Herstellen von mechanischem Halbstoff wird ungefähr 2–5 Prozent des Holzmaterials gelöst oder dispergiert als Koloidpartikel in dem Prozesswasser. Der größte Teil des Prozesswasserfaulens findet in Verbindung mit der Spanbehandlung und der Zerfaserung statt, wodurch beispielsweise das von der Massensuspension von der TMP-Schleifeinrichtung kommende Wasser gelösten und koloiden organischen Stoff in großen Mengen enthält. Bei der Anwendung von Abfallpapier enden Papierfüllstoffe und Additivmittel von dem Rohmaterial in dem Zirkulationswasser in der Zerfaserungsphase und der Reinigungsphase zusätzlich zu organischen Stoffen, Additivmitteln, die beim Konvertieren von Papier verwendet werden, und gänzlichen Fremdstoffen, die bei der Anwendung oder dem Recyceln von Papier angesammelt werden. Besonders schwierige Fremdstoffe sind Klebstoffe, die in ihrer Eigenschaft Adhäsive sind und von verschiedenen Adhäsiven und Kunststoffen herrühren.
Anorganische Chemikalien gelangen in die Wasserzirkulation in der Halbstoffqualitätverbesserungsphase, beim Bleichen und an dem Nassende der Papiermaschine, wobei bei diesen Phasen auch organischer Stoff gelöst wird. Außerdem werden bei den verschiedenen Phasen zum Herstellen von recycelter Masse Chemikalien in großen Mengen angewendet beispielsweise für Kreidedruckfarbstoffpigmente, als Hilfsschäummittel, beim Halbstoffbleichen und bei der Endsäurebildung.
Bei den verschiedenen Phasen eines Papierherstellprozesses werden große Mengen an Wasser für verschiedene Zwecke benötigt, wie beispielsweise für die Verdünnung eines Halbstoffs und Chemikalien, für den Transport und die Reinigung. Außerdem wird Wasser beispielsweise für das Kühlen und Abdichten benötigt. Durch das Zirkulieren des Prozesswassers von der Papiermühle werden Anstrengungen unternommen, um die nützlichen Bestandteile wiederzugewinnen und erneut zu verwenden, die von dem Prozess herrühren und in dem Zirkulationswasser enthalten sind, wie beispielsweise Fasern und Feinstoffe, Füllstoffe und Papierherstellchemikalien und auch Wärme. Ein Teil des Wassers, das von der Papiermühle benötigt wird, wird im Allgemeinen von außerhalb der Mühle als Rohwasser vorgesehen, das vor dem Einleiten zur Verwendung gereinigt werden muss und, sofern dies erforderlich ist, auf die geeignete Temperatur erwärmt wird. Reines Wasser wird beispielsweise für bestimmte Waschstrahlen bei der Papiermaschine und zum Verdünnen von Chemikalien benötigt.
Um den Gehalt an unerwünschten Stoffen unterhalb der Risikogrenzen zu halten, wird Frischwasser üblicher Weise in den Prozess zur gleichen Zeit gebracht, bei der ein Teil des Zirkulationswassers von dem System als ein Abwasser entfernt wird. Wenn die Prozesswässer der Papiermühle im Allgemeinen im Gegenstrom von der Papiermaschine zu der Halbstoffmühle zirkulieren, werden die organischen und anorganischen Stoffe, die in das Zirkulationswasser bei den verschiedenen Phasen des Prozesses eingetreten sind, üblicher Weise am stärksten in der Zirkulation und den Abwässern von der Zerfaserungsphase des Halbstoffes konzentriert. Andererseits läuft der organische und anorganische Stoff, der bei den verschiedenen Prozessphasen freigegeben wird, in gewissem Maße stromabwärtig zusammen mit dem Halbstoff zu der Papiermaschine, wobei versucht wird, dieses Laufen zu reduzieren durch das Verdickungs-, Verdünnungs- und Pressgerät, das zwischen der Vorbehandlung, der Zerfaserung und der Reinigungsphase und der Halbstoffqualitätsverbesserungsphase positioniert ist, wobei die Systeme gleichzeitig positioniert sind, sofern Bedarf besteht, auch zwischen der Halbstoffqualitätsverbesserungsphase und der Papierherstellphase. Mit der Hilfe der Pressen kann der Halbstoff verdickt werden in Abhängigkeit von dem Gerät auf ungefähr 25–35% Verdickung, wohingegen die mit der Hilfe des Verdickungsgerätes erzielte Verdickung lediglich die Hälfte davon beträgt.
In den früheren Patentanmeldungen FI 962 176 , FI 962 177 , FI 962 178 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldungen, die Gegenstücke zu den Druckschriften WO-A-97/44 521, US-A-5 968 317, US-A-5 961 784 sind, ist ein Aufbau beschrieben, bei dem ein Teil der Frischwassermenge, die üblicher Weise durch die Papiermaschine benötigt wird, durch Strahlwässer ersetzt wird, die wahlweise von den Wässern wiedergewonnen werden, die in der Papiermühle verschmutzt worden sind, und durch Wässer, die örtlich zu reinigen sind, und die somit von den Wasserreinigungsphasen erhaltenen Konzentrationen werden immer dann verwendet, wenn dies geeignet ist, indem sie dazu gebracht werden, dass sie im Gegenstrom in Bezug auf die Rohmaterialströmung für eine erneute Verwendung in der Papiermühle strömen, wobei durch diese Maßnahmen das Niveau der Mengen an unerwünschten Stoffen, die in der Papiermühle zirkulieren, gesteuert wird. Durch diesen Aufbau werden unerwünschte Stoffe im Gegenstrom von der Wasserzirkulation der Papiermaschine in die Wasserzirkulation der Halbstoffmühle befördert, von wo sie zu einer Abwasserverdampfungsanlage geleitet werden können und zum Zwecke der Verbrennung zu der gleichen Zeit konzentriert werden, in der die Kühlwasserzirkulation von der Verdampfungsanlage in vorteilhafter Weise mit dem Kühl- und Strahlwassersystem der Papiermühle verbunden ist, und das saubere Kondensat als Strahlwasser für ein Ersatz an Frischwasser geleitet wird.
Der organische und anorganische Stoff zirkuliert seine angemessene Zeit in den Wasserzirkulationen der Mühle und wird schließlich von dem Prozess hauptsächlich mit den Abwässern und in einem geringeren Maß mit dem Papier und die Umgebungsluft abgegeben. Die Hauptanteile der Abwässer werden durch den gesteuerten Überlauf des Filtrates von dem Zirkulationswassersystem der Vorbehandlungsphase/Zerfaserungsphase/Reinigungsphase und durch die Rejektwässer (Spuckstoffwässer) der Reinigungen des Halbstoffs und die Wasserzirkulationen bei den verschiedenen Phasen ausgebildet, wobei zusätzlich zu diesen sporadische Emissionen in gewissem Maße auftreten.
Der Druck hin zu einem Verringern des Verbrauchs an Frischwasser durch ein Schließen von Wasserzirkulationen wird einerseits durch die Kosten des Rohwassers und des Abwassers bewirkt und andererseits durch die Erhältlichkeit von Rohwasser durch die Emissionseinschränkungen betreffend Abwässer. Ein vollständiges Abschließen einer Papiermühle ist nicht möglich, da Emissionen von Abwässern benötigt werden für ein Entfernen von unerwünschten Stoffen aus dem Prozess. Beim Verringern des Verbrauchs an Frischwasser, das in die Wasserzirkulation der Papiermaschine hauptsächlich durch Strahlen und Verdünnungsziele geschieht, kann ein übermäßiger Temperaturanstieg und eine übermäßige Konzentration an koloiden und gelösten organischen und anorganischen unerwünschten Stoffen, insbesondere Salzen, in den Wasserzirkulationen der Papiermaschine und der Halbstoffmühle zu einem Problem bis zu dem Ausmaß werden, dass es auf die Qualität und die Erzeugung von Halbstoff von Papier nachteilhaft ist. Wenn beispielsweise der Gehalt an unerwünschten Stoffen im Zirkulationswasser der Papiermaschine zu stark ansteigt, wird die Wirkung der Retensionschemikalien geschwächt, wird die Ausbildung von Zwischenfaserverbindungen beeinträchtigt und leidet die Festigkeit des hergestellten Papiers. Ein Nachteil (1) liegt darin, dass beispielsweise mit dem erhöhten Gehalt an Stoffen, die in dem Zirkulationswasser gelöst sind, das für ein Halbstoffbleichen verwendet wird, der Grad an Helligkeit abfallen kann oder der Verbrauch an Bleichchemikalien zunehmen kann, was wiederum die Menge an organischem und anorganischem Stoff erhöht, der in den Zirkulations- und Abwässern endet.
Bei den meisten gegenwärtig angewendeten Wasserreinigungsverfahren innerhalb der Papiermühle werden Faser-, Pigment-, Harz- oder Klebstoffpartikel im Allgemeinen unter Verwendung der Filter-, Reinigungs- und Flotationsverfahren entfernt. Stattdessen ist das Entfernen von koloiden unerwünschten Stoffen unvollständig und die Trennung der gelösten Stoffe geschieht kaum, wobei stattdessen die Stoffe in verschiedenen Anteilen hauptsächlich proportional zu den Flüssigkeitsströmungen laufen. Ein eher grobes Entfernen von Koloidstoff und gelöstem organischen und anorganischem Stoff macht kostspielige Spezialanordnungen erforderlich wie beispielsweise ein Membranfiltern und/oder Verdampfen.
Durch Verdampfung können biologisch nicht abbaubare organische Stoffe, mikromolekulare Stoffe und flüchtige Komponenten und Salze aus dem unsauberen Wasser entfernt werden, wobei deren Trennung ansonsten schwierig wäre. Das durch Verdampfen gewonnene Wasser kann sogar reiner sein als das chemisch behandelte Frischwasser. Die Verwendung des Verdampfens als ein prozessinternes Reinigungsverfahren ist besonders dann von Vorteil, wenn die Wässer, die gereinigt werden, warm und konzentriert sind, und der Prozess ergibt Abfallwärme in großen Mengen, die für eine Anwendung als eine Energiequelle geeignet sind. Die Nutzung der Abfallwärme kann in vorteilhafter Weise mittels Oberflächenkondensation und einer Kühlturmverbindung der Verdampfung verstärkt werden, wie dies in der früheren Patentanmeldung FI 962 178 (siehe US-A-5 961 784) der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung offenbart ist. Wenn das Filtrat von der Verdickungsphase, die dem Zerfasern folgt, stark und heiß ist aufgrund der Gegenstromverbindung der Zirkulationswässer, und seine Menge gering ist, ist es von Vorteil, es zu der Verdampfungsanlage zu führen, damit es weiter konzentriert wird. Von der Verdampfungsanlage kann die konzentrierte Lösung zu der Verbrennungseinheit geleitet werden, wodurch der organische Stoff bei der Energieerzeugung der Papiermühle genutzt wird und der anorganische Stoff wie beispielsweise Natrium und Schwefel bei der chemischen Zirkulation der Mühle. Die Verunreinigungskondensate der Verdampfungsanlage können zu einer biologischen Abwasserbehandlung geleitet werden.
Bei dem Herstellen von mechanischem Halbstoff werden große Mengen an Expansionsdämpfen erzeugt beispielsweise beim Herstellen von Refiner-Holzstoff werden ungefähr 2 Tonnen an Dampf pro Tonne Halbstoff freigegeben. Ein Nachteil (2) liegt darin, dass lediglich 1 Tonne an reinem Dampf pro Tonne an Masse mit dem Expansionsdampf mit der Hilfe eines Dampfgenerators erzeugt werden kann, wobei dieser Dampf bei dem Prozess zum Ersetzen von Frischdampf verwendet wird. Der Rest der Wärmeenergie von dem Expansionsdampf wird bei Wärmeverlusten vergeudet und mit dem unsauberen Kondensat in die Zirkulationswässer und Abwässer abgegeben.
Bei einer Papiermühle, die mit einer herkömmlichen Gegenstromverbindung an Zirkulationswässern versehen ist, enthalten die Abwässer große Mengen an anorganischen Salzen, wobei der Hauptteil von ihnen Verbindungen sind, die bei einer niedrigen Temperatur schmelzen, wie beispielsweise Natrium. Ein Nachteil (3) ist in diesem Fall, dass ein Abwasserkonzentrat nicht zusammen mit dem Mühlenabfall oder anderem Brennstoff in dem zur Verfügung stehenden Hilfsboiler verbrannt werden kann, der von der Gatterart sein kann oder derzeit am häufigsten von der Fluidisierbettart oder Zirkulationsart, bei dem Natrium und Kalium ein Sintern von Bettsand und Chlorid, Boilerkorrosion verursachen. Ein Nachteil (4) liegt darin, dass ein Verbrennen eines derartigen Konzentrates einen Soda-Boiler erforderlich macht, der nicht immer in Verbindung mit der Mühle zur Verfügung steht. Ein Nachteil (5) liegt darin, dass in derartigen Fällen nachteilige und korrodierende unerwünschte Stoffe wie beispielsweise Kalium und Chlorid in die chemische Zirkulation von der Halbstoffmühle konzentriert werden können. Wenn die Bleichwässer von den Halbstoffmühlen konzentriert werden und zu einem Sodawiedergewinnungsboiler geleitet werden, werden Anstrengungen unternommen, um die Konzentration dieser Stoffe zu verringern mittels Kristallisationsverfahren und durch offene chemische und Wasserzirkulationen. Ein Nachteil (6) liegt darin, dass das Verdampfungskonzentrat einen niedrigen Trockengehalt (20–40%) hat und die Effizienz der Elektrizitäts- und Dampferzeugung von dem Hochdruckhilfsbeuler oder Sodawiedergewinnungsboiler abnimmt.
Des Weiteren ist die Druckschrift WO-A-99/46 443 auf ein Verfahren zum Herstellen von Papier ohne Flüssigkeitsabgabe gerichtet, bei dem Frischwasser in die Papiermaschine eingeleitet wird und Wasser im Gegenstrom von der Papiermaschine zu einer Halbstoffwascheinrichtung und weiter zu einer Halbstoffreinigungseinrichtung und einem Halbstoffbehälter recycelt wird.
Darüber hinaus zeigt die Druckschrift US-A-5 302 246 eine Zellulosepapiermühle, bei der Abwässer von einer Bleichanlage konzentriert werden und dann zum Zwecke eines Minimierens der Abwässer verbrannt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit der Hilfe von dem die vorstehend dargelegten Nachteile vermieden werden können und gleichzeitig der Wasserverbrauch der Papiermühle und die Abwasseremissionen verringert werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu erreichen, mit dem es möglich ist, die Menge an Stoffen zu begrenzen, die für die Verbrennung, die Wiedergewinnung von Chemikalien oder die Nutzung von Verbrennungsabfall schädlich sind, die in dem Konzentrat der Abwasserverdampfungsanlage enden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit der Hilfe von dem der Gehalt an koloiden und gelösten organischen und anorganischen unerwünschten Stoffen in den Wasserzirkulationen der Halbstoffqualitätsverbesserungsphasen und der Papiermaschine verringert werden können, wenn der Frischwasserverbrauch der Mühle verringert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine effizientere Ausnutzung der Wärme der Expansionsdämpfe von dem Prozess und des Kondensats und des Energieerhalts der Abwässer.
Um diese Aufgaben und jene, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, zu lösen, ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Zirkulationswasser von der Wasserzirkulation der ersten Prozessphase konzentriert durch ein Zirkulieren des Filtrates von der Halbstoffverdickungsphase nach der Zerfaserungsphase und Reinigungsphase zurück zu der Vorbehandlung und Zerfasern des Faserrohmaterials. Die Konzentration wird verstärkt durch ein Hinzugeben der Verdünnung und ein Pressen des Halbstoffes nach der Halbstoffverdickungsphase nach der Reinigung. Außerdem kann eine zweite Halbstoffverdünnungsphase/Pressphase bei dem Prozess unmittelbar nach dem Zerfasern hinzugefügt werden. Die Wasserzirkulation von der ersten Prozessphase wird getrennt in eine Wasserzirkulation für sich allein, innerhalb der die Überlaufverbindung zwischen den Wasserzirkulationen der Verdickungsphasen im Gegenstrom relativ zu der Halbstoffströmung so eingerichtet ist, dass das Filtrat von dem Pressen in die Halbstoffverdünnung an der Vorderseite von dem Verdicken tritt und das Filtrat von dem Verdicken in die Verdünnung des Halbstoffs vor dem potentiellen Pressen nach dem Zerfasern tritt. Die Vorbehandlung von dem Rohmaterial kann beispielsweise bei einer Spanbehandlung ein Entfernen von Verunreinigungen und Waschen, eine Absorption und Wärmebehandlung mit der Hilfe von Wasser und Dampf und/oder mit der Hilfe von Chemikalien aufweisen, wobei dorthin das Filtrat von dem Pressen und/oder Verdicken geleitet wird. Die Vorbehandlung des Rohmaterials kann außerdem andere Vorgänge aufweisen wie beispielsweise ein Entrinden oder Abfallpapierhalbstoffbereiten (pulpering) und -reinigen.
Das stärkste Filtrat, das als ein Überlauf von der Vorbehandlung und von dem Halbstoffpressen und/oder Halbstoffverdicken nach der Zerfaserungsphase erhalten wird, wird in der Verdampfungsanlage konzentriert und das Konzentrat wird verbrannt.
Das Verdampfungskonzentrat kann in einem Hilfsboiler der Fluidisier- oder Zirkulationsbettart verbrannt werden, wenn Chemikalien, die im Hinblick auf die Verbrennung schädlich sind oder Korrosion bewirken, nicht in die erste Wasserzirkulation geleitet werden, und auch die Zirkulationswässer, die derartige Mittel enthalten, nicht im Gegenstrom relativ zu dem Laufen des Halbstoffs geleitet werden oder von den Wasserzirkulationen der Papiermaschine oder der Qualitätsverbesserungsphase.
Das Verdampfungskonzentrat kann in einem Sodawiedergewinnungsboiler verbrannt werden, wenn ein Konzentrat aufgrund der chemischen Auswahl der Prozessphasen oder der Wasserverbindungen Verbindungen enthält, die bei niedriger Temperatur schmelzen, wie beispielsweise Natrium, aber nicht in übermäßigen Maßen eine Korrosion bewirkende Chemikalie oder Chemikalien, die im Hinblick auf die Wiedergewinnung von Chemikalien nachteilhaft sind, und unerwünschte Stoffe.
Das Verdampfungskonzentrat kann in Tropfen dispergiert werden oder in einem Schmelzbrennstoffofen mit Hilfsbrennstoff verbrannt werden, wenn das Konzentrat Verbindungen enthält, die eine Korrosion bewirken oder bei niedriger Temperatur schmelzen, wenn dieses keinen Schaden bei der Verbrennung der chemischen Zirkulation oder der Effizienz bei der Energieerzeugung bewirken soll. Die anorganischen Salze, die von dem Boden des Ofens geschmolzen erhalten werden, können in Restwasser gelöst werden, das zu einer biologischen Reinigung genommen wird, oder zu einem festen Zustand verfestigt werden, um zu einem Recyceln oder zu einer Deponie getrennt oder vermischt mit anderem Abfall gebracht zu werden.
Für die Energiequelle bei der Abwasserverdampfungsanlage können Elektrizität, Dampf und vorzugsweise die heißen unsauberen Abfalldämpfe von einer Refiner-Anlage oder einer Druckschleifanlage verwendet werden, die durch ein Dampfwaschen direkt in die Verdampfungsphase geleitet werden. Mit der Hilfe eines Dampfwaschens wird verhindert, dass der Faserstoff an die Wärmeaustauschflächen der Verdampfungsanlage gelangt. In dieser Weise kann sowohl die Menge als auch die Wärme von den Expansionsdämpfen der Halbstoffproduktion und der Wärmegehalt von dem Abwasser effizienter als zuvor genutzt werden. Das saubere Konzentrat, das aus unreinen Dämpfen und Zirkulationswasser ausgebildet wird, wird für die Halbstoffverdünnung vor der Pressphase verwendet. Das unsaubere Konzentrat, das beim Reinigen des Hauptkondensates ausgebildet wird, wird in die Abwasserbehandlung zusammen mit den Rejektanteilen der ersten Prozessphase geleitet. Die Wassermenge, die die Wasserzirkulation zusammen mit dem Halbstoff verlässt, wobei sie in das Abwasser und in die Umgebungsluft gelangt, wird durch andere Wässer ersetzt, die frei von schädlichen Stoffen sind, wie beispielsweise durch das Zirkulationswasser der Papierherstellung aber nicht durch das Bleichwasser von der Qualitätsverbesserungsphase, das Natrium in großen Mengen enthält. Vorzugsweise kann das saubere Kühlwasser, das in dem Kühlgerät/Kondensationsgerät erwärmt wird, für diesen Zweck verwendet werden. Dieses aufbereitete Wasser wird zusammen mit dem sauberen Kondensat in die Halbstoffverdünnung vor dem Pressen geleitet, das der Qualitätsverbesserungsphase vorangeht, wodurch das Waschen von dem Halbstoff vorzugsweise mit Wasser ausgeführt wird, das so rein wie möglich ist.
Der Halbstoff bzw. die Pulpe kann in dieser Weise sauber gewaschen werden vor dem Bleichen oder Dispergieren der Halbstoffqualitätsverbesserungsphase, was die Qualität des Halbstoffs und des Papiers, insbesondere die Klarheit und mikrobiologische Reinheit verbessert, die Menge an nachteilhaften Stoffen, die zu der Papiermaschine übertragen werden, und die Anwendung von Chemikalien und Wasseremissionen von den Wasserzirkulationen der Qualitätsverbesserungsphase und der Papiermaschine verringert. Der Überlauf von der Wasserzirkulation der Papiermaschine wird hauptsächlich in die Verdünnung geleitet vor dem Pressen des Halbstoffs nach der Qualitätsverbesserungsphase. Zwischen diesen Phasen kann das Gegenstromprinzip somit beibehalten werden, so dass das von diesen ausgebildete Abwasser hauptsächlich aus gesteuertem Überlauf des Filtrates von der Qualitätsverbesserungsphase, Rejektwassern der Phasen und Störemissionen besteht.
Der Hauptteil das heißt ungefähr 50% von der organischen Abwasserbelastung der Anlage wird in der ersten Wasserzirkulation gelöst, die als separate Wasserzirkulation getrennt ist. Wenn das Abwasser durch Verdampfung zu einem geringem Volumen konzentriert ist und das Konzentrat verbrannt wird, kann der Energiegehalt von dem organischen Stoff wiedergewonnen werden. Hierbei wird außerdem die Menge an als Abwasser von dem Prozess abzugebendem Wasser verringert, und auch die Menge an Stoffen, die schwierig biologisch zu zersetzen sind, oder von jenen Stoffen, die nicht zersetzt werden, so dass die Effizienz von der biologischen Behandlung verbessert ist und Probleme im Hinblick auf eine Schlammbeseitigung verringert werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist für eine Anwendung bei einer integrierten Papiermühle in vorteilhafter Weise geeignet, bei der die Anwendung von Expansionsdämpfen von thermomechanischem Halbstoff und Druckholzschliff verstärkt werden kann, indem diese zu einer Abwasserverdampfungsanlage geleitet werden, jedoch ist das Verfahren auch bei einer Mühle anwendbar, die Abfallpapier als Rohmaterial anwendet, wenn die zu konzentrierende Wasserzirkulation eine Halbstoffkonzentrationsphase nach dem Reinigen hat, und das Verdünnen und Pressen oder zusätzlich dazu als ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ein zweites Halbstoffverdünnen-Pressen unmittelbar nach der Vorbehandlung, den Halbstoffherstellungs- und Zerfaserungsphasen. Für die Verdampfungsenergie kann Elektrizität, frischer Dampf und Wärmeenergie, die teilweise aus Rauchgasen wiedergewinnbar ist, angewendet werden.
Wenn die Abfallpapiermasse gemäß der vorliegenden Erfindung früh bei der ersten Prozessphase bei dem Gegenstromprinzip zwei- oder dreimal gewaschen wird, wird radikal verringert, dass Verunreinigungen mit dem Halbstoff bei der Papiermaschine enden. Bei dem Halbstoffverdicken und/oder -pressen anschließend an die zweite Phase das heißt die Qualitätsverbesserungsprozessphase wird das Zirkulationswasser, das von der dritten Prozessphase geleitet wird das heißt das Wasser als ein gesteuerter Überlauf von der Papiermaschine in vorteilhafter Weise für das Vorderverdünnungswasser verwendet. Die Abgabe von Verunreinigungen wird außerdem dahingehend erhöht, dass die Wasserzirkulation von der Halbstoffmühle in dieser Weise in zwei Teile getrennt voneinander geteilt ist, und das Abwasser von der zweiten Wasserzirkulation das heißt von der Halbstoffverbesserungsphase wird zu einer externen Abwasserbehandlungsanlage geleitet. Wenn bei dieser Stufe auf das Gegenstromprinzip verzichtet wird, kehren die Verunreinigungen, die in den Zirkulationswassern bei der zweiten und der dritten Phase der Halbstoffproduktion enden, wie beispielsweise Klebstoffe, die als sehr schädlich bei der Produktion von recyceltem Halbstoff in Erfahrung gebracht worden sind und in dem Wasser in der Dispersionsphase dispergiert sind, nicht ungereinigt in den Prozess zurück, sondern stattdessen werden sie effizient abgegeben.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Zuhilfenahme der 1 bis 6 beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf deren Einzelheiten streng begrenzt sein soll.
1 zeigt schematisch ein Wasserzirkulationssystem des Standes der Technik von einer Papiermühle.
2 zeigt eine noch fortschrittlichere Version der Papiermühle von 1.
3 zeigt ein Beispiel von dem Aufbau der Wasserzirkulationen der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein zweites vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein Anordnen von Wasserzirkulationen in einer Papiermühle.
5 zeigt ein drittes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein Anordnen von Wasserzirkulationen in einer Papiermühle.
6 zeigt ein viertes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein Anordnen von Wasserzirkulationen in einer Papiermühle.
1 zeigt eine Papiermühle des Standes der Technik. Der Papierherstellprozess und seine Wasserzirkulation dienen dem Zwecke der Veranschaulichung, wobei sie in drei aufeinanderfolgende Teile I, II und III geteilt sind, deren Grenzen durch gestrichelte Linien markiert sind. An der linken Seite von jeder gestrichelten Linie befindet sich der Teil der Wasserzirkulation, der mit dem Bezugszeichen I, II, III bezeichnet ist.
Als ein im Stand der Technik bekanntes Hauptprinzip hat die erste Prozessphase die folgenden Hauptphasen: Eine Vorbehandlung von Rohmaterial 1, ein Zerfasern 2, ein Reinigen des Halbstoffs oder der Pulpe 3, ein Verdicken 4 und ein Pressen 7. Die Wasserzirkulation I von der ersten Prozessphase hat darüber hinaus Zirkulationswassertanks 5, 6 und 8. Die zweite Prozessphase hat eine Halbstoffqualitätsverbesserung 9, ein Verdicken 10 und ein Pressen 13 und ihre Wasserzirkulation II hat weitere Zirkulationswassertanks 11, 12 und 14. Bei der dritten Prozessphase wird die Papierherstellung der Papiermaschine ausgeführt, wobei deren Hauptphasen durch die Bezugszeichen 18, 19, 20 und 22 gezeigt sind. Die Wasserzirkulation III von der dritten Prozessphase hat die Zirkulationswassertanks 16, 17, 32 und 21 und einen Scheibenfilter 15. Die Überläufe 121 und 122 von den Wasserzirkulationen II und III werden im Gegenstrom relativ zu dem Halbstoff geleitet, der zu der Wasserzirkulation I läuft, und das konzentrierte Abwasser 39, 40 wird von der Wasserzirkulation I zu einer Abwasserbehandlungsanlage 27 abgegeben. Die Abwasserbehandlungsanlage und Rejektschlämme 39, 43, 69, 132, 103 werden mit einer Schlammpresse 28 konzentriert und in einem Reststoffverbrennungsboiler 29 verbrannt, der intern oder außerhalb angeordnet ist. Anorganischer Stoff wird von der Wasserzirkulation hauptsächlich zusammen mit dem Abwasser 102 in die Wasserwege abgegeben. Der Verbrauch an Frischwasser einer beispielartigen modernen Anlage beträgt ungefähr 10 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung von dem Abwasser in eine Abwasserbehandlungsanlage beträgt ungefähr 21 t/24 Stunden und in die Wasserwege ungefähr 4 t/24 Stunden.
Zunächst ist das Voranschreiten von dem Faserstoff detaillierter nachstehend in 1 beschrieben. Das Faserrohmaterial wird über ein Verbindungsstück 35 zu der Rohmaterialvorbehandlungsphase 1 gebracht, von wo es über ein Verbindungsstück 36 zu der Zerfaserung 2 und weiter entlang eines Verbindungsstücks 42 zu der Halbstoffsreinigung 3 tritt. Danach tritt der Halbstoff entlang eines Verbindungsstückes 44 zu der Verdickung 10 und von dort entlang eines Verbindungsstückes 51 zu der Pressphase 7. Entlang eines Verbindungsstückes 54 gelangt der Halbstoff zu der Qualitätsverbesserungsphase 9, von wo er entlang eines Verbindungsstückes 56 zu der Verdickung 10 und von dort entlang eines Verbindungsstückes 62 zu der Pressphase 13 tritt. Über ein Verbindungsstück 65 wird der Halbstoff zu der Halbstoffeinheit 18 der Papiermaschine geleitet, von wo er entlang eines Verbindungsstückes 78 zu der Reinigung 19 und von dort entlang eines Verbindungsstückes 81 zu der Siebpartie der Pressenpartie der Papiermaschine tritt das heißt zu dem Nassende 20, von wo die Papierbahn 89, die aus dem Halbstoff bzw. Pulpe ausgebildet wird, zu der Trockenpartie 22 befördert wird. Unbeschichteter Rejekt 92 wird von der Papierbahn entfernt. Anschließend an die Trockenpartie 22 wird eine Beschichtung 95 auf die Papierbahn gebracht, und von der beschichteten Papierbahn 94 wird beschichteter Rejekt 93 entfernt. Die Rejekte werden entlang eines Verbindungsstückes 79 zu dem Halbstoffabschnitt 18 gebracht.
Als zweites ist das Voranschreiten der Wässer von der Wasserzirkulation III, die in 1 gezeigt ist, nachstehend detaillierter beschrieben. Das Frischwasser gelangt entlang eines Verbindungsstückes 97 zu der Wasserreinigung 25, von wo kaltes Wasser entlang eines Verbindungsstückes 98 zu dem Kühlsystem 26 läuft. Von dort wird ein Teil des Wassers in der Form von Dampf 99 in die Außenluft abgegeben, und zurückkehrendes Kühlwassers wird in einem erwärmten Zustand entlang eines Verbindungsstückes 100 durch die Wasserreinigung 25 und eines Verbindungsstückes 96 zum Wärmewiedergewinnungsabschnitt 23 der Papiermaschine geleitet, der Wärme von der feuchten Abgabeluft 90 der Trockenpartie 22 zu Frischwasser überträgt, das zu Frischwasserstrahlen der Papiermaschine entlang eines Verbindungsstückes 88 tritt, und in die Verdünnung von Chemikalien überträgt, und für eine Verwendung als ein Abdichten und Aufbereiten von Wasser entlang eines Verbindungsstückes 77. Über ein Abgabeverbindungsstück 91 der Wärmewiedergewinnungseinheit 23 wird Wasserdampf in die Umgebungsluft abgegeben. Von dem Nassende 20 der Papiermaschine werden das Filtratwasser und die Strahlwässer entlang Verbindungsstücken 83, 84, 85 zu dem Kurzzirkulationswassersystem 21 gesammelt, von wo Zirkulationswasser entlang eines Verbindungsstückes 80 für die Verdünnung des Halbstoffes 78 auf dem Weg zu der Papiermaschine genommen wird. Das überschüssige Wasser von der Kurzzirkulation wird entlang eines Verbindungsstückes 70 zu einem Scheibenfilter 15 geleitet und mit Hilfshalbstoff gemischt, der zu dem Scheibenfilter 15 entlang einer Leitung 68 gebracht wird. Der Feststoff, der durch den Scheibenfilter 15 wiedergewonnen wird, tritt entlang eines Verbindungsstückes 74 zu dem Halbstoffabschnitt 18, das Trübfiltrat tritt entlang eines Verbindungsstückes 71 in einen Trübfiltrattank 16 und das klare Filtrat entlang eines Verbindungsstückes 72 zu einem Klarfiltrattank 17, und das superklare Filtrat entlang eines Verbindungsstückes 73 zu einem Superklarfiltrattank 32. Das Zirkulationswasser von dem Trübfiltrattank 16 läuft entlang eines Verbindungsstückes 131 zu der vorderen Verdünnung von dem Scheibenfilter 15 und es wird mit dem Hilfshalbstoff vermischt, der entlang der Leitung 68 gebracht wird. Von dem Superklarfiltrattank 32 tritt das Zirkulationswasser entlang einer Leitung 76 zu der Papiermaschine. Von dem Klarfiltrattank 17 wird Zirkulationswasser von der Wasserzirkulation III entlang eines Verbindungsstückes 67 über ein Halbstoffsammelverbindungsstück 66 von der Presse 13 entlang einer Leitung 65 zu der Sammlung des eintretenden Halbstoffes geleitet, und der Überschuss wird zu der vorderen Verdünnungsleitung 64 der Presse 13 und entlang eines Verbindungsstückes 122 zu der Wasserzirkulation II in die vordere Verdünnungsleitung 53 der Presse 7 geleitet.
Drittens ist das Voranschreiten der Wässer von der Wasserzirkulation II, die in 1 gezeigt ist, nachstehend detailliert beschrieben. Das Filtrat von der Presse 13 tritt entlang eines Verbindungsstücks 63 in einen Filtrattank 14, von wo das Zirkulationswasser entlang eines Verbindungsstücks 64 für die Verdünnung des Halbstoffs genommen wird, der in die Presse 13 über eine Leitung 62 gelangt. Der Überlauf von dem Filtrattank 14 tritt über den Trübfiltrattank 11 von dem Scheibenfilter 10 entlang eines Verbindungsstücks 57 in die Verdünnung des Halbstoffs 56, der zu dem Filter gelangt. Der Halbstoff, der durch den Scheibenfilter 10 konzentriert wird, tritt entlang eines Verbindungsstücks 62 zu der Presse 13, das Trübfiltrat tritt entlang eines Verbindungsstücks 58 in den Trübfiltrattank 11 und das Reinfiltrat tritt entlang eines Verbindungsstücks 59 in den Reinfiltrattank 12. Von dem Reinfiltrattank 12 tritt der Überlauf entlang eines Verbindungsstücks 121 in die erste Verdünnungsleitung 53 der Presse 7.
Viertens ist das Voranschreiten der Wässer von der Wasserzirkulation I, die in 1 gezeigt ist, nachstehend detaillierter beschrieben. Das Filtrat von der Presse 7 tritt entlang eines Verbindungsstücks 52 zu einem Filtrattank 8, von wo Zirkulationswasser entlang eines Verbindungsstücks 53 zu der Verdünnung des Halbstoffs genommen wird, der zu der Presse 7 entlang einer Leitung 51 gelangt. Der Überlauf von dem Filtrattank 8 tritt über ein Verbindungsstück 50 und über den Trübfiltrattank 5 von dem Scheibenfilter 4 entlang eines Verbindungsstückes 48 zu der Halbstoffverdünnung beim Laufen durch das Verbindungsstück 42 und die Reinigung 3 entlang eines Verbindungsstücks 44 zu der Konzentration 4. Die Pulpe bzw. der Halbstoff, der mit dem Scheibenfilter 4 konzentriert wird, tritt entlang eines Verbindungsstückes 51 zu der Presse 7, das Trübfiltrat tritt über ein Verbindungsstück 46 zu dem Trübfiltrattank 5 und das Reinfiltrat tritt über ein Verbindungsstück 47 zu dem Reinfiltrattank 6. Von dem Reinfiltrattank 6 wird Zirkulationswasser zu der Rohmaterialvorbehandlung 1 entlang eines Verbindungsstücks 38 und in die Zerfaserung 2 entlang eines Verbindungsstückes 41 geleitet. Der Überlauf von dem Tank 6 wird über ein Verbindungsstück 49 in den Ablauf 101 geleitet.
Fünftens ist die Abwasserbehandlung, die in 1 gezeigt ist, nachstehend detaillierter beschrieben. Der Überlauf 49 von der Wasserzirkulation I und die Rejektwässer 39, 43, 69, 132 von den verschiedenen Prozessphasen werden über den Ablauf 101 zu einer Abwasserbehandlungseinheit 27 geleitet, von wo die Schlämme entlang eines Verbindungsstücks 103 zu einer Schlammpresse 28 geleitet werden und das gereinigte Abwasser über ein Abgabeverbindungsstück 102 in die Wasserwege geleitet wird. Das Filtrat von der Schlammpresse 28 kehrt zu der Abwasserbehandlung 27 entlang eines Verbindungsstücks 104 zurück und der konzentrierte Schlamm gelangt entlang eines Verbindungsstücks 105 in einen Reststoffverbrennungsboiler 29, von dem Dampf zusammen mit Rauchgasen 106 in die Umgebungsluft abgegeben wird. Der anorganische Stoff von den Chemikalien, der von den Rohmaterialien 35, 95 des Papierherstellprozesses getrennt worden sind und in den Prozess über Verbindungsstücke 37, 55, 75 gebracht wird, wird über ein Verbindungsstück 107 zusammen mit der Asche abgegeben. Der Verbrauch von Frischwasser beträgt ungefähr 10 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung von dem Abwasser in die Abwasserbehandlungseinheit beträgt ungefähr 21 t/24 Stunden, in die Wasserwege ungefähr 4 t/24 Stunden.
2 zeigt einen verbesserten Prozess, der auf die Gestaltung von 1 gegründet ist, der aber auf der Grundlage der Patentanmeldungen FI 962 176 , FI 962 177 , FI 962 178 (siehe die Druckschriften WO-A-97/44 521, US-A-5 968 317, US-A-5 961 784) der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verbessert worden ist durch nachstehend detaillierter beschriebene Veränderungen. Ein Teil der Frischwassermenge 96, die durch die Papiermühle benötigt wird, wird durch Papiermaschinenstrahlwässer 83, 88 ersetzt, die wahlweise wiedergewonnen werden, wobei diese entlang eines Verbindungsstücks 86 zu einer örtlichen Reinigungseinheit 24 geleitet werden und von dort entlang eines Verbindungsstücks 87 zu einer Frischwasserleitung 77, um Frischwasser in geeigneten Zielwerten zu ersetzen, wobei diese beispielsweise die Verdünnung von Chemikalien, Abdicht- und Aufbereitungswässer und Papiermaschinenstrahlen sind. Der Überlauf von der Wasserzirkulation III wird entlang einer Leitung 67 im Gegenstrom relativ zu dem Lauf des Halbstoffs zu der Wasserzirkulation II geleitet, wobei dessen Überlauf entlang einer Leitung 121 im Gegenstrom relativ zu dem Verlauf des Halbstoffs zu der Wasserzirkulation I tritt und in der Zerfaserungsphase und Vorbehandlungsphase 1 und 2 konzentriert wird. Ein Teil von dem konzentrierten und erwärmten Filtrat tritt entlang eines Verbindungsstücks 108 zu dem Überlauf der Vorbehandlung 1, von wo die Anteile entlang eines Verbindungsstücks 39 über einen Feststofffilter 30 und ein Verbindungsstück 110 zu einer Abwasserverdampfungsanlage 31 treten. Das Konzentrat von der Abwasserverdampfungsanlage 31 wird entlang eines Verbindungsstücks 113 zum Zwecke des Verbrennens in einem Sodawiedergewinnungsboiler 122, der intern oder anderweitig angeordnet ist, geleitet, und das saubere Kondensat wird entlang eines Verbindungsstücks 114 über die Wasserbehandlung 25 und ein Verbindungsstück 96 zu der Papiermaschine geleitet. Das unsaubere Kondensat von der Abwasserverdampfungsanlage 31 wird über ein Verbindungsstück 112 zu dem Ablauf 101 geleitet. In der Verdampfung 31 werden die Wärme und die Menge der Expansionsdämpfe, die über ein Verbindungsstück 40 vorzugsweise direkt von dem Zerfasern 2 geleitet werden, und der Wärmegehalt von dem Abwasser, das über ein Verbindungsstück 110 erhalten wird, genutzt. Bei Bedarf kann der Energiebedarf von der Verdampfung 31 mit Frischdampf oder Elektrizität entlang eines Verbindungsstücks 111 vervollständigt werden. Von dem Reinfiltrattank 6 der Wasserzirkulation I wird kein konzentriertes Filtrat direkt in den Ablauf 101 geleitet. Die Reinigungsanlagenschlämme und die Rejektschlämme 43, 69, 103, 109, 82, 132 werden mit einer Schlammpresse 28 konzentriert und in dem Reststoffverbrennungsboiler 29 verbrannt, von wo Dampf zusammen mit den Rauchgasen 106 in die Umgebungsluft abgegeben wird. Der anorganische Stoff von den Schlämmen wird über ein Verbindungsstück 107 zusammen mit der Asche abgegeben. Der anorganische Stoff von den Chemikalien, die von den Rohmaterialien 35, 95 getrennt werden und über Verbindungsstücke 37, 55, 75 gelangen, gelangt mit dem Konzentrat entlang eines Verbindungsstücks 113 in den Sodawiedergewinnungsboiler 122 und wird in die chemische Zirkulation über ein Verbindungsstück 124 wiedergewonnen. In Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge beträgt der Verbrauch an Frischwasser ungefähr 4–5 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung von dem Wasser in die Abwasserreinigungsanlage beträgt 6–11 t/24 Stunden, in die Wasserwege ungefähr 1–2 t/24 Stunden und in den Sodawiedergewinnungsboiler ungefähr 10–15 t/24 Stunden. In dem vorliegenden Fall und in den nachstehend erwähnten Fällen wird die Verdampfungsmenge in dem Bereich von 20–30 Liter pro Sekunde variiert.
3 zeigt eine Prozedur der vorliegenden Erfindung, die auf die Gestaltungen der 1 und 2 gegründet ist, wobei sie jedoch durch die nachstehend detaillierter beschriebenen Änderungen verbessert worden ist. Die Wasserzirkulation I ist in eine separate Wasserzirkulation, die in der Verdickung 4 endet, und die Presse 7 getrennt. An der vorderen Seite der Presse 7 wird ein reines Konzentrat von der Abwasserverdampfungsanlage 31 in die Halbstoffverdünnungswaschleitung 53 entlang eines Verbindungsstücks 114 geleitet. Außerdem wird Zirkulationswasser von der Wasserzirkulation III für aufbereitetes Wasser in die Verdünnungswaschleitung 53 entlang eines Verbindungsstücks 115 geleitet, wenn es keine Chemikalien enthält, die für eine Verbrennung in einem Hilfs- oder Sodawiedergewinnungsboiler schädlich sind. Bei Bedarf kann aufbereitetes Wasser in die Verdünnungswaschleitung 53 zusätzlich oder allein entlang eines Verbindungsstücks 116 von dem Kühlwassersystem 26 in der Leitung 100 von dem abgegebenen reinen und warmen Kühlwasser geleitet werden. Das aufbereitete Wasser ersetzt die Wasserausgleichsdifferenz, die von der Wasserzirkulation I durch Verbindungsstücke 40, 43, 54, 109 abgegeben wird, und wenn es zu der vorderen Seite der Presse 7 zusammen mit dem reinen Konzentrat 114 der Verdampfungsanlage 31 zu einem Halbstoffverdünnungswaschen geleitet wird, kann das Laufen von unerwünschten Stoffen in die Halbstoffqualitätsverbesserungsphase 9 und zu der Papiermaschine wesentlich verringert werden. In dem beispielartigen Fall beträgt der chemische Sauerstoffverbrauch von dem Filtrat der Presse 7 ungefähr 1900–2000 mg/l bei dem Prozess von 1, ungefähr 4000–6000 mg/l bei dem Prozess von 2 in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge und bei der Prozessverbindung der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt ist, beträgt er ungefähr 2100–3400 mg/l in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge. Das Abwasser, das in der Wasserzirkulation I konzentriert ist, wird durch ein Verbindungsstück 110 zu der Abwasserverdampfungsanlage 31 abgegeben, von wo das Konzentrat entlang eines Verbindungsstücks 113 für eine Verbrennung in dem Reststoffverbrennungsboiler 29 oder entlang eines Verbindungsstücks 133 für eine Verbrennung in einem Sodawiedergewinnungsboiler geleitet wird. Die Art an Boiler, die beim Verbrennen des Konzentrats verwendet wird, ist einerseits davon abhängig, ob ein Reststoffverbrennungsboiler oder ein Sodawiedergewinnungsboiler zur Verfügung steht; und andererseits auch von dem angewendeten Halbstoffherstellungsprozess. Wenn Chemikalien, die Natrium und Schwefel enthalten, bei dem Halbstoffherstellungsprozess verwendet werden, ist der Sodawiedergewinnungsboiler am besten für die Wiedergewinnung der Chemikalien geeignet. Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Eintritt von Stoffen, die im Hinblick auf die Verbrennung schädlich sind, die Nutzung des Verbrennungsreststoffs und/oder die Wiedergewinnung von Chemikalien auf die Wasserzirkulation I beschränkt ist. Schädliche Stoffe sind zumindest Chloride und in gewissem Maße auch Kalium und Silicate. Der Überlauf 60 von der Wasserzirkulation II wird über den Ablauf 101 zu der Abwasserbehandlungsanlage 27 geleitet. Der Frischwasserverbrauch beträgt ungefähr 7 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung von dem Abwasser in die Abwasserbehandlungsanlage beträgt ungefähr 11–14 t/24 Stunden in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge, ungefähr 2–3 t/24 Stunden in die Wasserwege und ungefähr 7–10 t/24 Stunden in jeden Boiler.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel von der Prozedur der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von den Gestaltungen, die in den 1, 2 und 3 gezeigt sind, jedoch verbessert durch die Änderungen, die nachstehend detaillierter beschrieben sind. Im Hinblick auf 3 sind eine zusätzliche Verdünnung und eine Presse 33 in der Wasserzirkulation I für den Halbstoff hinzugefügt worden, der entlang eines Verbindungsstücks 42 unmittelbar nach der Zerfaserung 2 hineingelangt, wobei sein Filtrat entlang eines Verbindungsstücks 118 durch einen Filtrattank 34 und ein Verbindungsstück 117 zu der vorderen Verdünnung des Halbstoffs tritt. Der Halbstoff wird von der Presse 33 entlang eines Verbindungsstücks 120 abgegeben und er wird mit einem Turbitfiltrat verdünnt, das von dem Turbitfiltrattank 5 entlang entlang eines Verbindungsstücks 45 geleitet wird, und zwar vor dem Leiten über die Reinigung 3 entlang eines Verbindungsstücks 44 zu dem Scheibenfilter 4. Von dem Reinfiltrattank 6 des Filters 4 wird aufbereitetes Wasser in die Wasserzirkulation 117 der Presse 33 über ein Verbindungsstück 49 geleitet. Innerhalb der Wasserzirkulation I ist eine Überlaufverbindung 50, 45, 49 zwischen den Wasserzirkulationen der Verdickungsphasen 7, 4, 33 im Gegenstrom relativ zu dem Lauf des Halbstoffs angeordnet, so dass das Filtrat 52, 50 von der Presse 7, die der Halbstoffqualitätsverbesserungsphase 9 vorangeht, zu der Halbstoffverdünnung an der vorderen Seite der Verdickung 4 entlang eines Verbindungsstücks 45 tritt und das Filtrat 47 von der Verdickung zu der Halbstoffverdünnung vor der Presse 33 nach dem Zerfasern 2 entlang eines Verbindungsstücks 49, 117 tritt. In dieser Weise kann das Abwasser innerhalb einer Wasserzirkulation auf ein größeres Maß als früher konzentriert werden, bevor es entlang eines Verbindungsstücks 110 zu der Abwasserverdampfungsanlage 31 abgegeben wird. Gleichzeitig kann der Halbstoff besser als früher in der Presse 7 vor der Halbstoffqualitätsverbesserungsphase 9 gewaschen werden. Der chemische Sauerstoffverbrauch von dem Filtrat der Presse 7 beträgt in dem beispielartigen Fall bei dem Prozess von 4 lediglich ungefähr 1000–1800 mg/l in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge. Das Laufen von unerwünschten Stoffen in die Halbstoffqualitätsverbesserungsphase und zu der Papiermaschine wird in dieser Weise hochgradig wirksam verringert, wobei in diesem Zusammenhang angenommen wird, dass dies eine beträchtliche Wirkung auf die Qualität des Halbstoffs und des Papiers, auf die Produktion und den Chemikalienverbrauch hat. Der Frischwasserverbrauch beträgt ungefähr 7 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung des Abwassers in die Abwasserbehandlungsanlage beträgt ungefähr 10–12 t/24 Stunden in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge, ungefähr 2–2,5 t/24 Stunden in die Wasserwege und ungefähr 9–11 t/24 Stunden in die Verbrennung, entweder in den Reststoffverbrennungsboiler 29 oder in den Sodawiedergewinnungsboiler 122.
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel von der Prozedur der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Gestaltungen der 1, 2, 3 und 4 jedoch mit einer Verbesserung mittels der Veränderungen, die nachstehend detaillierter beschrieben sind. Das Verdampfungskonzentrat, das von der Verdampfungsanlage 31 entlang eines Verbindungsstücks 113 kommt, wird in Tropfen aufgelöst und mit einem Hilfsbrennstoff in dem Schmelzverbrennungsofen 125 verbrannt, wenn das Konzentrat korrodierende Verbindungen oder solche, die bei niedriger Temperatur schmelzen, enthält, bei denen nicht erwünscht ist, dass sie irgendwelche Schäden bei der Verbrennung bewirken, bei der chemischen Zirkulation oder bei der Effektivität der Energieerzeugung von dem Reststoffverbrennungsboiler 29 und dem Sodawiedergewinnungsboiler 122, die in den 2 und 4 gezeigt sind. Die anorganischen Salze, die im geschmolzenen Zustand von dem Boden des Ofens 125 entlang eines Verbindungsstücks 128 in die Auflöseeinheit 126 gelangen, können in die Teilströmung von dem Abwasser aufgelöst werden, das entlang eines Verbindungsstücks 129 hineingelangt, wobei es die anorganischen Salze in die biologische Reinigung entlang eines Verbindungsstücks 130 nimmt. Die Salze können auch von dem Schmelzverbrennungsofen 125 entlang eines Verbindungsstücks 128 herausgenommen werden, und in einen festen Zustand verfestigt werden für eine Wiedergewinnung oder zu einem Deponiebereich separat oder mit anderem Reststoff vermischt genommen werden. Der Frischwasserverbrauch beträgt ungefähr 5–7 m³/Tonne Papier und die chemische Sauerstoffanwendungsbelastung von dem Abwasser in die Abwasserreinigungseinheit beträgt ungefähr 6–12 t/24 Stunden in Abhängigkeit von der Verdampfungsmenge und das Ziel für das saubere Kondensat, ungefähr 1–1,25 t/24 Stunden in die Wasserwege und ungefähr 9–15 t/24 Stunden in den Schmelzverbrennungsofen.
6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel von der Prozedur gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Gestaltungen, die in den 1, 2, 3, 4 und 5 gezeigt sind, jedoch verbessert durch Änderungen, die nachstehend detaillierter beschrieben sind. Wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist, ist die Wasserzirkulation 39 von der Rohmaterialvorbehandlung 1 von dem Zirkulationswasser der Wasserzirkulation I getrennt, das zu der Verdampfungsanlage 31 entlang einer Leitung 108 tritt. Das Zirkulationswasser tritt zu der Vorbehandlung I von dem Filtrattank 17 der Wasserzirkulation III entlang von Verbindungsstücken 67 und 134, jedoch kann es auch von dem Filtrattank 12 der Wasserzirkulation II genommen werden. Das Zirkulationswasser tritt zu der Verdampfungsanlage 31 von dem Filtrattank 34 entlang einem Verbindungsstück 108 zu dem Feststofffilter 30 und von diesem entlang einem Verbindungsstück 110. Wenn keine Presse 33 und kein Filtrattank 34 zur Verfügung steht, wird das Zirkulationswasser in das Verbindungsstück 108 von dem Filtrattank 6 genommen, der in den 2, 3, 4 und 5 gezeigt ist. Hierdurch kann von dem anorganischen Stoff, der in den Reststoffverbrennungsboiler 29, in den Sodawiedergewinnungsboiler 122 oder in den Schmelzverbrennungsofen 125 gelangt, der anorganische Stoff getrennt werden, wenn er von der Rohmaterialvorbehandlung 1 kommt. Außerdem ist der chemische Sauerstoffverbrauch von dem Konzentrat auf dem Weg zu der Verbrennung um ungefähr 0,1 bis 0,5 t/24 Stunden größer aufgrund der Konzentration der Wasserzirkulation I. Die chemische Sauerstoffverbrennungsbelastung der Wasserwege ist um eine geringe Menge kleiner.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf lediglich ihre vorteilhaften Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten von diesen eng begrenzt sein soll.

Claims

Verfahren zum Anordnen von Wasserzirkulationen in einer integrierten Papiermühle, deren Papierherstellprozess in drei teilweise separate Prozessphasen im Hinblick auf die Wasserzirkulationen (I, II, III) geteilt ist, von denen in der ersten Prozessphase das Faserrohmaterial vorbehandelt wird, zerfasert wird und gereinigt wird zum Produzieren von mechanischem, chemie-mechanischem oder recyceltem Halbstoff, bei der zweiten Prozessphase der Halbstoff weiterbehandelt wird, um seine Qualität zu verbessern, und bei der dritten Prozessphase er zu Papier oder Karton in einer Papiermaschine oder Kartonmaschine gestaltet wird, wobei bei den Prozessen zwischen der ersten und der zweiten Prozessphase ein Halbstoffverdicken (4) und Halbstoffpressen (7) eingerichtet sind, zwischen denen der Halbstoff mit Wasser (53) verdünnt wird, das reiner als die Filtrate (46, 47, 52) der Verdickungs- und Pressphasen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrate (46, 47, 52) des Verdickens (4) und des Pressens (7) innerhalb der Wasserzirkulation (I) von der ersten Prozessphase im Gegenstrom zirkulieren, um konzentriertes Zirkulationswasser (110) zu produzieren, und das somit konzentrierte Zirkulationswasser (110) in einer Abwasserverdampfungsanlage (31) geleitet wird, die ein Abwasserkonzentrat (113) und ein reines Kondensat (114) produziert, und wobei das Abwasserkonzentrat in einem Verbrennungsboiler (29, 122, 125) verbrannt wird, der für diesen Zweck geeignet ist, und das reine Kondensat (114) zu der vorderen Verdünnung (53) der Presse (7) geleitet wird, wobei die von der Wasserzirkulation (I) der ersten Prozessphase abgegebene Wassermenge ersetzt wird, indem Zusatzwasser (115, 116) in die vordere Verdünnung (53) von der Presse (7) geleitet wird, wobei das Zusatzwasser aus erwärmten Kühlwasser (116) von dem Kühlsystem (26) der Papiermühle und/oder Zirkulationswasser (115) von der Papiermaschine besteht, vorausgesetzt, dass es keine Chemikalien enthält, die für die Verbrennung von dem Abwasserkonzentrat (113) und/oder die Wiedergewinnung von Chemikalien und/oder die Nutzung von Verbrennungsreststoff schädlich sind, und wobei bei der ersten Prozessphase kein Hinzugeben (37) von Chemikalien angewendet wird, die für die Verbrennung von dem Abwasserkonzentrat (113) und/oder die Wiedergewinnung von Chemikalien und/oder die Nutzung von Verbrennungsreststoff schädlich sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abwasserverdampfungsanlage (31) die Wärme und die Menge von den heißen und unreinen Expansionsdämpfen von dem Zerfasern (2) in vorteilhafter Weise direkt genutzt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten und der dritten Prozessphase ein Halbstoffverdicken (10) und -pressen (13) eingerichtet sind, zwischen denen der Halbstoff mit Wasser (67) verdünnt wird, der von der Wasserzirkulation (III) zu der dritten Prozessphase genommen wird und das reiner als die Filtrate (58, 59, 63) von der Verdickungs- und Pressphase ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zerfasern (2) und dem Halbstoffverdicken (4) eine zusätzliche Pressphase (33) eingerichtet ist, wobei der Halbstoff, der in diese Phase eintritt, mit Wasser (49) verdünnt wird, das von dem Verdicken (4) genommen wird und reiner als das Filtrat (118) der Pressphase ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrat (113) der Verdampfung (31) in einem Schmelzbrennofen (125) verbrannt wird, wobei der anorganische Schmelzstoff (128) von diesem in dem Abwasser (129) gelöst wird und in die Abwasserreinigung (27) geleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zirkulationswasser (39), das von der Rohmaterialvorbehandlung (1) kommt, von dem Zirkulationswasser (110) getrennt wird, das in die Verdampfung (31) tritt, und separat behandelt wird.