EP1348802A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes Download PDF

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EP1348802A1
EP1348802A1 EP03005093A EP03005093A EP1348802A1 EP 1348802 A1 EP1348802 A1 EP 1348802A1 EP 03005093 A EP03005093 A EP 03005093A EP 03005093 A EP03005093 A EP 03005093A EP 1348802 A1 EP1348802 A1 EP 1348802A1
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paper pulp
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heated
suspension
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Andritz AG
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    • D21D1/20—Methods of refining
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    • D21D1/20—Methods of refining
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21D1/20—Methods of refining
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    • 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
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for dispersing a paper pulp, in which a pre-dewatered substance is heated, conveyed and in is dispersed in a disperser. It also relates to a device for Execution of the procedure.
  • Such a method or device are e.g. from the NO 302 186 B1 known.
  • the particular disadvantage is high outlay on equipment and also the space requirement of such a system.
  • Other such methods and devices are e.g. from the DE 199 54 246 A1 known.
  • a system is analogous to NO 302 186 B1 described, on the other hand, as a further possibility direct supply of steam between the grinding plates of the disperser is provided. The latter has the disadvantage that only a short dwell time is possible and does not achieve a complete and even warm-up can be.
  • the aim of the invention is therefore to propose a method with which one good and even heating with little equipment can be guaranteed and, if necessary, additionally Chemicals can be added before dispersion.
  • the invention is therefore characterized in that the paper pulp is heated immediately before entering the dispersion zone. So that can an additional unit, such as a heating screw, can be saved, still ensuring complete heating of all particles becomes.
  • the dispersion zone can be a well warmed up paper pulp are fed.
  • the paper pulp while mixing is being mixed can be a very even one Warming up can be achieved.
  • the pulp is heated by steam and is at the same time A vacuum is applied to the conveyor unit so that the steam can be targeted and the heat transfer to the paper pulp can be optimized.
  • the invention further relates to a device for dispersing a Paper pulp, with a feed device for steam, a conveyor unit and a disperger. It is characterized by the fact that Conveyor unit at least one inlet (nozzle or inlet openings) for steam. This means that just before the disperger Paper pulp can be heated and an additional heating unit omitted.
  • the delivery unit is designed as a mixing screw is an even mixing with steam and thus a uniform warm-up can be achieved.
  • At least one Spigot designed as a vacuum connection, so a targeted steam flow and optimal heat transfer can be achieved.
  • the conveyor unit for example mixing screw has a hollow shaft, the hollow shaft having spikes for interference can. This allows the steam to be directed along the conveyor path are fed, resulting in a more even distribution and thus Warming up leads.
  • Fig. 1 is a system according to the prior art
  • Fig. 2 is a plan view on a device according to the invention
  • Fig. 3 is a view of Fig. 2 according to arrow III
  • Fig. 4 shows a section through an inventive 5
  • FIG. 6 shows a special embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a section through Fig. 4 with a further variant of the invention.
  • a system according to the prior art is shown in which a screw press 1 for dewatering the paper fiber suspension is provided.
  • the dehydrated suspension is then with a Consistency of approx. 20 - 35%, advantageously 25 - 30%, via a shaft 2 a heater 3 supplied with rotating blades.
  • the heated suspension falls into a screw 4 for feeding Disperger 5.
  • the steam is the heater 3 through a steam line 6 supplied, with a part already inserted in the shaft 2 can be.
  • the suspension to be treated is over a Inlet 7 of the screw press 1 is fed and occurs as a plug 8 in the end.
  • the plug 8 at the end of the screw press 1 is used here as a vapor barrier.
  • FIG. 2 shows a top view of a device according to the invention.
  • Lines 10, 10 can also be seen here, via which the pulp suspension Steam or chemicals can be added.
  • Chemicals come in both liquid or gaseous bleach as well Hygiene chemicals such as Peroxide, caustic soda, chlorine, ozone or Dispersant in question.
  • Fig. 3 shows a view of Fig. 2 according to arrow III.
  • the screw press 1 is connected to the stuffing screw 8 'via a shaft 2.
  • the pulp suspension is further conveyed to the conveyor unit 9, In particular, feed screw is fed, the stuffing screw 8 ' also serves as a vapor barrier for the steam supplied through line 10.
  • the disperser 5 is then arranged behind the feed screw.
  • FIG. 4 shows a section through a device according to the invention.
  • Stubs 11 on the jacket 12 at the beginning of the conveyor unit or nozzle 11 'or 11 " be attached in the end part of the conveyor unit.
  • chemicals can also be added.
  • the steam is introduced via the nozzle 11, 11 'or 11 ", it can also a vacuum (against direction 14) is applied to the hollow shaft 13.
  • a vacuum (against direction 14) is applied to the hollow shaft 13.
  • steam can be introduced through the hollow shaft 13 and advantageously can be sucked off by nozzle 11.
  • you can chemicals are added through the nozzle 11 'or 11 ".
  • the suspension is then thoroughly warmed up and the disperser 5 mixed mixed.
  • FIG. 5 schematically shows the structure of the device according to the invention, steam is supplied in the direction 14 through the hollow shaft 13. about the length of the wave, the steam enters evenly at different points out.
  • the pulp suspension has a temperature of about 20 to 80 ° C, usually 40 - 60 ° C.
  • the excess steam is then through the Sockets 11, 11 'and 11 "are suctioned off. Sockets 11, 11', 11" can also as attached to the screw shell 12, all or part of the Extending channels can be executed.
  • the pulp suspension Before entering the The pulp suspension then has a temperature in the dispersion zone greater than 85 ° C.
  • Fig. 6 shows one way of supplying steam.
  • the on the hollow shaft 13th attached helix 15 is supported by a wall 18, so that a cavity 19 is formed.
  • the steam emerges from the hollow shaft 13 through openings 20 into the cavity 19 and is then through inlet openings 21, 21 'led into the pulp suspension.
  • Fig. 7 corresponds to a section along line VII-VII in Fig. 4.
  • the inside of the screw shell 12 running hollow shaft 13 has a plurality of mandrels 16 that can have different lengths.
  • the mandrels 16 are provided with inlet openings 21, 21 'in suspension ensure a distribution over the cross section of the conveyor unit 9.
  • the mandrels 16 can also be on their upper (away from the shaft) Be open at the end.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird. Sie betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind z.B. aus der NO 302 186 B1 bekannt. Hier wird der Papierfaserstoff nach einer Entwässerungsschnecke einer Heizschnecke zugeführt, von wo der aufgeheizte Stoff in die Stopfschnecke für einen Disperger eingebracht wird. Im Disperger erfolgt dann die Dispergierung. Nachteilig ist insbesondere der hohe apparative Aufwand und auch Platzbedarf einer solchen Anlage. Weitere derartige Verfahren bzw. Vorrichtungen sind z.B. aus der DE 199 54 246 A1 bekannt. Einerseits wird hier eine Anlage analog zur NO 302 186 B1 beschrieben, andererseits als weitere Möglichkeit die direkte Zufuhr von Dampf zwischen die Mahlplatten des Dispergers vorgesehen. Letztere hat den Nachteil, dass nur eine kurze Verweilzeit möglich ist und dadurch keine vollständige und gleichmäßige Aufwärmung erzielt werden kann.
Ziel der Erfindung ist es daher ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine gute und gleichmäßige Aufheizung mit geringem apparativen Aufwand gewährleistet werden kann und gegebenenfalls noch zusätzlich Chemikalien vor der Dispergierung zugegeben werden können.
Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird. Damit kann ein zusätzliches Aggregat, wie eine Heizschnecke, eingespart werden, wobei trotzdem eine vollständige Durchwärmung aller Partikel gewährleistet wird. Somit kann der Dispergierzone ein gut aufgewärmter Papierfaserstoff zugeführt werden.
Wenn nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung der Papierfaserstoff während der Aufheizung durchmischt wird, kann eine sehr gleichmäßige Aufwärmung erreicht werden.
Erfolgt die Aufheizung des Papierfaserstoffs durch Dampf und ist gleichzeitig am Förderaggregat ein Vakuum angelegt, so kann der Dampf gezielt geführt und der Wärmeübergang zum Papierfaserstoff optimiert werden.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn der abgekühlte Überschussdampf nach Durchströmung der Papierstoffsuspension abgeleitet wird.
Bei vielen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich Chemikalien in den Papierfaserstoff eingemischt werden. Durch die gleichzeitige Aufheizung und Zuführung von Chemikalien kann eine gleichmäßige Reaktion erreicht werden.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, mit einer Zufuhreinrichtung für Dampf, einem Förderaggregat und einem Disperger. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat mindestens einen Einlass (Stutzen bzw. Einlassöffnungen) für Dampf aufweist. Damit kann kurz vor dem Disperger der Papierfaserstoff aufgeheizt werden und ein zusätzliches Heizaggregat entfallen.
Wenn erfindungsgemäß das Förderaggregat als Mischschnecke ausgebildet ist, kann eine gleichmäßige Durchmischung mit Dampf und damit eine gleichmäßige Aufwärmung erreicht werden.
Wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mindestens ein Stutzen als Vakuumanschluss ausgebildet, so kann eine gezielte Dampfführung und eine optimaler Wärmeübertragung erzielt werden.
Werden die Stutzen am Gehäuse des Förderaggregates, beispielsweise Mischschnecke, angeordnet, so kann eine gute Aufwärmung erzielt werden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat, beispielsweise Mischschnecke eine Hohlwelle aufweist, wobei die Hohlwelle Dorne zur Einmischung aufweisen können. Damit kann der Dampf gezielt entlang des Förderweges zugeführt werden, was zu einer gleichmäßigeren Verteilung und somit Aufwärmung führt.
Sind die Einlassöffnungen der Dorne auf unterschiedlichen Radien des Förderaggregats, beispielsweise Mischschnecke, vorgesehen, so ist die Einbringung von Dampf bzw. Chemikalien auch über den Querschnitt der Förderschnecke gleichmäßig möglich.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Anlage nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht von Fig. 2 gemäß Pfeil III, Fig. 4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Variante der Erfindung, Fig. 6 eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung und Fig. 7 einen Schnitt durch Fig. 4 mit einer weiteren Variante der Erfindung darstellt.
In Fig. 1 ist eine Anlage nach dem Stand der Technik dargestellt, bei der eine Schneckenpresse 1 zur Entwässerung der Papierfasersuspension vorgesehen ist. Die entwässerte Suspension wird dann mit einer Konsistenz von ca. 20 - 35 %, vorteilhaft 25 -30 %, über einen Schacht 2 einer Heizeinrichtung 3 mit rotierenden Schaufeln zugeführt. Anschließend fällt die aufgeheizte Suspension in eine Schnecke 4 zur Zuführung zum Disperger 5. Der Dampf wird der Heizeinrichtung 3 durch eine Dampfleitung 6 zugeleitet, wobei auch ein Teil bereits in den Schacht 2 eingeführt werden kann. Die zu behandelnde Suspension wird über einen Einlassstutzen 7 der Schneckenpresse 1 zugeführt und tritt als Pfropfen 8 am Ende aus. Der Pfropfen 8 am Ende der Schneckenpresse 1 dient hier als Dampfsperre.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Hier wird ebenfalls die zu behandelnde Papierstoffsuspension in einer Schneckenpresse 1 entwässert und über einen Schacht 2 einer Stopfschnecke 8' bzw. in weiterer Folge einem Förderaggregat 9, das als Zuführschnecke ausgeführt sein kann, einem Disperger 5 zugeführt.
Weiters sind hier Leitungen 10, 10' erkennbar, über die der Papierstoffsuspension Dampf bzw. Chemikalien zugeführt werden können. Als Chemikalien kommen sowohl flüssige oder gasförmige Bleich- als auch Hygienechemikalien wie z.B. Peroxid, Natronlauge, Chlor, Ozon oder Dispergiermittel in Frage.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht von Fig. 2 gemäß Pfeil III. Die Schneckenpresse 1 ist über einen Schacht 2 mit der Stopfschnecke 8' verbunden. Die Papierstoffsuspension wird weiters dem Förderaggregat 9, insbesondere Zuführschnecke zugeleitet, wobei die Stopfschnecke 8' auch als Dampfsperre für den durch Leitung 10 zugeführten Dampf dient. Hinter der Zuführschnecke ist dann der Disperger 5 angeordnet.
In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Man erkennt die Einmündung der Stopfschnecke 8' und einen Zuführteil des Förderaggregats 9. Zur Dampfzufuhr können Stutzen 11 am Mantel 12 am Beginn des Förderaggregats oder Stutzen 11' oder 11" im Endteil des Förderaggregats angebracht sein. Durch diese Stutzen können auch alternativ Chemikalien zugeführt werden. Wird das Förderaggregat, insbesondere Schnecke, mit einer Hohlwelle 13 ausgestaltet, so kann auch Dampf bzw. Chemikalien in Richtung 14 durch die Hohlwelle 13 eingebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Schneckenwendeln 15 Dorne 16 vorgesehen sind. Auf diese Weise kann der Dampf auch einfach über den Querschnitt der Schnecke gleichmäßig verteilt eingebracht werden.
Wird der Dampf über die Stutzen 11, 11' oder 11" eingebracht, kann auch an die Hohlwelle 13 ein Vakuum (entgegen Richtung 14) angelegt werden. Alternativ kann durch die Hohlwelle 13 Dampf eingebracht und vorteilhafterweise durch Stutzen 11 abgesaugt werden. In diesem Fall können durch die Stutzen 11' bzw. 11" Chemikalien zugegeben werden. Anschließend wird die Suspension dem Disperger 5 gut durchwärmt und durchmischt zugeführt.
Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Dampf in Richtung 14 durch die Hohlwelle 13 zugeführt wird. Über die Länge der Welle tritt der Dampf an verschiedenen Stellen gleichmäßig aus. Die Papierstoffsuspension hat hier eine Temperatur von ca. 20 bis zu 80 °C, meist 40 - 60 °C. Der überschüssige Dampf wird dann durch die Stutzen 11, 11' bzw. 11" abgesaugt. Die Stutzen 11, 11', 11" können auch als am Schneckenmantel 12 angebrachte, ganz oder teilweise um den Umfang reichende, Kanäle ausgeführt sein. Vor dem Eintritt in die Dispergierzone weist die Papierstoffsuspension dann eine Temperatur größer 85 °C auf.
Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit der Dampfzufuhr. Die auf der Hohlwelle 13 angebrachte Schneckenwendel 15 wird durch eine Wand 18 gestützt, so dass sich ein Hohlraum 19 bildet. Aus der Hohlwelle 13 tritt der Dampf durch Öffnungen 20 in den Hohlraum 19 und wird dann durch Einlassöffnungen 21, 21' in die Papierstoffsuspension geführt. Je nach Lage der Einlassöffnungen 21, 21' kann dies auch an verschiedenen Stellen des Querschnittes des Förderaggregats 9, insbesondere Zuführschnecke, erfolgen.
Fig. 7 entspricht einem Schnitt entlang Linie VII-VII in Fig. 4. Die innerhalb des Schneckenmantels 12 laufende Hohlwelle 13 weist mehrere Dorne 16 auf, die unterschiedliche Längen haben können. Zur Dampfzufuhr in die Suspension sind die Dorne 16 mit Einlassöffnungen 21, 21' versehen, die eine Verteilung über den Querschnitt des Förderaggregats 9 gewährleisten. Auch können die Dorne 16 an ihrem oberen (von der Welle entfernten) Ende offen sein.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff während der Aufheizung durchmischt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizung des Papierfaserstoffs durch Dampf erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig am Förderaggregat ein Vakuum angelegt ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgekühlte Überschussdampf nach Durchströmung der Papierstoffsuspension abgeleitet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufheizung zusätzlich Chemikalien in den Papierfaserstoff eingemischt werden.
  7. Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, mit einer Zufuhreinrichtung für Dampf, einem Förderaggregat und einem Disperger, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9) mindestens einen Einlass (Stutzen 11, 11', 11" bzw. Einlassöffnungen 21, 21') für Dampf aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9) als Mischschnecke ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stutzen (11, 11', 11") als Vakuumanschluss ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (11, 11', 11") am Gehäuse (12) des Förderaggregates (9), beispielsweise Mischschnecke, angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9), beispielsweise Mischschnecke, eine Hohlwelle (13) aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (13) Dorne (16) zur Einmischung aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (21, 21') auf unterschiedlichen Radien des Förderaggregats (9), beispielsweise Mischschnecke, vorgesehen sind.
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