EP1172477B1 - Verfahren sowie Vorrichtung zum Beladen von Fasern mit Calciumcarbonat - Google Patents

Verfahren sowie Vorrichtung zum Beladen von Fasern mit Calciumcarbonat Download PDF

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EP1172477B1
EP1172477B1 EP01114533A EP01114533A EP1172477B1 EP 1172477 B1 EP1172477 B1 EP 1172477B1 EP 01114533 A EP01114533 A EP 01114533A EP 01114533 A EP01114533 A EP 01114533A EP 1172477 B1 EP1172477 B1 EP 1172477B1
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reactors
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carbon dioxide
fibre suspension
calcium carbonate
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Jörg Dr. Rheims
Klaus Dölle
Oliver Heise
Werner Witek
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/004—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives inorganic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates

Definitions

  • the invention relates to a method for loading in a fiber suspension contained fibers with calcium carbonate through a chemical reaction. she further relates to a device specified in the preamble of claim 14 Art.
  • Fibrous suspensions of the type mentioned serve in particular the Paper and / or cardboard manufacturing.
  • the strength play optical properties and the processability of the end product are crucial Role.
  • European patent application EP 0 791 685 A2 discloses a method for Application of fillers in a pulp by means of a single im Batch process operated reactor.
  • the reactor is powered by a Control unit controlled / regulated.
  • PCT application WO 97/01670 A1 discloses a filler for paper manufacture and a process for producing this filler.
  • the manufacturing process is again a batch process running in a single reactor formed, the progress of the reaction by measuring the pH and the consistency of the fiber suspension is monitored.
  • European patent application EP 0 969 141 A1 discloses a method for producing satinized paper with a stock preparation, paper formation and a satinizing process.
  • a fiber loading is carried out, in which materials are transported into the paper fibers that are suitable for increasing the volume of the fibers in their transverse extent by building up expanding layers of solid material and that in the satinizing process a pressure of at least 30 N / mm 2 is applied.
  • the aim of the invention is the method and the device of the aforementioned Kind especially with regard to an optimal reaction balance, the best possible response speed and one possible to further optimize the flexibility of production performance.
  • this object is achieved according to the invention in that the fiber suspension treated in this way in several reactors with another, pure carbon dioxide or carbon dioxide containing medium is applied and that the fiber suspension has a controllable consistency of about 15% to about 40%, preferably from about 20% to about 25%.
  • the calcium hydroxide preferably in liquid form (milk of lime) is added. This means that may not necessarily be in or on the fibers of the fiber suspension stored or deposited water for Start and end of the chemical reaction is necessary.
  • dry fiber surfaces can mean all wetted surfaces of the individual fibers. In particular, this also includes the case where the fibers both on their outer surface and inside (lumen) be loaded with calcium carbonate.
  • the fibers are loaded with the filler calcium carbonate, whereby the attachment to the wetted fiber surfaces by a so-called “fiber Loading TM "process is as described as such in US-A-5,223,090 is.
  • fiber Loading TM the carbon dioxide reacts with the calcium hydroxide to water and calcium carbonate.
  • At least some of the reactors are connected in parallel. This results in addition to the advantages already mentioned an optimal possibility of adapting the production output.
  • the device according to the invention is accordingly characterized in that that it comprises several reactors in which the calcium oxide and / or calcium hydroxide spiked fiber suspension with pure carbon dioxide or with a medium containing carbon dioxide can be acted upon.
  • FIG. 10 The only figure in the drawing shows a schematic representation of a purely exemplary embodiment of a device 10 for loading fibers contained in a fiber suspension with calcium carbonate (CaCO 3 ).
  • this device 10 serves for the addition of calcium carbonate to the wetted fiber surfaces of the fiber material.
  • This loading of the fibers can take place in particular in accordance with the "Fiber Loading TM" process mentioned above.
  • the device 10 comprises a plurality of reactors 12 i , in which the fiber suspension mixed with calcium oxide (CaO) and / or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) can be acted upon with pure carbon dioxide (CO 2 ) or with a medium containing carbon dioxide (CO 2 ).
  • the reactors 12 i can be connected in series and / or in parallel. A series connection, a parallel connection or a combination of such a series and parallel connection of the actuators 12 i is thus possible.
  • parallel reactors the production of calcium carbonate with different crystal types and the mixing together is preferably made possible after the completion of the respective production process.
  • a fluffer 14 can be provided in which the fiber material of the fiber suspension is split with the aim of increasing the specific surface area of the fiber material in such a way that the educts are accessible is optimized to the fiber material surface. This results in a further improvement of the homogenization and the "Fiber Loading TM" process is optimized accordingly.
  • the first fluffer 14 is provided between a refiner 16 and at least one reactor 12 i .
  • a refiner 20 follows the tank 18, after which it goes to the paper machine PM.
  • the correspondingly pretreated can be treated via a pressure reducing device 38 Fiber material 26 then continuously or discontinuously one or more the further processing serving headboxes of the paper machine in question 40 are supplied.
  • the pressure reducing device 38 can, for example a valve, in particular a rotary valve, a rotary screw, a sectioned one Lock, tank, relaxation device, e.g. a nozzle or turbine, and / or the like.
  • calcium carbonate (CaCO 3 ) can thus be deposited on the wetted fiber surfaces of the fiber material, this loading of the fibers in particular again being able to take place in accordance with the "Fiber Loading TM" process mentioned above.
  • the medium containing calcium oxide and / or calcium hydroxide can be added to the fiber material in such a way that at least some of it can associate with the water present in the fiber material, ie between the fibers, in the hollow fibers and in their walls.
  • the following chemical reaction occurs:
  • the pH value can be used to monitor and / or regulate the chemical reaction the pulp suspension can be measured.
  • the pH is preferred adjustable in a range from about 5.5 to about 10.5.
  • the ash content of the fiber suspension is, for example, in one range adjustable from about 1% to about 70%.
  • the carbon dioxide can in particular be supplied in gaseous form.
  • the temperature of the carbon dioxide supplied is advantageously in a range of adjustable from about -10 ° to about 250 ° C.
  • pressure control in the range from 0.1 bar to 20 bar is possible.
  • optical properties for example whiteness, brightness, opacity, Color locus, light scattering coefficient can be used.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Calciumcarbonat durch eine chemische Reaktion. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 14 angegebenen Art.
Faserstoffsuspensionen der eingangs genannten Art dienen insbesondere der Papier- und/oder Kartonherstellung. Der insbesondere auch aus ökonomischen und ökologischen Gründen erforderliche schonende Umgang mit Rohstoffresourcen äußert sich bei der Papierherstellung in zunehmend niedrigeren Flächengewichten der Papierbahn sowie im teilweisen Ersatz des Faserstoffes durch Füllstoffe. Werden kostengünstigere Rohstoffe eingesetzt, so soll die Papierqualität zumindest beibehalten werden. Hierbei spielen unter anderem die Festigkeit, die optischen Eigenschaften sowie die Verarbeitbarkeit des Endproduktes eine entscheidende Rolle.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 791 685 A2 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen von Füllstoffen in eine Zellstofffaserpulpe mittels eines einzigen im Batch-Verfahren betriebenen Reaktors. Der Reaktor wird dabei mittels einer Kontrolleinheit gesteuert/geregelt.
Die PCT-Anmeldung WO 97/01670 A1 offenbart einen Füllstoff für die Papierherstellung und ein Verfahren zur Herstellung dieses Füllstoffs. Das Herstellungsverfahren ist wiederum als ein im einem einzigen Reaktor ablaufendes Batch-Verfahren ausgebildet, wobei der Reaktionsfortschritt durch Messung des pH-Werts und der Konsistenz der Faserstoffsuspension überwacht wird.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 969 141 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung von satiniertem Papier mit einer Stoffaufbereitung, einer Papierbildung und einem Satinageprozess. In der Stoffaufbereitung wird dabei eine Faserbeladung durchgeführt, bei der Stoffe in der Papierfasern hineintransportiert werden, die geeignet sind, das Volumen der Fasern in ihrer Quererstreckung zu vergrößern, indem sie sich ausdehnende Feststoffschichten aufbauen und dass im Satinageprozess ein Druck von mindestens 30 N/mm2 angewendet wird.
Ziel der Erfindung ist es, das Verfahren sowie die Vorrichtung der eingangs genannten Art insbesondere im Hinblick auf ein möglichst optimales Reaktionsgleichgewicht, eine möglichst optimale Reaktionsgeschwindigkeit und eine möglichst optimale Flexibilität der Produktionsleistung weiterzubilden.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die so behandelte Faserstoffsuspension in mehreren Reaktoren mit einem weiteren, reines Kohlendioxid oder Kohlendioxid enthaltenden Medium beaufschlagt wird und daß die Faserstoffsuspension eine regelbare Stoffdichte (Konsistenz) von etwa 15% bis etwa 40% vorzugsweise von etwa 20% bis etwa 25%, aufweist. Bei Zusetzung eines Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid enthaltenen Mediums an die Faserstoffsuspension läuft eine chemische Reaktion mit exothermer Eigenschaft ab, wobei das Calciumhydroxid vorzugsweise in flüssiger Form (Kalkmilch) zugesetzt wird. Dies bedeutet, daß nicht unbedingt das möglicherweise in bzw. an den Faserstoffen der Faserstoffsuspension ein- bzw. angelagerte Wasser zum Start und Ablauf der chemischen Reaktion notwendig ist.
Aufgrund dieser Ausbildung wird der dem Beladen zugrundeliegende chemische Prozeß in mehrere kleine Prozesse aufgeteilt, wodurch ein optimales Reaktionsgleichgewicht, eine optimale Reaktionsgeschwindigkeit sowie eine optimale Flexibilität der Produktionsleistung erzielt wird. Dies ermöglicht eine gezielte und optimale Prüfung von Teilreaktionen, eine Zu- und/oder Abschaltung von Teilreaktoren und eine Variation der Betriebsparameter in den Teilreaktoren.
Bei dem Beladen der Fasern wird Calciumcarbonat an die benetzten Faseroberflächen eingelagert, indem dem feuchten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid zugesetzt wird, wobei zumindest ein Teil davon sich mit dem Wasser der Faserstoffmenge assoziieren kann. Das so behandelte Fasermaterial wird dann mit dem reinen Kohlendioxid oder mit dem Kohlendioxid enthaltenden Medium beaufschlagt.
Dabei kann der Begriff "benetzte Faseroberflächen" alle benetzten Oberflächen der einzelnen Fasern umfassen. Damit ist insbesondere auch der Fall mit erfaßt, bei dem die Fasern sowohl an ihrer Außenfläche als auch in ihrem Innern (Lumen) mit Calciumcarbonat beladen werden.
Demnach werden die Fasern mit dem Füllstoff Calciumcarbonat beladen, wobei die Anlagerung an die benetzten Faseroberflächen durch einen sog. "Fiber Loading ™" -Prozeß erfolgt, wie er als solcher in der US-A-5,223,090 beschrieben ist. In diesem "Fiber Loading™"-Prozeß reagiert das Kohlendioxid mit dem Calciumhydroxid zu Wasser und Calciumcarbonat.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zumindest ein Teil der Reaktoren in Reihe geschaltet. Aus einem großen Reaktionsvolumen werden mehrere kleinere Reaktionsvolumina geschaffen, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird und entsprechend die Kontaktflächen der Reaktanden vergrößert werden. Weiterhin kann in vorteilhafter Weise sowohl (Kristallisations-)Prozeß gezielt beeinflußt werden als auch die Parameter für einen optimalen Reaktionsverlauf angepaßt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest ein Teil der Reaktoren parallel geschaltet. Damit ergibt sich außer den bereits genannten Vorteilen eine optimale Anpassungsmöglichkeit der Produktionsleistung.
Von Vorteil ist auch, wenn in parallel geschalteten Reaktoren Calciumcarbonat mit verschiedenen Kristalltypen hergestellt und vorzugsweise nach Abschluß des jeweiligen Herstellungsprozesses zusammengemischt wird. Dadurch wird eine optimale Zusammensetzung des Produkts ermöglicht.
In bestimmten Fällen ist auch eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung der Reaktoren von Vorteil. Dabei kann der Parallel-Anteil auf den erforderlichen Produktionsbereich abgestimmt werden. r
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im übrigen kann bei dem Beladen der Fasern mit Calciumcarbonat so vorgegangen werden, wie dies in der US-A-5,223,090 beschrieben ist. Der Inhalt dieser Druckschrift wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist entsprechend dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Reaktoren umfaßt, in denen die mit Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid versetzte Faserstoffsuspension mit reinem Kohlendioxid oder mit einem Kohlendioxid enthaltenden Medium beaufschlagbar ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine rein beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Calciumcarbonat (CaCO3). Entsprechend dient diese Vorrichtung 10 der Anlagerung von Calciumcarbonat an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials. Dabei kann dieses Beladen der Fasern insbesondere entsprechend dem zuvor genannten "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen.
Die Vorrichtung 10 umfaßt mehrere Reaktoren 12i, in der die mit Calciumoxid (CaO) und/oder Calciumhydroxid (Ca(OH)2) versetzte Faserstoffsuspension mit reinem Kohlendioxid (CO2) oder mit einem Kohlendioxid (CO2) enthaltenden Medium beaufschlagbar ist. Dabei können die Reaktoren 12i in Reihe und/oder parallel geschaltet sein. Es ist somit eine Reihenschaltung, eine Parallelschaltung oder eine Kombination aus einer solchen Reihen- und Parallelschaltung der Beaktoren 12i möglich. Auch wird in parallel geschalteten Reaktoren die Herstellung von Calciumcarbonat mit verschiedenen Kristalltypen und das Zusammenmischung vorzugsweise nach Abschluß des jeweiligen Herstellungsprozesses ermöglicht.
Vor und/oder nach und/oder in der Gruppe von Reaktoren 12i kann jeweils ein Fluffer 14 vorgesehen sein, in dem das Fasermaterial der Faserstoffsuspension mit dem Ziel gespalten wird, die spezifische Oberfläche des Fasermaterials derart zu vergrößern, daß die Zugänglichkeit für die Edukte an die Fasermaterialoberfläche optimiert wird. Dadurch ergibt sich eine weitergehende Verbesserung der Homogenisierung und der "Fiber Loading ™"-Prozeß wird entsprechend optimiert.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Fluffer 14 zwischen einem Refiner 16 und wenigstens einem Reaktor 12i vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise auch möglich, einen solchen Fluffer 14 zwischen dem wenigstens einen Reaktor 12i und einem Tank 18 vorzusehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel folgt auf den Tank 18 wieder ein Refiner 20, wonach es zur Papiermaschine PM geht.
Über eine Druckminderungseinrichtung 38 kann das entsprechend vorbehandelte Fasermaterial 26 dann kontinuierlich oder diskontinuierlich einem oder mehreren der weiteren Aufbereitung dienenden Stoffaufläufen der betreffenden Papiermaschine 40 zugeführt werden. Die Druckminderungseinrichtung 38 kann beispielsweise ein Ventil, insbesondere Drehventil, eine Zellradschnecke, eine sektionierte Schleuse, einen Tank, eine Entspannungsvorrichtung, z.B. eine Düse oder Turbine, und/oder dergleichen umfassen.
Auch die weiteren in der Figur noch enthaltenen Angaben sind rein beispielhaft.
Beispielsweise mittels dieser Vorrichtung 10 kann somit eine Anlagerung von Calciumcarbonat (CaCO3) an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials erfolgen, wobei dieses Beladen der Fasern insbesondere wieder entsprechend dem zuvor genannten "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen kann.
Dabei kann dem Fasermaterial das Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid (gelöschter Kalk) enthaltende Medium insbesondere so zugesetzt werden, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial, d.h. zwischen den Fasern, in den Hohlfasern und in deren Wänden, vorhandenen Wasser assoziieren kann, wobei sich die folgende chemische Reaktion einstellt:
Figure 00070001
In einem jeweiligen Reaktor wird das Fasermaterial dann derart mit Kohlendioxid (CO2) beaufschlagt, daß Calciumcarbonat (CaCO3) an die benetzten Faseroberflächen weitestgehend angelagert wird. Dabei stellt sich die folgende chemische Reaktion ein:
Figure 00070002
Unabhängig von der jeweiligen Art der betreffenden Vorrichtung sind hinsichtlich einer weiteren Optimierung des Beladungsvorgangs einzeln oder in beliebiger Kombination auch die folgenden Maßnahmen oder Merkmale von Vorteil:
Zur Überwachung und/oder Regelung der chemischen Reaktion kann der pH-Wert der Faserstoffsuspension gemessen werden. Dabei ist der pH-Wert vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5,5 bis etwa 10,5 einstellbar.
Der Aschegehalt der Faserstoffsuspension ist beispielsweise in einem Bereich von etwa 1% bis etwa 70% regelbar.
Das Kohlendioxid kann insbesondere gasförmig zugeführt werden. Die Temperatur des zugeführten Kohlendioxids ist zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa -10° bis etwa 250°C einstellbar.
Es ist beispielsweise eine Druckregelung im Bereich von 0,1 bar bis 20 bar möglich.
Als Indikatoren für die Regelung der chemischen Reaktion können beispielsweise optische Eigenschaften, beispielsweise Weisse (Brightness), Helligkeit, Opazität, Farbort, Lichtstreuungskoeffizient, herangezogen werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, bei der Regelung der chemischen Reaktion als Regelgröße den pH-Wert, den Ascheanteil und/oder den Anteil an Calciumcarbonat (CaCO3) heranzuziehen.
In den in der Figur 1 mit "VD" bezeichneten Bereichen ist beispielsweise auch eine Verdünnung (H2O) möglich.
Auch die im folgenden genannten Maßnahmen oder Merkmale können, einzeln oder in beliebiger Kombination, einer weiteren Optimierung des Faserladeprozesses dienen:
  • Zufuhr von Pulp:
    • Volumen und Massenstrom regelbar
    • Temperatur regelbar in einem Bereich von etwa 5°C bis etwa 95°C
    • pH-Wert regelbar von etwa 10 bis etwa 13.
  • Calciumcarbonat (CaCO) im Reaktor:
    • Kristalltypen: romboedrisch, skalenoedrisch, rosettenartig, sphärisch, nadelförmig, prismenförmig, aragonitisch, plättförmig, GCC und ähnliche
    • Reaktion unter etwa 0,1 bis etwa 20 bar
    • Temperatur von etwa -10° bis etwa 250°C
    • Verweilzeit von etwa 1 Minute bis etwa 1 Stunde
  • Fluffing:
    • dient der Vergrößerung der spezifischen Oberfläche
    • einsetzbar vor und/oder nach und/oder in einem jeweiligen Reaktor bzw. den Reaktoren
    • Spaltweite von etwa 0,1 bis etwa 100 mm, vorzugsweise einstellbar
    • Energieeintrag in einen Bereich von etwa 5 kWh/t bis etwa 200 kWh/t
  • Refining:
    • vor und/oder nach und/oder in einem jeweiligen Reaktor bzw. den Reaktoren bzw. dem "Fiber Loading™"-Prozeß
  • Druckbehälter oder Reaktor (*) / Verweilpulper nach Reaktor (**):
    • (*) Kristalltypen: romboedrisch, skalenoedrisch, rosettenartig, sphärisch, nadelförmig, prismenförmig, aragonitisch, plättförmig, GCC und ähnliche
    • (*) Reaktion unter etwa 0,1 bis etwa 20 bar
    • (**) Temperatur in einem Bereich von etwa -10° bis etwa 250°C
    • (*) pH-Wert von etwa 5,5 bis etwa 10,5 regelbar
    • (**) Stoffdichte etwa 0,1% bis etwa 15%
    • (**) CO2-Zugabe
    • (**) Verweilzeit
  • CaCO3-Anteil am Pulp:
    • Bei einem zugrundeliegenden Massenanteil von etwa 1 % bis etwa 70 % des Füllstoffs, etwa 1 % bis etwa 60 % an den Fasern angelagerter Füllstoff, der Rest freies FLPCC in der Suspension.
    • Bezugszeichenliste
    10
    Vorrichtung zum Beladen von Fasern
    12i
    Reaktor
    14
    Fluffer
    16
    Refiner
    18
    Tank
    20
    Refiner

    Claims (17)

    1. Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Calciumcarbonat durch eine chemische Reaktion,
      wobei der Faserstoffsuspension ein Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid enthaltendes Medium zugesetzt wird,
      dadurch gekennzeichnet, daß die so behandelte Faserstoffsuspension in mehreren Reaktoren (12i) mit einem weiteren, reines Kohlendioxid oder Kohlendioxid enthaltenden Medium beaufschlagt wird und
      daß die Faserstoffsuspension eine regelbare Stoffdichte (Konsistenz) von etwa 15 % bis etwa 40 %, vorzugsweise von etwa 20 % bis etwa 25 %, aufweist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Reaktoren (12i) in Reihe geschaltet ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Reaktoren (12i) parallel geschaltet ist.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung der Reaktoren (12i) vorgesehen ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß in parallel geschalteten Reaktoren (12i) Calciumcarbonat (CaCO) mit verschiedenen Kristalltypen hergestellt und vorzugsweise nach Abschluß des jeweiligen Herstellungsprozesses zusammengemischt wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung und/oder Regelung der chemischen Reaktion der pH-Wert der Faserstoffsuspension gemessen wird und daß dieser pH-Wert in einem Bereich von etwa 5,5 bis etwa 10,5 einstellbar ist.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Aschegehalt der Faserstoffsuspension in einem Bereich von etwa 1 % bis etwa 70 % regelbar ist.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid gasförmig zugeführt wird.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zugeführten Kohlendioxids in einem Bereich von etwa -20° bis etwa 100° C einstellbar ist.
    10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Weisse als Indikator für die Regelung der chemischen Reaktion herangezogen wird.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert, der Ascheanteil und/oder der Anteil an Calciumcarbonat als Regelgröße bei der Regelung der chemischen Reaktion herangezogen wird.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      gekennzeichnet durch
      wenigstens einen der folgenden Schritte:
      Prüfung von Teilreaktionen
      Zu- und/oder Abschaltung von Teilreaktoren
      Variationen der Betriebsparameter in den Teilreaktoren
    13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckregelung im Bereich von etwa 0,1 bar bis etwa 20 bar vorgesehen ist.
    14. Vorrichtung (10) zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Calciumcarbonat durch eine chemische Reaktion, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der hervorgehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Reaktoren (12i) umfaßt, in denen die mit Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid versetzte Faserstoffsuspension mit reinem Kohlendioxid oder mit einem Kohlendioxid enthaltenden Medium beaufschlagbar ist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
      dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Reaktoren (12i) in Reihe geschaltet ist.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
      dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Reaktoren (12i) parallel geschaltet ist.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung der Reaktoren (12i) vorgesehen ist.
    EP01114533A 2000-07-13 2001-06-16 Verfahren sowie Vorrichtung zum Beladen von Fasern mit Calciumcarbonat Expired - Lifetime EP1172477B1 (de)

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