EP1253238A2 - Process for loading fibres - Google Patents

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EP1253238A2
EP1253238A2 EP02002837A EP02002837A EP1253238A2 EP 1253238 A2 EP1253238 A2 EP 1253238A2 EP 02002837 A EP02002837 A EP 02002837A EP 02002837 A EP02002837 A EP 02002837A EP 1253238 A2 EP1253238 A2 EP 1253238A2
Authority
EP
European Patent Office
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carbon dioxide
fiber
exhaust gas
gas
fiber loading
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02002837A
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German (de)
French (fr)
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EP1253238A3 (en
Inventor
Klaus Dölle
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1253238A2 publication Critical patent/EP1253238A2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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 Fibrous suspension containing fibers with an auxiliary through chemical precipitation reaction that is triggered by the addition of carbon dioxide.
  • Pulp for the production of paper and cardboard is used in the paper machine upstream fiber preparation so processed that the desired Paper properties such as mechanical properties, optical Properties etc. can be achieved.
  • Additives, e.g. Fillers are added.
  • Loading with an additive can be carried out, for example, by a chemical precipitation reaction, ie in particular by a so-called “Fiber Loading TM” process, as is described, inter alia, in US Pat. No. 5,223,090.
  • a chemical precipitation reaction ie in particular by a so-called "Fiber Loading TM" process
  • at least one additive, in particular filler is embedded on the wetted fiber surfaces of the fiber material.
  • the fibers can be loaded with calcium carbonate, for example.
  • calcium oxide and / or calcium hydroxide is added to the moist, disintegrated fiber material in such a way that at least a part thereof is associated with the water present in the fiber material.
  • the fiber material treated in this way is then subjected to carbon dioxide.
  • the "Fiber Loading TM" process can take place within a refiner.
  • the calcium oxide and / or the calcium hydroxide medium is added to the fiber suspension, a chemical reaction with an exothermic property takes place, the calcium hydroxide preferably being added in liquid form (milk of lime).
  • the water which is possibly stored in or on the fibers of the fiber suspension is not absolutely necessary for the start and the course of the chemical reaction.
  • the carbon dioxide for such a fiber loading process has so far always been produced with a degree of purity greater than 99.8%.
  • the production of carbon dioxide with such a degree of purity is correspondingly complex and expensive, which has a disadvantageous effect on the economy of the entire fiber loading process.
  • the aim of the invention is to provide an improved method of the type mentioned to create, with which the previously mentioned disadvantage is eliminated and the whole can be carried out in a correspondingly simpler and more economical manner.
  • This object is achieved according to the invention by a method for loading fibers contained in a fiber suspension with an auxiliary by a chemical precipitation reaction which is triggered by the addition of carbon dioxide, the carbon dioxide having a degree of purity of 99 99%, preferably of 85 85%. generated and this carbon dioxide is added to the fiber suspension. It has been found that the specified degree of purity, which is significantly lower than that of the previously known methods, is completely sufficient for the fiber planning process in question.
  • the process according to the invention thus has the particular advantage that a substantial amount of energy is saved in the production of carbon dioxide and that the plant used for producing carbon dioxide and the production process can be significantly simplified. This makes the fiber loading process overall easier and more economical.
  • the carbon dioxide is preferably from the exhaust gas of a fuel or produced by lime burning or the like.
  • the carbon dioxide from the exhaust gas of a power plant, one Internal combustion engine, a boiler and / or the like and / or from the Exhaust gas from direct combustion is generated with any fossil fuel.
  • the exhaust gas generated during combustion is advantageously one Wash process subjected to in particular solid and larger impurities wash out of the exhaust gas.
  • at least one water-sprinkled wash tower can be used.
  • the gas preferably following the Washing process, is bound in an absorber liquid.
  • the absorber liquid can, for example, highly efficient monoethanolamine and / or a soda ash and / or Copper carbonate and water mixture included.
  • the bound carbon dioxide can then be precipitated, whereby it is preferably also cooled.
  • At least part of the aforementioned is different Process steps carried out in countercurrent operation.
  • the gas is used for liquefaction compressed and preferably chilled and the liquid carbon dioxide then temporarily stored in a pressurized tank and so for the fiber loading process is provided.
  • this carbon dioxide temporarily stored in liquid form especially to a temperature in a range from about 10 ° C to about 90 ° C are heated to achieve the desired crystal structure.
  • the compression and cooling process can be at least partially eliminated.
  • the CO 2 gas therefore only has to be cooled or heated to the final desired temperature and compressed to the desired pressure.
  • calcium carbonate (CaCO 3 ) When loading the fibers with, for example, filler, calcium carbonate (CaCO 3 ), for example, can be embedded on the wetted fiber surfaces by adding calcium oxide (CaO) and / or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) to the moist fiber material, at least some of which coexists can associate the water with the amount of fiber.
  • the fiber material treated in this way can then be subjected to the carbon dioxide (CO 2 ) produced in the manner specified.
  • wetted fiber surfaces can mean all wetted surfaces of the individual fibers. This also includes the case, in particular with the fibers both on their outer surface and inside (lumen) Load calcium carbonate or any other precipitation product become.
  • the fibers can e.g. load with the filler calcium carbonate be, the attachment to the wetted fiber surfaces by a
  • the so-called “Fiber Loading TM” process takes place as it is in US-A-5 223 090 is described.
  • this "Fiber Loading TM” process e.g. the Carbon dioxide with the calcium hydroxide to water and calcium carbonate.
  • the method generally serves to load fibers contained in a fiber suspension with an auxiliary by means of a chemical precipitation reaction which is triggered by the addition of carbon dioxide (CO 2 ).
  • the carbon dioxide with a purity of ⁇ 99% is preferred of ⁇ 85%, and this carbon dioxide is added to the fiber suspension. From an economic and process engineering perspective, it is advantageous if the carbon dioxide in a range from about 65% to about 99%, preferably in a range of about 75% to about 85%, and this carbon dioxide Fibrous suspension is added.
  • the carbon dioxide can in particular from the exhaust gas of a fuel Lime burning and / or the like are generated. As with the figure 1 to is recognizable, the carbon dioxide can in particular from the exhaust gas Power plant, a lime kiln, an internal combustion engine or one Internal combustion engine, a boiler and / or the like can be generated.
  • the exhaust gas or flue gas source in question is designated by "10" in FIG. 1.
  • the carbon dioxide can also be obtained from the exhaust gas Direct firing can be generated with any fossil fuel.
  • the exhaust gas from a boiler 12 can be used accordingly.
  • the exhaust gas generated during the combustion can then, for example, be one Washing process to be subjected in particular to solid and larger ones Wash out contaminants from the exhaust gas.
  • For the washing process can for example, one or more water-sprayed wash towers 14 are used become. In the present case, two such washing towers 14 are provided. In the FIG. 1 is also the respective water cycle for these wash towers 14 indicated.
  • the CO 2 gas can then optionally be subjected to an absorption process 16 and / or a cleaning process 18.
  • the gas can be in a Absorber liquid are bound.
  • the absorber liquid in question can for example aqueous monoethanolamine and / or a soda ash and / or Copper carbonate and water mixture included.
  • the bound carbon dioxide can then be precipitated, with the carbon dioxide optionally can also be cooled.
  • the two steps 16 and 18 can optionally also be omitted.
  • the gas can then optionally be compressed by means of a CO 2 compressor 20.
  • the carbon dioxide can then, for example, a CO 2 dryer 22, a CO 2 -Verfactungscut 24 and a CO 2 -Speicherungsyear be supplied 26th
  • the gas can be compressed and preferably for liquefaction be cooled and then the liquid carbon dioxide in one pressurized tank temporarily and so for the actual Fiber loading process 28 are provided.
  • the steps 22 to 26 provided in particular for high-grade CO 2 can optionally also be omitted.
  • the carbon dioxide can also be fed directly to the fiber loading process 28, in particular after washing out or precipitating in its gaseous state. If the carbon dioxide is not stored temporarily, the compression and cooling process can at least partially be omitted, so that the CO 2 gas only has to be cooled or heated to the final desired temperature.
  • the carbon dioxide then becomes the actual fiber loading process 28 fed.
  • calcium oxide and / or calcium hydroxide can be added to the fiber material in such a way that at least part 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 sets the following chemical reaction:

Abstract

In a paper-making process an additive is introduced to a suspension of pre-prepared cellulose fibres by a process (28) of chemical precipitation driven by the introduction of carbon dioxide of ( 99% pref. ( 85% purity. The carbon dioxide is introduced from a tank in which it is stored in liquid form. The gas is released and heated to between 10 and 90 degrees C prior to discharge to the fibres. The gas is the by-product of e.g. power station combustion, the incineration of chalk or fossil fuel and is filtered and washed prior to use using an aqueous fluid containing mono-ethanolamine and/or soda ash and/or copper carbonate. The bound carbon dioxide is subsequently precipitated and chilled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit einem Hilfsstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, die durch Zusetzen von Kohlendioxid ausgelöst wird.The invention relates to a method for loading in a Fibrous suspension containing fibers with an auxiliary through chemical precipitation reaction that is triggered by the addition of carbon dioxide.

Faserstoff zur Herstellung von Papier und Karton wird in der der Papiermaschine vorgelagerten Faserstoffaufbereitung so aufbereitet, daß die gewünschten Papiereigenschaften, wie z.B. mechanische Eigenschaften, optische Eigenschaften usw., erreicht werden. Dabei können dem Faserstoff Zusatzstoffe, z.B. Füllstoffe, zugegeben werden.Pulp for the production of paper and cardboard is used in the paper machine upstream fiber preparation so processed that the desired Paper properties such as mechanical properties, optical Properties etc. can be achieved. Additives, e.g. Fillers are added.

Das Beladen mit einem Zusatzstoff, z.B. Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, d.h. insbesondere durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen, wie er u.a. in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. Bei einem solchen "Fiber Loading™"-Prozeß wird an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielsweise mit Calciumcarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, desintegrierten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid so zugesetzt, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vorhandenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird anschließend mit Kohlendioxid beaufschlagt. Beim aus dieser US-A-5 223 090 bekannten Verfahren kann der "Fiber Loading™"-Prozeß innerhalb eines Refiners stattfinden.
Bei Zusetzung des Calciumoxids und/oder des Calciumhydroxids 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.
Das Kohlendioxid für einen solchen Faserbeladungsprozeß wurde bisher stets mit einem Reinheitsgrad größer 99,8 % erzeugt. Die Herstellung von Kohlendioxid mit einem solchen Reinheitsgrad ist entsprechend aufwendig und teuer, was sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Faserbeladungsprozesses auswirkt.Loading with an additive, for example filler, can be carried out, for example, by a chemical precipitation reaction, ie in particular by a so-called "Fiber Loading ™" process, as is described, inter alia, in US Pat. No. 5,223,090. In such a "Fiber Loading ™" process, at least one additive, in particular filler, is embedded on the wetted fiber surfaces of the fiber material. The fibers can be loaded with calcium carbonate, for example. For this purpose, calcium oxide and / or calcium hydroxide is added to the moist, disintegrated fiber material in such a way that at least a part thereof is associated with the water present in the fiber material. The fiber material treated in this way is then subjected to carbon dioxide. In the method known from this US-A-5 223 090, the "Fiber Loading ™" process can take place within a refiner.
When the calcium oxide and / or the calcium hydroxide medium is added to the fiber suspension, a chemical reaction with an exothermic property takes place, the calcium hydroxide preferably being added in liquid form (milk of lime). This means that the water which is possibly stored in or on the fibers of the fiber suspension is not absolutely necessary for the start and the course of the chemical reaction.
The carbon dioxide for such a fiber loading process has so far always been produced with a degree of purity greater than 99.8%. The production of carbon dioxide with such a degree of purity is correspondingly complex and expensive, which has a disadvantageous effect on the economy of the entire fiber loading process.

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der zuvor genannte Nachteil beseitigt ist und das insgesamt auf entsprechend einfachere und wirtschaftlichere Weise ausführbar ist.The aim of the invention is to provide an improved method of the type mentioned to create, with which the previously mentioned disadvantage is eliminated and the whole can be carried out in a correspondingly simpler and more economical manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit einem Hilfsstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, die durch Zusetzen von Kohlendioxid ausgelöst wird, wobei das Kohlendioxid mit einem Reinheitsgrad von ≤ 99 %, vorzugsweise von ≤ 85 %,, erzeugt und dieses Kohlendioxid der Faserstoffsuspension zugesetzt wird.
Es hat sich herausgestellt, daß der angegebene, im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren deutlich geringere Reinheitsgrad für den hier in Rede stehenden Faserplanungsprozeß vollauf genügt. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt somit insbesondere den Vorteil mit sich, daß bei der Gewinnung des Kohlendioxids ein wesentlicher Anteil an Energie eingespart wird und die der Kohlendioxiderzeugung dienende Anlage sowie der Herstellungsprozeß deutlich vereinfacht werden können. Damit wird der Faserbeladungsprozeß insgesamt einfacher und wirtschaftlicher. This object is achieved according to the invention by a method for loading fibers contained in a fiber suspension with an auxiliary by a chemical precipitation reaction which is triggered by the addition of carbon dioxide, the carbon dioxide having a degree of purity of 99 99%, preferably of 85 85%. generated and this carbon dioxide is added to the fiber suspension.
It has been found that the specified degree of purity, which is significantly lower than that of the previously known methods, is completely sufficient for the fiber planning process in question. The process according to the invention thus has the particular advantage that a substantial amount of energy is saved in the production of carbon dioxide and that the plant used for producing carbon dioxide and the production process can be significantly simplified. This makes the fiber loading process overall easier and more economical.

Das Kohlendioxid wird vorzugsweise aus dem Abgas eines Brennstoffes oder durch Kalkbrennen oder dergleichen erzeugt.The carbon dioxide is preferably from the exhaust gas of a fuel or produced by lime burning or the like.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kohlendioxid aus dem Abgas eines Kraftwerks, eines Verbrennungsmotors, eines Kessels und/oder dergleichen und/oder aus dem Abgas einer Direktfeuerung mit einem beliebigen fossilen Brennstoff erzeugt.According to a preferred embodiment of the method according to the invention the carbon dioxide from the exhaust gas of a power plant, one Internal combustion engine, a boiler and / or the like and / or from the Exhaust gas from direct combustion is generated with any fossil fuel.

Das bei der Verbrennung erzeugte Abgas wird vorteilhafterweise einem Waschprozeß unterzogen, um insbesondere feste und größere Verunreinigungen aus dem Abgas auszuwaschen. Dabei kann für den Waschprozeß beispielsweise wenigstens ein wasserberieselter Waschturm eingesetzt werden.The exhaust gas generated during combustion is advantageously one Wash process subjected to in particular solid and larger impurities wash out of the exhaust gas. For example, for the washing process at least one water-sprinkled wash tower can be used.

Von Vorteil ist auch, wenn das Gas, vorzugsweise im Anschluß an den Waschprozeß, in einer Absorberflüssigkeit gebunden wird. Die Absorberflüssigkeit kann beispielsweise hocheffizientes Monoethanolamin und/oder ein Sodaascheund/oder Kupfercarbonat- und Wassergemisch enthalten.It is also advantageous if the gas, preferably following the Washing process, is bound in an absorber liquid. The absorber liquid can, for example, highly efficient monoethanolamine and / or a soda ash and / or Copper carbonate and water mixture included.

Das gebundene Kohlendioxid kann anschließend ausgefällt werden, wobei es vorzugsweise auch gekühlt wird.The bound carbon dioxide can then be precipitated, whereby it is preferably also cooled.

Vorzugsweise wird zumindest ein Teil der zuvor genannten verschiedenen Verfahrensschritte im Gegenstrombetrieb ausgeführt.Preferably at least part of the aforementioned is different Process steps carried out in countercurrent operation.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn das Gas zur Verflüssigung komprimiert und vorzugsweise gekühlt und das flüssige Kohlendioxid anschließend in einem druckbeaufschlagten Tank zwischengelagert und so für den Faserbeladungsprozeß bereitgestellt wird. Für den Faserbeladungsprozeß kann dieses in flüssiger Form zwischengespeicherte Kohlendioxid dann insbesondere auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 10°C bis etwa 90°C erhitzt werden, um die jeweils erwünschte Kristallstruktur zu erreichen. In certain cases it is advantageous if the gas is used for liquefaction compressed and preferably chilled and the liquid carbon dioxide then temporarily stored in a pressurized tank and so for the fiber loading process is provided. For the fiber loading process can this carbon dioxide temporarily stored in liquid form especially to a temperature in a range from about 10 ° C to about 90 ° C are heated to achieve the desired crystal structure.

Anschließend kann das Kohlendioxid dann im gasförmigen Zustand dem Faserbeladungsprozeß zugeführt werden.Then the carbon dioxide can then in the gaseous state Fiber loading process are fed.

Es ist jedoch auch möglich, das Kohlendioxid, vorzugsweise nach dem Auswaschen bzw. dem Ausfällen, in seinem gasförmigen Zustand direkt dem Faserbeladungsprozeß zuzuführen. Dabei kann das Kohlendioxid durch Erhitzen oder Abkühlen auf die gewünschte Temperatur gebracht werden, bevor es dem Faserbeladungsprozeß zugeführt wird.However, it is also possible to remove the carbon dioxide, preferably after Wash out or the precipitate, in its gaseous state directly to the To supply fiber loading process. The carbon dioxide can be heated or cooling to the desired temperature before it Fiber loading process is supplied.

Insbesondere in dem Fall, daß das Kohlendioxid direkt dem Faserbeladungsprozeß zugeführt wird, kann der Komprimierungs- und Abkühlungsprozeß zumindest teilweise entfallen. Das CO2-Gas muß also nur noch auf die endgültige gewünschte Temperatur abgekühlt oder erhitzt und auf den gewünschten Druck komprimiert werden.In particular, in the event that the carbon dioxide is fed directly to the fiber loading process, the compression and cooling process can be at least partially eliminated. The CO 2 gas therefore only has to be cooled or heated to the final desired temperature and compressed to the desired pressure.

Bei der vorliegenden Verwendung des Kohlendioxids für einen Faserbeladungsprozeß ist weder eine Purifikation, d.h. Geruchsneutralisierung, noch eine Feinreinigung erforderlich.In the present use of carbon dioxide for one The fiber loading process is neither a purification, i.e. Deodorization, a fine cleaning is still necessary.

Beim Beladen der Fasern z.B. mit Füllstoff kann beispielsweise Calciumcarbonat (CaCO3) an die benetzen Faseroberflächen eingelagert werden, indem dem feuchten Fasermaterial Calciumoxid (CaO) und/oder Calciumhydroxid (Ca(OH)2) zugesetzt wird, wobei zumindest ein Teil davon sich mit dem Wasser der Faserstoffmenge assoziieren kann. Das so behandelte Fasermaterial kann dann mit dem in der angegebenen Weise erzeugten Kohlendioxid (CO2) beaufschlagt werden.When loading the fibers with, for example, filler, calcium carbonate (CaCO 3 ), for example, can be embedded on the wetted fiber surfaces by adding calcium oxide (CaO) and / or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) to the moist fiber material, at least some of which coexists can associate the water with the amount of fiber. The fiber material treated in this way can then be subjected to the carbon dioxide (CO 2 ) produced in the manner specified.

Der Begriff "benetzte Faseroberflächen" kann 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 bzw. einem beliebigen anderen Fällungsprodukt beladen werden.The term "wetted fiber surfaces" can mean all wetted surfaces of the individual fibers. This also includes the case, in particular with the fibers both on their outer surface and inside (lumen) Load calcium carbonate or any other precipitation product become.

Demnach können die Fasern z.B. mit dem Füllstoff Calciumcarbonat beladen werden, 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 z.B. das Kohlendioxid mit dem Calciumhydroxid zu Wasser und Calciumcarbonat.Accordingly, the fibers can e.g. load with the filler calcium carbonate be, the attachment to the wetted fiber surfaces by a The so-called "Fiber Loading ™" process takes place as it is in US-A-5 223 090 is described. In this "Fiber Loading ™" process e.g. the Carbon dioxide with the calcium hydroxide to water and calcium carbonate.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment Reference to the drawing explained in more detail.

Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt ein Ablaufdiagramm für eine beispielhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The only figure in this drawing shows a flow chart for a exemplary embodiment of the method according to the invention.

Das Verfahren dient allgemein dem Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit einem Hilfsstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, die durch Zusetzen von Kohlendioxid (CO2) ausgelöst wird.The method generally serves to load fibers contained in a fiber suspension with an auxiliary by means of a chemical precipitation reaction which is triggered by the addition of carbon dioxide (CO 2 ).

Dabei wird das Kohlendioxid mit einem Reinheitsgrad von ≤ 99 %, vorzugsweise von ≤ 85 %, erzeugt und dieses Kohlendioxid der Faserstoffsuspension zugesetzt. Unter wirtschaftlichen und prozeßtechnischen Aspekten ist es von Vorteil, wenn das Kohlendioxid in einem Bereich von etwa 65 % bis etwa 99 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 75 % bis etwa 85 %, erzeugt und dieses Kohlendioxid der Faserstoffsuspension zugesetzt wird.The carbon dioxide with a purity of ≤ 99% is preferred of ≤ 85%, and this carbon dioxide is added to the fiber suspension. From an economic and process engineering perspective, it is advantageous if the carbon dioxide in a range from about 65% to about 99%, preferably in a range of about 75% to about 85%, and this carbon dioxide Fibrous suspension is added.

Das Kohlendioxid kann insbesondere aus dem Abgas eines Brennstoffes, durch Kalkbrennen und/oder dergleichen erzeugt werden. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, kann das Kohlendioxid dabei insbesondere aus dem Abgas eines Kraftwerks, eines Kalkofens, eines Verbrennungsmotors bzw. einer Verbrennungsmaschine, einem Kessel und/oder dergleichen erzeugt werden. Die betreffende Abgas- oder Rauchgasquelle ist in der Figur 1 mit "10" bezeichnet.The carbon dioxide can in particular from the exhaust gas of a fuel Lime burning and / or the like are generated. As with the figure 1 to is recognizable, the carbon dioxide can in particular from the exhaust gas Power plant, a lime kiln, an internal combustion engine or one Internal combustion engine, a boiler and / or the like can be generated. The The exhaust gas or flue gas source in question is designated by "10" in FIG. 1.

Alternativ oder zusätzlich kann das Kohlendioxid auch aus dem Abgas einer Direktfeuerung mit beliebigem fossilem Brennstoff erzeugt werden. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, kann beispielsweise das Abgas eines Brennkessels 12 entsprechend verwendet werden.Alternatively or additionally, the carbon dioxide can also be obtained from the exhaust gas Direct firing can be generated with any fossil fuel. As with 1 can be seen, for example, the exhaust gas from a boiler 12 can be used accordingly.

Das bei der Verbrennung erzeugte Abgas kann dann beispielsweise einem Waschprozeß unterzogen werden, um insbesondere feste und größere Verunreinigungen aus dem Abgas auszuwaschen. Für den Waschprozeß können beispielsweise ein oder mehrere wasserberieselte Waschtürme 14 eingesetzt werden. Im vorliegenden Fall sind zwei solche Waschtürme 14 vorgesehen. In der Figur 1 ist auch der jeweilige Wasserkreislauf für diese Waschtürme 14 angedeutet.The exhaust gas generated during the combustion can then, for example, be one Washing process to be subjected in particular to solid and larger ones Wash out contaminants from the exhaust gas. For the washing process can for example, one or more water-sprayed wash towers 14 are used become. In the present case, two such washing towers 14 are provided. In the FIG. 1 is also the respective water cycle for these wash towers 14 indicated.

Das CO2-Gas kann dann wahlweise einem Absorptionsprozeß 16 und/oder einem Reinigungsprozeß 18 unterworfen werden.The CO 2 gas can then optionally be subjected to an absorption process 16 and / or a cleaning process 18.

Im Verlauf das Absorptionsprozesses 16 kann das Gas in einer Absorberflüssigkeit gebunden werden. Die betreffende Absorberflüssigkeit kann beispielsweise wässriges Monoethanolamin und/oder ein Sodaasche- und/oder Kupfercarbonat- und Wassergemisch enthalten. Das gebundene Kohlendioxid kann dann anschließend ausgefällt werden, wobei das Kohlendioxid wahlweise auch gekühlt werden kann.In the course of the absorption process 16, the gas can be in a Absorber liquid are bound. The absorber liquid in question can for example aqueous monoethanolamine and / or a soda ash and / or Copper carbonate and water mixture included. The bound carbon dioxide can then be precipitated, with the carbon dioxide optionally can also be cooled.

Zumindest ein Teil der zuvor genannten Verfahrensschritte wird zweckmäßigerweise im Gegenstrombetrieb ausgeführt, um die Effizienz zu erhöhen.At least part of the previously mentioned process steps will expediently carried out in countercurrent operation in order to increase efficiency increase.

Die beiden Schritte 16 und 18 können wahlweise auch entfallen. The two steps 16 and 18 can optionally also be omitted.

Mittels eines CO2-Kompressors 20 kann das Gas dann wahlweise komprimiert werden.The gas can then optionally be compressed by means of a CO 2 compressor 20.

Wahlweise kann das Kohlendioxid dann beispielsweise einem CO2-Trockner 22, einer CO2-Verflüssigungsstufe 24 und einer CO2-Speicherungsstufe 26 zugeführt werden.Optionally, the carbon dioxide can then, for example, a CO 2 dryer 22, a CO 2 -Verflüssigungsstufe 24 and a CO 2 -Speicherungsstufe be supplied 26th

So kann das Gas beispielsweise zur Verflüssigung komprimiert und vorzugsweise gekühlt werden und das flüssige Kohlendioxid anschließend in einem druckbeaufschlagten Tank zwischengelagert und so für den eigentlichen Faserbeladungsprozeß 28 bereitgestellt werden.For example, the gas can be compressed and preferably for liquefaction be cooled and then the liquid carbon dioxide in one pressurized tank temporarily and so for the actual Fiber loading process 28 are provided.

Die insbesondere für ein hochgradiges CO2 vorgesehenen Schritte 22 bis 26 können wahlweise auch entfallen. Man erhält dann minderhaltiges CO2, das für den darauffolgenden Faserbeladungsprozeß 28 jedoch genügt.The steps 22 to 26 provided in particular for high-grade CO 2 can optionally also be omitted. One then receives low-quality CO 2 , which is sufficient for the subsequent fiber loading process 28.

Das Kohlendioxid kann insbesondere nach dem Auswaschen bzw. dem Ausfällen in seinem gasförmigen Zustand auch direkt dem Faserbeladungsprozeß 28 zugeführt werden. Wird das Kohlendioxid nicht zwischengelagert, so kann der Komprimierungs- und Abkühlungsprozeß zumindest teilweise entfallen, so daß das CO2-Gas nur noch auf die endgültige gewünschte Temperatur abgekühlt oder erhitzt werden muß.The carbon dioxide can also be fed directly to the fiber loading process 28, in particular after washing out or precipitating in its gaseous state. If the carbon dioxide is not stored temporarily, the compression and cooling process can at least partially be omitted, so that the CO 2 gas only has to be cooled or heated to the final desired temperature.

Bei diesem Verfahren ist weder eine Purifikation, d.h. Geruchsneutralisierung, noch eine Feinreinigung erforderlich.With this method, neither purification, i.e. Deodorization, a fine cleaning is still necessary.

Das Kohlendioxid wird dann dem eigentlichen Faserbeladungsprozeß 28 zugeführt. The carbon dioxide then becomes the actual fiber loading process 28 fed.

Dabei kann dem Fasermaterial insbesondere Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid (gelöschter Kalk) 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 00080001
In particular, calcium oxide and / or calcium hydroxide (slaked lime) can be added to the fiber material in such a way that at least part 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 sets the following chemical reaction:
Figure 00080001

In dem betreffenden Reaktor wird das Fasermaterial dann derart mit dem in der zuvor beschriebenen Weise erzeugten Kohlendioxid (CO2) beaufschlagt, daß Calciumcarbonat (CaCO3) an die benetzten Faseroberflächen weitestgehend angelagert wird. Dabei stellt sich die folgende chemische Reaktion ein:

Figure 00080002
In the reactor in question, the carbon dioxide (CO 2 ) generated in the manner described above is then applied to the fiber material in such a way that calcium carbonate (CaCO 3 ) is largely deposited on the wetted fiber surfaces. The following chemical reaction occurs:
Figure 00080002

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Abgasquelle, RauchgasquelleExhaust gas source, flue gas source
1212
Brennkesselburning boiler
1414
Waschturmscrubbing tower
1616
Absorptionsprozeßabsorption process
1818
Reinigungsprozeßcleaning process
2020
CO2-KompressorCO 2 compressor
2222
CO2-TrocknerCO 2 dryer
2424
CO2-VerflüssigungCO 2 liquefaction
2626
CO2-SpeicherungCO 2 storage
2828
FaserbeladungsprozeßFiber loading process

Claims (15)

Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit einem Hilfsstoff durch eine chemische Fällungsreaktion, die durch Zusetzen von Kohlendioxid ausgelöst wird, wobei das Kohlendioxid mit einem Reinheitsgrad von ≤ 99 %, vorzugsweise von ≤ 85 %, erzeugt und dieses Kohlendioxid der Faserstoffsuspension zugesetzt wird.Process for loading contained in a fiber suspension Fibers with an excipient through a chemical precipitation reaction that is triggered by adding carbon dioxide, the carbon dioxide with a degree of purity of ≤ 99%, preferably ≤ 85% and this carbon dioxide is added to the pulp suspension. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid aus dem Abgas eines Brennstoffes oder durch Kalkbrennen erzeugt wird.Method according to claim 1,
characterized in that the carbon dioxide is generated from the exhaust gas of a fuel or by lime burning. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid aus dem Abgas eines Kraftwerks, eines Verbrennungsmotors, eines Kessels und/oder dergleichen und/oder aus dem Abgas einer Direktfeuerung mit fossilem Brennstoff erzeugt wird.Method according to claim 2,
characterized in that the carbon dioxide is generated from the exhaust gas of a power plant, an internal combustion engine, a boiler and / or the like and / or from the exhaust gas of a direct combustion with fossil fuel. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Verbrennung erzeugte Abgas einem Waschprozeß unterzogen wird, um insbesondere feste und größere Verunreinigungen aus dem Abgas auszuwaschen. Method according to claim 2 or 3,
characterized in that the exhaust gas generated during the combustion is subjected to a washing process, in particular to wash out solid and larger impurities from the exhaust gas. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß für den Waschprozeß wenigstens ein wasserberieselter Waschturm (14) eingesetzt wird.Method according to claim 4,
characterized in that at least one water-sprinkled washing tower (14) is used for the washing process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, vorzugsweise im Anschluß an den Waschprozeß, in einer Absorberflüssigkeit gebunden wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the gas, preferably after the washing process, is bound in an absorber liquid. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberflüssigkeit wässeriges Monoethanolamin und/oder ein Sodaasche- und/oder Kupfercarbonat- und Wassergemisch enthält.Method according to claim 6,
characterized in that the absorber liquid contains aqueous monoethanolamine and / or a soda ash and / or copper carbonate and water mixture. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das gebundene Kohlendioxid anschließend ausgefällt und vorzugsweise gekühlt wird.Method according to claim 6 or 7,
characterized in that the bound carbon dioxide is then precipitated and preferably cooled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der verschiedenen Verfahrensschritte im Gegenstrombetrieb ausgeführt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that at least some of the various process steps are carried out in countercurrent operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zur Verflüssigung komprimiert und vorzugsweise gekühlt und das flüssige Kohlendioxid anschließend in einem druckbeaufschlagten Tank zwischengelagert und so für den Faserbeladungsprozeß (28) bereitgestellt wird. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the gas is compressed and preferably cooled for liquefaction and the liquid carbon dioxide is then temporarily stored in a pressurized tank and is thus made available for the fiber loading process (28). Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das in flüssiger Form zwischengespeicherte Kohlendioxid vorzugsweise auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 10° C bis etwa 90° C erhitzt wird und das Kohlendioxid im gasförmigen Zustand dem Faserbeladungsprozeß (28) zugeführt wird.A method according to claim 10,
characterized in that the carbon dioxide temporarily stored in liquid form is preferably heated to a temperature in a range from about 10 ° C to about 90 ° C and the carbon dioxide is supplied in the gaseous state to the fiber loading process (28). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid insbesondere nach dem Auswaschen bzw. dem Ausfällen in seinem gasförmigen Zustand direkt dem Faserbeladungsprozeß (28) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the carbon dioxide is supplied directly to the fiber loading process (28), in particular after washing out or precipitating in its gaseous state. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, bevor es dem Faserbeladungsprozeß (28) zugeführt wird.Method according to claim 12,
characterized in that the carbon dioxide is brought to the desired temperature before it is fed to the fiber loading process (28). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid für den Faserbeladungsprozeß (28) auf den gewünschten Druck komprimiert wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the carbon dioxide for the fiber loading process (28) is compressed to the desired pressure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß weder eine Purifikation, d.h. Geruchsneutralisierung, noch eine Feinreinigung durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that neither purification, ie odor neutralization, nor fine cleaning is carried out.
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