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用于获得纤维素纤维的方法和设备与流程

2022-07-14 03:34:56 来源:中国专利 TAG:

用于获得纤维素纤维的方法和设备
1.本发明涉及用于从纤维生物质中获得纤维素纤维的方法,以及相关设备。
2.为了生产作为纸制品的主要成分的纸浆,根据原产地和地点,在热带木材种植园中使用肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂和杀蚁剂的生长了至少7年的木材(热带纸浆生产)或在天然林中生长了60至120年的木材(温带地区的纸浆生产)被通过合适的收割机收获并剥去树枝,因此使用大量能量。
3.被切割成一定长度并部分去皮的原木然后被运送到纸浆厂,其通常最远达250km。
4.在现代纸浆厂中,通常需要约2.5吨木材才能生产一吨纸浆。使用大量能量,将通常呈原木形式的材料切成木片。木片从木场运输到一个罐子,其中它们通常用蒸汽和碱浸渍以进行进一步加工。
5.浸渍后,通常将木片转移到连续消化器中。在这个消化器中,木质素在化学/热制浆过程中通过压力、温度和白液(氢氧化钠和硫化钠)溶解,以暴露纸浆纤维。所获得的粗纤维然后作为未漂白的、尚未充分细碎的纸浆存在,然后对其进行各种清洁和洗涤步骤以除去杂质。产生的洗液(也称为黑液)代表了严重的环境负担,需要在流出物处理中采取复杂的技术措施,包括浓缩液的焚烧。
6.除了未溶解的和/或矿物成分诸如磷酸盐和硅酸盐外,这些待除去的杂质特别地还包括有机物质,诸如作为溶解的糖存在的半纤维素,以及木质素。在常规的流出物处理过程中,有机物被矿化,并且矿物质被转化为非反应性、无害的物质。清洁的流出物然后排放到水体中,并且有机残余物被燃烧。
7.未漂白的纸浆可以在不同的漂白工艺中进行漂白,现在大多数都是无氯的。根据等级要求,成品纸浆直接运输到造纸机进行一体化纸生产,或在卷筒纸干燥机或闪蒸干燥机中干燥,以便以捆或卷运输。
8.因此,这种生产纸浆的成熟方法需要大量投入昂贵的生长缓慢的原材料、化学品和能源。
9.因此,本发明的目的是提供一种替代的生产纸浆的方法,该方法是环境友好的、可持续的、节能的并且同时是经济的。
10.根据本发明,该目的通过引言中所述类型的方法实现,其中首先在热压水解设备中对生物质的纤维进行热压水解,优选利用蒸汽爆破,然后在至少一个分离设备中进行从所述热压水解设备获得的纤维污泥的分离,其中获得了优选地具有大于20%的干物质含量的由纤维素纤维形成的压滤饼,以及由可流动、高固体的稀污泥形成的滤液,并且其中将所述稀污泥作为发酵底物进料至沼气设备以获得沼气。
11.根据本发明,优选地提供了,纤维生物质首先通过热压水解利用蒸汽爆破制浆。纸浆纤维在该方法步骤期间以类似于根据现有技术用白液然后用黑液消化木片的方式爆破。热压水解和随后的蒸汽爆破本身已在由能源作物生产发酵底物中得到证明,其中这些发酵底物随后在沼气设备中通过厌氧发酵转化为沼气。一种这样的方法可以例如在ep 2 177 280 b1中找到。
12.通过厌氧发酵从植物生物质中产生沼气是一项成熟的技术。用于此的原材料主要
是所谓的能源作物,通常是青贮饲料的形式。这些原材料包含不同比例的由木质纤维素键组成的纤维材料,这些纤维材料在沼气设备中难以分解。因此,来自发酵的残余物仍然包含很大比例的稳定的纤维材料,这些纤维材料在发酵过程中排出后被处理掉,而不用于能源。
13.生物质中的这些稳定纤维的比例越大,发酵的成功率和因此的经济效率就越低。因此,大多数沼气设备仅使用具有相对低的纤维含量的作物,诸如玉米,但这些作物的精耕细作成本高昂,而且从生态学的角度来看并非没有争议。一般来说,基于能源作物的沼气设备面临着越来越大的压力,特别是因为生产优选原材料的成本正在增加,而基于国家补贴关税的收入是有时间限制的,或甚至在某些模型中是递减的。
14.在这种情况下,沼气设备的经营者很难使用更环保的替代生物质来源,因为这些生物质来源通常具有较低的每公顷产量,同时具有比来自能源作物的普通青贮饲料更高的纤维含量。
15.使用合适的技术,特别是利用蒸汽爆破的热压水解,使得沼气设备可以使用木质(即含木质纤维素)原材料作为能源作物的替代品,因为在通过热压水解处理后,这些可以高效率地发酵并转化为沼气。
16.然而,迄今为止,这种卓越的技术仅在沼气设备技术中的个别案例中得到确立,因为它需要高投资和增加的运营成本。在关税补贴饲料到期和缺乏其他激励措施的背景下,需要具有更高附加值的优化流程。
17.申请人的研究现已表明,已知的热压水解方法本身适合作为生产纸浆的第一个方法步骤,其中根据本发明,在该第一个方法步骤中获得的纤维污泥仍被机械分离成纤维素纤维和稀污泥形式的滤液。因此,根据本发明的方法使得可以在不使用对环境有害的化学品且能耗较低的情况下由富含纤维的生物质生产纸浆,其中生物质可以选自大量不同的植物材料。在本公开的上下文中,术语“纸浆”将被理解为是指通过热压水解和清洁从生物质获得的纤维饼,其中使用的生物质可以不仅是木材,还可以是任何合适的作物或作物残余物。
18.同时,产生了适合在沼气设备产生能量的发酵底物。在根据本发明的方法中以稀污泥形式从纤维中分离出的杂质包含很大比例的可用于沼气设备中的能量的生物质。研究揭示了超过60%的比例的可用能源潜力。为了避免长途运输路线,特别优选该沼气设备位于纸浆生产设备附近,其中在沼气设备中获得的沼气有利地用作根据本发明的方法的能源。
19.在适当的调节(切碎、青贮等)之后,将优选作为大田作物或副产品在区域内生产的生物质首先在升高的压力和升高的温度下进行预处理(热压水解,优选利用蒸汽爆破),即在沼气设备的现场或附近。紧接着,经处理的产物被分离成经加工的纤维级分(纤维素),其用作造纸的原材料,以及高污染子流,其用作沼气设备中的发酵底物。
20.发酵残余物作为沼气生产的残余产物出现,并且除了矿物和发酵底物的有机残余物外,还包含矿物肥料成分(氮、磷、钾、微量元素)和高浓度的木质素,木质素在发酵过程是惰性的。作为可持续农业的一部分,来自沼气设备的这些富含营养的发酵残余物作为肥料返回到种植植物基原材料的地区,从而还特别实现腐殖质平衡的改善。
21.通过将所述纤维处理与沼气设备相结合,实现了许多有利效果:
22.·
由于纤维制浆不是造纸厂进行的,那里随后的分离过程中产生的稀污泥必须作
为流出物处置或处理,所以纸生产的生态平衡显著改善。
23.·
此外,由于提取原材料的区域路径(其中原材料种植和纸浆生产在本地进行)以及将最终产品(压缩纸浆纤维)而不是体积大得多的原材料(生物质)运输到例如尽可能靠近的造纸厂,所以运输成本显著降低。
24.·
使用区域获得的纸浆也减少了使用从海外进口的纸浆,例如从人工种植的木材中生产的纸浆。
25.·
通过有针对性地将木质素返回农业种植区,由于其对腐殖质的影响,土壤的肥力得以保持甚至改善,从而使集约化且可持续的农业原材料生产成为可能。
26.·
通过将植物结构中溶出的、另外包含在产生的发酵底物中且因此也包含在发酵残余物中的硅酸盐返回农田,作为养分储存的物质被添加到了土壤中,从而长期改善了土壤质量。
27.·
通过返回同样从植物基原材料中溶出的以及包含在发酵底物中的矿物肥料物质氮、磷酸盐、钾和微量元素,减少了原材料生产中对人工肥料的需求。
28.·
使用热压处理设备作为沼气设备中生物质的预处理允许使用包含更多纤维并且其生产或提取可能比通常的能源作物在生态上更具可持续性的替代原材料,以及使用副产品,诸如各种大田作物的未使用的秸秆或收获残余物植物(所谓的联产品)。
29.还应该注意的是,从田间种植的草和其他快速生长的植物生产纸浆可以比从木材(例如在种植园经济中)生产生物质结合显著更大量的二氧化碳,从而可以为气候保护做出重大的积极贡献。
30.对于沼气设备的价值链,纸浆纤维在经济上单独使用开辟了除产生能源之外产生额外收入的可能性,例如通过将纸浆纤维出售给造纸工业。这些难以转化为沼气的纤维迄今为止主要作为残余物(固体发酵残余物)输出。
31.为了获得额外的清洁并因此改善纸浆的质量,在本发明的一个特别优选的实施方式中提供了在第一舂捣罐中将热压水解后获得的纤维污泥调整为干物质含量优选为3%至20%,然后在至少一个分离设备中进行纤维污泥的分离。由于在舂捣罐中将由热压水解获得的纤维污泥进行捣碎的中间步骤,获得了对随后分离最佳的干物质含量值。
32.为了获得更细的纸浆,在根据本发明的方法的另一个实施方式中提供了,在分离来自舂捣罐的捣碎的纤维污泥之前,在至少一个粉碎机中进行纤维束的纤维分离或单一化,然后在第一分离设备中进行分离。为此,优选将纤维污泥的干物质含量调整为3%至10%,然后将其送进料至粉碎机中。
33.在本发明的一个替代实施方式中,提供了,在已经在第一分离设备中分离出纤维污泥之后,将获得的压滤饼进料至舂捣罐以将干物质含量设定为优选3%至20%,特别优选3%至10%,然后将纤维污泥进料至至少一个粉碎机中以获得包含在纤维污泥中的纤维束的纤维分离,然后在至少一个另外的分离设备中进行纤维污泥的分离。
34.在从热压水解设备排出的纤维污泥中,所需纸浆以纤维束的形式存在,这些纤维束通过天然聚合物、特别是木质素等相互结合。通过在舂捣罐中捣碎纤维污泥,已经发生了不需要的组分的首先溶出,以及通过沉降物理分离出任何不溶的组分。同时,将干物质含量调整为3%至10%可以改善至少一个粉碎机中的纤维分离。
35.根据所使用的生物质的类型,纤维污泥可能需要通过至少一个粉碎机多次。在这
种情况下,优选在舂捣罐中再次捣碎纤维污泥,并且在舂捣罐和粉碎机之间的循环过程中,粉碎机中的纤维分离重复至少一次,优选多次。作为替代或附加,可以提供将尚未在粉碎机中处理的额外的纤维污泥添加到位于舂捣罐中的材料中。
36.取决于最终产品的期望质量和特性,除了纤维分离之外或作为纤维分离的替代,可以提供纤维切碎。
37.除了高的纸浆质量外,上述使用至少一个、优选两个或更多个分离设备的方法使得可以获得稀污泥作为纸浆生产的废品,其中滤液至少部分被作为发酵底物进料至沼气设备。
38.特别优选地提供了,将来自分离设备的呈稀污泥形式的滤液至少部分地返回到该过程中。在这种情况下,特别优选将其进料至舂捣罐中以调节纤维污泥的干物质含量。作为替代或附加,滤液也可以在纤维污泥被输送到分离设备之前直接添加到纤维污泥中。
39.可以将作为发酵底物进料至沼气设备的稀污泥增稠,优选通过过滤(例如精细过滤、微滤或超滤)以降低体积流量。所得滤液(具有较低固体含量的子流)有利地作为用于热压水解设备和/或其他地方的舂捣水进料至根据本发明的方法中,从而进一步减少根据本发明的方法中的水消耗。
40.在本发明的一个特别优选的实施方式中,提供了将稀污泥收集在两个子级分中,其中将具有较低固体含量的第一个子级分返回到过程中,而将较高固体级分作为发酵底物进料至沼气设备。这些不同的级分例如从至少一个分离设备的不同区域中抽出并且优选地收集在单独的收集罐中。
41.为了能够更好地储存和运输通过根据本发明的方法生产的纸浆,可以提供,在作为最终产品储存之前,对从至少一个分离设备获得的压滤饼进行稳定化步骤,特别是通过添加防腐剂和/或热处理。
42.为了进一步改善最终产品的质量,在本发明的另一个变体中提供了,在混合反应器中对从至少一个分离设备获得的压滤饼进行进一步的清洁步骤,其中洗涤水与清洁的纤维饼在另一分离设备中分离。因此对机械处理和脱水的纤维进行进一步的额外洗涤步骤,其中这里使用的洗涤水有利地是没有污染物的清洁水。如果将洗涤水添加到从先前的分离步骤获得的压滤饼中,例如以1:1至1:2的纤维污泥与洗涤水的比率,则是特别有利的。在与洗涤水充分接触后,对清洁的纤维进行最后的脱水步骤,以恢复最终产品中的期望固体含量。
43.在该清洁步骤之后获得的轻微污染的洗涤水优选返回到根据本发明的过程,其中特别优选将所述洗涤水添加到需要添加水的干燥生物质中,以便随后能够在热压水解设备中处理所述生物质。这导致在方法和生态两方面都特别有利的水循环。
44.根据本发明的方法的一个显著优点尤其在于可以使用大量植物生物质形式的纤维材料。能源作物诸如玉米、串叶松香草(silphium perfoliatum)和/或具有足够纤维素或木质纤维素含量的收获残余物已被证明特别适合这里,以及副产品如秸秆(straw)和/或绿色切屑(green cuttings)。因此,区域原材料和/残余物(诸如收获副产品或绿色切屑)可用于获得纸浆,同时以沼气的形式产生能量。特别优选的是,将在沼气设备中获得的沼气用作根据本发明的方法中的能源,特别是用于热压水解设备。
45.同时,特别优选的是,将在沼气设备中产生的不可回收的残余物用作农业中的肥
料。除了可用的有机成分外,在根据本发明的方法中获得的发酵底物还特别包含木质素和硅酸盐,它们不能在沼气设备中转化。然而,来自沼气设备的这些残余物可以显著改善土壤状况。例如,木质素形成了用于形成腐殖质的重要基本组成部分,而硅酸盐则是显著影响土壤的养分平衡的矿物吸附剂。
46.上述目的通过根据本发明的设备进一步实现,其中设置有热压水解设备,其用于首先对生物质的纤维进行利用蒸汽爆破的热压水解,其中热压水解设备通过至少一个进料管线连接到至少一个第一分离设备,优选螺旋压机,从热压水解设备抽出的纤维污泥可以通过至少一个输送装置、优选螺旋输送机和/或稠物质泵进料至该第一分离设备中,其中从第一分离设备获得的呈可流动、高固体、稀污泥形式的滤液可以通过至少一个另外的进料管线进料至沼气设备。
47.如果另外提供设置在热压水解设备和第一分离设备之间的舂捣罐,则获得了改进的将纤维污泥分离成纸浆纤维和呈稀污泥形式的滤液。
48.特别是在具有高木质素含量的生物质的情况下,纸浆纤维在利用蒸汽爆破的热压水解之后呈粘合的纸浆束的形式,这损害了随后的分离步骤的效率并因此损害了纸浆的质量。因此,特别优选地提供了,舂捣罐连接到至少一个粉碎机,其中,至少一个粉碎机优选通过储罐连接到第一分离设备,其中分离的纤维素纤维可以进行中间储存。
49.可替代地提供了,舂捣罐设置在至少一个第一分离设备的下游,其中优选地,舂捣罐连接到至少一个粉碎机,并且其中至少一个粉碎机优选通过至少一个储罐连接到至少一个另外的分离设备。
50.为了更容易处理和进一步使用,将从第一分离设备和/或第二分离设备获得的滤液收集在至少一个收集罐中,其中优选地,所述至少一个收集罐通过至少一个再循环管线连接到舂捣罐。此外,至少一个收集罐通过至少一个另外的进料管线连接到沼气设备。
51.下面将基于非限制性示例性实施方式结合相关附图更详细地解释本发明,其中:
52.图1a示出了根据本发明的设备的第一实施方式变体的示意图,
53.图1b示出了来自图1a的设备的变体,
54.图1c示出了来自图1a的设备的另一变体,
55.图2a示出了根据本发明的设备的第二实施方式变体的示意图,
56.图2b示出了来自图2a的设备的变体,
57.图3a示出了根据本发明的设备的第三实施方式变体的示意图,
58.图3b示出了来自图3a的设备的变体,
59.图4示出了来自图2的第二分离设备的一个特定实施方式的示意性详细视图,
60.图5示出了后处理阶段的示意性详细视图,
61.图6示出了另一后处理阶段的示意图,并且
62.图7示出了包装设备的示意图。
63.图1a示意性地示出了根据本发明的设备1000的第一实施方式变体。根据本发明,将由具有高纤维素纤维含量的可再生原材料或有机残余物组成的待处理的生物质10引入热压水解设备100并进行压力/温度预处理,即热压水解,优选利用蒸汽爆破。在此期间,生物质被制浆,产生具有10%至35%的干物质含量的纤维污泥20,其被收集在储罐110中。
64.借助输送装置200a,例如螺旋输送机或稠物质泵,纤维污泥20被引入分离设备
300,通常是螺旋压机,并且纤维污泥20被脱水,产生具有超过20%的干物质含量的纤维压滤饼30,其被喷射到收集罐120中。该纤维固体30可以立即输送用于进一步加工,例如送到造纸厂,或者可以对其进行进一步加工(如下所述)。
65.来自分离设备300的滤液40是可流动、高固体的稀污泥,其被收集在中间罐130中并且随后通过泵装置200b作为发酵底物转移到沼气设备2000。
66.为了改善分离设备300中的分离效果,优选地将来自中间罐130的呈稀污泥形式的滤液40通过包含泵装置200c的再循环管线进料至来自储罐110的纤维污泥20。作为替代或除此之外,淡水50或通过单独的分离过程(未示出)获得的稀污泥的滤液可通过另一进料管线进料至纤维污泥20。通过加入液体,这有助于在分离过程中冲洗掉细料。同时,如果使用再循环的滤液40,这将浓缩稀污泥,其最终可作为发酵底物供沼气设备2000使用。
67.图1b示出了来自图1a的设备的变体,其中来自分离设备300的滤液40被额外浓缩。图1b和随后的图中使用的附图标记指的是与图1a中已经使用的设备原件相同的设备元件。
68.在该设备1000中,稀污泥40从中间储罐130引导到过滤单元800中,其中该过滤单元800被设计为单级或多级精细过滤、微滤或超滤设备或其组合。将从过滤单元800获得的增稠的液相40b作为发酵底物进料至沼气设备2000,同时将较低固体的滤液40a返回到中间储罐130。在设备1000的该实施方式中,该滤液然后可以(如果需要)作为舂捣水再次用于该过程,特别是用于从热压水解设备100获得的纤维污泥20。
69.在图1c所示的根据本发明的设备1000的变体中,纤维污泥20在分散单元900中的分散发生在分离设备300中的分离步骤之前。该分散步骤通过布置在分散单元900中的混合装置的高能量输入在温度≥60℃下进行,以便在纤维污泥20中获得更均匀的纤维分布。这里还提供了,为了更好的分散,添加液体,优选循环液体。这种分散进一步改进了随后在分离设备300中将纤维污泥20分离成纤维饼30和滤液40。
70.图2a示出了根据本发明的设备1000的另一个实施方式变体,其中在已经如图1a和图1b中描述的第一步骤中,生物质10在热压水解设备100中制浆。从分离设备300a获得的并且已经部分清除细料的纤维饼30经由进料线,任选地通过输送装置,诸如螺旋输送机、输送带或泵进料至舂捣罐400(也称为“碎浆机”)。在舂捣罐中,该纤维饼30与再循环滤液41或替代地与供应的淡水50或舂捣水60混合,以获得通常在3%和15%之间的干物质含量,这有利于进一步处理纤维饼30。通过单独的分离过程获得的稀污泥滤液(未示出)也可以作为舂捣水进料。包含在原材料中的任何异物(例如石头)沉入舂捣罐400的底部并且可以容易地通过底部出口401排出。
71.舂捣罐400通过另外的离心泵200d排空,该离心泵优选特别适用于纤维介质,并且已经进料了水的纤维饼31被引导至纤维粉碎机500(例如“精磨机”或“疏解机”)。在该装置500中,滤饼通过旋转和静态元件形式的装置内部件暴露于高剪切力。
72.通过疏解机或精磨机,仍为束形式的纤维被分离,而不会显著缩短纤维本身。这种纤维单一化形式的纤维加工过程也是造纸中必需的方法步骤,该步骤通常在造纸厂本身中进行。
73.作为替代或除此之外,还可以提供,根据所使用的生物质10和期望的最终产品使用用于纤维缩短目的的装置,特别是精磨机。
74.根据所使用的原材料,可能需要在多个阶段进行纤维单一化和/或纤维缩短。为
此,在图2a所示的设备1000中,将粉碎机500中获得的纤维材料32返回到舂捣罐400,从而使纤维材料32能够多次通过。还可以将尚未处理的纤维污泥31以及如果需要的淡水50、舂捣水60和/或再循环滤液41进料至舂捣罐400,并且添加到已经在粉碎机500中处理的纤维32中。因此,单一化的纤维材料任选地被送入碎浆机400,然后在循环过程中多次送入粉碎机500。这导致能够更好地使用纤维,并且另外还从纤维中分离出令人讨厌的细料。因此,这也增加了最终产品中的纤维纯度。一旦纤维达到该步骤中要达到的质量,它们就被送入储罐140。替代地,还可以提供将纤维直接进料至第二分离步骤,而无需在储罐140中的中间储存。
75.在图2a中所示的设备1000中,该第二分离阶段由另外的机械分离设备300b,通常是螺旋压机提供。在本发明的这个变体中,将从粉碎机500获得的纤维材料32通过输送装置200e从储罐140引入第二分离设备300b中,并且将纤维32脱水至干物质含量为至少25%,优选大于40%。水50可以任选地通过进料管线以有针对性的方式引入到压制过程中。任选地还进行压滤饼30的洗涤,特别是也以分区脱水处理的形式。以这种方式,再次获得相对大量的稀污泥形式的滤液41,其被收集在储罐130b中。
76.滤液41可任选地通过再循环管线从储罐130b再引入舂捣罐400。还提供了用于将滤液41进料至沼气设备2000的进料管线。
77.图2b中所示的设备1000包括来自图2a的设备1000的所有设备元件,另外还提供了两个过滤单元800a、800b,它们分别处理来自两个分离设备300a、300b的稀污泥级分40、41。将所得低固体滤液40a、41a返回到过程中,优选添加到来自热压水解设备100的纤维污泥20中和/或作为舂捣水添加到舂捣罐400中。来自过滤单元800的高固体级分40b、41b可作为发酵底物再次供沼气设备2000使用。
78.在根据本发明的设备1000的另一个节省空间的变体中,如图3a所示,通过分离设备300再次仅提供单阶段分离过程,与图2a和2b中描述的设备1000相比,分离设备300布置在粉碎机500的下游,而碎浆机400上游的分离阶段被省略。因此,在根据本发明的设备1000的该实施方式中,在热压水解设备100中对生物质10进行热压水解之后,纤维束在碎浆机400中设定为所需(较低)干物质含量之后立即在粉碎机300中单一化,而无需进一步的预处理步骤。
79.为此目的,在图3b中所示的该设备的另一实施方式中,可以再次提供至少一个过滤单元800,其中来自分离单元300的稀污泥40被增稠然后作为发酵底物40b进料至沼气设备2000,而滤液40a返回中间储罐130。
80.图4a在根据本发明的设备1000的另一个实施方式的详细视图中示出了包括分离设备300的分离阶段的变体,其中滤液40不是收集在单个储罐130中,而是收集在子流40c、40d中。在这种情况下,来自分离器300的至少一个第一区域的具有较高固体含量的第一子流40c通过一个出口管线被引导至第一储罐130c,而来自位于分离器300的至少一个第二脱水区的包含高比例的加压水流并因此具有较低的固体含量的第二子流40d通过第二出口管线被进料至第二储罐130d。
81.优选地,收集在第一储罐130c中的高固体滤液40c被进料至沼气设备2000,而来自第二储罐130d的低固体滤液40d通过再循环管线进料回碎浆机400用于舂捣过程。应当理解,该变体可以用于根据本发明的设备1000中的任何分离单元。
82.在这方面,另外指出,至少一个分离设备300可以具有多于仅两个不同的脱水区,这取决于其建造和设计的方式。在根据本发明的设备1000的该变体中的重要的是,从至少一个分离设备300中彼此分开地收集具有不同固体含量的至少两个滤液子流40c、40d并进一步使用。
83.在该设备1000的一个变体中,如图4b所示,可以提供过滤单元800,其进一步浓缩来自分离设备300的较高固体级分40c。来自过滤设备800的高固体级分40e在这种情况下被进料至沼气设备2000,而来自过滤单元800的较低固体滤液40f被引导至中间储罐130d中,并且如果需要,与来自分离设备300的子级分40c一起作为工艺用水(例如用于舂捣目的)引导至该过程。
84.在图5中的详细示出的根据本发明的设备1000的另一变体中,在分离设备300c的下游设置了包括混合反应器600的进一步处理阶段。在该混合反应器600中,从分离设备300c获得的纤维材料30与通过进料管线进料的洗涤水50混合。来自混合反应器600的被污染的洗涤水50a在另一分离设备300d中与清洁的纤维材料33分离,并且最终产品30被进料至收集罐120。
85.在替代实施方式中,提供的是,混合反应器600和分离设备300d被设计为结构单元,例如以具有压区的洗涤滚筒的形式,或者集成在具有压榨和脱水区的螺旋输送机中。
86.将由此产生的滤液50a收集在储罐130e中,并且如果需要,通过泵装置200f进料至热压水解设备100和/或舂捣罐400,例如作为舂捣水,以将位于其中的原材料调整到合适的含水量。
87.当然,该附加处理阶段可以附加地或替代地用于图1a至4b中所示的任何上述设备变体中,并与相应的分离设备300、300a、300b组合。
88.图6示出了在根据本发明的方法中生产的纸浆的任选后处理。为此,从分离设备300获得的纸浆30在后处理反应器700中通过调节化学品70和工艺热80稳定化。当然,也可以提供的是,后处理仅通过调节化学品或仅通过热处理进行。此外或作为替代,纸浆可以额外地在合适的装置中、特别是在后处理反应器700中干燥,其中特别优选地提供的是,该热处理使用来自沼气设备2000和/或来自热压水解设备100的工艺热80进行。废热的这种使用也对根据本发明的方法的能量平衡具有积极影响。
89.在后处理中出现的冷凝物和/或流出物可以返回到后处理和/或也可以用作工艺水。
90.图7示意性地示出了在根据本发明的方法中生产的纸浆30的任选压实和包装。为此,将从至少一个分离设备300(经过或不经过后处理)获得的纸浆30在高压压机910中压实以形成长方体或圆柱体的捆,并且将如此生产的捆在包装设备920中用薄膜或另一种合适的织物包裹,以便以这种方式获得可储存、易于处理的捆,然后可以以捆堆930的形式安全地储存和运输这些捆。
91.使用相关设备的根据本发明的方法原则上可以作为连续系统或作为循环系统操作。也可以考虑混合操作,其中例如分离设备连续操作,而舂捣和/或分解步骤间歇地进行。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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