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Verfahren zum Füllen von Zellulosekochern
Es ist bekannt, den Zellulosekocher mit einer Kochflüssigkeit von hoher Temperatur zu beschicken, um eine schnelle Imprägnierung der Schnitzel und damit eine Herabsetzung der Kochzeit zu erreichen.
Die obere Grenze für die Temperatur der Kochflüssigkeit ist dabei von der Temperatur abhängig, bei der die Kochflüssigkeit beginnt, das Lignin des Holzes zu lösen. Beim Sulfitkochen erfolgt dies bei i 105. 1100. C, und beim Sulfatkochen bei 120 - 1400 C.
Bei den bisher angewandten Beschickungsverfahren beschickt man selten bei Temperaturen, die für
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derGipsbildungzeln und das Beschicken mit Lauge unmöglich macht.
Die Erfindung bezweckt, das Beschicken mit Säure bzw. Lauge bei den genannten hohen Grenztem- peraturen zu ermöglichen, ohne dass Gasabgabe aus der eingeführten Kochflüssigkeit oder deren Verdamp- fung eintritt. Die Erfindung besteht in erster Linie darin, dass in den Kocher zuerst eine Flüssigkeit, wel- che aus Kochflüssigkeit voller oder nicht voller Stärke oder einer andern Flüssigkeit, z. B.
Wasser bestehen 5 kann, mit erheblich niedrigerer Temperatur als dieser hohen Temperatur eingepumpt wird, wobei der Inhalt des Kochers an Luft und/oder Gas durch die Flüssigkeit verdrängt wird und ein geeigneter Druck im Kocher entsteht und dass sodann diese eingepumpte Flüssigkeit schnell durch einen Ablass aus dem Kocher mittels heisser Kochflüssigkeit verdrängt wird, die in den Kocher bei der genannten hohen Temperatur und unter
Einhaltung eines Druckes, welcher oberhalb des Entbindungsdruckes der in der heissen Kochflüssigkeit ge- lösten Gase und dem Verdampfungsdruck der heissen Kochflüssigkeit liegt, eingepumpt wird.
Das Verdrängen mittels warmer Kochflüssigkeit soll so schnell erfolgen (z. B. innerhalb von 10 bis 15
Minuten), dass keine grössere Verschiebung hinsichtlich der Zeit für die Erwärmung der Schnitzel am obe- ren bzw. unteren Ende des Kochers eintritt.
Das Verdrängen von im Kocher befindlicher Flüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit ist an sich bei kannt, z. B. wurde vorgeschlagen, im Endstadium der Aufschliessung die heisse Kochflüssigkeit durch rei- nes Wasser oder Waschwasser zu verdrängen. Wird die Verdrängungsflüssigkeit während des Fertigkochens eingebracht, so können dieser Flüssigkeit geringe Mengen 802 zugesetzt werden. Bei einem derartigen
Verfahren geht es darum, eine verbesserte Zeitbilanz zu erhalten. Das erfindungsgemässe Verfahren be- zieht sich auf das Anfangsstadium des Kochvorgangs. Dabei soll Vorsorge getroffen werden, dass beim
Einbringen der heissen Kochflüssigkeit das in dieser gelöste Gas nicht in Freiheit gesetzt wird.
Dazu ist es notwendig, dass die einzubringende Kochflüssigkeit den notwendigen Gegendruck vorfindet, was erfin- dungsgemäss durch besondere Massnahmen erreicht wird, die bei den bekannten Verfahren nicht vorgesehen sind und auch nicht notwendig sind.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden, in der die Fig. 1 und 2 je ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen. IdentiscHe Teile sind in den Figuren mit gleichen
Bezugszeichen versehen. In den Zeichnungen sind nur die zur Durchführung der Erfindung erforderlichen
Vorrichtungen dargestellt. Ausgeschlossen sind also z. B. Vorrichtungen zur Durchführung des Kochens nach der Beschickung mit Kochflüssigkeit ; diese Vorrichtungen können beliebiger Art sein.
Gemäss Fig. 1 wird die Erfindung in der folgenden Weise durchgeführt :
Von einem Druckbehälter 1, der fertige Kochflüssigkeit enthält, die dem Behälter, gegebenenfalls
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in gewissen niedrigem Grad vorgewärmt, durch eine Leitung 18 zugeführt werden kann, wird gemäss der ersten Stufe der Erfindung Kochflüssigkeit mittels einer Pumpe 2, über einen Wärmeaustauscher 3, ohne darin erwärmt zu werden, eine Leitung 4 und ein Ventil 5 in den unteren Teil des Kochers 6 gepumpt. Beim Eindringen der Kochflüssigkeit in den Kocher treibt sie im Kocher befindliche Luft, Gas und Dampf durch ein Ventil 7 am oberen Rand des Kochers nach einer Abgasleitung 19 aus.
Das Einpumpen wird fortgesetzt, bis der Kocher mit Kochflüssigkeit gefüllt ist ; dann werden die Ventile 5 und 7 geschlossen, sodass der Kocher mit Kochflüssigkeit von verhältnismässig niedriger Temperatur gefüllt ist und gegebenenfalls unter Druck steht, der durch die Pumpe erzeugt worden ist, wenn das Ventil 7 früher als das Ventil 5 geschlossen worden ist.
Hierauf wird die andere Stufe der Erfindung, u. zw. das Verdrängen der bereits eingepumpten Kochflüssigkeit mittels Kochflüssigkeit von höchster Temperatur, durchgeführt.
Unter weiterem Einpumpen von Kochflüssigkeit in den Kocher über eine Leitung 16 mit einem Ventil 17 nach dem oberen Ende des Kochers, wobei die bereits eingepumpte Kochflüssigkeit vom Boden des Kochers durch eine Leitung 9 mit einem Überstromventil 8 und eine Leitung 21 verdrängt und nach dem Behälter 1 zurückgeleitet wird, wird die verdrängte, neu eingepumpte Kochflüssigkeit im Wärmeaustauscher 3 erhitzt, dem jetzt Heizdampf von einer Hauptleitung 20 durch eine Leitung 11 mit Ventil 10 zugeführt wird. Die Heizdampfmenge wird automatisch durch einen Regler 12 mittels Thermoimpulsen von der Leitung 4 geregelt, so dass die neu eingepumpte Kochflüssigkeit stets auf die gewünschte höchste Temperatur erhitzt wird.
Das Überstromventil 8 ist zum Öffnen bei dem Druck im Kocher eingestellt, der erforderlich ist, damit Dampf und Gas dort nicht aus der heissen Kochflüssigkeit sich entwickeln sollen, die also bei diesem Verdrängungsdruck ohne Gas-oder Dampfentwicklung eingeführt wird. Wenn der Prozess beendigt ist, was am Thermometer 13'abgelesen werden kann, wird das Ventil 17 geschlossen, worauf das Kochen in üblicher Weise durchgeführt werden kann. Mit 14 ist ein Ablasssieb und mit 15 ein Kondensatabzug bezeichnet.
Gemäss Fig. 2 wird für die erste Stufe, das Gasaustreiben, eine andere, kalte Flüssigkeit als die fertige Kochflüssigkeit verwendet, z. B. Kochflüssigkeit mit geringerer Stärke als fertige Kochflüssigkeit oder Wasser ; diese Flüssigkeit wird in einem besonderen Behälter la gespeichert, der mittels eines Ventils 18a gefüllt werden kann. Der Behälter 1 enthält wie in Fig. l fertige Kochflüssigkeit, in diesem Fall auf die höchste zulässige Temperatur erwärmte Kochflüssigkeit. Die Erwärmung wird kontinuierlich vorgenommen, indem diese Flüssigkeit mittels einer Pumpe 22 im Kreislauf durch einen Wärmeaustauscher 3a gepumpt wird, dem Heizdampf von der Hauptleitung 20 über die Leitung 11 mit dem Ventil 10 zugeführt wird.
In der ersten Stufe wird der Kocher mit kalter Flüssigkeit vom Speicher la mittels einer Pumpe 2a und über eine Leitung 4a und das Ventil 5 mit der gleichen Wirkung und der gleichen Beendigung der Stufe wie gemäss Fig. 1 gefüllt. In der seiten Stufe wird Kochflüssigkeit aus dem Kocher wie gemäss Fig. 1 verdrängt, jedoch wieder zum Behälter la, zu dem die Leitung 21 führt, in diesem Fall mittels der heissen Kochflüssigkeit geleitet, die in dem Kocher vom Behälter lohne dabei erwärmt zu werden, eingepumpt wird, da diese Flüssigkeit in bereits erhitztem Zustande vom Behälter zugeführt wird.
Der Vorteil dieser Vorrichtung liegt vorzugsweise darin, dass die fertige Kochflüssigkeit einem äusserst geringen Gasverlust sowie äusserst geringer Säureeinmischung und Verdünnung ausgesetzt wird, da sie nicht für die erste Stufe angewandt wird, sowie dass die Erwärmung kontinuierlich geschieht und daher keine grossen Belastungsspitzen im Dampfnetz verursacht. In den Figuren ist nur ein Kocher gezeigt, es können jedoch natürlich auch mehrere Kocher in gleicher Weise zwischen den Leitungen 4,19, 20 und 21 eingeschaltet werden, und diese können bei geeigneter Phasenverschiebung zwischen den Kochprozessen diese Kocher mit ein-und demselben Behälter-und Heizsystem bedienen.
Die Kosten des Systems werden dadurch für eine grosse Kocherei verhältnismässig gering, und ein Wärmeaustauscher 3 kann auf diese Weise fast kontinuierlich arbeiten.
An Hand der Ausführungsbeispiele können natürlich viele Modifikationen und Kombinationen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher 3a gemäss Fig. 2 durch den Wärmeaustauscher 3 gemäss Fig. 1 ersetzt werden oder umgekehrt. Die indirekte Erwärmung der Kochflüssigkeit mittels des Wärmeaustauschers 3a kann ausserdem durch eine direkte Erwärmung mittels des in den Behälter 1 eingeführten Dampfers ersetzt werden.
Zur Verbesserung der Imprägnierung kann das System in sämtlichen Fällen in der ersten Stufe mit dem an sich bekannten Schnellimprägnierungsverfahren kombiniert werden, das darin besteht, dass nach Füllung des Kochers bis zum oberen Ende mit Flüssigkeit diese wiederholten stossartigen Druckänderungen ausgesetzt wird, wodurch Luft und Gas besonders wirksam aus den Zellen und sonstigen Hohlräumen des Holzes entfernt werden, so dass die Flüssigkeit in diese eindringen kann.
Wenn man von dem Vorteil absehen kann, dass in der andern Stufe in der Richtung von unten nach oben verdrängt wird, kann das Rohrsystem dadurch vereinfacht werden, dass die Leitung
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9 mit dem Überstromventil 8 vom oberen Ende des Kochers abgeht, wobei das Ventil 5 auch zum Einführen warmer Flüssigkeit in dieser Stufe angewandt werden und die Leitung 16 mit dem Ventil 17 in Wegfall kommen kann.
Wenn z. B. gemäss Fig. 2 eine andere Flüssigkeit als Kochflüssigkeit mit voller Stärke als erste einge-
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anzuwenden, wobei diese Stoffe für die vor dem Kochen vorgenommene Imprägnierung der Schnitzel geeignet sind. Die beim Imprägnieren aus der Flüssigkeit verloren gegangenen Stoffe sind dann durch Zusatz in den Behälter la oder an anderer Stelle im Kreislauf zu ersetzen, damit die gleiche Flüssigkeit mehrmals benutzt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Füllen von Zellulosekochern mit auf hohe Temperatur, z. B. 90 - 1400 G, erwärmter Kochflüssigkeit beim Beginn des Zellulosekochens, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kocher zuerst eine Flüssigkeit, welche aus Kochflüssigkeit voller oder nicht voller Stärke oder einer andern Flüssigkeit, z. B.
Wasser bestehen kann, mit erheblich niedrigerer Temperatur als dieser hohen Temperatur eingepumpt wird, wobei der Inhalt des Kochers an Luft und/oder Gas durch die Flüssigkeit verdrängt wird und ein geeigneter Druck im Kocher entsteht, und dass sodann diese eingepumpte Flüssigkeit schnell durch. einen Ablass aus dem Kocher mittels heisser Kochflüssigkeit verdrängt wird, die in den Kocher bei der genannten hohen Temperatur und unter Einhaltung eines Druckes, welcher oberhalb des Entbindungsdruckes der in der heissen Kochflüssigkeit gelösten Gase und dem Verdampfungsdruck der heissen Kochflüssigkeit liegt, eingepumpt wird.