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Verfahren zur Zurichtung von Zellstoff
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zurichtung von Zellstoff, insbesondere in der Herstellung von Viscose, bei dem dieser in zerkleinerter Form im Kontakt mit heisser Luft getrocknet wird.
Bei der chemischen Herstellung von Zellstoff, wie solcher für die Viskoseindustrie verwendet wird,
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Holz, wird das Nichtzellstoffmaterial durch chemische Verfahren, beispielsweise durch das Sulfit-, Sul- fat- oder Sodaverfahren und auch der Überschuss an Behandlungsmittel abgetrennt. Nach weiteren Extraktions-und Reinigungsverfahren wird der wässerige Zellstoffschlamm in Blattform umgewandelt und das
Blatt durch Durchschleusen durch eine Trockenkammer getrocknet. Bei der Herstellung von Viskose werden solche Blätter hernach vor oder nach der Umwandlung der Zellulose in Alkalizellulose zerrissen.
Ein Nachteil dieser Reihenfolge der Vorgänge liegt in der Trocknungsstufe, in welcher der Zellstoff zu Blattform getrocknet wird. Das Trocknen solcher Blätter ist verhältnismässig langwierig und benötigt infolgedessen ziemlich grosse Maschinen.
In andern Industrien, z. B. in der Papierindustrie, bei welchen die Anwesenheit von Nichtzellstoffmaterial für das Erzeugnis nicht abträglich sein kann, wird der verwendete Scoff durch mechanische Mittel erzeugt und das chemische Aufschliessen unterlassen, jedoch ist das darauffolgende Trocknen immer ein verhältnismässig langsames Verfahren.
Um die Trocknungszeit zu verringern, wurde z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 202851 vorgeschlagen, trockenen Zellstoff in einer Sonderform dadurch zu gewinnen, dass der Stoff durch heisse Luft in fliessbaren Zustand gebracht wird, die unter einem fluktuierenden, zum Vibrieren der fliessfähigen Stoffteilchen ausreichenden Druck zugeführt wird.
Es wurde nun gefunden, dass ein rasches Trocknen gemäss der Erfindung dadurch möglich ist, dass ein vor dem Trocknen 15-75su Wasser, bezogen auf das Gewicht der feuchten Masse, enthaltender Stoff, der vorzugsweise auf eine Teilchengrösse kleiner als 50 mm gebracht isr, mir Luft von anfänglich 300-550 C zusammengebracht und der Luft während des Trocknens eine das Verkohlen des Stoffes hintanhaltende Durchwirbelung erteilt wird, wobei die Lufttemperatur im Verlaufe des Trocknens bis auf 90-1200 C absinkt.
Die Erfindung ist insbesondere für die Trocknung von Stoff mit 40-6calo, insbesondere mit 45-50% Wasser anwendbar, was normal der Wassermenge entspricht, die von einem vorhergegangenen Waschen im Stoff verblieben ist. Der feuchte Stoff kann aus einem verdünnten, wässerigen Gemisch durch Abzug des Wassers mittels mechanischer Mittel, z. B. durch eine Scbrauben- oder Schlammpresse oder durch eine Zentrifuge, entfernt werden. Vor dem Trocknen soll der Stoff grobe Brockenform, beispielsweise mit einem Durchmesser von etwa 25 bis 50 mm der Brocken, aufweisen. Das zerkleinernde Brechen kann, wenn. der Zellstoff nicht schon in der genannten Form ist, durch eine Transportschnecke bewerkstelligt werden.
Die obere Grenze der Brockengrösse wird innerhalb praktischer Grenzen von der Grösse der Eintrittsöffnung der Maschine bestimmt, in welcher die Durchwirbelung zu erzeugen ist.
Obgleich die Temperatur der Luft, wenn diese anfänglich in Kontakt mit dem Stoff gebracht wird, beliebig zwischen 300 und 5500 C liegen kann, wird vorgezogen, sie unter 5150 C zu halten. Ein besonders zweckmässiger Lufttemperaturabfall für Zellstoff liegt bei einer Eingangstemperarur von etwa 5000 C in der Abkühlung auf etwa 1200 C. Die Luft kann durch Heizvorrichtungen erhitzt werden, welche Öl,
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Kohle oder Koks verbrennen oder durch irgendwelche andere Einrichtungen.
Um eine Verkohlung des Stoffes während'der Behandlung hintanzuhalten, ist eine ausserordentlich hohe Turbulenz des Luft-Stoff-Gemisches erwünscht, damit die Luft von ihrer Anfangstemperatur in sehr
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mit der Heissluft befindet, zu der erwünschten Teilchengrösse durch mechanische Mittel zerkleinert. Auf diese Weise wird nicht nur die Flockenbildung, die vom raschen Verdampfen der Flüssigkeit, in Verbindung mit der gleichzeitigen Verringerung der Teilchengrösse stammt, sondern auch die Geschwindigkeit der Abkühlung gefördert.
Die Förderung des Stoffes durch die Maschine hindurch, in der die Durchwirbelung erzeugt wird, erfolgt durch den Heissluftstrom. Das aus der Maschine austretende-Erzeugnis ist daher ein Luft-Stoff-Gemisch vongeringemspez. Gewicht ; beispielswieseinderGrössenordnungvon24, 02kg/m3. DerStoffkanii von der Luft mittels eines Zyklons abgetrennt werden, von welchem der Stoff zu einer Pressanlage weitergeleitet werden kann, um für den wirtschaftlichen Transport geeignet zu sein, wobei er z. B. auf ein spez. Gewicht von 320, 2 bis 960, 6 kg/m3 gebracht wird. Hiefür kann beispielsweise eine Ballenpresse verwendet werden.
Die nach der Abtrennung vom Stoff abströmende Luft kann. neuerlich zirkuliert werden, um einen hohen thermischen Wirkungsgrad dieses Vorganges zu erreichen, oder man kann ihr die Wärme durch die üblichen Wärmeaustauscher entziehen.
. Eine bevorzugte Vorrichtung zur Herstellung der ausserordentlichen Durchwirbelung, bei der das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt wird, besteht aus entgegengesetzt umlaufenden Organen, wie Zahnscheiben, welche beim Umlaufen ineinandergreifen. Eine solche Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die sie in einem lotrechten Schnitt veranschaulicht.
Eine Welle 1 trägt einen Rotor 2 und einen Ventilator 3 mit radialen Schaufeln 4. Der Rotor 2 ist mit Zähnen 5 ausgestattet, die in konzentrischen Kreisen auf einer seiner Flächen angeordnet sind. Ein weiterer Zahnsatz 6 ragt vom Gehäuse 7 der Maschine in konzentrischen Kreisen vor, die zwischen den Kreisen der Zähne 5 liegen.
Ein Lufteinlasskanal 8 trifft mit einem Stoffeinlasskanal 9 zusammen, bevor er durch eine Einlassöffnung 10 ins Innere der Trockenmaschine führt. Zwischen der Rotorkammer 11 und der Ventilatorkammer 12 ist durch eine Öffnung 13 eine Verbindung hergestellt. Der Austritt aus der Ventilatorkammer er- folgt durch einen Kanal 14.
Beim Betrieb der Maschine wird Luft von 300 bis 550 C durch den Kanal 8 eingeführt, in den sie durch den Ventilator 3 eingesaugt wird. Die Luft trifft mit dem durch den Kanal 9 zugeführten Stoff zusammen und fördert ihn durch die Einlassöffnung10 in die Rotorkammer 11. Stoff und Luft wandern zu den radialen Begrenzungswänden der Kammern und werden nach Passieren des Randes des Rotors 2 zwischen die Zähne5 und 6 gezogen. Da der Rotor mit etwa 900 U/min oder mehr umläuft, entsteht zw'hen den Zähnen eine sehr beträchtliche Durchwirbelung. Gleichzeitig werden die Stoffbrocken durch die Zähne auf viel kleinere Teilchengrössen gebracht.
Es ergibt sich ein inniges Luft-Stoff-Gemisch, wobei eine rasche Verdampfung der Flüssigkeit stattfindet. Da die starke Durchwirbelung ein rasches Abkühlen der Luft zur Felge hat, werden die trocken gewordenen Stoffteilchen durch den Kontakt mit der sehr-heissen Luft nicht angekohlt. Die Luft schafft den Stoff durch die Öffnung 13 und die Ventilatorkammer 12 und zieht sodann durch den Austrittskanal 14 mit einer Temperatur von etwa 90 bis 1200 C ab.
Mit der beschriebenen Vorrichtung wurden die Beobachtungen und Feststellungen gemäss nachstehender Tabelle auf Grund von fünf Verfahrensbeispielen gemacht, die nur zur Illustration dienen. Der Feuchtigkeitsgehalt ist in jedem Falle als Perzentsatz, bezogen auf das Gewicht der feuchten Masse, ausgedrückt.
Der Feuchtigkeitsgehalt wurde vor dem Trocknen durch eine Schlammpresse herabgedrückc. Der Lufistiom ist ausgedrückt als Volumen/min gerechnet bei 200 C. Der Stofffluss bezieht sich auf knochentrockenen Stoff.
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Tabelle :
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<tb>
<tb> Verfahrensbeispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Feuchtigkeitsgehalt <SEP> des <SEP> der <SEP> Anlage
<tb> zugeführten <SEP> Stoffes <SEP> in <SEP> % <SEP> 94 <SEP> 95 <SEP> 94, <SEP> 5 <SEP> 93 <SEP> 95
<tb> Feuchtigkeitsgehalt <SEP> des <SEP> Stoffes
<tb> nach <SEP> dem <SEP> Pressen <SEP> in <SEP> % <SEP> 48 <SEP> 51,5 <SEP> 51,0 <SEP> 58,0 <SEP> 45
<tb> Lufttemperatur <SEP> in <SEP> 0 <SEP> C <SEP> beim <SEP> Eintritt
<tb> ill <SEP> den <SEP> Trockner <SEP> 430 <SEP> 314, <SEP> 5 <SEP> 480 <SEP> 376 <SEP> 498
<tb> Lufttemperatur <SEP> in <SEP> C <SEP> beim <SEP> Austritt
<tb> aus <SEP> dem <SEP> Trockner <SEP> 115 <SEP> 109 <SEP> 100 <SEP> 106 <SEP> 102
<tb> Luftstrom <SEP> durch <SEP> den <SEP> Trockner
<tb> in <SEP> m3/min <SEP> 75,8 <SEP> 102,5 <SEP> 106,5 <SEP> 97,5 <SEP> 98,
0
<tb> Stoffstrom <SEP> durch <SEP> den <SEP> Trockner
<tb> in <SEP> kg/Std. <SEP> 633 <SEP> 672 <SEP> 930 <SEP> 632 <SEP> 1350
<tb> Annähernde <SEP> Zeit <SEP> des <SEP> Verweilen
<tb> der <SEP> Luft <SEP> im <SEP> Trockner <SEP> in <SEP> sec <SEP> 1,5 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
<tb> Feuchtigkeitsgehalt <SEP> des <SEP> Stoffes
<tb> nach <SEP> dem <SEP> Trocknen <SEP> in <SEP> % <SEP> 8,5 <SEP> 7,4 <SEP> 6,8 <SEP> 7,2 <SEP> 6,2
<tb> Wärmeverbrauch <SEP> in <SEP> kcal/kg
<tb> verdampften <SEP> Wasser <SEP> 952 <SEP> 928 <SEP> 928 <SEP> 918 <SEP> 935
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Zurichtung von Zellstoff, insbesondere in der Herstellung von Viscose, bei dem dieser in zerkleinerter Form im Kontakt mit heisser Luft getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein vor dem Trocknen 15-757"Wasser, bezogen auf das Gewicht der feuchten Masse, enthaltender Stoff, der vorzugsweise auf eine Teilchengrösse kleiner als 50 mm Durchmesser gebracht ist, mit Luft von anfänglich 300 bis 5500 C zusammengebracht und der Luft während des Trocknens eine das Verkohlen des Stoffes hintanhalten. de Durchwirbelung erteilt wird, wobei die Lufttemperatur im Verlaufe des Trocknens bis auf 90-1200 C absinkt.