AT395735B - Vorrichtung zur herstellung von refinerstoff aus lignozellulosematerial - Google Patents

Description

AT 395 735 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Refinerstoff aus Lignozellulosematerial, bei da das Material in zerkleinerter Form, wie z. B. Hackschnitzel, in Gegenwart von Wasser unter Überdruck zerlegt wird, sodaß eine Mischung aus feuchtem Refinerstoff und Dampf hergestellt wird, wobei letzterer in einen zylindrischen Behälter geblasen wird, in dem im wesentlichen der gleiche Überdruck herrscht wie beim Zerlegungsprozeß. 5 Bei der Herstellung von Refinerstoff durch Zerlegung von Lignozellulosematerial in zerkleinerter Form, wie z. B. Hackschnitzeln, wird dies üblicherweise so durchgeführt, daß Materialstücke zwischen zwei Zerkleinerungselemente eingebracht werden, dierelaüv zueinander rotieren, wiez. B. zwei Refinerscheiben. Um zu verhindern, daß die durch die Zerkleinerungsenergie entstandene Wärme das Material austrocknet, überhitzt, verfärbt und verbrennt, wird Wasser zugegeben, das dabei im wesentlichen verdampft. Um eine ausreichend hohe Temperatur zu erreichen, 10 wird das Verfahren wie z. B. TMP (thermomechanical pulping) oder CTMP (chemothermomechanical pulping) bei Überdruck durchgeführt. Ein Verfahren und eine Vorrichtung für diesen Zweck sind z. B. aus dem kanadischen Patent Nr. 12S266S bekannt

Bei der Zerlegung des Materials werden feuchter Refinerstoff und gesättigter Dampf erhalten. Dieses Gemisch wird aus dem unter Druck stehenden Refinergehäuse durch eine unter Druck stehende Ausblasleitung ausgeblasen. 15 Für den weiteren Transport und die weitere Behandlung des Refinerstoffes muß der Dampf abgetrennt werden. Da dieser Dampf einen wesentlichen Wärmeinhalt besitzt ist es von großer wirtschaftlicher Wichtigkeit daß dieser Wärmeinhalt auf dem höchtsmöglichen Temperatumiveau zurückgewonnen wird, d. h. auch mit geringst möglichem Druckverlust. Der Dampf muß dazu im wesentlichen faserfrei sein, andernfalls würden Faserablagerungen zu Verstopfungen von Wärmeaustauschern, Rohrleitungen, Ventilen und dgl. führen. 20 Dieses Problem der Trennung von faserfreiem Dampf unter Druck vom Refinerstoff-Dampf-Strom ist schwierig und es wurden dafür viele Konstruktionen vorgeschlagen. Die meisten daartigen Ausführungen sind vom Zyklon-Typ, wobei hia die Dichtediffaenz zwischen Refinastoff und Dampf in einem Zentrifugalfeld verwendet wird, wie z. B. im obengenannten kanadischen Patent beschrieben ist Das Ergebnis ist jedoch nicht zufriedenstellend, da die durch die Rotation des Faserstoff-Dampf-Stroms erzeugte Zentrifugalkraft nicht ausreicht, um die kleinsten und 25 leichtesten Faserfragmente aus dem Dampf abzutrennen. Weiters lagern sich Fasern an den Innenwänden des Zyklons ab, sodaß eine häufige Reinigung erfordalich ist Die Zentrifugalkraft wird durch die Geschwindigkeit des Refinastoff- und Dampfstromes begrenzt Diese Geschwindigkeit wird durch die Reibung innerhalb des Stromes und an daZyklonwand verringert Die Umwandlung des Dampfdruckes in Geschwindigkeitin einem Diffusor kann hier nicht angewandt waden. Da Druck und die Temperatur des Dampfes wären dann so niedrig, daß dessen 30 Wärmeinhalt nur mehr von geringem Wert wäre. Solche niederwertige Wärme gibt es in der Refinostoffindustrie im Überfluß. Andererseits bietetMitteldruckdampf einen wertvollen Wärmelieferanten z. B. als Trocknungsmedium für Papiermaschinen.

Ziel da Erfindung ist es, diese Probleme auszuschalten und eine effiziente Trennung zu erzielen mit einem im wesoitlichen faserfreien Dampf und ohne Faserablagerungen. Dies wird bei da eingangs näher bezeichneten 35 Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch erreicht daß da Behälter versehen ist mit: a) einem Einlaß für unter Druck stehenden Refinerstoff und Dampf, b) eina Scheibe, die mittels einer Welle in Rotation vosetzbar ist welche durch die Behälterwand geführt ist wobei die Scheibe zumindest auf einer der beiden senkrecht zur Welle stehenden Flächen mindestens zwei 40 im wesentlichen radiale Stege auf weist die vom Zentrum da Scheibe zur Peripherie reichen, um die Rotation da Scheibe auf das Refinerstoff-Dampf-Gemisch zu übertragen, c) eina Austrageinrichtung, die sich außerhalb der Periphoie der Scheibe befindet und einen druckdichten Austrag des Refinerstoffes aus dem Behälter ermöglicht d) zumindest einen Dampfauslaß zum Austrag des Dampfes aus dem Behälter unter Druck, der sich an einer oder 45 beiden Endwänden des Behälters befindet.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Refinerstoff-Dampf-Gemisch an der Peripherie der Scheibe tangential in Drehrichtung der Scheibe in den Behälter eingebracht wird. Gemäß eina anderen Ausfuhrungsform kann das Refinerstoff-Dampf-Gemisch auch axial im Zentrum der Scheibe in den Behälter eingebracht weiden. 50 One Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Austiageinrichtung den Refinerstoff zu einon kontinuialichen Pfropfen formt der den Refinerstoffauslaß gegen den Druck im Behälter abdichtet Es kann aber auch die Austrageinrichtung aus einer Fördoschnecke mit sich vojüngendem Schneckenrohr, einem daran anschließendot zylindrischen Verschlußrohrstück und eina kegelförmigen Scheibe bestdien, die mittels eina insbesondere pneumatischen Zylinda-Kolben-Einheit gegen die Auslaßöffnung des Vaschlußrohrstückes an-55 druckbar ist

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand einiger Ausführungsbeispiele näher aläutert -2-

Claims (5)

1. AT 395 735 B Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung längs der Linie (I-I) in Fig. 2. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie (Π-Π) in Fig. 1. Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar, wobei hier die Scheibe fliegend gelagert ist. Die Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aus einem geschlossenen zylindrischen und unter Druck S stehenden Behälter (1). Im Zentrum jeder der beiden flachen Endwände des Behälters (1) befindet sich eine Öffnung mit einer Dichtung (7) für eine Welle (3), die auf einer Lagerung (6) auf jeder Seite des Behälters (1) gelagert ist und durch einen Motor (M) angetrieben wird. Die Welle (3) trägt eine Scheibe (2) innerhalb des Behälters (1). Auf den zwei flachen Endflächen da Scheibe (2), die senkrecht zur Welle (3) stehen, sind eine Anzahl radialer Stege (4) montiert, die sich vom Zentrum zur Peripherie der Scheibe (2) erstrecken. An da Mantelfläche des Behälters (1) 10 befindet sich ein Einlaß (12) für Refinerstoff und Dampf unter Druck, die von einer Ausblasleitung vom Refiner kommen. Da Einlaß (12) ist tangential in die Rotationsrichtung der Scheibe (2) gerichtet An da Mantelfläche des Behälters (1) ist ebenfalls eine Öffnung für den Refinerstoffaustrag angebracht, die zu einer insgesamt mit dem Bezugszeichen (5) versehenen Austragseinrichtung führt Diese Austragseinrichtung (5) umfaßt eine Förderschnecke (8) mit eina Schnecke, die durch einen Motor (Mj) gedreht wird und die von einem Schneckenrohr umgeben ist IS Die Schnecke und das Rohr sind an ihrem Ausgang verjüngt Das verjüngte Rohr ist mit einem zylindrischen Verschlußrohrstück (9) verbunden. Am Ausgang dieses Voschlußrohrstücks (9) ist eine kegelförmige Scheibe (10) angebracht und mittels eines pneumatisch beaufschlagten Kolbens in einem Zylinder (11) gegen das Ende des Verschlußrohrstückes (9) gepreßt Auf jeda der beiden ebenen Behälterwände befindet sich in der Nähe der Wellenauslässe ein Auslaß (13) für 20 Übadruckdampf. Die Vorrichtung arbeitet wie im folgenden beschrieben: Der Strom von Refinerstoff und Dampf wird unta Druck vom Refiner durch eine Blasleitung zum Einlaß (12) geblasen. Wenn dieser Strom auf die rotierende Scheibe (2) trifft, wird er durch die Stege (4) in eine Drehung mit hoher Geschwindigkeit versetzt. Der Refinerstoff wird dann zur Peripherie geschleudert und fällt in die Förderschnecke (8). Er wird durch die Schnecke gefördert und im verjüngten Teil der Austrageinrichtung (5) zu einem dichten, kontinuierlichen Pfropfen verdichtet, da durch das 25 Verschlußrohrstück (9) gedrückt wird. Der Pfopfen dichtet den Rohrauslaß ab, sodaß da Überdruckdampf nicht ausgetragen wird. Die Verdichtung des Refinerstoffpfropfens wird durch Andrücken der kegelförmigen Scheibe (10) auf den Refinerstoffauslaß gesteuert Dieser Druck wird durch Anpassung des pneumatischen Druckes auf den Kolben im Zylinder (11) eingestellt. Der Dampf, der eine goingere Dichte hat als Refinerstoff, strömt in das Zentrum des Behälters (1) und wird durch 30 die Auslässe (13) ausgetragen. Bei der Ausführungsform da Erfindung gemäß Fig. 3 ist die Scheibe (2) an einem Ende da Welle (3) montiert Die Welle (3) tritt nur durch eine da Endwände des Behälters (1). Es ist nur ein Dampfauslaß (13) in da Nähe des Wellendurchganges durch die Endwand vorgesehen. Der Einlaß (12) für Refinerstoff und Dampf befindet sich im Zentrum da anderen Endwand des Behälters (1). 35 Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit die dem Refinerstoff und Dampf durch die Stege (4) der Scheibe (2) übertragen wird, ist die Zentrifugalkraft wesentlich stärker, als bei hakömmlichen Zyklonabscheidem. Das führt zu eina wesentlich besseren Trennung der Faserpartikeln vom Dampf. Durch die rotierenden Stege (4), die an den Wänden des Behälters (1) entlang streichen, werden Faserablagerungen dort vermieden. 40 Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformal beschränkt sondern kann innahalb des Schutzumfangs da Erfindung auf verschiedene Weise variieren. Zum Beispiel müssen die Stege nicht goade oda nur radial ausgeführt sein, sondern können auch geneigt oder gebogen sein. Der Austrag für den Pfropfen kann z. B. durch ein Zellenrad, Dickstoffpumpe oder jede andere Art von Vorrichtung zum Austrag von Refinerstoff aus dem unter Druck stehenden Behälter an die Atmosphäre ersetzt sein. 45 PATENTANSPRÜCHE 50 1. Vorrichtung zur Herstellung von Refinerstoff aus Lignozellulosematerial, bei der das Material in zerkleinerter 55 Form, wie z. B. Hackschnitzel, in Gegenwart von Wasser unter Übodruck zerlegt wild, sodaß eine Mischung aus feuchtem Refinerstoff und Dampf hergestellt wird, wobei letzterer in einen zylindrischen Behälter geblasen wird, in dem im wesentlichen da gleiche Überdruck herrscht wie beim Zalegungsprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß da Behälter (1) versehen ist mit: -3- AT 395 735 B a) einem Einlaß (12) für unter Druck stehenden Refinerstoff und Dampf, b) einer Scheibe (2), die mittels einer Welle (3) in Rotation versetzbar ist, welche durch die Behälterwand geführt ist, wobei die Scheibe (2) zumindest auf einer der beiden senkrecht zur Welle (3) stehenden Flächen mindestens zwei im wesentlichen radiale Stege (4) auf weist, die vom Zentrum da1 Scheibe (2) zur Peripherie reichen, um die S Rotation der Scheibe (2) auf das Refinerstoff-Dampf-Gemisch zu übertragen. c) einer Austrageinrichtung (5), die sich außerhalb dar Peripherie der Scheibe (2) befindet und einen druckdichten Austrag des Refinerstoffes aus dem Behälter (1) ermöglicht, d) zumindest einem Dampfauslaß (13) zum Aus trag des Dampfes aus dem Behälter (1) unter Druck, der sich an einer oder beiden Endwänden des Behälters (1) befindet. 10
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Refinerstoff-Dampf-Gemisch an der Peripherie der Scheibe (2) tangential in Drehrichtung der Scheibe (2) in den Behälter (1) eingelnacht wird (Fig. 1,2).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Refinerstoff-Dampf-Gemisch axial im Zentrum 15 der Scheibe (2) in den Behälter (1) eingebracht wird (Fig. 3).
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrageinrichtung (5) den Refinerstoff zu einem kontinuierlichen Pfropfen formt, der den Refinerstoffauslaß gegen den Druck im Behälter (1) abdichtet 20
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrageinrichtung (5) aus einerFörderschnecke (8) mit sich verjüngendem Schneckenrohr, einem davon ausschließenden zylindrischen Verschlußrohrstück (9) und einer kegelförmigen Scheibe (10) besteht die mittels ein» insbesondere pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit (11) gegen die Auslaßöffnung des Verschlußrohrstückes (9) andrückbar ist 25 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 -4- 55