AT403301B - Kontinuierliche flüssigkeitsführung - Google Patents

Description

AT 403 301 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Flüssigkeitsführung bei der Kochung von Zellstoff in einem Kocher.

Bei einem modernen Zellstoff-Aufschlußverfahren sind mehrere Schritte erforderlich, so unter anderem eine Imprägnierung unter gewissen Verfahrensbedingungen, z.B. bei niedriger Temperatur, und eine Kochung unter anderen Bedingungen, z.B. bei höherer Temperatur, sowie gewünschtenfalls ein oder mehrere Waschschritte, welche unter Verwendung von heißer und/oder kalter Waschflüssigkeit bzw. Waschfiltrat erfolgen. Zur Zellstoffherstellung müssen für das Herauslösen gewisser Komponenten die in den einzelnen Verfahrensschritten verwendeten Lösungsmittel bestimmte Eigenschaften haben, wie z.B. Art des Lösungsmittels, ob wässerig oder organisch, Konzentrationen an Säuren, Alkali und Salzen, Temperaturen, etc.

Es ist aus Kostengründen und nicht zuletzt aus Gründen des Umweltschutzes wünschenswert, den Chemikalieneinsatz und den Flüssigkeitsbedarf in den einzelnen Schritten so gering wie möglich zu halten und die verwendeten Lösungsmittel so weit wie möglich wiederzuverwenden.

Gemäß der WO 91/05103 werden vorkonditionierte Holzschnitzel in einer ersten Kammer mittels zirkulierender Schwarzlauge geringer Temperatur vorgewärmt und kontinuierlich in eine unter hohem Druck und Temperatur stehende zweite Kammer weitergeleitet. In der zweiten Kammer werden die Holzschnitzel durch zirkulierende heiße Schwarzlauge auf Kochtemperatur gebracht, wonach sie zusammen mit Weißlauge in den Kocher überführt werden.

Die US-4 693 785 betrifft einen Kocher zur kontinuierlichen Verfahrensführung. Zu- und Ableitung der verwendeten Laugen erfolgt durch eine Mehrzahl von ringförmigen Siebsystemen.

In der US-3 752 319 wird ein Sieb für die Trennung von Flüssigkeit von einer Holzschnitzel-Flüssigkeit-Mischung beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Verfahren der eingangs genannten Art sowohl bereits vorhandene bauliche Gegebenheiten auszunutzen als auch bei einem minimalen Einsatz an neu zuzusetzenden Chemikalien und Frischwasser das Kochverfahren so ökonomisch wie möglich durchzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in einem bestimmten Verfahrensschritt verwendete Flüssigkeit zwischen mindestens zwei Behältern bzw. Tanks zirkulieren kann und der Kocher bei Erreichen dieses bestimmten Verfahrensschrittes in den Kreislauf zwischen die diesem bestimmten Verfahrensschritt zugeordneten Behälter bzw. Tank geschaltet wird. Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wird jedem gewünschten Verfahrensschritt ein Behälter- bzw. Tankpaar zugeordnet; z.B. der Imprägnierung unter Verwendung einer Imprägnierlauge (IL) ein IL1- und ein IL2-Tank, der Kochung unter Verwendung eine Kochlauge (CL) ein CL1- und ein CL2-Tank. Das in dem Verfahrensschritt verwendete jeweilige Lösungsmittel wird dann kontinuierlich zwischen dem jeweilige zugehörigen 1er- und 2er- (bzw. 2er- und 1er-Tank) zirkuliert. Dies entspricht mit anderen Worten einer internen Tank-zu-Tank-Zirkulation. Wird nun beispielsweise das in einem 1er Tank befindliche Lösungsmittel in einem Verfahrensschritt in einem Zellstoffkocher (Digester) benötigt, wird dieser Kocher einfach in den Kreislauf vom 1er- zum Zer-Tank geschaltet. Dabei wird im jeweiligen 1er-Tank das Lösungsmittel für die direkte Nutzung im Verfah-rensschritt bereitgestellt und im 2er-Tank wird das aus dem Verfahrensschritt kommende, gebrauchte Lösungsmittel gesammelt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die gebrauchte Flüssigkeit aus dem zum Kocher abflußseitig angordneten Behälter bzw. Tank kontinuierlich abgeführt, mittels kontinuierlicher Chemikalien-Zudosierung und nachfolgender kontinuierlicher Temperatureinstellung mittels Wärmetauscher auf die ursprünglichen Eigenschaften gebracht und im Kreislauf in den zum Kocher zuflußseitig angordneten Behälter bzw. Tank zurückgeführt. Dadurch kann der Bedarf an neu zuzusetzenden Chemikalien gering gehalten werden, da nur die tatsächlich verbrauchte Menge an Chemikalien ersetzt werden muß. Auch können beträchtliche Mengen an Energie eingespart werden, da lediglich eine dem Wärmeverlust im Kocher entsprechende Energiemenge zuzuführen ist. Ist der entsprechende Verfahrensschritt beendet, tritt die interne Tank-zu-Tank-Zirkulation wieder in Kraft.

Weiters wird bevorzugt, wenn abflußseitig ein Anteil der gebrauchten Flüssigkeit kontinuierlich in eine Chemikalien-Aufbereitungsanlage zur Rückgewinnung von Chemikalien abgezweigt wird, wobei die fehlende Volumsmenge im Behälter bzw. Tank durch Zusatz an Waschlösung ersetzt wird. Dadurch wird eine zu hohe Aufkonzentrierung von organischen und anorganischen Bestandteilen im Kreislauf verhindert.

Durch die vorliegende Erfindung werden unter anderem die folgenden Ziele erreicht: - Der Inhalt des Kochers (Hackschnitzel) steht unabhängig von den Eigenschaften der Füllung (wie z.B. Feuchte, Dichte, Temperatur) im jeweiligen Verfahrensschritt immer unter konstanten Lösungsmittelbedingungen; • die Lösungsmittelbedingungen können einfach an neue Vorgaben angepaßt werden; 2

Claims (12)

1. AT 403 301 B - der Energieinhalt der Lösungsmittel entsteht nicht durch Aufheizung in einem Kocher und wird nach dem Verfahrensschritt in einem Tank gespeichert, sondern der Energieinhalt der Lösungsmittel entsteht tankintern (durch Tank-zu-Tank-Zirkulation) und wird vom Tank weg dem Kocherinhalt zu dessen Aufheizung zur Verfügung gestellt; - es werden keinerlei dem Kocher zugeordnete Zirkulationseinrichtungen benötigt; - alle Verbrauchswerte sind kontinuierlich; - weniger Tankvolumen ist nötig; - eine kürzere Aufschlußzeit wird benötigt; - eine gleichmäßige Zellstoffqualität wird erreicht und kann leicht verändert werden; und - eine sehr einfache und transparente Management-Steuerung für die Module der Tankfarm, Qualitätsoptimierung, Energie und Sequenz kann realisiert werden; Die Erfindung wird durch die beiliegende Prozeßskizze für das Beispiel eines Kraft-Zellstoffaufschlusses (Figur 1} näher erläutert. In der Figur bedeuten: ProzeBschritte diskontinuierlich: (durch eingekreiste Bezugszeichen gekennzeichnet) A 1 - Füllung der Hackschnitzel in den Kocher (mittels Niederdruckdampf) und eventuell gleichzeitige Füllung mit der Imprägnierlauge aus dem IL1-Tank.
2. 2 - Füllung der Imprägnierlauge aus dem ILI-Tank, bis der Kocher auf Imprägnierdruck ist.
3. 3 - Durchverdrängung der Imprägnierlauge aus dem IL1-Tank über den Kocher in den IL2-Tank unter Beibehaltung des Imprägnierdrucks.
4. 4 - Heißverdrängung von Imprägnierlauge mittels Kochlauge aus dem CL1-Tank über den Kocher in den IL2-Tank, bis der IL2-Tank die bei der Imprägnierlaugenfüllung aus dem IL-Kreislauf entnommen-de Menge wieder aufgefüllt hat.
5. 5 - Fortsetzung der Heißverdrängung mittels Kochlauge aus dem CL1-Tank über Kocher in den CL2-Tank, bis die gewünschte Kochtemperatur und die gewünschte Kochzeit erreicht ist.
6. 6 - Kaltverdrängung der Kochlauge mittels Waschfiltrat aus der Zellstoffwäsche über den Kocher in den CL2-Tank, bis der Kocherinhalt auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt ist. B
7. 7 - Entleerung des Kocherinhalts durch Abpumpen und gleichzeitiger Zugabe von Waschfiltrat zur Verdünnung des Zellstoffs auf die gewünschte Konsistenz. ProzeBschritte kontinuierlich: (durch ein eingerahmtes "c" gekennzeichnet) 1) Flüssigkeitsführung zwischen den jeweiligen 2er-Tanks und dem dazugehörigen 1er-Tank. 2) Flüssigkeitsführung zwischen den jeweiligen 1er-Tanks und dem dazugehörigen 2er-Tank, bzw. nur teilweise kontinuierlich, unter Berücksichtigung darauf, daß der Lösungsmitteldurchsatz auch verfahrensschrittabhängig variiert bzw. unterbrochen werden kann. 3) Zufuhr von Hackschnitzel in einen über dem Kocher befindlichen Silo. 4) Abfuhr von Zellstoff aus einem nach dem Kocher befindlichen Blastank. 5) Zuführung von Lösungsmittelkonzentrat aus der Aufbereitung, z.B. Kaustifizierung. 6) Abführung der Ablauge zur Aufbereitung, z.B. Eindampfanlage. 7) Zufuhr von Mitteldruckdampf.
8. 8) Zufuhr von Niederdruckdampf.
9. 9) Abfuhr von Dampfkondensat.
10. 10) Zufuhr von Warmwasser.
11. 11) Abfuhr von Heißwasser.
12. 12) Zufuhr von Flüssigkeit (z.B. Waschfiltrat aus der Zellstoffwäsche) in einen Tank (WF-Tank) von dem aus der Kocherinhalt gewaschen und auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Patentansprüche 1. Verfahren zur kontinuierlichen Flüssigkeitsführung bei der Kochung von Zellstoff in einem Kocher, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem bestimmten Verfahrensschritt verwendete Flüssigkeit zwischen mindestens zwei Behältern bzw. Tanks zirkulieren kann und der Kocher bei Erreichen dieses bestimmten Verfahrensschrittes in den Kreislauf zwischen die diesem bestimmten Verfahrensschritt zugeordneten Behälter bzw. Tank geschaltet wird. 3 AT 403 301 B 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchte Flüssigkeit aus dem zum Kocher abflußseitig angordneten Behälter bzw. Tank kontinuierlich abgeführt, mittels kontinuierlicher Chemikalien-Zudosierung und nachfolgender kontinuierlicher Temperatureinstellung mittels Wärmetauscher auf die ursprünglichen Eigenschaften gebracht und im Kreislauf in den zum Kocher zuflußseitig angordneten Behälter bzw. Tank zurückgeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß abflußseitig ein Anteil der gebrauchten Flüssigkeit kontinuierlich in eine Chemikalien-Aufbereitungsanlage zur Rückgewinnung von Chemikalien abgezweigt wird, wobei die fehlende Volumsmenge im Behälter bzw. Tank durch Zusatz an Waschlösung ersetzt wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen • 4