DE1262116B - Verfahren und Vorrichtung zum Vorwaschen des Zellstoffbreis in einem stehenden Zellstoffkocher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D21c

Deutsche KL: 55 b-2/60

Nummer: 1262116

Aktenzeichen: A 32417IV a/55 b

Anmeldetag: 7. Juli 1959

Auslegetag: 29. Februar 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwaschen des Zellstoffbreis vor dem Austragen in einem stehenden Zellstoffkocher mit stetigem Stoffdurchfluß unter Zuführen von Waschflüssigkeit geringerer Laugenstärke und niedrigerer Temperatur; sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, daß die mechanischen Beanspruchungen des Fasermaterials, die beim Austragen desselben aus dem Kocher und seiner Überführung auf einen niedrigeren Druck auftreten, für die Qualität des Kochbreis nachteilig sind, wenn das Fasermaterial gleichzeitig einem Angriff unverbrauchter Kochlauge von der vollen Kochtemperatur ausgesetzt wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorwaschung unter solchen Bedingungen durchzuführen, daß der unter dem vollen Kochdruck stehende Stoffbrei beim Austragen gegen einen chemischen Angriff der konzentrierten Kochlauge geschützt ist. Dazu wird gemäß der Erfindung ein wesentlicher Teil der Kochlauge durch zentrales Zuführen der Waschflüssigkeit in radialer Richtung verdrängt und am Umfang der Stoffsäule abgesiebt.

Erreicht wird dadurch ein Vorwaschen bei niedrigerer Temperatur und geringerer Laugenstärke unter mechanischer Schonung des Stoffbreis und zugleich die Möglichkeit, den noch hohen Wärmeinhalt der unverdünnten Lauge unter günstigen wärmeökonomischen Bedingungen der Verwertung zuzuführen. Vorzugsweise kann dies durch Gewinnung von Niederdruckdampf geschehen, der zur Aufbereitung der Hackschnitzel in dem dem Kocher vorgeschalteten Dämpfer benötigt wird.

Nach einem eigenen, dem Stand der Technik angehörenden Vorschlag wird zwar schon am Austrageende des Kochers mit Waschflüssigkeit verdünnte, vom ausgetragenen Kochbrei abgesiebte Kochlauge zu dem Zweck wieder zugeführt, der auszutragenden Masse eine gleichmäßig dünne Konsistenz zu erteilen. Während hierbei die Waschflüssigkeit mit dem rückgeführten Kochlaugenanteil gemischt wird, ohne dessen Wärmeinhalt auszunutzen, wird gemäß der Erfindung die unverdünnte Kochlauge von der Waschflüssigkeit verdrängt. Dadurch wird sie in gut beherrschbarer Weise aus der Austragzone entfernt, und es kann die in ihr enthaltene Wärmemenge, für die eine Temperaturspanne von etwa 170 auf 110° C zur Verfügung steht, nahezu vollständig ausgenutzt werden.

Bei einem anderen, ebenfalls eigenen, als älteres Recht zu wertenden Vorschlag besteht die Aufgabe darin, den Wärmeinhalt des Kochbreis in erhöhtem Verfahren und Vorrichtung zum Vorwaschen
des Zellstoffbreis in einem stehenden
Zellstoffkocher

Anmelder:

Aktiebolaget Kamyr, Karlstad (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

8000 München 22_f Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:

Johan Chr. F. C. Richter,

St. Jean Cap Ferrat (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 9. Juli 1958 (6529)

Maß auszunutzen. Dazu wird die Ablauge am unteren Teil des Kochers durch ein Sieb abgezogen, in einer äußeren Kreislaufschleife von einem Teil ihres Überdrucks entlastet, mit niedrigerer Temperatur dem Kocher an seinem Auslaßende wieder zugeführt, und der bei der Entlastung frei werdende Dampf wird unmittelbar einem dem Kocher vorgeschalteten Dämpf rohr zugeführt. Wird, was aber nicht zu diesem Erfindungsgedanken gehört, der rückgeführten gekühlten Ablauge irgendeine gekühlte Flüssigkeit beigemischt, dann verdünnt diese die Ablauge und setzt ihre Temperatur herab. Diese kann also dann nicht mehr in erhöhtem Maß nutzbar gemacht werden. Der grundlegende Unterschied der Erfindung gegenüber dem Vorpatent liegt darin, daß die zugeführte Waschflüssigkeit den überwiegenden Teil der Kochlauge verdrängt, d. h., daß diese selbst praktisch weder abgekühlt noch verdünnt wird, so daß ihr Wärmeinhalt voll ausgenutzt und außerdem erreicht wird, daß der Stoffbrei am Kocherauslaß bei niedrigerer Temperatur unter niedrigerer Laugenstärke vorgewaschen und unter mechanischer Schonung ausgetragen wird.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, die in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße, kontinuierlich arbeitende Anlage zeigt.

In der Zeichnung bezeichnet 11 einen Dampfkocher, in dem Holzschnitzel oder anderes zerkleinertes zellulosehaltiges Fasermaterial, das durch

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eine mit niedrigem Druck arbeitende Beschickungsvorrichtung 15 zugeführt und durch unter niedrigem Druck stehenden Dampf erhitzt wird, der durch eine Leitung 17 zugeführt wird, während das Material umgerührt und zum Auslaßende des Dampfkochers durch eine Förderschnecke 19 gefördert wird. Im Dampfkocher wird ein gewünschter Überdruck, vorzugsweise von etwa 1 atü, durch ein selbsttätiges Regelventil 21 aufrechterhalten. Durch die Leitung

-In die Kocherwand am unteren Ende des Kochers ist ein Siebgürtel eingesetzt, der aus einer durchbrochenen oder geschlitzten zylindrischen Siebplatte 53 besteht, die bündig mit der zylindrischen Wand 5 des Kochers angeordnet ist.

In einem erweiterten Teil der Kocherwand außerhalb der Siebplatte ist ein Raum 55 zur Aufnahme der abgesiebten Kochlauge vorgesehen. Dieser Aufnahmeraum ist durch eine Leitung 57 mit einer

22 wird eine Aufsehlußlauge, z. B. Natronlauge, zu- io Dampfabscheidevorrichtung 59 verbunden, vorzugsgeführt. Das Gemisch aus Schnitzeln und Lauge weise mit einem Zyklon. Der obere Dampfauslaß des wird durch eine unter hohem Druck stehende Be- Zyklons ist durch die bereits erwähnte Leitung 17 mit Schickungsvorrichtung 23 in eine Schleife umlaufen- dem Dampfkocher 11 verbunden, so daß ein verder Lauge übergeführt, welche die Schnitzel zum hältnismäßig niedriger Überdruck im Zyklon aufoberen Ende eines stehenden zylindrischen Kochers 15 rechterhalten wird. Wenn die abgesiebte Kochlage in 25 spült. Die Schnitzel werden nach unten in den den Zyklon eintritt, gibt sie einen großen Teil ihres Kocher durch eine motorgetriebene Förderschnecke Wärmeinhalts als Dampf ab, der zum Erhitzen der 27 gefördert, während ein großer Teil der Lauge Schnitzel im Dampfkocher verwendet wird. Die durch ein zylindrisches Sieb 29 abgesiebt wird und Kochlauge wird mit verringerter Temperatur durch mit Hilfe einer Pumpe 31 durch einen Wärmeaus- 20 den Auslaß 61 und die Leitung 62, in welch letzterer tauscher 33 gepumpt wird, in dem sie erwärmt wird. sich ein Ventil 63 befindet, das durch den Spiegel im Von dort aus wird die Lauge zur Beschickungsvor- Zyklon 59 gesteuert wird, zu einer Anlage zur Rück-, richtung 23 zurückgeführt, wobei sie die Schnitzel in gewinnung der Chemikalien abgeleitet,
den Kocher mitnimmt. In die Kocherwand ist unmittelbar unter dem

Eine weitere Erwärmung des Gemisches· aus 25 Siebgürtel 53 ein zweiter ähnlicher Siebgürtel 68 einSchnitzeln und Lauge geschieht durch ein Umlauf- gesetzt. Der .Raum 70 hinter dem Sieb zur Aufnahme system mit zwei Siebgürteln 35, 37 in der Kocher- von Kochlauge ist vom Raum 55 getrennt und durch wand, die wechselweise . angeschlossen werden eine Leitung 72 mit einer zweiten Dampfabscheidekönnen, eine Pumpe 39, einen Wärmeaustauscher 41 vorrichtung verbunden, die ebenfalls vorzugsweise ein und eine Rücklaufleitung 43, die sich in der Längs- 30 Zyklon 74 ist, in dem die Leitung 72 tangential achse des Kochers erstreckt und ihr Austrittsende in mündet. Der Dampf auslaß des Zyklons ist mit einem der Mitte des Kochers hat, wobei die umlaufende Kondensator 76 verbunden, in dem der im Zyklon 74 Lauge aus den Siebeinsätzen entnommen und im entstehende Dampf kondensiert und beispielsweise Wärmeaustauscher erwärmt wird. Im letzteren wird zur Warmwasserbereitung oder für andere Zwecke die Lauge auf eine Temperatur von annähernd 170° C 35 verwendet werden kann, wie zur Erhitzung der dem erhitzt. Im Kocher wird ein hydraulischer Druck von Kocher über die Leitung 22 zugeführten Kochlauge, etwa 10 atü aufrechterhalten. Während der langsamen Die Kochlauge tritt durch den unteren Auslaß des und gleichmäßigen Abwärtsbewegung des Faser- Zyklons aus, wird mit Hilfe einer Pumpe 78 durch materials durch den Kocher findet eine Reaktion mit ein Ventil 80 gepumpt, das durch den Flüssigkeitsder Kochlauge statt, so daß das Fasermaterial voll- +0 spiegel des Zyklons gesteuert wird, und über eine ständig aufgeschlossen ist, wenn es das untere Ende Leitung 82 zu einer Anlage zur Rückgewinnung der des Kochers erreicht. Von dort aus wird das Material Chemikalien aus der Kochlauge geleitet. Der Zyklon nach unten in einen zentral angeordneten Auslaß 45 74 kann mit Hilfe von Ventilen 84, 86 abgeschaltet mit Hufe einer motorgetriebenen Schaber- oder werden, wenn keine Notwendigkeit für eine Dampf-Rührvorrichtung 47 gefördert. In der mit dem Aus- 45 entnahme aus der durch die Leitung 72 fließenden laß verbundenen Leitung ist eine Drosselvorrichtung Kochlauge besteht oder wenn die Laugentemperatur 49 eingesetzt, durch die das Gut in einen Druckbe- so niedrig ist, daß der abgegebene Dampf praktisch halter 44 austreten kann, in dem der Außenluftdruck wertlos ist. In diesem Fall kann durch öffnen der oder ein geringer Überdruck aufrechterhalten wird. Ventile 88,90 der erwähnte Anteil der Kochlauge zu Der infolge des Druckabfalls abgegebene Dampf tritt so einem Behälter 92 geführt werden, aus dem sie durch einen Auslaß 46 aus, während der Kochbrei unmittelbar in die Leitung 82 gepumpt wird. Im durch einen unteren Auslaß 48 austritt und durch letzteren Fall wird daher der Wärmeinhalt des eine Leitung fließt, die am Auslaß angeschlossen ist zweiten Laugenanteils nicht ausgenutzt. Gegebenen- und in der sich ein Ventil 50 befindet, das durch den falls kann der Zyklon 74 völlig weggelassen werden. Spiegel im Druckbehälter gesteuert wird. Durch diese 55 In den Leitungen 57 und 72 befinden sich Ventile 94 Leitung wird der Kochbrei einem Behälter 52 eines und 96, die durch die Menge der zufließenden umlaufenden Saugfilters zugeführt. Auf der umlaufen- Flüssigkeit derart geregelt werden, daß die Menge auf den Siebtrommel 54 des Filters sammelt sich eine einem gewünschten Wert gehalten wird.
Kochbreischicht 56, die mit Waschwasser, z. B. Die durch die Siebgürtel 53,68 entnommene

durch Sprührohr 58 zugeführtes warmes und kaltes 60 Kochlauge wird durch der Leitung 51 entnommene Frischwasser, gewaschen wird. Ein Teil des Filtrats, Flüssigkeit ersetzt und in den Kocher mit Hilfe einer das aus mit Waschwasser verdünnter Kochlauge be- Hochdruckpumpe 65 gepumpt. An die Druckseite steht, wird in einem Behälter 60 gesammelt, von dem der Pumpe ist eine Leitung 67 angeschlossen, die es durch eine Leitung 51 zum Kocher zurückgeführt durch die Kocherwand in der Nähe des oberen Endes wird, in dem es erfindungsgemäß und in der nach- 65 des Kochers hindurchgeführt ist, innerhalb des Rohrs stehend beschriebenen Weise für eine erstmalige Ent- 43 konzentrisch verläuft, längs der senkrechten nähme von Kochlauge am Boden des Kochers ver- Mittellinie des Kochers aufgehängt ist und ein offenes wendet wird. . unteres Ende in Höhe des Siebgürtels 53 hat. Vor-

zugsweise ist der unterste Endteil des Rohrs 67, wie gezeigt, durchbrochen. Durch die erwähnte Leitung eingepumpte Flüssigkeit wird aus dem Rohrende radial nach allen Richtungen verteilt und verdrängt eine entsprechende Menge Kochlauge. Die Kochlauge, die zuerst verdrängt wird und durch den Siebgürtel 53 austritt, bildet einen ersten unverdünnten Anteil, dessen Temperatur und Laugenkonzentration im wesentlichen aufrechterhalten bleibt.

Weiter unten im Kocher erreicht die zentral zügeführte Waschflüssigkeit die Kocherwand, so daß die dem Siebgürtel 68 entnommene Kochlauge verdünnt wird und einen zweiten verdünnten Laugenanteil von verringerter Temperatur bildet. Durch die Trennung der erwähnten zwei Anteile ist es möglich, im Zyklon 59 eine Dampfmenge aufzunehmen, die dem Temperaturabfall der Kochlauge von praktisch der maximalen Kochtemperatur von 170° C bis zur Dämpftemperatur von 110° C entspricht, wobei gleichzeitig eine sehr gründliche Verdrängung der Kochlauge und ein beträchtlicher Temperaturabfall am Kocherauslaß erhalten werden. Durch die Leitung 67 wird vorzugsweise eine solche Menge verdünnter Flüssigkeit zugeführt, daß die Temperatur am Auslaß 45 auf 100 bis 130° C absinkt. Da gleichzeitig die Laugenkonzentration beträchtlich abnimmt, besteht keine Gefahr, daß die auf den Kochbrei durch den Schaber 47 und das Drosselventil 49 ausgeübten mechanischen Beanspruchungen die Fasern beschädigen, sondern es bleibt die Qualität des Kochbreis die bestmögliche.

Zusätzlich zur Leitung 67 kann Ersatzflüssigkeit dem Kocher durch ein Rohrsystem zugeführt werden, das mit der Pumpe verbunden ist und in den Raum zwischen dem Siebgürtel 68 und der Schaber- und Rohrvorrichtung 47 mündet. Das erwähnte Rohrsystem besteht aus einem ringförmigen Rohr 69, an das eine Anzahl von Abzweigrohre 71 angeschlossen ist, die um den Kocher herum verteilt sind und dessen Wand durchdringen. Diese Abzweigrohre 71 münden in radialer oder etwas tangentialer Richtung in gewissem Abstand von der Kocherwand. Gegebenenfalls kann eine Flüssigkeitsmenge durch das erwähnte Rohrsystem zugeführt werden, die die Menge der abgesiebten Kochlauge übertrifft, so daß der Kochbrei am unteren Ende des Kochers ebenfalls auf eine geringe Dichte verdünnt wird, die das Austragen desselben durch den Auslaß 45 und die Drosselvorrichtung 49 erleichtert.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist nur ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung, deren Einzelheiten abgeändert werden können. So können die Siebgürtel 53,68 entweder längs einer axialen Ebene oder längs einer Querebene unterteilt werden. Natürlich kann die Ersatzflüssigkeit aus mehr oder weniger reinem Wasser bestehen, und der Wärmeinhalt der abgesiebten Flüssigkeit kann für andere Zwecke als die vorerwähnten verwendet werden. Eine weitere Abänderung besteht in der Zuführung von Ersatzflüssigkeit durch ein axiales Rohr, das mit der Mitte des umlaufenden Schabers 47 am Boden des Kochers verbunden ist. Für den Fall, daß die aus dem Behälter 60 erzielbare Menge an Ersatzflüssigkeit nicht für die Durchführung des gewünschten Grads an Kühlung am Auslaßende des Kochers ausreicht, kann eine zusätzliche Menge durch eine Zweigleitung, die die Leitung 82 mit der Leitung verbindet, von neuem in Umlauf gesetzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vorwaschen des Zellstoffbreis vor dem Austragen in einem stehenden Zellstoffkocher mit stetigem Stoffdurchfluß unter Zuführen von Waschflüssigkeit geringerer Laugenstärke und niedrigerer Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der Kochlauge durch zentrales Zuführen der Waschflüssigkeit in radialer Richtung verdrängt und am Umfang der Stoffsäule abgesiebt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer von der Austragsöffnung des Kochers weiter abgelegenen Zone durch die Waschflüssigkeit geringerer Stärke und niedrigerer Temperatur praktisch unverdünnte und auf der Kochtemperatur befindliche Kochlauge radial verdrängt und am Umfang der Stoffsäule abgesiebt wird, während in einer der Austragsöffnung näher liegenden Zone mit Waschflüssigkeit verdünnte Kochlauge ebenfalls in radialer Richtung zum Umfang der Stoffsäule geführt und abgesiebt wird, wobei jede der beiden Laugenfraktionen nach Maßgabe ihrer Temperatur getrennter Wärmeverwertung zugeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem Kocher, in dessen Wandung Siebgürtel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siebgürtel (53) oberhalb des Austragendes (45) des Kochers (25) angeordnet ist, der mit einer Anlage zur Wärmeverwertung (59) verbunden ist, und daß eine in der Längsachse des Kochers verlaufende Zuführungsleitung für die Waschflüssigkeit (67) im Bereich des Siebgürtels (53) oder zwischen diesem und dem Austragsende (45) des Kochers mündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Austragsende (45) des Kochers (25) und den Siebgürtel (53) in die Kocherwand ein zweiter Siebgürtel (68) eingesetzt ist, der mit einer von der Anlage zur Wärmeverwertung der im Siebgürtel (53) abgezogenen heißen, starken Kochlauge getrennten Anlage (74) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 322 270, 527 206,
473, 868 695, 897 948, 945 972, 1 096 181,
080 848;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1 010 819,
017 016;

französische Patentschrift Nr. 1 153 820;

USA.-Patentschrift Nr. 2 769 710.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 510/64 2.68 © Bundesdruckerei Berlin