DE1517193C2

DE1517193C2 - Kontinuierlich arbeitender Zellstoffkocher mit Beschickungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1517193C2
Application number: DE1517193A
Authority: DE
Inventors: Johan Christoffer Frederik Carl St. Jean Cap Ferrat Alpes Maritimes Richter (Frankreich)
Original assignee: KAMYR KARLSTAD (SCHWEDEN) AB
Current assignee: KAMYR KARLSTAD (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1964-04-16
Filing date: 1965-04-15
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FI45879C; DE1517193B1; US3429773A; SE300755B; FI45879B

Description

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Die Erfindung betrifft einen stehenden kontinuierlich arbeitenden Zellstoffkocher mit einer gegen den Kocherdruck arbeitenden Zuführungseinrichtung für das zellulosehaltige Material, welche aus einem aufwärts gerichteten, mit seinem oberen Ende mit dem oberen Kocherende in offener Verbindung stehenden Gehäuse mit einer Förderschnecke und einem die Förderschnecke umgebenden Sieb besteht, wobei die Zuführung des zellulosehaltigen Materials in das Zuführungsgehäuse mit Hilfe von Flüssigkeit in Form einer Suspension erfolgt, die dem Zuführungsgehäuse mittels einer Pumpe über eine Umlaufleitung zugeführt wird, deren druck- und saugseitige Enden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels an entgegengesetzten Seiten des Siebes münden, und wobei ferner eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche den Flüssigkeitsspiegel in dem Zuführungsgehäuse auf einer vorbestimmten Höhe hält.

Es ist ein Zellstoffkocher der genannten Art bekannt (deutsche Auslegeschrift 1070 013), bei welchem die Zuführungsvorrichtung ein Sieb enthält, das bis zu der Kante reicht, über die hinweg das zellulosehaltige Material in den Kocher, fällt, während der Spiegel der Förderflüssigkeit beträchtlich unterhalb dieser Kante steht. Die Folge davon ist, daß der Dampf durch das Sieb hindurch unmittelbar mit der umlaufenden Flüssigkeit in Berührung kommt und daß die mit dem zellulosehaltigen Material zusammen aufwärts bewegte Flüssigkeit besonders innig mit dem Dampf in Berührung kommt, so daß diese Flüssigkeit in besonderem Maße aufgeheizt wird. Da diese aufgeheizte Flüssigkeit bei ihrer Aufwärtsbewegung mit den zellulosehaltigen Schnitzeln noch abgesiebt wird, wird sie zusätzlich unmittelbar mit der umlaufenden Förderflüssigkeit vermischt. Es erfolgt hier also eine wesentliche Aufheizung der Förderflüssigkeit.

Es ist auch ein Kocher zum kontinuierlichen Aufschließen pflanzlicher faserhaltiger Stoffe zu Zellstoff bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 048 773), bei welchem eine Zuführungseinrichtung vorgesehen ist, in welcher die Höhe eines Flüssigkeitsspiegels konstant gehalten wird. Abgesehen davon, daß hier eine Förderung des zellulosehaltigen Materials durch die Flüssigkeit nicht erfolgt, ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels eine Ausgleichsleitung zwischen Kocher und Zuführungseinrichtung vorgesehen, durch welche der Kocherdampf in die Zuführungseinrichtung geleitet werden soll. Der Erfolg ist eine vergrößerte Flüssigkeitsfläche, die mit dem Kocherdampf in Berührung kommt, so daß die Flüssigkeit durch den Kocherdampf aufgeheizt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kocher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem,eine unerwünschte Erwärmung der Förderflüssigkeit für das zellulosehaltige Material vermieden wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Oberkante des Siebes mit Abstand unterhalb der Unterkante der Einmündung des ,Zuführungsgehäuses in den Kocher liegt und daß die Länge, die Neigung und die Querschnittsabmessungen des Zuführungsgehäuses so gewählt sind, daß ein Flüssigkeitsspiegel zwischen Sieboberkante und Einmündungsunterkante einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß die Wärmeübertragung in einer Abwärtsrichtung vom oberen Ende des Kochers, zur Umlaufleitung hin leichter zu verhindern ist, als die Wärmeübertragung in der Aufwärtsrichtung, wie sie beispielsweise bei den bisherigen Vorrichtungen durch Dampf verursacht wird, der nach oben und im Gegenstrom zum Fasermaterial diffundiert.

Wenn das obere Ende des Kochers mit Dampf gefüllt ist, ist es möglich, das Sieb vollständig von Flüssigkeit bedeckt zu halten, so daß der Dampf nicht in den Raum hinter dem Sieb eintreten kann und die von diesem zur Zuführungseinrichtung zurückfließende Flüssigkeit erwärmen kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung ein kontinuierlich arbeitender Kocher mit der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung gezeigt.

In der Zeichnung ist ein stehender zylindrischer Kocher 11 gezeigt, dessen oberes Ende kontinuierlich mit einem zerkleinerten cellulosehaltigen Material, beispielsweise Holzschnitzel, beschickt werden kann, das während seiner Abwärtsbewegung durch den Kocher auf verschiedene Weise behandelt wird und das am unteren Ende des Kochers durch eine Leitung 13 ausgetragen wird. In dem Mantel des Kochers ist eine Anzahl Siebgürtel eingesetzt, durch welche verschiedene Flüssigkeiten von der Schnitzelsäule abgezogen werden können. Verschiedene Leitungen für die Zufuhr beispielsweise von Dampf, Kochlaugen, Waschwasser usw. sind ebenfalls an den Kocher angeschlossen. Bei der gezeigten Ausführungsform im obersten Teil des Kochers wird ein Vorhydrolyseaufschluß in der Dampfphase durchgeführt, welcher am Flüssigkeitsspiegel 15 in einen Vorhydrolyseaufschluß in der flüssigen Phase verändert wird. Unterhalb des Spiegels 15 folgt ein das Lignin abtrennender Aufschluß, mittels einer im Gegenstrom durch den Mittelteil des Kochers fließenden Lauge und im untersten Teil des Kochers findet ein teilweises Auswaschen der Kochlauge mittels Waschwasser statt, das dem unteren Ende des Gefäßes zugeführt und im Gegenstrom nach oben durch die Schnitzelsäule getrieben wird. In der mittleren Ligninabtrennungszone wird eine Temperatur von etwa 170° C aufrechterhalten, so daß der Kocher unter einem entsprechend hohen Druck, beispielsweise von etwa 10 kg/cm² gehalten wird..

Die Beschickungsvorrichtung hat die Aufgabe, Holzschnitzel usw., kontinuierlich in das obere Ende des Kochers entgegen der Wirkung dieses hohen Druckes zuzuführen.

Die Beschickungsvorrichtung besteht aus zwei Einheiten, die miteinander mittels Rohrleitungen verbunden sind und von denen die eine aus einer Siebeinrichtung besteht, die in der Nähe des oberen Endes des Kochers angeordnet und mit 17 bezeichnet ist, während die andere Einheit eine mit 19 bezeichnete Zuführungseinrichtung ist, die in einer geringeren Höhe als die Siebeinrichtung angeordnet ist.

Die Zuführungseinrichtung 19, die von beliebiger bekannter Bauart sein kann, ist hier als drehbare Zuführungseinrichtung gezeigt, die im wesentlichen aus einem zylindrischen oder konischen Rotor 21 und einem Gehäuse 23 für diesen mit vier Anschlüssen 25, 27, 29 und 31 besteht, die um den Umfang herum verteilt sind. Der Rotor ist mit einer diametral durchgehenden Tasche 33 versehen, welche von der gezeigten senkrechten Füllstellung in eine geneigte Stellung gedreht werden kann, in welcher ihre beiden Enden durch das Gehäuse 23 abgeschlossen sind und von dieser in eine waagerechte Entleerungsstellung. Am oberen Anschluß 25 ist eine Rutsche 35 mit einer perforierten Wand angebracht, die von einem Behälter 37 umgeben ist, der teilweise mit Flüssigkeit gefüllt gehalten wird. Durch die Rutsche treten Schnitzel hindurch, welche vom Behälter 39 aus über die Beschickungsvorrichtung 41 in das Dämpfgefäß 43 gefördert werden, das unter einem niedrigen Druck von beispielsweise einer Atmosphäre Überdruck gehalten wird und in welchem die Schnitzel gedämpft werden, während sie durch eine motorgetriebene Förderschnecke 45 gefördert werden. Im unteren Teil der Rutsche werden die Schnitzel mit Flüssigkeit getränkt und in der gezeigten Stellung des Rotors 21 ist die Tasche 33 mit einem Gemisch aus Schnitzel und Flüssigkeit gefüllt. Mit Hilfe einer Pumpe 47 wird Flüssigkeit in einer Leitung in Umlauf gesetzt, die sich zwischen dem unteren Anschluß 27 und dem Behälter 37 erstreckt, die zum Füllen der Tasche 33

ίο beiträgt. Der Anschluß 27 ist teilweise durch ein Sieb 49 verschlossen, das am Gehäuse 23 befestigt ist, und dazu dient, die Schnitzel in der Tasche 33 zu halten, während die Flüssigkeit hindurchtritt und durch die Umlaufleitung zurückgeführt wird.

Wenn der Rotor 21 um 90° gedreht wird, so daß die Tasche 33 waagerecht ist und ihre Enden sich gegenüber den Anschlüssen 29, 31 des Gehäuses befinden, bildet die Tasche einen Teil einer Umlaufschleife, die unter dem Kocherdruck gehalten und durch zwei Zweigleitungen 51, 53 und die Siebeinrichtung 17 am oberen Ende des Kochers gebildet wird. Mit Hilfe einer Pumpe 55 in der Rücklaufleitung 53 (die nur Flüssigkeit fördert) wird das Gemisch aus Schnitzeln und Flüssigkeit in der Tasche 33 nach oben durch die Leitung 51 zur Siebeinrichtung 17 gepumpt, wo die Schnitzel zugeführt werden, während die Flüssigkeit in Umlauf gesetzt wird. Da die Tasche 33 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, wenn sie zur Schnitzelfüllstellung zugeführt wird und ferner infolge des Leckens durch den hohen Druck nimmt der Flüssigkeitsinhalt des Behälters 37 um die Rutsche 35 herum zu. Jedoch wird der Spiegel in diesem konstant gehalten, da Flüssigkeit in einem Sammelbehälter 57 unter der Steuerung eines Ventils 59 und eines Flüssigkeitsspiegelfühlers abgeleitet wird.

Die Siebeinrichtung 17 am oberen Ende des Kochers weist ein druckfestes Gehäuse 61 auf, das ein zylindrisches Sieb 63 umschließt. Das Gehäuse wird durch einen zylindrischen Teil 65 von dem gleichen Durchmesser wie das Sieb 63 gebildet, von dem es eine axiale Verlängerung bildet, und durch einen Teil 67 von größerem Durchmesser, der das Sieb 63 in der Weise umgibt, daß ein isolierter Raum an der Außenseite des Siebes 63 entsteht. Der Teil 67 weist vorzugsweise einen kugelig erweiterten Teil auf, der mit dem unteren Ende des zylindrischen Teils 65 des Gehäuses verbunden ist. Innerhalb des Siebes 61 und des Gehäuseteils 65 und konzentrisch dazu befindet sich eine motorgetriebene Förderschnecke 69, deren Welle 71 sich durch das ebene und das bauchige Ende des Gehäuses 61 erstreckt und in diesem abgedichtet ist.

Die Leitung 51, durch welche das Gemisch aus Schnitzeln und Flüssigkeit zugeführt wird, mündet in das Gehäuse 61 an dessen unterem Ende und an der Innenseite des Siebes 63, während die Leitung 53 mit dem erweiterten Teil 67 verbunden ist, der das Sieb 63 umgibt und daher nur diejenige Flüssigkeit zur Zuführungseinrichtung 19 zurückführen kann, die durch das Sieb 63 hindurchtritt. Die Schnitzel werden durch die Förderschnecke 69 in deren axialen Richtung zuerst längs des Siebes 63 und dann durch den zylindrischen Gehäuseteil 65 zu einem seitlichen Auslaß 73 gefördert, der an oder in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses angeordnet ist und durch eine Flanschverbindung mit dem sich verjüngenden oberen Teil des Kochers verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Siebeinrichtung ist im Ver-

gleich zu den bisher allgemein verwendeten Bauformen umgekehrt, d.h. die Förderrichtung der Schnitzel ist nicht abwärts wie im Kocher, sondern aufwärts und die Verbindung der Siebeinrichtung mit dem Kocher befindet sich in einer größeren Höhe, während die Schnitzel der Siebeinrichtung in einer geringeren Höhe zugeführt werden. Vorzugsweise sind das Sieb und die Förderschnecke zur waagerechten Ebene mit einem Winkel zwischen 30 und 60° geneigt. Deshalb kann der Schnitzelauslaß 73 am oberen Ende des Gehäuses 61 im wesentlichen unmittelbar oberhalb der Mitte des Kochers angeordnet werden, wie in der Zeichnung gezeigt, so daß die Schnitzel unmittelbar in den Kocher auf dem kürzestmöglichen Wege abfallen. Wie ersichtlich, befinden sich die mit dem unteren Ende des Gehäuses der Siebeinrichtung verbundenen Leitungen in einer Höhe, die niedriger als die unterste Stelle des Schnitzclauslasses 73 ist und das Sieb 63 befindet sich als Ganzes ebenfalls in Abstand von der untersten Stelle des Schnitzelauslasses 73 und in einer geringeren Höhe als diese. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem Auslaß 73 und dem Sieb 63 ungefähr die axiale Länge des Siebes 63 oder mindestens ¹Iz der axialen Länge der Förderschnecke 69.

Erfindungsgemäß sollte die Siebeinrichtung vorzugsweise so bemessen sein, daß die Länge und die Neigung ihres Gehäuses im Verhältnis zur Breite gemessen im rechten Winkel zur Achse der Förderschnecke so gewählt sind, daß sich eine freie Flüssigkeitsoberfläche in einer Höhe bilden kann, die unterhalb der Höhe des Schnitzelauslasses des Gehäuses, jedoch oberhalb des Siebes 63 und ferner oberhalb der beiden Anschlußstellen der Umlaufleitung 51, 53 am Gehäuse ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform weist dieses Merkmal auf und, wie gezeigt, bildet die Flüssigkeitsoberfläche 75 eine Grenzfläche, welche den über dieser befindlichen und durch die Leitung 77 am oberen Ende des Kochers zugeführten Dampf daran hindert, nach unten zum Sieb 63 hindurchzutreten und die Flüssigkeit zu erwärmen, welche in die Leitung 53 zur Zuführungseinrichtung 19 zurückfließt. Zwar kann der Dampf auf der Oberfläche 75 der Flüssigkeit im zylindrischen Teil 65 der Siebeinrichtung kondensieren und diese erwärmen, da jedoch die obere Schicht der Flüssigkeit ständig dadurch erneuert wird, daß sie an den Schnitzeln haftet, die sich aus der Flüssigkeit heraus und nach oben bewegen, besteht auch nicht die Neigung zur Entwicklung von Konvektionsströmen in einer Flüssigkeitssäule mit einer nach oben ansteigenden Temperatur und erfährt die durch die Leitung 53 zur Zuführungseinrichtung zurückgeführte Flüssigkeit keine wesentliche Erwärmung in der Siebeinrichtung 17.

Der Flüssigkeitsspiegel 75 wird im wesentlichen konstant in einer Stellung gehalten, die mit einem Mittelteil der Förderschnecke 69 und des zylindrischen Gehäuseteils 65 zusammenfällt. Die für diesen Zweck verwendete Einrichtung besteht aus einem Flüssigkeitsspiegelfühler79, der auf ein Regelventil 81 in einer Leitung 83 wirkt, durch weiche Flüssigkeit vom Sammelbehälter 57 mittels einer Pumpe 85 zur Siebeinrichtung 17 zurückgeführt wird. Die Flüssigkeitsmenge, weiche von den Schnitzeln beim Ansteigen über den Flüssigkeitsspiegel 75 der Siebeinrichtung mitgeführt wird, wird durch die Flüssigkeit aus der Leitung 87 ersetzt, welche dem Behälter 57 mit einer solchen Menge zugeführt wird, daß der Spiegel konstantgehalten wird. Diese Flüssigkeit kann entweder Wasser oder irgendeine Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise Kochlauge sein, je nach der Behandlung, welche die Schnitzel unmittelbar nach ihrem Eintritt in den Kocher erfahren sollen.

An der Stelle, an welcher der freie Flüssigkeitsspiegel 75 entstehen soll, ist das Gewinde der Förderschnecke 69 unterbrochen, so daß die Schnitzel durch die Wirkung des ansteigenden unteren Teils der Schnitzelsäule angehoben werden und aus der Flüssigkeit austreten. Etwas oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 75 wirkt die Förderschnecke 69 wieder unmittelbar auf die Schnitzel, um sie zum Auslaß 73 weiterzufördern.

Die gezeigte Beschickungsvorrichtung kann auch für einen Kocher mit keiner Gas- oder Dampffüllung verwendet werden und sein Überdruck durch hydraulischen Druck aufrecht erhalten werden. Es entsteht dann kein freier Flüssigkeitsspiegel 75 und das Ventil 81 muß in anderer Weise, beispielsweise durch den Druck des Kochers, gesteuert werden. Ein Kocher mit der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung kann daher entweder mit oder ohne einer Gasphase am oberen Teil betrieben werden. Die Umwandlung von der einen zu der anderen Betriebsart kann leicht vorgenommen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren. Beispielsweise kann das Dämpfgefäß 43 durch einen stehenden Behälter ersetzt werden, in welchem das Dämpfen sowie das Tränken der Schnitzel mit Kochlauge stattfindet. Die Zuführungseinrichtung kann von der Bauart mit einem hin- und herbeweglichen Kolben sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stehender kontinuierlich arbeitender Zellstoffkocher mit einer gegen den Kocherdruck arbeitenden Zuführungseinrichtung für das zellulosehaltige Material, welche aus einem aufwärts gerichteten, mit seinem oberen Ende mit dem oberen Kocherende in offener Verbindung stehenden Gehäuse mit einer Förderschnecke und einem die Förderschnecke umgebenden Sieb besteht, wobei die Zuführung des zellulosehaltigen Materials in das Zuführungsgehäuse mit Hilfe von Flüssigkeit in Form einer Suspension erfolgt, die dem Zuführungsgehäuse mittels einer Pumpe über eine Umlaufleitung zugeführt wird, deren ¹S druck- und saugseitige Enden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels an entgegengesetzten Seiten des Siebes münden, und wobei ferner eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche den Flüssigkeitsspiegel in dem Zuführungsgehäuse auf einer vorbestimmten Höhe hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des Siebes (63) mit Abstand unterhalb der Unterkante der Einmündung (73) des Zuführungsgehäuses (65) in den Kocher (11) liegt und daß die Länge, die Neigung und die Querschnittsabmessungen des Zuführungsgehäuses so gewählt sind, daß ein Flüssigkeitsspiegel (75) zwischen Sieboberkante und Einmündungsunterkante einstellbar ist -

2. Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Fasermaterialauslaß (73) nächstgelegene Teil des Gehäuses (65) zylindrisch ist und das Sieb (63), welches die Förderschnecke (69) umgibt, und dem Fasermaterialeinlaß am nächsten gelegen ist, zylindrisch ist, in dessen Verlängerung liegt und den gleichen Durchmesser wie der ersterwähnte zylindrische Gehäuseteil (65) hat und das Gehäuse einen Teil (67) von größerem Durchmesser hat, welcher das Sieb umschließt und welcher vorzugsweise kugelig erweitert ist.

3. Kocher nach Ansprüchen 1 und 2, gekenn-' zeichnet durch eine Vorrichtung (79, 81) zur Regelung oder zur Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels in einer Stellung, die mit dem Mittelteil der Förderschnecke zusammenfällt.

4. Kocher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel der Förderschnecke (69) längs einem vergleichsweise kleinen Teil unterbrochen ist, an welchem ein freier Flüssigkeitsspiegel (75) aufrechterhalten werden soll.