DE1517218C - Verfahren und Vorrichtung zum Auf schließen von Holz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschließen von Holzschnitzeln durch Behändem mit einer Kochflüssigkeit in einem Kocher und Überleiten der Kochflüssigkeit in einen nachgeschalteten Tank.

Durch die deutsche Patentschrift 633 714 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut unter Verwendung eines Kochers und eines zweiten Gefäßes bekannt, in das die Kochflüssigkeit übergeleitet wird. Die in dem zweiten Gefäß etwa abdampfenden Bestandteile werden oberhalb des Flüssigkeitsspiegels kondensiert und gelangen wieder in die Flüssigkeit zurück. Die gesamte Flüssigkeitsmenge in dem zweiten Gefäß einschließlich der zwischenzeitlich abgedampften Bestandteile wird dann nach Aufheizung auf die erforderliche Temperatur dem Kocher wieder zugeführt Die Extraktion der aus dem Fasergut herauszulösenden Bestandteile geschieht bei diesem bekannten Verfahren durch mehrfaches Vorbeiführen ao der gesamten Kochflüssigkeit an dem Fasergut, wobei die Konzentration der Lösung an in lösliche Form übergeführtem Lignin u. dgl. ständig zunimmt. Das bedeutet aber, daß der Wirkungsgrad des Verfahrens ständig sinkt, da ja mit zunehmendem Gehalt an ge- as lösten Stoffen die Lösungsgeschwindigkeit einer festen Phase in einer Lösung abnimmt.

Die Erfindung hat sich gegenüber diesem Stand der Technik die Aufgabe gestellt, der beim Ablauf des Extfaktionsverfahrens eintretenden Beeinträchtigung des Wirkungsgrades entgegenzuwirken.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach der teilweisen Aufschließung der Holzschnitzel im Kocher die Kochflüssigkeit in einen separaten Tank übergeleitet wird, in dem durch Verdampfung die flüchtigen Komponenten abgetrennt und, während der Rest der Kochflüssigkeit in dem Tank verbleibt, wieder in den Kocher zurückgeführt werden, dort die Aufschließung der Holzschnitzel fortgesetzt wird und die anfallende Lösung anschließend der Lösung im Tank hinzugefügt wird.

Durch diese Verfahrensführung gelangen nur die für die Überführung des Lignins in lösliche Form aktiven Bestandteile in den Kocher zurück. Beim Sulfitverfahren der Zellstoffherstellung, ist dies z. B. Schwefeldioxyd bzw. schweflige Säure, die, wieder in den Kocher eingebracht, die Bildung der Ligninsulfonsäure und damit die Überführung des Lignins in eine lösliche Form bewirkt. Die übrigen in dem Kocher extrahierten Stoffe verbleiben jedoch in dem so nachgeschalteten Tank. Da die. Holzmasse auf diese Weise nur mit frischer, noch unbeladener Extraktionslösung in Berührung kommt, ergibt sich eine besonders gute Auslaugung der Holzschnitzel und eine ohne zusätzliche Verdampfungsschritte besonders hoch einstellbare Konzentration der Extraktionsflüssigkeit und damit eine verbesserte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Auch wird das durch die zunehmende Konzentration der Behandlungslösung im Kocher häufig verursachte Ausfallen der aus dem Holz herausgelösten Stoffe noch im Kocher bei dieser Verfahrensleitung vermieden.

Der Vereinfachung des Verfahrens dient es, wenn der Tank mit dem Kocher im Druckgleichgewicht gehalten wird. .

Insbesondere kann der Druck über der Oberfläche der Lösung in dem Tank herabgesetzt werden, um flüchtige Bestandteile derselben zu verdampfen. Anschließend wird der Dampf aus dem Tank entfernt, komprimiert und durch Wärmetausch mit der Lösung in dem Tank wieder kondensiert und als Kondensat in den Kocher zurückgeführt.

Die Unterstützung der Verdampfung der flüchtigen Bestandteile in dem Tank führt zu einer Beschleunigung der Rückführung der extraktionswirksamen Bestandteile in den Kocher.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann das Verfahren als mehrstufiges Verfahren durch Wiederholung der verschiedenen Verfahrensschritte mit verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten ausgeführt werden.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Kocher in den Tank führende Zuleitung in an sich bekannter Weise unterhalb der Oberfläche der im Tank befindlichen Lösung mündet, daß der Raum oberhalb der Lösung an eine Saug- und Verdichtereinheit angeschlossen ist, die die flüchtigen Bestandteile aus der Lösung entfernt, daß der Saug- und Verdichtereinheit ein in Wärmekontakt mit der Lösung im Tank befindlicher Wärmetauscher nachgeschaltet ist und daß die Rückleitung von diesem in den Kocher einen weiteren Wärmetauscher bekannter Art aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Apparatur darstellt.

Gemäß der Zeichnung ist ein Zellstoffkocher 6, der üblicherweise ein aufrecht stehender Umlaufkocher ist, vorgesehen, welcher die Form eines großen Behälters mit einer Seitenwand 7, einem kegelförmigen Boden 8 und einem oberen Abschlußteil 9 mit einer durch einen Deckel 10 verschließbaren Öffnung aufweist, durch welche eine Beschickung mit Holzschnitzeln, die aufgeschlossen werden sollen, erfolgen kann. Statt der zwei Kochlaugenzuführungen 62 und 63 in der Zeichnung können auch eine, drei oder mehr Kochlaugenzuführungen verwendet werden, je nachdem ein Verfahren mit einer Stufe, mit zwei oder mit mehr Stufen zur Anwendung kommt.

Mit dem Boden 8 des Kochers 6 steht eine Leitung 19 in Verbindung, die an Leitungen 21 und 22 mit den Ventilen 23 und 24 angeschlossen ist. Die Leitung 21 ist mit einer Leitung 26 mit einem Ventil 27 verbunden sowie mit einer Leitung 28, die nach abwärts in einen geeignet angeordneten Tank 29 führt. Der Tank 29 ist so ausgebildet, daß er bis zu einer vorbestimmten Höhe mit Ablauge gefüllt werden kann, welche aus den in dem Kocher 6 aufgeschlossenen Holzschnitzeln erhalten wird. Die Leitung 26 steht in Verbindung mit einem geeigneten Ablaugen-Vorratsbehälter oder einer nicht gezeigten Zuführungsleitung, für einen Brenner od. dgl.

Die Dampfzone 37 in dem Tank 29 steht mittels einer in der oberen Wand 31 des Tanks vorgesehenen Leitung 38 mit der Saugseite einer geeigneten Vakuumpumpe, wie z. B. mit der Zentrifugalpumpe 39, in Verbindung. Die Auslaßseite der Zentrifugalpumpe 39 steht mittels einer Leitung 40 mit einer in dem Tank 29 angeordneten Rohrschlange 41 in Verbindung.

Die Leitungen 22 und 42 stehen mit einer Leitung 44 in Verbindung, die ihrerseits mit dem Einlaß einer Pumpe 45 verbunden ist, deren Auslaß mittels einer Leitung 46 mit einer Kondensat-Heizvorrich-

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tung, wie ζ. B. einem Wärmeaustauscher 47, in Ver- durchsetzt hat und den Kocher vollständig ange-

bindung steht. Ehie Kondensat-Ablaßleitung 48 mit füllt hat.

einem Ventil 49 ist mit der Leitung 46 verbunden, Die Ventile 12 und 18 werden dann geschlossen,

um, wenn gewünscht, einen Teil der von der Pumpe und es wird das Ventil 60 in der Kochlaugen-Zufüh-

45 geförderten Flüssigkeit entfernen zu können. 5 rungsleitung 62 geöffnet. Der Kochlaugenbehälter 64

Um dem Wärmeaustauscher 47 Dampf zuzuführen, enthält eine Kochlauge, welche in dem hier betrach-

ist eine Dampfleitung 51 vorgesehen, die in der dar- teten Fall eine neutrale Sulfit-Kochlauge ist, die in

gestellten Weise mit dem Wärmeaustauscher in Ver- erster Linie Natriumsuhlt und Natriumbicarbonat in

bindung steht. Weiterhin ist eine Dampfkondensat- wäßriger Lösung enthält.

Auslaßleitung 52 vorgesehen, durch welche das io Eine vorbestimmte Menge dieser neutralen halb-

Dampfkondensat aus dem Wärmeaustauscher ent- chemischen Sulfit-Kochlauge wird dann in den ZeIl-

fernt werden kann. Stoffkocher durch die Zuführungsleitung 14 ein-

Aus dem Wärmeaustauscher 47 gelangt die Flüssig- geführt. Wenn die Zuführung von Kochlauge in den keit in die Leitung 53. Die Leitung 53 mündet in den Zellstoffkocher 6 beendet ist, wird das Ventil 60 geoberen Abschluß teil 9 des Zellstoffkochers 6 und 15 schlossen.

steht somit mit dem Inneren des Kochers in Ver- Es wird nun das Ventil 24 geöffnet, und es wird

bindung. ' dem Wärmeaustauscher 47 durch die Dampfleitung

Im folgenden soll ein erstes Ausführungsbeispiel 51 Dampf zugeführt. Die Pumpe 45 wird angelassen, der erfindungsgemäßen Verfahrensweise an einem und es wird die Kochlauge im Kocher von dessen Einstufen-Aufschlußverfahren, das als neutrales halb- ao Boden durch die Leitung 19 abgepumpt und durch chemisches Sulfitverfahren bekannt ist, beschrieben die Leitungen 22, 44 und 46 in den Wärmewerden, bei welchem Hartholzschnitzel in einem austauscher 47 geführt, in welchem die Lauge erhitzt Zellstoffkocher unter Anwesenheit einer Natrium wird. Die erhitzte Lauge fließt dann durch die Leienthaltenden Sulfit-Kochlauge gekocht werden. tung 53 aus dem Wärmeaustauscher 47 aus und wird

Gemäß der heute üblichen Praxis werden die 25 an der Oberseite des Zellstoffkochers 6 in diesen

Holzschnitzel gewaschen, und es wird die sich aus wieder eingeführt.

diesem Sulfit-Aufschlußprozeß ergebende Lauge, die Die Erhitzung und der Umlauf der Lauge wird

gelöste Festbestandteile des Holzes, insbesondere Na- fortgesetzt, bis ein Druck von ungefähr 7 bis 8 kg/cm²

trium-Lignosulfonat, Natriumacetat, Natriumformiat, in dem Zellstoffkocher 6 erreicht ist.

Natriumbicarbonat, Wachse, Tannine, Harze, Zucker 30 In diesem Stadium des Aufschlußprozesses enthält

usw., für weiteren Verbrauch zurückgewonnen und der Zellstoffkocher eine Mischung aus flüchtigen

vorzugsweise konzentriert. Die für den weiteren Ge- Gasen, wie Kohlendioxyd und Dampf, weshalb die

brauch am besten geeignete Konzentration liegt in Temperatur der Kocherbeschickung bedeutend nied-

dem Bereich von ungefähr 40 bis 45% Feststoff- riger ist, als der Manometerdruck für gesättigten

gehalt. Jedoch können auch Konzentrationen im Be- 35 Dampf anzeigen würde. Um die Temperatur auf

reich von 25 bis 60% Feststoffgehalt verwendet wer- einen dem theoretischen Wert mehr angenäherten

den. Diese konzentrierte Lauge kann dann wegen Wert anzuheben, wird nun das Ventil 13 an der

ihres Brennwertes verbrannt werden und ihre Oberseite des Zellstoffkochers geöffnet, und es

Schmelze zurückgewonnen werden, oder sie kann werden diese flüchtigen Gase abgelassen. Das Ventil

für die Rückgewinnung bestimmter Bestandteile, wie 40 13 wird sodann geschlossen, und es wird die Auf-

z. B. Säuren u. dgl., weiter behandelt werden. Schließung für etwa 1 Stunde bei einem Druck

Bei dem erfindungsgemäßen neuen Verfahren wird von ungefähr 7 bis 8 kg/cm² und bei einer Tempedie Lauge in konzentrierter Form zurückgewonnen, ratur von etwa 170° C fortgesetzt. Gegen Ende dieser ohne daß eine folgende Konzentration, wie z. B. Zeitspanne ist die Reaktion zwischen dem Natriumdurch Verdampfung, notwendig ist. Auch erfordert +5 sulfit in der Kochlauge und dem Lignin in den HoIzdas neue Verfahren nicht, daß das Waschen der schnitzeln, während welcher feste Lignosulfonate geSchnitzel in getrennten Apparaten durchgeführt wird, bildet werden und welche die erste Phase des Aufwie es für die Entfernung der gelösten Holzfeststoff- Schlußvorganges bildet, im wesentlichen abgeteile notwendig ist. . schlossen.

Bei Durchführung des neuen Verfahrens gemäß 50 Zu dieser Zeit wird das Ventil 24 geschlossen, und der Erfindung mit der dargestellten Apparatur werden es werden die Ventile 23 und 43 geöffnet. Es fließt Hartholzschnitzel in den Zellstoffkocher 6 durch die dann die Lauge aus dem Zellstoffkocher 6 abwärts obere öffnung eingeführt, und es wird der Deckel 10 durch die Leitungen 19, 21 und 28 und durch den in seiner geschlossenen Lage, wie gezeigt, fest- Leitungsauslaß 32 in den Tank 29 und füllt den Tank geklemmt. Die am Kocher angeordneten Ventile 12 55 mit Lauge bis etwa zu der mit 36 bezeichneten Höhe, und 18 werden geöffnet, während die Ventile 13, 60, so daß die Rohrschlange 41, wie gezeigt, von Lauge '61, 23, 24, 27, 43 und 49 geschlossen sind. Es wird umgeben isL Das anfängliche Ausströmen der Lauge dann Dampf in den Oberteil des Zellstoffkochers aus dem Zellstoffkocher 6 in den Drucktank 29 erdufdi die Dampfleitung 11 aus einer nicht dar-r gibt einen leichten Druckabfall in dem Zellstoffgestellten Dampf quelle eingeführt, während das 60 kocher, jedoch wird schnell ein Druckausgleich Ventil 18 das Entweichen von Luft und flüchtigen zwischen dem Tank und dem Zellstoffkocher her-Bestandteilen sowie den Abfluß von im Kocher an- gestellt

gesammeltem Kondensat durch die Leitung 17 er- Die Verbindung zwischen dem Inneren des ZeIl-

möglicht Dieses Ausdampfen wird fortgesetzt, bis stoffkochers 6 und der Lauge 34 in dem Tank 29

ein ständiger Dampfstrahl aus der Leitung 17 austritt «5 wird durch die Leitungen 19, 21 und 28 ständig auf-

und/oder eine Temperatur von etwa 100° C im Zeil- rechterhalten, da die öffnung 32 der Leitung 28

stoffkocher erreicht ist, wodurch angezeigt wird, offenbleibt, um einen Durchgang der Lauge vom

daß der Dampffluß die Säule aus Holzschnitzeln Zellstoffkocher in den Tank 29 zu ermöglichen. Der

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Druckausgleich zwischen dem Tank und dem Zeil- ' Wenn es gewünscht wird, den Konzentrationsgrad stoffkocher bleibt auf Grund der Verbindung des der Lauge 34 in dem Tank 29 über die auf die vorTanks 29 und des Zellstoffkocher 6 zu einem ge- beschriebene Weise mögliche Konzentration zu erschlossenen System bestehen. höhen, kann ein Teil der das System durchsetzenden

Es wird nun die Zentrifugalpumpe 39 angelassen, 5 Lauge durch die Auslaßleitung 48 durch öffnen des*

so daß der Druck in der Dampfzone 37 oberhalb der Ventils 49 entfernt werden. Durch Entfernung eines

Laugenoberfläche 36 vermindert wird und die Ver- Teiles dieses Kondensats ergibt sich ein geringerer

dampfung der flüchtigen Bestandteile in der Lauge Wasserüberschuß, und es ist infolgedessen weniger

34 eingeleitet wird. Die Oberfläche bzw. die Höhe Wasser vorhanden, um die Lauge 34 in dem Tank 29

der Lauge 34 in dem Tank 29 wirkt als Druck- io zu verdünnen.

dichtung zwischen dem Tank 29 und dem Zellstoff- Das Kondensat wird in der oben beschriebenen kocher 6, so daß die Laugenverdampfung auf die Weise durch das System bewegt, bis der Aufschluß Oberfläche der Lauge in dem Tank 29 begrenzt ist der Schnitzel den gewünschten Grad erreicht hat und und sich nicht in das Innere des Zellstoffkochers 6 genügend gelöste Holzkomponenten aus der Beerstreckt. Der verhältnismäßig reine Dampf wird aus 15 Schickung des Zellstoffkochers entfernt worden sind, dem Tank 29 durch die Leitung 38 abgezogen und Es ist festgestellt worden, daß nach etwa 4 Stunden nach seiner Kompression in der Zentrifugalpumpe 39 der Behandlung bei einem Druck von ungefähr unter Druck durch die Leitung 40 in die Rohr- 7 kg/cm² der Kochvorgang abgeschlossen ist, wobei schlange 41 eingebracht. Durch die Kompression des im wesentlichen alle gelösten Holzkomponenten im Dampfes wird seine Temperatur erhöht. ao Tank 29 enthalten sind und sehr viel Wasser oder

Wenn der komprimierte Dampf durch die Rohr- Kondensat in den Schnitzeln festgehalten wird,
schlange 41 strömt, wird Wärme von dem kompri- Die Ventile 23 und 43 werden nun geschlossen, mierten Dampf auf die Lauge 34 übertragen, und es Das Ventil 18 ist geöffnet, und es wird der Zellstoffkondensiert der Dampf in der Rohrschlange 41 und brei durch die Leitung 17 aus dem Zellstoffkocher bildet ein verhältnismäßig reines Kondensat, das zum 35 ausgetragen. Er kann so in einer Papiermaschine größten Teil aus Wasser besteht. Dieses Kondensat od. dgl. verwendet werden. Das Ventil 27 wird dann wird mit Hilfe der Pumpe 45 durch die Leitungen geöffnet, und es wird die konzentrierte Lauge durch 42 und 44 abgezogen und fließt durch den Wärme- die Leitung 26 aus dem Drucktank 29 nach Wunsch austauscher 47, in welchem es durch den Dampf aus in einen Vorratsbehälter ausgetragen oder einem der Leitung 51 erwärmt wird. 30 Brenner zugeleitet

Das erhitzte Kondensat strömt dann durch,die Im folgenden ist ein Arbeitsbeispiel angegeben, es Leitung 53 und wird in den Oberteil des Zellstoff- werden Hartholzschnitzel entsprechend etwa 1130 kg kochers 6 eingeführt, wo es durch Schwerkraft ab- absolut trockener Holzsubstanz in den Zellstoffwärts über die Schnitzel wandert, zugleich feste kocher 6 eingeführt und bedampft, bis sich ein stän-Lignosulfonate und andere Holzkomponenten in der 35 diger Dampfaustritt durch die Leitung 17 und/oder zweiten oder Endphase des Aufschlußvorganges eine Temperatur von ungefähr 100° C in dem Zellhydrolytisch löst, diese und andere in den Schnitzeln stoffkocher ergeben. Es werden ungefähr 0,78 cbm vorhandene, mechanisch festgehaltene gelöste Holz- neutraler Sulfit-Kochlauge, enthaltend etwa 81 kg komponenten auslaugt und femer die durch Hydro- Natriumsulfit und etwa 41 kg Natriumbicarbonat, lyse löslich gemachten Holzkomponenten entfernt. 40 beides ausgedrückt als Äquivalente, in den Zellstoff-

Da das Kondensat durch die Zellstoffkocher- kocher eingeführt. Die Kochlauge wird umgewälzt

beschickung strömt und Festbestandteile aus der Be- und erhitzt, bis ein Druck von ungefähr 7,0 bis

Schickung mit sich führt, werden die Schnitzel ge- 7,7 kg/cm² erreicht ist; Die in dem Zellstoffkocher

waschen, und es wird die hydrolytische Auflösung angesammelten flüchtigen Gase werden dann durch

fester Lignosulfonate und anderer Holzkomponenten 45 das Ventil 13 abgeblasen, und es wird sodann der

auf Grund des verwendeten verhältnismäßig reinen Aufschluß für ungefähr 1 Stunde bei einem Druck

Kondensats in äußerst wirksamer Weise erzielt. von ungefähr 7,0 bis 7,7 kg/cm² und bei einer Tem-

Dieses Kondensat gelangt dann in einem geschlosse- peratur von ungefähr 170° C fortgesetzt. Es wird

nen System durch die Leitungen 19, 21 und 28 in dann die Lauge aus dem Zellstoffkocher 6 in einen

den Tank 29 zurück, wodurch der Lauge 34 ständig 50 Drucktank 29 abgelassen und der Kompressor 39 in

Feststoffe zugefügt werden. Gang gesetzt, um die Dämpfe aus dem Tank zu

Somit werden gleichzeitig mit der Entfernung der Kondensat zu verdichten. Das Kondensat wird wäh-

Holzfeststoffe aus den Schnitzeln in dem Zellstoff- rend etwa 2 bis 3 Stunden durch den Zellstoffkocher

kocher 6 und der Übertragung dieser Feststoffe von bewegt. Es verbleiben in dem Zellstoffkocher etwa

dem Zellstoffkocher zu dem Tank 29 die flüchtigen 55 900 kg absolut trockener gekochter Schnitzel, die

Bestandteile der Lauge 34, die mit den Feststoff- verhältnismäßig frei von löslichen Stoffen sind und

teilchen gemischt wurden, kontinuierlich durch Ver- die aus diesem anschließend ausgetragen werden. Die

dampfung entfernt, da die Pumpe 39 den Dampf aus Ablauge 34 in dem Tank 29 hat eine Konzentration

der Dampfzone 37 entfernt. Die Lauge 34 wird da- von ungefähr 40 Vo und kann dem Tank 29 für die

durch auf das gewünschte Maß konzentriert, da das 60 Rückgewinnung entnommen werden.

Kondensat, welches mit den Holzschnitzeln in Kon- Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen

takt gebracht wird, die aus den Holzschnitzeln ent- Verfahrens ist die gleichzeitige Ausführung der End-

fernten Feststoffe ersetzt, wobei die. Schnitzel dieses phase des Kochvorganges, in welcher die festen

Kondensat bis zu seiner nachfolgenden Entfernung Lignosulfonate und andere lösliche Holzkomponenten

mechanisch festhalten. Die Lauge 34 in dem Tank 29 65 hydrolytisch lösbar gemacht werden, zusammen mit

enthält somit eine hohe Konzentration der Holzfest- dem Waschen oder Auslaugen der Schnitzel'mit ver-

stoffe, wodurch die Lauge ohne weitere Verdampfung hältnismäßig reinem Kondensat und die Konzen-

verwendet werden kann. trierung der gelösten Feststoffe ohne weitere Ver-

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dampfung. Die Verwendung verhältnismäßig reinen · von Kochflüssigkeit für die erste Stufe aus dem Vor-. Kondensats für die Hydrolyse erhöht zusätzlich den ratsbehälter 64 in den Zellstoffkocher 6 zu ermög-Wirkungsgrad dieses Schrittes und schaltet den Aus- liehen. Die verwendete Kochflüssigkeit bestimmt den . salzungseffekt auf die Holzfeststoffe aus, der durch pH-Wert in dem Zellstoffkocher, wovon wiederum die organischen Chemikalien in der üblicherweise 5 die endgültigen Eigenschaften des sich ergebenden. verwendeten Ablauge hervorgerufen wird. Das in Zellstoffbreis abhängen. Die verwendete Kochflüssigdiesem Apparat durchgeführte erfindungsgemäße keit in der ersten Stufe oder in einer folgenden Stufe Verfahren ermöglicht die Einsparung eines getrennten ist so ausgewählt, daß für jede Stufe ein gewünschter Zellstoffbrei-Waschapparates, wie z. B. eines Vakuum- pHrWert erzeugt wird, welcher entweder stark sauer, Wäschers od. dgl., und* die Ausschaltung von Ver- io leicht sauer, neutral* alkalisch oder stark alkalisch dampfern für die Konzentrierung der sich aus dem sein. kann. Weiterhin wird in der Praxis die Koch-Aufschlußprozeß ergebenden Ablauge, wie sie in den flüssigkeit für jede folgende Stufe so gewählt, daß in üblichen Verfahren notwendig sind. bezug auf die vorhergehende Stufe eine bestimmte Zusätzlich zu der Möglichkeit, eine einfache und Änderung in dem pH-Wert erreicht wird. In dem gedrungene Anordnung zu verwenden, kann das neue 15 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Vorerfindungsgemäße Verfahren mit hohem Wirkungs- ratsbehälter 64 alkalische Kochflüssigkeit, so daß der grad und geringem Energieverbrauch durchgeführt Aufschluß in der ersten Stufe in Form einer alwerden, so daß nicht nur ein Zellstoff zur Herstellung kaiischen Kochung stattfindet,
von Papier od. dgl. erhalten wird, aus dem im wesent- Die alkalische Kochflüssigkeit kann z. B. NaOH, liehen alle unerwünschten Holzkomponenten entfernt ao Na₂SO₃ oder NaHSO₃ sein oder verschiedene Komworden sind, sondern es kann die sich ergebende binationen dieser Verbindungen umfassen. Die Koch-Ablauge auch mit der erwünschten Konzentration er- flüssigkeit der ersten Stufe kann auch eine stark saure halten werden, wobei die Konzentrierung leicht ge- Kochflüssigkeit sein, wie z. B. NaHSO₃ + freie H₂SO₃, steuert werden kann. Die Unterhaltung des für die deren Verwendung im folgenden in bezug auf die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens as zweite Kochstufe beschrieben ist. Nachdem das verwendeten Apparates ist verhältnismäßig wenig Waschen der Schnitzel in dem Zellstoffkocher in der kostspielig, und es sind die Anfangskosten des Appa- ersten Stufe in der beschriebenen Weise abgelaufen rates wesentlich geringer als die für den gleichen ist und die Flüssigkeiten in dem Kessel 29 gesammelt Zweck verwendbaren Geräte. Weiterhin wird die Zu- worden sind, kann auf die in dem Zellstoffkocher berührung von Wasser, wie es in den bekannten Zeil- 30 findlichen gewaschenen Schnitzel unter Verwendung stoff-Aufschlußverfahren zur Waschung und Auf- der Kochflüssigkeit für die zweite Stufe ein dem lösung der Holzkomponenten aus den Schnitzeln not- Prozeß der ersten Stufe ähnlicher Aufschlußprozeß wendig ist, vermieden und vorteilhaft die benötigte einwirken. Zu diesem Zweck wird das Ventil 61 ge-Leistung für die Verdampfung stark herabgesetzt öffnet, um eine bestimmte Menge einer Kochflüssig-AIs zweites Beispiel der Erfindung soll ein Mehr- 35 keit für die zweite Stufe aus dem Vorratsbehälter 65 stufen-Aufschlußverfahren beschrieben werden. durch die Leitung 14 in den Zellstoffkocher einzu-Das Mehrstufen-Zellstoffaufschlußverfahren kann lassen, die in diesem Beispiel stark sauer ist. Das unter Verwendung derselben oder einer ähnlichen Ventil 61 wird dann geschlossen, und es wird dann Einrichtung durchgeführt werden, wie sie für das die Reihe der im Zusammenhang mit der ersten Stufe Einstufen-Verfahren beschrieben ist, mit der Aus- 40 beschriebenen Schritte ausgeführt, nämlich die benahme, daß an Stelle der Verwendung nur eines Vor- ginnende Reaktion und Kochung, die Flüssigkeitsratsbehälters 64, der die einzige Kochlauge enthält, entfernung, die Kondensatwiedergewinnung und das die Leitung 14 nacheinander mit zusätzlichen Vor- Auswaschen der Schnitzel, wobei die anfallenden ratsbehältern, wie z. B. 65, für die Durchführung Flüssigkeiten vorzugsweise mit den vorher angesameines Mehrstufen-Holzaufschlußverfahrens in Ver- 45 melten Flüssigkeiten der ersten Stufe kombiniert bindung gebracht werden kann. werden. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Unter der im vorstehenden verwendeten Bezeich- Erfindung, vor Beginn der zweiten Stufe aus dem nung »Lauge« ist nicht ausschließlich eine Lauge in Kessel 29 alle sich aus der ersten Stufe des Aufchemischem Sinne zu verstehen. Vielmehr ist die Schlußverfahrens ergebenden Flüssigkeiten zu ent- »Lauge« eine für den Aufschluß der Holzschnitzel 50 fernen. Es können auch alle Flüssigkeiten aus dem geeignete chemische Flüssigkeit, die auch eine Säure Aufschlußverfahren der zweiten Stufe in gleicher sein kann. In dem Vorratsbehälter 64 ist eine al- Weise getrennt gesammelt werden. Die getrennte kaiische Kochflüssigkeit und in dem Vorratsbehälter Sammlung der Flüssigkeiten jeder Stufe ist häufig 65 eine stark saure Kochflüssigkeit enthalten. wünschenswert, wenn sich die verschiedenen Flüssig-Bei Ausführung des neuen erfindungsgemäßen 55 keiten chemisch so unterscheiden, daß sie zusammen Verfahrens in einem Mehrstufen-Aufschlußverfahren eine unerwünschte Mischung ergeben würden,
wird eine Beschickung Holzschnitzel in den Zellstoff- Wie erläutert, wird die Kochflüssigkeit oder' Äufkocher 6 eingeführt. Wie es in Verbindung mit dem schlußchemikalie der zweiten Stufe so gewählt, daß Einstufen-Verfahren bereits beschrieben worden ist, eine bestimmte Änderung im pH-Wert erreicht wird, wird sodann durch die Leitung 11 Dampf eingeführt, 60 Zu diesem Zweck wird in dem erläuterten Ausfühüber Ventil 18 das Entweichen von Luft und fluch- rungsbeispiel eine stark saure Kochflüssigkeit getigen Bestandteilen ermöglicht, sowie über die Lei- wählt, um diese pH-Verschiebung wegen der in der tung 17 das Kondensat abgezogen. ersten Stufe eingesetzten alkalischen Kochflüssigkeit

Wenn. ein ständiger Dampfstrom aus der Leitung zu erreichen.

austritt und/oder wenn eine Temperatur von etwa 65 Nach Abschluß aller Stufen des Aufschlußver-100° C erreicht ist, werden die Ventile 12 und 18 ge- fahrens werden die Extraktionsprodukte und der schlossen, und es wird das Ventil 60 in der Leitung 62 Zellstoff in der beschriebenen Weise weiter vergeöffnet, um die Einführung einer bestimmten Menge arbeitet.

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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird nur das in dem System vorhandene Wasser oder Kondensat für eine der Stufen in dem Mehrstufen-Aufschlußverfahren als Kochflüssigkeit verwendet. Wenn beispielsweise die erste Stufe des Auf-Schlußverfahrens eine stark alkalische Kochung ist, vermindert das Waschen der Schnitzel mit dem ausgezogenen Kondensat den stark alkalischen pH-Wert, so daß eine Verschiebung desselben erreicht wird, die dann die zweite Stufe, des Aufschlußvor-'io ganges darstellt.

Bei einer weiteren Abwandlung des Verfahrens wird das aus der während einer der Aufschluß-Stufen, z. B. der ersten Stufe des Aufschlußverfahrens, gesammelte Kondensat aus der Aufschlußflüssigkeit durch den Wärmeaustauscher 47 in den Zellstoffkocher 6 geleitet, wie es oben beschrieben ist, und die Kochchemikalie für die folgende oder zweite Stufe durch die Leitung 48 dem Kondensat in Leitung 46 zugemischt, so daß ein Gemisch aus Kondensat und Kochchemikalie der zweiten Stufe zu einem bestimmten Zeitpunkt und in bestimmter Konzentration während des Waschvorgangs in den Kocher eingeführt wird. Diese Variante beschleunigt das Mehrstufen-Verfahren.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufschließen von Holzschnitzeln durch Behandeln mit einer Kochflüssigkeit in einem Kocher und Überleiten der Kochflüssigkeit in einen nachgeschalteten Tank, dadurch gekennzeichnet, daß nach der teilweisen Aufschließung der Holzschnitzel im Kocher die Kochflüssigkeit in einen separaten Tank übergeleitet wird, in dem durch Verdampfung die flüchtigen Komponenten abgetrennt und, während der Rest der Kochflüssigkeit in dem Tank verbleibt, wieder in den Kocher zurückgeführt werden, dort die Aufschließung der Holzschnitzel fortgesetzt wird und die anfallende Lösung anschließend der Lösung im Tank hinzugefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank mit dem Kocher im Druckgleichgewicht gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck über der Oberfläche der Lösung in dem Tank herabgesetzt wird, um flüchtige Bestandteile derselben zu verdampfen, daß der Dampf aus dem Tank entfernt, komprimiert und durch Wärmetausch mit der Lösung in dem Tank wieder kondensiert wird und daß das Kondensat in den Kocher zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als mehrstufiges Verfahren durch Wiederholung der verschiedenen Verfahrensschritte mit verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten ausgeführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kocher (6) in den Tank (29) führende Zuleitung in an sich bekannter Weise unterhalb der Oberfläche (36) der im Tank (29) befindlichen Lösung mündet, daß der Raum oberhalb der Lösung an eine Saug- und Verdichtereinheit (39) angeschlossen ist, die die flüchtigen Bestandteile aus der Lösung entfernt, daß der Saug- und Verdichtereinheit (39) ein in Wärmekontakt mit der Lösung im Tank (29) befindlicher Wärmetauscher (41) nachgeschaltet ist und daß die Rückleitung von diesem in den Kocher (6) einen weiteren Wärmetauscher (47) bekannter Art aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen