DE1692856A1 - Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Digerieren von Holzschnitzeln - Google Patents

Description

Vorrichtung und Verfahren zum
kontinuierlichen Digerieren von Holzsehnitzeln

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Digerieren und Inbreiverwandeln von Holzsehnitzeln in einer Digerierungsvorrichtung mit einem nach oben gerichteten Strom und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Befördern einer aus Holzsehnitzeln zusammengesetzten Masse in Aufwärtsbewegung durch die Länge einer solchen Digerierungsvorrichtung.

Digerierungsvorrichtungen mit Aufwärtsstrom, wie sie
in dem US Patent Nr. 2 878 116 und Pulp und Paper, "New
Continuous Digester* (September 1959) beschrieben werden, haben sich wegen ihrer thermischen Stabilität und ihrer einzigartigen Fähigkeit, eine Schnitzeldränage herzustellen, im
Vergleich mit den Systemen mit Abwärtsstrom als sehr erfolg-

Patentanwölte Dipl.-Ing. Martin Licht, 3i|0.$flscti.&/.&3l*ft!mann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon>292102 · Tel.flramm-Adr.ifei Lipalll/Mönch.n

Bankverbindunfl.m D»ut»che Bank AG, Filial· München, D.p.-Kasie Vikfualienmarkt, Konto-Nr. 70/30638 Bayer. V.reinibank München, Zweigt». Oikar-von-Miller-Rinfl, Klo.-Nr. 882495 · Postichedc-Konto: Möndi.n Nr. 163397

OppenauerBOro. PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

reich erwiesen. In diesen Digerierungsvorrichtungen wird ein Kurzhub-Bodenkolben verwendet, der die Kraft erzeugen soll, um die zusammengesetzte Masse der Holzschnitzel trotz der Gegenwart multipler Seihvorrichtungen, des entgegenlaufenden Stromes, der Dränagezonen und ähnlichen in einer Aufwärtsbewegtmg durch die Länge der Digerierungsvorriehtung zu befördern.

Ein einzigartiger Vorteil der Digerierungsvorrichtungen mit Aufwärtsstrom ist ihre Fähigkeit, eine Dräiiagezone (Abflußzone) im oberen Teil der Vorrichtung zum Ableiten von verbrauchter Flüssigkeit aus den gekochten Schnitzeln vor einer weiterei} Behandlung zu schaffen. Dadurch wird die Wirksamkeit der chemischen Wiedergewinnung erhöht. Jedoch behindert das wesentliche Gewicht der dränierten Schnitzel in einer solchen Dränagezone die Förderung der Schnitzelmasse, die sich weiter unten in der Digerierungsvorriehtung befindet.

Weiterhin befinden sich in solchen Digerierungsvorriehtungen mit multipler Zone eine Anzahl von Seihvorrichtungen um die Peripherie und entlang der Digerierungsvorrichtung an verschiedenen Orten. Dadurch soll Flüssigkeit abgezogen werden=, um ein Erhitzen, Behandeln oder Waschen der Schnitzelmasse in den verschiedenen Zonen zu erreichen. Diese sind jedoch insofern von Nachteil, als sie die Beförderung der Zusammengesetz— ten Schnitzelmasse hemmen, da die Schnitzel dazu neigen, an

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den Seihvorrichtungsoberflachen wegen des Druckes der abgezogenen Flüssigkeit haften zu bleiben,

Weiterhin erzeugen die Gegenstroinzonen, die in vorteilhafter Weise in solchen Digerierungsvorrichtungen mit multipler Zone zur Durchführung einer Anzahl aufeinanderfolgender Verfahrensschritte, vie beispielsweise Erhitzen und Waschen, verwendet werden, Kräfte, die-die vorrückende Schnitzelmasse bremsen. -

Wegen dieser Faktoren ist der bisher in handelsüblichen Digericrurigsvorriehtungen mit Aufwärtsstrom verwendete Kurzhub-Hodcnkolben ein Hauptfaktor in Bezug auf deren Kosten und der mechanisch komplizierten Vorrichtung geAv'esen, insbesondere wenn sie eine Vorrichtung zum Einspritzen von Verfahrensflüsfiigkeiton in dem mittleren Teil der Digerieruugsvorrichtung onthai I en.

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Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, ein Digerierungsverfahren und eine 'Digerierungsvorrichtung' mit Aufwärtsstrom'zu schaffen, bei der ohne die Benutzung eines kostspieligen und nachteiligen Kurzhub—Bodenkolbens eine Vorrichtung zum Einspritzen der Vex-fahrensflüssigkeiten in die Mitte der Digerierungs\'orrichtung vorhanden ist. Dadurch sollten die Kosten reduziert, jedoch die Vorteile der bisherigen Digerie-

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rungsvorrichtungen erhalten bleiben;.

Im allgemeinen wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüssigkeit in einem Aufwärtsstrom durch den unteren Teil der eingetauchten, säulenartigen Holzschnitzelmasse mit einer Flüssigkeit s-Durchflußrate gefördert wird, die eine Kraft erzeugt, die die ganze säulenartige Holzschnitzelmasse, die sich durch die ganze Länge der Digerierungsvorrichtung erstreckt, nach oben treibt,, und zwar selbst dann, wenn sich eine Holzschnitzel-Dränagezone am oberen Ende der Schnitzelmasse befindet und eine Gegenstromflüssigkeit durch die anderen Teile der Holzsehnitzelmasse fließt. Die hervorragenden Ergebnisse dieser Erfindung wurden dadurch möglich gemacht, daß sich die Flüssigkeits-Durchflußwiderstandsrate auf Grund der hydraulischen Theorie mit Steigerung der Durchflußgeschwindigkeit innerhalb des Turbulenz— Strömungsgebietes viel schneller erhöht als innerhalb des laminaren Strömungsgebietes.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß sich eine turbulente Strömung innerhalb einer kompakten Schnitzelmasse bei viel niedrigeren Durchflußraten einstellt als bisher angenommen worden ist.

überraschenderweise wurde festgestellt, daß der Flüssigkeitsvortrieb der gesamten säulenförmigen Schnitzelmasse

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dadurch erreicht werden kann, daß innerhalb, einer Antreibzone Flüssigkeitsströme mit Flüssigkeitsraten verwendet werden, die nicht zu hoch sind, um durch herkömmliche Pumpen und Seihvorrichtungen erzeugt zn werden> jedoch hoch genug sind, um sich innerhalb der Turbulenz-Strömungsgebiete zu befinden. Diese Strömungen erzeugen einen geeigneten hohen Strömungswiderstand innerhalb einer Antreibzone mit einer praktischen Länge, die sich am untersten,nur aus der säulenförmigen Schnitzelmasse bestehenden Endteil befindet.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung' werden in der folgenden Beschreibung und an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignet.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, aus der zu ersehen ist, daß der Flüssigkeitswiderstand mit Erhöhung der Flüssigkeitsstromgeschwindigkeiten durch das laminare Strömungsgebiet in das turbulente Strömungsgebiet ansteigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckgefäß 12 ist im allgemeinen zylindrisch. Es hat einen Durchmesser von etwa 3 m oder

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mehr und eine Länge von 30 m, so daß das Länge-zu-DurchinesserVerhältnis mindestens 1 : k beträgt. Es ist wichtig, festzustellen, daß das Gefäß 12, obgleich es im allgemeinen eine gleichmäßige Querschnittsfläche besitzt, nach oben hin leicht auseinanderläuft, das heißt, nach oben hin eine allmählich sich vergrößernde Querschnittsfläche besitzt« Eine Verjüngung von etwa 0,9 cm Durehmesser Je 30 cm Länge bat sich als geeignet erwiesen, jedoch wird eine Verjüngung von etwa 2,5 cm Durchmesser je 30 cm Länge nicht überschritten. Eine Holzschnitzel- und Flüssigkeitseinspeisung ist am unteren Eingangsende des Gefäßes 12 in Form einer tangentialen Zuleitung 16 angebracht. Durch diese wird mittels einer Pumpe IS (vorzugsweise von der in Patent Nr. 2 908 226 gezeigten und beschriebenen Art) eine Holzschnitzel-Flussigkeitsmischung aus einem Vorratstank 20 zugeführt. Am oberen Ende des Gefäßes 12 ist ein Entlader für die in Brei verwandelten Holzschnitzel angebracht. Dieser besitzt die Form eines Abstreichers 22, der die dränierten und in Brei verwandelten Holzschnitzel durca den Entladungsausgang 2k zu einem Entladungsmechanismus am unteren Ende einer hier nicht gezeigten Abwärtsleitung, wie sie in Patent Nr. 3 206 356 beschrieben ist, herausführt.

Innerhalb des Gefäßes 12, ia allgemeinen entlang der zentralen senkrechten Achse davon, befindet sieh eine Serie von drei konzentrischen Einspritzleituagen kl, ■-YJ und 53_} die

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Auslasse %2, hk und 5Ί in naeheinanderfolgenden, jeweils höheren Niveaus besitzen. Innerhalb des Gefäßes 12 befinden sich die Seihvorriehtungen 46 und kB, die zusammen mit den Auslässen eine Mehrzahl von 2*onen innerhalb des Gefäßes bilden, in dem sie die Flüssigkeit im Gleichstrom oder im Gegenstrom innerhalb der Zonen fördern. Wie beispielsweise aus Fig. i zu ersehen ist, ist eine Impregnations— und Heizzone mit einer darüber befindlichen Heiz— und Kochzone mit Gleichstrom- und Gegenstroinf luß und eine Gegenstroiawaschzone mit einer obersten Dränagezone vorhanden, wobei die Flüssigkeitsströme mit einfachen Pfeilen und die Förderungsrichtung der Holzsehnitzel mit Doppelpfeilen dargestellt wird. IJm das Flüssigkeitsniveau unter dem Abstreicher 22 einzustellen, ist ein Flüssigkeitsniveau-Kontrollgerät 50 in der Nähe des oberen Endes des Gefäßes 12 angebracht, wobei durch die Bedienung des Ventils 52 in der oberen Seihvorriehtung h8 die Holzsehnitzeldränagezone geschaffen wird»

Erfindungsgemäß wird ein Flussigkeitssystem geschaffen, in dem Flüssigkeit aufwärts durch den unteren Teil nur des Gefäßes 12 gefördert wird, um die gesamte säulenförmige Holzschnitzelmasse in Aufwärtsriehtung durch das Gefäß mittels eines Flüssigkeitsstromes mit hoher Geschwindigkeit durch den unteren Teil aufwärts zu treiben. Die-Vorrichtungsbestandteile eines solchen Systems bestehen aus einer unteren Flüssigkeitsantreib-Seihvorrichtung 30, die sich in einem wesentlichen Ab-

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stand oberhalb der Einlaßleitung IG und unterhalb des Abstreichers 2k, wodurch darunter eine Antreibzone festgesetzt wird. Weiterhin ist eine Re-zirkuJ. ationspumpe 32 zusammen mit den verbindenden Leitungen J'i und 38 und dem Ventil 53 für die gesteunrte Rezirkulation der Flüssigkeit zu der Pumpe IS vorhanden. Ein Kontrollgerät 51 (Sensor) ist in der Nähe des unteren Endes des Gefäßes 12 angebracht, um die Stellung des unteren Endes der Holzschnitzeliüasse mittels des Ventils 53 zu steuern, indem dei~ Fluß der rezirkulierenden Flüssigkeit und dadurch die Förderrate der Holzschnitzelmasse variiert, wird..

Für die Erfindung ist es wichtig, daß die An t χ-eil) ζ one eine wesentliche Länge von mindestens etwa einem halben Durchmesser oder einer anderen yuerschnittsdimension des Gefäßes besitzt und sich am untersten Ende der Ilolzschnitzel masse befindet, im allgemeinen in der Nähe des unteren Endes des Gefäßes und daß bestimmte Mindestflüssigkeitsströme innerhalb des Turbulenzströmungsgebietes zur Aufwärtsförderung der'Ho Tz-" schnitzel-masse geschaffen werden.

Wie beim Betrieb der in US Patent Nr. 2 878 lib beschriebenen Digerierungsvorrichtung festgestellt wurde, sind" die Holzschnitzel in Form einer säulenartigen Masse sich berührender und kompakter einzelner Holzschnitzel vorhanden, durch die die Flüssigkeit mehr oder weniger abhängig von den Holzsehnitzein in der Masse fließen kann, Jedoch auf Grund der

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vorhandenen Holzschuitzel einem Strömungswiderstand ausgesetzt ist. Da sich die Holzschnitzel in der Masse in Einzelform,jedoch in Berührung miteinander,befinden können sie in der Masse durch die Länge des Gefäßes nur durch einen Druck am Bodenende der Oberfläche der säulenförmigen Masse innerhalb des Gefäßes gefördert werden, unabhängig von der Richtung des Flussigkeitsstromes darin. In dieser Art werden die Digerierungsvorrichtungen, wie sio in dem US Patent Nr. 2 878 116, in der TuIp and Faper'-Abhandluiig und in dem US Patent Nr. 3 06l 007 beschrieben werden, betrieben. Die letzteren zwei zeigen und beschreiben eine Digerierungsvorrichtung, in der sich der obere Teil der Schnitzelmasse aus der Untertauchung in eine Dränagezone oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeit in dem Gefäß erstreckt, so daß ULiH Gewicht eines solchen Teiles vollständig nicht durch die Flüssigkeit getragen wird. Bei einer solchen Digerierungsvorrichtung jedoch ist das mit Löchern versehene, sich hin- und herbevegendc IColbenglied zu massiv und erschwert die Verwendung einer zentralen. Einspritzleitung, wie sie bei Digerierungsgefäßeii mit großem Durchmesser wünschenswert ist.

Wie bereits oben festgestellt, können die kompakten Iiülzsclmi tznl durch die ganze Länge der säulenförmigen Masse innerhalb des Gefäßes gefördert werden, indem eine Flüssigkeit nach oben durch den untersten Teil nur der Schnitzelmasse mit einer Fliissigkeitsströmungsrate innerhalb des Turbul enz s trö-? mungsgfibietes gefördert wird. Die so geschaffene Antriebskraft

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ist hoch genug, um die Schnitzelmasse zu bewegen, selbst -.Wenn eine dagegenströmende Flüssigkeit durch die anderen TeiJe der flolzschnitzelmasse und eine Holzschnitzeldräiiagezone am oberen iinde der Masse vorhanden sind. Die Schaffung des erwünschten AufwärtsStromsystems mit multiplen Zonen₃ die Wir tsfhnf L1 i: r-.hke i i bei der Beheizung, die oheiiiisrh.e Ausbeute und die Schnitzeldränage sind besondere Vorteile der vorliegenden Erfindung. ~

Der allgemeine Begriff des turbulenten Flüssigkei ts"stromes ist aus der Hydraulik bekannt und wird in Fig. 2 dargestellt, Innerhalb des laminaren Strömungsgebietes ist der Widerstand zur Strömung direkt proportional zu der Strömungsgeschwindigkeit, während er innerhalb des turbulenten Strömungsgebietes mit der Kraft (n) der Strömung (£) ansteigt, wobei η größer als i (unity) ist. Der Strömungswiderstand, der durch die Gegenwart der säulenförmigen Holzsehnitzelmasse innerhalb der Antreibzone geschaffen wird,kann durch die Messung der Differenz (ΔΡ) zwischen dem Flüssigkeitsdruck (P₁) am Boden der Antreibzone und dem Flüssigkeitsdruck (P₀)'am.oberen Teil der Antriebszone bestimmt werden. Mit dem von 0 ansteigenden Flüssigkeitsstrom erhöht sich der Widerstand (ΔΡ) proportional durch das "laminare Strömungsgebiet und ändert sich dann sehr schnell in einem kurzen Übergangsgebiet in einen viel schnelleren Anstieg, wenn die Strömung in das Turbulenzgebiet eintritt. Auf diese Weise kann der Beginn eines Turbulenzströmungsgebietes für eine spezifische Schnitzelmasse -leicht bestimmt werden, so daß darin,

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d, h, jenseits des Übergangsgebietes eine Flüssigkeitsströmung 1 eicht ,ausgewähl t werden kann.

Der Antriebs!aktor (F_) ist im allgemeinen proportional

i\i dem nach oben gerichteten Flüssigkeitsstrom (q) in 3,78 1

2
pro Minute und pro 0,09 m der Querschnittsfläche des Gefäßes (erhöht zu der Kraft n) mal , der Länge (L) in 0,30 cm des unteren Teils der säulenartigen Schnitzelinasse, durch die die Strömung durchgeht (die Antriebszone), und wird annähernd durch folgende Gleichung ausgedrückt:

η ist größer als etwa 1,5, wie z. B, bei turbulenten Strömungen, gewöhnlich innerhalb eines Bereiches von etwa 1,5 bis 2,5, Der Faktor F_ hängt stark von der Porosität der Schnitzelmasse in der Antriebsrolle ab und ändert sich je nach Größe der Schnitzel, der Kompreßxbilität und der vorhandenen Menge au Sägemehl oder Spänen. Auf diese ¥eise kann der Wert des Antriebsfaktors (F ), der.für eine besondere Digerierungsvorrichtuiig benötigt wird, aus den charakteristischen Eigenschaften und Dimensionen der darin enthaltenen Schnitzelmassenzonen bestimmt werden. Der Zustand solcher Zonen ist abhängig von der Niehtuntertauchung oder Untertauchung und von den Kräften, die dabei erzeugt werden durch Faktoren wie beispielsweise die Gegenwart

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von Seifavorriejitiiiigen, das G©w1g1i± der Sahnit&el «nd die öl eiehstrom-OdHr ■6©gBttßt.-r-oief1-üsq.igke_:2.ts-s-trö-jaang®krä.jXe,

Bei der Verwendung einer HoIzschnitte!masse mit besonders langsamen Dränagecharakteristika (wie beispielsweise Douglas-Fir-Sägewerkabfälle), die Sägemehl und Späne cn thai ton, und bei einer relativ kurzen Dränagezone, kanu der Arttriebsfaktor (F) recht niedrig sein, jedoch mit einem Wert im Überschuß von etwa 500, um erfindungsgemäß wirksam zu sein. Höhere Werte Werden bei bevorzugten längeren Dränagezonen und mit freieren Schnitzeljüassen benötigt, in einigen Fällen etwa 100 mal höher.

Die Länge der Antriebszone im Verhältnis zu dem Durchmesser oder einer anderen transversalen Dimension der Schnitzelmasse ist wichtig, um eine gleichmäßige Strömung aufrecht zu erhalten und eine Kanalbildung zu verhindern, d. h. die Öffnung großer Flüssigkeitsstromkanäle durch die Schttitj&elmasse, wie sie beispielsweise zwischen nahe angebrachten Fltissigkeitseinlässen und -auslassen einzutreten pflegt. Vorzugsweise seil die Ailtriebszone gleich groß oder etwas größer sein als die

' >' ''s Ji'. .'ι Oj <

transversale Dimension der Schnitzelmasse, aber toit Sicherheit nieht geringer als etwa ,die Hälfte dieser Dimension. Bei zu kürzen Antriebszone» neigt die notwendige Flüssigkeitsstrom mungsgeschwindigkeit dazu> nachteilig hoch zu werden»

ORIGINAL INSPECTED

Die iiiclitung der Flüssigkeitsströmung durch die Antriebszoiie ist ebenfalls wichtig, da nur der aufwärts gerichtete Streliiungsvektor entlang der senkrechten Dimension der Schnitzelmasse einen wirkungsvoll en Antriebsdruck schafft.. Der radiale Strömungsfaktor ist in dieser Hinsicht vollständig wirkungslos. So muß die Flussigkeitsstroinung durch die Zone im allgemeinen nach oben und parallel zu der senkrechten Achse der Schnitzelsäule gerichtet sein, wenn ein wirksamer Antrieb der Schnitzel ohne unnötig liohft Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten erreicht ' φ werden' soll. ■.." ..." .

Um die ixi Fig. ,1 dargestellte Digerierungsvorrichtung in Betrieb zu nehmen., ist es nur notwendig, einen im allgemeinen axialen, turbulenten Flüssigkeitsaufwärtsstrom durch eine Antriebszone am unteren Ende derSehnitzelmasse einer wesentlichen Länge von mind.es tens dem halben Durchmesser der Sehnitzelmasse ,vorzugsweise durch Ilezirkulation durch die Antriebszone und einen Antri^:ebsf aktor von wenigstens etwa 500 zu er- ^ zeugen. Die' Stellung des unteren Endes der kompakten Sehnitzelmasse wird durch Variierung der Kezirkulation gesteuert, Die Rezirkulation wird erhöht, wenn sich das untere Ende der Schnitz el mass,enach unten bewegt und erniedrigt, wenn sich das untere Ende. dex^- Schnitzelmasse nach oben bewegt. Dies wird durch das Kontrollgerät 51 (sensor) und seinem gesteuerten Ventil 53 erreicht. Ansonsten arbeitet die-Digerierungsvorriehtung

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in herkömmlicher Weise, indem die uiigefcoeht cn Schnitzel durch · den tangential en Einlaß 16 eingeführt werden und am Auslaß ·2^;! herausgeführt werden, vährcud die andere FlüssigkciL - innerhaib der Digerierungsvorrielitung bei herköiaial ioheu Werten flioHt, wie sie für die Behandlung der Masse tier Hol zschiiit zol inner-"

halb des Gefäßes benötigt werden.

Eine bevorzugte AusIührungsJToriu. der Vorrichtung -na'ch.

der Erfindung, wie sie in der Fig. I dargestelll wird. besLeLt' aus einer kontinuierlichen Digerierungsvorri'cijftung-y di^ eine " Schnitzel säule.von'5 ω Durchuesser und 21 m Höhe enthält. Diese Digerierungsvörrichtinig besitzt eine sehr kurzo oder gar keine Dränagez'one, eine I-Iindestzähl an Seihvorrichtungen und wird mit Schnitzeln, die aus Sägemehlabfal 1en hergestel1 I werden, gespeist. Diese stammen insbesondere von einer krümcligdi. Art,- wie beispielsweise Douglas Fir her. Falls das ganze normale Sägemehl und die Sägespäne, die während des Schnitzeins

^ und des Bearbeitens gebildet' werden, ohne ein Absieben eingeschlossen werden und wenn weiteriiin die Gegenstroßis trömungszonen' weggelassen werden, wodurch-der Widerstand zu der Aufwärts bewegung der Schnitzelsäule reduziert wird, kann die Er-'findung mit' einem Antriebsfaktor von

F = 500

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BAD

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betrieben werde«. Die in der äiitriebsÄaue beiHitigte Strömung würde Tür eine 12 m Antricbsaoiie

' JuJ * ~t \J

JTiCi* eine 1, S m Antri

betrage«. Dieses Beispiel stell* etwa öeii tor jfcaeii der Erfiadimg dar.

s gifct einige Fälle, bei dtaeja aer WJfe ^iibewegstitg riel itiÄear ist «tad 4er ti el

Bei einem zweiteu Beispiel wurden NadelhQlzschnitzel behandelt, die unter Verwendung eines Schnitzelinessersatzes von 19,Oj mm van Baumstämmen abgeschnitten wurden. Die Schnitzel wurden durch ein Sehnitzelsieb durchgesiebt, um die feinkörnigen Teile zu entfernen, die ein Drahtsieb mit einer Sieböffnung von ^;i,70 mm passierten. In diesem Pail ist der für das Gleichgefäß wie im ersten Beispiel benotigte Antriebsfaktor etwa

Es wurde festgestellt, daß η = 2 ist«

Falls es erwünscht ist, eine 12 m Säulenhöhe anzutreiben, ., so daß die erforderliche Strömung auf ein Mindestmaß reduziert wird: .

^Fg \ = ,19,4 g.p.m./sq.ft. = 75,33 l/min/o,09m² 40

Falls eine geringere Höhe angetrieben weiden soll und eine längere Behandlung auf Kostet! einer höheren Strömung durchgeführt werden soll, kann beispielsweise eine Antriebszone mit einer Höhe von 1,8 m gewählt werden und

Q ■/ _{Ä 50} g.p.m./sq.ft. = 189,00 l/min/0,09 m².

ν 6

Wenn, wie in einem anderen Beispiel, die Dränagezone am oberen Ende um 90 cm höher über das Flüssigkeitsiiiveau erhöht wird, d. h, das Flüssigkeitsniveau wird um 90 cm unter sein normales Niveau gesenkt, dann erhöht sich der notwendige Antriebsfaktor um 4150, Dies würde eine Gesamtströmung von 59,5 g.p.m./sq.ft. » 224,9 l/niin/0,09 m erfordern. Falls ein Gegenstrom in der herkömmlichen Art in einer 12 m Zone mit einer typischen 2,5 g,p.m./sq.ft. --= 9,45 l/min/0,09 m Strömung verwendt wird, ist ein zusätzlicher Antriebsfaktor von 357 notwendig. Zusätzliche Seihvorrichtungen, die bei solchen zugesetzten Zonen notwendig sind, erfordern einen zusätzlichen Antriebsfaktor von 1595 für jede Seilivorrichtung,

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Claims (14)

1. DipL-Ιηβ. MARTIN Ü&T-Dr. REINHOLD SCrtMIDT pjpI.-Wirtseh.-ing. AXEL HANSMANN DipL-Phys. SEBASTiANHERRMANN

   IMPROVED MACHXKBRY INC. München,den 18. November I966

   NASHüA/NE¥ HAMPSHIRE ,_kz,ichen

   V» St, A. /CS

   Pa tentanmeldung t "Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen

   Digerieren von Holzschnitzeln¹¹

   Patentansprüche

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Digerieren und Inbreiverwandeln von Holzschnitzeln in einem aufrecht verlänger ten Reaktionsgefäß (12)von einer im allgemeinen gleichförmigen und aufwärts sich vergrößernden Querschnittsdimension durch im wesentlichen kontinuierliches Einspeisen von Holz— schnitzeln und einer Flüssigkeit in das Reaktionsgefäß in der Nähe des unteren Eingangsendes davon zum Aufrechterhalten einer säulenförmigen Masse zusammengesetzter Holzsehnltzel darin; durch Aufwärtsfördern der Holzschnitzel durch die Länge der Masse und gleichzeitigem Behandeln derselben durch Eintauchen in eine Flüssigkeit und durch im wesentlichen kontinuierliches Entleeren der in Brei verwandelten Holzschnit— zel vom oberen Ende der Säule» dadurch gekennzeichnet, daß

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   Patentanwälte DipL-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axet Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefont292t02 · Telegramm-Adra««» LipatltAMOnchen

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   Oppenauer BOrO! PATENTANWALT DB. RgINHOLDSCHMtDT

   die Vorrichtung eine Halzschnitzel- und Flüssigkeitseinspeise— vorrichtung (i6, 18, 20) in dar Nähe des Eingangsendes des Gefäßes 2um Einspeisen von Holzschiiitzeln und Flüssigkeit in das untere Ende? des Gefäßes und auf das untere Ende der Masse, eine Hölzschnitzelentieerungsvorrichtung (22, 24) in der Nähe des oberen Endes des Geläßes zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Niveaus des Oberteils der Masse unter dem überteil des Gefäfles durch Ent!ecrn von Holzschnitzeln aus dem oberen Ende der Säule, eine FlUssigkeitsantriebsseihvorrichtung (3ö)im Gefäß, angeordnet in. einem wesentlichen Abstand von wenigstens etwa der halben Querschnittsdiiiiension des Gefäßes oberhalb der Einspeisevorrichtung und in einem wesentlichen Abstand unter der Entleerungsvorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit aus dem Gefäß durch Herstellung einer Flüssigkeitsahtriebszone innerhalb des Gefäßes durch die ganze Querschnittsflache davon in dem unteren Teil der Holzschnitzelmasse unterhalb der Flüssigkeitsantriebsseihvorrichtung und eilte Flüssigkeitsantriebsvorrichtung (41, 43, 53, 42, Vi, 54, 46, 4S) besitzt, die die Flüssigkeit aufwärts durch die-Antriebszone bei einer turbulenten Flüssigkeitsströmung fördert und eine Holzsehnitzelantriebs— kraft durch die Antriebszone schafft, die die Holzschnitzel kontinuierlich aufwärts zu der Entleerungsvorrichtung fördert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die nach oben vergrößernde Querschnittsdimension

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   is;

   eine Verjüngung von nicht mehr als etwa 2,5A cm Je 0,3 m der Gefäßhöhe besitzt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung zur Änderung der Flüssigkeitsantriebsvorrichtung besitzt, die auf die Aufwärtsförderuug der Schnitzelmasse reagiert. ·
4. k. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim kontinuierlichen Inbreiverwandeln die Holzschnitzel in einer Dränagezone am oberen Ende der Masse aus der Flüssigkeitseintauchung herausdräniert werden und daß die Vorrichtung weiterhin eine Vorrichtung zur Plüssigkeitsnivellierung (50) besitzt, die das obere Niveau "der Eintauchflüssigkeit unter dem vorbestimmten Niveau einstellt, um die Holzschnitzel darüber in der Dränagezone zu dränieren, wobei die Antriebskraft die Holzschnitzel kontinuierlich nach oben durch die Dränagezone folgert.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine obere Seihvorrichtung (46, Ί8) im Gefäß besitzt, die oberhalb der Flüssigkeitsantriebsseihvorriehtung und unterhalb des oberen Niveaus der Eintauchflüssigkeit angebracht ist und eine Gegenstromvorrichtung besitzt, die eine Gegenstromflüssigkeitsströmung durch mindestens einen Teil der Schnitzelmasse zwischen der oberen Seihvorrichtung und der Flüssigkeitsantriebsseihvorrichtung einstellt.

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6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß sie eine Waschf lüssigkeit_einl aß vorrichtung- besitzt, die oberhalb der oberen Seihvorrichtung angebracht ist und eine eingetauchte Gegenstromwaschzone zwischen dem oberen Niveau der eingetauchten Flüssigkeit und der oberen Seihvorrichtung einstellt.
7. 7* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebszone einen Antriebsfaktor (F ) von mindestens etwa 500 entsprechend der folgenden Formel schafft:

   F = QⁿL

   2 ■ · 2 Q= l/min/m (= gal/iain/ft ) der durch die

   FlüssigkeitsantriebsVorrichtung zugeführ ten Flüssigkeit bedeutet

   L = Entfernung in m (feet) zwischen der Eiu-

   speisevorrichtung und der Seihvorrichtung,
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch i zum kontinuierlichen Digerieren und Inbre!verwandeln von Holzschnitzeln in einem aufrecht verlängerten Ileaktionsgefäß durch im wesentlichen kontinuierliches Einspeisen von Ilolzschnitzeln und einer Flüssigkeit in das Eeaktionsgefäß in der Nähe des unteren Eingangsendes davon zum Aufrechterhalten einer säulenförmigen Masse zusammengesetzte!· Holzschnitzel darin; durch Aufwärtsfördern der

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   Hol zs chn.it ζ el durch die Länge der Masse und. gleichzeitigem Behandeln derselben durch Eintauchen in eine Flüssigkeit und durch im wesentlichen kontinuierlichen Entleeren der in Brei verwandelten Holzschnitzel vom oberen Ende der Säule, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine lolzschnitzel- und Flüssigkeits— einspeisevorrichtung in der Nähe des Eingangsendes des Gefäßes zum Einspeisen von Holzschnitzeln und Flüssigkeit in das untere Ende des Gefäßes und auf das untere Ende der Masse, eine HoIzsehnitzelentleerungsvorriehtung in der Nähe des oberen Endes des Gefäßes zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Niveaus des Oberteils der Masse unter dem Oberteil des Gefäßes durch Entleeren von Holzsclmitzeln aus dem oberen Ende der Säule, eine Flüssigkeitsantriebsseihvorrichtung im Gefäß, angeordnet in einem wesentlichen Abstand von wenigstens etwa der halben Quer-Schnittsdimension des Gefäßes oberhalb der Einspeisevorrichtung und in einem wesentlichen Abstand unter der Entleerungsvorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit aus dem Gefäß durch Herstellung einer Flüssigkeitsantriebszone in dem unteren Teil der Holzschnitzelmasse unter der Flüssigkeitsantriebsseihvorrichtung . und eine Flussigkeitsnntriebsrezirkulationsvorrichtung (32, 3^;±> 38, 53) besitzt, die die Flüssigkeit vom Eingangsende des Gefäßes nach oben zu der Seihvorrichtung rezirkuliert, um die Flüssigkeit aufwärts durch die Antriebszone zu fördern, und eine Holzschnitzel-Antriebskraft durch die Antriebszone zu schaffen, die die Holzschnitzel kontinuierlich aufwärts fördert.

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   BAD OBiSINAL
9. 9. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeiah·- net, daß sie eine Kontrollvorrichtung (sensing means) (ji, 53.)· in der Nähe des unteren Endes des Gefäßes besitzt, die das un-r-. tere Ende der Schnitzelmasse kontrolliert, um das untere Ende der Antriebszone einzustellen, und in der die Flüssigkeitsantriebsrezirkulationsvorrichtung eine Pumpe enthält, die auf die Kontrollvorrichtung reagiert.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum kontinuierlichen Digerieren und Inbreiverwandeln von Holzschnitzeln in einem aufrecht verlängerten ßeaktionsgefäß von einer im allgemeinen gleichförmigen und aufwärts sich vergrößernden Querschnittsdimeiisioii mit einer Verjüngung von nicht mehr als etwa 2,3 cm je 0,3 m Gefäßhöhe, durch im wesentlichen kontinuierliches Einspeisen von Holzschnitzeln und einer Flüssigkeit in das ileaktioiisgcfä'ß in der Nähe des unteren Eingangsendes davon zum Aufrechterhalten einer säulenförmigen Masse zusammengesetzter Holzschnitzel darin; durch Aufwärtsfördern der Holzschnitzel durch die Länge der Masse und gleichzeitigem Behandeln derselben durch Eintauchen in eine Flüssigkeit und durch im wesentlichen kontinuierlichen Entleeren der in Brei verwandelten Holzschnitzel vom/ abereh finde der Säule, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Holzschnitzel- und Flüssigkeitseinspeisevorrichtung in der Nähe des Eingangsendes des Gefäßes zum Einspeisen von Ho lzschn.lt ζ ein und Flüssigkeit in das untere Ende des Gefäßes und auf das

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    untere Ende der Masse, eine Tlülzschnitzelentleerungsvorrichtuug in der Nähe des oberen Endes des Gefäßes zum Aufrechlerhalten eines vorbestimmten Niveaus des Oberteil s/Ücr Masse unter dem Oberteil des Gefäßes durch Entleeren von Ilolzsehüitzeln aus dem oberen Ende der Säule, eine Flüssigkeitsantriebsseihvorrichtung im Gefäß, angeordnet in ο in em wesentlichen Abstand von «wenigstens etwa der halben Querschiiittsdiinension des Gefäßes oberhalb der üinspeisevorrichlung und in einem wesentlichen Abstand unter der Entleerungsvorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit aus dem Goiäß durch Herstellen einer Flüssigkeitsantriebszone innerhalb des Gefäßes durch die ganze Quersehnittsflache davon in dem unteren Teil "der Holzschnitzelmasse unter der Flüssigkeitsantriebsseihvorriehtung und eine Flüssigkeitsantriebsrezirkulationsvorrichtuug besitzt, die die Flüssigkeit vom Eingangsende des Gefäßes aufwärts au der Seihvorrichtung rezirkuliert, um die Flüssigkeit aufwärts durch, die Antriebszone zu fördern und eine Holzschnitzelantriebskraft durch die Antriebszone zu schaffen, die die Holzsehnitzel kontinuierlich aufwärts fördert,
11. 11. Verfahren zum kontinuierlichen Digerieren und Inbreiverwandeln von Holzschnitzeln in einem aufrecht verlängerten Reaktiönsgefäß nach Ansprüchen 1 bis 10 durch im wesentlichen kontinuierliches Einspeisen von Holzschnitzeln und einer Flüssigkeit in das Reaktionsgefäß in der Nähe des unteren Eiiigangsendes davon zum Aufrechterhalten einer säulenförmigen Masse zusammengesetzter Holzschnitzel darin; durch Aufwärtsfördern

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    der Holzschnitzel durch die Lange der Masse und gleichzeitigem Behandeln derselben durch Eintauchen in eine Flüssigkeit und durch im wesentlichen kontinuierliches ünticeien dei iiu TU ei. verwandelten Hol zsr-lmitzcl vom oberen Lade der Säule, dadurch gekennzeichnet,, daß die Flüssigkeit aufwärts durch den untersten Teil der eingetauchten Masse bei einer tux-Luleiitou rUissigkeitsströffiuiigsrate im allgemeinen entlang der Länge der Masse über einen wesentlichen Abstand von wenigstens etiv»" dor halben Querschnittsdiiuension der säulenförmigen Masse gefördert wird, um eine HolzschniLzclantricbskrafL zu scharfen/ die die Holzschnitzel kontinuierlich aufwarIsförderl·-
12. 12. '"Verfahren nach Anspruch Ii. dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitss troiii entsprechend der Auf wärtsförderuiig der Schnitzelmasse verändert, wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,, daß eine Gegenstromf1üssigkeitsströmung durch mindestens einen Teil der Sehnitzelmasse eingestellt wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzschnitzel am oberen Ende der Masse aus der Flüssigkeitseintauchung in einer Driüiagezone dräniert werden.

    15· Verfahren nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeielmeL, daß eine Gegenstrofflwaschzone sofort unterhalb "der "Dränage ζ one eingestellt wird.

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    Ιό. "οχ·! lixrcn ziurn kontinuierlichen l»igerieren und Inbrei-."''1"1.'CiUi-¹TiI ,\>ii TIoI zsoliiii tzflu uach Anspruch "11 in einem aulro'-iit v'i'luuäörlcu iiiiiikt ionsgefüß durch im wesoiitl. ichcn ivOii-I iiiLii ;i L iclKMi üiujpoifaen von Hülz:.iolmitzeln und einer Flüssig-IvC L L in das iteakt ionsgoi'Uß in der Nähe des unteren Üingaiigseiidea davon zuji AuIrüchLerliol ten einer säulenförmigen Masse zus aiiunoiiä <!->£' ί"ώ tor TTulzsohnitzel, die lüindostenr» die vierfache Länge ihroi transversalen Dimension besitzt, durch Aufwäitsförilora d.-r TIuI zöchnitzel durch die Länge der Masse und gleich- · ze.i Li^eu Bchandoln derselben durch Eintauchen in eine Flüssigkeit, durch Dränieren der Ηυ-1 ζ schnitzel -am oberen Ende der Masse aus dor TlüsäigkeiLseintauchung in einer Dränagezone und durch im v.xsont I ichen koiitinuierl iehes L'ntleeren der Holzschnitzel νοώ oberen Ende der Masse, dadurch gekennzeichnet, du" di*_ Flüosigkeit aufwärts durch eine Antriebsrolle innerhalb du^; uuterJtun Teiles der eingetauchten Masse im allgemeinen entlang der Liänge der Masse über einen Abstand von mindestens der Hälfte dar transversalen Dimension der Masse gefördert wird durch die Schaffung eines Holzschnitzelantriebsfaktors ent-spre— folgender Formel;

    wobei Q = l/min/m" (= gal/min/ft ) der durch

    die Antriebszone geförderten Flüssigkeit bedeutet;

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    L = Liiiigc der Antriebszoue in ni (feet),

    wobei ein Autriebsfaktox* (Γ.) von mindestens etwa 300 ^cslLpIj vird, der die Hol zsclmi tzel kuntinuicrlicli auXvräiLü durch die Dx'äaagc-zone fördert.

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