DE1767508B1 - Aufrechtstehender Zellstoffkocher mit stetigem Stoffdurchfluss zum gleichzeitigen Aufschliessen zweier verschiedener Pulpen - Google Patents

Description

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Fig. 1 einen Zellstoffkocher mit stetigem Stoff- dert die Waschflüssigkeit auch entgegen der Strö-

durchfluß gemäß der Erfindung und mungsrichtung des Faserstoffes in Richtung auf den

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Siebgürtel 35 und verdrängt damit die Kochlauge,

erfindungsgemäßen Kochers. Die am Siebgürtel 35 entnommene Kochlauge ist

Im allgemeinen ist der in der Zeichnung gezeigte 5 zum Teil von Waschflüssigkeit durchmischt. Die Kocher in der USA.-Patentschrift 3 298 899 beschrie- Waschflüssigkeit dient außerdem dazu, den Brei im ben. Er ist vorgesehen für den Faseraufschluß von unteren Ende des Kochers abzukühlen,
ligninhaltigem Zellstoffasermaterial, worauf dann ein Gemäß der Erfindung ist nun der oben beschrie-Entzug der Kochlauge und eine erste Waschstufe des bene Kocher mit zwei getrennten Systemen zum Zu-Faserstoffes bereits im Kocher stattfindet. Der Kocher io führen von Faserstoff ausgestattet. Zu dem einen besteht deshalb aus einem aufrechtstehenden, im we- System gehört die Zuführleitung 12 und das Besentlichen zylindrischen (oder etwas kegelförmigen) schickungsventil 14, das aus einem sich drehenden Behälter 11, in dem der Faserstoff stetig in Abwärts- Schaufelrad bestehen kann, und das andere System richtung als geschlossene Säule oder Pfropfen wan- enthält die Zuführleitung 16 und ein ähnliches Bedert. während verschiedene Behandlungen mit ihm 15 schickungsventil 18. Das Ventil 14 liegt exzentrisch durchgeführt werden. Der behandelte Stoff, der z. B. auf der kegeligen Oberseite des Kochers und steht Holzschnitzel, Strohhäcksel oder sonstige feinzer- mit einem kurzen Rohr 20, das ins Innere des kleinerte Pflanzenfaserstoffe sein kann, wird am Kochers hineinragt und schräg abwärts und einoberen Ende dem Kocher in der Menge zugeführt, wärts geneigt ist, in Verbindung, so daß es die vom daß der Kocher stets ziemlich gefüllt ist. Dem oberen 20 Ventil 14 herkommenden Rohstoffteile in den Mittel-Ende wird außerdem Dampf unter hohem Druck abschnitt des Kocherquerschnitts einleitet. Das zweite durch die Leitung 17 zugeführt, damit der Faserstoff Abgabeventil 18 liegt zentral über der Kocherobererhitzt und von mitgeführter Luft befreit wird. Das seite, und unterhalb dieses Ventils befindet sich im sich im oberen Teil des Kochers sammelnde Gas wird Kocher eine kegelförmige Führungsplatte 22 kondann über die Leitung 19, die mit einem Steuerven- 25 zentrisch zur Kocherdeckfläche, die den vom Ventil til 21 ausgerüstet ist, mit dessen Hilfe der Druck im 18 herkommenden Rohstoff in gleichmäßiger Ver-Kocher auf etwa 8 kg/cm² gehalten wird, abgeleitet. teilung nach allen Seiten verstreut. Wird also der

Die Kochlauge, etwa eine Sulfatlösung, die durch Faserstoff über die beiden Ventile 14 und 18 in ab-

die Leitung 23 zugeführt wird, wird von einer Pumpe gestimmter Weise zugeführt, so wird das durch das

25 durch einen Wärmeaustauscher 27 gepumpt, in 30 Ventil 14 zuströmende Material in den Mittelab-

dem sie auf die Kochtemperatur aufgeheizt wird, schnitt des Kocherquerschnitts fallen und diesen aus-

woraufhin sie dann durch die Leitung 29, die ihre füllen, während das über das Ventil 18 zuströmende

öffnung in der Achse des Kochers hat, in den Kocher Material über die Randzone des Kochers verteilt

eingebracht wird. Die Kochlauge verteilt sich radial wird. In der Faserstoffsäule, die auf diese Weise er-

in alle Richtungen und verdrängt die bereits an frü- 35 zeugt wird, behalten die einzelnen Teilchen während

herer Stelle zugeführte Lauge, die durch den Faser- ihres stetigen Durchflusses bis zum Kocherboden ihre

stoff bereits etwas abgekühlt ist, in Richtung auf den relative Lage. Es besteht also eine zylindrische

Siebgürtel 31, der in die Kocherwand eingesetzt ist. Grenzschicht 33 zwischen der Mittelzone A und der

Der Siebgürtel steht mit der Eintrittsseite der Pumpe Randzone B, d. h. zwischen dem Material aus dem

25 in Verbindung, so daß die verdrängte Lauge in 4<> einen und dem Material aus dem anderen Zuführ-

den Laugenkreis wieder eingeführt wird. system. Der Durchmesser dieser Grenzschicht wird

Die Beschickungsgeschwindigkeit mit Faserstoff durch die relative Beschickungsgeschwindigkeit bewird derart gewählt, daß die Kochreaktion beendet stimmt. Es ist natürlich kaum möglich, eine ganz ist, wenn das Material das Niveau des Siebgürtels 35 scharfe Grenzschicht zu erzeugen, doch die Breite erreicht hat, der ebenfalls in die Kocherwand ein- 45 der Übergangszone kann durch geeignete Wahl der gesetzt ist. Die mit Hilfe dieses Siebgürtels aus dem Größe und Lage der Führungsplatte 22 und durch Brei abgesonderte Lauge wird über ein Steuerventil genaue Steuerung des Füllpegels im Kocher mit festen 37 in einen Tank 39 abgeführt, von dem aus die Teilchen begrenzt werden.

Lauge vorzugsweise in eine Regenerierungsanlage An seinem unteren Ende weist der Kocher zwei zur Rückgewinnung der chemischen Wirkstoffe ge- 50 getrennte Austrittsöffnungen mit jeweils eigener Auslangt. Mittels der Pumpe 41 und einer Leitung 43, tragvorrichtung auf. Die beiden Auslässe sind auf die ihre Öffnung etwa in der Achse des Kochers hat, einem besonderen Bodenstück 51 vorgesehen, das wird die abgezogene Lauge in Umlauf gehalten, um mit Hilfe einer Flanschverbindung 53 am unteren die Konzentration in der Höhe des Niveaus des Sieb- Flanschende 55 des Kochers befestigt werden kann, gürteis 35 auszugleichen. 55 Der eine Auslaß wird durch eine ringförmige Rinne

Im unteren Teil des Kochers erfolgt dann ein 57 in der Oberseite des Bodenstücks gebildet, und

erster Waschvorgang des aufgeschlossenen Breis mit ein Kanal 59 führt aus dieser Rinne zunächst ab-

Hilfe einer Waschflüssigkeit, z. B. Wasser oder einem wärts und dann radial auswärts. An diesen Kanal 59

Filtrat, das über die Leitung 45 zugeführt und mit ist eine erste Leitung 61 für den Brei angeschlossen,

Hilfe der Pumpe 47 über eine Leitung 48, deren 60 in der sich ein Drosselventil 63 befindet, mit Hilfe

Öffnung ebenfalls in der Kocherachse liegt, in den dessen die Entnahmegeschwindigkeit gesteuert wer-

Brei eingebracht wird. Ein Siebgürtel 49 in der den kann. Der zweite Auslaß wird durch eine ähn-

Kocherwand nahe dessen unterstem Ende steht mit liehe ringförmige Rinne 65 in der Oberseite des

der Eintrittsseite der Pumpe 47 in Verbindung, so Bodenstücks gebildet; sie ist konzentrisch zur Rinne

daß ein Kreislauf aufrechterhalten wird, wodurch 65 57 angeordnet, hat jedoch einen größeren Durch-

die Waschflüssigkeit radial sich ausbreitet und über messer als die erste. Sie ist mit einer Leitung 67 in

den gesamten Querschnitt des Kochers in der Höhe Verbindung, die vom Boden der Rinne 65 zunächst

des Siebgürtels 49 verteilt wird. Von hier aus wan- abwärts und dann radial auswärts in entgegen-

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gesetzter Richtung zur Leitung 59 verläuft und an Kochen behandelten Ausgangsmaterial besteht, das eine zweite Breileitung 69 mit Drosselventil 71 an- durch die Leitung 16 zugeführt wurde. Der in der geschlossen ist. Grenzschicht 33 vermischte Zellstoffbrei kann be-Das Bodenstück 51 weist eine senkrechte Bohrung liebig durch den einen oder anderen Auslaß mit auskoaxial zum Kocher auf, durch die eine Antriebs- 5 getragen werden, was durch die Wahl der Größe und hohlwelle 73 und eine Vollwelle 75 innerhalb der des Arbeitsbereichs des inneren Schrappers bestimmt Hohlwelle hindurchgeführt ist. Die Wellen 73 und 75 wird.

sind gegen das Bodenstück und gegeneinander mit Die beiden verschiedenen Faserstoffe werden mit Hilfe von Stopfbuchsen 77 und 79 abgedichtet und derselben Kochlauge und im wesentlichen bei derwerden durch eigene Motore 81 und 83 über Zahn- io selben Temperatur behandelt. Durch geeignete Abräder angetrieben. Am oberen Ende ist auf die Welle Stimmung der Aufheizung der Kochlauge im Wärme- 75 ein Schrapper 85 aufgesetzt, der an einer Nabe austauscher 27 in Abhängigkeit von der umlaufenden 87 radial abstehende Arme 89 aufweist, an denen Laugenmenge ist es jedoch möglich, im Mittelschräggestellte Schrapperblätter 91 angebracht sind. bereich A eine höhere Temperatur zu erzielen als Der Durchmesser des Schrappers 85 ist beträchtlich 15 in der Randzone B, z. B. die Temperaturen 170° C kleiner als der Durchmesser des Kochers und ent- und 160° C. Es ist jedoch nicht möglich, einen spricht etwa dem Durchmesser des Kernstückes A scharfen Temperatursprung hervorzurufen,
der Zellstoffsäule, das gesondert ausgetragen werden Die abgewandelte Ausführungsform nach F i g. 2 soll. Die Hohlwelle 73 trägt einen zweiten Schrapper unterscheidet sich von dem soeben beschriebenen 93 mit größerem Durchmesser, damit er auf den 20 Ausführungsbeispiel lediglich darin, daß der Sieb-Außenbereich B der Zellstoffsäule einwirken kann. gürtel 31 durch ein zylindrisches Sieb 115 ersetzt Von der Nabe des zweiten Schrappers erstrecken worden ist, das die Innenwand des doppelwandigen, sich radiale Arme 97, die über den Umfang des ringförmigen Hohlkörpers 117 bildet, der einen geSchrappers 85 hinausreichen, bis in die Nähe des ringeren Durchmesser hat als der Kochermantel 11 zylindrischen Mantels des Kochers. An den Armen 25 und im Kocher konzentrisch angeordnet ist. Die ist ein Satz schräggestellter Schrapperblätter 95, 99 Kochlauge, die durch das Sieb 115 in den Hohlraum befestigt, die sich über den Kocherboden entlang des Hohlkörpers 117 eintritt, wird über die Leitung bewegen und den Brei abwärts in die Rinne 65 for- 119, die radial im Kocher verläuft und sich durch dem, von wo aus er dann in den Kanal 67 mittels die Kocheraußenwand hindurch erstreckt, zur Pumpe des Schrapperblattes 101 gefördert wird. Die Nabe 30 25 geführt und von da wieder in Umlauf gesetzt. Der des äußeren Schrappers weist überdies noch eine Laugenumlauf erstreckt sich also nicht über die Führungshülse 103 auf, die konzentrisch zur Wand Randabschnitte des Kocherquerschnitts, die, in des Kochers liegt und eine Verbindung zwischen der radialer Richtung gesehen, außerhalb des Siebes 115 Kernzone und der Randzone im Bodenbereich des liegen, so daß das Kochen des Zellstoffs in den Rand-Kochers verhindert, speziell in dem konisch zu- 35 zonen mit beträchtlich niedrigerer Temperatur vor lautenden Endabschnitt. Diese Trennhülse weist sich geht als im Kernbereich.

einen zylindrischen unteren Abschnitt auf, der sich In diesem Fall werden also die beiden verschiedicht über einem Ringflansch 105 bewegt, der am denen Faserstoffe unterschiedlich behandelt, und Bodenstück 51 zwischen den Rinnen 57 und 65 an- die entsprechenden Kochtemperaturen können der geformt ist. Nach oben weitet sich die Trennhülse 40 jeweiligen Qualität des Faserstoffes angepaßt werden, trichterförmig bis zu einem größten Durchmesser, um die gewünschte Breiqualität zu erhalten,
der etwa dem Außendurchmesser des oberen Schrap- Die beiden verschiedenen Arten Faserstoff, die pers 85 entspricht, an welcher Stelle dann die Trenn- dem Kocher zugeführt werden, können Schnitzel hülse in die Schrapperarme 97 übergeht, zwischen verschiedener Holzarten oder Schnitzel der gleichen denen der Brei hindurchtreten kann. Zwischen der 45 Holzart jedoch verschiedener Größe sein. Die eine Abschirmhülse und der Nabe sind Durchtrittskanäle Art oder auch beide Arten können vorbehandelt 107 vorgesehen, durch die der Teil des Breis, der sein. z.B. mit Dampf und/oder mit Laugen der von der Abschirmhülse während des kontinuier- gleichen oder verschiedener Zusammensetzung oder liehen Absenkens der Stoffsäule aufgefangen worden Konzentration. Die Laugenzuführung über die Leiist. in ^e Nut 57 des Bodenstüekes hindurchtreten 50 tung 23 kann dann überflüssig sein oder lediglich der kann. Die Schrapperblätter 91 des oberen Schrappers Steuerung der Laugenstärke im mittleren Kocherbewegen sich dicht über der Oberfläche der Trenn- bereich A dienen.

hülse und helfen somit, den Brei durch die Kanäle Mit der in der Fig. 2 gezeigten Vorrichtung ist es 107 hindurch zu fördern. Aus der Rinne 57 tritt auch möglich, aus ein und demselben Ausgangsdann der Brei in den Auslaßkanal 59 ein, was mit 55 material zwei verschiedene Breiqualitäten zu gewin-Unterstützung des Schrapperblattes 109 am unteren nen, die sich etwas unterscheiden. Es wird dann Schrapper geschieht. Faserstoff von gleicher Art über die Leitungen 12 Mit der oben beschriebenen Vorrichtung ist es und 16 zugeführt, und der Qualitätsunterschied zwimöglich, über den Auslaß 59 Zellstoffbrei auszu- sehen dem Brei, der im Zentralbereich aufgeschlossen tragen, der sich ausschließlich oder überwiegend aus 60 ist, und demjenigen aus der Randzone hängt dann dem Ausgangsmaterial zusammensetzt, das durch die von der unterschiedlichen Kochtemperatur ab. Als Leitung 12 zugeführt wurde, während aus dem Aus- Abwandlung des in der Fig. 2 gezeigten Ausfühlaß 67 gleichzeitig ein Zellstoffbrei ausgetragen wird, rungsbeispiels kann vereinfachend die doppelte Ausder lediglich oder überwiegend aus dem durch räumvorrichtung durch eine einfache ersetzt werden..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 liegenden Enden befinden, bewegt sich der Faserstoff Patentansprüche: als geschlossener Pfropfen, d. h. ohne innere Durch- wirbelung oder Umwälzung, auch wenn Koch- oder

1. Aufrechtstehender Zellstoffkocher mit Ein- Waschlaugen quer oder in Längsrichtung mit oder richtungen, mit denen ein Pfropfen feinzerteilten 5 entgegen der Flußrichtung des Pfropfens durch die Faserstoffes mit über dem Querschnitt des Faserstoffsäule hindurchgedrückt werden. Gewöhn-Kochers gleichmäßiger Geschwindigkeit durch lieh wird das Aufschließungsprodukt so gleichförmig eine Kochzone, in der der Faserstoff aufge- wie möglich gewünscht; bei der Erfindung jedoch schlossen wird, bewegt wird, dadurch ge- wird die oben erwähnte Starrheit der Faserstoffsäule kennzeichnet, daß der Kocher derart aus- io dazu benutzt, in einem einzigen Kocher in den vergelegt ist, daß im Kern (A) des zylindrischen schiedenen Abschnitten des Kocherquerschnitts einen Pfropfens andere Kochbedingungen vorherrschen unterschiedlichen Faseraufschluß zu erzielen.

als in dessen Randzonen (B). Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist darin

2. Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zu sehen, daß der Kocher so ausgelegt ist, daß in der zeichnet, daß die Auslegung derart ist, daß in 15 Mitte des zylindrischen Pfropfens wesentlich andere einer koaxial zum Kochermantel (11) mit Ab- Kochbedingungen herrschen als in den Randzonen, stand von diesem gelegenen eine zylindrische Das beinhaltet, daß der Faserstoff, der sich nahe der Oberfläche darbietenden Schicht des Faserstoff- Kocherachse befindet (der Kern des Pfropfens), eine pfropfens eine steile Veränderung einer die andere Breiqualität ergibt als der Faserstoff, der nahe Kochbedingungen beeinflussenden Größe auftritt, 20 der Kocherwand liegt (der Pfropfenmantel). Dieser um beiderseits der Grenzschicht deutlich unter- Erfindungsgedanke kann dafür benutzt werden, ein scheidbare Breiqualitäten zu erhalten. Endprodukt des Kochvorgangs zu erhalten, das aus

3. Kocher nach Anspruch 1 oder 2, in den zwei verschiedenen Breisorten besteht, die dann für nach Vorwärmung Kochlauge zentral eingeleitet verschiedene Verwendungen zur Verfügung stehen; wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sieb (115) 25 aber eine andere Verwendungsmöglichkeit ist es mit beträchtlich kleinerem Durchmesser gegen- auch, zwei ungleiche Ausgangsstoffe in unterschiedüber dem Kochermantel (11) zum Abfiltrieren licher Weise aufzuschließen, so daß sich die Qualider zirkulierenden Lauge angeordnet ist. täten der Breisorten dann miteinander ausgleichen,

4. Kocher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, so daß sie miteinander vermischt werden können, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (14, 20; 18, 30 was z. B. beim Austragen aus dem Kocher geschehen 22) zum konzentrischen Verteilen des in den kann.

Kocher eingefüllten Faserstoffs. Erfindungsgemäß wird der Kocher vorzugsweise

5. Kocher nach Anspruch 4, dadurch ge- so ausgestaltet, daß in einer Schicht des Faserkennzeichnet, daß der Kocher zwei getrennte Zu- pfropfens, die vom Kochermantel einen bestimmten führsysteme (12, 14, 20; 16, 18, 22) für den 35 Abstand hat und koaxial zylindrisch zum Kocher-Faserstoff aufweist, deren eines (12, 14, 20) eine mantel verläuft, eine ausgeprägte steile Veränderung erste Sorte Faserstoff in einen Zentralbereich (A) in bezug auf eine das Aufschließen beeinflussende des Kocherquerschnitts abgibt, wogegen das Größe vorhanden ist, so daß auf den gegenüberzweite System (16, 18, 22) eine zweite Sorte liegenden Seiten dieser Grenzschicht Brei mit deut-Faserstoff in einen Randbereich (B) des Kocher- 4° liehen Qualitätsunterschieden erhalten wird. Es sollte querschnitts entläßt, so daß die erste Sorte den vermieden werden, die Übergangszone zu breit zu Kern (A) und die zweite Sorte eine diesen Kern machen. Die steile Veränderung kann vor allem in allseits umgebende Schicht (B) des Faserstoff- den folgenden Faktoren enthalten sein: Temperatur, pfropfens darstellt, der sich in axialer Richtung Konzentration und Durchsatzmenge der Aufschlußdurch den Kocher bewegt. 45 flüssigkeit, jedoch auch Qualität des Faserstoffes wie

6. Kocher nach Anspruch 5, dadurch ge- etwa unterschiedliche Holzart oder unterschiedliche kennzeichnet, daß im oberen Ende des Kochers Teilchengröße.

eine kegelförmige Führungsplatte (22) konzen- Sollen zwei verschiedene Faserstoffe wie etwa

irisch zum Kochermantel (11) angebracht ist, Schnitzel von Nadelholz und Schnitzel von Laubeine erste Beschickungseinrichtung (12, 14, 20) 50 holz in demselben Kocher aufgeschlossen werden, mit dem Raum unterhalb der Führungsplatte dann wird der Kocher erfindungsgemäß mit Vorrich-(22) in Verbindung steht und eine zweite Be- tungen ausgestattet, die eine konzentrische Verteilung schickungseinrichtung (16, 18) in den Raum des Faserstoffes im Kocher gewährleisten, so daß der über der und um die Führungsplatte (22) fördert. Kern der Faserstoffsäule aus dem ersten Material

55 besteht, welcher dann allseitig von dem zweiten Material umgeben ist.

Soll statt dessen oder zugleich die Diskontinuität

durch eine Veränderung des bekannten Flüssigkeitsumlaufsystems erreicht werden, so wird ein Absaug-

Die Erfindung betrifft einen Zellstoffkocher mit 60 sieb vorgesehen, mit dem die umlaufende Kochlauge stetigem Stoffdurchfluß, der mit Einrichtungen ver- in einer Zone mit wesentlich kleinerem Radius als sehen ist, mit denen ein Pfropfen feinverteilten dem Kochermantel abgezogen wird. Eine andere Faserstoffes mit über den Querschnitt des Kochers Lösung ist es, die Öffnungen, durch die die Kochgleicher Geschwindigkeit durch eine Kochzone hin- oder Waschlauge im Kocher ausgebreitet wird, derdurchtritt, in der der Faserstoff durch Kochen auf- 65 art außermittig anzuordnen, daß der Kern der geschlossen wird. In aufrechtstehenden, zylindrischen Schnitzelsäule mehr oder weniger unbeeinflußt bleibt. Kochern, in denen sich Aufgabe- und Austragsvor- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der

richtungen für das Fasermaterial an den gegenüber- Zeichnung näher beschrieben, in der zeigt