DE2400308C2

DE2400308C2 - Bleichturm zum Gasphasenbleichen

Info

Publication number: DE2400308C2
Application number: DE2400308A
Authority: DE
Inventors: Bengt Edvard Sundsvall Pettersson
Original assignee: Sunds Sundsvall AB
Current assignee: Sunds Sundsvall AB
Priority date: 1973-01-05
Filing date: 1974-01-04
Publication date: 1983-07-21
Also published as: CA1000540A; FR2213372B1; US4085002A; FR2213372A1; DE2400308A1; FI61054B; NO136581C; SE369531B; NO136581B; JPS49100304A; FI61054C; JPS5720438B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Bleichturm zum Gasphase senbleichen, insbesondere SauerstoK>leii:hen eines fein verteilten gasdurchlässigen Fasermaterial·;, wie Zellulosepulpe mit hoher Konsistenz, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bestimmten Verfahren, bei denen Fasermaterialien, Ί5 wie Zellulosepulpe, bei hoher Konsistenz durch Gasphasenbleichen in kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen behandelt werden, können Schwierigkeiten auftreten. Es ist bekannt, daß Pulpe bei hoher Pulpenkonsistenz in einem Druckkessel mit abwärts gerichtetem Strom von Lignin befreit werden kann. Dabei ist es wichtig, das Auslaßsystem derart zu gestalten, daß ein gleichmäßiger Durchsatz über den Querschnitt entsteht und eine ungleichmäßige Abwärtsströmung und eine Klumpenbiidung vermieden werden, während der Gasverlust beim Verlassen des Behandlungskessels durch die Pulpe möglichst gering gehalten wird.

Der Grund für die Behandlung mit Gas bei hoher Pulpenkonsistenz - 18 bis 40%, üblicherweise 25 bis 35% in einer lockeren Pulpensäule - besteht darin, daß die besten Bedingungen dafür geschaffen werden sollen, daß das Gas die getrennten Fasern erreicht, Andererseits sollen vor dem Austragen der Pulpe Fasern und Gas soweit wie möglich getrennt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Pulpe mit Wasser oder Abfallwasser Im unleren Bereich des Turms auf eine niedrige Konsistenz verdünnt wird. Durch Anordnung der Auslaßöffnung In der Verdünnungszone, d. h. unterhalb des Spiegels der verdünnten Suspension, können die Gasverluste durch

eine Flüssigkeitsabdichtung verringert werden. Das gasförmige Bleichmittel kann nicht durch die Pulpe direkt zu dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Auslaß durchtreten. Die Gasverluste werden dann bestimmt durch die Lösbarkeit des Gases in der Flüssigkeit, die Intensität der möglicher. Rührwirkung in der Verdünnungszone und das damit verbundene Einmischen von Gasblasen, die an dem Fasernetz anhaften.

Ein Verfahren zum Austinen besieht darin, den Kessel derart anzuordnen, daß die flockige Pulpe mit hoher Konsistenz direkt auf einer gerührten Zone mit niedriger Pulpenkonsistenz von 1 bis 12%, üblicherweise 3 bis 10",., aufliegt. Das aktive Volumen, in dem der Bleichvorgang erfolgt, ist nach unten durch eine Mischzone zwischen den Pulpen hoher und niedriger Konsistenz begrenzt. Folglich ist es zur Einstellung der Reaktionszeit wesentlich, daß die senkrechte Erstreckung der Verdünnungszone und die Höhe der Pulpensäule mit hoher Konsistenz gesteuert werden können. Praktische Tests haben gezeigt, daß die am Boden zugeführte Verdünnungsflüssigkeit durch die Pulpe absorbiert wird, so daß die oben erwähnte Mischzone eine erhebliche Ausdehnung in senkrechter Richtung aufweist, je geringer die Konsistenz am Boden ist, desto höher erstreckt sich oie Mischzone in die Pulpensäure hinein.

Ein Vergleich ist möglich mit Lagertürmen für Pulpe mit geringer Konsistenz im Bereich von 10 bis 15%. In diesem Konsistenzbereich ist die Pulpe üblicherweise im wesentlichen nicht kompressibel und frei von Luft. Durch Verdünnung mit Flüssigkeit am Boden der Zone des Turmes wird die Pulpe hochgepreßt. Mit HiITe eines geeigneten Rührvorganges kann die gewünschte Konsistenz im Bodenbereich erzielt werden.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen selchen Bleichturm so auszubilden, daß bei einer Pulpe höherer Konsistenz und damit besserer Gasdurchlässigkeit die Höhe der Verdünnungszone und der Durchsatz durch den Turm einfach regelbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahme" gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bleichturms wird also in Abhängigkeit von dem über die Antriebswelle aufzubringenden Drehmoment, Jas seinerseits von der Höhe und der Konzentration in der Verdünnungszone abhängt, die Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit, und davon abhängig die Reaktionszeit gesteuert.

Vorzugsweise Weiterbildungsformen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.

Es ist zwar bereits ein Bleichturm vorgeschlagen worden (DE-OS 23 30 641), bei welchem im unteren Bereich der Behandlungskammer, in welchem das Fasermaierial verweilt, eine kegelförmige Nabe vorgesehen ist. Diese kegelförmige Nabe dient jedoch ausschließlich zur Ableitung des Fasermaterials nach den Außenbereichen des rotierenden Austragbodens, der spiralförmig verlaufende Rippen aufweist, die das Material nach außen fördern. Eine Steuerung der Konzentration der Pulpe Im unteren Bereich des Turmes entsprechend Änderungen des Drehwlderstandes in Abhängigkeit von der Konsistenz der Pulpe sowie die Ausnutzung dieser Änderungen des Drehwiderstand« zur Steuerung des Durchsatzes im Turm Ist jedoch ηίι;ht vorgesehen. Es kann lediglich durch eine Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Bodens mit der kegeilöTnigen Nabe in Abhängigkeit von der Standhöhe des Ijehandlungsgutes in der Behandlungskammer eine Regelung des Spiegels des Fasermaterials im Turm erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den die Verdünnungszone enthaltenen unteren Teil des Turms,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Turm, oberhalb der Nabe,

ίο Fig. 3 schemalisch einen Yeriikalschnin durch den ganzen Bleichturm, und

Fig. 4 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Drehmoment an der Nabe und der Konsistenz des Fasermalerials am Auslaß im Boden.

Die Vorrichtung zum Austragen dei Pulpe aus dem Bleichturm 1 schließt wenigstens zwei im wesentlichen radial liegende Arme 2 sowie Rühr- und Fördereinrichtungen 3, 8 in Form von senkrechten Blättern, die an diesen Armen befestigt sind. Die Arme sind an einer nach oben abnehmenden Nabe 4 befestigt, die in der Mitte des Bodens in dem senkrechten Turm angeordnet ist und eine zylindrische oder nach ν .ten etwas erweiterte Form aufweist. Die Nabe 4 ist vorzugsweise konisch ausgebildet, kann alternativ jedoch die Form eines Drehkörpers mit einer gekrümmten Erzeugenden aufweisen, wie es durch die strichpunktierten Linien 10, 11 in Fig. 1 angedeutet ist. Es ist ebenfalls möglich, die Nabe mit einem polygonalen Querschnitt auszubilden. Die Nabe 4 ist mit Führungsstangen 5 in schraubenförmiger Anordnung versehen. Der Grunddurchmesscr der Nabe beträgt wenigstens V₅ ('/,, Vj, unter Umständen die Hälfte oder mehr) des Grunddurchmessers des Turmes, und die Flöhe entspricht wenigstens diesem Grunddurchmesser. An der Unterseite der Nabe ist ein ringförmiger Führungsrand 6 vorgesehen, mit der der Auslaß 7 verbunden ist. Die Rühr- und Fördereinrichtungen 8. die sich in der Nähe der Nabe befinden, erstrecken sich in den Führungsrand 6. Einläße 9 für eine Verdünnungsflüssigkeit befinden sich an der ringförmigen Leitung und am Umfang des Turmes in der Nähe des Bodens. Erforderlichenfalls wird Verdünnungsflüssigkeit ebenfalls in den Führungsrand 6 zugeführt.

Dk. Nabe 4 wird durch eine Antriebswelle 12 getragen, dte in einem Gehäuse 15 durch Lager 13 und 14 geführt ist. Das Gehäuse ist auf einer Mittelplatte befestigt. Zum Abdichten ist um die Antriebswelle herum eine Dichtpackung 17 angeordnet. Für die Antriebswelle 12 ist eine Drehung in Richtung des Pfeiles vorgesehen. Die Führungsstangen 5 dienen dazu, die Pulpe abwärts zu fördern und bei Drehung der Nabe 4 ein zusätzliches Moment neben dem zum Antrieb der Nabe erforderlichen Drehmoment zu erzeugen. Wenn der Steigungswinkel ausreichend groß ist, wird der Fördereffekt gering, und statt dessen steigen der Rühreffekt und das erforderliche Drehnrsnent an.

Die Führungsstangen 5 können fortgelassen werden, wenn andere Einrichtungen zur Erzeugung zusätzlicher Momente vorgesehen sind, beispielsweise Platten 18. Derartige Einrichtrngen, die ebenfalls zu einem Rühren führen, können an geeigneten Stellen auf der Oberfläche der Nabe, vorzugsweise auf ihrer Spitze, angeordnet sein. Die Rühr- und Fördereinrichtungen 3 tragen dazu bei, die Pulpe in der Lösungszone in Richtung der ringförmigen Leitung 6 zu führen und/oder die gewünschte Rührwirkung zu erzeugen. Wenn die Rühr- und Fördereinrichtungen 3 auf eine Förderwirkung nach außen eingestellt sind (d. h. entgegengesetzt zu der in Fig. 2 gezeigten Stellung), wird der Rühreffekl vergrößert. Dies kann

24 OO 308

5 6

bei einer beträchtlichen Verdünnung in eier \erdiin- /.'gene I inie in I ι ι; -li. wenn mi h .he knii-.i-.tcn/ in (Lt

nungszone vorteilhaft sein Wie bereits erwähnt, sind \ enliiiinunus/nne von 2 .uif Ki¹. erhöht,

wenigstens zwei Arme 2 vorgesehen, line geeignete Aufgrund der Slüizlunl· !ion der Nabe is! die Lage der

Anzahl ist drei bis fünf, »ei größeren Turmdurchmessern Misch/one relativ unabhängig von der Konsistenz oder

kann eine noch größere Anzahl von Armen erforderlich ". Dichte in der Verdünnungszone.

sein, im allgemeinen sind jedoch vier Arme ausreichend. Durch Drehung der Nabe 4 werden die Pulpe und Die iiinlüsse 9 für die Verdünnungiflüssigkeit sind mit Flüssigkeit vermischt, und gleichzeitig wird ein Fördereiner Hauptleitung über Verhindungsleltungen 20 ver- ninnici': auf tue l'ulpensuspension in Richtuni; des Ausbunden. Diese Kinlässe können lediglich am l'mlang des lasses erzeugt. Die schraubenförmigen Führungsstangen Turmes und/oder am Boden ties Turmes vorgesehen id 5 erzeugen nicht nur ein zusätzliches Moment, sondern ^sein bewirken auch einen gleichförmigen, abwärts gerichteten

Die Nabe 4 mit den Armen 2 dreht sich mit einer Strom der Pulpe über den Querschnitt.

Drehzahl son 0.5 bis 10 l'pm. vorzugsweise von I bis Neben der Überwachung des Drehmoments können

6 L pm. Die Verdünnungsflüssigkeit wird durch die Hin- Unterschiede in der Temperatur im Hodenbereich regi-

Ktsse 9 zugeliihrt. und die l'ulpesuspension wird durch is striert oder zur automatischen Steuerung der Menge der

den Auslaß 7 mit einem Konsistenzmoment von I bis Verdünnungsflüssigkeil verwendet werden.

\2 . üblicherweise von 3 bis 10·.. aufgetragen. Fig. I zeigt drei Temperaturfühler 19. von denen je

Die Nabe 4 kann sich derart durch die Yerdünnungs- einer in der Reaktionszone, der Verdünnungszone und

zone erstrecken, daß eine l'ulpensäule mit hoher Dichte der Mischzone angeordnet sind. Wenn Sauerstoff als

;ei!v.ei-,e durch die Nahe getragen wird. Ls kann jclnrh >,i Illc-uhmitiel verwendet wird, ist eine Temperatur von

ausreichen, wenn sich die Nabe in einem gewissen Aus- 100 bis 120' in der Reaklionszone angemessen, und in

maß in die Mischzone erstreckt. der Verdünnungszone reicht im allgemeinen eine Teni-

Das zum Drehen der Nabe erforderliche Drehmoment peratur von 40 bis 90 aus.

iindert sich in Abhängigkeit von dem Ausmaß, in dem Beim Gasphasenbleiehen wird im allgemeinen ein gas- -ich die Nahe nach oben über die Verdünnungszone hin- 25 gefüllter Raum oberhalb der l'ulpensäule hoher Konsi-.!us erstreckt Je größer der Teil oherhalb der Verdün- stenz. im oberen Bereich des Turmes aufrechterhalten, nungszone ist. desto höher ist das erforderliche Dreh- Zur Erzielung eines gleichmäßigen Bleichens mit dem '"»ment. beabsichtigten Bleichgrad sollte die Höhe der Pulpen-Durch kontinuierliche Impulse eines Drehmomentge- säule konstant gehalten werden. In Verbindung mit der bers 21 zur Messung des Drehmoments wird ein Regler Jo Austragvorrichtung, die oben erwähnt wurde, kann ein 22 gesteuert. Dieser Regler 22 steuert ein Ventil 23 für radioaktives Meßverfahren zur Messung der Höhe der die \erdünpung->flüssiakeii. so daß das Drehmoment Pulpensäule verwendet werden. In Hohe der oberen konstant gehalten wird und die beabsichtigte Pulpenkon- Oberfläche der Pulpensäule hoher Konsistenz ist eine vistenz am Auslaß aufrechterhalten werden kann. Fig. 4 radioaktive Quelle 28 einstellbar auf der Außenseite des zeigt die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der 35 Turmes angeordnet. Diametral gegenüber auf der Außen-Pulpenkonsistenz am Auslaß. Die Meßdaten sind beim seite des Turmes befindet sich ein einstellbar angeordne-Betrieb einer Versuchsanlage aufgenommen worden. Die ter Empfänger 27, geeigneterweise ein Geiger-Müller- V ie.. A bezieht sich auf den Betrieb mit Hilfe eines Rohr. Die Strahlung der radioaktiven Quelle 28 wird Hydraulikmotors, wobei der erforderliche Öldruck im durch den Empfänger angezeigt. Die Strahlung hm eine Prinzip direkt proportional zu dem erforderlichen Dreh- 40 bestimmte Stärke, wenn sie durch den gasgefüllten moment ist. Raum verläuft. Wenn die Strahlung durch die Pulpen-Der für den Hydraulikmotor erforderliche Öldruck zur säule verläuft, ist die Strahlung, die den Empfänger Drehung der Nabe 4 in dem Bleichturm ist für den Fall. erreicht, schwächer oder nicht mehr vorhanden. Die dall sich lediglich Wasser im Turm befindet, d. h. die Strahlung wird durch den Empfänger 27 in einen elektri-Pulpenkonsistenz 0> beträgt, durch eine waagerechte -«5 sehen Strom angewendet, der durch eine Leitung 26 Linie wiedergegeben. Zur Einstellung der Höhe der Ver- einem Regler 24 über einen Verstärker F zugeführt wird. dünnungszone mit einer zufriedenstellenden Genauigkeit Der Regler 24 steuert das Auslaßventil 25 in dem Auslaß sollte das Drehmoment (der Öldruck), das neben dem 7. Da die Meßeinrichtung in senkrechter Richtung einDrehmoment (Öldruck) bei Leerlaufbetrieb erforderlich stellbar ist, kann eine geeignete Höhe für die Pulpensäule ist. verdoppelt werden (gestrichelte Linie in Fig. 4) und 50 gewählt werden. aünstigerweise wenigstens vervierfacht werden (durchge-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bleichturm zum Gasphasenbleichen, insbesondere Sauerstoffbleichen eines feinverteilten, gasdurchlässigen Fasermaterials, wie Zellulosepulpe, mit hoher Konsistenz, mit einem senkrechten Turm, in dessen oberen Bereich eine Gaszone mit einem Einlaß für Fasermaterial, unterhalb der Gaszone eine Zone für eine Fasermaterialsäule hoher Konsistenz von 18% bis 40%, vorzugsweise 25% bis 35%, und im unteren Bereich des Bleichturms eine Verdünnungszone, in die eine Zuführung zum Einleiten von Verdünnungsflüssigkeit und ein Auslaß für behandeltes Fasermateria] münden und eine zwischen der Fasermaterialsäule und der Verdünnungszone liegende Mischzone ausgebildet ist, wobei zentral im Bereich des Bodens des Bleichturms eine Nabe auf einer durch eine Antriebseinrichtung drehbaren Antriebswelle angeordnet ist, und Einrichtungen zur Führung des Fasermaterials von der Mine des Bleichturms nach außen in Berührung mit einer Rühr- und Fördereinrichtung über dem Auslaß und eine mit der Antriebswelle für die Nabe in Verbindung stehende Steuereinrichtung zur Steuerung des Durchsatzes durch den Bleichturm vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Nabe (4) sich durch die V^rdünnungszone nach oben bis in die Mischzone erstreckt und mit Einrichtungen (5, 18) zur Erzeugung eines zusätzlichen Momentes neben dem für die Drehung der Nabe erforderlichen Drehmoment versehen ist, und

- ein Drehmomentgeber (21) in Verbindung mit der Antriebseinrichtung der Nabe (4) zur Steuerung der Zufuhr an Verdünnungsflüssigkeit in die Verdünnungszone mit Hilfe eines Ventils (23) und zur Aufrechterhaltung einer konstanten riöhe der Verdünnungszone vorgesehen ist.

2. Bleichturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen Moments eine schraubenförmig in Drehrichtung ansteigende durchgehende oder unterbrochene Führungsstange (5) einschließt.

3. Bleichturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) konisch ausgebildet ist.

4. Bleichturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) als Rotationskörper mit kurvenförmiger Erzeugenden (10, 11) ausgebildet ist.

5. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisdurchmesser der Nabe (4) wenigstens '/5 des Durchmessers des Bleichturms in Höhe der Nabe beträgt, und daß die Höhe der Nabe (4) wenigstens dem Basisdurchmesser entspricht.

6. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühr- und Fördereinrichtungen (3, 8) an wenigstens zwei Armen (2) angebracht sind, die an der Nabe (4) befestigt sind.

7. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß In Abstand um die Antriebswelle (12) der Nabe am Boden des Bleichturms ein ringförmiger Führungsrand (6) angeordnet Ist, in den der Auslaß (7) mündet.

8. Bleichturm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Antriebswelle (12) angrenzenden Bereiche der Rühr- und Fördereinrichtungen (8) sich In den ringförmigen Führungsrand (6) erstrecken.

9. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) über die Antriebswelle (12) durch einen Elektromotor antreibbar ist, und der Drehmomentgeber (21) ein Signal proportional zu dessen Stromverbrauch abgibt.

10. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) über die Antriebswelle (12) durch einen Hydraulikmotor antraibbär ist, und der Drehmomentgeber (21) ein Signal proportinal zu dessen Öldruck abgibt.

11. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) und die mit ihr in Verbindung stehenden Einrichtungen (2, 3, 5, 8, 18) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß das zur Überwindung des Widerstands des Fasermaterials erforderliche Drehmoment wenigstens verdoppelt wird, wenn die Konsistenz in der Verdünnungszone von 2% auf 10% ansteigt.

12. Bleichturm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe und die mit ihr in Verbindung stehenden Einrichtungen derart ausgebildet und angeordnet sind, daß das erforderliche Drehmoment wenigstens vervierfacht wird.

13. Bleichturm nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Einrichtung zur Aufrechl.erhaltung einer konstanten Höhe der Fasermaterialsüuie mit einem auf die Höhe der Säule ansprechenden Impulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse ein Auslaßventil (25) in dem Auslaß (7) steuern.

14. Bleichturm nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber eine radioaktive Quelle (28) und einen Empfänger (27) umfaßt.