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Verfahren und Vorrichtung zur Lagerung und zur Aufbereitung von zur
Herstellung von gIrfural bestimmter guckerrohrbagasse oder ähnlichen pflanzlichen
Rückständen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lagerung und Aufbereitung
von zur tlerstellung von hlrfural bestimmter Zukerrohrbagasse oder ähnlichen pflanzlichen
Rückständen und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Bei der Gewinnung von Furfurol aus Zuckerrohrbagasse oder ähnlichen
pflanzlichen Riickständen ergibt sich die Schwierigkeit, daß die aus wirtschaftlichen
Gründen zweckmässig ganzjährig betribenen Herstellungsanlagen nur während der Erntezeit
mit frischer Bagasse versorgt werden können, während für die übrige Zeit auf eingelagerte
Bagasse zurückgegriffen werden muß, sowie die weitere Schwierigkeit, daß in der
Bagasse keine Verunreinigungen wie Sand, Metallpartikel und dergleichen enthalten
sein dürfen, da diese insbesondere die harten Bestandteile, die Eintragorgane der
Heaktoren für die wurfuralherstellung mechanisch stark beanspruchen, zum Beispiel
wenn es sich um Eintragschnecken handelt, und deren Standzeiten erheblich herabsetzt.
Die Ablagerung der sehr großen Vorratsmenge der Bagasse in hohen Lagerstapeln bringt
neben dem schon nach kurzer Zeit einsetzenden und dabei nicht unter Kontrolle zu
haltenden Fermentierungsprozess auch die Gefahr der Selbstentzündung mit sicn. Die
Lagerung in Pressballen, bei der diese Gefahren geringer sind, macht .nindestens
eine vorherige Trocknung und gegebenenfalls auch eine Waschung notwendig und vor
allen Dingen müssen die Ballen später vor der Weiterverarbeitung der in ihnen gespeicherten
Bagasse erneut zerkleinert werden. Diese Art der Lagerung in Ballen ist deshalb
für
den vorgesehenen Verwendungszweck der Bagasse zu aufwendig und ZU lohnintensiv.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Bagasse in einem Schwemmkanalsystem unter
verwendung großer Wassermengen zum Lagerplatz zu schwemm und dabei gegebenenfalls
noch Bakterien zuzugeben, die die Haltbarkeit der Bagassefasern begünstigen sollten.
Auch die Rückbeförderung der Bagasse zum Lagerplatz erfolgte in diesem Falle in
solchen Schwemmkanälen und erforderte einen ent--sprechend hohen Wasseraufwand,
erfahrungsgemäß mindestens 40 t Wasser pro t Bagasse. Ein weiterer Nachteil dieses
Verfahrens besteht darin, daß das durch die Bagasse mit sauren Bestandteilen angereicherte
Wasser die Betonwandungen der Schwemmkanäle angreift und Zerstörungen hervorruft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der losen
Lagerung der Bagasse unter Anhäufen großer Lagerstapel o zu verbessern, daß die
Gefahr der Selbstentzündung und auch die zuweitergehender Fermentierung vermieden
wird und die so gelagerte Bagasse vor der Weiterverarbeitung zur Furfuralgewinnung
keiner weiteren zusätzlichen Aufbereitung bedarf, zum Beispiel der Beseitigung der
bereits erwähnten, in der grünen Bagasse enthaltenen Verunreinigungen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die vorzugsweise grüne rohe
Bagasse durch schwemmendes Waschen von diesen Verunreinigungen befreit, im durchweichten
nassen Zustand während des Weitertransportes oder vor bzw. im Anschluß an den Transport
durch Ausdrücken auf einen Wassergehalt reduziert wird, der der Bagasse noch eine
geringprozentige Flüssigkeitsaufsaugefähigkeit verleiht, sodann während des Weitertransportes
vor dem Auflaufen auf Lagerstapel durch Besprühen mit Wasser wieder auf einen Wassergehalt
gebracht wird, der der maximalen Aufnahmefähigkeit der Bagasse entspricht. Das Ausdrücken
kann
dabei bis auf eineii assergehalt, bezogen auf das Gesamtgewicht
der nassen Begasse, bis 80, gegebenenfalls aucn weniger, erfolgen und der durch
Besprühen der Bagasse bewirkte Wassergehalt bis 85 tE betragen. Als Spnihflüssigkeit
kann essigsäurehaltiges Abwasser aus dem Herstellungsprozess des Furfural verwendet
werden, und das waschen kann gegebenenfalls in zwi oder mehr zeitlich aufeinanderfolgenden
Stufen erfolgen. Die Aufhaufung der Bagasse wird, wie die Erfindung weiter vorsieht,
in Lagerstapeln mit kleisringförmiger Grundfläche unter Anförderung auf einer Förderlinie
von außen her radial in die Kreismitte und in Kreisrichtung, und der Abbau im zeitlichen
Abstand ebenfalls in der Kreisricitung erfolgen. Dieser Abbau kann durch Förderung
des jeweiligen Stapelabschnittes in bezug auf den Kreisring radial nach innen erfolgen
unter Zwischenspeicherung der Bagasse in der Ringkreismitte und Abförderung parallel
zu der Anförderlinie nach außen. Dabei läßt sich der Wassergehalt der Bagasse nach
dem Abfördern vor Einbringen in die Reaktoren zur Furfuralherstellung durch bekannte
Trockenverfahren auf 55 bis 50 % reduzieren. Diese Reduktion kann durch Schneckenpressung
bewirkt werden, der gegebenenfalls eine Schwebetrocknung vorgeordnet ist. Es ist
dabei auch möglich, sich der Eintragschnecken der Reaktoren zu bedienen. Es ist
auch möglich, das in der Bagasse cnthaltene Mark, den Sand und die sonstigen Feinteile
vor dem Schwemmwaschen der griinen Bagasse auszusieben. Bei Verwendung eines oder
mehrerer Schwemmbecken mit an deren Boden angeordneten Auffangtrichtern und Ableitungen
für die abgesetzten Rückstände können zwischen den Becken Rückführleitungen und
Pumpen vorgesehen werden. Die Schwemnbecken lassen sich mit in den Flüssigkeitsspiegel
tauchenden, die Bagasse beaufschlagenden, unter den Flüssigkeitsspiegel drückenden
und durch das Schwpmmbecken fördernden Förderrädern oder Förderschnecken ausstatten.
Für die gewässerte Bagasse können Siebbandförderer mit gegen deren Förderfläche
bewegbaren Bondern oder auch Preßwalzenpaare
angewendet werden.
*~ der ilitte der erwähnten ringförmigen Lagerstapel können Bunker ungeordnet werden,
denen die von den Lagerstapeln nach innen abgeförderte Bagasse von oben zugeführt
und aus seitlichen Ausbringöffnungen wieder entnommen wird. Die Bodenfläche der
Bunker kann ein Plattenbandförderer bilden und in der Ausbringöffnung lassen sich
Paare von Fräswalzen anordnen.
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Die Bagasse wird mit Hilfe dieses Verfahrens und der zugehö--rigen
Vorrichtungen einer Mehrfachwaschung und gegebenenfalls einer Imprägnierung unterworfen,
mit der Folge, daß die der, Lagerstapeln zugeführte Bagasse von den erwähnten Verunreinigungen
befreit, durchdringend mit Wasser getränkt und auf einen Wassergehalt gebracht worden
ist, der die Lagerung in Lagerstapeln mit sehr großer Höhe ermöglicht. Der durch
das Verfahren dabei erzielte und in bezug auf seine Grössen ständig kontrollierbare
Wassergehalt der Bagasse beseitigt nicht nur die Gefahr der Selbstentzändung des
Stapels sondern verringert atich die Lagerverluste infolge der vorhergehenden Beseitigung
der Schweranteile und erhöht dadurch di- Ausbeute an Furfural pro Tonne Bagasse.
Darüber hinaus führt der Zusatz essigsäurehaltigen Abwassers aus der Furfuralherstellung
zu einer Art Imprägnierung der bagasse, die die Haltbarkeit der Fasern erhöht und
damit ebenfalls zur Verringerung der Lagerverluste und zir erhöhung der Ausbeute
bei der Furfuralgewinnung beiträgt.
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Die Möglichkeit der Anhäufung der so behandelten Bagasse in sehr hohen
Lagerstapeln ohne die Gefahr der Selbstentziindung trotz der durch die Höhe des
Stapels vergrösserten Verdichtung der unteren Stapelschichten verringert den Platzbedarf
und die damit verbundenen Investitionen und Betriebskosten für das Stapeln selbst.
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Schließlich ergibt sich noch die für den betrieblichen Ablauf
des
Verfahrens günstige Möglichkeit, den Wassergehalt der bagasse kontrolliert auf eine
solche Grösse zu bringen, daß er gering genug ist, den Transport auf den Fördermitteln
zu erleichtern, das heißt, daß die Bagasse nicht gewissermaßen vor Nasse triefend
auf dem Förderer liegt und von diesem wegzulaufen droht und doch hoch genug, lie
gewünschte Stapelfähigkeit der Bagasse zu erreichten.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In der Zeichnug zeigen Fig. 1a in schematischer Darstellung eine
Anlage zur und 1b Durchführung des Verfahrens bis zur Stapelung der Bagasse, ig.
2a in der gleichen Darstellungsweise eine Anlage zur und 2b Durchführung des Verfahrens
nach der Stapelung, Fig. 3 die Vorrichtung zum Waschen der Bagasse, Fig. 4 di Vorrichtung
zum Stapeln der Bagasse, Fiel. 5a in schematischer Darstellung den Ablauf des Stapelbis
5f verfahrens und Fig. 6 ebenfalls in schematischer Darstellung Einzelschritte der
Zwischenstapelung der Bagasse.
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la alls Fig. 1a zu ersehen, kann die von der Zuckerfabrik mittels
des Förderers 1 herangeführe Rohbagassc wahlweise über das fallrohr 2direkt oder
iiber das Fallrohr 3 zunächst einer Siebvorrichtung 4 und von dieser über das Fallrohr
5 dem Weiterförderer 6 zugeführt werden. Es besteht weiter noch die Möglichkeit,
die Bagasse über das Fallrohr 7 einem Lattenförfderer 8 zuzuleiten, der die Bagasse
unmittelbar einer anderen Verwertung, beispielsweise der Kesselfeuerung zufiihrt.
Dieses Fallrohr 7 nimmt auch einen etwaigen Bagasseüberschuß auf, den die Fallrohre
2 bzw. 3 nicht mehr aufnehmen können. Das von der Siebvorrichtung 4 ausgesiebte
Feingut wird ebenfalls dem Lattenförderer 8 zugeleitet.
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Die rohe oder in der Siebvorrichtung 4 bereits abgesiebte Bagasse
gelangt
vom Weiterförderer 6 über den Anschlußfördorer 7 (vgl. Fig. 1b) in das Schaemmbecken
10. Dieses Schwemmbekken ist, wie i:i wig. 3 im einzelnen dargestellt, mit um parallel
verlaufende Achten 11 rotierenden Förderrädern 12 ausgestattet, an dereii Stelle
auch entsprechend ausgebildete Förderschnecken treten können. Jedem der Förderräder
bzw. jeder Schnecke sind Sprühdüsen 13 zur Beseitigung anhaftender Bagassereste
zugeordnet. Unterhalb der Räder im Boden des Bekkens befindet sicn ein Fangtrichter
14, der in eine Abzugsleitung 15 für die aus der Bagasse ausgewaschenen schweren
Rückstände mündet. Die Förderbänder 12 drücken die Bagasse unter den durch das Überlaufrohr
16 geregelten Wasserspiegel W und transportieren sie dabei langsam in Richtung auf
den an einer Schrägwand 10a des Schwemmbeckens 10 angeordneten Austragförderer 17.
Dieser Austragförderer weist ein Siebband 17a auf, dessen Förderfläche mittels der
Frischwasserdüsen 13 mit Spülwasser beaufschlagt wird, das die letzten der Bagasse
noch anhaftenden Verunreinigungsreste wegspült. Das von der Unterseite des Siebbandes
7a ablaufende Wasser mit von einem Farigblech 19 aufgefangen und über das Ablaufrohr
20 dem Fangtrichter 14 zugeführt, damit die Verunreinigungsreste nicht mehr in das
eigentliche im Becken 10 befindliche Schwemmwasser gelangen. Unterhalb des Fangblechs
19 ist eine weitere Düsenanordnung 21 zur Reinigung des Untertrums des Siebbandes
17a vorgesehen. An seinem oberen aus dem Schwemmbecken 10 herausragenden Endabschnitt
wird die Förderfläche des Austragförderers 17 von einer Ausdrückwalze 22 beaufschlagt,
der eine zweite Walze 23 zugeordnet ist. Über beide Walzen läuft ein Einzugband
24. Die Walzen lagern auf einem einarmigen Hebel 25, der zusammen mit der Achse
der Andruckwalze 22 an einem Lenkerhebel 26 angelenkt t. Dieser Lenkerhebel kann
um die Achse 27 der Umlenkrolle 17b des Austragförderers 17 geschwenkt werden und
an seinem freien Ende greift ein Eolbenzylinderaggregat 28 an. Der die beiden Walzen
22 und 23 tragende einarmige
Hebel 24 liegt mit seinem freien
Ende unter Zwischenschaltung einer Rolle 29 auf einer Plattform 30 auf. Die auf
der Förderfläche des Austragförderers 17 herangeförderte nasse Bagasse wird von
dem um die Walzen 22 und 23 laufenden iinzugband 24 gegen das Siebband 10a gedrückt
und im gewünschten Maße ausgepreßt, wobei die Stärke des Andrucks du ich Betätigung
des Kolbenzylinderaggregates 28 geregelt werden kann. Wie aus Fig.
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1b weiter zu ersehen, werden die Verunreinigungen über die Abzugsleitung
15 in einen Absetztank 31 abgezogen. Dem Schwemmbecken 10 kann ein weiteres, hier
gestrichelt dargestelltes, Schwemmbecken nachgeordnet werden, das eine dem Schwemmbecken
10 entsprechende Ausstattung aufweist. Zwischen beiden Becken können nicht dargestellte
Verbindungsleitungen und Pumpen zur Rückführung von Waschflüssigkeit aus dem einen
in das andere Becken angeordnet werden.
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Die in dem Schwemmbecken 10 und gegebenenfalls anschließend im nachgeordneten
Schwemmbecken gewaschene Bagasse wird nach dem Austragen durch den Austragförderer
17 und der Wirkung der aus den Walze 22 und 23 mit dem Einztigband 24 bestehenden
Ausdrückvorrichtung auf den schon erwähnten Wassergehalt von etwa 80 % oder wenige
gebracht und gelangt dann auf einen Weiterförderer 32, über dem eine Sprühvorrichtung
33 angeordnet ist, die den Wassergehalt der Bagasse wieder auf maximal 85 % brinsft.
Das Sprühwasser kommt, wie mit einem Pfeil angedeutet, als essigsäurehaltiges Wasser
aus der Anlage zur Herstellung vor Furfural. Der Weiterförderer 32 bringt die so
behandelte und imprägnierte Bagasse zum Schrägförderer 34, der (vgl. auch Fig. 4)
unter schrittweiser Drehung um den Punkt O die Aufhäufung der Bagasse zu den Lagerstapeln
35 vornimmt. Der Zeit terförderer 32 fördert die Bagasse dabei radial von außen
her in Richtung auf de,n Punkt 0. Die Anhaufung des Lagerstapels 35 geht, wie aus
de?n Fig. 5a bis 5f ersichtlich, in der Weise
vor sich, daß der
Schrägförderer 34, wie in Fig. 5a gezeigt, in Richtung des Pfeiles 36, hier im Uhrzeigersinne
um den Punkt 0 drehend, einen Stapel 35a anlegt, der auf einer kreisringförmigen
Grundfläche in der in den Fig. 5b, 5c und 5d dargestellten Form weiterwächst. Nach
Ablauf der vorgesehenen Lagerzeit beginnt, wie mit Pfeil 37 angedeutet, der Abbau
des Lagerstapels an der gleichen Stelle, an der das Anhäufen beganr (Fig. 5b), während
das Anhäufen, wie geschildert, fortgesetzt wird, bis das Ende der kreisringförmigen
Grundfläche des Lagerstapels 35a (vgl.
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Fig. 5d) erreicht ist. Unter Freilassung einer Gasse 38, wie in Fig.
5e wiedergegeben, beginnt der Schrägfördrier dann an der gleichen Stelle, an der
der beschriebene Stapelvorgang begann, mit der Anhäufung eines netzen Lagerstapels
35b. Die Gasse 38 ist für den Weiterförderer 72 und den später noch zu beschreibenden
Rückförderer 39 bestimmt (Fig. 4). Der Abbauvorgang des ersten Stapels 35a wird
in Richtung des Pfeiles 7,7, wie in Fig.
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5f gezeigt, sinngemäß fortgesetzt.
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Die vom Stapel 75a bzw. 35b abgebaut Bagasse gelangt (vgl. auch Fig.
2a) in einen in der Mitte des von den Stapeln 35a und 35b gebildeten kreisförmigen
Freiraumes angeordneten Bunker 40, und zwar durch einbringen der abgebauten Bagasse
in Wichtung des eingezeichneten Pfeiles von oben her. In dem Bunker wird die Bagasse
mit Hilfe des den Boden bild0iiden Plattenbandförderers 41 gegen die nach dem Inneren
des Kreises gerichtete Austragsöffnung 40a gedrückt. In dieser Austragsöffnung sind
Fräswalzen 42 angeordnet, die die Bagasse in Form eines lockeren Streuteppichs auf
den Rückförderer 39 abwerfen. Dieser Tückförderer fördert die Bagasse,vom Drehpunkt
10 des Schrägförderers 74 aus gesehen (Fig.
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4), durch die Gasse 38 zwischen den Stapeln 35a und 75b radial nach
außen. Der auf dem Rückförderer 39 liegende Bagasseteppich wird über eine Bandwaage
43 kontrolliert, die ihrerseits die Austragsleistung der Fräswalzen 42 bzw. die
Fördergeschwin-digkeit
des Rückförderers 39 im Sinne der Gleichmässigkeit
der Starke des auf dem Förderer liegenden Bagasseteppichs beeinflussend steuert.
Hinter der Bandwaage 43 in Förderrichtung ist eine weitere Sprühvorrichtung 44 angeordnet,
die ebenso, wie die in Fig. 1b gezeigte Sprühvorrichtung 77) eine essigsäurehaltige
Flüssigkeit au der Furfuralherstellung auf die Bagasse aufsprüht, wenn es sich bei
der geförderten Bagasse um solche handelt, die zwischen den Erntzeiten schon verhältnismässig
lange auf dem Stapel lagerte.
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Uber einen weiteren Zwischenförder 45 gelangt die Bagasse dann über
dewi Verteilförderer 46 und die Fallrohre 47 bzw. 43 über die Zuteilvorrichtungen
49 bzw. 50 in die mit 51 bzw. 52 angedeuteten Eintragschnecken der Reaktoren 55
bzw. 54. Diese Schnecken können, wie schon früher erwahnt, gleichzeitig als Entwasserungsschn
ecken fiir die Bagasse dienen, weil für die Reaktoren Wassergehalte von 50 96 und
weriger erwünscht sind.
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1 ach den nicht dargestellten Abzug des in den Reaktoren hergestellten
Furfurals gelangen die Bagasserückstände über die Abscheider .55 bzw. 56 auf den
Abzugsförderer 57 und den Weiterförderer 59 auf den Abwurfförderer 59 und von diesem
in eine Schwebetrockungsanlage bekannter, nicht zur Erfindung gehöriger Bauweise.
Dieser Schwebetrocknungsanlage kann auch die aus dem Lattenförderer 8 gemäß Fig.
ia bei 61 abgezogene Bagasse oder deren Feinanteil über die Fördermittel 62 zugeführt
werden.
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Das Abziehen der im Bunker 40 zwischengespeicherten Bagasse, die dem
Bunker durch einen auf der Rollplattform 63 fahrenden Gabelstapler 64 zugebracht
wurde, kann auch, wie in den Fig.
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6a bis 6d dargestellt, in der Weise vor sich gehen, daß der Plattenbandförderer
41 die Bagasse in Richtung der eingezeichneten Pfeile auf hintereinandergeschaltete
Vereinzelungsförderer 65, 66 mit aufeinanderfolgend ansteigend geneigten Förderebenen
abgibt, wobei die Bagasse erst am Austragsende des letzten dieser
Förderer
66 in dn Bereich einer Fräswalze 67 gelangt, die das gleichmässige Aufbringen des
lockeren Bagasseteppichs auf den Rückförderer 39 bewirkt.
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L e e r s e i t e