DE2729348A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserstoff in einem unter dampfdruck stehenden mahlapparat - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserstoff in einem unter dampfdruck stehenden mahlapparatInfo
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Description
Dipl. 'ng- H
Dip'- Pnys· v·
Dipl. Ing· ε· ι''ΓΒα"!',
—«· ι i~r-i \Ν Wehnelt
AMERICAN DEFIBRATOR, INC. °ιρΙΏ' YV, Valens
Dipl. Pnys. W. Carstens
7400 Metro Avenue r 8 München 2
Minneapolis,Minnesota 55435, Mozartstr.
München, 20. Juni 1977 Anwaltsakte: M-4311
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoff in einem unter Dampfdruck stehenden Mahlapparat.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoff durch Vermahlung von 1ignozel1ulosehalti gern Ausgangsgut
in einem unter Dampfdruck stehenden Mahlapparat, wobei das vermahlene Gut aus dem Mahlapparat zusammen mit
in ihm enthaltenen Dampf über eine Rohrleitung zu einem Schleuderabscheider gefördert wird, in dem Fasern und mitfolgender
Dampf voneinander geschieden und aus dem das vermahlene Fasergut für Weiterbearbeitung weggeleitet wird.
Bei der Herstellung von refinermechanischem oder thermomechanischem
Faserstoffen aus 1ignozel1ulosehalti gern Ausgangs·
gut wird dem in Mahlapparaten behandelten Gut in der Regel eine so grosse Menge an Energie zugeführt, dass dem Gut
mitfolgende Feuchtigkeit infolge der durch Reibung erzeugten hohen, über 100 C liegenden Temperaturen sehr schnell verdampft
wird. Damit das Gut während des Mahlvorgangs nicht ausgetrocknet und dadurch für den Prozess unerwünschten
Uebertemperaturen ausgesetzt wird, setzt man in der Regel während des Mahlvorgangs Wasser in einerMenge zu, die der
durch die Verdampfung aus dem Gut entfernten Wassermenge entspricht und sie ersetzt.
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Hierdurch werden bei derartigen Vermahlungen grosse
Mengen an Dampf erzeugt, die aus der für die Vermahlung eingesetzten Vorrichtung derart weggeleitet werden müssen, dass
Störungen in Fluss des Gutes durch die Vorrichtungen, in erster Linie die Mahlapparate,vermieden werden. Zwecks bestmöglicher Ausnutzung des Wärmegehalts des Dampfes muss dessen
Wegleiten bei so hohem Druck wie möglich vorgenommen werden, jedoch ohne Einsatz von Einrichtungen, die im Prozess der
Stoffherstellung irgendwie stören könnten.
Demgemäss ist ein Hauptzweck der Erfindung die Schaffung
eines Verfahrens bei der Vermahlung von 1ignozel1ulosehalti gern
Ausgangsgut in einem unter Dampfdruck stehenden Mahlapparat, bei dem die Ableitung des Dampfes unter einem so hohen Druck
wie irgendmöglich vorgenommen wird und zugleich der Fluss des Mahlgutes durch den Mahlapparat und in der nachfolgenden
Weiterbearbeitung ohne Störungen verläuft. Dies wird im wesentlichen dadurch erzielt, dass die abgeschiedenen Fasern druckdicht aus dem Aufnahmeschleuderabscheider ausgetragen werden,
derart, dass in dem Abscheider ein den atmosphärischen Druck
wesentlich übersteigender Dampfdruck aufrecht erhalten wird. Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung wird in dem Schleuderabscheider
ein Druck aufrechterhalten, der im wesentlichen nur mit
einem für die Förderung der Fasern in der von dem Mahlapparat zu dem Schleuderabscheider führenden Rohrleitung benötigten
Druckabfall unter dem in dem Mahlapparat aufrecht erhaltenen Dampfdruck liegt. Im dem Aufnahmeschleuderabscheider können
auch für die Weiterführung der Behandlung der Fasern erforderliche Chemikalien und/oder Verdünnungsflüssigkeit zugesetzt
werden. Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, den Dampf aus dem Aufnahmeschleuderabscheider vor weiterer Verwendung von
etwaigen mitfolgenden Fasern zu reinigen.
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Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit einem unter Dampfdruck stehenden Mahlapparat für Vermahlung von 1ignozel1ulosehaltigem Ausgangsgut zu einem Fasergut, das aus dem Mahlapparat zusammen mit in ihm befindlichen Dampf über eine
Rohrleitung zu einem Aufnahmeschleuderabscheider gefördert wird, in dem Fasern und mitfolgender Dampf voneinander geschieden und aus dem das vermahlene Fasergut für Weiterbearbeitung weggeleitet wird. Damit der abgeschiedene Dampf
unter einem so hohen Druck wie möglich verfügbar wird, ist gemäss der Erfindung der Aufnahmeschleuderabscheider mit einem
Ausspeiseglied für die abgeschiedenen Fasern versehen, das
es gestattet, in dem Schleuderabscheider einen den atmosphärischen Druck wesentlich übersteigenden Dampfdruck aufrechtzuerhalten. Hierfür sind vorteilhaft Steuermittel vorgesehen,
die zum Aufrechterhalten eines Dampfdrucks in dem Schleuderabscheider dienen, der im wesentlichen nur mit einem für die
Förderung der Fasern in der von dem Mahlapparat zu dem Abscheider führenden Rohrleitung notwendigen Druckabfall
unter dem in dem Mahlapparat aufrechterhaltenen Dampfdruck liegt. Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Aufnahmeschleuderabscheider mit einem Dampfauslassrohr versehen, das ein einstellbares Regelungsventil enthält, wobei das Ventil durch
denUnterschied im Druck zwischen dem Mahlapparat und dem
Aufnahmeschleuderabscheider über das auf den Druckunterschied
ansprechende bzw. ihn einstellende Steuermittel betätigbar ist. Dieses Ausspeiseglied kann beispielsweise eine Dickflusspumpe,
wie eine Zahnradpumpe, ein Verdichtung bewirkender Schraubenförderer oder ein ZeIlenradaufgeber sein. Zweckmässig ist
an den Aufnahmeschleuderabscheider eine Zuführvorrichtung zum Zusetzen von für die Weiterbehandlung des Faserguts erforderlichen Chemikalien und/oder Verdünnungsflüssigkeit angeschlossen .
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Zwecks Erhöhung der Wirkschaftiichkeit kann das Dampfauslassrohr des Aufnahmeschleuderabscheiders an einen Reinigungsschleuderabscheider für Abscheidung etwaiger mit dem Dampf
mitfolgender Fasern angeschlossen sein, und dabei ist es
zweckmässig, an den Reinigungsschleuderabscheider eine Speiseeinrichtung zur Rückführung der abgeschiedenen Fasern zum
Fasergut anzuschliessen. Der in dem Aufnahmeschleuderabscheider oder in dem Reinigungsschleuderabscheider abgeschiedene Dampf kann dann bei entsprechendem Ueberdruck unmittelbar oder über weitere eingeschaltete Reinigungsglieder
in solche Prozesse eingeleitet werden, die Zusatz von Dampf unter Ueberdruck erfordern.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in der mitfolgenden Zeichnung dargestellte Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnungsfigur ist
die Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht dargestel1t.
Wie in der Zeichnung veranschaulicht, wird 1ignozel1ulosehaltiges Ausgangsgut, z.B. Holzhackspäne, aus einem Vorratsbehälter 10 mittels eines von einem Motor 11 angetriebenen
Schraubenförderers 12,der beispielsweise mit einem Pfropfenbilder 13 ausgerüstet ist, einem unter Druck stehenden Reaktions
gefäss 14 zugeführt. In diesem wird das Gut vorgewärmt, indem von einer nicht zeichnerisch dargestellten Quelle beispielsweise Dampf durch eine Leitung 15 in das Gefäss 14 eingeleitet
wird. Dieses Gefäss steht unten über eine an seinem Boden vorgesehene, von einem Motor 17 angetriebene Förderschraube
für das Holzgut in unmittelbarer Verbindung mit einem unter
Dampfdruck arbeitenden Mahlapparat, wie einem Scheibenrefiner 18. Dieser umfasst ein geschlossenes Gehäuse 19, in dem eine
stillstehende Mahlscheibe 20 und eine auf einer Welle 21 in
einem Ständer 22 gelagerte, umlaufende Mahlscheibe 23 untergebracht sind. Das von der Förderschraube 16 zugeführte Aus-
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gangsgut geht durch den Spalt 24 zwischen den zueinander umlaufenden Mahlscheiben 20, 23 hindurch und wird dabei
zerfasert. Die bei der Zerkleinerung des Guts durch Reibung gebildete Wärme verdampft mit dem Gut mitfolgende Feuchtigkeit, und der dabei erzeugte Dampf strömt zum Teil über die
Einspeiseschraube 16 oder durch gesondert angeordnete Dampfkanäle in das Reaktionsgefäss 14 zurück, wo der Wärmegehalt
des Dampfs zu Erhitzung des in das Reaktionsgefäss eingespeisten Gutes auf gewünschte Temperatur ausgenutzt wird,
während ein anderer Teil des Dampfes mit dem Gut durch den Mahlspalt 24 zwischen den Mahlscheiben 22, 23 in das diese
umschliessende Mahlscheibengehäuse 19 ausströmt.
Das in dem Mahlscheibegehäuse 19 gesammelte, zerfaserte
Gut wird danach mit Hilfe des zwischen den Mahlscheiben ausströmenden Dampfes durch ein Ausblaseventil 25 und eine Rohrleitung 26 in einen Aufnahme- oder Trennungsschleuderabscheider 27 für Trennung von Fasern und Dampf gefördert. Der
Schleuderabscheider 27 ist an seinem unteren Ende dampfdicht
an ein Ausspeiseglied 28 angeschlossen, das das in dem
Schleuderabscheider abgeschiedene Fasergut aus dem Abscheider 27 hinaus fördert. Das Ausspeiseglied 28 ist so gebaut, dass
es ein dampfdichtes Ausspeisen des Fasergutes aus dem Schleuderabscheider 27 gestattet, und hat hierfür beispielsweise die
Form einer Dickflusspumpe, einer Zahnradpumpe, eines Verdichtung
bewirkenden Schraubenförderers oder eines ZeI1enradaufgebers
oder eine andere ähnliche Form von Austragglied, das die
vorgenannten Bedingungen erfüllt. Bei Anwendung eines Zellenradaufgebers als Ausspeiseglied 28 kann man durch Verwendung
von Dampf auf der Auslasseite des Glieds etwa vorhandende Luft verdrängen und dadurch verhindern, dass diese Luft in
den Schleuderabscheider 27 eindringt.
Im Oberteil des Schleuderabscheiders 27 sitzt ein Dampfauslassrohr 29, in das ein Ventil 30 zur Regelung des Dampfdrucks in dem Abscheider 27 eingesetzt ist. Mit Hilfe des
Ventils 30 wird in dem Schleuderabscheider 27 ein Dampfdruck
aufrechterhalten, der im wesentlichen nur mit dem für die
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Förderung des Guts von dem Scheibenrefiner 18 zu dem Schleuderabscheider 27 durch das Leitungsrohr 26 erforderlichen Druckabfall unter dem Dampfdruck in dem Refiner 18 liegt. Das
Ventil 30 wird über eine Leitung 31 von einem Druckdifferentialregler 32 gesteuert, der seinerseits über Leitungen 33 und
34 an den Refiner 18 bzw. den Schleuderabscheider 27 angeschlossen ist und unablässig von den in diesen herrschenden
Dampfdrücken beeinflusst wird. Der Dampf aus dem Auslassrohr 29 kann beispielsweise einem weiteren Dampfreinigungsschleuderabscheider 35 zugeführt werden, in welchem mit dem Dampf mitfolgende Fasern abgeschieden und über einen von einem Motor
37 angetriebenen Schraubenförderer 36 in den Schleuderabscheider
27 zurückgeführt werden oder aber zu einem von dem Ausspeiseglied 28 ausgehenden Auslassrohr 38, wie mit gestrichelten
Linien bei 39 angedeutet ist. Der Ueberschussdampf aus dem Dampfreinigungsschleuderabscheider 35 wird über ein mit einem
Ventil 41 und einem Druckregler 42 ausgerüstetes Auslassrohr
40 einem Prozess oder einer Anlage zugeführt, wo der Ueberdrucksdampf ausgenutzt wird. Der Regler 42 steuert das Ventil
41 über eine Leitung 43 und wird von dem Druck in der Leitung 40 vor dem Ventil 41 und von einer ausserhalb gelegenen, nicht
gezeigten Schaltstelle über Leitungen 44, 45 betätigt. Zu der Fasergutmasse kann vor ihrer Einspeisung in den Schleuderabscheider 27 oder innerhalb dieses Abscheiders über Rohrleitungen 46, 47 mit Ventilen 48 bzw. 49 eine für die weitere
Bearbeitung oder Behandlung des Gutes erforderliche Menge an Verdünnungsflüssigkeit mit oder ohne Zusatz von Chemikalien
zugesetzt werden. Von dem Auslassrohr 38 der Dickflusspumpe
28 u.dgl. kann das Fasergut über einen von einem Motor 50 angetriebenen Schraubenförderer 51 beispielsweise in einen direkt
angeschlossenen zweiten Mahlapparat, wie einen Scheibenrefiner 52,eintreten. Dieser zweiter Refiner 52 umfasst ebenso wie
der erstbeschriebene Refiner 18 ein geschlossenes Gehäuse 53, in dem eine nichtumlaufende Mahlscheibe 54 und eine auf einer
Welle 55 in einem Gestell 56 gelagerte, umlaufende Mahlscheibe 57 untergebracht sind. Aus dem zweiten Refiner 52 wird der
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Faserstoff über einen Auslass 58 mit Ventil 59 zu einer weiteren Prozesstufe und Weiterbehandlung ausgetragen.
Es ist klar, dass die gezeigte zweite Raffinierung des Faserguts in dem Refiner 52 in gewissen Fällen durch eine
andere Behandlung ersetzt werden kann. In diesem Fall ist hinter der Dickflusspumpe 28 u.dgl. ein (nicht gezeigter)
Schraubenförderer oder eine andere Vorschubvorrichtung eingeschaltet, die das Fasergut in dem Prozess weiterfördert.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass gemäss der Erfindung eine Dampfwegleitung bei höchstmöglichem Druck sichergestellt
ist, ohne dass diese Dampfwegleitung oder Dampfabscheidung
den Stoffherstel1ungsprozess selbst stört. Der Druckunterschied
zwischen dem ersten Refiner 18 und dem Schleuderabscheider 27 ist dabei zweckmässig so eingestellt, dass er
im wesentlichen nur mit dem für die Förderung des Faserguts durch die Leitung 26 notwendigen Druckabfnil, unter dem in
dem Refiner 18 aufrechterhaltenen Dampfdruck liegt. Hierdurch
erhält man eine beträchtlich verbesserte Wärmewirtsrhaftiichkeit
in dem Prozess, weil der abgeschiedene Dampf unter entsprechendem Ueberdruck zu anderen Prozessen weitergeleitet
werden kann, die Dampf unter diesem Druck erfordern oder ausnützen können.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte
Ausführungsform begrenzt, sondern lässt sich innerhalb
des Rahmens des der Erfindung zugrundeliegenden Leitgedankens
abwandeln. So kann, wie erwähnt, das Fasergut hinter dem Schleuderabscheider 27 durch das Ausspeiseglied 28 jedem
beliebigen Behandlungsprozess nach Massgabe der weiteren
Anwendung des Faserguts zugeführt werden.
- Patentansprüche - 8 -
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Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus lignozel1ulosehaltigem Ausgangsgut durch Vermahlung in einem unter
Dampfdruck stehenden Mahlapparat, wobei das vermahlene Gut aus dem Mahlapparat zusammen mit in ihm enthaltenen Dampf
über eine Rohrleitung zu einem Aufnahmeschleuderabscheider
gefördert wird, in dem Fasern und mitfolgender Dampf voneinander geschieden und aus dem das vermahlene Fasergut
für Weiterbearbeitung weggeleitet wird, dadurch g e -k e η η ζ e i c h η e t, dass die abgeschiedenen Fasern
druckdicht aus dem Aufnahmeschleuderabscheider ausgetragen
werden, derart, dass in dem Abscheider ein den atmosphärischen
Druck wesentlich übersteigender Dampfdruck aufrecht erhalten wi rd.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennz e i c h η e t, dass in dem Schleuderabscheider ein Druck
aufrechterhalten wird, der im wesentlichen nur mit einem
für die Förderung der Fasern in der von dem Mahlapparat zu dem Schleuderabscheider führenden Rohrleitung benötigten
Druckabfall unter dem in dem Mahlapparat aufrecht erhaltenen Dampfdruck liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmeschleuderabscheider für Weiterführung der Behandlung der Fasern erforderliche Chemikalien und/oder Verdünnungsflüssigkeit zugesetzt
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf aus dem Aufnahmeschleuderabscheider vor weiterer Verwendung von etwaigen mitfolgenden Fasern gereinigt wird.
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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4 mit einem unter Dampfdruck stehenden
Mahlapparat für Vermahlung von 1ignozel1ulosehalti gern Ausgangsgut zu einem Fasergut, das aus dem Mahlapparat zusammen mit
in ihm befindlichen Dampf über eine Rohrleitung zu einem Aufnahmeschleuderabscheider gefördert wird, in dem Fasern und
mitfolgender Dampf voneinander geschieden und aus dem das vermahlene Fasergut für Weiterbearbeitung weggeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeschleuderabscheider (27) mit einem Ausspeiseglied (28) für die
abgeschiedenen Fasern versehen ist, das es gestattet, in dem Schleuderabscheider (27) einen den atmosphärischen Druck
wesentlich übersteigenden Dampfdruck aufrechtzuerhalten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzei chnet durch Steuermittel (32) zum Aufrechthalten eines Dampfdrucks in dem Schleuderabscheider (27), der im wesentlichen
nur mit einem für die Förderung der Fasern in der von dem Mahlapparat (18) zu dem Schleuderabscheider (27) führenden
Rohrleitung (26) notwendigen Druckabfall unter dem in dem Mahlapparat (18) aufrecht erhaltenen Dampfdruck liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeschleuderabscheider (27)
mit einem Dampfauslassrohr (29) versehen ist, das ein einstellbares Regelungsventil (30) enthält, wobei das Ventil (30)
durch den Unterschied im Druck zwischen dem Mahlapparat (18) und dem Aufnahmeschleuderabscheider (27) über das auf den
Druckunterschied ansprechende bzw. ihn einstellende Steuermittel (32) betätigbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausspeiseglied (28) eine Dickflusspumpe, wie eine Zahnradpumpe
ist.
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MT
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausspeiseglied
(28) ein Verdichtung bewirkender Schraubenförderer oder ein ZeIlenradaufgeber ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9, d a durch gekennzeichnet, dass an den Aufnahmeschleuderabscheider
(27) eine Zuführvorrichtung (46, 48; 47, 49) zum Zusetzen von für die Weiterbehandlung des Faserguts
erforderlichen Chemikalien und/oder Verdünnungsflüssigkeit
angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfauslassrohr
(29) des Aufnahmeschleuderabscheiders (27) an einen Reinigungsschleuderabscheider (35) für Abscheidung etwaiger
mit dem Dampf mitfolgender Fasern angeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch eine an den Reinigungsschleuderabscheider (35) angeschlossene Speiseeinrichtung (36) zur Rückführung
der abgeschiedenen Fasern zum Fasergut.
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