DE2844145C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Waschen von Zellstoff - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet.

— daß die Pulpesuspension einem im wesentlichen luftdichten Gefäß zugeführt wird,

— daß die Suspension vor dem Waschen zu einer Matte hoher Konsistenz verdichtet wird,

— daß die Waschflüssigkeit ihren Druck praktisch ?^s auf dem gesamten Umfang des Zylinders auf die Matte ausübt und

— daß nach dem Verdichten und Waschen der Zellstoff mittels Flüssigkeit verdünnt und als Suspension mit niedriger Konsistenz von dem .*> Zylinder abgeführt wird.

2. Vorrichtung zum Waschen von Zellstoff

— mit einem drehbaren perforierten Zylinder in ¹^ einem Gefäß,

— mit einer Einrichtung zum Zuführen einer Pulpesuspension in das Ge^fäß,

— mit einer Einrichtung zum Bilden und Verdichten einer Matte aus Pulpe mit verhältnismäßig '" hoher Konsistenz auf dem Zylinder,

— mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Differenzdrucks über die Umfangswand des Zylinders zum Waschen der Matte,

— mit einer Einrichtung zum Abnehmen der ->' Matte von der Außenseites des Zylinders und zum Abführen des Zellstoffs aus dem Gefäß,

insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, >"

daß das Gefäß (10) im wesentlichen luftdicht ist und den Zylinder (12) vollständig umgibt, daß die Einrichtung zum Verdichten der Matte (16) in Drehrichtung des Zylinders (12) unmittelbar hinter dem Suspensionseinlaß (14) angeordnet ist,

daß das Gefäß (10) eine mit Waschflüssigkeit gefüllte Waschkammer (17) bildet, die sich wenigstens von der Mattenbildungs- und -Verdichtungseinrichtung (18, 20) bis zu der Einrichtung (28) zum Abführen des Zellstoffs aus dem Gefäß (10) erstreckt, und daß die Einrichtung (28) zum Abführen des Zellstoffs einen Einlaß (24, 26) für Flüssigkeit zum Verdünnen der Pulpesuspension auf niedrige Konsistenz aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Zylinders (12) mit einer Vielzahl von Filtr:itkainmc;-n versehen ist. die so konstruiert sind, daß ein Vermischen der Waschflüssigkeit mit der Flüssigkeit, die in den Filterkammern verbleibt, nachdem diese die Mattenbildungs- und -Verdichtungseinrichtungen verlassen haben, auf ein Minimum herabgesetzt ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Waschen von Zellstoff (Pulpe), wobei insbesondere eine Zellstoff-Suspension oder Zellstoff-Aufschlemmung von geringer Konsistenz bzw. geringem Feststoffgehalt erzeugt werden soll.

Der in Kochkesseln aufgeschlossene oder aufbereitete Zellstoff wird filtriert und mit Wasser gewaschen, um unerwünschte Bestandteile und Chemikalien, insbesondere Ablauge zu entfernen, die das aus dem Zellstoff hergestellte Endprodukt verunreinigen würden, und um ein Maxirn.um der zum Aufschließen des Zellstoffs eingesetzten Chemikalien mit minimaler Verdünnung zurückzugewinnen. Das Waschen des Zellstoffs geschieht heute im allgemeinen in Vakuum-Wascheinrichtungen. Normalerweise sind zwei bis vier Zellstoff-Wascher in Serie angeordnet, und zwar in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Zellstoffmenge, um eine maximale Wirksamkeit des Waschvorgangs zu erzielen. Zwischen 98 und 99 Prozent der eingesetzten Chemikalien werden auf diese Weise aus der Pulpe bzw. dem Zellstoff herausgewaschen.

Die Vakuum-Wascheinrichtung besteht aus einem mit Drahtgewebe bedeckten Zylinder, der in einem Gefäß rotiert, das die Pulpeaufschlemmung enthält, wobei der untere Teil des Zylinders in der Pulpe eingetaucht ist. Wenn der sich drehende Zylinder in die Pulpeaufschlemmung eintritt, wird Vakuum angelegt Die auszuwaschenden Bestandteile, insbesondere Ablauge, treten durch das Drahtgewebe hindurch und hinterlassen eine Pulpenschicht auf der Oberfläche des Drahtgewebes, die dort durch das Vakuum im Inneren des Zylinders gehalten wird. Die Schichtdicke der Pulpe vergrößert sich fortlaufend, während der in die Pulpe eingetauchte Teil des Zylinders durch die Aufschlemmung in dem Gefäß hindurchläuft. Bei fortgesetzter Drehung des Zylinders taucht die dicke, an der Drahtoberfläche anhaftende Pulpeschicht aus der Aufschlemmung oder Suspension auf. Das Entziehen der Ablauge aus der Pulpeschicht setzt sich fort, und zwar aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der äußeren Atmosphäre und dem Vakuum innerhalb des Zylinders. Über der gebildeten Zellstoffmatte sind Beregnungseinrichtungen angeordnet, um die Ablauge durch Wasser zu ersetzen, wenn sich die Drehung des Zylinders fortsetzt. Schließlich wird das Vakuum abgeschaltet, und die gewaschene Pulpe wird von dem Drahtgewebe des Zylinders abgenommen, kurz bevor der Zylinder einen neuen Umlauf beginnt.

Es ist hierbei nicht möglich, im Waschbereich die gesamte ursprünglich enthaltene Ablauge und sämtliche Chemikalien durch Waschwasser zu ersetzen. Aus diesem Grund wird die aus dem ersten Vakuumwascher gewonnene Pulpe- oder Zellstoffmatte wieder in Suspension gebracht oder wieder aufgeschlemmt, bevor sie über einen zweiten Vakuumfilter läuft. Dieser Vorgang wird bei den aufeinanderfolgenden Waschvor-

gangen vor jedem Vakuumfüter wiederholt In mehrstufigen Wascheinrichtungen fließen die Pulpe und das Frischwasser entgegengesetzt zueinander, um die Verdünnung der Ablauge bzw. der Chemikalien so gering wie möglich zu halten. Es wird also frisches Wasser verwendet, um die Pulpe in der letzten Waschvorrichtung der Reihe zu waschen, und das Filtrat oder Wasser, das durch das Vakuum in dieser Waschvorrichtung durch die Pulpematte hindurchgezogen wird, wird verwendet, um die Pulpe in der vorhergehenden Waschvorrichtung zu waschen.

Die Pulpeaufschlemmung oder Suspension, die einer Vakuum-Waschstufe zugeführt wird, hat im allgemeinen eine Konsistenz oder einen Feststoffgehalt von etwa ein Prozent. Ein geringfügiges Abrutschen oder Abschwemmen von Pulpe tritt an der Stelle auf, an der der Zylinder aus der Suspension auftaucht Die äußersten Schichten der Pulpematte haben eine sehr geringe Konsistenz und haben nicht genügend Stärke oder Widerstandsfähigkeit, um aus dem Tauchbad herausgehoben zu werden. Die abgeschwemmte Pulpe wird mit der zufließenden Pulpeaufschlemmung vermischt Die Konsistenz der PMipematte an der Auftauchstelle liegt infolge des AbsAivemmans und der Wirkung des Vakuums bei etwa 7 bis 9 Prozent. Die Zellstoffmatte geht dann durch d^ Waschzone, und danach wird mehr Ablauge dadurch herausgezogen, daß Luft durch die Matte hindurchges^ugt wird. Die Pulpe wird von dem Zylinder mit einer¹ relativ hohen Konsistenz von etwa zwölf Prozent bis sechszehn Prozent mit Hilfe eines Schabers abgenommen. Diese hohe Konsistenz muß auf eine geringere Konsistenz verdünnt und wieder aufgeschlemmt wenden, bevor die Pulpe in die nächste Waschstufe eintritt·

Ein Nachteil der gegenwärtig verwendeten Vakuumfilter der beschriebenen Art besteht darin, daß die Extraktion der Ablauge durch Luft bei vielen Vorgängen unerwünscht ist, weil ein Aufschäumen und chemische Reaktionen eintreten.

Durch die Erfindung soll also ein Verfahren zum Waschen von Zellstoff oder Pulpe und eine hierzu geeignete Vorrichtung geschaffen werden, durch das bzw. die unter anderem die Anwendung von Luft als Hilfsmittel zum Herausziehen der Ablauge bzw. der unerwünschten Bestandteile vermieden wird. Die Pulpe soll also vollständig ohne Luft gewaschen werden. Die ausiretende Pulpe oder Zellstoffsuspension soll eine geringe Konsistenz haben, um es zu gestatten, die Pulpeaufschlemmung leicht durch Rohrleitungen aus dem Bearbeitungsgefäß herauszuleiten.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Kurz gesagt besteht die Erfindung darin, daß der Zellstoff-Wascher einen drehbaren Zylinder aufweist, der von einem luftdichtem Gefäß umgeben ist. Die Pulpe- oder Zellstoffaufschlemmung wird in das Gefäß eingeführt. Die Aufschlemmung wird zu einer Matte hoher Konsistenz verdichtet, worauf die Matte mit einer Flüssigkeit gewaschen wird, die in einer Waschkammer enthalten ist, und zwar durch Anwendung eines Druckunierschicdes über die Umfangswand des drehbaren Zylinders. Um die Wirkung des Waschvorganges nicht /11 vermindern, wird die in der Pulpe ursprünglich enthaltene Ablauge in dem Verdichtungsbereich vor dem Wasehbereieh mit hoher Konsistenz bzw. hoher Konzentration abgezogen. Die gewonnene Fasermatte 1 wird von dem drehbaren Zylinder abgenommen, um daraus eine Pulpeaufschlemmung mit geringer Konsistenz zu bereiten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.

F i g. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt ■; eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F i g. 2 ist ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstab, der das Aufbringen eines Flüssigkeitsstrthls gegen die gebildete und gewaschene Matte zum Entfernen der

in Matte zeigt

Fig.3 ist eine abgebrochene Seiten-Schnittansicht des Teils der Vorrichtung gemäß F i g. 1, in dem das Filtrat abgeleitet wird.

Fig.4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Tertia schnitt einer Anordnung zum Verhindern des Vermischens der Flüssigkeit, die sich in den Filtratkammern des Zylinders befindet, wenn diese die Mattenbildungs- und Verdichtungszone verlassen, mit der Waschflüssigkeit

μ F i g. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4.

F i g. 1 zeigt ein im wesentlichen luftdichtes Gefäß 10, das einen mit Drahtgewebe bedeckten Zylinder 12 vollständig umschließt, der in dem Gefäß !0 umläuft Der untere Teil des drehbaren Zylinders 12 ist in eine

:> Pulpeaufschlemmung eingetaucht die in eine Pulpekammer 13 mittels eines Pulpeeinlasses 14 eingeleitet wird.

Wenn sich der Zylinder 12 dreht wird eine Pulpematte 16 auf dem Zylinder gebildet. Diese Pulpematte 16 kann mit Hilfe eines hydrodynamisch

„, beaufschlagten Leitblechs 18 verdichtet werden, das in F i g. 1 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Das in spezieller Weise konstruierte Verdichtungs-Leitblech 18 ist stromabwärts von dem Pulpeeinlaß 14 gelagert und übt eine Verdichtungskraft gegen die sich bildende

-' Matte aus. Diese Kraft wird mit Hilfe von Betätigungsgliedern 20 erzeugt, von denen eines in F i g. 1 dargestellt ist. Dieses hydrodynamische Leitblech 18 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß es die Matte auf eine hohe Konsistenz von beispielsweise 15 Prozent bis

in 18 Prozent verdichtet, bevor die Matte in die Waschzone eintritt Ein für diesen Zweck besonders gut geeignetes hydrodynamisches Leitblech bzw. eine entsprechende Druckplatte ist in der Deutschen Offenlegungsschrift 28 11 820 offenbart. Bei der erfin-ν dungsgemäßen Anordnung ist eine weitere Verdichtung der Matte nach dem Verdichten mit Hilfe der Druckplatte 18 nicht nötig. In dem verbleibenden Bereich des Umlaufs des drehbaren Zylinders 12 wird die verdichtete Matte durch Anwendung eines Diffe-

,1, renzdruckes über die Umfangswand des drehbaren Zylinders 12 gewaschen. Die Matte 16 wird mit der Waschflüssigkeit gewaschen, die in einer mit Flüssigkeit gefüllten Waschkammer 17 enthalten ist, die sich mindestens von dem Mattenbildungs- und -verdich-

·.> tungsbereich bis zu dem Auslaß 28 für die Pulpe geringer Konsistenz erstreckt Die "Waschflüssigkeit tritt in die Waschkammer 17 durch einen Was.chflüssigkeitseinlaß 22 ein, so daß sie auch die Betätigungsglieder 20 beim Aufbringen der Verdichterkraft gegen die

,ι, Matte unterstützt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Matte von der Außenseite des Zylinders 12 durch einen Flüssigkeitsstrahl entfernt, der gegen die Matte gerichtet ist. In dem Mattenabnahmebereich schließt ein

,-. nicht dargestelltes Ventil den Unterdruck innerhalb des Zylinders 12 ab. Die Abnahmeflüssigkeit wird dem Gefäß 10 durch einen Flüssigkeitseinlaß 24 zugeleitet und dann durch einen Längsschlitz 26 heraus und hinter

die gebildete Matte 16 gedrückt, um diese Matte von dem Zylinder 12 abzuheben. Die auf diese Weise gebildete Pulpeaufschlemmung mit niedriger Konsistenz wird durch den Auslaß 28 aus dem Gefäß 10 abgeleitet. Die abgeleitete Pulpeaufschlemmung kann eine relativ niedrige Konsistenz von beispielsweise etwa vier Prozent haben. Anstelle der dargestellten Flüssigkeitsstrahl-Abhebevorrichtung können viele andere Abhebevorrichtungen zum Abheben der Matte verwendet werden, beispielsweise eine mit Schaufeln oder Flügeln versehene Walze.

Eine sich längs des Zylinders 12 erstreckende Abdichtung 30, die nach Art eines Verschlusses wirkt, trennt die Waschkammer 17 an der Mattenabnahmesteile von der Pulpekammer !3 im Bereich des Pulpeeinlasses 14. Der Druck in der Waschkammer 17 ist der gleiche wie der Druck in der Pulpekammer 13.

Vorzugsweise weist der Zylinder 12 einen inneren Zylinder 32 (F i g. 4) auf, auf dem sich in Zylinderlängsrichtung erstreckende Trennglieder (Gitter, Roste) 34 angeordnet sind. Jedes dieser Trennglieder ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig und weist einen vollständig ununterbrochenen, sich radial erstreckenden Teil 36 und einen weiteren sich radial erstreckenden Teil 38 auf, der mit Unterbrechungen 40 versehen ist. Zwischen den Trenngliedern 34 sind in Längsrichtung der Trommel verlaufende, sich radial erstreckende, in Umfangsrichtung mit Abständen angeordnete Stützglieder 42 vorgesehen, die Unterbrechungen 44 aufweisen.

Ein gewelltes Trennblech 46 (Fig.5) bildet Fließkanäle 48 für das Abfließen von Flüssigkeit durch die Matte 16 und durch das Drahtgewebe 49 hindurch und in Umfangsrichtung längs der Fließkanäle 48. Jedes der in Umfangsrichtung zwischen den Trenngliedern 34 gebildeten Segmente unter dem Wellblech 46 bildet eine Filtratkammer.

Der sich radial erstreckende Teil 36 der Trennglieder 34 erstreckt sich mit seinem äußeren Ende längs eines Bauteils 50, 52, 54, das einen sich radial erstreckenden Abschnitt 50, einen damit einstückig verbundenen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitt 52 und einen einstückig damit verbundenen sich radial erstrekkenden Abschnitt 54 aufweist. Der Abschnitt 52 erstreckt sich in Umfangsrichtung über das äußere Ende des radial nach außen ragenden Teils 36 des Trenngliedes 34 sowie unter und in Berührung mit dem Wellblech 46. Der Abschnitt 54 erstreckt sich radial über ein Ende des Wellblechs 46, um dieses Ende des Wellblechs abzuschließen. Auf Ausnehmungen 60, die auf den Wellblechen 46 ausgebildet sind, sind sich in Längsrichtung des Zylinders erstreckende Platten 56 angeordnet. Auf diese Weise fließt die Waschflüssigkeit, die durch die Matte 16 und das Drahtgewebe 49 hindurchfließt, auch längs der Fließkanäle 48 in einer der Drehrichtung der Trommel entgegengesetzten Richtung. Am Ende des Fließkanales 48 fließt die Waschflüssigkeit durch eine öffnung 70, eine Unterbrechung 40 und durch die Unterbrechungen 44 und dann in Längsrichtung durch die Filtrutkammer, die /wischen den Trenngliedern 34 gebildet ist. Das Filtrat in jeder der Filtratkammern fließt zum Ende des Zylinders 12. Auf diese Weise ist die Oberfläche des Zylinders 12 mit einer Vielzahl von Filtratkammern ausgebildet, die ein Vermischen der Waschflüssigkeit, die in der Waschzone auf die Matte 16 einwirkt, mit derjenigen Flüssigkeit in den Filtratkammern verhindert oder auf ein Minimum herabsetzt, die in den Filtratkammern bleibt, nachdem die Filtratkammern den Mattenbildungs- und -verdichtungsbereich des Gefäßes verlassen.

Wie Fig.3 deutlich zeigt, fließt das Filtrat in Längsrichtung zu den Enden des Zylinders Ί2 und dann radial durch Kanäle 72 zum Inneren des Zylinders hin und von dort aus dem Gefäß heraus durch eine hohle Welle 74, die drehbar innerhalb eines Wellenlagers 76 gelagert ist. Der Druck in der Pulpekammer 13 ist. wie erwähnt, etwa gleich hoch wie der Druck in der Waschkammer 17. Es ist daher nur notwendig, eine Verschlußdichtung 78 (F i g. 3) am Ende des Zylinders 12 zu verwenden.

Beim Betrieb der Vorrichtung und insbesondere bei Betrachtung der F i g. 1 wird Pulpe mit einer Konsistenz von etwa vier Prozent durch den Pulpeeinlaß 14 in die Pulpekammer 13 und damit in den Pulpewascher eingeführt. Wenn sich der Zylinder 12 dreht, beginnt sich eine Pulpematte 16 in der Mattenbildungs- und -verdichtungszone zu bilden. Die in die Waschkammer 17 eingeführte Waschflüssigkeit übt gemeinsam mit den Betätigungsgliedern 20 eine Verdichtungskraft auf die sich bildende Pulpematte 16 aus, während sich die Matte durch die Verdichtungszone hindurch bewegt.

Die Pulpematte 16 wird kontinuierlich gewaschen, und zwar von dem Zeitpunkt, in dem die Pulpematte den Verdichtungsbereich verläßt, bis zum Zeitpunkt des Abnehmens der Matte 16.

Wegen der Ausbildung der Außenbereiche der Trommel oder des Zylinders 12, die in den F i g. 4 und 5 gezeigt ist, wird die ursprünglich zugeführte Flüssigkeit, die in die Pulpekammer 13 durch den Einlaß 14 eingeführt wurde und die durch das Verdichtungsleitblech 18 in die Filtratkammer gedrückt wurde, von der Waschflüssigkeit getrennt gehalten, die aus der Waschkammer 17 durch die Matte 16 hindurch eingeführt wird. Die Wellbleche 46 stützen das Drahtgewebe 49 an vielen Punkten ab und bilden schmale Fließkanäle 48 (Fig.5) für den Flüssigkeitsdurchgang. Die Größe dieser Fließkanäle 48 ist derart, daß sie für die Fiießbedingungen groß genug sind, insbesondere für die große Fließgeschwindigkeit am Beginn des Mattenbildungsbereiches, daß sie aber klein genug sind, um sicherzustellen, daß die gesamte ursprünglich zugeführte Flüssigkeit durch die Waschflüssigkeit aus den Fließkanälen herausgespült ist, bevor der Mattenabnahmepunkt erreicht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Waschen von Zellstoff unter Anwendung eines in einem Gefäß rotierenden -perforierten Zylinders, mit den Verfahrensschritten

— Zuführen eiper Pulpesuspension zu dem Gefäß in den Raum zwischen Gefäß und Zylinder,

— Bilden einer Zellstoffmatte auf dem Zylinder durch Abziehen der Flüssigkeit der Pulpesus- '" pension durch die Öffnungen in dem Zylinder,

— danach Waschen der Matte mit Waschflüssigkeit durch Anwendung eines Druckunterschiedes über mindestens einen Teil der Umfangswand des Zylinders, ^|S

— Abnehmen der Matte von dem Zylinder,

— Abführen des Zellstoffs aus dem Gefäß,