DE3027847A1

DE3027847A1 - Vorrichtung und verfahren zum kochen von zellulosefasern

Info

Publication number: DE3027847A1
Application number: DE19803027847
Authority: DE
Inventors: Johan C F C Richter; Michael Ignacy Sherman
Original assignee: Kamyr Inc
Current assignee: Kamyr Inc
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1981-02-26
Also published as: AT376248B; JPH0120277B2; ATA388780A; BR8004753A; DE3027847C2; FI802323A; FI76385B; FR2462512B1; SE451148B; FR2462512A1; FI76385C; SE8005189L; US4432836A; CA1143201A; JPS5626090A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist bereits bekannt, Schnitzel oder spanartiges Material in einem zylindrischen Gefäß zu verarbeiten, bei dem über den Gefäßboden ein um eine senkrechte Achse drehbarer Abstreifer zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Absenkbewegung über den gesamten Gefäßquerschnitt vorgesehen ist. Außerdem dient der Abstreifer zur Führung der Schnitzel in Richtung auf einen Auslaß des Gefäßes. Derartige Abstreifer werden üblicherweise in Pulpekochern, in Imprägniergefäßen u. ä. verwendet. Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt darin, daß aufgrund der mechanischen Einwirkung des rotierenden Abstreifers auf die Schnitzel bei Anwesenheit von heißer alkalischer Flüssigkeit von etwa Siedetemperatur oder im Bereich der Siedetemperatur die Pulpefestigkeit verringert wird. Dies gilt beispiels-

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weise für den Bereich des Bodens des ersten Gefäßes eines Zweigefäß-Hydraulikkochers gemäß US-PS 4 104 113. Im Bodenbereich des ersten Gefäßes wird dabei heiße Flüssigkeit unter Druck eingeleitet, um die Schnitzel aus dem Bodenbereich des ersten Gefäßes zum Oberrand des zweiten Gefäßes auszutragen.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Behandlung von Zellstoffschnitzeln zu schaffen, die einen Abstreifer zum gleichmäßigen Absenken und richtigen Austragen der Schnitzel aus dem Gefäß aufweist und die Pulpefestigkeit jedoch nicht herabsetzt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Abstreifer von der durch den Bodenbereich des Gefäßes strömenden heißen Flüssigkeit getrennt ist und die Temperatur im Bereich des Abstreifers dadurch auf einem ersten, so geringen Wert liegt, daß durch die mechanische Einwirkung des Abstreifers keine wesentliche Festigkeitsverminderung eintritt. Diese Trennung wird dadurch erreicht, daß ein Zwischenboden über dem Gefäßboden vorgesehen ist, wobei sich der Abstreifer unmittelbar über dem Zwischenboden dreht. Letzterer weist eine Mittelöffnung auf, durch die im Gefäß absinkende Schnitzel zum Gefäßboden und damit zur Auslaßöffnung gelangen können. Die Behandlungsflüssigkeit wird unterhalb des Zwischenbodens in den Gefäßbodenbereich eingeleitet und trägt die Schnitzel oder schnitzelartiges Material aus der Auslaßöffnung aus. Die Behandlungsflüssigkeit wird mit

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einer zweiten Temperatur eingeleitet, die wesentlich höher als die erste Temperatur ist und die eine wesentliche Herabsetzung der Pulpefestigkeit zur Folge haben würde, falls dabei durch den Abstreifer mechanisch auf die in der Flüssigkeit mitgeführten Schnitzel eingewirkt würde. Die erste Temperatur liegt vorzugsweise bei etwa 110 bis 150° C, während die zweite Temperatur bei etwa 168 bis 177° C gehalten wird, wobei letztere etwa der Siedetemperatur für Zellulosefasern entspricht.

Ein Hauptzweck der Erfindung liegt darin, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Zellulosefasern, insbesondere in einem Zweigefäß-Hydraulikkocher, zu schaffen, wobei keine wesentliche Herabsetzung der Pulpefestigkeit als Folge einer mechanischen Einwirkung auf das Material in Anwesenheit von heißer alkalischer Siedeflüssigkeit erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine zweistufige Kocheranlage; Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Bodenbereichs

des ersten Gefäßes gemäß Figur 1; Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer anderen Ausführung ähnlich Figur 2; und

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Figur 4 einen Schnitt, entlang den Linien 4-4 in Figur 3.

Figur 1 zeigt eine übliche Hydraulikkocheranlage mit zwei Gefäßen gemäß US-PS 4 104 113 mit erfindungsgemäßen Abänderungen der Gefäßböden. Die Erfindung ist insbesondere für Anlagen mit zwei Gefäßen geeignet, sie läßt sich jedoch auch in allen anderen Anlagen zweckmäßig einsetzen, in denen eine Pulpeverschlechterung im Bereich des Gefäßbodens durch die Einwirkung eines Abstreifers auf das faserartige Material in Anwesenheit von heißer Behandlungsflüssigkeit auftritt.

Die in Figur 1 dargestellte Anlage weist eine Vorrichtung zum Kochen von Zellulosefasern auf, welche ein erstes Gefäß 1 mit einem Oberrand und einem Bodenbereich und ein davon getrenntes zweites Gefäß 2 mit ebenfalls Oberrand und Bodenbereich aufweist, die zur Vertikalbehandlung dienen und weitgehend mit Flüssigkeit gefüllt sind. Zellstoffasermaterial wird über eine Eingabeeinrichtung 3 in einer Behandlungsflüssigkeit am Oberrand des ersten Gefäßes 1 eingespeist, während Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Strömungspfades vorgesehen sind, um in der Behandlungsflüssigkeit mitgeführtes und mit dieser getränktes Zellstoffasermaterial vom Bodenbereich des ersten Gefäßes 1 zum Oberrand des zweiten Gefäßes 2 zu verbringen. Im zweiten Gefäß 2 wird unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eine Fasermaterialsäule D gebildet. Einrichtungen 5 schaffen einen zweiten Flüssigkeitsströmungspfad für vom Oberrand des zweiten Gefäßes 2 abgezogener Flüssigkeit. Im zweiten Strömungs-

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pfad strömende Flüssigkeit wird durch Heizeinrichtungen 6 erwärmt, während Einrichtungen 7 zum Einleiten eines Teils der erwärmten Flüssigkeit dienen, die von der Heizeinrichtung im zweiten Strömungspfad in den ersten Strömungspfad 4 fließt. Der übrige Teil der erwärmten Flüssigkeit wird im Bodenbereich des ersten Gefäßes 1 eingespeist, während Einrichtungen 8 das gekochte Fasermaterial vom Boden des zweiten Gefäßes 2 abziehen.

Die Einrichtung 3 zum Einspeisen von in der Behandlungsflüssigkeit mitgeführten Zellstoffasern in das Oberteil des ersten Gefäßes 1 weist einen Einwurftrichter 11 auf, in den die Zellstoff asern in Form von Holzspänen, Stroh, Bagasse, Schilf oder in Form eines anderen Zellulosematerials eingegeben werden. Ferner gehört zu der Einrichtung 3 ein Niederdruckdrehschütz 13, ein Dampfkessel 14, eine Leitung 15 für die Zufuhr von Niederdruckdampf von beispielsweise 1 atü zum Kessel 14, und eine Leitung 17, durch die Luft während der Dampferzeugung abströmen kann. Aus dem Dampfkessel 14 wird das Zellstoffasermaterial in eine Leitung 18 abgegeben, in der Behandlungs- bzw. Kochflüssigkeit zugesetzt wird. Das Fasermaterial fließt dann zu einem bekannten Hochdruck-Übertragungsventil 19, welches einen Rotor mit Taschen aufweist, welcher sich im feststehenden Gehäuse dreht und Druckstöße in der die Schnitzel mittragenden Flüssigkeit erzeugt. Von einer Pumpe 20 unter Druck gesetzte zirkulierende Flüssigkeit trägt das Fasermaterial in

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das Ubertragungsventil 19 und durch eine Leitung 21 zum Oberteil des ersten Gefäßes 1, in dem eine Durchtränkungsbehandlung erfolgt. Vom Oberteil des ersten Gefäßes 1 führt eine Leitung 23 zur Pumpe 20 zurück. Im Oberteil des ersten Gefäßes 1 ist ein Siebgurt 25 vorgesehen, um Flüssigkeit aus dem Oberteil des Gefäßes 1 abziehen und durch die Leitung 23 zurückführen zu können. Eine im Oberteil des Gefäßes 1 vorgesehene Schnecke 27 fördert das Fasermaterial in das Gefäß 1 und bildet eine Fasersäule E, die durch einen Niveaufühler LC überwachbar ist. In einer vom Ubertragungsventil 19 zu einer Siebeinrichtung 29 führenden Niederdruckleitung liegt eine Pumpe 28. Die Siebeinrichtung 29 ist mittels einer Leitung 34 an die Leitung 18 angeschlossen. Ein Teil der in diesem Kreislauf strömenden Flüssigkeit wird in der Siebeinrichtung 29 durch eine Leitung 30 abgezogen, und diese abgezogene Flüssigkeit wird entweder zu einer Wiedergewxnnungsanlage 31 oder mit Hilfe einer Pumpe 33 in eine Leitung 32 und damit letztlich in die Leitung 23 zurückgeführt. In der Leitung 30 liegt ein Durchflußregelventil 35.

Die Durchtränkung findet im ersten vertikalen Behandlungsgefäß 1 statt. Die durchtränkten Zellulosefasern gelangen in die Einrichtung 4 und schließlich in das zweite Behandluhgsgefäß Die Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Strömungspfades weist einen im Boden des Gefäßes 1 vorgesehenen Auslaß 40 auf, an den eine zum Oberteil des zweiten Behandlungsgefäßes 2 führende Leitung 41 angeschlossen ist. Einrichtungen 42 am Oberteil des zweiten Gefäßes 2 dienen zum Einspeisen des Fasermaterials in

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das zweite Gefäß 2 sowie zur Bildung einer Säule D in diesem Gefäß. Zur Einrichtung 42 zählt eine Einspeiseeinrichtung, vorzugsweise ein trichterförmiges, sich nach unten erweiterndes Rohr 43. Die Fasermaterialsäule wird im zweiten Gefäß 2 unter dem Unterrand des Rohres 43 geformt, so daß vom Spitzenbereich 44 des Gefäßes 2 oberhalb der Säule D schnitzelfreie Behandlungsflüssigkeit abziehbar ist.

Die Einrichtung 5 zur Bildung eines zweiten Strömungspfades weist nicht-dargestellte, übliche Siebe zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Oberteil des Gefäßes 2 auf. Vorzugsweise erfolgt das Abziehen von Flüssigkeit jedoch ohne Siebe, indem die Leitung 45 im Oberteil des Gefäßes 2 in einer Kammer 44 ansetzt, die oberhalb der Fasersäule D liegt. Eine im zweiten Strömungspfad 5 liegende Pumpe 46 saugt die Flüssigkeit ab und durch eine Leitung ,45 gelangt sie über eine Heizeinrichtung zu einem am Boden des Durchtränkungsgefäßes 1 vorgesehenen Einlaß 47. Die durch den Einlaß 47 in den Bodenbereich des ersten Behandlungsgefäßes 1 einströmende Flüssigkeit ist auf etwa Siedetemperatur, d. h. auf etwa 168 bis 177° C erhitzt. Die Einrichtung 5 zur Erzeugung eines zweiten Strömungspfades weist ferner eine Quelle 49 von frischer Behandlungs- bzw. Kochflüssigkeit sowie eine von der Quelle 49 zur zweiten Strömungsleitung 45 führende und stromaufwärts von der Pumpe 46 im zweiten Strömungspfad mündende Leitung 48 auf. In einer anderen Ausführung sind die Quelle 49 und die Leitung 48 an-

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statt an die Leitung 45 an die Leitung 32 angeschlossen.

Das zweite Behandlungsgefäß 2, das ein Koch- und Waschgefäß einschließt, weist eine Kochzone B und eine Waschzone C auf. Das gekochte Fasermaterial wird im Gefäß 2 mit einer Waschflüssigkeit im Gegenstrom gewaschen, welche durch die Leitung 50 zugeführt und in das untere Ende des Gefäßes 2 in einer derartigen Menge eingepumpt wird, daß das Gefäß 2 mit Flüssigkeit gefüllt bleibt. Die durch die Leitung 50 strömende Flüssigkeitsmenge wird außerdem von einem druckgesteuerten Ventil 51 gesteuert, dessen Stellung vom Druck innerhalb der Waschzone C abhängt. Waschflüssigkeit kann mittels eines bekannten Filtergürtels 52 abgezogen, von Dampf in einer Heizeinrichtung 53 erwärmt und anschließend in die Einlaßleitung 50 zurückgeleitet werden. Erhitzte Waschflüssigkeit wird dann im Gegenstrom durch die langsam absinkende Schnitzelsäule im Gefäß 2 nach oben gefördert und verdrängt den Anteil an verbrauchter Kochflüssigkeit, die durch einen bekannten Filtergürtel· 54 austritt und letztlich durch eine Leitung 55 zu einer Wiedergewinnungseinrichtung geleitet wird. Am Boden des Gefäßes 2 ist ein üblicher, rotierender Abstreifer 56 vorgesehen, der zusammen mit einer Auslaßleitung .57 die Einrichtung 8 zur Entnahme von gekochtem Fasermaterial· aus dem Boden des zweiten Gefäßes 2 ausmacht.

Die im zweiten Strömungspfad 5 liegende Heizeinrichtung 6 ist entweder eine direkte oder eine indirekte Heizung, deren Temperatur zur Erzeugung von Kochflüssigkeit von vorgegebener

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Temperatur im ersten und zweiten Strömungspfad regelbar ist.

Die Einrichtung 7 zum Einleiten eines Teils der erhitzten Flüssigkeit, die im zweiten Strömungspfad 5 zum ersten Strömungspfad 4 unter Einspeisung des Restes der erwärmten Flüssigkeit in den Einlaß 47 im Boden des ersten Gefäßes 1 fließt, weist ein einstellbares Ventil 59 auf, das in einer von der Leitung 45 zur Leitung 41 verlaufenden Leitung 60 liegt. Die Stellung des Ventils 59 ist in einer Ausführung von Hand einstellbar, in einer anderen Ausführung wird sie von der Strömung in den Leitungen 45 und 41 geregelt.

Mit der Anlage gemäß Figur 1 wird Zellstoffasermaterial in der Weise gekocht, daß die Zellstoffasern in Behandlungsflüssigkeit in das Oberteil eines ersten Gefäßes 1 eingespeist werden, und zwar von einem Einwurftrichter 11, einem Vorerhitzungskessel 14, einem Hochdruckübertragungsventil 19 und einer Schnecke 27. Dabei wird eine Fasermaterialsäule E im Gefäß 1 gebildet. Die Durchtränkung des Fasermaterials erfolgt im Gefäß 1, und es wird ein erster Strömungspfad 4 für das in der Behandlungsflüssigkeit mitgeführte und von dieser durchtränkte Zellstoffasermaterial vom Auslaß 40 im Bodenbereich des Gefäßes 1 zum Oberteil 42 des Gefäßes 2 eingerichtet, wobei Flüssigkeit das zweite Gefäß 2 weitgehend ausfüllt. Im zweiten Gefäß 2 wird bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eines Fasermaterialsäule D gebildet, während Flüssigkeit vom Oberteil, und zwar von der Kammer 44 des zweiten Gefäßes

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abgezogen wird. Die aus dem zweiten Gefäß abgezogene Flüssigkeit wird über einen zweiten Strömungspfad 5 zum Bodenbereich des ersten Gefäßes zurückgeleitet und während der Zurückführung in einer Heizeinrichtung 6 erhitzt. Ein Teil der im zweiten Strömungspfad 5 strömenden heißen Flüssigkeit wird durch das Ventil 59 in der Leitung 60 in die zum ersten Strömungspfad 4 gehörende Leitung 41 abgezweigt, während die übrige heiße Flüssigkeit durch den Einlaß 47 in den Bodenbereich des ersten Gefäßes 1 eingespeist wird. Gekochtes Fasermaterial wird durch die Leitung 57 vom Boden des zweiten Gefäßes 2 abgezogen, in dem auch ein Waschvorgang, und zwar in der Zone C, durchgeführt wird, wenn Waschflüssigkeit durch die Leitung 50 im Gegenstrom zum Fasermaterial· im Gefäß 2 eingeieitet wird.

Die zuvor beschriebene Zweigefäßanlage weist einen um eine vertikale Achse am Boden des ersten Gefäßes 1 drehbaren Abstreifer auf. Während die zuvor beschriebenen Teile und Funktionsweisen der Anlage an sich bekannt sind, ist gemäß Erfindung ein am Boden des Gefäßes 1 vorgesehener üblicher Abstreifer gegenüber der in der Leitung 45 in den Bodenbereich des Gefäßes einströmenden heißen Flüssigkeit derart getrennt, daß innerhalb des Gefäßes 1 im Bereich des Abstreifers eine erste Temperatur herrscht, die niedrig genug ist, um eine wesentliche Verminderung der Faserfestigkeit aufgrund mechanischer Einwirkung des Abstreifers auf das Fasermaterial auszuschalten, während andererseits der Abstreifer eine gleichmäßige Zufuhr des Fasermaterials in den Bodenbereich des ersten Gefäßes gewährleistet.

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Zu der erfindungsgemäßen Trenneinrichtung zählt ein Zwischenboden 70, der oberhalb des Bodenbereichs 71 im Gefäß 1 vorgesehen ist. Ein üblicher Abstreifer 72 ist mit Einrichtungen zu seiner Montage unmittelbar oberhalb des Zwischenbodens 70 versehen und um eine senkrechte Achse drehbar. Zu der Montageeinrichtung zählt eine senkrechte Welle 73, die in einer Ausführung von einem bekannten drehzahlsteuerbaren Motor 74 angetrieben wird. Die Welle 73 erstreckt sich durch Lager 75, die an der tiefsten Stelle 76 des Gehäusebodens des Gehäuses 1 angebracht sind. Der Abstreifer 72 weist eine Vielzahl von Abstreiferarmen 77 mit üblichen Blättern 78 auf.

Im Zwischenboden 70 ist eine verhältnismäßig große Öffnung 80 vorgesehen, durch die Schnitzel unter der Einwirkung des Abstreifers in den Gehäusebodenbereich 71 gestreift werden. Der Abstreifer 72 gewährleistet ein gleichmäßiges Absinken der Schnitzel in den Bodenbereich 71 des Gehäuses 1 und damit eine zweckmäßige Bewegung in Richtung auf den Auslaß 40. Erhitzte Behandlungsflüssigkeit wird unter Druck durch die Leitung 45 und durch zusätzliche Einspeisungseinrichtungen in den Bodenbereich 71 eingespeist, um in den Bodenbereich 71 eintretende Schnitzel durch die Öffnung 80 mitzureißen und diese durch den Auslaß 40 in die Leitung 41 zu spülen. Die Temperatur der in den Bodenbereich 71 eingespeisten Flüssigkeit entspricht etwa der Siedetemperatur für das Kochen von Schnitzeln, also etwa 168 bis 177° C, was hoch genug wäre, um bei gleichzeitiger Einwirkung des Abstreifers auf die in der Flüssigkeit mitgeführten

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Schnitzel eine Festigkeitsverminderung zu bewirken. Indem jedoch die Schnitzel im Bereich des Abstreifers von der erhitzten Flüssigkeit im Bodenbereich 71 durch den Zwischenboden 70 und die zugehörigen Bauteile getrennt sind und indem außerdem die Temperatur der Schnitzel geregelt wird, die mit der Flüssigkeit in das Gefäß 1 eingeleitet werden und wobei die Temperatur bei etwa 110 bis 150 C gehalten wird, tritt kein wesentlicher Festigkeitsverlust in der Pulpe aufgrund mechanischer Einwirkung durch den Abstreifer 72 auf.

Es sind zahlreiche Bauformen für den Bodenbereich 71 und den Schnitzeltransport durch die Öffnung 80 zum Auslaß 40 sowie für die Einspeisung von heißer Behandlungsflüssigkeit in den Gefäßbodenbereich 71 möglich, die sich deutlich unterscheiden können. Beispielsweise unterscheiden sich die Ausführungen gemäß Figur 2 und gemäß den Figuren 3 sowie 4 nicht unwesentlich.

Bei der Ausführung gemäß Figur 2 begrenzt eine Zylinderwand 82 die Strömung durch die im Querschnitt kreisförmige und im Gefäß 1 konzentrisch liegende Öffnung 80. Die Welle 73 erstreckt sich durch den von der Zylinderwand 82 gebi.ldeten Strömungspfad 82, und zwar konzentrisch dazu. Dor Strömungspfad erweitert sich von der Öffnung 80 zum Auslaß 40 hin allmählich im Querschnitt. Hierzu ist ein sich nach unten verjüngender Kegelstumpfmantel 84 vorgesehen, der die Welle 73 umgibt und mit seinem größten Durchmesser geringfügig oberhalb des Zwischenbodens 70 in der Öffnung 80 liegt, während sein kleinster Durchmesser nur wenig

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oberhalb des Auslasses 40 zu finden ist. Der Strömungspfad durch die öffnung 80 zum Auslaß 40 ist daher im wesentlichen ringförmig. In der Ausführung gemäß Figur 2 setzt der Auslaß 40 radial an der tiefsten Stelle 46 des Gefäßbodens an. Zu der Einrichtung zur Einspeisung von unter Druck stehendem Fluid in den Bodenbereich 71 zählt zusätzlich zur Leitung 45 eine Einrichtung zur radialen Einleitung von Flüssigkeit in den Bodenbereich 71, wobei diese Einspeisung im wesentlichen koaxial zum Auslaßströmungspfad erfolgt, was durch den Pfeil R angedeutet ist. Außerdem ist eine Einrichtung zur Einleitung von Flüssigkeit durch eine Vielzahl von über den Umfang der Zylinderwand 32 verteilte Stellen vorgesehen, was durch weitere Pfeile in Figur 2 angedeutet ist. Die Flüssigkeitseinspeisung besitzt somit eine Y-förmige Verzweigung 86 in der Leitung 45, während ein konisches Kopfstück 87 den von der Zylinderwand 82 gebildeten Strömungspfad umgibt. Eine Mehrzahl von Öffnungen 88 ist über den Umfang der Zylinderwand 82 verteilt und steht mit dem Innenraum des Kopfstückes 87 in Strömungsverbindung. Ein Zweig 89 der Y-förmigen Verzweigung führt zum Kopfstück 87, während der andere Zweig 90 im wesentlichen radial verläuft und koaxial zum Strömungspfad durch den Auslaß 40 angeordnet ist. Der vom Zwischenboden 70, vom Gefäß 1, vom Kopfstück 87 und von der Zylinderwand 82 eingeschlossene Raum 71 ist zum Druckausgleich mit Flüssigkeit gefüllt.

In der Ausführung gemäß Figur 2 nimmt die durch die Öffnungen strömende Flüssigkeit die durch den Zylinder 82 fallenden

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Schnitzel mit und durch die Kombination von Querschnittsvergrößerung durch die Zylinderwand 82 und die Umhüllung 84 mit der in Richtung des Pfeiles R strömenden gerichteten Flüssigkeitsströmung werden die mitgenommenen Schnitzel durch den 7iuslaß 40 in die Leitung 41 gespült.

Bei der Ausführung gemäß den Figuren 3 und 4 weist die Einrichtung zur Begrenzung eines Strömungspfades von der Öffnung 80 zum Auslaß 40 ein konisches Teil 92 auf, das sich von der Öffnung 80 im Zwischenboden nach unten und außen erstreckt. Das konische Teil 92 ist als vergrößertes Ende des Zwischenbodens 70 im Bereich der Öffnung 80 herstellbar. Zur Begrenzung des Strömungspfades dient ferner eine kegelstumpfförmige Umhüllung 93 mit einem geschlossenen Boden 94. Die Umhüllung 9 3 umgibt die Welle 73 und besitzt ihren kleinsten Durchmesser am oberen Ende des konischen Teils 92, während der größte Durchmesser etwas unterhalb des konischen Teils 92 liegt.

Bei der Ausführung gemäß den Figuren 3 und 4 ist der Auslaß 40 derart angeordnet, daß die Schnitzel mitführende Flüssigkeit tangential strömen muß, um das Gefäß 1 zu verlassen. Dies wird gemäß Figur 4 dadurch erreicht, daß das Auslaßrohr 40 einen nach innen gerichteten Fortsatz 95 aufweist, der tangential angeordnet ist. Der Auslaß 95 liegt in vertikaler Richtung gesehen höher als der Boden des konischen Teils 92.

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Bei der Ausführung gemäß den Figuren 3 und 4 weist die Einrichtung zur Einleitung von Flüssigkeit in den Gefäßbodenbereich 71 einen ersten Zweig 96 der Leitung 45 zur tangentialen Flüssigkeitseinleitung auf, der gleichhoch wie der Auslaß 9 liegt. Die tangentiale Strömung vom Einlaßzweig 96 ist so gerichtet, daß in der Flüssigkeit mitgeführte Schnitzel in die Mündung des Auslasses 45 gespült werden, wie dies durch die gebogenen Pfeile in Figur 4 dargestellt ist. Ferner weist die Leitung 45 einen zweiten Zweig 97 auf, durch den Flüssigkeit an der tiefsten Stelle 76 des Gefäßbodens derart einleitbar ist, daß diese vom Boden 94 der konischen Umhüllung 93 gemäß den sich in Figur 4 radial nach außen erstreckenden Pfeilen radial nach außen abgelenkt wird. Bei der Ausführung gemäß den Figuren 3 und 4 werden die durch die Öffnung 80 nach unten durchtretenden Schnitzel von der aufwärts und radial strömenden Flüssigkeit aus der Öffnung 97 mitgespült und der Verlauf des Strömungspfades, der von dem konischen Teil 92 unter Einschluß von dessen Bodenbereichen 98, der relativen Lage von Auslaß 95 und Einlaß 96 und der gerichteten Strömung der durch den Einlaß 96 eingeleiteten Flüssigkeit gebildet ist, laßt die Schnitzel und die mitgeführte Flüssigkeit zum Auslaß 9 5 gelangen und durch diesen ausströmen.

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Claims

UEXKÜLL S- STÖL-BJERG -professional representatives

TE .-BEF-DRE THE EUROPEAN PATFNT ΟΓ-ΜΓΕ

BESELERSTRASSE A

D 2000 HAMBURG 52 DR J D FRHR von UEXKULL

DR ULRICH GRAF STOLBERG DIPL ING JÜRGEN SUCHANTKE DIPL -ING ARNULF HUBER DR ALLARD von KAMEKE DR KARLHEINZ SCHULMEYER

KAMYR, INC. (Prio: 30. Juli 1979

Glens Falls, ^ÜS~^{SN O62 189} ~ ¹⁶⁸⁵⁶⁾ State of New York
V. St. A. Juli 1980

Vorrichtung und Verfahren zum Kochen von Zellulosefasern

P atentansprüche

/1; Vorrichtung zum Kochen von Zellulosefasern mit einem ersten Vertikalbehandlungsgefäß mit einem Oberteil und einem Bodenbereich; mit einem vom ersten Gefäß getrennten zweiten Vertikalbehandlungsgefäß mit einem Oberteil und einem Bodenbereich; mit Einrichtungen zum Einleiten von in einem Behandlungsfluid mitgeführten Zellulosefasern in das Oberteil des ersten Gefäßes; mit Einrichtungen zur Bildung eines ersten Strömungspfades von in der Behandlungsflüssigkeit mitgeführten und von dieser durchtränkten Zellulosefasern vom Bodenbereich des ersten Gefäßes zum Oberteil des zweiten Gefäßes, wobei eine Fasermaterialsäule in dem zweiten Gefäß bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im zweiten Gefäß gebildet ist; mit Einrichtungen zur Bildung eines zweiten Strömungspfades von aus dem Oberteil des

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zweiten Gefäßes abgezogener Flüssigkeit, der zurück zum Bodenbereich des ersten Gefäßes führt; mit einer Einrichtung zum Erwärmen der im zweiten Strömungspfad strömenden Flüssigkeit; mit einer Einrichtung zum Einleiten eines Teils der von der Heizeinrichtung im zweiten Strömungspfad strömenden Flüssigkeit in den ersten Strömungspfad ununter gleichzeitiger Einspeisung der übrigen erhitzten Flüssigkeit in den Bodenbereich des ersten Gefäßes; mit Einrichtungen zum Austragen von gekochtem Faserstoff aus dem Bodenbereich des zweiten Gefäßes; und mit einem im ersten Gefäß um eine senkrechte Achse drehbar montierten Abstreifer, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Trennen des Abstreifers (72) von der in den ersten Gefäßbodenbereich (71) einströmenden, erhitzten Flüssigkeit derart, daß im Bereich des Abstreifers (72) im ersten Gefäß (1) eine erste Temperatur herrscht, die tief genug ist, um keine wesentlichen Festigkeitsverluste im Fasermaterial aufgrund mechanischer Einwirkung des Abstreifers (72) auf das Fasermaterial zu bewirken, bei der der Abstreifer (72) jedoch eine gleichmäßige Zufuhr von Fasermaterial in den Bodenbereich (71) des ersten Gefäßes (1) gewährleistet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung einen Zwischenboden (70) aufweist, der in dem ersten Gefäß (1) oberhalb des Bodenbereichs (71) liegt, und daß der Zwischenboden (70) eine öffnung (80) besitzt, durch die Faserstoff unter der Einwirkung

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des unmittelbar über dem Zwischenboden (70) montierten Abstreifers (72) von oberhalb des Zwischenbodens (70) in den Gefäßbodenbereich (71) tritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung eines Strömungspfades durch die Öffnung (80) in dem Zwischenboden (70) des ersten Gefäßes (1) zu dessen Bodenbereich (71), wobei der Strömungspfad im Querschnitt kreisförmig ist und konzentrisch zum ersten Gefäß (1) liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (72) auf einer Welle (73) montiert ist, die sich durch den Strömungspfad von der Zwischenboden-Öffnung (80) des ersten Gefäßes (1) und konzentrisch dazu erstreckt, und daß der Strömungspfad von einer Zylinderwand (82) mit im wesentlichen konstantem Durchmesser gebildet ist, wobei ein umgekehrter Kegelstumpfmantel (84) die Welle (73) umgibt und seinen größten Durchmesser unmittelbar oberhalb des Zwischenbodens (70), seinen kleinsten Durchmesser unmittelbar über dem Auslaß (40) hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (72) auf einer Welle (73) montiert ist, die sich durch den Strömungspfad von der Öffnung (80) im Zwischenboden (70) des ersten Gefäßes (1) konzentrisch dazu erstreckt, und daß die Einrichtung zur Bildung des

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Strömungspfades ein sich von der Öffnung (80) im Zwischenboden (70) nach unten und außen erstreckendes konisches Teil (92) und einen die Welle (73) umgebenden Kegelstumpfmantel (9 3) aufweist, dessen kleinster Durchmesser im wesentlichen an der Spitze des den Strömungspfad begrenzenden konischen Teils (92) und dessen größter Durchmesser gerade unterhalb des konischen Teils (92) liegt.
6. Verfahren zum Kochen von Zellstoffasern unter Verwendung eines ersten Gefäßes und eines davon getrennten zweiten Gefäßes, wobei das erste Gefäß einen um eine senkrechte Achse unmittelbar über seinem Bodenbereich drehbaren Abstreifer aufweist, durch kontinuierliches Einspeisen von in einer Behandlungsflüssigkeit mitgeführtem Zellstoff asermaterial in ein Oberteil des ersten Gefäßes, durch Bildung eines ersten Strömungspfades des mit der Behandlungsflüssigkeit mitgeführten und mit dieser durchtränkten Zellstoffasermaterials von einem Bodenbereich des ersten Gefäßes zu einem Oberteil des zweiten Gefäßes, wobei das zweite Gefäß weitgehend mit Flüssigkeit gefüllt ist und die Behandlungsflüssigkeit etwa auf Siedetemperatur gehalten wird, um das Fasermaterial zu kochen, durch Bildung einer Fasermaterialsäule im zweiten Gefäß bis unter den Flüssigkeitsspiegel in diesem Gefäß, durch Abziehen von Flüssigkeit aus dem Oberteil des zweiten Gefäßes, durch Bildung eines zweiten Strömungspfades für die aus dem zweiten Gefäß abgezogene Flüssigkeit, der zum Bodenbereich des ersten Gefäßes zurückführt, durch Erhitzen der Flüssig-

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keit während des Durchströmens des zweiten Strömungspfades, durch Einleiten eines Teils der im zweiten Strömungspfad strömenden erhitzten Flüssigkeit in den ersten Strömungspfad unter gleichzeitiger Einleitung der übrigen erhitzten Flüssigkeit in den Bodenbereich des ersten Gefäßes, und durch Austragen von gekochtem Fasermaterial aus dem Boden des zweiten Gefäßes, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im ersten Gefäß (1) im Bereich des Abstreifers (72) auf einem ersten Wert gehalten wird, der tief genug ist,.um keine wesentlichen Festigkeitsverluste im Fasermaterial aufgrund von mechanischer Einwirkung des Abstreifers (72) auf das Fasermaterial auszuüben, während der Abstreifer (72) eine gleichmäßige Zufuhr von Fasermaterial in den Bodenbereich (71) des ersten Gefäßes (1) gewährleistet, welches mit der erhitzten Flüssigkeit in den ersten Strömungspfad mitgenommen werden soll.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrechterhalten der Temperatur im ersten Gefäß (1) im Bereich des Abstreifers (72) auf einem ersten Wert durch Vorsehen eines Zwischenbodens (70) im ersten Gefäß (1) oberhalb dessen Bodenbereich (71) erreicht wird, wobei der Abstreifer (72) unmittelbar über dem Zwischenboden (72) zu montieren und mit einer Öffnung (80) zu versehen ist, die zum Bodenbereich (71) durchgängig ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt kreisförmiger Strömungspfad vorgesehen wird, um Fasermaterial durch die Öffnung (80) im Zwischenboden (70) zu fördern, und daß ein Auslaß (40) des Bodenbereiches (71) des ersten Gefäßes (1) vorgesehen ist, der mit dem ersten Strömungspfad in Verbindung steht und einen radialen Auslaß von der tiefsten Stelle des Gefäßbodens bildet, und daß ein erster Strömungspfad durch radiales Einleiten von etwa auf Siedetemperatur erwärmter Flüssigkeit in den Bodenbereich (71) des ersten Gefäßes (1) gebildet wird, der etwa mit der Richtung des Auslaßpfades (70) zusammenfällt und wobei die Flüssigkeit außerdem an über der tiefsten Stelle (75) des ersten Gefäßbodens, jedoch unterhalb des Zwischenbodens (70) liegenden Punkten (88) eingeleitet wird, die den Strömungspfad des von der Zwischenbodenöffnung (80) strömenden Fasermaterials umgeben.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Teil des ersten Strömungspfades bildender Auslaß aus dem ersten Gefäß derart angeordnet ist, daß Flüssigkeit und darin mitgeführtes Fasermaterial in bezug auf das erste Gefäß zum Ausströmen tangential fließen müssen, und daß der erste Strömungspfad dadurch erreicht wird, indem Flüssigkeit von etwa Siedetemperatur in den ersten Gefäßboden sowohl tangential als auch etwa auf gleicher Höhe wie der Auslaß und auch von der tiefsten Stelle des

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ersten Gefäßbodens nach oben eingeleitet wird.
10. Unter Druck stehendes, im wesentlichen zylindrisches, aufrechtes Gefäß zur kontinuierlichen Behandlung von ZeIlstoffschnitzeln oder ähnlichem Material mit einem Einlaß für die Schnitzel in seinem Oberteil, mit einem Auslaß für die Schnitzel in seinem Bodenbereich und mit Einrichtungen zum Einleiten von Druckflüssigkeit in den Gefäßbodenbereich zum Mitnehmen von Schnitzeln, die in den Bodenbereich eintreten und zum Austragen der Schnitzel durch den Auslaß, gekennzeichnet durch einen oberhalb des Bodenbereichs (71) im Gefäß (1) vorgesehenen Zwischenboden (70); durch einen Abstreifer (72); durch Einrichtungen zum Haltern des Abstreifers (72) unmittelbar über dem Zwischenboden (70) zu dessen Drehung um eine senkrechte Achse; und durch öffnung (80) in der Mitte des Zwischenbodens (70) zur Bildung eines Durchtritts für die von dem Abstreifer (72) von oberhalb des Zwischenbodens (70) in den Gefäßbodenbereich (71) transportierten Schnitzel.
11. Gefäß nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung eines Strömungspfades durch die Öffnung (80) im Zwischenboden (70), welche zum Bodenbereich (71) führt, im Querschnitt kreisförmig ist und konzentrisch zum Gefäß (1) liegt.

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12. Gefäß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungspfad allmählich im Querschnitt von der Öffnung (80) zum Auslaß (40) erweitert, daß die Einrichtung zur Halterung des Abstreifers (72) eine sich durch den Strömungspfad konzentrisch erstreckende Welle (73) aufweist, daß der Strömungspfad von einer Zylinderwand (82) von im wesentlichen konstantem Durchmesser gebildet ist, und daß ein umgekehrter Kegelstumpfmantel (84) die Welle (73) umgibt und seinen größten Durchmesser unmittelbar oberhalb des Zwischenbodens (70), seinen kleinsten Durchmesser hingegen unmittelbar über dem Auslaß (40) hat.
13. Gefäß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (40) einen radial nach außen verlaufenden Strömungspfad von der tiefsten Stelle des Gefäßbodens bildet, und daß die Einrichtungen zum Einleiten von Druckfluid in den Gefäßbodenbereich Flüssigkeit radial und im wesentlichen koaxial zum Ausströmpfad sowie über eine Vielzahl von Stellen einleiten, die über den Umfang des im Querschnitt kreisförmigen Strömungspfades verteilt sind.
14. Gefäß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinspeiseinrichtung ein Einlaßrohr, eine y-Verzweigung des Einlaßrohres am Gefäßbodenbereich und ein den Strömungspfad umgebendes konisches Kopfstück (87) aufweist, wobei ein Zweig (89) der Y-Verzweigung zum ko-

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nischen Kopfstück (87) verläuft, während der andere Zweig (90) der Y-Verzweigung im wesentlichen radial und koaxial zum Auslaßströmungspfad verläuft.
15. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Zellstoffschnitzeln oder ähnlichem Material unter Verwendung eines aufrechtstehenden zylindrischen Gefäßes mit einem Boden, einem oberhalb des Bodens angeordneten Zwischenboden, mit einem über dem Zwischenboden vorgesehenen Abstreifer, mit einem Auslaß aus dem Boden und mit einem Einlaß am Oberteil, wobei Schnitzel oder ähnliches Material durch den Gefäßeinlaß eingespeist werden, die Schnitzel mit einer Behandlungsflüssigkeit behandelt werden und Flüssigkeit bei einer zweiten Temperatur in den Gefäßbodenbereich unterhalb des Zwischenbodens eingeleitet wird, um die Schnitzel durch den Auslaß auszutragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in dem Gefäß (1) im Bereich des Abstreifers (72) auf einem ersten Wert gehalten wird, der tief genug ist, um wesentliche Festigkeitsverluste der Schnitzel aufgrund von mechanischer Einwirkung durch den Abstreifer (72) zu vermeiden, während die zweite Temperatur wesentlich höher als die erste Temperatur ist, und daß die Schnitzel durch eine Öffnung (80) im Zwischenboden (70) in den Gefäßbodenbereich (71) eingebracht werden.

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16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Temperatur hoch genug ist, um im Falle einer mechanischen Einwirkung des Abstreifers auf die in der Flüssigkeit mitgeführten Schnitzel deren Festigkeit wesentlich herabzusetzen.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur etwa 110 bis 150 C und die zweite Temperatur etwa 168° bis 177° C beträgt.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (40) derart angeordnet wird, daß Schnitzel mitführende Flüssigkeit in bezug auf die Gefäßwand tangential strömen muß, um aus dem Gefäß (1) austreten zu können, und daß die Einleitung von Flüssigkeit sowohl tangential in etwa der gleichen vertikalen Höhe wie der Auslaß (40) als auch von der untersten Stelle des Bodens erfolgt.

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