DE3107259A1 - "verfahren und vorrichtung zum abscheiden von dampf aus holzfaserstoff enthaltendem material" - Google Patents
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Description
-A-
Verfahren und 'Vorrichtung zum Abscheiden von Dampf aus Holzfaserstoff
enthaltendem Material.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Dampf aus einem in einem Refiner unter Druck
behandelten^Holzfaserstoff enthaltenden Material, um den
Wärmegehalt des Dampfes, z.B. für die Warmwassererzeugung zu
nutzen.
Bei der herstellung von in einem Refiner mechanisch oder
thermomechanisch behandelter Faserpulpe wird dem Holzfaserstoff
enthaltenden Material während der Behandlung im Refiner eine so grosse Energiemenge zugeführt, dass die mit dem Material
austretende Feuchtigkeit infolge der durch die Reibung erzeugten Temperaturen über 1000G schnell verdampft. Erhebliche
Wärme wird auf diese Weise bei dem Verfahren frei und muss abgeführt werden, da sie sonst eine Erhöhung der Störungen
des Materialstromes zwischen den Refinerscheiben bewirkt .
Bei der Abscheidung des Dampfes besteht ein Problem darin, dass das behandelte Material üblicherweise in einem Apparat
abgeführt wird, der bei einem niedereren Druck als vorhergehend im Refiner arbeitet. Dabei kann Dampf mit abgeführt
werden und verlorengehen. Ein anderes Problem ist es, den Dampf so wirkungsvoll abzuscheiden, dass der darin enthaltene
Fasergehalt gering ist, da die Fasern, die mit dem Dampf austreten, sich z.B. auf den Oberflächen -eines Wärmetauschers
absetzen und dabei die Wärmeübertragung beeinträchtigen.
Es wurde versucht, die vorstehend erläuterten Probleme dadurch zu beseitigen, dass der Dampf und das Fasermaterial in
einen druckdichten Zyklon eingeblasen v/erden, in welchem das Fasermaterial in bekannter Weise abgeschieden und durch eine
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Dickstoffpumpe, eine Austragekammer od.dgl. durch den unteren
Teil des Zyklons abgeführt wird, während der Dampf den Zyklon im oberen Teil verlässt. Dieses System hat den Nachteil, dass
ein grosser Teil des Dampfes für den Transport des Materials in den Zyklon und für dessen Betrieb verbraucht wird, und
dass die Einrichtungs- und Betriebskosten sehr hoch sein. Als Beispiel kann darauf hingewiesen werden, dass bei einem
überdruck von 1,5 kp/cm im Refiner der aus dem Zyklon abgeführte
Dampf normalerweise nur einen Überdruck von 0,75 kp/cm hat. Die Verminderung des V/ärmeinhalts ist entsprechend erheblich.
Es wurde festgestellt, dass überraschenderweise ein Zyklon durch ein System gemäss der Erfindung ersetzt werden kann,
welches' aus einer Abführkammer besteht, in welcher die Fasern sich sammeln. Die charakteristischen Merkmale der Erfindung
sind aus den Ansprüchen erkennbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an
vorzugsweisen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung gemäss der Erfindung
und
Fig. 2 einen Schnitt entlang der linie H-II in Fig. 1.
Fig. 2 einen Schnitt entlang der linie H-II in Fig. 1.
Ein Refinergehäuse 1 enthält ein Paar vorzugsweise gegenläufig drehender Scheiben 2. Die Refinerabdeckung ist druckdicht
mit einem Stutzen 3 an einer Abführkammer verbunden, welche einen oberen Trog 4 einschliesst, der gegen die Umgebung
durch ein Gehäuse und Stirnwände 5 abgeschlossen ist. An jedem Ende des Troges 4 ist eine Kammer 6 mit Auslass
7 vorgesehen. Innerhalb des Troges 4 i-Jt eine obere
Förderschnecke 9 mit rechts-und linksläufigen Gängen auf
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einer Welle 8 montiert, welche das Material in axialer Richtung zu der Mitte des Troges 4, vorzugsweise zu einer im
wesentlichen gradlinig unter den Scheiben 2 liegenden Stelle fördert. Eine Auslassöffnung 10 ist im Boden des Troges 4
vorgesehen und verbindet den Trog mit einem anderen Teil der Abfuhrkammer, nämlich einem querverlaufenden unteren Trog 11,
der eine auf einer Welle 12 montierte Förderschnecke 13 enthält.
Dieser letztere Trog ist ebenfalls von der Umgebung abgeschlossen und an einem Ende durch eine Stirnwand 14 und
am anderen Ende durch einen Materialstopfen 15 in einer Abfuhröffnung 16 verschlossen. Die Aufgabe dieses Stopfens
ist weiter unten in Verbindung mit der Beschreibung der Betriebsweise der Vorrichtung erläutert.
Die obere Förderschnecke 9 hat eine Bandstahlwindung, welche einen freien Raum lässt, durchweichen Gas (Dampf) axial
zwischen den Gängen und der Welle 8 strömen kann, während die untere Förderschnecke 13 durchgehende Schneckenwindungen aufweist,
welche wenigstens in dem in der Mähe der Auslassöffnung 16 des Troges 11 liegenden Bereich bis zur Welle 12
nach unten verlaufen, um das Material mit entsprechender Kraft zu der Öffnung zu fördern. Die Wellen der Förderschnekken
sind in Lagern 17 und 18 bzw. 19 und 20 abgestützt und durch nicht dargestellte Antriebsquellen angetrieben. Eine
geeignete Drehgeschwindigkeit für die Schnecke 9 ist 5-50 U/min und für die Schnecke 13, 50 - 200 U/min.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das zwischen den Scheiben 2 refinte Material wird zusammen
mit dem gebildeten Dampf zuia mittleren Teil des Troges 4
abgeführt. Hier wird das Material durch die Förderschnecke 9 in Richtung der Pfeile 21 zur Auslassöffnung 10 zu gesammelt
und strömt nach unten in den Trog 11. Der Dampf geht in Richtung
der Pfeile 22 zu den Kammern 6 und wird aus diesen Kammern durch die Auslässe 7, z.B. in eine Einrichtung zum
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Erhitzen von Wasser auf eine entsprechende temperatur abgeführt.
Infolge der Satsache, dass der Trog 4 und die Kammern für eine geringe Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 - 15 m/s,
vorzugsweise 1-5 m/s und insbesondere 1,5 - 2,5 m/s dimensioniert
sind, setzt sich die geringe mit dem Dampf mitgeführte Materialmenge ab, so dass im wesentlichen faserfreier
Dampf für den weiteren Transport aus den Auslassöffnungen 7
erhalten wird. Es wurde eine Mahlfasermenge von unter 50 mg
Fasern je kg Dampf gemessen. Der Druckabfall über den ganzen
Weg zu den Auslassöffnungen 7 ist im wesentlichen Null, was bewirkt, dass 75$ bis 85$ der dem Refiner zugeführten Energier
wiedergewonnen werden kann. Der einzige Verlust ist die Wärmemenge, die unvermeidbar mit dem erhitzten Material geht.
In den Trögen 4 und 11 ist der Druck im wesentlichen der gleiche, wie im Refinergehäuse, d.h. 0,1-6 kp/cm Vorzugsweise
0,5 - 4,5 kp/cm . Üblicherweise beträgt der Druck etwa
2 kp/cm . Der Druck wird aufrechterhalten, da der Auslass 16
des Troges 11 durch einen gasdichten oder im wesentlichen
gasdichten Materialstopfen 15 verschlossen ist, mit welchem das Material durch die Drehung der Förderschnecke 13 kontinuierlich
durch den Auslass 16 abgeführt wird. Es wurde festgestellt, dass trotz des geringen Druckes ausserhalb des Auslasses
16 möglich ist,/so wirkungsvoll dichtenden Materialstopfen aufrechtzuerhalten.
Eine Vielzahl von Abwandlungsformen der Erfindung können innerhalb des Erfindungsgedankens gemacht werden. So ist es
z.B. möglich, die Förderschnecke 9 mit dem Trog 4 wegzulassen und den Refinerdeckel direkt druckdicht mit der Förderschnecke
11 zu verbinden und den Dampf über eine Kammer in Verbindung mit dem Mannloch 23 äDZuf uhren. Bei einer solchen
Ausbildung ist der Abschnitt der Förderschnecke 13, der unterhalb dem Refinergehäuse liegt, und der Abschnitt der von
diesem den gesamten Weg bis zur Stirnwand 14 des Schnecken-
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troges verläuft, als Bands tahlschneckenwindxing ähnlich der oben beschriebenen Förderschnecke 9 ausgebildet, um die Abführung
des Dampfes zu ermöglichen. Um die erforderliche geringe Durchflussgeachwindigkeit des Dampfes zu erhalten, muss
der Durchmesser und ggf. die Länge der Förderschnecke 13 erhöht werden, im Vergleich zu den Werten, die bei der mit
zwei Förderschnecken arbeitenden oben beschriebenen Ausführungsform erforderlich sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Grundgedanke der Erfindung
durch die beschriebenen Ausführungsformen nicht eingeschränkt
wird. Es können z.B. drei oder mehr Förderschnecken vorgesehen sein. Bei der Ausführungsform mit zwei Förderschnecken
müssen die Schnecken nicht im Y/inkel zueinander, z.B. rechtwinklig angeordnet sein, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt,
sondern sie können auch parallel zueinander liegen.
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Claims (8)
- \-:Γ:-.: l'y-'r '-■ 3107ISiDr. F. Zumstein sen: - Dr. E. Assrnanrt - E>r. R. Koenigsberger Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.PATENTANWÄLTEZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE40/4/Zi Sunds Defibrator Actiebolag, Sundsvall (Schweden).Patentansprüche :erfahren zum Abscheiden von Dampf aus Zellulosematerial, bei welchem das Material in einem Refiner unter Druck refint und das refinte Material durch eine Abführkammer abgeführt wird, wobei der Refinerdruck in der Kammer aufrechterhalten wird, während das refinte Material aus der Kammer in Form eines gasdichten oder im wesentlichen gasdichten Materialstopfens abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet ,- dass der Dampf seitlich von dem refinten Material abgelenkt wird, wenn das Material durch die Einlassöffnung der Kammer nach unten strömt,- dass der Dampf durch die Kammer mit einer so niederen Strömungsgeschwindigkeit abströmt, dass das Material von dem Dampf durch Sedimentation abgeschieden wird, und- dass das Material darauf aus der Kammer angeführt wird.130064/0600 - 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes in der Kammer 0,5 bis 15 m/s» vorzugsweise 1 bis 5 m/s und insbesondere 1,5 bis 2,5 m/s beträgt.
- 3. Verfahren nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Material nach unten in die Kammer gegen den Abschnitt der Kammer fliesst, in v/elcher der Materialstopfen ausgebildet ist, und dass der Dampf in zwei entgegengesetzten Richtungen abgelenkt v/ird.
- 4· Vorrichtung zum Abscheiden von Dampf aus in einem Refiner behandelten Zellulosematerial, wobei die Vorrichtung eine mit einer Auslassöffnung eines die Refinerscheiben des Refiners einschliessenden Refinergehäuses verbindbaren Einlassöffnung, einer Abführkammer mit einer Einlass-und einer Auslassöffnung und eine Förderanordnung zum Fördern des Materials zu einem darauffolgenden Behandlungsschritt aufweist, und die Abführkammer und die Fördereinrichtung so ausgebildet sind, dass ein gasdichter oder im wesentlichen gasdichter Materialstopfen in der Auslassöffnung der Kammer gebildet wird,dadurch gekennzeichnet , dass die Fördereinrichtung wenigstens eine Schnecke (9,13) ein3Chliesstj welche teilweise offene Gänge in dem Ab-■ schnitt (4) der Kammer aufweist, welcher unterhalb der Einlassöffnung (3) liegt, derart, dass sie den Durchgang von Material durch die Schnecke und eine axiale Dampfströmung ermöglicht, und dass wenigstens eine Kammer (6) zum Sammeln und Abführen von Dampf seitlich der Einlassöffnung 3 und oberhalb der teilweise offenen Gänge der Schnecke vorgesehen iüt.130064/0600
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer aus einem öfteren Trog (4) mit einer oberen Förderschnecke (9) und einem unteren Trog (11) mit einer unteren Förderschnecke (13) besteht, wobei die Einlassöffnung (3) am oberen Trog (4) angeordnet ist, und die obere Schnecke (9) teilweise offene Gänge aufweist, während die untere Schnecke (13) so ausgebildet ist, dass sie den Materialstopfen bildet, und dass der obere und der untere Trog (4,11) miteinander durch eine im wesentlichen gradlinig unter der Einlassöffnung (3) liegende öffnung (10) in Verbindung stehen.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , dass der obere Trog (4) horizontal in zwei entgegengesetzten Richtungen von der Einlassöffnung (3) aus verläuft, dass eine Kammer (6) an jedem Ende des Troges (4) liegt, und dass die obere Schnecke (9) das Material nach innen zu der Verbindungsöffnung (10) zwischen den beiden Trögen (4,11) fördern kann.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass die obere Schnecke (9) einen wesentlich grösseren Durchmesser als die untere Schnecke (13) aufweist.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet , dass die beiden Schnecken (9,13) im Winkel zueinander liegen.130064/0600
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