DE3621120A1 - Verfahren zur behandlung von zellulosematerial in einem dampf-fluessigkeits-phasen-kocher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellulose-Koch-Anlage mit einem kontinuierlich arbeitenden Kocher, in dem Fasermaterial, z. B. Holzschnitzel, Sägespäne oder dergleichen, durch Kochen mit Kochlauge bei Überatmosphärischem Druck und erhöhter Temperatur aufgeschlossen wird. Das Kochen erfolgt im Zell­ stoffkocher bei dem das Fasermaterial ankommt, nachdem es möglicherweise zuerst durch einen Imprägnierkessel geführt worden ist, in welchem das Fasermaterial bei niedriger Tempe­ ratur, jedoch bei im wesentlichen gleichen Druck wie im Kocher imprägniert worden ist, bevor es in den Kocher einge­ bracht wird.

Ziel der Erfindung ist es, in einer solchen Anlage, vorzugs­ weise einer Kamyr-Anlage, eine bessere Wärmeausnutzung während der Erhitzung des Fasermaterials im Oberteil des Kochers zu erreichen.

Der wesentliche kennzeichnende Teil der Erfindung besteht darin, daß der Oberteil des Kochers mit dem Imprägniergefäß oder, wenn ein solches Gefäß nicht vorhanden ist, mit einer Zuführvorrichtung, zum Beispiel einem sogenannten Hochdruck­ förderer, mittels einer Zirkulationsschleife verbunden ist, in der eine Zuführleitung für eine Suspension aus Fasermaterial und Kochlauge enthalten ist, wobei die Leitung im Oberteil des Kochers so mündet, daß das Fasermaterial und die Kochlauge getrennt werden, wobei eine Rückführleitung für die vom Faser­ material getrennte Kochlauge vorgesehen ist.

Das Fasermaterial ist im Oberteil des Kochers für die Erhitzung auf etwa die für den Aufschluß erforderliche Temperatur einer Dampfatmosphäre ausgesetzt. Etwas tiefer im Kocher durchsetzt das Fasermaterial während der Abwärtsbewegung unterhalb eines gesteuerten Niveaus von Kochlauge eine Extraktionszone für Kochlauge, wo ein Teil der Kochlauge aus dem Kocher abgesogen wird und durch einen Wärmetauscher geführt wird, und zwar für eine indirekte Temperatureinstellung auf die genaue Temperatur, die für den Aufschluß erwünscht ist, worauf die Kochlauge durch eine Leitung in den Kocher zurückgeführt wird, die etwas oberhalb der Stelle in den Kocher mündet, aus der die Kochlauge abgezogen worden ist. Da die Erhitzung des Fasermaterials im wesentlichen im oberen Teil des Kochers durch Zuführung von Hochdruckdampf erfolgt, ergibt sich der Nachteil, daß die Kochlauge im Kocher mit Kondensat verdünnt wird, das später während des Prozesses zu einem erhöhten Energiebedarf führt, wenn die Kochlauge verdampft werden muß und später zur Wiedergewinnung von Chemikalien verbrannt werden muß. Außerdem wird eine ent­ sprechende Menge an frischem Dampfkondensat verloren, was zu einer erhöhten Last bei der Speisewasserbereitung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden, und zwar durch Erzeugung von Dampf aus der erwähnten Temperatur-Justierungszirkulation oder aus einer besonders angeordneten kleineren Zirkulation nur zur Dampferzeugung und durch Verwendung dieses Dampfes zur Erhitzung im Oberteil des Kochers. Der Zusatz von Frischdampf führt dann stattdessen zum Dampfgenerator, wo das Kondensat aufgenommen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist der obere Teil eines Kochers 10, ein Wärmetauscher 20 und ein Dampf-Transformator 30 gezeigt. Das Fasermaterial kommt von der vorhergehenden Einrichtung in in Flüssigkeit suspendierter Form im Oberteil des Kochers an, wie es mit dem Pfeil 14 angezeigt ist. Die vorhergehende Einrichtung kann ein Vorimprägnierungsgefäß oder ein Hoch­ druckförderer für die Förderung der Suspension sein. In dem Oberteil des Kochers ist eine Trennvorrichtung 11 angeordnet, in welcher das Fasermaterial von der Flüssigkeit getrennt wird, und nach abwärts in den Kocher auf ein Niveau 18 herabfällt.

Die Flüssigkeit kehrt zu der vorherigen Einrichtung zurück, wie es mit dem Pfeil 15 angezeigt ist. In dem Kocher wird ein Flüssigkeitsspiegel 13 aufrechterhalten, über welchem das von der Trennvorrichtung 11 herabfallende Fasermaterial einer Dampfatmosphäre ausgesetzt ist. Der Dampf wird dem Oberteil des Kochers zugeführt, wie es mit dem Pfeil 16 angezeigt ist. Mit geringem Abstand unterhalb des Flüssigkeits­ spiegels 13 ist in der Kocherwand ein Sieb 12 angeordnet, durch das durch die Leitung 17 Flüssigkeit aus dem Kocher ab­ gezogen werden kann. Die abgezogene Flüssigkeit wird in geeigneten Beziehungen aufgeteilt, und zwar teilweise zum Wärmetauscher 20, wie es mit dem Pfeil 21 gezeigt ist, und teilweise zum Dampf-Transformator 30, wie es mit dem Pfeil 22 gezeigt ist. Hochdruckdampf wird dem Wärmeaustauscher 20 und dem Dampf-Transformator 30 zugesetzt, wie es mit dem Pfeil 31 angezeigt ist, und er wird durch die Leitungen 32 und 33 diesen Vorrichtungen zugeführt, wie es durch die Pfeile 34 und 35 gezeigt ist. Kondensat von den Vorrichtungen 20 und 30 wird gesammelt, wie es mit den Pfeilen 36 und 37 gezeigt ist, und es wird einer gemeinsamen Auslaßleitung 38 zugeführt. Der in dem Dampf-Transformator 30 erzeugte Dampf verläßt diesen durch die Leitung 39. Er wird dem Oberteil des Kochers zuge­ führt, wie es durch den Pfeil 16 angezeigt ist. Der Teil der Flüssigkeit 22, der in dem Dampf-Transformator 30 nicht in Dampf umgewandelt wird, verläßt diesen durch die Leitung 40 und wird mit der erhitzten Flüssigkeit im Wärmeaustauscher 20 in der Leitung 23 zur Leitung 41 kombiniert, die in den Kocher führt und, wie es mit dem Pfeil 42 angezeigt ist, im Zentrum des Kochers etwas oberhalb des Siebes 12 mündet, wo die Flüssig­ keit ursprünglich aus dem Kocher abgesogen worden ist. Wahl­ weise kann die überflüssige Flüssigkeit in der Leitung 40 durch Wärmeaustausch auf eine geeignete Temperatur gebracht werden für die Einführung in den Kocher durch die Leitung 41 statt daß ein Teil der abgezogenen Flüssigkeit in der Leitung 17 dem Wärmetauscher 20 zugeführt wird.

Die Erfindung arbeitet in folgender Weise. Üblicherweise ist in Kochern, in denen es erwünscht ist, die Temperatur mit Hilfe der Extraktion von Flüssigkeit durch den Siebab­ schnitt 12 zu justieren, nur der Wärmeaustauscher 20 in Betrieb, in welchem eine geeignete Menge von Kochflüssigkeit erhitzt wird und zum Zentrum des Kochers bei dem Pfeil 42 zurückgeführt wird, wo sie nach auswärts in Richtung auf den Umfang des Kochers verteilt wird, während gleichzeitig der gesamte Kocher­ inhalt aus Fasermaterial sich kontinuierlich nach abwärts in Richtung zum Kocherboden mit geringer Geschwindigkeit be­ wegt, wo er ausgetragen wird. Die Erhitzung des Fasermaterials, das am Kocher beim Pfeil 14 ankommt, erfolgt dann mit Hilfe eines Zusatz von Hochdruckdampf bei Pfeil 16. Hierdurch wird die Kochflüssigkeit mit Kondensat verdünnt, wie es unten anhand eines Beispieles gezeigt ist.

Nach der Erfindung wird ein Teil der Kochlauge, welche den Kocher durch die Leitung 17 verläßt, vom Dampf-Transformator 30 aufgenommen, wo er ausreichend Dampf durch die Leitung 19 und zum Pfeil 16 erzeugt, um die notwendige Erhitzung des an­ kommenden Fasermaterials durchzuführen, statt, wie oben er­ wähnt, hier frisch Dampf aus der Fabrikdampfleitung zu ver­ wenden. Auf diese Weise wird das Kondensat 37 in geeignetster Weise bei der Speisewassererzeugung verwendet, statt daß es, wie in den bekannten Systemen, die Kochlauge im Kocher selbst verdünnt.

Beispiel 1

Um in dem Oberteil des Kochers eine normale Temperatur von etwa 165°C zu erhalten, muß in üblichen Fällen, abhängig von der Systemart, 0,2-0,45 t Dampf pro lufttrockener Tonne erzeugtem Zellstoff als direkter Dampf zugesetzt werden, daß ist für eine Anlage normaler Größe von 800 t pro 24 Stunden, wobei sich ein Dampfverbrauch von bis zu 350 t/24 Stunden ergibt. Der Druck in dem Oberteil des Kochers kann hierbei 600-800 kPa be­ tragen. Um die Temperatur auf eine normale Kochtemperatur von etwa 167°C einzustellen, wird in gewissen Fällen eine Flüssigkeitsmenge von etwa 4800 l/min. etwas unterhalb des Oberteiles des Kochers unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ausge­ tragen, worauf diese Flüssigkeit in einem indirekten Wärme­ austauscher erwärmt und etwas unterhalb der Austragstelle dem Kocher zurückgeführt wird, sodaß die Temperatur oberhalb der gewünschten Temperatur von 167°C einstellbar ist.

Beispiel 2

In einem entsprechenden Fall wie in Beispiel 1 wird gemäß der Erfindung Dampf von einem Teil der extrahierten Flüssigkeits­ menge von etwa 4800 l/min. in einem Dampfgenerator erzeugt, und zwar ausreichend, um die Temperatur der ankommenden Flüssig­ keit von etwa 147°C auf anfänglich etwa 165°C zu erhöhen. Mit dem Dampfverbrauch, wie er in Beispiel 1 erwähnt ist, von 0,2-0,45 t/ADMT, wird die Kondensatwiedergewinnung auf 350 t/24 Stunden erhöht. Somit steht eine beträchtliche Menge an Konden­ sat innerhalb der betreffenden Papierfabrik in geeigneter Weise zur Verfügung, was einen beträchtlichen wirtschaftlichen Gewinn in der Wiedergewinnungsabteilung und in der Speise­ wassererzeugung bedeutet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Behandlung von Zellulosematerial in einer Zellulose-Aufschlußanlage mit einem kontinuier­ lich arbeitenden Kocher (10), in welchem Fasermaterial, z. B. Holzschnitzel, Sägespäne oder dergleichen, durch Kochen mit Kochlauge bei überatmosphärischem Druck und erhöhter Temperatur aufgeschlossen wird, nachdem es eine Dampfatmosphäre im Kocher- Oberteil durchsetzt hat, wobei in den Kocher Fasermaterial und Kochlauge in einem im wesentlichen kontinuierlichen Strom durch eine in den Kocher-Oberteil mündende Leitung (14) eingeführt werden, wo Kochlauge und Fasermaterial getrennt werden und die Kochlauge durch eine Rückführleitung (15) der vorhergehenden Vorrichtung wieder zugeführt wird und das Fasermaterial auf ein beibehaltenes Niveau herabfällt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kochlauge (22) aus dem Kocher abgezogen wird und zur Erzeugung von Dampf (16) mit geeignetem Druck und geeigneter Temperatur einem Dampf-Transformator (30) zugeführt wird und am Kocher-Einlaß zur Erhitzung des eingebrachten Fasermaterials auf eine gewünschte Temperatur diesem zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (21) der aus dem Kocher abgezogenen Kochlauge zur Erhitzung auf eine geeignete Temperatur einem in­ direkten Wärmetauscher (20) zugeführt wird, sodaß diese zu­ sammen mit einem Überschuß an Kochlauge für eine kleinere Nachjustierung der Temperatur des Kocherinhaltes vom Dampf­ transformator (30) zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeugung und die Erhitzung durch in­ direkte Erhitzung der aus dem Kocher abgezogenen Kochlauge mittels Dampf (35) höheren Druckes und höherer Temperatur aus einer anderen Quelle erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß an Kochlauge (40) vom Dampftrans­ formator (30) vor der Rückführung zum Kocher durch indirekten Wärmeaustausch auf eine für die Nachjustierung der Temperatur des Kocherinhalts auf eine hierfür geeignete Temperatur er­ hitzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Dampf­ erzeugung und während des Wärmeaustausches erzeugte Kondensat nicht mit der Kochlauge vermischt wird, sondern zur Speise­ wasserherstellung von einem getrennten System aufgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Kondensat (36, 37) während der Dampferzeugung und während des Wärmeaus­ tausches nicht mit der Kochlauge vermischt wird, sondern in ein getrenntes System zur Speisewassererzeugung aufgenommen wird.