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Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von Faserstoffen mit Flüssigkeit
und zum Abtrennen der von ihnen mitgeführten Flüssigkeit in aufeinanderfolgenden
Arbeitsgängen. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Waschen von Zellstoff und ähnlichen Stoffen, bei welchen die Waschflüssigkeit
unter Verwendung von nur verhältnismäßig ganz geringen Mengen von Verdünnungsmitteln
im wesentlichen von der mit dem zu waschenden Stoff in die Einrichtung eintretenden
Lauge selbst geliefert wird und die Waschflüssigkeit mit zunehmendem Reinheitsgrad
wiederholt im Kreislauf den zu behandelnden Stoff durchströmt. Bei den bisherigen
Vorschlägen zum wiederholten Waschen von Zellstoff in aufeinanderfolgenden, den
Stoff abwechselnd mit der Flüssigkeit
mischenden und ihn hierauf
abpressenden Arbeitsgängen wurde eine übermäßige Verdünnung dadurch bewirkt, daß
man in jedem Abpreßstadium den Stoff mit frischen Mengen voll Waschflüssigkeit behandelte,
wodurch sich nic-lit allein die Schwierigkeit der Bewältigung sehr großer Flüssigkeitsmengen,
sondern auch Verluste an Zellstoff ergaben, die weder eine bedeutende Vermehrung
der tiblichen Faugvorrichtung"n bedingten und bedeutende Kosten für die Entfernung
der übermäßigen Wassermeng n bei der Wiedergewinnung der Lauge erforderten. Hierzu
kam häufig noch der Übelstand, daß durch das wiederholte Einströmen voll zusätzlichen
Flüssigkeiten die ohnehin, besonders bei sehr dLkflüssigen Laugen, wie sie beispielsweise
bei der Sulfatzells:offlie: stellung vorkommen, starke Neigung zum Schäumen und
die sich daraus ergebende Behinderung des ALscheidens des Zellstoffs noch vermehrt
werden. Demgegenüber wird bei vorliegender Erfindung eine vollkommene Waschung des
Zellstoffs unter Zuhilfenahme nur geringer Mengen von Waschflüssigkeit, die die
wiederzugewinnenden Laugen nicht wesentlich verdünnen können, und unter Vermeidung
der schädlichen Wirkungen des Schäumens dadurch erreicht, daß die Behandlung in
jedem einzelnen Arbeitsgang mit einer Flüssigkeit geschieht, die auf demselben Arbeitsgang
nach dem Abscheiden des Stoffs erhalten wird und mit Flüssigkeit späterer Arbeitsgrade
höherer Reinheit verdünnt und nach dem Absetzen und der sich dabei ergebenden Entfernung
voll übermäßiges Schäumen verursachenden Gas- oder Luftblasen dem Stoff im Kreislauf
zugeführt wird, so daß die aus dem Stoff abgeschiedene Flüssigkeit nach dem Absetzenlassen
mit etwas Flüssigkeit späterer höherer Reinheitsgrade verdünnt zur Behandlung neuer
Mengen von Stoff benutzt wird. Dabei ist die Einrichtung derart getroffen, daß auch
das Abscheiden des Stoffs von der Flüssigkeit, das beispielsweise auf einem Siebboden
durch Abpressen geschehen kann, derart ausgeführt wird, daß hierbei keine wesentlichen
störenden Mengen von Luft- oder Gasblasen in die Flüssigkeit gelangen und Verluste
an Zellstoff infolge Saugwirkung der abgetrennten Flüssigkeit möglichst vermieden
werden. Voll besonderem Vorteil ist die Erfindung hei der Behandlung von Stoff mit
dickflüssigen, klebrigen, harzigen oder öligen Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise
in dem Inhalt der Kocher der Sulfatzellstoffherstellung vorliegen; doch kann die
Erfindung auch ganz allgemein für andere Zwecke Anwendung finden, wo es sich um
die waschende, auslaugenfe oder chemische Einwirkung einer Flüssigkeit auf von ihr
zu durchdringende Stoffe handelt, und insbesondere auch für die Behandlung von Zellstoff
anderer Herkunft mit Waschfliissigkeiten. Dabei ist die Möglichkeit gegeben, an
dem einen Ende der Einrichtung, in der beispielsweise die zu behandelnde Mischung
von Stoff und Flüssigkeit eintritt, die Flüssigkeit mit allen darin enthaltenen,
gegebenenfalls abzutr@-nnenden und wiederzugewinnenden Verunrei; igungen und gelösten
Stoffen in konzentrieiter Form zu erhalten, während am anderen Ende der Einrichtung
der gereinigte, fertigbehandelte Stoff Austritt und außerdem vollkommen für alle
technischen Zwecke reine Wasch- oder Behandlungsflüssigkeit erzielt wird.
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In den Ze=chnungen ist eine beispiels@s eise Ausführungsforen einer
zur Behandlung voll Zellstoff u. dgl. nach dem neuen Verfahren geeignete Einrichtung
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. t schematisch die wesentlichsten Teile einer
solchen Einrichtung mit der durch Pfeile verdeutlichten Art der Bewegung der Flüssigkeiten.
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Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Einrichtung.
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Abb. 3 zeigt die Einrichtung voll oben gesehen.
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Abb. q. zeigt eine Sonderansicht in et«-as vergrößertem Maßstabe und
in teilweisem Schnitt nach Linie 4-1 von Abb. ;; der in Abb. 2 und 3 dargestellten
Teile.
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Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie 5-5 von Abb. 3 und Abb.
6 einen Schnitt nach Linie 6-6 von Abb. 3.
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Es soll hier beispielsweise angenommen werden, daß die zu beh rodelnden
Stoffe, beispielsweise aus den Sulfatkochern kommender, mit schwarzer Sulfatlauge
vermischter Zellstoff, am linken Ende von Abb. 2 und 3 in die Einrichtung eintreten.
Diese bestellt im wesentlichen aus zwei Reihen von durch Unterabteilungen in Kammern,
Bassins o. dgl. zerlegten länglichen Behältern, die im wesentlichen parallel zueinander
und einander berührend, sonst aber beliebig angeordnet sein können. Sie sind Leim
vorliegenden Ausführungsbeispiel übereinander aus Bequemlichkeitsrücksichten angebracht.
Die eine Reihe von Behältern stellt die eigentliche B; handlungsvorrichtung dar
und besteht aus hintereinanderbelegenen Behältern, von denen jeder in der Bewegungsrichtung
des zu behandelnden Stoffs zunächst eine Rührvorrichtung 35, 36 zum Durchmischen
der Flüssigkeit mit d# m zu behandelnden Stoff und eine den Stoff aufnehmende, hier
aus einer Siebwalze und einer darauf ruhenden Gautsch- oder Abllehine- oder Preßwalze
bestehende Vorrichtung enthielt. Beide Arten von Vorrichtungen können durch eine
gegebenenfalls entbehrliche Scheidewand 31
betrennt sein, die mittels
einer verschiebbaren Verlängerung 3- beliebig hoch eingestellt werden kann, um in
den so entstehenden Behältern 24 und 25 die Flüssigkeiten verschieden hoch einstellen
zu können. Den Wandungen 3= gegenüber sind die Behälter 24 und 25 durch Scheidewände
32 getrennt, die bis in die Nähe der auf der Siebwalze 55, 61 aufliegenden Preß-
oder Gautschwalze 7o heranreichen und an ihren Oberkanten einen Abstreicher z2o
besitzen können, um den von der Preßwalze 7o aufgenommenen Stoff abstreichen zu
können, der von der Preßwalze unmittelbar in den Misch- oder Rührbehälter 24 gelangt,
wo er kräftig mit der Flüssigkeit durchmischt wird. Durch den Überlauf 31, 33 gelangt
diese Mischung in den nächstfolgenden Zylinder-oder Aufnahmebehältcr 25. Um eine
Strömung der Flüssigkeit zu erzielen, liegt der Flüssig-, keitsspiegel in den Rühr-
oder Mischbehältern 24. zweckmäßigerweise höher als in den Aufnahme-oder Zylinderbehältern
25. Man kann eine beliebige Rührvorrichtung benutzen; so besteht beispielsweise
die Rührvorrichtung im ersten Rührbottich 24 aus an Reifen 28 parallel zur Achse
angebrachten Schienen oder Stäben 29,: welche Anordnung sich besser zum Durchmischen
und Homogenisieren des zum Teil klumpigen Kocherinhalts eignet. In den übrigen Rührbottichen
bestehen die Rührer im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus auf der Welle 34 angeordneten,
mit winklig zueinander angeordneten vorspringenden Stäben 36 versehenen radialen
Armen 35. Die als Aufnahmevorrichtung für den Zellstoff oder den sonstigen festen
Inhalt des Behälters 25 dienenden, zum, Teil in die Flüssigkeit des Behälters 25
ein-: tauchenden Siebzylinder sind an den Stirnseilen offen und durch Radial- und
Querstreben 55, 56 versteift. Um Durchbiegen des Außenmantels der Siebzylinder 51
und die dadurch sowie durch unrichtige, meist zu kleine Lochungen verursachte Saugwirkung
und das sich daraus ergebende Mitreißen des auf der Siebfläche angesammelten Stoffs
nach innen und Verstopfungen zu vermeiden, ist einerseits;.
der Siebmantel
61 verhältnismäßig starr und starkwandig, und anderseits sind zu kleine Lochungen
vermieden. Es hat sich ergehen, daß man zweckmäßigerweise den Siebmantel aus einer
Stahlplatte von etwa 311'3 mm Stärke herstellt und den Löchern einen Durchmesser
von etwa z'/2 bis 314 mm gibt. Auch durch zweckmäßige Versteifung ist für Starrheit
des Siebzylinders gesorgt und die Möglichkeit des Durchdrückens des Siebmantels
vermieden. Diesem Zweck dient weiterhin die Anordnung, daß die Preß- oder Gautschwalze'7o
einen von der Siebwalze 51 getrennten Antrieb erhält und nicht unmittelbar
von der Siebwalze getragen wird, sondern unabhängig davon, und zwar zweckmäßigerweise
einstellbar, in besonderen Lagern hängt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ruht
die Welle 71 der Preß- oder Gautschwalze 7o mit ihren Lagern in dem bei 122 umklappbaren
Deckel 121 der Einrichtung. Diese Lager sind mittels der unter Federdruck stehenden
Stangen 156 in der Höhe einstellbar. Auf der Welle 50 des Siebzylinders 51 sitzt
das Zahnrad 73, das mit dem auf der Welle 71 der Preßwalze 7o sitzenden Zahnrad
74 kämmt.
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Die mit der eben beschriebenen Reihe abwechselnder Rühr- und Aufnahmebottiche
zusammenarbeitende, in der zweckmäßigsten Ausführungsform mit ihr in Berührung stehende
Reihe von 'Behältern 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel unterhalb jener ersten
Behälterreihe angebracht. Sie weist eine Reihe von Abteilungen 2o auf, die durch
nach dem Eintritts- oder Aufgabeende der Einrichtung an Höhe abnehmende, nicht bis
zur Decke durchgehende Scheidewände 21 gebildet sein können, die hier sich beispielsweise,
aber nicht notwendigerweise in der Verlängerung der jeden Satz von Röhren und Siebzylindern
51 seitlich abschließenden Scheidewände g2 befinden können. Zwcckmäßigerweise kann
man noch von der Decke ausgehende, nicht bis zum Boden durchgehende Prallplatten
23 in den Behältern 2o anbringen, so daß Senkstoffe und etwa mitgerissene Stoffteile
sich leichter absetzen. können. Die Anzahl der Behälter 2o kann den einzelnen Gruppen
von Rühr- und Siebzylinderbehältern entsprechend ! beliebig sein. Es hat sich bei
der praktischen Ausführung der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, etwa neun solcher
Behälter 9 anzuwenden und danach die Zahl der Arbeitsstadien und der Gruppen von
Rührvorrichtungen und ,Siebzylindern oder anderen Aufnahmevorrichtungen zu bemessen.
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Die beiden Behälterreihen stehen nun einesteils durch schleifenartige
Leitungen oder Kanäle 82, 86, 93, 94, anderseits durch Pumpenleitungen xo4, zog
miteinander in Verbindung. Die Verbindungsleitung 82, 93 besteht zunächst aus an
den Längswänden 3o der ersten Behälterreihe 24, 25 angeordneten Behältern 82, die
mit den Außenwänden 83 versehen sind und beliebig mit den die Zylinder 51 oder sonstige
Stoffaüfnahmevorrichtungen enthaltenden Behältern 25 sowie mit einer röhrenartigen
cder zellenartigen Abteilung 86 an ihrem Stirnende in Verbindung stehen. Diese Abteilung
86 ist vom Behälter 82 durch die Wandung 88 getrennt, welche mit einer Durchgangsöffnung
87 versehen ist, die durch eine verschiebbare Klappe 88 beliebig abgedüclct werden
kann, die hier beispielsweise mittels Zahnstange 89 und mittels auf der Welle 9z
sitzcnden Zahnrades 9o beliebig gehoben und geEenkt werden
kann,
so daß man verschiedene Flüssigkeitshöhen in den Behältern 82 und 86 aufrechterhalten
und die Strömung der Flüssigkeit entsprechend regeln kann.
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Die Anordnung kann auch derart sein, daß sämtliche Zahnstangen
89 und Klappen 88 gleichzeitig bewegt werden können, um die in der oben offenen
Abteilung stehende Flüssigkeitssäule in allen Arbeitsstadien je nach der Viskosität
oder sonstigen Beschaffenheit der zu behandelnden Flüssigkeiten einstellen zu können.
Die oben und unten offene Abteilung 86 setzt sich nach unten mittels des Standrohres
93 in den darunterbefindlichen Vorratsbehälter 2o fort. Die Leitung
93 setzt sich nach unten in die querliegende Rohrleitung 97 fort,
die hier beispielsweise, wie aus Abb. 6 ersichtlich, an den beiden Enden mit den
entsprechenden Standrohren 93, 86 in Verbindung steht und einen Siebmantel
94 besitzt, durch den die Flüssigkeit in den Vorratsbehälter 2o eintreten kann.
Durch Abnehmen der Kappen 95 kann die Leitung 94 gereinigt werden.
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Um einen ventilartigen, gegebenenfalls regelbaren, dichten Abschluß
zwischen Standrohr 93
und Querrohr 94 zu erzielen, ist bei der vorliegenden
beispielsweisen Ausführungsform die Einrichtung derart getroffen, daß das untere
offene Ende etwas nach innen in das Siebrohr 94 hineinragt. Es ist dort mittels
einer hier beispielsweise konisch gestalteten Ventilklappe 98 verschlossen,
die an einem über die Rolle ioo geschlungenen und an seinem freien Ende durch Gewicht
ioi ausbalancierten Seil 9g, einer Kette o. dgl. hängt. Auf diese Weise kann das
so gebildete Ventil 98 so lange selbsttätig geschlossen gehalten werden,
bis die darüber in den Rohrleitungen 93, 86 stehende Flüssigkeitssäule sich
gesetzt und ihre Luftblasen abgegeben hat bzw. so schwer geworden ist, daß sie das
Ventil herunterdrückt und öffnet. Es wird also auf diese Weise eine stehende Flüssigkeitssäule
in der Rohrleitung 86, 93 geschaffen, die durch die Öffnung 87 von der Flüssigkeit
des Behälters 82 aus gespeist wird und in der die verhältnismäßig warme, meistens
eine Temperatur von etwa 7o bis g4° C besitzende Laugenflüssigkeit, die wegen der
bei der Behandlung eingeschlossenen Luftblasen und wegen ihrer Viskosität besonders
stark schäumt, absetzen und dabei sich von den nach außen entweichenden Luft- oder
Gasblasen trennen kann.
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Die aus dem Siebrohr 94, 97 in den Behälter 22 gelangte, im
Siebzylinder- oder Aufnahmebottich 25 vom Zellstoff getrennte Flüssigkeit gelangt
nunmehr aus dem Vorratsbehälter 22 mittels der Pumpe 104 und durch die daran angesch:os-ene
Pumpenleitung io8, log in den Rührbehälter 24 zurück, welcher dem Siebzylinderbehälter
unmittelbar vorhergeht, aus dem die Laugenflüssigkeit stammte. Um weitere Möglichkeiten
des Schäumens und Störungen der Strömung im Behälter 24 auszuschließen, läßt man
die Laugenflüssigkeit aus der Pumpenleitung log vom Boden des Behälters 24 mittels
der Öffnung iio in diesen eintreten. Diese Öffnung kann mit einer Verschluß- oder
Ventilklappe oder einem Deckel 112 versehen sein, die sich auf senkrechten Führungen
iii bewegen kann und an einer senkrechten Stange 113 sitzt, die mittels eines Handrades
114 beliebig eingestellt werden kann, indem die Stange 113 mit der Klappe 112 verschraubt
ist, so daß die Größe der Öffnung und die Menge der in den Behälter 24 einströmenden
Flüssigkeit geregelt werden kann.
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Um einzelne Arbeitsstadien beliebig ausschalten zu können, bestehen
bei der hier vorliegenden Ausführungsform die Antriebswellen, insbesondere die Antriebswelle
42 für die Rührvorrichtung und die Antriebswelle 78 für die Preß- oder Gautschwalze
7o, aus einzelnen durch verstellbare Kupplungen verbundenen Abschnitten, und auch
die Wellen 5o der Siebzylinder 51, 61 können aus durch Kupplungen 81 verbundenen
Einzelabschnitten bestehen, um gegebenenfalls die Zylinder ausheben oder sie durch
ändere Zylinder oder andere Aufnahme- oder Abscheidevorrichtungen ersetzen zu können.
Demgemäß ist an der Außenseite der Einrichtung auch eine oder mehrere Umwegleitungen
14o angebracht, welche mit Absperrventilen o. dgl. versehen sind.
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Die Zuführung der geringen Menge von zweckmäßigerweise warmem Waschwasser,
als welches man am zweckmäßigsten das von der Papiermaschine herrührende weiße Abwasser
benutzen kann, geschieht am Ende der Einrichtung, und zwar beispielsweise oberhalb
der vorletzten Preß- oder Gautschwalze der Einrichtung bei 135 (Abb. 2), so daß
der Zellstoff dadurch vom Abnehmer" 12o in die letzte Behältergruppe 24, 25 eingeführt
wird, von wo die abgetrennte Flüssigkeit, die jetzt fast reines Wasser ist, in der
oben beschriebenen Weise nach unten in den letzten, in der Zeichnung am weitesten
rechts belegenen Vorratsbehälter 2o für die Behandlungsflüssigkeit strömt, um von
dort nach der linken Seite nach dem Eintrittsende der Einrichtung zu fließen. Der
gereinigte Zellstoff wird von der letzten Preßwalze entweder durch reines Wasser
abgespült, das jetzt nicht mehr durch die Einrichtung gelangt, oder wird in verhältnismäßig
trockenem Zustande entfernt und dann wie üblich weiterbehandelt. Dadurch, daß die
Preßwalzen nicht unmittelbar auf den Siebzylindern aufruhen, sondern unabhängig
davon
gelagert sind, wird die Faser geschont und nicht zwischen
den Walzen zerrieben, so daß ein langfaseriger Zellstoff bei dem neuen Verfahren
erhalten werden kann.
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Die Art der Bewegung und Behandlung der einzelnen dem neuen Verfahren
unterzogenen Agenzien ergibt sich besonders aus Abb. i und 2. Während in der einen
Reihe von Behältern sich die zu behandelnden Stoffe in der einen Richtung, beispielsweise
von links nach rechts, durch die verschiedenen Arbeitsgänge und Behältergruppen
bewegen, strömt in der anderen, hier unteren Behältergruppe die zum größten Teil
aus den zu behandelnden Stoffen selbst herrührende Wasch- oder Behandlungsflüssigkeit
in der dazu entgegengesetzten Richtung. Beide Ströme treten in jedem Arbeitsgang
nur durch die Schleifenleitung 82, 86, 93, 94 in Verbindung, die von dem Abscheide-
oder Aufnahme- oder Siebzylinderbehälter 25 der betreffenden Gruppe nach dem entsprechenden
Flüssigkeitsvorratsbehälter 2o dieser Gruppe führt und diesem die in dieser Gruppe
abgeschiedene Flüssigkeit zuführt. Von dem betreffenden Behälter 2o strömt dann
durch die Pumpenleitung 104, 109 ein Teil des Inhalts des betreffenden Behälters
2o in den in der Reihe vorhergehenden Misch- oder Rührbehälter 24, um von dort wieder
im Gleichstrom in den Abscheidebehälter 25 zurückzufließen, so daß der hier in der
Behältergruppe 24, 25 befindliche Stoff immer unter Zuhilfenahme einer Mischung
aus vorher abgeschiedener Flüssigkeit mit einer gewissen Menge von ihrem eigenen
Verdünnungsgrad entsprechender, aus den unteren Behältern 2o herrührender, entsprechend
weniger verdünnter Waschflüssigkeit gewaschen oder behandelt wird.
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In den unteren Behältern 2o nimmt der Verdünnungsgrad nach dem Eintrittsende
der Einrichtung ab, in den oberen Behältern 24, 25 dagegen nimmt er nach dem Eintrittsende
zu und nach dem Austrittsende des Zellstoffs hin ab.
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In Abb. i ist die Verbindung der beiden sonst. vollkommen getrennten
Behältergruppen mittels der oben beschriebenen Schleifenleitung verdeutlicht, wobei
rriit a mit einfachen Pfeilen der Weg der aus dem Siebzylinder 51 abgepreßten Flüssigkeit
und mit b mit doppelten Pfeilen der Weg des durch die Rohrleitung i35 zugeführten
geringen Anteils vom Waschwasser dargestellt wird.