DE593473C - Zellstoffkocher mit ringfoermiger Saugvorrichtung sowie Verfahren zum Aufschliessen zellstoffhaltigen Fasergutes unter Benutzung eines solchen Zellstoffkochers - Google Patents

Description

Untersuchungen haben gezeigt, daß sich beträchtliche Verbesserungen der Cellulosequalität beim Zellstoffkochen erzielen lassen, wenn man die Temperatur in jeder waagerechten Zone des Kochers praktisch gleichmäßig hält und zweitens, wenn man die Durchschnittstemperatur der Kocherbeschickimg vom oberen Teil des Kochers nach dem Boden zu allmählich abfallen läßt. Da der Flüssigkeitsdruck im unteren Teil des Kochers größer ist als im oberen Teil, wird hierdurch offenbar eine gleichmäßigere Einwirkung der Aufschlußfmssigkeit auf das Fasergut erzielt, indem im oberen Teil des Kochers bei höherer Temperatur und niedrigerem Flüssigkeitsdruck, im unteren Teil dagegen bei niedrigerer Temperatur und höherem Flüssigkeitsdruck gearbeitet wird.

Die Untersuchungen des Erfinders haben ferner gezeigt, daß es zur Erreichung der genannten Ziele vor allem notwendig ist, daß das Absaugen der Zirkulationsflüssigkeit vom Kocher möglichst gleichmäßig erfolgt, und zwar rund um den gesamten inneren Umfang des Kochers oder von Punkten innerhalb desselben, die voneinander gleich weit entfernt sind. Ferner, daß die Zirkulation der Flüssigkeit durch den Kocher, insbesondere während des eigentlichen Kochvorganges, entweder gleichmäßig von oben nach unten zur Siebvorrichtung erfolgt, durch welche die Flüssigkeit entfernt wird, oder daß die Zirkulation, wenn die Siebvorrichtung im gewissen Abstand vom Boden angeordnet ist, sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben zur Siebvorrichtung vor sich geht. Im letzteren Falle wird die Temperatur der Flüssigkeit, die unterhalb der Siebvorrichtung eingeführt wird, niedriger gehalten als die Temperatur jenes Flüssigkeitsteiles, der weiter oben eingeführt wird, wodurch erreicht wird, daß die Temperatur der Aufschlußflüssigkeit nach dem Boden des Kochers zu allmählich abfällt.

Derartige Ergebnisse konnten bisher nicht erreicht werden, und zwar auf Grund unzweckmäßiger Ausbildung der Saugvorrichtungen. Man hatte nämlich bisher nicht darauf Rücksieht genommen, daß die Flüssigkeit so gleichförmig wie nur möglich an allen Stellen des inneren Umf anges des Kochers abgesaugt werden muß. Die wirksame Siebfläche muß vielmals größer sein als die Querschnittsfläche des Absaugrohres, damit eine genügende Menge Flüssigkeit durch den wirksamen Siebquerschnitt abgesaugt werden kann, wenn die Fasern frei geworden sind und die Kochung demgemäß bereits eine Zeitlang stattgefunden hat. Bei den bisher verwendeten Ausbildungsformen der

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Siebvorrichtung hatte aber die verhältnismäßig große wirksame Siebdurchtrittsfläche das Ergebnis, daß während des ersten Teiles der Kochung, ehe die Holzspäne aufgeschlossen waren, ein Absaugen nur durch die Teile der Siebvorrichtung eintrat, die sehr nahe dem Saugrohr benachbart lagen. Nur wenn die Fasern allmählich frei wurden, dann erstreckte sich der Saugzug auch nach und nach auf den ίο gesamten Siebquerschnitt.

Es sind z. B. bisher trichterförmige Siebe am unteren Ende des Kochers vorgeschlagen worden, die von den Holzspänen gefüllt werden. Hierbei ist ein praktisch gleichförmiges Absaugen durch die wirksame Siebfläche unmöglich, indem auf den tieferen Stellen des Trichtersiebes auf Grund der ungleichmäßigen Verteilung des Stoffes eine kräftigere Absaugung stattfindet. Dann geht die über diesen Stellen stehende Laugensäule schneller durch den Kocher als an anderen Stellen, wo die Absaugung nicht so kräftig ist. Unter solchen Umständen kann die Temperatur der ganzen Flüssigkeitssäule im Kocher vom oberen Teil des Kochers bis zu seinem Boden nicht allmählich abnehmen.

Man hat auch ringförmige Siebe verwendet, die entweder im mittleren Teil des Kochers oder am unteren Ende desselben gelegen sind. Diese Ringsiebe bestehen gewöhnlich aus zylinderförmigen, perforierten, gegebenenfalls noch mit einem Drahtgewebe bedeckten Eisenblechen, zwischen welchen und der Kocherwand ein ringförmiger Raum gebildet wird, mit welchem die Absaugleitung verbunden ist. Durch diese Vorrichtung kann eine gleichförmige Absaugung der Lauge auch nicht erzielt werden, besonders nicht während des ersten Teiles der Kochung, weil der Raum zwischen Sieb und Kocherwand ringsherum verläuft. Deshalb findet während des ersten Teiles der Kochung die Absaugung der Flüssigkeit hauptsächlich in unmittelbarer Nachbarschaft der Absaugleitung statt. Die Temperatur kann somit auch hier im ganzen Kocher nicht vom oberen Ende bis am Boden des Kochers allmählich abnehmen.

Die obenerwähnten Übelstände werden durch die Saugvorrichtung nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß während der ganzen Kochung, also auch während des ersten Teiles desselben, eine gleichmäßige Absaugung der Kochlauge stattfindet, was ermöglicht, daß die Temperatur in jeder waagerechten Zone des Kochers praktisch gleichmäßig ist und die Temperatur in der ganzen Kochmasse vom oberen Teil des Kochers und nach dem Boden zu allmählich abfällt.

Dieses Ergebnis wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Saugvorrichtung aus zwei in Abstand übereinander angeordneten Sieben besteht, von denen das äußere mit einer großen Anzahl verhältnismäßig kleiner, das innere dagegen mit einer kleinen Anzahl verhältnismäßig großer Öffnungen versehen ist, sowie durch zwischen diesen Sieben durch Einschaltung von Zwischenwänden gebildete gleich große Kammern, von denen jede durch die Öffnungen des inneren Siebes hindurch mit dem Saugkanal und der Saugleitung in Verbindung steht. Die Summe der Flächen der Öffnungen in dem inneren Sieb soll sich zum Durchströmungsquerschnitt des Saugrohres in einer besonderen Weise verhalten, nämlich wie 1: 1 bis 2:1. Es ist zweckmäßig, daß die Größe der Öffnungen in dem inneren Sieb allmählich zunimmt, je weiter sie von dem Saugrohr entfernt sind.

Die Siebe sind nach der Erfindung gewölbt ausgebildet, konzentrisch zueinander angeordnet und mit einem Boden versehen. Das äußere Sieb weist nach einer Ausführungsform die Form von Siebrohrstücken auf, die sich in gleicher Entfernung voneinander vom ringförmigen Saugkanal aus gegen den Boden des Kochers zu erstrecken, und zwar unter Zwischenschaltung einer dem inneren Sieb entsprechenden, mit einer Öffnung versehenen Platte.

Ferner kann gemäß der Erfindung eine von der Druckleitung vor dem Erhitzer abgezweigte, nach dem unteren Kocherende führende Leitung vorgesehen sein, durch die ein kleiner Teil der aus dem Kocher abgesaugten Flüssigkeit ohne Erhitzung in das untere Ende des Kochers unterhalb der Siebvorrichtung wieder eingeführt wird, während der größte Teil der gleichförmig durch die Siebvorrichtung abgesaugten Flüssigkeit durch den Erhitzer hindurch in erhitztem Zustande dem oberen Teil des Kochers zugeführt wird. Es ist zwar bereits bekannt, bei Zellstoffkochern mit Laugenzirkulation unmittelbar hinter der Zirkulationspumpe eine Leitung von der Umlaufleitung nach dem unteren Teil des Kochers abzuzweigen, doch wird bei dieser bekannten Einrichtung die Lauge unmittelbar vor der Abzweigleitung erwärmt. Ferner sind auch Kocher mit Zirkialationseinrichtungen nicht neu, bei denen die umlaufende Lauge vor der Heizeinrichtung einem Rohrzweig zugeführt wird, von dem eine Rohrleitung in den unteren Teil, eine andere dagegen in den oberen Teil des Kochers mündet. Bei dieser bekannten Einrichtung handelt es sich jedoch um einen Kocher, in dessem Inneren weitere Heizkörper angeordnet sind, die eine Temperaturabstufung der Kochflüssigkeit, wie sie gemäß der Erfindung erzielt wird, nicht zulassen.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt:

Fig. ι zeigt den Kocher mit einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung und seinem Erhitzer sowie den zugehörigen Rohrleitungen.

" Fig. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. i.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-B von Fig. 2 in vergrößertem Maßstabe.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie C-D von Fig. 3.

Fig. 5 zeigt denselben Schnitt in schaubildlicher Ansicht.

Fig. 6 zeigt einen waagerechten Schnitt durch to eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 7 und 8 zeigen Einzelheiten der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung teilweise im Schnitt. Ein Kocher 21 ist an dem unteren Ende seines zylindrischen Teiles mit einer Siebvorrichtung 22 ausgerüstet, durch welche die Flüssigkeit mittels einer Pumpe 24 über ein Rohr 23 angesaugt wird, von wo aus die Flüssigkeit durch ein Rohr 25 auf der Druckseite der Pumpe zu einem Erhitzer 26 strömt, wo sie zweckmäßig indirekt erhitzt wird. ■ Aus dem Erhitzer wird die vorgewärmte Flüssigkeit durch ein Rohr 27 in den oberen Teil des Kochers eingeleitet.

Bisher wurde die Flüssigkeit, die dem Erhitzer durch das Rohr 23 bzw. durch das gestrichelt dargestellte Rohr 23' sowie 25 zugeführt wurde, in den unteren Teil des Kochers über das gestrichelt gezeichnete Rohr 37 zurückgeleitet, was zur Folge hatte, daß Flüssigkeit derselben Temperatur sowohl dem oberen als auch dem unteren Teil mit den erwähnten Nachteilen zugeführt wurde.

Der Teil der Flüssigkeit, weicher dem unteren Teil des Kochers 'zuzuleiten ist, wird durch das Rohr 25 auf der Druckseite der Pumpe abgezogen und über ein Rohr 28 in den unteren Teil des Kochers eingedrückt, ohne durch den Vor- -erhitzer 26 geschickt zu werden. Dadurch, daß man die Rohre 23 und 28 unisoliert läßt, wird die Flüssigkeit bis zu einem gewissen Grade in ihnen gekühlt, so daß sie in den unteren Teil des Kochers mit einer etwas niedrigeren Temperatur gelangt, als sie hat, wenn sie die Siebvorrichtung verläßt.

Der Stahlplattenmantel des Kochers ist mit ι bezeichnet; er hat eine Auskleidung 2. Die Siebvorrichtung ist auf der Innenseite der Kocherauskleidung ringsherum angebracht, und zwar im unteren Teil des Kochers. Sie besteht aus zwei Teilen X und Y, um eine Ausdehnung und Zusammenziehung zu ermöglichen. Die beiden Teile sind an das Saugrohr 23 ange- - schlossen. Die Siebvorrichtung besteht aus zwei Einzelteilen, einem äußeren Sieb 3, das mit einer großen Zahl von kleinen Löchern versehen ist, und einem inneren 4, das eine kleine Zahl von größeren Öffnungen 5 hat, die in Abstand übereinander angeordnet sowie durch Einschaltung von Zwischenwänden Kammern 13 bilden, von denen jede durch das innere Sieb 4 hindurch mit dem' Saugkanal H und der Saugleitung 23 in Verbindung steht. Nach der Zeichnung ist die Siebvorrichtung aus einer Anzahl von mit Winkelstücken oder Flanschen ausgerüsteten Siebplatten zusammengesetzt, die quer zur Siebvorrichtung angeordnet und miteinander vernietet sind. Die Winkelstücke oder Flansche der oberen Siebplatten sind mit 6 und 7, diejenigen der unteren mit 8 und 9 bezeichnet. Diese Winkelstücke oder Flansche 8, 9 des unteren Siebes bilden im vorliegenden Falle die Zwischenwände. Eine Platte 10 ist auf der Kocherauskleidung befestigt und bildet den Boden eines Kanals 11 in der halbkreisartig geformten Saugvorrichtung. An einer Stelle mündet in den Kanal 11 das Saugrohr 23.

Die Winkelstücke oder Flansche 8 und 9 auf den inneren Siebplatten stützen die untere Seite der äußeren Siebplatten 3 und unterteilen, wie erwähnt, den Zwischenraum zwischen den Sieben in eine Anzahl von besonderen Kammern 13. Die Flansche dienen weiter dazu, um den Sieben Festigkeit zu geben. Die Winkelstücke oder Flansche6,7,8 sind jedoch nicht wesentlich. Die Platten können einander überlappen und miteinander vernietet sein, oder sie können Kante bei Kante ohne Befestigung nebeneinandergelegt sein, wenn sie nur in dem nötigen Abstand übereinander angeordnet und mit Zwischenwänden versehen sind.

Wenn die Kreislaufpumpe arbeitet, wird die Flüssigkeit zuerst durch die Öffnungen des äußeren Siebes in die Kammern 13 eingesaugt. Aus diesen geht sie durch die Öffnungen 5 in den Kanal 11 und von hier zum Saugrohr 23. Nach einer-weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Öffnungen 3 um so größer sein, je weiter sie vom Saugrohr abliegen, so daß die größten Sieböffnungen auch am weitesten von dem Saugrohr entfernt sind. Auf diese Weise ist die durch jede der Öffnungen in der Zeiteinheit abgesaugte Flüssigkeitsmenge trotz wechselnder Drucke praktisch die gleiche. Durch genaues Anpassen der Flächen der Öffnungen 5 des Innensiebes im Verhältnis zueinander und der Flächensumme im Verhältnis zu dem Querschnitt des Saugrohres in der oben beschriebenen Weise ist es möglich, ein gleichmäßiges Absaugen der Flüssigkeit auf der ganzen Siebfläche während des Laugenumlaufs zu erzielen, d. h. sowohl vor als auch nach der Abscheidung der Fasern.

Bei Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung findet das Absaugen der Flüssigkeit auf dem ganzen inneren Kocherumfang gleichmäßig statt. Wie jedoch oben auseinandergesetzt wurde, braucht das Absaugen nicht notwendigerweise an dem gesamten Umfang stattzufinden, sondern kann auch an Stellen vor sich gehen, die voneinander gleichen Abstand haben.

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Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die Figur zeigt einen waagerechten Schnitt durch einen Zellstoffkocher, der kurz über der Siebvorrichtung durchgeführt ist. Der Plattenmantel des Kochers ist hier auch mit ι bezeichnet; er hat eine Auskleidung 2. Ein Rohr ii ist an dem inneren Umfang des Kochers angebracht. Die Enden des Rohres sind in kleinem Abstand voneinander angeordnet, um eine Ausdehnung und Zusammenziehung zu ermöglichen. Eine Anzahl von gelochten Saugrohren 31 sind in regelmäßigen Abständen mit dem Rohr 11 zu beiden Seiten des Saugrohres 23 verbunden, das in das Rohr 11 mündet. Die Rohre 31 erstrecken sich nach unten gegen den Boden 33 des Kochers längs seines konischen unteren Teiles. Die Rohre 31 können entweder alle von der gleichen Länge oder auch abwechselnd länger oder kürzer sein, wie das durch gestrichelte Linienzüge angedeutet ist.

Fig. 7 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch einen Teil des Kochers. Es ist durch ihn veranschaulicht, wie die Rohre 31 angebracht sind. Unmittelbar unter der Anschlußstelle ist zwischen jedem der Rohre 31 und dem Rohr 11 ein Flansch oder Winkelstück 35 vorgesehen, an dem eine Scheibe 34 angebracht ist. In dieser Scheibe ist eine Öffnung 36 ausgebildet, welche

den Öffnungen 5 (Fig. 3 und 4) entspricht. Was oben mit Bezug auf die Öffnungen 5 gesagt worden ist, das findet auch auf die öffnungen 36 Anwendung, d. h. daß die gesamte Flächensumme der Öffnungen im Verhältnis 1-: 1 bis 2 :1 zur Querschnittsfläche des Saugrohres 23 steht. Bei dieser Ausführungsform bilden so die Scheiben 34 die obenerwähnten inneren Siebe. Da die Rohre 31 die Flüssigkeit aus dem gesamten unteren Teil des Kochers absaugen, ist es bei dieser Ausführungsform nicht notwendig, Flüssigkeit in den Teil des Kochers unterhalb der Siebvorrichtung einzuleiten, wie das in Fig. ι dargestellt ist, wenn eine Siebvorrichtung nach Fig. 2 bis 5 verwendet wird.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Ringförmige Saugvorrichtung für Zellstoffkocher, die zweckmäßig im oberen Teil des unteren konischen Kocherendes angeordnet ist und durch welche die Kochflüssigkeit dem Kocher entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung (22) aus zwei im Abstand übereinander angeordneten Sieben (3, 4) besteht, von denen das äußere mit einer großen Anzahl verhältnismäßig kleiner, das innere dagegen mit einer kleinen Anzahl verhältnismäßig großer öffnungen versehen ist, sowie durch zwischen diesen Sieben (3, 4) durch Einschaltung von Zwischenwänden gebildete gleich große Kammern (13), von denen jede durch die Öffnungen des inneren Siebes (4) hindurch mit dem Saugkanal (11) und der Saugleitung (23) in Verbindung steht.
2. 2. Saugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächensumme der Öffnungen in dem inneren Sieb (4) sich zum Durchströmungsquerschnitt des Saugrohres (23) verhält wie 1:1 bis 2:1.
3. 3. Saugvorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Große der öffnungen in dem inneren Sieb (4) allmählich zunimmt, je weiter sie von dem Saugrohr (23) entfernt sind.
4. 4. Saugvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (3> 4) gewölbt ausgebildet, konzentrisch zueinander angeordnet und mit einem Boden

   (10) versehen sind.
5. 5. Saugvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Sieb die Form von Siebrohrstücken (31) aufweist, die sich in gleicher Entfernung voneinander vom ringförmigen Saugkanal

   (11) aus gegen den Boden des Kochers zu erstrecken, und zwar unter Zwischenschaltung einer dem inneren Sieb entsprechenden, mit einer öffnung (36) versehenen Platte (34).
6. 6. Zellstoffkocher mit Saugvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und einem außerhalb des Kochers angebrachten Erhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß von der an die Saugleitung (23) sich anschließenden Druckleitung (25) eine Leitung (28) vor dem Erhitzer (26) nach dem unteren Kocherende abgezweigt ist.
7. 7. Verfahren zum Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut unter Benutzung eines Zellstoffkochers nach Anspruch 6, in dem die KochfLüssigkeit über den Erhitzer in Umlauf erhalten und aus dem Kocher durch die Siebvorrichtung abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der gleichförmig durch die Siebvorrichtung abgesaugten Flüssigkeit durch den Erhitzer hindurch in erhitztem Zustande dem oberen Ende des Kochers zugeführt wird, während der kleinere Teil der aus dem Kocher abgesaugten Flüssigkeit ohne Erhitzung in das no untere Ende des Kochers und unterhalb der Siebvorrichtung wieder eingeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen