DE633714C - Verfahren und Vorrichtung zum Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut, insbesondere nach dem Sulfitverfahren, aber auch nach dem Soda- oder Sulfatverfahren. In erster Linie ist an die Behandlung von Holz zur Herstellung von Zellstoff für Papier, Kunstseide, Cellulosederivate oder andere Zwecke gedacht, jedoch kann das Verfahren und die Vorrichtung auch bei der Behandlung von anderem mehr oder weniger verholztem Fasergut Anwendung finden.

Die Aufschließung von Fasergut ist im wesentlichen von drei Faktoren abhängig,

t5 nämlich von Temperatur, Druck und Konzentration der KochfLüssigkeit. Da die Verteilung und Stärke der Kochflüssigkeit im Kocher gewöhnlich von den Strömungen und dem Gehalt an wirksamem Aufschlußmittel

ao abhängt, wird das Fasergut gewöhnlich weder einer gleichmäßigen Einwirkung der Kochflüssigkeit noch einer solchen gleichmäßiger Zusammensetzung ausgesetzt. Daher werden einige Teile der Beschickung zu wenig, andere zu viel gekocht. Es treten ferner Verluste an Aufschlußmittel auf, welche z. B. auf Verdampfung von Säure zurückzuführen sind, die während der Kochung in Erscheinung tritt und welche eine Verdünnung der Kochflüssigkeit herbeiführt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die eben erwähnten Nachteile restlos zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, beim Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut, gemäß dein die Kochflüssigkeit von unten nach oben durch den mit Fasergut gefüllten Kocher hindurchgedrückt, am oberen Ende des Kochers abgeleitet und nach Erwärmung am unteren Ende wieder eingepreßt wird, die den Kocher vollständig ausfüllende Kochflüssigkeit zunächst einem unter niedrigerem als Kocherdruck stehenden Gefäß derart zuzuführen, daß sein Flüssigkeitsspiegel höher liegt als die an höchster Stelle im Kocher befindliche; unter hydrostatischem Druck stehende Kochflüssigkeit, und ferner in diesem Gefäß frei gewordene Gase zu kondensieren und der Kochfüissigkeit wieder beizumischen, welch letztere nach Aufheizung auf die erforderliche Temperatur dem Kocher am unteren Ende mittels einer Pumpe und/oder durch Einführung von Dampf, Druckluft oder · -gas in das Niederdruckgefäß wieder zugeleitet wird. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Kocher^ in dessen oberen Teil seiner Umlaufleitung ein Niederdruckgefäß derart angeordnet ist, daß sein Flüssigkeitsspiegel, über dem ein Kondensator und gegebenenfalls eine Leitung zur Einführung von Dampf, Druckluft oder -gas angeordnet ist, höher liegt als die an höchster Stelle im Kocher befindliche, unter hydrostatischem Druck stehende Kochflüssigkeit.

Hiernach- wird also der Inhalt des Kochers einerseits unter konstantem hydrostatischen Drude gehalten, wodurch die Flüssigkeit ver-

anlaßt wird, in das Fasergut einzudringen, andererseits ist der Kocher vollgefüllt mit Fasergut und Kdchflüasigkeit, so daß keM Raum geringeren Druckes vorhanden ist,¹ iff welchen abgeschiedene Gase aufsteigen kön-H-; ten öder in welchen das Fasergut unter. BiI-,: dung von Kanälen verschoben werden könnte. Die Kochflüssigkeit zirkuliert also unter Druck durch das kochende Fasergut, wobei ίο sie aus dem oberen Teil entnommen und im unteren Teil des Kochers wiedereingeführt wird. Erst nach Entfernung der Flüssigkeit aus dem Kocher wird der auf ihr lastende Druck in dem Niederdruckgefäß zeitweise verringert, so daß abgeschiedene Gase gesammelt, kondensiert und sofort der Flüssigkeit wieder zugemischt werden können, um die erforderliche Konzentration aufrechtzuerhalten. Die Flüssigkeit wird dann wieder erhitzt, bevor sie in den Kocher zurückgeführt oder mit. Frischdampf vermischt wird, wodurch ihre Temperatur auf den gewünschten Grad erhöht und so gleichmäßig aufrechterhalten wird.

Es ist zwar bereits bekannt, Kocher zur Behandlung von Zellstoff· während der Kochung unter den hydrostatischen Druck der Kochflüssigkeit zu setzen. Auch hat man über dem Flüssigkeitsspiegel der im Kocher enthaltenen Flüssigkeit ein Gefäß angebracht zur Aufnahme des Zuwachses an Flüssigkeit durch Beheizung mit injiziertem Dampf, ohne jedoch den Kocher vollständig mit Kochflüssigkeit auszufüllen.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, die Lauge von: unten in den Kocher einzuführen, diese oben abzuziehen, zu erwärmen und wiedereinzuführen. Ein anderer Vorschlag geht dahin, die ^r Lauge von unten in den Kocher einzuführen, die entstehenden Gase abzuziehen, darauf zu kondensieren und das so erhaltene Kondensat wieder in den Kocher einzuführen. Durch solche Verfahren lassen sieh die erwähnten Übelstände jedoch nicht vermeiden. Dazu ist es vielmehr notwendig, daß außer dem erwähnten Einfüllen der Kochflüssigkeit von unten in den Kocher und Abziehen am oberen Ende desselben sowie Wiedererwärmung und neuerliches Einfüllen von unten und außer dem Abziehen der entstehenden Gase, Kondensieren derselben und Rückführung des Kondensates gleichzeitig noch dafür gesorgt wird, daß der Kocher. vollständig mit¹ Kochflüssigkeit ausgefüllt ist, ferner dafür, daß die Kochflüssigkeit zunächst einer unter niedrigerem als Kochdruck stehenden Kammer zugeführt wird, deren Flüssigkeitsspiegel höher liegt als die an höchster Stelle im Kocher befindliche Koch-So flüssigkeit, um abgeschiedene Gase unter Aufrechterhaltung des hydrostatischen Druckes ι im Kocher sammeln, kondensieren und der umlaufenden Kochflüssigkeit wieder einverleiben zu können. Erst durch die Kombinav'Öpn dieser verschiedenen, im wesentlichen an :\>iifh bekannten Verfahrensmerkmale werden ,-,ifie oben geschilderten Nachteile vermieden. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Aufriß der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Vorratsbehälter für die Kochflüssigkeit, in dem sie unter atmosphärischem Druck aufbewahrt wird. Der Vorratsbehälter ist mit Heizrohren 2 sowie einem Zuflußrohr 3 für die Rohsäure versehen. Kondensatorrohre 4 sind in dem oberen Teil des Behälters vorgesehen, um alle Säuredämpfe zu kondensieren, welche aus der erhitzten Flüssigkeit aufsteigen. Nichtkondensierte Dämpfe gelangen durch das Abflußrohr 5 zu der Säurebereitungsanlage, wo sie in den Säuretürmen absorbiert werden.

Der Kocher 6 kann jede beliebige Größe und Gestalt haben. Unten steht er mit dem Rohr 7 (zum Abführen des fertigen Stoffes) in Verbindung, welches in der üblichen Weise mit einem Abblase- oder Entleerungsventil versehen ist. An seinem oberen Teil ist der Kocher mit einem Sieb S ausgestattet, um das Fasergut zurückzuhalten. Vom oberen Teil des Kochers ist eine Leitung 9 abgezweigt, die mit einem Sicherheitsventil 10 ausgerüstet ist.

Diese Leitung 9 führt in ein Gefäß ri, welches unter niedrigerem als Kocherdruck steht und zum Sammeln und Kondensieren abgeschiedener Gase dient und das sich bis unterhalb des oberen Teiles des Kochers erstreckt und so angeordnet ist, daß sein Flüssigkeitsspiegel höher liegt als die am höchster Stelle im Kocher befindliche Kochflüssigkeit. Der Flüssigkeitsspiegel ist durch die gestrichelte Linie x-x bezeichnet. Der Kocher wird vollkommen mit Fasergut gefüllt und mit Flüssigkeit unter Druck gehalten. Dadurch tritt keine oder fast keine Gasentwicklung im Kocher ein, und infolgedessen kann auch kein Verschieben des Fasergutes und damit keine Kanalbildung in Er- scheinung treten.

Das Ausflußende der Leitung 9 ist durch die Flüssigkeit innerhalb des Gefäßes 11 verschlossen. Das letztere besitzt eine Platte n_a, um eine heftige Bewegung* der Flüssigkeit zu verhindern. Von dem unteren Teil des Gefäßes 11 führt eine Leitung 12 zu einer Pumpe 13, durch welche die Flüssigkeit in den Kocher unter Druck zurückbefördert wird,- und zwar durch die Leitung 14, welche durch einen Heizraum 15 hindurchgeht und ein Rückschlagventil 16 besitzt. Außer oder

an Stelle der Pumpe 13 kann der hydrostatische Druck in der Anlage in bekannter Weise mit Hilfe von Dampf, Luft oder Gas, ζ. Β. Kohlensäure, aufrechterhalten werden, die durch das mit einem Ventil versehene Rohr 18' Zutritt zu dem Gefäß n finden. Auf diese Art ist ein Flüssigkeitskreislauf hergestellt, durch welchen die Kochflüssigkeit aus dem oberen Teil des Kochers abgezogen, der flüchtige Bestandteil kondensiert, die Flüssigkeit auf den ursprünglichen Grad ihrer Konzentration zurückgebracht und unter Druck in den unteren Teil des Kochers bei der erforderlichen Temperatur wiedereingeführt wird. Statt die Flüssigkeit durch den Erhitzer 15 zu erhitzen, kann Frischdampf durch das Dampf rohr 17 'in die Saugleitung 12 eingeführt werden oder aber in das Druckrohr 14 oder direkt in den Kocher; jedenfalls- vermischt sich dieser Frischdampf mit der Flüssigkeit und erhöht deren Tem- - peratur.

Sobald die Kochflüssigkeit in das Niederdruckgefäß 11 gelangt, steigen die aus-

«5 geschiedenen Gase auf und gelangen mit den Kondensatorrohren 18 im oberen Teil dieses Gefäßes in Berührung. Das Kondensat fällt in den unteren Teil des Gefäßes zurück, um die Kochflüssigkeit auf ihre ursprüngliche Konzentration zu bringen. Die etwa nicht kondensierten Dämpfe verlassen das Gefäß 11 durch eine Leitung 19, welche ein Absperrventil 20 besitzt, durch welches sie zu einem Kondensator oder Kühler 21 und von da zurück zum Vorratsbehälter 1 geführt werden. Eine Nebenleitung 22 steht mit der Leitung 19 in Verbindung, um die Dämpfe und unkondensierten Gase gegebenenfalls nach entsprechender Betätigung der Ventile 24 und 23 um den zweiten Kondensator oder Kühler 21 herumzuführen.

Eine Leitung 25 zweigt von der Seite des Kochers ab und stellt die Verbindung mit der Leitung 19 und der Nebenleitung 22 her; sie besitzt ein Absperrventil 26, welches in der geöffneten Stellung den Druck innerhalb des Kochers aufhebt und es gestattet, einen Teil der Flüssigkeit abzuziehen, und zwar als Vorbereitung zum Abblasen des Kochers, wenn die Kochung¹ zu Ende ist.

Wenn die Anlage arbeitet, wird der Kocher 6 bis zu seinem oberen Teil mit Holzspänen oder anderem Fasergut, das behandelt werden soll, gefüllt, wobei das Sieb 8 dieses daran hindert, in die Leitung 9 zu gelangen. Das Ventil 20 in der Leitung 19 und das Ventil 27 in der Flüssigkeitszufuhrleitung 28 werden geschlossen. Ein Vakuum wird dadurch hergestellt, daß man eine Saugpumpe einschaltet, welche in Verbindung mit dem Kocher steht. Dadurch wird die Luft aus dem Kocher und dem damit verbundenen Flüssigkeitskreislauf, und zwar soweit als möglich auch, aus den Poren des Fasergutes, entfernt, wodurch ein besseres Eindringen der Kochflüssigkeit ermöglicht wird. Das Ventil 30 in der Saugleitung 12 der Pumpe 13 wird geschlossen und das Ventil 27 in der Flüssigkeitszuführungsleitung 28 geöffnet, wodurch Kochflüssigkeit in den Kocher und das Kreislaufsystem gelangt, bis der Flüssigkeitsspiegel höher liegt als die an höchster Stelle des Kochers befindliche Kochflüssigkeit. Gleichzeitig kann Frischdampf eingelassen werden, um Wärme zuzuführen. Auch kann die Temperatur der Flüssigkeit über die der Flüssigkeit im Vorratsbehälter dadurch erhöht werden, daß sie durch den Erhitzer 15 hindurchläuft. Der Frischdampf wird vorzugsweise dem Saugrohr 12 der Pumpe zugeführt. Durch abwechselndes Öffnen und Schließen der Ventile 20 und 2J saugt die Pumpe 13 frische Flüssigkeit entweder aus dem Vorratsbehälter ι oder aus dem Gefäß 11 an. Eine Nebenflußleitung 29, welche von der Ausflußseite der Pumpe 13 zu deren Ansaugseite führt, besitzt ein Druckreduzierventil, um jede überschüssige Flüssigkeit außen herumzuführen und so den Druck im Kocher gleichmäßig zu erhalten.

Wenn der Kocher den gewünschten Druck erreicht hat und wenn sich femer ein genügender Überschuß an Flüssigkeit in dem Gefäß 11 angesammelt hat, um den Flüssigkeitsspiegel über das obere Ende des Kochers hinaus zu heben, so wird das - Ventil 27 geschlossen und das Ventil 20 geöffnet, um einen geschlossenen Kreislauf der Flüssigkeit aufwärts durch den Kocher hindurch herbeizuführen; dann strömt die Flüssigkeit durch die Leitung 9 zu dem Gefäß 11, aus dem sie durch die Saugleitung 12 zu der Pumpe 13 gepumpt und in den unteren Teil des Kochers durch ein Rohr 14 wiedereingeführt wird; auf diesem Wege wird sie wieder auf die erforderliche Temperatur aufgeheizt. Da sie im Kocher unter Druck steht und da der Kocher vollkommen gefüllt ist, so wird entweder gar keine oder nur sehr geringe Gasabscheidung und dementsprechend kein Aufwallen der Kochflüssigkeit innerhalb des Kochers eintreten. Die Druckverminderung beim Austritt der Flüssigkeit aus dem Kocher veranlaßt die erhitzten flüchtigen Bestandteile, zu verdampfen, aber diese Dämpfe werden nicht freigegeben, sondern kondensiert und innerhalb des Gefäßes 11 der umlaufenden Kochflüssigkeit wieder zugeführt. Unter gewöhnlichen Verhältnissen wird das Ventil 20 in de'r Leitung 19 geschlossen gehalten und ist nur unter besonderen Bedingungen oder wenn das Abblasen des Kochers vorbereitet

wixd, geöffnet, um die Rückkehr aller nicht kondensierten Dämpfe zu dem Vorratsbehälter zu ermöglichen. Wenn das Abblasen des Kochers vorbereitet wird, wird das Ventil 26 geöffnet, um die überschüssige Flüssigkeit abzuziehen, und nachdem es wieder geschlossen worden ist, wird Dampf eingelassen, um den für das Abblasen des Kochers in der üblichen Weise notwendigen Druck herzustellen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Kochen von zellstoffhaltigem Fasergut, gemäß dem die Kochflüssigkeit von unten nach oben durch den mit Fasergut gefüllten Kocher hindurchgedrückt, am oberen Ende des Kochers abgeleitet und nach Erwärmung am unteren Ende desselben wieder eingepreßt wird,, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kocher vollständig ausfüllende Kochflüssigkeit zunächst einem unter niedrigerem als Kocherdruck stehendem Gefäß derart zugeführt wird, daß sein Flüssigkeitsspie-

   gel höher liegt als die an höchster Stelle im Kocher befindliche, unter hydrostatischem Druck stehende Kochflüssigkeit und daß ferner in diesem Gefäß frei gewordene Gase kondensiert und der Kochflüssigkeit wieder beigemischt werden, welch letztere nach Aufheizung auf die erforderliche Temperatur dem Kocher am unteren Ende mittels einer Pumpe und/oder durch Einführung von Dampf, Druckluft oder' -gas in das Niederdruckgefäß wieder zugeleitet wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem mit Umlaufleitung für die Kochflüssigkeit ausgerüsteten Kocher, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Umlauf leitung (9, 12) ein Niederdruckgefäß (11) derart angeordnet ist, daß sein Flüssigkeitsspiegel, über dem ein Kondensator (18) und gegebenenfalls eine Leitung (i8') zur Einführung von Dampf, Druckluft oder -gas angeordnet ist, höher liegt als die an höchster Stelle im Kocher befindliche, unter hydrostatischem Druck stehende Kochflüssigkeit.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen