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Verfahren zum Kochen von Zellstoff unter Umwälzung der Lauge durch
eine Pumpe Es besteht eine Reihe von Verfahren, die das Ziel verfolgen, die Umwälzung,der
Lauge in Zellstoffkochern zu verbessern. Bei diesen bekannten Verfahren wird die
Kochflüssigkeit durch eine Pumpe oder auch durch einen Injektor in Umlauf gebracht,
während die Erwärmung des Kochgute sowohl auf indirektem Wege durch Erhitzer oder
auch auf direktem Wege durch Zusetzen des Heizdampfes in der Umpumpleitung oder
,auch im Kocher selbst vorgenommen wird.
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Die indirekte Beheizung bietet zwar den Vorteil, daß die Kochflüssigkeit
nicht durch das Dampfkondensat verdünnt wird, wodurch beim Sulfitverfahren eine
schädliche Verminderung des so wichtigen Kalkgehaltes der Kochlauge vermieden wird,
und daß außerdem mit Dampf gekocht werden kann, der einen Druck hat, welcher niedriger
ist als der zeitweise im Kocher herrschende. Mit diesen mit Erhitzern arbeitenden
Verfahren sind andererseits .aber auch große Nachteile verbunden. Wenn nämlich durch
dieHeizrohrenich.t sehr große Flüssigkeitsmengen mit großer Geschwindigkeit hindurchgeleitet
werden, so verkrusten die Rohre sehr leicht. Ferner ist entsprechend dem unterschiedlichen
Temperaturgefälle die Kochdampfaufnahme zu Beginn der Kochung sehr groß, gegen Ende
derselben jedoch sehr klein. Hinzu kommt noch, daß die Einrichtung zur Ausführung
dieser Verfahren wegen der großen Abmessungen der säurefesten Pumpen und Rohrleitungen
sehr kostspielig und daher in vielen Fällen unwirtschaftlich sind.
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Die Verfahren mit direkter Beheizung der umgewälzten Lauge waren bisher
mit dem Nachteil verbunden, daß nur Dampf verwendet werden konnte, welcher eine
den Kocherdruck übersteigende Spannung besaß. Dampf von niedriger Spannung, der
in Zellstoffabriken meist in großer Menge zur Verfügung steht und für den eine Verwendungsmöglichkeit
vielfach nicht vorhanden ist, konnte nach den bekannten Verfahren nicht benutzt
werden. Weitere Nachteile dieser Verfahren mit direkter Beheizung bestehen ebenfalls,
in der Gefahr der Verkrustung der Rohrleitungen und der Vergipsung des Kochgutes.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß man unter Vermeidung dieser Nachteile
der umgepumpten Lauge auf direktem Wege Wärme zuführen kann, wenn man unter Verwendung
eines zwecks Dampfzuleitung in die Druckleitung der Pumpe eingebauten Strahlapparats
so arbeitet, daß der dem unmittelbar hinter der Pumpe angeordneten Strahlapparat
zugeführte Dampf eine Spannung besitzt, die niedriger ist als die im Kocher herrschende
Spannung.
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Nach dem neuen Verfahren gelingt es, bei billigster Anlage und sparsamem
Betrieb Dampf niedriger Spannung zu verwenden. Außerdem ist es durch die Verwendung
derart niedrig gespannten Dampfes möglich, beim Sulfitkochverfahren mit Laugen höheren
Kalkgehaltes
zu arbeiten, was eine höhere Stoffausbeute bedingt und .außerdem die Kondensatverdünnung
wettmacht. Nebeneiner Ersparnis an Kohle wird ein sehr gleichmäßiger. Aufschluß
des Kochgutes und eine vembesserte Beschaffenheit des Stoffes bei schön8' rer Farbe
erzielt.
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Es ist zwar schon vorgeschlagen -worden, bei der direkten Erhitzung
der umgepumpten Lauge die Dampfzuführungsleitung an die Laugenumwälzeinrichtung
direkt anzuschließen, und zwar an die Druckleitung. Jedoch -erfolgte hierbei der
Anschluß ohne die Vermittlung eines Strahlapparats, so daß im Gegensatz zu der vorliegenden
Erfindung zwangsläufig die Spannung des zuzuführenden Dampfes nicht -nur in üblicher
Weise um ein bestimmtes Maß über dem Kocherdruck liegen muß, sondern es mußte die
Spannung darüber hinaus auch noch entsprechend der Förderhöhe der Pumpe vergrößert
werden.
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In ,anderen Fällen hat man ,auch schon den Dampf mittels zweier Strahlapparate
der Druckleitung der Pumpe zugeleitet. Hierbai hat man jedoch nicht beabsichtigt,
mit Dampf niedriger Spannung zuarbeiten, da dieAnordnung der Strahlapparate in dieser
bekannten Anlage ein Arbeiten nur bei. einem Druck gestattet, der über dem Kocherdruck
liegt; denn die Tatsache, daß bei diesem Verfahren einer Pumpe zwei Strahlapparate,
die in ganz verschiedenen Druckbereichen liegen, zugeordnet sind, macht die Verwendung
von Dampf niedriger Spannung unmöglich. Es -würde nämlich der eine Injektor, weil
er in einem bedeutend niedrigeren Druckbereich liegt als der andere, viel mehr Flüssigkeit
von der Pumpe als der andere erhalten. Um diesen Unterschied auszugleichen, müßte
n;an den ersten Injektor am Eintritts- oder Austrittsstutzen drosseln, wobei !er
aber abspringen und keinen Dampf mehr ansaugen würde. Es können also die beiden
Inj.ektoren als Anwärmev orrichtungen sich nur bewähren, wenn sie Dampf erhalten,
der höher gespannt ist als der im Kocher herrschende Druck.
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Endlich hat man auch schon versucht, durch eine Hintereinanderschaltung
mehrerer Injektoren, nämlich eines Injektors für Kochflüssigkeit und eines solchen
für Gas, Heizdampf in die Umpumpleitung einzuführen, indem der erstere mit Dampf
einer Spannung betrieben wurde, die niedriger sein kann als die im Kocher herrschende,
während letzterem Dampf von wesentlich höherem Druck zugeführt wird. Aus. theoretischen
Gründen würde eine derartige Vorrichtung überhaupt erst dann zu arbeiten vermögen,
wenn der Gesamtdruck dieser Injektoranordnung über dem im Kocher herrschenden Druck
liegen würde. Praktisch wird sich solch eine umständliche Anlage aber kaum jemals
bewähren.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise mit der in der
Zeichnung dargestellten Vorrichtung ausgeführt werden.
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Aus. dem Kocher i wird durch das an der tiefsten Stelle desselben
angeordnete Saugsieb 2 die Kochflüssigkeit mittels der außerhalb des Kochers liegenden
Schleuderpumpe 3 abgesaugt und durch den Strahlapparat 4 oben in den Kocher wiedereingeführt.
Das Druckrohr 5 kann zum Teil auch innen im Kocher (als Rohr 6) verlaufen,-wie dies
gestrichelt dargestellt ist. An den Saugstutzen des Strahlapparats 4 ist die Dampfleitung
7 angeschlossen, in die ein Regler 8 sowie ein Absperrückschlagventil9 eingebaut
sind. An die Saugleitung der Pumpe können zweckmäßig auch noch die Rohrleitungen
für Ablauge, Frischlauge und Frischwasser angeschlossen werden, so daß die Pumpe
auch zum Be-Iaugen, Waschen -und Ausspritzen des Kochers verwendet werden kann.
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Die Ausführung des Verfahrens der Erfindung gestaltet sich wie folgt.
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Bei in Betrieb gesetzter Pumpe 3 kommt die Kochflüssigkeit durch den
Strahl.apparat 4 hindurch in Umlauf, durch den ihr Dampf einer Spannung zugeführt
wird, die niedriger ist als die im Kocher herrschende Spannung. Beispielsweise kann
Dampf von 4 ;atü Spannung zugesetzt werden, während im Kocher ein Druck von 5 atü
herrscht. Der Regler 8, der von beliebiger Bauart sein kann (z. B. kann eine
Begrenzungsdüse Verwendungfinden), bewirkt einen während der ganzen Hcizzeit gleichbleibenden
Dampfzusatz, und das Rückschlagv entil sperrt selbsttätig ab, wenn die Pumpe 3 bei
den Dampfdruck übersteigendem Kocherdruck stehenbleiben sollte.
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Die Fördermenge der Pumpe kann z. B. für einen Zehntonnenkocher etwa
3 cbm in der Minute betragen. Ihre Förderhöhe richtet sich nach dem zu verwendenden
Druck im Kocher und in der Dampfleitung; sie wird gewöhnlicherweiste annähernd 2om
betragen. Es ergibt sich unter diesen Verhältnissen ein Kraftverbrauch von ungefähr
2o PS.
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Die zuzusetzende Dampfmenge wird bei einem derartigen Zehntonnenkocher
während der ganzen beispielsweise 7 Stunden dauernden Heizzeit bis zum Erreichen
der Höchsttemperatur etwa 3000 kg in der Stunde betragen. hTach diesen 7
Stunden wird die Dampfzufuhr abgestellt und sodann nur unter fortgesetztem Umpumpen
fertiggekocht. Die Dauer und die Stärke der Heizung richten sich zum Teil auch nach
der Zahl der vorhandenen Kocher, wobei anzustreben ist, daß
der
Gesamtdampfverbrauch' ständig möglichst gleichmäßig bleibt.
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Die Temperaturzunahme der Kochflüssigkeit im Strahlapparat ist bei
.dem Dampfzusatz in der beschriebenen Weise sehr. gering. Da außerdem die Kochflüssigkeit
an der Dampfzusatzstelle eine sehr hohe Ge-
schwindigkeit hat, so kann nirgends.
in der Anlage eine Verkrustung oder Vergipsung entstehen, so daß der Kalkgehalt
zwecks Ausgleichs der Kondensatverdünnung von Anfang an höher gehalten Zverden kann.