-
TECHNISCHES
GEBIET
-
Die
Erfindung betrifft ein System zum Zuführen von Suspension, vorzugsweise
einer Suspension von Schnitzeln in einem Flüssigkeitsträger, zu einem Druckgefäß in einer
Zellstoffmühle.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zum Zuführen einer Suspension
von Schnitzeln in einem Flüssigkeitsträger in ein
Vorimprägnier-Druckgefäß oder direkt
zu einem und in einen Kocher mit Dauerbetrieb, und zwar vorzugsweise
durch einen Einlass am Oberteil des druckbeaufschlagten Kochers.
Des Weiteren kann das System zum Zuführen von Suspensionen zu anderen
Arten von Druckgefäßen in einer
Zellstoffmühle,
zum Beispiel Kaustifizierungsdruckgefäßen, verwendet werden.
-
STAND DER
TECHNIK
-
1 zeigt
ein herkömmliches
System der in der Einleitung erwähnten
Art zur Zuführung
von Schnitzeln zu einem Kocher mit Dauerbetrieb. Aus einem Schnitzelbehälter 1 werden
die Schnitzel über eine
Dosiervorrichtung 2, die im Grunde aus einem rotierenden
Zellenrad mit verstellbarer Drehgeschwindigkeit und einer Niederdruckschleuse 3 in Form
einer Sternradschleuse besteht, einem Vordämpfungskessel 4 zugeführt, wo
die Schnitzel entgast und mit Hilfe des aus der Zellstoffmühle zurückgewonnenen
Dampfes vorgewärmt
werden. Aus dem Vordämpfungskessel 4 werden
die vorgedämpften Schnitzel über einen
Schnitzelsturz 5 einer Hochdruckschleuse 6 zugeführt. Die
Schleuse 6 für
Hochdruck, die eine so genannte Hochdruckschleuse umfasst, bildet
sozusagen einen Teil des Herzstücks
des herkömmlichen
Zuführungssystems
insgesamt. Sie funktioniert im Grunde wie eine Schleuse zwischen einerseits
dem Niederdruckteil, der durch die soeben erwähnten Teile und durch eine
nachgeschaltete Rückschleife,
die eine Leitung 7 mit einer ersten Pumpe 8, einem
Sandabscheider 9 und ein Sieb 10 mit einer Rückleitung 11 zum
Schnitzelsturz 5 und einen Puffertank 13 umfasst,
repräsentiert
wird, und andererseits einem Hochdruckteil, der durch eine von der
Hochdruckschleuse 6 zum Einlass 16 am Oberteil
des Kochers 17 mit Dauerbetrieb verlaufenden Steigleitung 15,
den Kocher 17 selbst, eine Rückleitung 18 für Extraktionsflüssigkeit
aus dem Kocher 17 und eine zweite Pumpe 19 in
der Rückleitung 18 repräsentiert
wird. Eine Hochdruckpumpe 20 führt dem oberen Teil des Kochers
Kochflüssigkeit
zu und trägt
dazu bei, den erwünschten
Druck im Kocher 17 aufrechtzuerhalten. Die Kochflüssigkeit
besteht einerseits aus Weißlauge,
die über
eine getrennte Leitung 12 zugeführt wird, und andererseits
aus rezirkulierter Flüssigkeit
aus dem Puffertank 13. Darüber hinaus ist eine Pumpe 21 zur
Rezirkulation von Schwarzlauge vorgesehen.
-
Wie
erwähnt
worden ist, umfasst die Schleuse 6 für Hochdruck eine Hochdruckschleuse,
die in einem Schleusengehäuse
langsam gedreht werden kann und vier durchgehende Kammern aufweist,
so dass die Schleuse in einer bestimmten Drehstellung mit einer
Schnitzeldosis aus dem Schnitzelsturz 5 gefüllt wird,
wobei die Dosis in der nächsten
Drehstellung unter der Wirkung der Pumpe 19 im Hochdruckteil
in die Steigleitung 15 ausgetragen wird. Die Hochdruckschleuse 6 weist
gewisse spezielle Vorteile auf: Sie beschädigt die Schnitzel nicht und
funktioniert als eine effektive Sperre gegen Rückblasen, sie ist robust und,
wie die Erfahrung gezeigt hat, sehr zuverlässig. Gleichzeitig weist sie
mehrere Nachteile auf: Sie ist sehr kompliziert und somit ist die
Herstellung teuer, sie wird pulsierend betrieben und muss deshalb
ziemlich oft zur Wartung abgeschaltet werden. Jedoch sind ihre Vorteile
als so groß erachtet
worden, dass sie im Grunde während
mindestens 40 Jahren unverändert
geblieben ist und immer noch weltweit als Schnitzelschleuse für Schnitzelkocher mit
Dauerbetrieb verwendet wird. Auch der Rest des Zuführungssystems
ist während
dieses Zeitraums weitgehend unverändert geblieben. Es sind im
Laufe der Jahre gewisse Varianten vorgeschlagen worden. Zum Beispiel
beschreibt die US-B 5 476 572 ein modifiziertes System, das jedoch
immer noch auf der Verwendung der bekannten Hochdruckschleusenart beruht.
-
Es
sind auch Zuführungssysteme
vorgeschlagen worden, die andere Einspeisevorrichtungen als die
Hochdruckschleuse mit selbiger verwenden. Somit beschreibt zum Beispiel
die US-A 3 874 996 ein System, bei dem eine Niederdruckpumpe die Schnitzel
in Form einer Aufschlämmung
einem Zylinder über
ein Absperrventil zuführt,
wonach das Ventil geschlossen und der Inhalt des Zylinders mit Hilfe
einer Hochdruckpumpe in den Reaktor getrieben wird. Somit wird auch
dieses System mit einer Schleuse und deshalb auf pulsierende Weise
gemäß dem gleichen
Grundprinzip wie das herkömmliche
System betrieben, wenn auch mit anderen Komponenten. Soweit der
Anmelderin bekannt ist, ist das System niemals in der Praxis verwendet
worden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zuführungssystem der eingangs erwähnten Art
bereitzustellen, wobei das System nicht auf der Verwendung einer
als eine Schleuse zwischen den Niederdruck- und den Hochdruckteilen
des Systems betriebenen Zuführungsvorrichtung
basiert. Stattdessen schlägt
die Erfindung die Bereitstellung eines einfacheren Zuführungssystems
mit weniger Druckzuführungsleitungen
als bei herkömmlichen
Systemen vor, aber ohne dadurch das Erfordernis außer Acht
zu lassen, dass die Schnitzel oder dergleichen nicht durch die Zuführungsglieder
beschädigt
werden dürfen.
Diese und andere Aufgaben können
dadurch gelöst
werden, dass das Zuführungssystem
mindestens eine Pumpe zwischen einem Niederdruckteil und dem Druckgefäß zum Treiben
der Suspension von dem Niederdruckteil in das Druckgefäß umfasst,
wobei die Pumpe jener Art ist, die einen Stapel, einen so genannten
Scheibenstapel umfasst, der aus mehreren parallelen Scheiben besteht,
die zusammengehalten werden und in einem Pumpengehäuse um eine
gemeinsame Drehachse rotieren, wobei die Räume zwischen den Scheiben größer sind
als die Teilchen in der Suspension, und einen axialen Einlass und
einen tangentialen Auslass für
die Suspension aufweist. Pumpen dieser Art sind unter dem Handelsnamen
DISCFLO bekannt. Das Grundprinzip der Pumpenart wird in der EP-0
016 825 beschrieben, und Ausgestaltungen der gleichen Pumpe werden
in den US-Patenten 4 514 139, 4 768 920 und 4 773 819 beschrieben.
Diese Pumpenart wird zu einem erheblichen Ausmaß, aber mit relativ kleinen Abmessungen,
für das
Pumpen von lebenden Fischen, frischen Früchten und anderen leicht beschädigbaren
Produkten verwendet. Jedoch weist diese Pumpenart gewisse Beschränkungen
auf. Somit ist es zweifelhaft, ob eine einzige Pumpe dieser Art
die bedeutenden Druckanstiege erzeugen kann, die zum Treiben von
Schnitzeln aus dem Niederdruckteil in den Kocher, ohne unter anderem
die Gefahr einer Beschädigung
der Schnitzel, erforderlich sind. Angesichts der Abmessungen, die
eine einzige Pumpe benötigen
würde,
um den erwünschten
Druck und die erwünschten
Durchflüsse
erzeugen zu können,
wäre des
Weiteren die Regelung dieser Pumpe sehr teuer. Diese Probleme lassen
sich in einem erheblichen Maße
mittels zweier oder mehr Pumpen, die im Folgenden als Scheibenstapelpumpen
bezeichnet werden und in Reihe geschaltet sind, und zwar vorzugsweise über eine
Rückleitung
zwischen dem Kocher oder äquivalenten
Druckgefäßen und
einer Verbindungsleitung zwischen der Auslassleitung, die von einer
ersten der in Reihe geschalteten Pumpen ausgeht, und der Einlassleitung,
die zu einer anderen nachgeschalteten Pumpe verläuft, die die zweite der Scheibenstapelpumpen
bildet, und durch einen Flüssigkeitsstrom,
der so angelegt ist, dass er in die Verbindungsleitung eingeleitet
und so mit der durch die erste Scheibenstapelpumpe in die Verbindungsleitung
herausgepumpten Suspension vermischt wird, lindern. Dadurch werden
beträchtliche
Vorteile erreicht, nämlich
Rückgewinnung
einer gewissen Menge des Energiegehalts in der druckbeaufschlagten Rückführflüssigkeit,
was zu einer verringerten Energiezuführung zur Bereitstellung des
erwünschten Druckanstiegs
im System führt.
Gemäß einem
alternativen Verfahren zur Verringerung des Gesamtenergiebedarfs
im integrierten System wird ein Rückführflüssigkeitsstrom von dem Druckgefäß über eine Rückleitung
zu einer Turbine, die zum Antrieb der Pumpe angeordnet ist, oder
der ersten Pumpe geleitet, wenn zwei oder mehr Pumpen in Reihe geschaltet
sind, um den Scheibenstapel in der Pumpe zu drehen.
-
Eine
Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, den Verzicht auf
andere Teile des oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
herkömmlichen
Zuführungssystems
zu ermöglichen.
Dazu ist eine der in Reihe geschalteten Zufuhrpumpen, zweckmäßigerweise
die zweite Scheibenstapelpumpe oder eine mit Letzterer in Reihe
geschaltete nachgeschaltete Scheibenstapelpumpe, so angeordnet, dass
sie mit einer variablen Drehgeschwindigkeit gedreht werden kann,
um den Druck im Kocher zu regeln.
-
Noch
eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein sogar noch
weiter verbessertes Zuführungssystem
bereitzustellen, das mindestens eine Zufuhrpumpe der oben genannten
Art, die hier als Scheibenstapelpumpe bezeichnet wird, umfasst,
wobei das System so angeordnet ist, dass es eine unerwünschte Dampferzeugung
oder ein so genanntes Rückblasen
im Schnitzelsturz oder anderen Einheiten im Niederdruckteil des
Systems wirksam verhindern kann.
-
Weitere
Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung gehen aus den angehängten Patentansprüchen und
der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
des Systems hervor.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
-
In
den Zeichnungsfiguren zeigt:
-
1 eine
perspektivische Ansicht des oben beschriebenen herkömmlichen
Zuführungssystems,
-
2 eine
perspektivische Ansicht eines Zuführungssystems gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
-
3 eine
schematische Seitenansicht von Teilen des Systems,
-
4 die
Pumpenanordnung in einer Sicht IV-IV in 3,
-
5 schematisch
das Prinzip der Pumpen, die hier als Scheibenstapelpumpen bezeichnet
werden und als Zufuhrpumpen im System enthalten sind,
-
6 eine
schematische Ansicht eines weiter verbesserten Systems gemäß einer
zweiten und bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
-
7 dieses
System in einer Sicht VII-VII in 6,
-
8 das
Prinzip einer in diesem System enthaltenen Pumpe, und
-
9 das
Prinzip noch eines weiteren, weiterentwickelten und verbesserten
Zuführungssystems, das
mindestens eine Scheibenstapelpumpe als Zufuhrpumpe für die Schnitzel
umfasst.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
In
den 2 bis 4 sind für Komponenten, die ein direktes Äquivalent
im herkömmlichen System
nach 1 haben, die gleichen Bezugszahlen wie in 1 verwendet
worden. Gemäß der Erfindung
sind zwei Scheibenstapelpumpen, nämlich eine erste Pumpe 25 und
eine zweite Pumpe 26, zwischen einer Wirbelkammer 14 und
der Zufuhrleitung 15 in Reihe geschaltet. Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Wirbelkammer 14 über einen sehr kurzen Schnitzelsturz 5 mit
dem axialen Einlass der ersten Pumpe 25 verbunden. Die
beiden Pumpen 25 und 26 werden jeweils durch einen
Motor 27 bzw. 28 angetrieben. Zwischen dem tangentialen
Auslass der ersten Pumpe 25 und dem axialen Einlass der
zweiten Pumpe ist eine Verbindungsleitung 29 vorgesehen, siehe 4.
Die Zufuhrleitung 15 ist mit dem tangentialen Auslas 30 der
zweiten Pumpe 26 verbunden, siehe 3.
-
Die
beiden Pumpen 25 und 26 sind der oben kurz beschriebenen
Art und werden hier als Scheibenstapelpumpen beschrieben. Das Konstruktionsprinzip
wird in 5 gezeigt, die in diesem Fall
die erste Pumpe 25 darstellt, obgleich die zweite Pumpe 26 im
Grunde in der gleichen Weise ausgeführt ist, jedoch mit anderen
Abmessungen, was weiter unten erläuterte Gründe hat. Das Pumpengehäuse ist
allgemein mit 35 bezeichnet worden. Eine Pumpengehäusekammer 36 weist
einen axialen Einlass 37 und einen tangentialen Auslass 38 auf.
In der Pumpengehäusekammer
befindet sich ein so genannter Scheibenstapel 39, der aus
mehreren parallelen, ringförmigen
Scheiben 40, die jeweils ein mittleres Loch 41 aufweisen,
und einer Scheibe 42 besteht, die ein mittleres Teil aufweist,
das mit einer Antriebswelle 44 verbunden ist, die sich
axial gegenüber
der Einlassöffnung 37 befindet.
Die Scheiben sind durch Verbindungselemente 45 miteinander
verbunden, so dass sie den integrierten Scheibenstapel 39 bilden,
der durch den Motor 27 über
die Antriebswelle 44 als eine Einheit um eine Drehachse 45 gedreht
werden kann. Zwischen den Scheiben befinden sich Räume 46,
die größer sind
als die Länge
der Schnitzelteile. Die Größe der Räume 46,
das heißt
der Abstand zwischen den Scheiben, liegt zweckmäßigerweise zwischen 20 und
200 mm. Wenn der Scheibenstapel 39 gedreht wird, ziehen
die Scheiben 40, 42 das Medium in die Räume 46 und
treiben dieses Medium durch den Auslass 38 nach draußen, ohne
dass sich große
Druckunterschiede ergeben. Frisches Medium, das heißt Schnitzel
zusammen mit ihrem Träger in
Form von Flüssigkeit,
wird durch den Einlass 37 hereingesaugt und über die
mittleren Öffnungen 41 an
die Räume 46 zwischen
den Scheiben verteilt.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die erste Pumpe 25 zur Erhöhung des Drucks von ca. 1,3
bar in der Wirbelkammer 14 auf ca. 5–10 bar in der Verbindungsleitung 29 angeordnet,
und die zweite Pumpe 26 ist zur weiteren Erhöhung des
Drucks auf einen erforderlichen Hochdruck von ca. 13 bis 17 bar
zum Antrieb der Schnitzelsuspension und der Flüssigkeit über die Steigleitung 15 nach
oben zum Einlass 16 und in den Kocher 17 angeordnet.
Da sich diese Ausführungsform
auf eine Anwendung mit einem Kocher bezieht, der mit Flüssigkeit
aufgefüllt
ist, wird ein nach unten speisendes Toppsieb zur Abtrennung der Transportflüssigkeit
von der Suspension verwendet. Wie dem Fachmann bekannt ist, besteht
das Toppsieb aus einer innerhalb des Siebkorbs angeordneten Einspeiseschnecke.
Eine Abzugsleitung 50 für rückgeführte Transportflüssigkeit
gabelt sich in zwei Rückleitungen 51 und 52.
Die Leitung 51 führt
eine Komponentenströmung über ein
Druckreduzierventil 53 zu der Verbindungsleitung 29 zwischen
den Pumpen 25 und 26.
-
Diese
Komponentenströmung
unterstützt den
Betrieb der zweiten Pumpe 26, wodurch die Leistung des
Antriebsmotors 28 der zweiten Pumpe 26 wesentlich
reduziert werden kann.
-
Der
Druck in der Leitung 51 wird im Druckreduzierventil 53 so
verringert, dass er dem Druck in der Verbindungsleitung 29 entspricht.
Eine Komponentenströmung,
die ca. 25 bis 50% des Durchflusses entspricht, wird durch die Rückleitung 51 in
die erste Pumpe 25 gespeist. Dies bedeutet, dass die erste
Pumpe 25 mit wesentlich weniger Durchfluss betrieben wird
als die zweite Pumpe 26, und dass sie demgemäß dimensioniert
werden kann.
-
Ein
Gemisch aus Rückführflüssigkeit
in Form einer zweiten Komponentenströmung vom Kocher 17 und
Weißlauge
aus der Weißlaugenleitung 12 wird durch
die Leitung 52 und die Verbindungsleitung 56 von
der Weißlaugenleitung 12 in
den sehr kurzen Schnitzelsturz 5 stromaufwärts der
Wirbelkammer 14 geleitet.
-
Die
zweite Pumpe 26 ist vorzugsweise zum Betrieb mit einer
variablen Drehgeschwindigkeit zur Regelung des Drucks im Kocher 17 angeordnet.
-
In
den 6 und 7 sind für Komponenten, die ein direktes Äquivalent
in den vorhergehenden Figuren haben, die gleichen Bezugszahlen verwendet
worden. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
des Systems, die in den 6 und 7 schematisch
dargestellt worden ist, wird die Komponentenströmung vom dem Kocher 17 durch
die Leitung 51 nicht zur Verbindungsleitung 29 zwischen
der mit 25' bezeichneten
ersten Pumpe und der zweiten Pumpe 26, sondern zum tangentialen
Einlass 60 einer Turbine 61 zurückgeführt. Bei
der Turbine kann es sich um eine Francis-Turbine mit einstellbaren Leitschaufeln
zur Regelung der Drehgeschwindigkeit der Turbine und mit einem Schaufelrad 62 und
einem axialen Auslass für
die Flüssigkeit
handeln. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Francis-Turbinen erstreckt sich jedoch eine mit dem Schaufelrad 62 verbundene
Welle 63 durch den axialen Auslass der Turbine heraus.
Darüber
hinaus ist die Turbine 61 über ihren axialen Auslass mit
dem Einlass der Wirbelkammer 14 verbunden, die wiederum
mit dem axialen Einlass der ersten Pumpe 25' verbunden ist. Weiterhin erstreckt
sich die Turbinenwelle 63 durch die Wirbelkammer 14 und
durch die Einlassöffnung
der ersten Pumpe 25' und
ist mit dem Scheibenstapel 39, genauer mit dem Scheibenstapel 39 im
inneren Teil der Pumpengehäusekammer 36,
verbunden.
-
Der
Rückstrom
durch die Leitung 51 ist vorzugsweise ohne Druckverminderung
zum Antrieb der Turbine 61 ausgelegt, die wiederum bei
Normalbetrieb die erste Pumpe 25' über die Welle 63 antreibt. Es
ist jedoch ein Motor 26 zum Antrieb der Pumpe 25' bei Bedarf
vorgesehen, wie zum Beispiel beim Anfahren der Anlage. Am Auslass
der Turbine 61, der mit dem Einlass der Wirbelkammer 14 verbunden
ist, wird der erwünschte
Mischwirbel für
eine homogene Verteilung der Schnitzel erhalten. Dieser Wirbel liefert
des Weiteren einen positiven Beitrag zur Funktion der Scheibenstapelpumpe 25'. Aus der Wirbelkammer 14 fließt die rotierende
Flüssigkeit
in den ringförmigen
Zwischenraum 37',
der die Welle 63 im Bereich des axialen Einlasses der Pumpe 25' umgibt. Durch
geeignete Dimensionierung der Turbine 61 kann diese einen
hohen Wirkungsgrad erreichen, weshalb es möglich ist, die erste Pumpe 25' den Großteil der
Gesamtdruckbeaufschlagung in den beiden in Reihe geschalteten Pumpen 25' und 26' bereitstellen
zu lassen, und zwar trotz einer minimalen Energiezufuhr vom Antriebsmotor 27.
Gemäß dieser Ausführungsform
kann die zweite Scheibenstapelpumpe 26 im ersten Fall zur
Regelung des Drucks im Kocher 17 verwendet werden. Die
Vorteile dieses entwickelten Systems sind eine weiter verbesserte Energierückgewinnung
im Vergleich zu dem System nach den 2 bis 4,
eine bessere Schnitzeleinführung
und ein wünschenswertes
Holz/Flüssigkeits-Verhältnis für die erste
Pumpe 25'.
Darüber
hinaus können
sowohl die Turbine 61 als auch die Pumpe 25' sehr robust
mit einem Doppellager ausgeführt werden,
das heißt
einem Lager für
die Welle 63 sowohl im Turbinengehäuse als auch im Pumpengehäuse.
-
Dank
der Erfindung kann die in das Druckgefäß eingeleitete Suspension ein
größeres Schnitzel/Flüssigkeits-Verhältnis aufweisen
als bei herkömmlichen
Systemen, die mit einer Hochdruckschleuse betrieben werden, das
heißt,
sie kann einen Schnitzelgehalt von über 5 Gew.-%, vorzugsweise
einen Schnitzelgehalt von 8 bis 20 Gew.-%, zweckmäßigerweise
8 bis 15 Gew.-%, aufweisen. Der Durchfluss kann zum Beispiel 200
bis 600 l/s, zweckmäßigerweise
250 bis 350 l/s, betragen.
-
Die
Temperatur im oberen Teil des Kochers 17 und somit auch
in der Lauge, die durch die Leitung 50 abgezogen wird,
liegt normalerweise zwischen 110 und 130°C, zum Beispiel bei 120°C. Wenn eine Lauge,
die so heiß ist,
in den Niederdruckteil des Systems geleitet wird, wie unter Bezugnahme
auf die 6 und 7 beschrieben,
kann die Gefahr eines so genannten Rückblasens oder zumindest einer
unerwünschten
starken Dampferzeugung im Einleitungsschnitzelsilo nicht außer Acht
gelassen werden. 9 zeigt eine weiterentwickelte
Ausführungsform des
Zuführungssystems,
bei der diese Gefahr beseitigt worden ist. Gemäß der weiterentwickelten Ausführungsform
umfasst das System einen Flüssigkeitsaustauscher 70 für Transportflüssigkeit.
Was den Rest anbetrifft, entsprechen die Vorrichtungen im System
im Wesentlichen denen mit Bezugnahme auf die 6–8 beschriebenen.
Somit sind diesen Teilen des Systems die gleichen Bezugszahlen wie
in den 6–8 verliehen
worden.
-
Die
gezeigten Hauptteile des Flüssigkeitsaustauschers 70 für Transportflüssigkeit
besteht aus einer vertikalen Einspeiseschnecke 71, die
in einem vertikalen Fördergehäuse 72 betrieben
wird. Der untere Teil des Fördergehäuses ist
als vertikales, zylindrisches Sieb 73 ausgebildet, das
durch ein Siebgehäuse 74 umgeben
wird, welches gemäß der US-A-5 504
987 und/oder US-A-5 503 323 geeignet ausgeführt ist. Der ringförmige Raum 75 zwischen
dem Sieb 73 und dem Siebgehäuse 74 wird als Siebkammer
bezeichnet. Im oberen Teil des Flüssigkeitsaustauschers 70 für Transportflüssigkeit
befindet sich eine Kammer 76, die als Flüssigkeitsaustauscherkammer
bezeichnet wird und vorzugsweise kein Schneckengewinde aufweist.
Die Schnecke 71 wird durch einen nicht gezeigten Motor 77 angetrieben, der
sich oben an der Vorrichtung befindet.
-
Vom
dem tangentialen Auslass 30 der zweiten Pumpe 26,
die in 9 nicht gezeigt wird, erstreckt sich eine Leitung 80 zu
einem Schnitzeleinlass 81 im Unterteil des Flüssigkeitsaustauschers 70 für Transportflüssigkeit.
Eine Leitung 83 erstreckt sich von einem Ablaufauslass 82 für Filtrat
im Siebgehäuse
zum Einlass 60 in die Turbine 61. Eine Komponentenströmung wird
aus der Leitung 83 über
eine Umgehungsleitung 89 zur Verbindungsleitung 29, siehe 7,
zwischen den beiden Pumpen 25' und 26 geleitet. Die
Leitung 12 für
Schwarzlauge erstreckt sich zur Wirbelkammer 14 zum Zusetzen
von Chemikalien, und durch diese Leitung kann auch eine Komponentenfiltratströmung aus
der Leitung 83 zugesetzt werden. Vom Oberteil des Kochers 17 erstreckt sich
eine Auslassleitung 51' für Lauge
mit einer Pumpe 86 zur Flüssigkeitsaustauscherkammer 76.
Vorzugsweise ist eine Leitung für
Weißlauge
stromaufwärts
der Pumpe 86 angeordnet. Eine Einlasszufuhrleitung für Schnitzel 15' erstreckt sich
von der Kammer 76 zum Oberteil des Kochers 17.
-
Das
beschriebene System funktioniert wie folgt. Aus dem tangentialen
Auslass 30 werden die Schnitzel als eine erste Suspension
in einer ersten Transportflüssigkeit
mit einer Temperatur, die 100°C nicht übersteigt,
durch Leitung 80 zum Schnitzeleinlass 81 und durch
diesen Einlass in den unteren Teil des Flüssigkeitsaustauschers 70 für Transportflüssigkeit
transportiert. Mit Hilfe der Schnecke 71 wird die Suspension
nach oben in den Flüssigkeitsaustauscher 70 für Transportflüssigkeit
geleitet, und zwar gleichzeitig mit dem Abzug eines Teils der ersten Transportflüssigkeit
durch den Auslass 82 und wird durch den Hochdruck, der
im Flüssigkeitsaustauscher
herrscht, recycelt, um die Turbine 61 anzutreiben, die
dazu installiert ist, so viel der kinetischen Energie in der durch
den Auslass 82 abgezogenen Flüssigkeit wie möglich zurückzugewinnen.
Der Motor 27 erfüllt
das verbleibende Energieerfordernis zum Antrieb der Pumpe 25'. Der Druckabfall
der Flüssigkeit in
der Turbine beträgt
ca. 10–15
bar. In der Flüssigkeitsaustauscherkammer 76 trifft
verdickte Suspension auf abgezogene und möglicherweise zugesetzte Lauge,
die durch die Leitung 51' und
durch die Pumpe 86 durch die obere Einlassöffnung 87 in
die Flüssigkeitsaustauscherkammer 76 geleitet
wird. Die Schnitzel werden aus der oberen Auslassöffnung 88 in
die Leitung 15' in
einer zweiten Suspension herausgedrückt, die aus der zugesetzten
Lauge zusammen mit dem verbleibenden Teil der ersten Transportflüssigkeit
besteht, die noch nicht durch die untere Auslassöffnung 82 abgezogen
wurde. Die zweite Suspension weist eine Temperatur von über 100°C, normalerweise
von 110–130°C, zum Beispiel
120°C, auf.
Der Flüssigkeitsaustauscher 70 für Transportflüssigkeit
mit seiner Transportschnecke 71 funktioniert in diesem
System als effizientes Hindernis für Rückblasen im System. Gleichzeitig
wird die Gefahr einer starken Dampferzeugung im Einleitungsschnitzelsilo
beseitigt. Die gezeigte Ausführungsform
mit dem Flüssigkeitsaustauscher 70 für Transportflüssigkeit kann
auch in Verbindung mit anderen Anwendungen ohne eine Hochdruckschleuse
verwendet werden.