DE747261C

DE747261C - System for opening up wood and similar materials

Info

Publication number: DE747261C
Application number: DES134108D
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Schantz
Original assignee: MITTELDEUTSCHE SPINNHUETTE GmbH
Current assignee: MITTELDEUTSCHE SPINNHUETTE GmbH
Priority date: 1938-10-04
Filing date: 1938-10-04
Publication date: 1944-09-18

Description

Anlage zum Aufschließen von Holz und ähnlichen Stoffen Bei der bisherigen Arbeitsweise zur Gewinnung von Cellulose, z. B. aus Holz, werden die entsprechend vorzerkleinerten Ausgangsstoffe, z. B. Holzspäne, in druckfeste Kessel eingebracht. Hierauf wird die zum Aufschließen erforderliche Lauge. in die Kessel gepumpt, und der Kesselinhalt wird mit Hilfe mittelbarer oder unmittelbarer Heizung auf hohe Temperaturen erwärmt. Da die Kessel hermetisch verschlossen sind, steigt entsprechend der Erwärmung der Druck, so daß das aufzuschließende Gut diesen .hdhen Temperaturen und dem hohen Druck kürzere oder längere Zeit ausgesetzt ist. Wenn nach einer entsprechenden Zeit der Aufschließvorgang beendet ist, wird der Druck durch Abblasen entfernt und die aufgeschlossene Masse mit der Aufschließflüssigkeit abgelassen.System for opening up wood and similar substances In the previous one Procedure for the production of cellulose, e.g. B. made of wood, the accordingly pre-shredded raw materials, e.g. B. wood chips, introduced into pressure-resistant boiler. The lye required for digestion is then used. pumped into the boiler, and the boiler content is increased with the help of direct or indirect heating Temperatures warmed. Since the kettles are hermetically sealed, it increases accordingly the heating of the pressure, so that the material to be digested these .hdhen temperatures and is exposed to the high pressure for a shorter or longer period of time. If after a corresponding When the unlocking process is finished, the pressure is removed by blowing off and drained the digested mass with the digestion liquid.

Um das Holz vollkommen aufzuschließen, d. h. um reine ligninfreie Cellulose zu erhalten, müssen je nach der Art des zur Anwendung gelangenden Aufschließverfahrens ge- wisse Temperaturen, Drucke und Aufschlußzeiten genau eingehalten werden. Jede Änderung dieser drei Faktoren hat Änderungen der Güte ,der Cellulose zur Folge.To unlock the wood completely, ie to obtain pure lignin cellulose, must, depending on the type of arriving for application Aufschließverfahrens overall know temperatures, pressures and digestion times are strictly observed. Any change in these three factors results in changes in the quality of the cellulose.

Bei dem beschriebenen Aufschließverfahren besteht keine Gewähr, daß verschiedene dieser Faktoren in einem das gewünschte Ergebnis sicherstellenden Umfang eingehalten werden. Erfahrungsgemäß wird das Holz bei Temperatüren unter 13o° kaum, über 13o° dagegen in steigendem Maße bis zu der Normaltemperatur von 16o bis i7o° = 6 bis. 7 atü angegriffen. Das Holz ist also immerhin längere Zeit ständig zunehmenden Temperaturen und zunehmenden Drucken bis zu der Höchsttemperatur und dem Höchstdruck ausgesetzt. Genau die gleichen Vorgänge spielen sich in umgekehrter Reihenfolge beim Abblasen des: Druckes ab. Diese Unsicherheit hat oft zur Folge, daß werftolle Chargen nicht genügend o-ler zu stark aufgeschlossen sind. Es ist weiterhin bekannt, das Kochen von zellstoffhaltigem Material mittels außerhalb des Kochers in auf Kochtemperatur vor- erhitzter hochflüssi-l;eit durchzuführen. Zu diesem Zweck wird die Kochflüssigkeit z. B. in Heizschlangen vorerhitzt und dann in den Kochkessel eingeführt, wobei das Kochen unter Mitverw°ndung von wenigstens zwei unter Druck stehenden Behältern oder Kes- seln durchgeführt, -zwischen denen die auf Kochtemperatur erhitzte und unter Druck ge- haltene Kochflüssigkeit durch die Einwirkung von Druckgas pulsierend oder durchlaufend hin und li,#r 1@-°ttegt wird. Die Kessel werden so atittechseln@l gefüllt und geleert. Zur Durchführung derartiger Kochverfahren die- nen Vorrichtungen, bei denen mehrere neben- einanClerstehende Kocher und Speicher bzw. Vorratsbehälter an ihrem unteren Ende durch Latigenleitufigen über V=entile miteinander verbunden sind und di.@ weiterhin an ihrem oberen Ende mit einer besonderen Druckgas- einrichtung verbunden sind, mit deren Hilfe die Lauge in dein Kessel hin und her gepumpt wird. Diese bekannten Verfahren haben ebenfalls clen -Nachteil, daß die Kochbedingungen nicht genau kontrolliert ztt. eingehalten wereleii können. Das Unipumpen der Kochflüssigkeit nimmt längere Zeit in Anspruch, so daß nicht alle Teile des Gutes gleich lange mit der Kocllilüssi@keit behandelt werden. Weiterhin bereitet es auch technische Schwierigkeiten, die Kochtemperatur und den Druck während der Zeit dies Unipumpens konstant zu halten. Vor allein setzt aber das Unipumpen eine ge- naue LTllertvacliun- der in der !Anlage -herr- sch--n=len Drucke voraus. So muß z. B. bei L`llerdrücl;en der Lauge, heispielsw.eise vorn Kocher in einen riebailie-enden Ztvischen- l;essel, dafür Sorge getragen wer:len, elal-i der Druck in deiil Kochkessel dauernd steigt, gl-eichz eitig in denn Zwischenkessel dauernd fällt, je.-loch der Druckunterschie._1 zwischen beiden Kesseln nur sehr gering ist. Sonst be- s"elit nämlich die Gefahr, daß bei einem zu großen 1>rucl:u:ntersclii-ec1 ein zu geringer Druck ini Zwischenkessel gehalten wird und ,1;e Lauge dort zti kochen beginnt. Es ist bereits eine _'-,nordnung zum Auf- schließen von Holz llekannt, bei der das Vor- und Aufschlielen in zwei unterein- and-er angeordneten K:essel.n vorg:nommen '.t :r-1 und die Lauge aus dem Vorwärmer clurcli Jen dort erzeugten Dampfdruck in den Auf- -,-drückt wird. Hierbei wird die nu- .?ni Aufschlußkessel ter(lrängte Luft in .e@i t)i'ttal'111'r @'':1'eltet, so !-laß 1n letzt#erenl gegenüber dem Aufschlußkessel stets ein höli,erer Druck vorhanden ist. Bei diesem Verfahr-cm kann es nicht unterbleiben. daß die erhitzte Laue 'Eintreten Eintreten in den unter niedrigem Druck stehenden Aufschlußkessel in ül)erinäßiges Schäumen und Spritzen gerät. Die Erfindung hat sich die Aufgabe ge- stellt, cclie Nachteile der bekannten Aufschließ- verfahren zu beseitigen, und löst Auf- gabe dadurch, daß der in drt@i Arbeitstor- -ängen (Anwiirmen der Lauge, Aufschließen (le,s Holzes, Abblasen der Lauge) aufgeteilte Aufschlußvoräang in einer Vorrichtung vor- gcnoinTnen wird, in der der @'oru-ärmkess-el und Aufschlußkessel an ihrer Unterseite an eine gemeinschaftlich e Laugenleitung und der Vorwärinkessel, der Aufschlußkessel und (leg Abblasekessel unter Zwischenschaltung toll Regimitteln in Form von Ventilen u. dgl. an ihrer Ollerseite an eine gemeinschaftliche, mit crem Gasverdichter in Verbinnung stehende Druckgasleittuil; angeschlossen sind: dadurch lcöniien ciie einzeineri Behälter atzt einen je- tteilig gewünschten Druck gebracht und in' rlen jetteilig niiteiiian@t:r in Verbindung stelieliclen Behältern llei deren Umfüllung gleiche Drucke aufrechterhalten werden. Der Aufschlußvorgang wird so durchge- führt, daß die Aufschluf.lauge in dein oben liegen@_ien Vorwäriner auf die gewünschte Temperatur und dementsprechend gettiinsch- ten Druck gebracht wird. Gleichzeitig wird das z. B. chirch verschiedene Arten der Vor- z.erl;lüierer enispr°chen-<-1 vorbereitete Holz in rLen Aufschlußkessel ein--bracht. 'trbel- rlie Druckgasleitung wird in bei,;en Kesseli-i der :;reiche Druck eingestellt. Ist die Aufschluß- latige genüz;'en.l anriettärnit, so wirA dieselbe in cl_ai darunterli,genden Aufschlußkessel ab- gelassen. Da in beiden Kesseln gleicher Druck lieri-sclit, so erfolgt (las Ablassen ohne beson- ,lere :\laßnahinen unter Ausnutzung cles stati- schen Druckgefälles. Die Laue kann hierbei beispielsweise durch die gemeinsame Laugen- . leiturig geführt werden. Es ist aber selbst- verstä ndlich auch denkbar, clie Lauge durch eine rllnittelbar vorn Vorwärmer zum Atii- @.chlul:3l;essel führend;. Leituri;- überströmen zu lassen. R:i der erfinjltlgsg-einäßen Anordnung der Kessel wirc1,1 rreich-t, däl das aufzusch-ließen<le Gut in kürzester Zeit ton der gesamten Auf- die die für den @@ufschlul@tor- gang günstigste Temperatur 1nd-(1°n entspre- i chen-1en Druck hat, durchsetzt wird. Die auf- Wirkung vier Laug° tritt also augenl>liek;iich mit.er den dafür gülistigsten Be:lingungen ein. Weiterhin hat die erfin- @lungsgemäl3e Anordnung den ei-liei)liclien i V@rtcil, dar) irgendwelche @ruchr-rgulierun- -Cli :i1tfallen. I:s ist nur erforderlich, (Liz. in der Überströmleitung eingebauten Ventile zu öffnen. Der Druck bleibt durch die Druckgasleitung immer automatisch ausgeglichen.In the case of the digestion process described, there is no guarantee that various of these factors will be complied with to an extent that will ensure the desired result. Experience has shown that the wood will hardly grow at temperatures below 13o °, but above 13o ° it will increase to the normal temperature of 16o to 17o ° = 6 to. 7 ATU attacked. The wood is therefore exposed to constantly increasing temperatures and increasing pressures up to the maximum temperature and maximum pressure for a long time. Exactly the same processes take place in reverse order when the: Print. This uncertainty often leads to The result is that great batches are not enough or are too open-minded. It is also known to cook from cellulosic material means outside of the cooker in pre- heated highly fluid. to for this purpose the cooking liquid is z. B. preheated in heating coils and then in the Boiling kettle introduced, with the boiling using at least two pressurized containers or boilers seln carried out, -between which the on Boiling temperature heated and pressurized retained cooking liquid by the action pulsating or continuous from pressurized gas back and forth, # r 1 @ - ° ttegt. The boilers are so atittechseln @ l filled and emptied. To the Carrying out such cooking processes devices in which several related cookers and storage tanks or Reservoir through at its lower end Latigenleitufigen via V = entile with each other are connected and di. @ continues to be connected to their upper end with a special compressed gas facility are connected, with the help of which the lye pumped back and forth into your kettle will. These known methods also have clen disadvantage that the cooking conditions are not precisely controlled ztt. adhered to wereleii can. The unipumping of the cooking liquid takes a long time, so not all parts of the property have the same length as the Kocllilüssi @ keit are treated. Farther does it also cause technical difficulties, the cooking temperature and pressure during the time to keep this unipump constant. But above all, the university pumping exact LTllertvacliunders in the! plant -lord- sch - n = len prints ahead. So must z. B. at Squeeze the lye, for example at the front Cooker in a riebailie-ending Ztvischen- l; essel, take care of: len, elal-i der The pressure in the kettle rises continuously, at the same time in the intermediate tank continuously falls, ever-hole of the pressure difference_1 between both boilers is very low. Otherwise s "elit namely the danger that with one too large 1> rucl: u: ntersclii-ec1 too low Pressure is maintained in the intermediate tank and , 1; e lye begins to boil there. There is already a _'-, arrangement for the order closing of wood, where the pre- and opening into two other arranged K: essel.n made '.t: r-1 and the liquor from the preheater clurcli The steam pressure generated there in the -, - is pressed. Here the nu-.? ni digestion boiler (elongated air in .e @ it) i'ttal'111'r @ '': 1'eltet, so! -leave 1n last # erenl towards the digestion boiler always one Hell, the pressure is there. With this one Travel cm cannot be omitted. that the heated lukewarm 'entering into the under low pressure digestion vessel gets into ül) erinäßiges foaming and spraying. The invention has the object represents, cclie disadvantages of the known unlocking procedure, and dissolves given by the fact that the in drt @ i work gate -angen (application of the lye, unlocking (le, s wood, blowing off the lye) split Digestion process in a device gcnoinTnen in which the @ 'oru-ärmkess-el and digestion kettle on their underside a communal lye pipe and the Preheating boiler, the digestion boiler and (leg Blow-off boiler with interconnection great Regime means in the form of valves and the like their Ollerseite to a common, with crem gas compressor related Druckgasleittuil; are connected: thereby lcöniien ciie single container etches one partially desired pressure and in ' rlen jetteilig niiteiiian @ t: r in connection Stable containers and their transfer equal prints are maintained. The digestion process is carried out leads that the Aufschluf.lauge in your above lie @ _ien Vorwäriner on the desired Temperature and accordingly gettiinsch- th pressure is brought. At the same time will the Z. B. chirch different kinds of pre z.erl; lüierer enispr ° chen - <- 1 prepared wood brought into rLen digestion vessel. 'turbid rlie Pressurized gas line is in,; en Kesseli-i der :; rich pressure set. Is the information latige sufficient; 'en.l anriettärnit, so weA same in the lower part of the digestion tank calmly. Since the pressure is the same in both boilers lieri-sclit, it takes place (read draining without special , lere: \ laßnahinen using cles stati- pressure gradient. The tepid can do this for example by the common lye. be leadurig. But it is self- Understandably also conceivable, the lye through a central front preheater for cooling @ .chlul: 3l; essel leading ;. Leituri; - overflow allow. R: i of the inventive arrangement of the Kessel realizes that it can be opened Good in the shortest possible time, the entire the ones for the @@ ufschlul @ tor- best temperature 1nd- (1 ° n corresponds to i chen-1en pressure is enforced. The on- Effect four Laug ° occurs augenl>liek; I mit.er the most valid for it Conditions. Furthermore, the inven- @ lgemäl3e arrangement den ei-liei) liclien i V @ rtcil, dar) any @ ruchr-rgulierun- -Cli: I don't. I: s is only required (lic. In to open the valves built into the overflow line. The pressure is always automatically balanced by the compressed gas line.

Ist der Aufschlußvorgang beendet, dann wird die Lauge in prinzipiell der gleichen Art und Weise in den unterhalb des Aufschluß'kessel.s befindlichen Verdampfer abgelassen. Da der Verdampfer ebenfalls. durch die Druckgasleitung auf den gleichen Druck gebracht ist, läuft die Lauge wieder nur durch das statischeDruckgefälle in den* Verdampfer ab. Das aufgeschlossene, in dem Aufschlußkessel befindliche Gut wird also augenblicklich beim Ablassen der Lauge der-Einwirkung der Aufschlußflüssigkeit entzogen. Ein Nachwirken des Aufs.chlußvorganges auf die bereits gebildete Cellulose ist dadurch unmöglich. Die Lauge kann wiederum durch die gemeinsam--, Laugenleitung, vorzugsweise aber durch eine direkt von dem Aufschlußk essel zu dem Verdampfer führende Leitung, überströmen. In diesem Falle wird ein besonders rasches Abfließen der Lauge erreicht. Es ist wiederum nur erforderlich, die in die entsprechenden Leitungen eingesetzten Ventile zu öffnen, ohne irgendwelche weiteren Druckregulierungen vorzunehmen, da der Druck über die Druckgasleitung automatisch gleichgehalten wird.When the digestion process has ended, the lye is in principle in the same way in the one below the digestion vessel Evaporator drained. Because the vaporizer too. through the pressure gas line the same pressure is brought, the lye runs again only through the static pressure gradient into the * evaporator. The digested goods located in the digestion kettle the action of the digestion liquid is therefore instantaneous when the lye is drained withdrawn. An after-effect of the decomposition process on the cellulose that has already formed is therefore impossible. The caustic can in turn through the joint, caustic line, but preferably through a boiler leading directly from the Aufschlusskessel to the evaporator Line, overflow. In this case, the lye will drain off particularly quickly achieved. Again, it is only necessary to insert the appropriate lines to open the valves used without making any further pressure adjustments, because the pressure is automatically kept the same via the compressed gas line.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung beispielsweise dargestellt, 't -1 Hand deren der Aufschließvörgang nachstehend im einzelnen beschrieben wird.In the drawing, an apparatus suitable for carrying out the method according to the invention means is illustrated, for example, 't -1 hand of which the Aufschließvörgang in detail below will be described.

Die für den Aufschließvorgang erforderliche Lauge wird in einem niclit dargestellten Lösebehälter angesetzt und mit Hilfe einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe durch die Leitung i über die in Öffnungsstellung gebrachten Ventile 2, 3, q. in den Vorwärmer 5 gepumpt. Der V orwärmer wird unmittelbar oder mittelbar in beliebiger Weise., z. B. durch eine Feuerurig, auf .elektrischem Wege o. dgl., beheizt. Beim Ausführungsbeispiel ist eine Beheizung durch den Kessel s durchsetzende Dampfrohre 6 angenommen.The lye required for the digestion process is in a niclit shown dissolving container attached and with the help of a likewise not shown Pump through line i via valves 2, 3, which have been brought into the open position, q. pumped into the preheater 5. The preheater is directly or indirectly in any way., e.g. B. by a Feuerurig, on .electric way o. The like., Heated. In the exemplary embodiment, heating is provided by steam pipes passing through the boiler 6 accepted.

Durch die Heizung wird die Lauge im Vorwärmer 5 auf die ,entsprechende Temperatur und den entsprechenden Druck gebracht. Gleichzeitig wird das aufzuschließende Gut in den Aufschlußkeessel7 eingebracht. In den ebenfalls durch Dampfrohre 6 beheizten Kessel 7 wird durch einen nicht dargestellten, an die Druckgasleitung 8 angeschlossenen Verdichter über die in Öffnungsstellung befindlichen Ventile 9 und io Gas, z. B. Luft, gedrückt, uns zwar so lange, bis in dem Kes-sel ; der gleiche Druck wie im Vorw ärmer 5 herrscht.As a result of the heating, the lye in the preheater 5 is brought to the appropriate temperature and pressure. At the same time, the material to be digested is introduced into the digestion vessel 7. In the boiler 7, which is also heated by steam pipes 6, a compressor (not shown) connected to the compressed gas line 8 via the valves 9 and io gas, z. As air, pressed us so long, until the unit vessels; the same pressure as in preheater 5 prevails.

Ist im Vorwärmer 5 die Temperatur auf beispielsweise 16o° und der Druck auf etwa 6 atü bestiegen, so werden die in der Druckluftleitung i vorgesehenen Ventile io und i i geöffnet, so daß der Vorwärmer 5 und der Aufschlußkessel 7 zunächst durch die Druckgasleitung i druckausgleichend miteinander in Verbindung gebracht werden. Hierauf werden die in der Laugenleitung i und ihren Abzweigungen vorgesehenen Ventile 1a, 13, 3, i-. und 15 geöffnet, nachdem vorher das Ventil L sowie die Ventile 9 und 16 innerhalb der Druckgasleitung 8 -,-schlossen wurden. Die in dem Vorwärmer 5 befindliche Flüssigkeit läuft nunmehr in den Aufschlußkessel 7 ab. -Wenn die gesamte Flüssigkeit vom Vorwärmer 5 in den Aufschlußkessel 7 abgelaufen ist, werden das Ventil io in dem Abzweig der Druckgasleitung 8 und die Ventile 14 und 15 in der Lauge'nleitung i geschlossen.If the temperature in the preheater 5 is, for example, 16o ° and the If the pressure is increased to about 6 atmospheres, the values provided in the compressed air line i Valves io and i i open, so that the preheater 5 and the digestion boiler 7 initially brought into connection with one another in a pressure-equalizing manner through the compressed gas line i will. Thereupon those in the liquor line i and its branches are provided Valves 1a, 13, 3, i-. and 15 opened after the valve L and the valves 9 and 16 within the pressure gas line 8 -, - were closed. The one in the preheater 5 located liquid now runs into the digestion vessel 7. -If the entire Liquid has expired from the preheater 5 into the digestion vessel 7, the Valve io in the branch of the compressed gas line 8 and the valves 14 and 15 in the Lye line i closed.

Die Temp" ratur im Aufschluß;k essel 7 läßt sich durch die vorgesehene Heizung 6 während der Aufschlußzeit in der gewünschten Höhe erhalten.The temperature in the digestion; boiler 7 can be determined by the Heater 6 received at the desired level during the digestion time.

Während sich im Kessel 7 der Aufschlußvorgang vollzieht, wird der Verdampfer 17 auf den gleichen Druck gebracht,. -,vie er in dem Aufschlußkessel7 herrscht. Zu diesem Zweck werden die Ventile 9 und 16 in der Druckgasleitung 8 geöffnet, und es wird der nicht dargestellte Verdichter angestellt. Nach Beendigung des Aufschlußvorga.nges wird das Ventil io geöffnet, nachdem vorher das Ventil i i geschlossen wurde. Dadurch wird eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Verdampfer 17 und dein Aufschlußkessel7 hergestellt. Werden nunmehr die Laugenventile 15 und 18 geöffnet, so fließt die Laue aus dem Kessel? in den Verdampferlcess:el 17 ab. Nach Öffnen des Ventils i9 kann die Lauge zwecks Entleerung des Verdampfers 17 über eine Abflußleitung 2o abgezogen und gegebenenfalls nach Wiederaufbereitung der Leitung i zugefÜhrt werden.While the digestion process is taking place in the boiler 7, the Evaporator 17 brought to the same pressure. - as he did in the digestion kettle 7 prevails. For this purpose, the valves 9 and 16 in the compressed gas line 8 are opened, and the compressor, not shown, is turned on. After completion of the digestion process the valve io is opened after the valve i i has previously been closed. Through this becomes a communicating connection between the evaporator 17 and your digestion vessel 7 manufactured. If the solution valves 15 and 18 are now opened, the Lukewarm from the cauldron? in the evaporator lcess: el 17 from. After opening valve i9 the liquor can be drawn off via a drain line 2o for the purpose of emptying the evaporator 17 and if necessary after reprocessing of the line i are fed.

Während der Aufschluß in dem Aufschlußhessel7 stattfindet, kann bereits Lauge für eine neue Charge in dem Vorwärmer 5 angewärmt werden, so daß ohne Zeitverlust ununterbrochen gearbeitet werden kann.While the digestion is taking place in the digestion tank7, can already Lye can be heated for a new batch in the preheater 5, so that without loss of time can be worked continuously.

Claims

PATENT CLAIM: Plant for opening up wood or similar materials for cellulose extraction, in which the heating of the Aufnahm.flü.ssigkeit, the opening of the material and the blowing off of the lye take place in several separate, one below the other arranged containers, characterized; that the preheating boiler (5) and the digestion boiler (;) on their underside to a common liquor line (i) and the preheating boiler, the digestion boiler and the blow-off boiler (I7) with the interposition of control means in the form of valves and the like @ are connected at their top to a common pressure gas line connected to a gas compressor. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents .... No.28295o, 391 267; Austrian patent specification - 122 487; L? SA. Patent ...... No 1784849.